CN113734277B - 智能驾驶sbw方向盘可静止控制方法、系统和存储介质 - Google Patents

智能驾驶sbw方向盘可静止控制方法、系统和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，包括：识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态是否允许使能方向盘静止；若允许使能方向盘静止，控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止。本发明还公开了一种用于执行所述智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法中步骤的计算机可读介质，以及一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制系统。本发明可避免智驾模式下方向盘如果也跟随上位机转动带给驾驶员的不舒适感，还可避免方向盘如果一直停留在智驾使能前的位置带给驾驶员的偏置感，以及可避免方向盘如果保持常规手感模式时方向盘动作和整车转向不匹配的驾驶错觉感，带给驾乘人员耳目一新的智能化驾驶感受。

Description

智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法、系统和存储介质
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法。本发明还涉及一种用于执行所述智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法中步骤的计算机可读介质，以及一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制系统。
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。
当前线控转向技术主要有以下3方案：
1、常规线控转向：①方向盘系统；②执行器系统。方向盘系统用于力感模拟及角度外发(角度外发至执行器，执行器跟随该角度信号完成转向动作)；
2、智能驾驶线控转向：①ADAS、大屏(通过PC机屏幕发送转向角度信号)、摇杆(一种位置信号发生装置)等路径规划上位机系统；②执行器系统。上位机系统实现角度外发(角度外发至执行器，执行器跟随该角度信号完成转向动作)；
3、常规线控转向+智能驾驶线控转向：在常规线控转向基础上，增加智能驾驶上位机：实现方向盘和上位机对转向执行器的联合控制，两者有优先级，一般方向盘优先级大于上位机。
现有技术中，使用第3种布置方案时，当线控系统由常规线控转向模式切换至智驾控制模式时，方向盘的处理方式包括：一、方向盘和执行器同步，跟随上位机角度指令运动；二、方向盘停留在进入智驾前的位置，无相关控制逻辑。三、方向盘保持常规手感模式，但(因为在智驾模式)在无驾驶员强行干预的情况下对执行器无控制权。
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用于所述第3种线控转向方案，SBW方向盘能跟随智能驾驶切换指令同步缓慢复位到方向盘角度中位并保持静止的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法。
相应的，本发明还提供一种用于执行所述智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法中步骤的计算机可读介质，以及一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，包括以下步骤：
S1，识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态是否允许使能方向盘静止；
S2，若允许使能方向盘静止，控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止；
可选的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，实施步骤S2时；
上电初始化，满足下述全部工况则判断允许使能方向盘静止，否则判断不允许使能方向盘静止；
智驾指令CAN信号正常、智驾指令未请求、目标角度不超限、车速小于等于指定车速、驾驶员未干预、助力状态开启、智驾指令为请求和智驾指令为智驾控制。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，控制方向盘向目标角度运动包括以下步骤；
S3.1，获取方向盘目标角度和当前角度；
S3.2，对目标角度和当前角度滤波；
S3.3，获得实时角度差；
S3.4，根据车速和实时角度差查询比例系数表获得比例系数；
S3.5，实时角度差乘以比例系数获得目标转速；
S3.6，对目标转速设置限幅和死区处理得到计算目标转速；死区处理包括：屏蔽方向盘未转动的转速信号；
S3.7，计算目标转速减当前转速获得转速差；
S3.8，使转速角度跟随控制调节器计算静止方向盘力矩；
S3.9，持续输出静止方向盘力矩直至实时角度差为0度。
示例性的提供一种比例系数表①横轴车速断点(车速值及断点数量可标定)，例如0km/h车速至100km/h车速，区间分布比如10个车速断点(0 10 20 30 50 60 70 8090100)。②纵轴为角度差的绝对值断点(角度差绝对值的具体数值及断点数量可标定)。③比例系数表的值是比例系数，即不同的车速不同的角度差绝对值对应一个比例系数。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，所述目标转速限幅为10deg/s～500deg/s，优选为200deg/s。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，所述目标角度为0度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于上述任意一项所述智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法中步骤的计算机可读存储介质。
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，包括：
识别单元，其用于识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态；
判断单元，其根据当前方向盘状态和智能驾驶指令状态判断是否允许使能方向盘静止；
控制单元，若允许使能方向盘静止，其控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，所述识别单元识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态包括；智驾指令CAN信号状态、智驾指令状态、目标角度状态、车速状态、驾驶员干预状态和助力状态。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，满足下述全部工况则判断单元允许使能方向盘静止，否则判断不允许使能方向盘静止；
智驾指令CAN信号正常、智驾指令未请求、目标角度不超限、车速小于等于指定车速、驾驶员未干预、助力状态开启、智驾指令为请求和智驾指令为智驾控制。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，控制单元控制方向盘向目标角度运动采用以下方式；
获取方向盘目标角度和当前角度；
对目标角度和当前角度滤波；
获得实时角度差；
根据车速和实时角度差查询比例系数表获得比例系数；
实时角度差乘以比例系数获得目标转速；
对目标转速设置限幅和死区处理得到计算目标转速；
计算目标转速减当前转速获得转速差；
使转速角度跟随控制调节器计算静止方向盘力矩；
持续输出静止方向盘力矩直至实时角度差为0度。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，所述目标转速限幅为10deg/s～500deg/s，优选为200deg/s。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，所述目标角度为0度。
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，该电信号主要来自：①线控方向盘外发角度信号；或②智能驾驶上位机发出的角度信号。本发明解决了智能驾驶车辆上使用的方向盘和智驾上位机组合的线控系统，在由方向盘控制模式切入智驾模式时，如何控制方向盘动作这一技术问题。本发明使SBW车辆在智驾转向时方向盘可以保证静止，同时在需要时也可随时接管，在未来高度自动驾驶模式下，方向盘保证静止可以为驾驶员带来以下驾驶感受；
1、保持静止的方向盘可以增强驾驶员的安心感。
2、配合可伸缩管柱，静止方向盘后，方向盘可收缩进仪表台，大大增加驾驶舱空间，驾驶员可以更舒适地从事其他活动。
在本发明的控制下，车辆进入智能驾驶模式时，方向盘从当前位置缓慢回到角度中位并保持静止的控制。本发明可避免智驾模式下方向盘如果也跟随上位机转动带给驾驶员的不舒适感，还可避免方向盘如果一直停留在智驾使能前的位置带给驾驶员的偏置感，以及可避免方向盘如果保持常规手感模式时方向盘动作和整车转向不匹配的驾驶错觉感，带给驾乘人员耳目一新的智能化驾驶感受。
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是本发明的原理示意图。
图2是本发明判断流程的一种可行实施例示意图。
图3是本发明控制方向盘向目标角度运动并实现静止流程示意图。
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。
第一实施例；
本发明提供一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，包括以下步骤：
S1，识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态是否允许使能方向盘静止；
S2，若允许使能方向盘静止，控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止。
第二实施例；
参考图1所示，本发明提供一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，包括以下步骤：
S1，上电初始化，满足下述全部工况则判断允许使能方向盘静止，否则判断不允许使能方向盘静止；
智驾指令CAN信号正常、智驾指令未请求、目标角度不超限、车速小于等于指定车速(例如10kph)、驾驶员未干预、助力状态开启、智驾指令为请求和智驾指令为智驾控制；
上述内容仅限定了允许使能方向盘静止所要满足的状态，参考图2所示，本发明提供一种判断流程，还示例性的展示了系统无效和中止的状态；
条件1：方向盘系统故障或转角信号无效；
条件2：智驾指令CAN信号正常，且智驾指令未请求，且目标角度不超限，且车速小于等于10kph，且驾驶员未干预，且助力状态开启；
条件3：智驾指令CAN信号异常，或目标角度超限，或车速大于10kph，或车速无效，或驾驶员干预，或助力状态关闭；
条件4：智驾指令为请求；
条件5：智驾指令为智驾控制；
条件6：智驾指令为未请求；
S2，若允许使能方向盘静止，控制方向盘在目标转速限幅10deg/s～500deg/s内，限幅优选为200deg/s，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止；
其中，参考图3所示，控制方向盘向目标角度运动包括以下步骤；
S3.1，获取方向盘目标角度和当前角度，目标角度为0度；
S3.2，对目标角度和当前角度低通滤波；
S3.3，获得实时角度差；
S3.4，根据车速和实时角度差查询比例系数表获得比例系数；
S3.5，实时角度差乘以比例系数获得目标转速；
S3.6，对目标转速设置限幅和死区处理得到计算目标转速；
S3.7，计算目标转速减当前转速获得转速差；
S3.8，使转速角度跟随控制调节器计算静止方向盘力矩；
S3.9，持续输出静止方向盘力矩直至实时角度差为0度。
第三实施例；
本发明提供一种用于执行第一实施例或第二实施例所述智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法中步骤的计算机可读存储介质。
第四实施例；
本发明提供一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，包括：
识别单元，其用于识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态；
判断单元，其根据当前方向盘状态和智能驾驶指令状态判断是否允许使能方向盘静止；
控制单元，若允许使能方向盘静止，其控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止。
第五实施例；
本发明提供一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，包括：
识别单元，其用于识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态，包括：智驾指令CAN信号状态、智驾指令状态、目标角度状态、车速状态、驾驶员干预状态和助力状态；
判断单元，满足下述全部工况则判断单元允许使能方向盘静止，否则判断不允许使能方向盘静止；智驾指令CAN信号正常、智驾指令未请求、目标角度不超限、车速小于等于指定车速(例如10kph)、驾驶员未干预、助力状态开启、智驾指令为请求和智驾指令为智驾控制；
控制单元，若允许使能方向盘静止，控制方向盘在目标转速限幅10deg/s～500deg/s内，限幅优选为200deg/s，自当前位置向目标位置运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止，包括：
获取方向盘目标角度和当前角度，目标角度为0度；
对目标角度和当前角度滤波；
获得实时角度差；
根据车速和实时角度差查询比例系数表获得比例系数；
实时角度差乘以比例系数获得目标转速；
对目标转速设置限幅和死区处理得到计算目标转速；
计算目标转速减当前转速获得转速差；
使转速角度跟随控制调节器计算静止方向盘力矩；
持续输出静止方向盘力矩直至实时角度差为0度。
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 (10)

1.一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态是否允许使能方向盘静止；
S2，若允许使能方向盘静止，控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标角度运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止；
其中，控制方向盘向目标角度运动包括以下步骤；
S3.1，获取方向盘目标角度和当前角度；
S3.2，对目标角度和当前角度滤波；
S3.3，获得实时角度差；
S3.4，根据车速和实时角度差查询比例系数表获得比例系数；
S3.5，实时角度差乘以比例系数获得目标转速；
S3.6，对目标转速设置限幅和死区处理得到计算目标转速；
S3.7，计算目标转速减当前转速获得转速差；
S3.8，使转速角度跟随控制调节器计算静止方向盘力矩；
S3.9，持续输出静止方向盘力矩直至实时角度差为0度。
2.如权利要求1所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，其特征在于：实施步骤S2时；
上电初始化，满足下述全部工况则判断允许使能方向盘静止，否则判断不允许使能方向盘静止；
智驾指令CAN信号正常、智驾指令未请求、目标角度不超限、车速小于等于指定车速、驾驶员未干预、助力状态开启、智驾指令为请求和智驾指令为智驾控制。
3.如权利要求1所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，其特征在于：所述目标转速限幅为10deg/s~500deg/s。
4.如权利要求1所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法，其特征在于：所述目标角度为0度。
5.一种用于执行权利要求1-4任意一项所述智能驾驶SBW方向盘可静止控制方法中步骤的计算机可读存储介质。
6.一种智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，其特征在于，包括：
识别单元，其用于识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态；
判断单元，其根据当前方向盘状态和智能驾驶指令状态判断是否允许使能方向盘静止；
控制单元，若允许使能方向盘静止，其控制方向盘在目标转速限幅内，自当前位置向目标角度运动，直至方向盘达到方向盘角度中位静止；
控制单元控制方向盘向目标角度运动采用以下方式；
获取方向盘目标角度和当前角度；
对目标角度和当前角度滤波；
获得实时角度差；
根据车速和实时角度差查询比例系数表获得比例系数；
实时角度差乘以比例系数获得目标转速；
对目标转速设置限幅和死区处理得到计算目标转速；
计算目标转速减当前转速获得转速差；
使转速角度跟随控制调节器计算静止方向盘力矩；
持续输出静止方向盘力矩直至实时角度差为0度。
7.如权利要求6所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，其特征在于：所述识别单元识别当前方向盘状态和智能驾驶指令状态包括；智驾指令CAN信号状态、智驾指令状态、目标角度状态、车速状态、驾驶员干预状态和助力状态。
8.如权利要求6所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，其特征在于：
满足下述全部工况则判断单元允许使能方向盘静止，否则判断不允许使能方向盘静止；
智驾指令CAN信号正常、智驾指令未请求、目标角度不超限、车速小于等于指定车速、驾驶员未干预、助力状态开启、智驾指令为请求和智驾指令为智驾控制。
9.如权利要求6所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，其特征在于：所述目标转速限幅为10deg/s~500deg/s。
10.如权利要求6所述的智能驾驶SBW方向盘可静止控制模块，其特征在于：所述目标角度为0度。
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