10.16638/jki.1671-7988.2019.13.036
周锦鸿，黄乾生
（博世华域转向系统有限公司，上海201800）
摘要：文章对电动助力转向系统（EPS）跑偏补偿功能（PDC）的系统匹配实验详尽研究，对相关实验方法、实验条件、实验流程以及接受标准进行分析，总结出了一系列符合开发需求的方法与标准。对今后跑偏补偿功能乃至其它驾驶辅助高级功能的系统匹配实验具有借鉴意义。
关键词：EPS；跑偏补偿功能；系统匹配实验
中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)13-104-02
A study of system matching experiment for EPS Pull Drift Compensation function
汽车跑偏Zhou Jinhong, Huang Qiansheng
（Bosch HUAYU Steering Systems Co., Ltd., Shanghai 201800 )
Abstract:In this paper, the system matching experiment of the Pull Drift Compensation(PDC) function of Electric Power Steering(EPS) is studied in detail. The relevant experimental methods, experimental conditions, experimental process and acceptance criteria are analyzed, and a series of methods and standards that meet the development requirements are summarized. It can be used for reference in the future system matching experiments of Pull Drift Compensation function and other advanced driving assistance functions.
Keywords: Electric power steering; Pull Drift Compensation; System matching experiment
CLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)13-104-02
引言
现如今，为了便于道路积水的排出，道路设计通常是中间高而两边低。当车辆行驶在这种倾斜路面上时，驾驶员通常需要施加一定的力使得车辆保持直线行驶，这样驾驶员容易疲劳，增加行车风险。车辆的跑偏补偿功能（Pull Drift Compensation）是当今众多车型所使用的一种驾驶辅助高级功能，如上汽名爵HS，吉利帝豪GS等车型上都有采用。PDC 功能在工作时，对车速、转角、方向盘扭矩、横摆角速
度等输入信号进行分析计算，通过EPS（Electric Power Steering）输出一定补偿力矩，补偿驾驶员所需提供的力，缓解驾驶疲劳，保障行车安全。本文对PDC开发过程中的系统匹配实验方法进行研究，总结出相关实验方法、实验条件、实验流程以及接受标准，对今后PDC功能的开发及验证工作具有重要的参考价值。
1 匹配实验方法研究
在评估PDC功能效果时，需要车辆有一定程度的跑偏。通常在PDC匹配实验过程中，会采用如下三种方法。
1.1 倾斜路面实验法
进行PDC匹配实验时，可以行驶在倾斜路面，由于重力的分力会给车辆施加一个侧向力，车身会整体朝倾斜的一侧跑偏。
该方法对实验场地要求较高，需要一段较长的倾斜直线路。目前国内有少数实验场有这样的倾斜直线路可供使用，如上汽通用广德实验场、中汽中心盐城汽车试验场等。
作者简介：周锦鸿，就职于博世华域转向系统有限公司。黄乾生，就职于博世华域转向系统有限公司。
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周锦鸿 等：EPS 跑偏补偿功能系统匹配实验研究
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1.2 单侧前轮胎放气法
车辆左右两侧轮胎状态不一致也会导致跑偏。如果同轴上的轮胎的花纹深度、花纹样式不同或轮胎胎压不同，都会对轮胎和路面间的摩擦力有所影响，从而使汽车在行驶过程中出现跑偏。汽车车轮正常压力一般为2.1~2.5MPa ，PDC 匹配实验时可将单侧前胎放气至1.0MPa （注意不能放的太少否则影响正常驾驶），使得车辆左右高度不一致，产生一个重力的分力，从而制造车辆行驶跑偏现象。 1.3 更改前轮前束法
车辆的四轮定位参数是保证其直线行驶稳定性的重要因素。当车辆外倾角超过一定限制值，车轮会发生侧移，车辆会向外倾角大的一侧跑偏。当主销后倾角超差，会加剧车辆跑偏趋势。当前轮前束角超过一定限制值，汽车就会向前束偏小的一侧跑偏。如果实验车四轮定位设计参数正常，通常不会造成跑偏的现象。通过更改四轮定位参数，一般只需要将左右两侧转向横拉杆调整螺母同时向左或右拧1~1.5个齿，便会制造车辆行驶跑偏。
2 匹配实验条件研究
2.1 EPS 、ESP 系统功能正常
PDC 功能工作时需要采集方向盘扭矩、转角、PDC 控制状态、车速、横摆角速度等输入信号。方向盘扭矩、转角以及PDC 控制状态等信号由EPS 系统内部提供，所以需保证EPS 系统功能正常，仪表盘无EPS 故障灯。
车速与横摆角速度等信号为ESP （Electronic Stability Program ）系统提供。当ESP 系统出现故障，无法采集有效车速或横摆角速度信号时，PDC 无法判断当前车辆行驶状态，会自动默认有状态问题，且无法切换至正常工作。如果看到仪表盘亮ESP 故障灯，需要及时排查问题，恢复正常状态。
2.2 车辆状态正常
需要确保轮胎气压平衡、动平衡，轮胎无异常磨损或破损，轮胎花纹深度一致；悬架系统零件无形变或断裂、两侧弹簧弹性相同且减震器减震能力一致；四轮定位参数无明显超差；制动系统无明显故障。 2.3 路面情况符合要求
采用倾斜路面实验法时，路面倾斜度要求尽量一致，无明显变化，通常选取长度不低于300米，倾斜度为2°的长直路段较为合适。采用单侧前轮胎放气法或更改前轮前束法时，不需要路面有较大的倾斜度，通常只需要选取长度不低于300米的平直路面即可。路面需要保持平整，无明显凸台、
凹坑、大块砂石等会影响车辆直行的因素。
3 实验流程与接受标准
在测试过程中，要求PDC 的状态位按照车辆不同的行驶状态进行改变，同时，总的补偿力及长、短时补偿力变化符合要求。详细匹配实验过程如下：
（1）发动车辆，车速为零：PDC 状态位应为“HoldLong Term （长时间握住方向盘）”。此时PDC 补偿值为前次点火循环记录的长时补偿值且维持不变，无短时补偿，总补偿力输出为一个定值。
（2）双手屏住方向盘，保持直线中速行驶（50kph ）约15s 后，PDC 状态位应切换为“Active （激活）”，此时PDC 处于持续工作状态，总补偿力实时变化。
（3）中速行驶时，缓慢小角度打方向盘（±50°），PDC 状态位切换为“Hold （等待）”，此时总补偿力及长、短时补偿力不变，对应值为Active 状态下最后一刻记录的值。
（4）中速行驶时，大角度打方向盘（如掉头），此时PDC 的状态位应切换为“HoldLongTerm ”，补偿力情况同1）。
PDC 的补偿效果需要主机厂进行主观评估。大部分主机厂以补偿后车辆的跑偏程度或驾驶员维持直行所
需要的手力作为接受标准。具体为：车辆在PDC 工作状态下，以大约60kph 的速度稳定行驶，脱手时：在100m 距离内朝左或右偏移距离≤1m ，未脱手时：维持车辆直行所需手力矩≤0.4Nm ，即为符合标准。
4 结论
PDC 功能改善了驾驶舒适性，提升了驾驶安全，有效的匹配实验是PDC 开发流程中必不可少的一步。文章讨论了各匹配实验方法，对实验条件、实验流程及接受标准进行了深入的研究。在PDC 匹配实验过程中，基于文章讨论内容，不同的车辆采用合适的实验方法，确认相关实验条件和实验流程，能够保证匹配实验顺利进行，对今后PDC 功能乃至EPS 其它高级功能的开发及验证工作具有十分重要的意义。
参考文献
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