一种可切换转向助力模式的EPS系统及其模式切换方法与流程

本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种可切换转向助力模式的eps系统及其模式切换方法。

背景技术：

随着电动汽车技术的发展，当前低速电动汽车市场上很多车型已将电子助力转向管柱eps作为标配，以满足市场大部分消费者的需求。但市场上不同的消费者根据不同路况情况下对转向力需求不同，城市低速路况下驾驶员需求较轻的转向力来缓解疲劳感，城郊高速路况下驾驶员需求稳重保持操纵感，而现有的eps系统对转向助力的模式切换不够完善。因此，需要开发出可切换转向助力模式的电子助力转向管柱总成。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可切换转向助力模式的eps系统及其模式切换方法，能够切换转向助力模式，协助驾驶员实现转向操作。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可切换转向助力模式的eps系统，包括控制模块ecu、转向柱管、电动机，离合器、减速机构和扭矩传感器，所述控制模块ecu通过can总线与车载电脑通讯连接；所述控制模块ecu包括单片机，所述单片机的电源输入端与电源模块电连接，所述扭矩传感器通过放大模块与所述单片机电连接，所述单片机还电连接有点火开关，所述单片机还包括用于输出电机控制信号的第一控制端口和第二控制端口，所述第一控制端口和第二控制端口电连接至用于驱动电机运转的驱动模块，所述单片机的串口电连接有can模块，所述can模块通过can总线电连接至车载电脑。

作为优选的技术方案，所述电源模块包括电源芯片bd4275。

作为优选的技术方案，所述驱动模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管，所述第一场效应管和第三场效应管的漏极电连接至电源端，所述第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极电连接，所述第三场效应管的源极与第四场效应管的漏极电连接，所述第二场效应管和第四场效应管的源极电连接至接地端，所述单片机的第一控制端口与所述第一场效应管和第二场效应管栅极电连接，所述单片机的第二控制端口与所述第三场效应管和第四场效应管栅极电连接，所述电机电连接在所述第一场效应管的源极和所述第三场效应管的源极之间。

作为优选的技术方案，所述第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管的漏极和源极之间分别电连接有第一稳压二极管、第二稳压二极管、第三稳压二极管和第四稳压二极管。

作为优选的技术方案，所述can模块包括can收发器芯片mc33901。

一种eps系统切换转向助力模式的方法，包括以下步骤：

在控制模块ecu中预存各种模式的助力输出参数，设置其中一个模式为默认模式；

系统上电以及初始化后，在控制模块ecu的存储单元中查找关机前存储的模式数据，若已存储模式数据，将存储的模式设置为当前模式；若未存储模式数据，当前模式自动设置为默认模式；

控制模块ecu读取扭矩传感器信号；

控制模块ecu通过can模块读取车速信号和模式信号；

将接收的模式信号与当前模式的模式信号进行比较，若模式信号相同，执行下一步；若模式信号不同，根据接收到的模式信号设置当前模式；

根据当前模式信号判断当前模式类型；

根据车速计算当前模式下的助力比，并根据助力比和扭矩信号，控制电动机的电流，电动机通过输出轴输出辅助力。

作为优选的技术方案，还包括以下步骤：所述控制模块ecu在根据接收到的模式信号设置当前模式后，通过can模块向车载电脑发送反馈信号，所述反馈信号包含当前模式数据。

作为优选的技术方案，还包括以下步骤：所述控制模块ecu检测点火开关信号，若点火开关处于关闭状态，所述控制模块ecu向车载电脑输出模式存储提示指令，所述控制模块ecu根据车载电脑反馈的存储指令，存储当前模式。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明能够通过can总线与车载电脑通讯，获取车速信号以及模式信号，根据模式选择实现转向助力模式的切换，根据助力曲线自动控制控制电机的电流从而为车辆转向提供助力，为驾驶员的转向操作提供了便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种可切换转向助力模式的eps系统的结构示意图；

图2是图1中控制模块ecu的原理框图；

图3是图2中电源模块的电路原理图；

图4是图2中放大模块的电路原理图；

图5是图2中电机驱动模块的电路原理图；

图6是图2中can模块的电路原理图；

图7是本发明实施例一种eps系统切换转向助力模式的方法的流程图；

图中：1-控制模块ecu；2-电动机；3-扭矩传感器；4-离合器；5-减速机构。

具体实施方式

如图1所示，一种可切换转向助力模式的eps系统，包括控制模块ecu1、转向柱管、电动机2，离合器4、减速机构5和扭矩传感器3，控制模块ecu1通过can总线与车载电脑通讯连接。

如图2所示，控制模块ecu包括单片机，单片机的电源输入端与电源模块电连接，扭矩传感器通过放大模块与单片机电连接，单片机还电连接有点火开关，单片机还包括用于输出电机控制信号的第一控制端口和第二控制端口，所述第一控制端口和第二控制端口电连接至用于驱动电机运转的驱动模块，单片机的串口电连接有can模块，can模块通过can总线电连接至车载电脑。

如图3所示，本实施例中，电源模块包括电源芯片bd4275，电源芯片bd4275将12v的直流电源转换成5v的直流电源为各元器件供电。

如图4所示，扭矩传感器信号niuju_signali电连接至放大器ic1的同向输入端，经信号放大，放大器ic1的输出端niuju_signalo电连接至单片机。

如图5所示，驱动模块包括第一场效应管q1、第二场效应管q2、第三场效应管q3和第四场效应管q4，第一场效应管q1和第三场效应管q3的漏极电连接至电源端vcc，第一场效应管q1的源极与第二场效应管q2的漏极电连接，第三场效应管q3的源极与第四场效应管q4的漏极电连接，第二场效应管q2和第四场效应管q4的源极电连接至接地端，单片机的第一控制端口ctrl1与第一场效应管q1和第二场效应管q2栅极电连接，单片机的第二控制端口ctrl2与第三场效应管q3和第四场效应管q4栅极电连接，电机电连接在第一场效应管q1的源极和第三场效应管q3的源极之间。

第一场效应管q1、第二场效应管q2、第三场效应管q3和第四场效应管q4的漏极和源极之间分别电连接有第一稳压二极管vd1、第二稳压二极管vd2、第三稳压二极管vd3和第四稳压二极管vd4。

如图6所示，can模块包括can收发器芯片mc33901，can收发器芯片mc33901的can-h和can-l接收can信号，can收发器芯片mc33901的引脚std、rxd、txd电连接至单片机。

如图7所示，一种eps系统切换转向助力模式的方法，包括以下步骤：

在控制模块ecu中预存各种模式的助力输出参数，并将其中一个模式设置为默认模式；

系统上电以及初始化后，在控制模块ecu的存储单元中查找关机前存储的模式数据，若已存储模式数据，将存储的模式设置为当前模式；若未存储模式数据，当前模式自动设置为默认模式；

控制模块ecu读取扭矩传感器信号；

控制模块ecu通过can模块读取车速信号和模式信号；

将接收的模式信号与当前模式的模式信号进行比较，若模式信号相同，执行下一步；若模式信号不同，根据接收到的模式信号设置当前模式，控制模块ecu通过can模块向车载电脑发送反馈信号，反馈信号包含当前模式数据，转向助力模式在车载电脑上显示；

根据当前模式信号判断当前模式类型，本实施例中，预存的转向助力模式有两种，根据当前模式的信号判断出当前转向助力模式；

根据车速计算当前模式下的助力比，并根据助力比和扭矩信号，控制电动机的电流，电动机通过输出轴输出辅助力。

本方法中还包括以下步骤：控制模块ecu检测点火开关信号，若点火开关处于关闭状态，控制模块ecu向车载电脑输出模式存储提示指令，控制模块ecu根据车载电脑反馈的存储指令，存储当前模式。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。