CN111376973B - 一种电动助力转向控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动助力转向控制方法、装置及系统，应用于汽车技术领域，该方法设置至少两个预设助力曲线集，各预设助力曲线集是基于影响转向摩擦力矩的预设参数的不同参数值标定得到的，各预设助力曲线集中均包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线，在获取到目标车辆的当前行驶速度和预设参数的当前参数值后，根据预设参数的当前参数值和当前行驶速度在预设助力曲线集中选取目标助力曲线，依据该目标助力曲线提供助力力矩，应用本方法提供助力力矩，可以确保所提供的助力力矩与目标车辆的实际行驶工况所需的助力力矩更为接近，使得驾驶员施加的手动力矩在不同行驶条件下，都能维持在稳定的范围内，进而避免出现过助力或欠助力的问题。

Description

一种电动助力转向控制方法、装置及系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种电动助力转向控制方法、装置及系统。

背景技术

电动助力转向系统是一种利用助力电机产生的动力协助驾驶员进行车辆转向的系统，具有结构简单、噪音小、无油液污染、助力可以随转速调节等优点，在汽车领域中得到越来越广泛的应用。

电动助力转向系统主要由控制器、车速传感器、方向盘扭矩传感器、助力电机，以及减速机构构成，其中，控制器中预存有多条与车辆行驶速度相对应的助力曲线，任意一条助力曲线都记录有驾驶员施加的手动力矩与助力电机提供的助力力矩之间的对应关系，在实际应用中，车速传感器向控制器提供车辆行驶速度，方向盘扭矩传感器向控制器提供手动力矩，控制器根据车辆行驶速度确定当前车速对应的助力曲线，在该助力曲线中读取与手动力矩对应的助力力矩，进一步控制助力电机经减速机构输出相应的助力力矩，手动力矩与助力力矩共同施加在转向系统的转向轴或转向器输入端，以克服转向轮的转向摩擦力矩，完成转向操作。

然而，现有控制方法使用的助力曲线是基于标准试验场道路标定得到的，没有充分考虑实际行驶工况，导致现有的控制方法难以满足实际使用需求，出现过助力或欠助力的情况，降低车辆行驶安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动助力转向控制方法、装置及系统，根据影响转向摩擦力矩的预设参数的参数值选取与目标车辆实际行驶工况对应的预设助力曲线，确保助力扭矩的输出与车辆实际行驶工况相符，有效避免过助力或欠助力情况，进而提高车辆行驶安全性，具体方案如下：

第一方面，本发明提供一种电动助力转向控制方法，包括：

获取目标车辆的当前行驶速度和影响转向摩擦力矩的预设参数的当前参数值；

在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，各所述预设助力曲线集基于所述预设参数的不同参数值标定得到，且任一所述预设助力曲线集中包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线；

在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线；

根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩。

可选的，所述在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，包括：

确定所述当前参数值所属的预设取值子区间，得到目标取值子区间；

根据第一预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标取值子区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第一预设映射关系中记录有各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，所述在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，包括：

根据所述当前参数值计算所述目标车辆的当前转向摩擦力矩；

确定所述当前转向摩擦力矩所属的预设摩擦力矩区间，得到目标摩擦力矩区间；

根据第二预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标摩擦力矩区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第二预设映射关系中记录有各预设摩擦力区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，所述在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线，包括：

确定所述当前行驶速度所对应的预设速度子区间，得到目标速度子区间；

根据第三预设映射关系，在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中确定与所述目标速度子区间对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线，其中，所述第三预设映射关系中记录各预设速度子区间与所述目标预设助力曲线集中各预设助力曲线的对应关系。

可选的，本发明第一方面任一项所述的电动助力转向控制方法中，所述预设参数包括路面附着系数、轮胎载荷，以及轮胎压力。

可选的，本发明第一方面任一项所述的电动助力转向控制方法中，若所述预设参数包括至少两个，得到各所述预设助力曲线集的过程，包括：

分别划分各所述预设参数的取值区间为N个预设取值子区间，其中，N≥2；

遍历各所述预设参数的预设取值子区间的组合方式，得到至少两个取值子区间组合，其中，任一所述取值子区间组合包括各所述预设参数的一个所述预设取值子区间；

针对每一所述取值子区间组合，基于所述取值子区间组合中各所述预设参数的取值，标定至少两条预设助力曲线，得到与各所述取值子区间组合对应的预设助力曲线集。

可选的，本发明第一方面任一项所述的电动助力转向控制方法中，所述根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩，包括：

获取手动力矩；

根据所述目标助力曲线，确定与所述手动力矩对应的助力力矩；

控制助力电机输出所述与所述手动力矩对应的助力力矩。

第二方面，本发明提供一种电动助力转向控制装置，包括：

获取单元，用于获取目标车辆的当前行驶速度和影响转向摩擦力矩的预设参数的当前参数值；

第一确定单元，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，各所述预设助力曲线集基于所述预设参数的不同参数值标定得到，且任一所述预设助力曲线集中包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线；

第二确定单元，用于在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线；

控制单元，用于根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩。

可选的，所述第一确定单元，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集时，具体包括：

确定所述当前参数值所属的预设取值子区间，得到目标取值子区间；

根据第一预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标取值子区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第一预设映射关系中记录有各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，所述第二确定单元，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集时，具体包括：

根据所述当前参数值计算所述目标车辆的当前转向摩擦力矩；

确定所述当前转向摩擦力矩所属的预设摩擦力矩区间，得到目标摩擦力矩区间；

根据第二预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标摩擦力矩区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第二预设映射关系中记录有各预设摩擦力区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，所述第二确定单元，用于在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线时，具体包括：

确定所述当前行驶速度所对应的预设速度子区间，得到目标速度子区间；

根据第三预设映射关系，在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中确定与所述目标速度子区间对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线，其中，所述第三预设映射关系中记录各预设速度子区间与所述目标预设助力曲线集中各预设助力曲线的对应关系。

可选的，本发明第二方面任一项所述的电动助力转向控制装置中，所述预设参数包括路面附着系数、轮胎载荷，以及轮胎压力。

可选的，本发明第二方面任一项所述的电动助力转向控制装置中，若所述预设参数包括至少两个，所述电动助力转向控制装置，还包括：

划分单元，用于分别划分各所述预设参数的取值区间为N个预设取值子区间，其中，N≥2；

遍历单元，用于遍历各所述预设参数的预设取值子区间的组合方式，得到至少两个取值子区间组合，其中，任一所述取值子区间组合包括各所述预设参数的一个所述预设取值子区间；

标定单元，用于针对每一所述取值子区间组合，基于所述取值子区间组合中各所述预设参数的取值，标定至少两条预设助力曲线，得到与各所述取值子区间组合对应的预设助力曲线集。

可选的，本发明第二方面任一项所述的电动助力转向控制装置中，所述控制单元，用于根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩时，具体包括：

获取手动力矩；

根据所述目标助力曲线，确定与所述手动力矩对应的助力力矩；

控制助力电机输出所述与所述手动力矩对应的助力力矩。

第三方面，本发明提供一种电动助力转向控制系统，包括：助力电机、减速机构、转向器、车速传感器、方向盘扭矩传感器、胎压传感器、路面附着系数传感器、转向轮载荷感知传感器，以及控制器，其中，

所述助力电机的转动轴经所述减速机构与所述转向器相连；

所述助力电机的控制端与所述控制器相连；

所述控制器分别与所述车速传感器、所述方向盘扭矩传感器、所述胎压传感器、所述路面附着系数传感器，以及所述转向轮载荷感知传感器相连，所述控制器用于执行本发明第一方面任一项所述的电动助力转向控制方法。

上述本发明提供的电动助力转向控制方法，设置至少两个预设助力曲线集，各预设助力曲线集是基于影响转向摩擦力矩的预设参数的不同参数值标定得到的，即每一个预设助力曲线集对应目标车辆在实际行驶中的一种工况，且各预设助力曲线集中均包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线，在获取到目标车辆的当前行驶速度和预设参数的当前参数值后，根据预设参数的当前参数值，选取与目标车辆当前实际行驶工况相对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，并进一步在目标助力曲线集中确定与目标车辆当前行驶速度对应的目标助力曲线，依据该目标助力曲线提供助力力矩，应用本控制方法提供助力力矩，可以确保所提供的助力力矩与目标车辆的实际行驶工况所需的助力力矩更为接近，使得驾驶员施加的手动力矩在不同行驶条件下，都能维持在稳定的范围内，进而避免出现过助力或欠助力的问题，从而提高车辆行驶安全性。

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是本发明实施例提供的一种电动助力转向控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种电动助力转向控制装置的结构框图；

图3是本发明实施例提供的另一种电动助力转向控制装置的结构框图；

图4是本发明实施例提供的一种电动助力转向控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

可选的，参见图1，图1是本发明实施例提供的电动助力转向控制方法的流程图，该方法可应用于电动助力转向控制系统中的控制器，也可以应用于车辆上其他能够获取相应预设参数，且具有数据处理能力的控制器，比如整车控制器、车身稳定系统控制器等，显然，在某些情况下也可选用网络侧的服务器实现；参照图1，本发明实施例提供的电动助力转向控制方法的流程，可以包括：

S100、获取目标车辆的当前行驶速度和影响转向摩擦力矩的预设参数的当前参数值。

在实际应用中，有多种转向摩擦力矩的计算公式，其中，最为常用、最为经典的计算公式如式(1)所示：

其中，f表示路面附着系数；

G表示轮胎载荷，kgN；

P表示轮胎压力，Pa。

基于公式(1)可以看出，车辆在实际使用中，车轮所受到的转向摩擦力矩会随着路面附着系数、轮胎载荷，以及轮胎压力三者中任意一个或多个的变化而变化，车辆行驶的路面情况、车辆自身的载重及轮胎压力情况的不同，都会导致上述三个参数的具体值发生改变，因此，本发明实施例中所述及的影响转向摩擦力矩的预设参数包括路面附着系数、轮胎载荷，以及轮胎压力。

需要说明的是，在使用其他计算公式计算转向摩擦力矩时，可能会涉及到其他不同数量、不同类型的预设参数，在不超本发明核心思想范围的前提下，其他可以影响转向摩擦力矩的预设参数，同样属于本发明的保护范围内。

进一步的，在车辆转向过程中，为了克服车轮受到的转向摩擦力矩，驾驶员和助力电机需要同时做功，当满足式(2)所示的力矩关系时即可确保车辆正常转向：

T_f＝T_驾+T_M·i·η (2)

其中，T_驾表示驾驶员施加的手动力矩，N·m；

T_m表示助力电机输出的助力力矩，N·m；

i表示与助力电机输出端相连的减速机构的减速比；

η表示减速机构的传动效率。

将式(1)与式(2)结合，即可得到式(3)：

对于任意一台确定的车辆，减速机构传动比i、减速机构的传动效率η都是恒定的，并且是可以准确获知的，因此，根据公式(3)可以看出，车辆在不同的行驶工况下，即前述预设参数对应不同的参数值时，车轮所受到的转向摩擦力矩会发生变化，只有通过及时的调节助力电机的助力扭矩输出，才能确保需要驾驶员施加的手动力矩维持在一个稳定的范围内，即确保驾驶员在不同行驶工况下所获得的路感和手感都是基本一致的。

基于上述内容，为了使得驾驶员在不同路况、不同车辆载重的情况下，驾驶车辆所获得的路感和手感稳定不变，需要获取目标车辆的预设参数的当前参数值。进一步的，由于助力电机助力曲线的设置是与车辆的行驶速度密切相关的，因此，还需要同时获取目标车辆的当前行驶速度。

S110、在至少两个预设助力曲线集中，确定当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集。

本发明实施例所提供的电动助力转向控制方法，基于前述预设参数的不同参数值，提前设置至少两个预设助力曲线集，且每一个预设助力曲线集中均包括有至少两条与车辆的行驶速度相对应的预设助力曲线。

可选的，本发明实施例提供一种设置预设助力曲线集的方法，该方法可以包括：

首先，分别划分各预设参数的取值区间为N个预设取值子区间，其中，N≥2。在具体划分过程中，可以根据各预设参数的取值区间的大小，为每一个预设参数设置对应的划分步长，然后以各预设参数对应的步长对预设参数的取值区间进行划分，从而得到各预设参数对应的预设取值子区间。

当然，还可以按照其他方式对各预设参数的取值区间进行划分，比如，对各预设参数的取值区间进行不同长度的划分，将大概率发生的行驶工况进行小间距、小步长的划分，使得划分后得到的预设取值子区间更为细致，从而与目标车辆的实际行驶工况更为贴合；相应的，对于小概率发生的行驶工况，则可以适当的以大间距、大步长进行划分，以达到降低数据存储量的效果。需要说明的是，在不超出本发明核心思想范围的前提下，能够分别将各预设参数的取值区间划分为N个预设取值子区间的划分方法同样都属于本发明所保护的范围内。

其次，划分后，每一个预设参数都对应着N个预设取值子区间，遍历各预设参数的预设取值子区间的可选的组合方式，必然可以得到至少两个取值子区间组合，当然，为了确保每一个取值子区间组合都能够完整的反映目标车辆的行驶工况，任意一个取值子区间组合内均必须包括各预设参数的一个预设取值子区间。可以想到的是，每一个取值子区间组合都对应着一个可能的行驶工况，取值子区间组合的数量越多，对目标车辆的行驶工况划分的越细致，自然能够与车辆的实际工况更加贴近，当然，所需要存储预设助力曲线也就越多，数据量越大。因此，对于各预设参数取值区间的划分，以及取值子区间组合的划分，还需要结合控制器实际的数据存储能力以及目标车辆的具体应用场景选择。

最后，如前所述，每一个取值子区间组合对应着一种目标车辆的行驶工况，在得到全部的取值子区间组合后，针对每一种取值子区间组合，基于该取值子区间组合中各预设参数的取值，可标定得到至少两条预设助力曲线，当然，每一条预设助力曲线都是与预设速度子区间对应的，最终得到与该取值子区间组合对应的预设助力曲线集，在全部取值子区间组合的预设助力曲线集都标定完成后，即可得到至少两个预设助力曲线集。

需要说明的是，对于任意一条预设助力曲线，都可以按照现有技术中的标定方法标定得到，本发明对于预设助力曲线的具体标定过程不做限定。还需要说明的是，如果预设参数只有一个，相应的，在将该唯一的预设参数的取值区间划分为N个预设取值子区间之后，不需进行预设取值子区间的组合，只需分别针对每一个预设取值子区间标定对应的预设助力曲线集合即可，此处不再详述。

经过S100步骤，已经获取得到目标车辆的当前参数值，在本步骤，需要进一步在前述至少两个预设助力曲线集中确定与所得当前参数值对应的预设助力曲线集，作为目标助力曲线集。

可选的，如前所述，将各预设参数的取值区间划分为N个预设取值子区间，在得到任何一个预设参数的当前参数值之后，都可以在该预设参数的N个预设取值子区间确定该当前参数值所属的预设取值子区间，进而得到目标取值子区间。比如，轮胎载荷的当前参数值为460kg，属于450-499kg这一预设取值子区间，即可将450-499kg这一预设取值子区间作为目标取值子区间。

本发明实施例提供第一预设映射关系，该第一预设映射关系中记录有各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。具体的，如果预设参数只有一个，第一预设映射关系中则记录有该预设参数的各预设取值子区间与预设助力曲线集的对应关系；如果预设参数有两个以上，第一预设映射关系中则记录有各预设参数的各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，为了便于查找预设助力曲线集，可以首先建立前述的各取值子区间组合，在第一预设映射关系中，记录各取值子区间组合与预设助力曲线集的对应关系，以取值子区间组合的形式分别独立的表示各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系，这都是可选的，同样都属于本发明保护的范围内。

确定目标取值子区间后，查询第一预设映射关系，即可在至少两个预设助力曲线集中确定与目标取值子区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集。

可选的，本发明实施例还提供另外一种确定目标助力曲线集的方法。由前述内容可知，预设参数与转向摩擦力矩有着直接对应的关系，在得到预设参数的当前参数值之后，往往可以直接计算得到相应的当前转向摩擦力矩。同样的，可以基于目标车辆在实际应用中可能遇到的行驶工况，或试验数据，或经验数据，设置目标车辆的转向摩擦力矩的取值范围，并将该取值范围划分为多个预设摩擦力矩区间，那么，在根据目标车辆的当前参数值计算得到当前转向摩擦力矩之后，便可进一步确定当前转向摩擦力矩所属的预设摩擦力矩区间，得到目标摩擦力矩区间。

基于此，设置第二预设映射关系，该第二预设映射关系中记录有各预设摩擦力矩区间与各预设助力曲线集之间的对应关系。得到目标摩擦力矩区间之后，查询第二预设映射关系，即可得到与目标摩擦力矩区间对应的预设助力曲线集，进而得到目标助力曲线集。

S120、在目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线。

可选的，本发明实施例还提供第三预设映射关系，该第三预设映射关系中记录有各预设速度子区间与目标预设助力曲线集中各预设助力曲线的对应关系，其中，各预设速度子区间是根据目标车辆的行驶速度范围，按照预设的步长划分得到的。比如，预设速度子区间[10，19]与预设助力曲线1对应，预设速度子区间[20，29]与预设助力曲线2对应。

经过S100已经获取得到目标车辆的当前行驶速度，进而可以确定当前行驶速度所属的预设速度子区间，得到目标速度子区间。然后，查询第三预设映射关系，即可在目标助力曲线集中确定与目标速度子区间对应的目标助力曲线。

可以想到的是，为简化第三预设映射关系的建立，同一预设速度子区间在不同预设助力曲线集中所对应的预设助力曲线的标识应该是一致的，比如，预设速度子区间A与预设助力曲线集1中的预设助力曲线2对应，那么，预设速度子区间A同样应与预设助力曲线集2中的预设助力曲线2相对应，所不同的是，预设助力曲线集1中的预设助力曲线2所表征的助力力矩与手动力矩的对应关系，与预设助力曲线集2中的预设助力曲线2所表征的助力力矩与手动力矩的对应关系是不同的。

S130、根据目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩。

确定目标助力曲线之后，获取驾驶员施加的手动力矩。并进一步根据目标助力曲线，确定与该手动力矩对应的助力力矩，最终控制助力电机输出与该手动力矩对应助力力矩即可。

需要说明的是，对于根据目标助力曲线以及手动力矩输出助力力矩的过程，可以参照现有技术中的实现方法实现，本发明对此不做限定。进一步的，在控制助力电机输出助力扭矩时，还需要根据方向盘转角信号确定助力扭矩的方向，这一控制过程同样可以根据现有技术实现，本发明对此不做限定。

综上所述，应用本控制方法提供助力力矩，可以确保所提供的助力力矩与目标车辆的实际行驶工况所需的助力力矩更为接近，使得驾驶员施加的手动力矩在不同行驶条件下，都能维持在稳定的范围内，进而避免出现过助力或欠助力的问题，从而提高车辆行驶安全性。

可选的，上述任一项实施例提供的控制方法，都是在目标车辆启动后才执行的，因此，本发明实施例还提供一种确认目标车辆是否启动的方法。

车辆的点火信号有IG ON和IG OFF两种状态，电动助力转向控制器与点火开关相连，当点火信号处于IG OFF状态时，电动助力转向控制器处于休眠状态；当点火信号处于IGON状态时，电动助力转向控制器由休眠状态切换为唤醒状态。唤醒后，电动助力转向控制器获取发动机转速，如果发动机转速大于预设转速阈值，则判定发动机启动，车辆同样处于启动状态，相反的，如果发动机转速小于预设转速阈值，则判定车辆未启动。在判定车辆启动后，即可执行上述任一实施例提供的控制方法，提供助力扭矩输出。

下面结合具体的应用场景，介绍本发明实施例提供的电动助力转向控制方法。

具体的，以预设参数为路面附着系数、轮胎载荷以及轮胎压力，目标车辆为4轮货车(前轮为转向轮)为例，目标车辆的设计行驶速度为0～120kph，空载时转向轮载荷450kgN，满载时转向轮载荷850kgN，轮胎胎压变化范围2.4～3.0bar，路面附着系数范围取0.4～0.8。按照不同的变化步长划分各个预设参数的取值区间，得到对应的预设取值子区间，并对各预设取值子区间进行组合，可以得到多种车辆行驶工况。

在目标车辆行驶速度小于等于60kph的情况下，目标车辆行驶速度按照步长10kph递增，行驶速度处于60～120kph区间时，行驶速度按照步长20kph递增；转向轮的轮胎载荷按照步长100kgN递增；轮胎胎压按照步长0.2bar递增；路面附着系数按照步长0.1递增。

将以上划分得到的各预设取值子区间排列组合，目标车辆行驶外界工况包含：5种轮胎载荷*4种轮胎压力*3种路面附着系数＝60种行驶工况。进一步为每种工况设定预设助力曲线集，每一曲线集中均需要标定10种车速的助力曲线。参见表1，表1中示出了各预设参数以及车辆行驶速度的划分结果。

表1

需要说明的是，表1中序号列以外的各个值，可以理解为对应预设取值子区间的典型值或边界值，比如，轮胎载荷为450kgN，代表[450，549]kgN这一预设取值子区间；轮胎压力2.4bar，代表[2.4，2.59]bar这一预设取值子区间。

在上述示例中，共计可以得到60种行驶工况，每种工况设置10条助力曲线，共计可以得到600条助力曲线，与现有技术相比，助力曲线的设置数量是明显增多的。

基于上述设置情况，获取目标车辆的当前行驶速度、当前轮胎载荷、当前路面附着系数、以及当前轮胎压力，按照上述任一实施例提供的控制方法，即可得到与目标车辆当前行驶工况对应的目标助力曲线，并最终按照目标助力曲线输出助力力矩，此处不再复述。

下面对本发明实施例提供的电动助力转向控制装置进行介绍，下文描述的电动助力转向控制装置可以认为是为实现本发明实施例提供的电动助力转向控制方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。

可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供一种电动助力转向控制装置的结构框图，该装置包括：

获取单元100，用于获取目标车辆的当前行驶速度和影响转向摩擦力矩的预设参数的当前参数值；

第一确定单元200，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，各预设助力曲线集基于预设参数的不同参数值标定得到，且任一预设助力曲线集中包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线；

第二确定单元300，用于在目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线；

控制单元400，用于根据目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩。

可选的，第一确定单元200，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集时，具体包括：

确定当前参数值所属的预设取值子区间，得到目标取值子区间；

根据第一预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与目标取值子区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，第一预设映射关系中记录有各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，第二确定单元300，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集时，具体包括：

根据当前参数值计算目标车辆的当前转向摩擦力矩；

确定当前转向摩擦力矩所属的预设摩擦力矩区间，得到目标摩擦力矩区间；

根据第二预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与目标摩擦力矩区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，第二预设映射关系中记录有各预设摩擦力区间与各预设助力曲线集的对应关系。

可选的，第二确定单元300，用于在目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线时，具体包括：

确定当前行驶速度所对应的预设速度子区间，得到目标速度子区间；

根据第三预设映射关系，在目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中确定与目标速度子区间对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线，其中，第三预设映射关系中记录各预设速度子区间与目标预设助力曲线集中各预设助力曲线的对应关系。

可选的，本发明第二方面任一项的电动助力转向控制装置中，预设参数包括路面附着系数、轮胎载荷，以及轮胎压力。

可选的，本发明第二方面任一项的电动助力转向控制装置中，控制单元400，用于根据目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩时，具体包括：

获取手动力矩；

根据目标助力曲线，确定与手动力矩对应的助力力矩；

控制助力电机输出与手动力矩对应的助力力矩。

可选的，若前述预设参数包括至少两个，参见图3，图3是本发明实施例提供的另一种电动助力转向控制装置的结构框图，在图2所示实施例的基础上，该装置还包括：

划分单元500，用于分别划分各预设参数的取值区间为N个预设取值子区间，其中，N≥2；

遍历单元600，用于遍历各预设参数的预设取值子区间的组合方式，得到至少两个取值子区间组合，其中，任一取值子区间组合包括各预设参数的一个预设取值子区间；

标定单元700，用于针对每一取值子区间组合，基于取值子区间组合中各预设参数的取值，标定至少两条预设助力曲线，得到与各取值子区间组合对应的预设助力曲线集。

可选的，参照图4，图4是本发明实施例提供的一种电动助力转向控制系统的结构示意图，本发明实施例提供的电动助力转向控制系统，包括：助力电机11、减速机构(图中未示出)、转向器12、车速传感器8、方向盘扭矩传感器5、TPMS2(Tire Pressure MonitorSensor，胎压传感器)、FCMS3(Friction Coefficient Monitor Sensor，路面附着系数传感器)、GMS4(Gravity Monitor Sensor，转向轮载荷感知传感器)，以及控制器10，作为一个应用于整车上的完整的电动助力转向控制系统，图4中还示出了现有技术的其他构成部分，比如，转向轮1、点火开关IG9等。

如图所示，IG9、车速传感器8、发动机转速传感器7、方向盘转角传感器6、方向盘扭矩传感器5、TPMS2、FCMS3，以及GMS4分别与控制器10的输入端相连，向控制器10提供相应的参数信息。

可选的，车速传感器8集成在ESP(Electronic Stability Program，电子车身稳定系统)中，发动机转速传感器7集成在EMS(Engine Management System，发动机管理系统)中，TPMS 2、FCMS 3集成在转向轮1上，GMS4集成在悬架减震器或者板簧上，方向盘转角传感器6、方向盘扭矩传感器5、助力电机11集成在转向器12上。各传感器与控制器10之间基于CAN总线实现数据传输。IG9则通过信号线与控制器10相连。

在机械连接方面，助力电机11的转动轴经减速机构与转向器12相连，转向器12与转向轮1之间采用机械连接。对于转向控制系统中其他构成部件之间的机械连接关系，可以参照现有技术中的实现方式所述，本发明对此不做限定。

控制器10的输出端与助力电机11的控制端相连，控制器10根据各传感器反馈的参数信息，执行上述任一项实施例所提供的电动助力转向控制方法，控制助力电机11输出助力扭矩，并与驾驶员施加的手动力矩，共同作用于转向轮1，最终完成车辆转向控制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动助力转向控制方法，其特征在于，包括：

获取目标车辆的当前行驶速度和影响转向摩擦力矩的预设参数的当前参数值；

在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，各所述预设助力曲线集基于所述预设参数的不同参数值标定得到，且任一所述预设助力曲线集中包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线；

在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线；

根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向控制方法，其特征在于，所述在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，包括：

确定所述当前参数值所属的预设取值子区间，得到目标取值子区间；

根据第一预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标取值子区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第一预设映射关系中记录有各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向控制方法，其特征在于，所述在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，包括：

根据所述当前参数值计算所述目标车辆的当前转向摩擦力矩；

确定所述当前转向摩擦力矩所属的预设摩擦力矩区间，得到目标摩擦力矩区间；

根据第二预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标摩擦力矩区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第二预设映射关系中记录有各预设摩擦力区间与各预设助力曲线集的对应关系。

4.根据权利要求1所述的电动助力转向控制方法，其特征在于，所述在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线，包括：

确定所述当前行驶速度所对应的预设速度子区间，得到目标速度子区间；

根据第三预设映射关系，在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中确定与所述目标速度子区间对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线，其中，所述第三预设映射关系中记录各预设速度子区间与所述目标助力曲线集中各预设助力曲线的对应关系。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电动助力转向控制方法，其特征在于，所述预设参数包括路面附着系数、轮胎载荷，以及轮胎压力。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电动助力转向控制方法，其特征在于，若所述预设参数包括至少两个，得到各所述预设助力曲线集的过程，包括：

分别划分各所述预设参数的取值区间为N个预设取值子区间，其中，N≥2；

遍历各所述预设参数的预设取值子区间的组合方式，得到至少两个取值子区间组合，其中，任一所述取值子区间组合包括各所述预设参数的一个所述预设取值子区间；

针对每一所述取值子区间组合，基于所述取值子区间组合中各所述预设参数的取值，标定至少两条预设助力曲线，得到与各所述取值子区间组合对应的预设助力曲线集。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电动助力转向控制方法，其特征在于，所述根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩，包括：

获取手动力矩；

根据所述目标助力曲线，确定与所述手动力矩对应的助力力矩；

控制助力电机输出所述与所述手动力矩对应的助力力矩。

8.一种电动助力转向控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取目标车辆的当前行驶速度和影响转向摩擦力矩的预设参数的当前参数值；

第一确定单元，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，各所述预设助力曲线集基于所述预设参数的不同参数值标定得到，且任一所述预设助力曲线集中包括至少两条与行驶速度对应的预设助力曲线；

第二确定单元，用于在所述目标助力曲线集的至少两条预设助力曲线中，确定与所述当前行驶速度对应的预设助力曲线，得到目标助力曲线；

控制单元，用于根据所述目标助力曲线，控制助力电机输出助力扭矩。

9.根据权利要求8所述的电动助力转向控制装置，其特征在于，所述第一确定单元，用于在至少两个预设助力曲线集中，确定所述当前参数值对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集时，具体包括：

确定所述当前参数值所属的预设取值子区间，得到目标取值子区间；

根据第一预设映射关系，在至少两个预设助力曲线集中确定与所述目标取值子区间对应的预设助力曲线集，得到目标助力曲线集，其中，所述第一预设映射关系中记录有各预设取值子区间与各预设助力曲线集的对应关系。

10.一种电动助力转向控制系统，其特征在于，包括：助力电机、减速机构、转向器、车速传感器、方向盘扭矩传感器、胎压传感器、路面附着系数传感器、转向轮载荷感知传感器，以及控制器，其中，

所述助力电机的转动轴经所述减速机构与所述转向器相连；

所述助力电机的控制端与所述控制器相连；

所述控制器分别与所述车速传感器、所述方向盘扭矩传感器、所述胎压传感器、所述路面附着系数传感器，以及所述转向轮载荷感知传感器相连，所述控制器用于执行权利要求1-4任一项所述的电动助力转向控制方法。

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