CN113734276A - 线控转向系统的转向比同步 - Google Patents

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CN113734276A CN202110600251.3A CN202110600251A CN113734276A CN 113734276 A CN113734276 A CN 113734276A CN 202110600251 A CN202110600251 A CN 202110600251A CN 113734276 A CN113734276 A CN 113734276A
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Abstract

一种用于线控转向系统的方法。该方法包括：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；以及确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于阈值。该方法还包括：响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值，将指令的转向比调整为等于实现的转向比。该方法还包括：响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值：基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽；以及使用滤波器，将指令的转向比调整为等于期望的转向比。

Description

线控转向系统的转向比同步
背景技术
电动助力转向(EPS)通常包括诸如方向盘(或者例如手握式方向盘)、管柱、齿条齿轮、电机致动器等部件。EPS通过提供一个辅助扭矩来协助驾驶员让运载工具转向。该辅助扭矩是基于由驾驶员施加的扭矩(施加的扭矩)。从稳态意义来说，施加的扭矩和辅助扭矩抵消了由于运载工具的轮胎和路面之间的相互作用而产生的齿条力。
典型的线控转向(SbW)系统包括负重轮致动器(RWA)单元和手握式方向盘(或方向盘)致动器(HWA)单元。SbW中的RWA单元和HWA单元是机械断开的，并通过控制器局域网(CAN)接口(或其他类似的数字通信协议)进行通信。HWA单元从RWA单元接收齿条力信号，以为驾驶员产生适当的扭矩感。可替代地，手握式方向盘角度和运载工具速度也可以用来为驾驶员产生期望的扭矩感。来自HWA单元的角度被发送到RWA单元，RWA单元控制齿条行程。
发明内容
公开的实施例的一个方面包括一种线控转向系统。所述系统包括处理器和存储器。所述存储器包括指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值是否大于阈值；响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值大于所述阈值，将所述指令的转向比调整为等于所述实现的转向比；以及响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值不大于所述阈值，基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽，并使用所述滤波器，将所述指令的转向比调整为等于期望的转向比。
公开的实施例的另一个方面包括一种用于线控转向系统的方法。该方法包括：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；以及确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值是否大于阈值。所述方法还包括：响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值大于所述阈值，将所述指令的转向比调整为等于所述实现的转向比。所述方法还包括：响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值不大于所述阈值：基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽；以及使用所述滤波器，将所述指令的转向比调整为等于期望的转向比。
公开的实施例的另一个方面包括一种系统。所述系统包括处理器和存储器。所述存储器包括指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值是否大于阈值；响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值大于所述阈值，将所述指令的转向比调整为等于所述实现的转向比；以及响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值不大于所述阈值：确定手握式方向盘位置是否指示运载工具的手握式方向盘处于中心位置；响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述运载工具的手握式方向盘处于所述中心位置，选择性地增加滤波器的带宽；并且响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述运载工具的手握式方向盘不在所述中心位置，选择性地减少所述滤波器的带宽；以及使用所述滤波器，将所述指令的转向比调整为等于期望的转向比。
这些和其他的优点和特征通过结合附图的以下描述将变得更加明显。
附图说明
图1大体上示出了根据本公开原理的线控转向系统。
图2是大体上示出了根据本公开原理的转向比同步的流程图。
图3大体上示出了根据本公开原理的转向比同步的流程图的延续。
图4大体上示出了根据本公开原理的转向比同步模块。
图5是大体上示出了根据本公开原理的转向比同步方法的流程图。
具体实施方式
在说明书结尾处的权利要求中特别指出并明确要求保护了被视作为本发明的主题。本发明的上述及其他的特征和优点通过以下结合附图的详细描述变得显而易见。
如所描述的，电动助力转向(EPS)通常包括诸如方向盘(或者例如手握式方向盘)、管柱、齿条齿轮、电机致动器等部件。EPS通过提供一个辅助扭矩来协助驾驶员让运载工具转向。该辅助扭矩是基于由驾驶员施加的扭矩(施加的扭矩)。从稳态意义来说，施加的扭矩和辅助扭矩抵消了由于运载工具的轮胎和路面之间的相互作用而产生的齿条力。
典型的线控转向(SbW)系统包括负重轮致动器(RWA)单元和手握式方向盘(或方向盘)致动器(HWA)单元。SbW中的RWA单元和HWA单元是机械断开的，并通过控制器局域网(CAN)接口(或其他类似的数字通信协议)进行通信。HWA单元从RWA单元接收齿条力信号，以为驾驶员产生适当的扭矩感。可替代地，手握式方向盘角度和运载工具速度也可以用来为驾驶员产生期望的扭矩感。来自HWA单元的角度被发送到RWA单元，RWA单元控制齿条行程。
在一些SbW系统中，在运载工具运行期间可能不能一直保持期望的转向比。这有可能发生，例如，响应于在驾驶员快速输入期间超出负重轮致动器的转换速率能力(slewrate capability)，响应于手握式方向盘角度输入要求负重轮制动越过行程停止装置，响应于负重轮致动器上的过量负载，以及响应于初始化问题。
通常，如果SbW系统没有实现期望的转向比，那么运载工具可能会遭受一些不良影响。例如，由SbW系统的控制器执行的典型算法可能在驾驶员停止致动方向盘后继续尝试实现期望的转向比。这可能会造成运载工具响应明显滞后，并且在驾驶员看来可能就好像运载工具继续进行自主转向(例如，没有驾驶员输入)。
因此，配置为同步SbW系统的转向比的系统和方法(例如本文所描述的那些)可能是符合期望的。本文所描述的系统和方法可以被配置为在失去同步时进行检测，并且在给定的误差水平之后，将指令的转向比调整为与实现的转向比相等。本文描述的系统和方法可以被配置为相对快速地调整指令的转向比，从而在任何给定时间，指令的转向比与实现的转向比相比没有显著不同，但是不足于快速地响应噪声条件。
在一些实施例中，本文所描述的系统和方法可以被配置为使用非线性滤波器调整指令的转向比，使得指令的转向比等于期望的转向比。本文所描述的系统和方法可以被配置为调整非线性滤波器的带宽，从而控制指令的转向比的变化率，以把驾驶员的感知减到最少。
在一些实施例中，滤波器的带宽可以是几个变量的函数，例如手握式方向盘位置、运载工具速度、油门杆位置、其他合适的变量或其组合。本文所描述的系统和方法可以配置为在运载工具更为“静止”且不“活跃”时增加滤波器的带宽。例如，无论运载工具速度或油门杆位置如何，如果手握式方向盘位置指示手握式方向盘位于中心，那么运载工具就相对“静止”，并且理论上，变化率对运载工具轨迹没有影响。本文所描述的系统和方法可以被配置为响应于手握式方向盘位置指示手握式方向盘位于中心而将带宽增加到相对较高的值。
相反地，如果手握式方向盘位置指示手握式方向盘相对于中心有一定的角度，那么相对较小的变化率可能也会影响运载工具轨迹。本文所描述的系统和方法可以配置为响应于手握式方向盘位置指示手握式方向盘相对于中心具有一定角度而减小带宽。本文所描述的系统和方法可以配置为响应于高运载工具速度或高油门杆位置而进一步减小带宽，这可以增加灵敏度和响应。
在一些实施例中，本文所描述的系统和方法可以配置为确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值。本文描述的系统和方法可以配置为确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于阈值。本文所描述的系统和方法可以配置为，响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值，将指令的转向比调整为等于实现的转向比。
在一些实施例中，本文所描述的系统和方法可以配置为，响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值不大于阈值，基于相关运载工具的至少一个运载工具特征来选择性地调整滤波器的带宽。在一些实施例中，滤波器包括非线性滤波器，例如一阶数字滤波器。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的负重轮的负重轮角度。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的运载工具速度。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的油门杆的油门杆位置。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的手握式方向盘的手握式方向盘位置。
在一些实施例中，本文所描述的系统和方法可以配置为使用滤波器将指令的转向比调整为等于期望的转向比。本文所描述的系统和方法可以配置为通过响应于确定手握式方向盘位置指示手握式方向盘处于中心位置而增加带宽来选择性地调整滤波器的带宽。本文所描述的系统和方法可以配置为通过响应于确定手握式方向盘位置指示手握式方向盘相对于中心位置具有一定角度而减小带宽来选择性地调整滤波器的带宽。
图1大致图示了运载工具100的线控转向(SbW)系统40。可以理解的是，示出并且描述的SbW系统40可以用于自主或半自主运载工具，或是更传统的运载工具中。可附加地或可替代地，运载工具100可以包括任何合适的运载工具，包括但不限于汽车、卡车、农用车、船舶、飞机、直升飞机或任何其他合适的运载工具。SbW系统40包括手握式方向盘致动器(HWA)10和负重轮致动器(RWA)20。
HWA 10包括一个或多个机械部件12，例如手握式方向盘(方向盘)、转向柱、通过齿轮机构或直接驱动系统连接到转向柱的电机/变频器。HWA10还包括控制机械部件12的操作的微控制器14。微控制器14通过一个或多个机械部件12接收和/或产生扭矩。
RWA包括一个或多个机械部件24，例如通过滚珠螺母/滚珠丝杠(齿轮)布置耦接到电机/变频器的转向齿条和/或小齿轮，并且该齿条通过拉杆连接到运载工具负重轮(例如轮胎)。RWA 20包括控制机械部件24的操作的微控制器22。微控制器22通过一个或多个机械部件24接收和/或产生扭矩。
微控制器12和22通过可以传输和/或接收信号的电气连接而耦接在一起。如本文所述，控制器可以包括HWA控制器12和RWA控制器22的组合，或任何一个特定的微控制器。
在一个或多个示例中，SbW系统40的控制器12和22通过CAN接口(或其他类似的数字通信协议)相互通信。使用转向齿轮来引导安装有SbW系统40的运载工具100，该转向齿轮具有通过RWA 20(例如伺服致动器)旋转的输入轴。
RWA 20接收驾驶员旋转方向盘的电子通信信号。驾驶员控制方向盘，从而按照一定方向控制运载工具100。来自HWA 10的角度被发送到RWA20，RWA 20进行位置控制，以控制齿条行程来引导负重轮。然而，由于方向盘与负重轮之间不存在机械连接，因而在没有扭矩反馈的情况下无法使驾驶员感知到道路(与所描述的EPS中的情况不同)。
在一些实施例中，与转向柱和方向盘耦接的HWA 10模拟驾驶员所体验到的道路的感觉。HWA 10可以以扭矩的形式将触觉反馈施加到方向盘上。HWA 10从RWA 20接收齿条力信号，从而为驾驶员产生适当的扭矩感。可替代地，也可以使用手握式方向盘角度和运载工具速度来为驾驶员产生期望的扭矩感。
HWA 10和RWA 20通常具有转向比，该转向比在SbW系统40的手握式方向盘的位置发生相应变化时决定负重轮的位置变化程度。在手握式方向盘与负重轮之间具有机械联动的转向系统中，齿轮保持这一比率。在SbW系统40中，转向比是一个预定值。然而，在SbW系统40中，可能不能一直保持期望的转向比。有几种常见的情况下可能会导致这种情况的发生。这些例子包括在驾驶员快速输入期间超出RWA 20的转换速率能力、手握式方向盘角度输入要求负重轮致动越过行程停止装置、RWA 20上的过量负载(超过预定的最大阈值)、初始化问题等等。
SbW系统40可以包括配置为至少调整指令的转向比的转向比同步模块200。指令的转向比可以包括转向比值，设置该转向比值(例如，发送到EPS的命令)以调整转向比。基于驾驶员正在进行的操纵，SbW系统40试图使用指令的转向比根据手握式方向盘位置来定位负重轮。然而，由于负重轮被例如人行道卡住、陷入泥泞的路面或任何其他这样的原因，因而负重轮可能受到限制。因此，实现的转向比，即手握式方向盘位置和负重轮的实际位置之间的实际转向比，可能与指令的转向比不同。此外，期望的转向比可以表示驾驶员所期望的手握式方向盘位置与负重轮的位置之间的比率。应该注意，虽然图1作为单独的块大体示出了转向比同步模块200，但是转向比同步模块200也可以是HWA 10和/或RWA 20的控制器14/22的一部分。
转向比同步模块200可以包括一个或多个电子电路。通常，如图4所示，转向比同步模块200可以包括控制器300和存储器302。控制器300可以包括处理器。该处理器可以包括任何合适的处理器，如本文所描述的那些。可附加地或可替代地，控制器300可以包括任何合适数量的处理器。存储器302可以包括单个磁盘或多个磁盘(例如，硬盘驱动器)，并且包括管理存储器302内的一个或多个分区的存储管理模块。在一些实施例中，存储器302可以包括闪速存储器、半导体(固态)存储器等。存储器302可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其组合。存储器302可以包括指令，这样的指令在由控制器300执行时，使控制器300至少执行这里描述的功能。
在一些实施例中，转向比同步模块200可以配置为确定指令的转向比与SbW系统40所实现的转向比之间的差值。例如，通常，如图3所示，转向比同步模块200接收一个或多个转向信号，包括手握式方向盘角度205、负重轮角度207和指令的转向比210。应该理解的是，转向比同步模块200可以接收任何合适的信号，这些信号指示除了本文描述的那些之外的任何合适的测量结果。
转向比同步模块200可以通过将指令的转向比210与手握式方向盘角度相乘(220)来确定负重轮角度指令215。转向比同步模块200可以通过确定负重轮角度指令215和负重轮角度207之间的差值来确定误差角度217。在一些实施例中，确定误差角度217的绝对值(230)。
在一些实施例中，通常，如图2所示，转向比同步模块200可以确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于预定阈值(例如，预定的最大误差角度值或其他合适的值)。转向比同步模块200可以配置为，响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于预定阈值，将指令的转向比调整为等于实现的转向比。
示出了转向比255，其中负重轮误差角度217超过了(或等于)预定阈值(例如，位置闭环是饱和的)。如通常所示出的，实现的转向比(新的比率255)不等于指令的转向比210，并且手握式方向盘角度与负重轮角度不对应(不同步)。转向比同步模块200可以朝向实现的转向比225调整指令的转向比210。
在一些实施例中，转向比同步模块200可以将手握式方向盘角度(268)的绝对值与手握式方向盘滤波开始值进行比较(305)。如果转向比同步模块200确定手握式方向盘角度值小于滤波开始值，那么转向比同步模块200确定实现的转向比不位于中心。转向比同步模块200可以使用已实现的比率滤波系数的预定值作为增益系数(275)。可附加地或可替代地，转向比同步模块200可以通过将负重轮角度207除以手握式方向盘角度205来计算实现的转向角(310)。
在一些实施例中，转向比同步模块200可以从所计算的实现的转向比减去指令的转向比210(312)。转向比同步模块200可以将差值(315)乘以增益系数(275)。转向比同步模块200可以通过将结果(例如，差值(315)与增益系数(275)的乘积)与当前指令的转向比210相加而产生新的转向比255。通过这种方式，转向比同步模块200将指令的转向比210调整为实现的转向比值(例如，命令本身基于SbW系统40能够实现的和/或已经实现的值而改变)。
在一些实施例中，转向比同步模块200可以基于运载工具100的手握式方向盘的手握式方向盘位置来确定实现的转向比是否位于中心。如果转向比同步模块200基于手握式方向盘角度值大于(或等于)滤波开始值(305)而确定实现的转向比位于中心，那么转向比同步模块200不计算实现的转向比与指令的转向比(210)之间的差值(315)。
转向比同步模块200将差值(315)设置为零(0)。相应地，差值(315)与增益系数(275)之间的相乘结果为零，其在与指令的转向比(210)相加(277)时，不改变当前的转向比值(例如，其将新的转向比(255)设置为当前值)。转向比同步模块200通过基于实现的转向比(315)对手握式方向盘角度(205)进行滤波来计算增益系数。
相反，如果转向比同步模块200确定实现的转向比不位于中心，那么转向比同步模块200在实现的转向比和指令的转向比210之间失去同步时进行检测。转向比同步模块200可以确定实现的转向比与指令的转向比210之间的差值是否大于预定阈值。转向比同步模块200可以响应于差值大于预定阈值，将指令的转向比210调整为等于实现的转向比。这种调整可以相对快速地发生，从而使指令的转向比210基本上等于实现的转向比，但不足于快速地响应噪声条件。
转向比同步模块200使用比率计算器模块250，比率计算器模块250执行非线性滤波以将指令的转向比210调整为等于实现的转向比。指令的转向比210的非线性滤波由减法单元232、乘法器275和加法单元277执行。转向比同步模块200可以调整比率计算器模块250的非线性滤波的带宽，从而控制指令的转向比210的变化率以便最小化对驾驶员的干扰或最小化驾驶员的感知。
在一些实施例中，如所描述的，转向比同步模块200可以基于运载工具100的至少一个运载工具特征来选择性地调整滤波器的带宽。转向比同步模块200可以响应于运载工具100更为“静止”和较不“活跃”而增加滤波器的带宽。例如，无论运载工具速度或油门杆位置如何，如果转向比同步模块200确定手握式方向盘角度(205)(例如，使用手握式方向盘位置)位于中心(例如，运载工具100相对“静止”并且转向比的变化对运载工具轨迹的影响相对较小)，那么转向比同步模块200可以将带宽增加到相对较大的值。
相反，如果转向比同步模块200确定手握式方向盘角度(205)(例如，使用手握式方向盘位置)大于预定值(例如，手握式方向盘角度不位于中心)，并且转向比的相对较小的变化也会影响运载工具轨迹)，那么转向比同步模块200可以降低滤波器的带宽。可附加地或可替代地，转向比同步模块200可以确定运载工具100的运载工具速度是否高于阈值，和/或运载工具100的油门杆的油门杆位置是否高于阈值。如果转向比同步模块200确定运载工具100的运载工具速度高于阈值和/或运载工具100的油门杆的油门杆位置高于阈值这两种情况中的至少之一，那么转向比同步模块200进一步降低滤波器的带宽。
在一些实施例中，通常如图3所示，如果转向比同步模块200确定误差角度在与预定阈值相比较(235)时小于预定阈值(例如最大误差角度)，那么比率计算器模块250使用一个或多个转向系统信号来计算新的转向比255。在一些实施例中，转向比同步模块200可以被配置为，响应于确定误差角度在与预定阈值相比较时(235)小于预定阈值，基于相关运载工具的至少一个运载工具特征来选择性地调整滤波器的带宽。该滤波器可以是非线性滤波器，例如一阶数字滤波器或任何合适的滤波器。该至少一个运载工具特征可以包括运载工具100的负重轮的负重轮角度、运载工具100的运载工具速度、运载工具100的油门杆的油门杆位置、运载工具100的手握式方向盘的手握式方向盘位置、任何其他合适的运载工具特征或其组合。
通过确定期望的转向比212和指令的转向比210之间的差值(232)，比率计算器250可以计算期望的转向比误差213。期望的转向比212可以包括预定值，或者可以包括通过使用滤波开始、滤波结束和最大滤波系数对手握式方向盘角度205进行滤波而计算的比例因子。滤波开始值和滤波结束值可以包括在方向盘操纵开始和结束时的手握式方向盘位置值。最大滤波系数可以包括可校准的预定值。
在一些实施例中，转向比同步模块200将滤波结束值和滤波开始值之间的差值(262)除以(264)最大滤波系数，以产生第一比例因子。通过将第一比例因子乘以(270)滤波结束值与当前手握式方向盘角度205的绝对值(268)之间的差值(266)，转向比同步模块200可以产生调整后的第一比例因子。转向比同步模块200可以进一步将调整后的第一比例因子限制在预定范围(272)内，例如在0和最大滤波器系数之间，并且提供该结果作为比例因子或增益系数，以产生新的转向比255。
在一些实施例中，转向比同步模块200可以将增益系数与期望的转向比误差213相乘(275)。转向比同步模块200可以将结果与当前指令的转向比210相加(277)，以产生新的转向比255。转向比同步模块200可以通过基于期望的转向比误差(213)对手握式方向盘角度(205)进行滤波来计算用于与期望的转向比误差(213)相乘(275)的增益系数。如通常所示出的，负重轮的误差角度217小于预定阈值(235)，实现的转向比(新的比率255)基本上等于指令的转向比210，并且负重轮角度与手握式方向盘角度相对应。转向比同步模块200可以响应于实现的转向比(新的比率255)基本上等于指令的转向比而不调整指令的转向比。
在一些实施例中，转向比同步模块200和/或控制器300可以执行本文描述的方法。然而，由转向比同步模块200和/或控制器300执行的本文描述的方法并不意味着具有限制性，而是在不偏离本公开的范围的情况下，在控制器上执行的任何类型的软件都可以执行本文描述的方法。例如，控制器，例如在计算设备内执行软件的处理器，可以执行本文描述的方法。
图5是大体示出根据本公开原理的转向比同步方法400的流程图。在402处，方法400确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值。例如，控制器300确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值。
在404处，方法400确定该差值是否大于阈值。例如，控制器300确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于预定阈值。如果控制器300确定该差值小于预定阈值，那么方法400继续进行到408。如果控制器300确定该差值大于预定阈值，那么方法400继续进行到406。
在406处，方法400将指令的转向比调整为等于实现的转向比。例如，控制器300将指令的转向比调整为等于实现的转向比。方法400可以在402处继续进行，或者方法400可以结束。可附加地或可替代地，方法400可以包括在402处继续进行之前或在结束之前执行另外的操作。
在408处，方法400基于至少一个运载工具特征选择性地调整滤波器的带宽。例如，控制器300基于至少一个运载工具特征调整滤波器的带宽。如所描述的，控制器300可以响应于手握式方向盘位置指示运载工具100的手握式方向盘的手握式方向盘角度位于中心而增加滤波器的带宽。反之，控制器300可以响应于手握式方向盘位置指示运载工具100的手握式方向盘的手握式方向盘角度不位于中心而减少滤波器的带宽。可附加地或可替代地，控制器300还可以基于运载工具100的运载工具速度和/或运载工具100的油门杆的油门杆位置而减少滤波器的带宽。
在410处，方法400使用滤波器将指令的转向比调整为等于期望的转向比。例如，控制器300使用滤波器将指令的转向比调整为等于期望的转向比。方法400可以在402处继续进行，或者方法400可以结束。可附加地或可替代地，方法400可以包括在402处继续进行之前或在结束之前执行另外的操作。
相应地，本文描述的技术方案有利于SbW系统动态地调整HWA和RWA之间的转向比，并且还基于手握式方向盘角度来调整转向比的调整速率。还可以基于诸如运载工具速度、油门杆位置等其他参数来对调整速率进行调整。通过防止转向系统在驾驶员停止驱动手握式方向盘后继续尝试实现期望的转向比(预定值)，该技术方案改善了转向系统的操作。如果不防止转向系统，那么就会造成运载工具响应滞后，并且可能看起来就像是运载工具继续自行驾驶。
在一些实施例中，线控转向系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，这些指令在由处理器执行时，使处理器：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于阈值；响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值，将指令的转向比调整为等于实现的转向比；响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值：基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽；以及使用滤波器，将指令的转向比调整为等于期望的转向比。
在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的负重轮的负重轮角度。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的运载工具速度。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的油门杆的油门杆位置。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的手握式方向盘的手握式方向盘位置。在一些实施例中，这些指令还使处理器，通过响应于确定手握式方向盘位置指示手握式方向盘处于中心位置而增加带宽，从而选择性地调整滤波器的带宽。在一些实施例中，这些指令还使处理器，通过响应于确定手握式方向盘位置指示手握式方向盘相对于中心位置具有一定角度而减小带宽，从而选择性地调整滤波器的带宽。在一些实施例中，滤波器包括非线性滤波器。
在一些实施例中，用于线控转向系统的方法包括：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；以及确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于阈值。该方法还包括：响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值，将指令的转向比调整为等于实现的转向比。该方法还包括：响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值不大于阈值，基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽；以及使用滤波器将指令的转向比调整为等于期望的转向比。
在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的负重轮的负重轮角度。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的运载工具速度。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的油门杆的油门杆位置。在一些实施例中，至少一个运载工具特征包括运载工具的手握式方向盘的手握式方向盘位置。在一些实施例中，该方法还包括：通过响应于确定手握式方向盘位置指示手握式方向盘处于中心位置而增加带宽，从而选择性地调整滤波器的带宽。在一些实施例中，该方法还包括：通过响应于确定手握式方向盘位置指示手握式方向盘相对于中心位置具有一定角度而减小带宽，从而选择性地调整滤波器的带宽。在一些实施例中，滤波器包括非线性滤波器。
在一些实施例中，系统包括处理器和存储器。存储器包括指令，这些指令在由处理器执行时，使处理器：确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值是否大于阈值；响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值大于阈值，将指令的转向比调整为等于实现的转向比；以及响应于确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值不大于阈值：确定手握式方向盘位置是否指示运载工具的手握式方向盘处于中心位置；响应于确定手握式方向盘位置指示运载工具的手握式方向盘处于中心位置，选择性地增加滤波器的带宽；响应于确定手握式方向盘位置指示运载工具的手握式方向盘不处于中心位置，选择性地减少滤波器的带宽；以及使用滤波器将指令的转向比调整为等于期望的转向比。
在一些实施例中，这些指令还使处理器：响应于减少滤波器的带宽，确定运载工具的运载工具速度和运载工具的油门杆的油门杆位置中的至少一个。在一些实施例中，这些指令还使处理器：基于运载工具的运载工具速度和运载工具的油门杆的油门杆位置中的至少一个，进一步减少滤波器的带宽。在一些实施例中，滤波器包括非线性滤波器。
在一些实施例中，线控转向系统包括手握式方向盘致动器、负重轮致动器和转向比同步模块。转向比同步模块用于动态地调整负重轮致动器与手握式方向盘致动器之间的转向比，该动态调整包括：检测指令的转向比与实现的转向比之间的差值超过预定的误差阈值；使用手握式方向盘角度计算增益系数；通过将增益系数乘以指令的转向比和期望的转向比值的差值来计算调整因子；以及通过将调整因子与指令的转向比相加改变指令的转向比来计算调整后的转向比。
在一些实施例中，计算增益系数包括：通过计算手握式方向盘角度和指令的转向比的相乘结果与负重轮角度之间的差值来确定误差角度。在一些实施例中，计算增益系数还包括：确定误差角度大于或等于预定的最大误差角度；作为响应，使用滤波结束值和滤波开始值计算第一比例因子；计算滤波结束值与手握式方向盘角度之间的差值；以及计算第一比例因子和该差值的乘积作为增益系数。在一些实施例中，在预定范围内归一化增益系数。在一些实施例中，计算增益系数还包括：确定误差角度小于预定的最大误差角度；以及作为响应，基于实现的转向比计算增益系数。在一些实施例中，计算增益系数还包括：如果手握式方向盘角度小于滤波开始值，那么计算实现的转向比；以及通过将增益系数乘以实现的转向比和指令的转向比之间的差值来计算调整因子。在一些实施例中，如果手握式方向盘角度不小于滤波开始值，那么将实现的转向比设置为零。
在一些实施例中，一种用于调整线控转向系统中的转向比的方法，包括：检测指令的转向比与实现的转向比之间的差值超过预定的误差阈值；以及使用手握式方向盘角度计算增益系数。该方法还包括：通过将增益系数乘以指令的转向比和期望的转向比值之间的差值来计算调整因子；以及通过将调整因子与指令的转向比相加改变指令的转向比来计算调整后的转向比。
在一些实施例中，计算增益系数包括：通过计算手握式方向盘角度和指令的转向比的相乘结果与负重轮角度之间的差值来确定误差角度。在一些实施例中，计算增益系数还包括：确定误差角度大于或等于预定的最大误差角度；作为响应，使用滤波结束值和滤波开始值计算第一比例因子；计算滤波结束值和手握式方向盘角度之间的差值；以及计算第一比例因子和该差值的乘积作为增益系数。在一些实施例中，在预定范围内归一化该增益系数。在一些实施例中，计算增益系数还包括：确定误差角度小于预定的最大误差角度；以及作为响应，基于实现的转向比计算增益系数。在一些实施例中，计算增益系数还包括：如果手握式方向盘角度小于滤波开始值，则计算实现的转向比；以及通过将实现的转向比和指令的转向比之间的差值与增益系数相乘来计算调整因子。在一些实施例中，如果手握式方向盘角度不小于滤波开始值，则将实现的转向比设置为零。
在一些实施例中，计算机程序产品包括存储器存储设备，其中存储有计算机可执行指令。这些计算机可执行指令在由处理单元执行时，使处理单元调整线控转向系统中的转向比。这种调整包括：检测指令的转向比与实现的转向比之间的差值超过预定的误差阈值；使用手握式方向盘角度计算增益系数；通过将增益系数乘以指令的转向比和期望的转向比值的差值来计算调整因子；以及通过将调整因子与指令的转向比相加改变指令的转向比来计算调整后的转向比。
在一些实施例中，计算增益系数包括：通过计算手握式方向盘角度和指令的转向比的相乘结果与负重轮角度之间的差值来确定误差角度。在一些实施例中，计算增益系数还包括：确定误差角度大于或等于预定的最大误差角度；作为响应，使用滤波结束值和滤波开始值计算第一比例因子；计算滤波结束值与手握式方向盘角度之间的差值；以及计算第一比例因子和该差值的乘积作为增益系数。在一些实施例中，在预定范围内归一化增益系数。在一些实施例中，计算增益系数还包括：确定误差角度小于预定的最大误差角度；以及作为响应，基于实现的转向比计算增益系数。在一些实施例中，计算增益系数还包括：如果手握式方向盘角度小于滤波开始值，则计算实现的转向比；通过将增益系数乘以实现的转向比和指令的转向比之间的差值来计算调整因子；以及如果手握式方向盘角度不小于滤波开始值，则将实现的转向比设置为零。
上述讨论旨在说明本发明的原理和各种实施例。一旦充分理解了上述公开内容，本领域技术人员就会容易想到各种变型和修改。旨在将以下权利要求解释为包含所有这些变型和修改。
词语“示例”在本文中用于意味着用作示例、实例或图示。本文描述为“示例”的任何方面或设计都不是必须解释为比其它方面或设计优选或有利。而是，词语“示例”的使用意在以具体形式呈现概念。如在本申请中所使用的，术语“或者”意在表达包含性的“或者”而非排他性的“或者”。即，除非具体说明，或者从上下文中清楚，否则“X包括A或B”意在表达任何普通包含性的排列。即，如果X包括A、X包括B、或者X包括A和B，则在上述任何情况下均满足“X包括A或B”。此外，除非特别说明或者从上下文可以清楚是指单数形式，否则本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应该被解释为意指“一个或多个”。此外，除非如此描述，否则通篇使用的术语“一种实施方式”或“一个实施方式”不旨在意指同一个实施例或实施方式。
本文描述的系统、算法、方法、指令等的实施方式可以以硬件、软件或它们的任何组合来实现。硬件可包括例如计算机、知识产权(IP)核、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、光学处理器、可编程逻辑控制器、微代码、微控制器、服务器、微处理器、数字信号处理器或任何其它合适的电路。在权利要求中，术语“处理器”应当被理解为包括任何前述硬件，或者单独地或者组合地。术语“信号”和“数据”可互换使用。
如本文所使用的，术语模块可包括被设计用于与其它组件共同使用的封装功能硬件单元、可由控制器执行的指令集(例如，处理器执行软件或固件)、被配置为执行特定功能的处理电路、以及与较大系统对接的自包含式硬件或软件组件。例如，模块可包括专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电路、数字逻辑电路、模拟电路、分立电路的组合、门和其它类型的硬件或它们的组合。在其它实施例中，模块可包括存储器，该存储器存储可由控制器执行以实现模块的特征的指令。
此外，在一个方面，例如，可以使用具有计算机程序的通用计算机或通用处理器来实现本文描述的系统，该计算机程序在被执行时，执行本文描述的相应方法、算法和/或指令中的任一个。另外，或者可选地，例如，可以利用专用计算机/处理器，其可包含用于执行本文描述的任何方法、算法或指令的其它硬件。
此外，本公开的所有或部分实施方式可以采取可从例如计算机可用介质或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式。计算机可用介质或计算机可读介质可以是可例如有形地包含、存储、通信或传输由任何处理器使用或与任何处理器结合使用的程序的任何装置。介质可以是例如电、磁、光、电磁或半导体装置。其它合适的介质也是可用的。
已经描述了上述实施例、实施方式和方面，以使得容易地理解本公开而不限制本公开。相反，本公开旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等同布置，该范围符合最宽泛的解释以包含法律允许的所有这样的修改和等同结构。

Claims (20)

1.一种线控转向系统，包括：
处理器；以及
包含指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：
确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；
确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值是否大于阈值；
响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值大于所述阈值，将所述指令的转向比调整为等于所述实现的转向比；以及
响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值不大于所述阈值：
基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽；以及
使用所述滤波器，将所述指令的转向比调整为等于期望的转向比。
2.根据权利要求1所述的线控转向系统，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的负重轮的负重轮角度。
3.根据权利要求1所述的线控转向系统，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的运载工具速度。
4.根据权利要求1所述的线控转向系统，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的油门杆的油门杆位置。
5.根据权利要求1所述的线控转向系统，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的手握式方向盘的手握式方向盘位置。
6.根据权利要求5所述的线控转向系统，其中，所述指令进一步使所述处理器，通过响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述手握式方向盘处于中心位置而增加所述滤波器的带宽，来选择性地调整所述带宽。
7.根据权利要求5所述的线控转向系统，其中，所述指令进一步使所述处理器，通过响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述手握式方向盘相对于中心位置具有一个角度而减少所述滤波器的带宽，来选择性地调整所述带宽。
8.根据权利要求7所述的线控转向系统，其中，所述滤波器包括非线性滤波器。
9.一种用于线控转向系统的方法，所述方法包括：
确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；
确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值是否大于阈值；
响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值大于所述阈值，将所述指令的转向比调整为等于所述实现的转向比；以及
响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值不大于所述阈值：
基于相关运载工具的至少一个运载工具特征，选择性地调整滤波器的带宽；以及
使用所述滤波器，将所述指令的转向比调整为等于期望的转向比。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的负重轮的负重轮角度。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的运载工具速度。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的油门杆的油门杆位置。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个运载工具特征包括所述运载工具的手握式方向盘的手握式方向盘位置。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：通过响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述手握式方向盘处于中心位置而增加所述滤波器的带宽，来选择性地调整所述带宽。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：通过响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述手握式方向盘相对于中心位置具有一个角度而减少所述滤波器的带宽，来选择性地调整所述带宽。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述滤波器包括非线性滤波器。
17.一种系统，包括：
处理器；以及
包含指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：
确定指令的转向比与实现的转向比之间的差值；
确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值是否大于阈值；
响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值大于所述阈值，将所述指令的转向比调整为等于所述实现的转向比；以及
响应于确定所述指令的转向比与所述实现的转向比之间的所述差值不大于所述阈值：
确定手握式方向盘位置是否指示运载工具的手握式方向盘处于中心位置；
响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述运载工具的手握式方向盘处于所述中心位置，选择性地增加滤波器的带宽；
响应于确定所述手握式方向盘位置指示所述运载工具的手握式方向盘不在所述中心位置，选择性地减少所述滤波器的带宽；以及
使用所述滤波器，将所述指令的转向比调整为等于期望的转向比。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述指令进一步使所述处理器，响应于减少所述滤波器的带宽，确定所述运载工具的运载工具速度和所述运载工具的油门杆的油门杆位置中的至少一个。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述指令进一步使所述处理器，基于所述运载工具的运载工具速度和所述运载工具的油门杆的油门杆位置中的至少一个，进一步减少所述滤波器的带宽。
20.根据权利要求17的所述系统，其中，所述滤波器包括非线性滤波器。
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