CN112572602A - Sbw末端锁止位置可变控制方法、控制器和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SBW末端锁止位置可变控制方法，包括：通过角度自学习确定转向执行器的极限角度，根据极限角度确定转向执行器学习到的末端位置绝对值；计算路感控制器末端位置角度绝对值，并计算其和路感反馈器当前角度绝对值的差值；根据车速信号和所述差值形成末端限位力矩绝对值图；根据末端限位力矩绝对值图确定末端锁止位置；根据方向盘角度符号和末端限位力矩绝对值计算末端限位的电机反力力矩。本发明还提供了一种SBW控制控制器和一种计算机可读存储介质。本发明利用现有的SBW结构能在不增加成本的情况下实现末端限位随传动比变化自适应，能增加驾驶安全性、舒适性、灵活性，提升线控转向的品质。

Description

SBW末端锁止位置可变控制方法、控制器和存储介质

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种SBW末端锁止位置可变控制方法、一种SBW控制控制器和一种计算机可读存储介质。

背景技术

汽车电动助力转向线控(Steer-By-Wire)系统，简称SBW系统，对汽车高级自动驾驶具有重大意义，被认为是智能驾驶的关键执行部件之一。预计2025年高度和完全自动驾驶汽车开始进入市场，并开始快速增长，线控转向系统是真正解放人类双手的转向新技术。SBW系统对比传统EPS系统增加了路感反馈控制、可变传动比，主动转向控制等特点，因此SBW系统的预研开发已经成为转向行业的焦点并朝着安全可靠的量产化迈进。

线控转向系统取消了方向盘到转向器的机械连接，通过电信号将转向指令传递给转向器实现对车辆的转向控制。当前，市场上线控转向路感反馈技术尚未成熟，尤其是线控的末端限位尚未有一种比较个性化、舒适、成熟的控制策略。甚至采用同传统转向相同的方法，使用机械器件锁止末端位置，无疑增加成本、降低系统的灵活性和舒适性，失去市场竞争力。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种SBW末端锁止位置随传动比可变的SBW末端锁止位置可变控制方法。造成车辆传动比改变的工况包括但不限于车速、角度和驾驶模式的改变。

相应的，本发明还提供了一种SBW控制控制器和一种计算机可读存储介质。

解决上述技术问题，本发明提供一种SBW末端锁止位置可变控制方法，包括以下步骤：

S1，通过角度自学习确定转向执行器的极限角度，根据极限角度确定转向执行器学习到的末端位置绝对值；

所述极限位置是执行器的左极限位置或右极限位置，所述极限角度是与极限位置对应的左极限角度或右极限角度；

本领域技术人员知道，扭矩符号SIGN_STEERING_TORQUE和角度符号SIGN_STEERING_ANGLE根据实际需要可以自行定义为：左负右正或左正右负，这种左右和负正的定义是一种选择性的指定，不影响本发明的原理，本领域技术人员在本发明的原理下可以根据实际情况选择定义左负右正或左正右负，本发明的相关内容是一种示例性的说明，不应被理解为对于本发明技术方案的限定；

S2，计算路感控制器末端位置角度绝对值，并计算其和路感反馈器当前角度绝对值的差值；

S3，根据车速信号和所述差值形成末端限位力矩绝对值图；

S4，根据末端限位力矩绝对值图确定末端锁止位置；

S5，根据方向盘角度符号和末端限位力矩绝对值计算末端限位的电机反力力矩；

其中，若方向盘角度和转向扭矩符号相同，则判断为去程，执行电机反力力矩；

若方向盘角度和转向扭矩符号相反，则判断为回程，不执行电机反力力矩。

可选择的，进一步个所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，步骤S1包括：

若方向盘角度大于零则选择转向执行器右极限位置作为极限角度，若方向盘角度小于零则选择转向执行器左极限位置作为极限角度。

可选择的，进一步个所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，步骤S2包括：

原始传动比、当前传动比和末端位置绝对值计算路感反馈器末端位置绝对值；

转向执行器有左右末端，相应得出路感反馈器的左右末端位置(角度)绝对值。由于传动比可变，而转向执行器的左右末端是固定不变的，因此两者相乘得到路感反馈器的末端角度，传动比变，末端位置也变，实现了末端角度随传动比可变。其用于计算路感反馈器的末端角度。而路感反馈器的实时角度，路感反馈器具有角度扭矩传感器，该路感反馈器可以解算实时角度。路感反馈器和执行器，分别自带角度和扭矩传感器。

在车上：车轮摆正，此时可以标定执行器的角度中位；方向盘摆正，此时可以标定路感反馈器的中位。即，路感反馈器和执行器角度会对中的。方向盘(路感反馈器系统)的末端角度要计算和控制的，因为方向盘(路感反馈器)和下面执行机器(转向机、车轮)无机械连接，而方向盘又无机械锁止，所以需要计算末端位置，用软件确定和锁止末端角度。

本发明中原始线控传动比定义为：齿条行程变化量/方向盘圈数变化量。以原始传动比为57mm/rev为例，即方向盘转1圈，转向执行器的齿条移动57mm。当前传动比(单位mm/rev)是根据车速、方向盘角度、驾驶模式或上位机指令确定的为当前传动比的。

相应的，传动比是57，即此时路感反馈器和执行器角度是1对1关系，则方向盘转动例如90度，下面执行器会自动跟着方向盘的角度转90度(电机控制：角度跟随控制实现的)。如果传动比例如是80，则方向盘转动例如90度，则执行器会转动90*80/57的角度。

可选择的，进一步个所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，步骤S3包括：

以路感控制末端位置角度绝对值和路感反馈器当前角度绝对值的差值为纵轴，以车速为横轴形成末端限位力矩绝对值图。

可选择的，进一步个所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，步骤S4包括：

方向盘角度符号乘以“-1”，再乘以末端限位力矩绝对值图标定的扭矩值得到电机力矩指令，作为末端锁止控制力矩。

本发明提供一种SBW控制器，其用于执行上述任意一项所述SBW末端锁止位置可变控制方法。

本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任意一项所述SBW末端锁止位置可变控制方法中的步骤。

本发明利用现有的SBW结构，在不增加成本的情况下，能通过计算机编程技术手段将本发明的控制方法集成于SBW控制器，实现末端限位随传动比变化自适应。本发明能增加驾驶安全性、舒适性、灵活性，提升线控转向的品质。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明流程示意图。

图2是第二实施例示意图一。

图3是第二实施例示意图二。

图4是第二实施例示意图三。

图5是第二实施例示意图四。

图6是第二实施例示意图五。

图7是第二实施例示意图六。

图8是第二实施例示意图七。

图9是第二实施例示意图八。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”“S1”、“S2”等来描述不同的元件、参数、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、参数、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、参数、组件、区域、层或部分与另一个元件、参数、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本发明的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、参数、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、参数、组件、区域、层或部分。

第一实施例；

如图1所示，本发明提供一种SBW末端锁止位置可变控制方法，包括以下步骤：

S1，通过角度自学习确定转向执行器的极限角度，根据极限角度确定转向执行器学习到的末端位置绝对值；

S2，计算路感控制器末端位置角度绝对值，并计算其和路感反馈器当前角度绝对值的差值；

S3，根据车速信号和所述差值形成末端限位力矩绝对值图；

S4，根据末端限位力矩绝对值图确定末端锁止位置；

S5，根据方向盘角度符号和末端限位力矩绝对值计算末端限位的电机反力力矩；

其中，若方向盘角度和转向扭矩符号相同，则判断为去程，执行电机反力力矩；

若方向盘角度和转向扭矩符号相反，则判断为回程，不执行电机反力力矩。

第二实施例；

本发明提供一种SBW末端锁止位置可变控制方法，包括以下步骤：

S1，如图2-图4所示，获取执行器角度扭矩解算模块学习到的右极限位置：RESPRightNVMfActor，和左极限位置：RESPLeftNVMfActor。通过角度扭矩解算模块解算出的角度符号SIGN_STEERING_ANGLE为选择条件，当SIGN_STEERING_ANGLE大于等于0时，选择RESPRightNVMfActor为角度输出。当SIGN_STEERING_ANGLE小于0时，选择RESPLeftNVMfActor为角度输出。根据角度信号，取绝对值得出g_u16s4_RESPNVMfActor_CRS即为执行器的左边或右边学习到的末端位置绝对值。

其中，扭矩符号SIGN_STEERING_TORQUE和角度符号SIGN_STEERING_ANGLE均定义为左负右正；

RESPNVMValid是执行器学习到的末端位置有效标志位，其利用执行器角度扭矩解算模块根据角度扭矩传感器数据手册诊断及解算得出。

RESPRightNVMfActor是执行器学习到的右极限位置，其利用执行器角度扭矩解算模块根据角度扭矩传感器数据手册诊断及解算得出。

RESPLeftNVMfActor是执行器学习到的左极限位置，其利用执行器角度扭矩解算模块：根据角度扭矩传感器数据手册诊断及解算得出。

RESPRightNVMfActor是执行器学习到的右极限位置(当RESPNVMValid有效时输出)。

RESPLeftNVMfActor是执行器学习到的左极限位置(当RESPNVMValid有效时输出)。

SIGN_STEERING_ANGLE是方向盘角度方向，其利用路感反馈系统角度扭矩解算模块根据角度扭矩传感器数据手册诊断及解算得出。

RESPNVMfActor是确定判定中要使用转向执行系统的左极限角度或右极限角度。

g_u16s4_RESPNVMfActor_CRS是判定中使用转向执行系统的左极限角度或右极限角度的绝对值。

S2，计算路感控制器末端位置角度绝对值，并计算其和路感反馈器当前角度绝对值的差值；

如图5结合图6所示，以原始传动比为57mm/rev为例，即方向盘转1圈，转向执行器的齿条移动57mm。当前传动比(单位mm/rev)是根据车速、方向盘角度、驾驶模式或上位机指令确定的为当前传动比的。相应的，传动比是57，即此时路感反馈器和执行器角度是1对1关系，则方向盘转动例如90度，下面执行器会自动跟着方向盘的角度转90度(电机控制：角度跟随控制实现的)。如果传动比例如是80，则方向盘转动例如90度，则执行器会转动90*80/57的角度。

由g_u16s4_RESPNVMfActor_CRS乘以(57/SteerRatio)即为路感控制器的末端位置角度的绝对值g_u16s4_RESPNVMRF_CRS；

57mm/rev是线角传动比(C-Factor)，齿条移动57mm，方向盘转1圈，其由整车厂设计参数输入。

SteerRatio是线角传动比(C-factor)，其是根据实际需要的标定量。

g_u16s4_RESPNVMRF_CRS是根据转向执行系统的末端位置及传动比计算出的路感系统末端角度大小。

ABS_STEERING_ANGLE是路感反馈系统当前方向盘角度绝对值，其利用路感反馈系统角度扭矩解算模块根据角度扭矩传感器数据手册诊断及解算得出。

g_u16s4_SAErr_CRS是路感反馈系统末端位置与当前角度的差值。

S3，如图7、图8所示，以路感控制末端位置角度绝对值和路感反馈器当前角度绝对值的差值为纵轴，以车速为横轴形成末端限位力矩绝对值图；

对g_u16s4_SAErr_CRS进行打断点查表，例如1行6列的表得出Curve：g_u16s4a6_SAErr_AngBKs_CMP，作为一个Shared Axis，可标定。

对车速信号VEHICLE_SPEED进行打断点查表，例如1行9列的表得出Curve：g_u16s4a9_SAErr_VehSpdBKs_CMP，作为另一个Shared Axis，可标定。

分别以g_u16s4a6_SAErr_AngBKs_CMP为纵轴，g_u16s4a9_SAErr_VehSpdBKs_CMP为横轴，查表得出一9行6列的map：g_u16s12a9a6_SAErrTorqDmd_CMP，可标定，其即为末端限位力矩绝对值g_u16s12_SAErrTorqDmd_CMP。

即对g_u16s4_SAErr_CRS设置程序打断点形成一个1行6列的表，对VEHICLE_SPEED设置程序打断点形成一个1行9列的表，再将g_u16s4a6_SAErr_AngBKs_CMP为纵轴，g_u16s4a9_SAErr_VehSpdBKs_CMP为横轴，形成一个9行6列的map表，表里面标定末端位置锁死所用到的电机力矩。

X轴：g_u16s4a9_SAErr_VehSpdBKs_CMP；

Y轴：g_u16s4a6_SAErr_AngBKs_CMP；

Map值：g_u16s12_SAErrTorqDmd_CMP

g_s16s12_SAErrTorqDmd_CMP是路感反馈系统末端软锁止位置限位力矩(不同车速、不同末端位置与当前角度的差值设计不同的锁定末端位置的电机力矩，有正负之分)。

S4，根据末端限位力矩绝对值图确定末端锁止位置，方向盘角度符号乘以“-1”，再乘以末端限位力矩绝对值图标定的扭矩值得到电机力矩指令，作为末端锁止控制力矩；

SIGN_STEERING_ANGLE乘以“-1”再乘以末端限位力矩绝对值图g_u16s12_SAErrTorqDmd_CMP标定的扭矩值得到电机力矩指令，计算出末端限位的电机反力力矩g_s16s12_SAErrTorqDmd_CMP，可以设定角度差在例如5度之内有比较大的反力，从而确定末端锁止位置。

S5，如图9所示，根据方向盘角度符号和末端限位力矩绝对值计算末端限位的电机反力力矩；

回程无反力处理：通过角度扭矩解算模块解算出的角度符号SIGN_STEERING_ANGLE、扭矩符号SIGN_STEERING_TORQUE为判断条件，即例如设置条件两者符号相同，则判定为去程，应该有电机反力力矩g_s16s12_SAErrTorqDmd_CMP。两者符号相反，则判定为回程，则不应该有电机反力力矩g_s16s12_SAErrTorqDmd_CMP，从而不至于影响常规手感。

第三实施例；

本发明提供一种SBW控制器，其用于执行权上述第一实施例或第二实施例任意一项所述SBW末端锁止位置可变控制方法。

第四实施例；

本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一实施例或第二实施例任意一项所述SBW末端锁止位置可变控制方法中的步骤。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种SBW末端锁止位置可变控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过角度自学习确定转向执行器的极限角度，根据极限角度确定转向执行器学习到的末端位置绝对值；

S2，计算路感控制器末端位置角度绝对值，并计算其和路感反馈器当前角度绝对值的差值；

S3，根据车速信号和所述差值形成末端限位力矩绝对值图；

S4，根据末端限位力矩绝对值图确定末端锁止位置；

S5，根据方向盘角度符号和末端限位力矩绝对值计算末端限位的电机反力力矩；

其中，若方向盘角度和转向扭矩符号相同，则判断为去程，执行电机反力力矩；

若方向盘角度和转向扭矩符号相反，则判断为回程，不执行电机反力力矩。

2.如权利要求1所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，其特征在于，步骤S1包括：

若方向盘角度大于零则选择转向执行器右极限位置作为极限角度，若方向盘角度小于零则选择转向执行器左极限位置作为极限角度。

3.如权利要求1所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，其特征在于：步骤S2包括：

原始传动比、当前传动比和末端位置绝对值计算路感反馈器末端位置绝对值。

4.如权利要求3所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，其特征在于，步骤S3包括：

以路感控制末端位置角度绝对值和路感反馈器当前角度绝对值的差值为纵轴，以车速为横轴形成末端限位力矩绝对值图。

6.如权利要求1所述的SBW末端锁止位置可变控制方法，其特征在于，步骤S4包括：

方向盘角度符号乘以“-1”，再乘以末端限位力矩绝对值图标定的扭矩值得到电机力矩指令，作为末端锁止控制力矩。

7.一种SBW控制器，其特征在于：其用于执行权利要求1-5任意一项所述SBW末端锁止位置可变控制方法。

8.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-5任意一项所述SBW末端锁止位置可变控制方法中的步骤。

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