CN114074706B - 电动助力转向系统、跑偏补偿仲裁方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车控制领域，其实施方式提供了一种电动助力转向系统，与至少一个具有横向控制功能的自动驾驶控制系统信号耦合，所述自动驾驶系统能够根据车辆的行驶工况生成用于产生转向扭矩补偿的横向控制指令，所述电动助力转向系统中的电子控制单元被配置为：确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；确定与所述电动助力转向系统存在信号耦合的自动驾驶系统中的任一自动驾驶系统处于开启状态；消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响。同时还提供了一种跑偏补偿仲裁方法、设备以及包含其的车辆。本发明提供的实施方式可以避免多个具有横向控制功能的自动驾驶系统对于跑偏补偿功能的控制冲突。

Description

电动助力转向系统、跑偏补偿仲裁方法及设备

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，特别涉及一种与跑偏补偿仲裁方法、一种跑偏补偿仲裁设备、一种电动助力转向系统、一种车辆以及对应的存储介质。

背景技术

随着汽车行业的迅速发展，智能驾驶技术也随之迅速更新。当前市场上许多高档车已具有车道保持(LKA)，高速公路辅助(HWA)，紧急转向辅助(ESS)等功能，这些横向控制相关的功能的实现都离不开电动助力转向系统(EPS)。EPS响应横向控制系统所发送的控制指令，通过电机提供助力，实现L2及以上等级的自动驾驶。

跑偏补偿是(PDC)功能作为EPS特有的功能，旨在解决汽车由悬架定位误差，胎压异常，侧风等因素引起的跑偏问题。由EPS提供补偿助力，以防止车辆跑偏，同时减少驾驶疲劳。横向控制是指垂直于运动方向上的控制，用于控制车辆在不同的车速、路况、荷载以及风阻等条件下自动跟踪期望轨迹，并能够保持一定的舒适性和平稳性。实际情况中我们发现，如果车辆处于跑偏状态，当车辆的横向控制相关的功能开启时，横向控制相关的功能会向EPS发横向控制指令，同时EPS自身也会通过跑偏补偿功能，施加一定的扭矩。无论跑偏补偿扭矩是定值或是变化的，当横向控制相关功能开启时，跑偏补偿扭矩均会使横向控制相关功能的初始工作状态发生变化，导致横向控制相关功能无法实现其功能预期，进而导致客户抱怨。因此需要对PDC的逻辑策略进行优化,以满足不同工况，增强横向控制相关的功能与PDC功能的协调性。现提供一种跑偏补偿逻辑，当横向控制相关的功能开启时，跑偏补偿功能处于无补偿状态，此时无补偿扭矩；当横向控制相关的功能关闭时，跑偏补偿功能进入补偿状态，能够正常为驾驶员提供补偿扭矩。

当前部分含有跑偏补偿功能的车辆存在与整车横向控制相关的功能工作不协调的情况，会使横向控制相关的功能的实现效果大打折扣，导致客户不满。但如果将跑偏补偿功能关闭，那么当车辆跑偏时，无法施加补偿扭矩，无法减轻驾驶员的驾驶负担。同时，由于跑偏补偿功能无法实现，导致驾驶员对跑偏车辆的频繁修正，也会对产品造成一定的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出电动助力转向系统、跑偏补偿仲裁方法及设备，以至少部分地解决以上问题。

在本发明的第一方面，提供了一种电动助力转向系统。一种电动助力转向系统，与至少一个具有横向控制功能的自动驾驶控制系统信号耦合，所述自动驾驶系统能够根据车辆的行驶工况生成用于产生转向扭矩补偿的横向控制指令，所述电动助力转向系统中的电子控制单元被配置为：

确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；确定与所述电动助力转向系统存在信号耦合的自动驾驶系统中的任一自动驾驶系统处于开启状态；消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响。

优选的，所述自动驾驶控制系统包括：车道保持辅助系统、高速公路辅助系统和紧急转向辅助系统。

优选的，所述消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响，包括：将所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能的工作状态置为无补偿状态，所述无补偿状态包括将所述生成的转向扭矩补偿置为0。

优选的，在将所述生成的转向扭矩补偿置为0之前，对生成的转向扭矩补偿的值进行存储，存储的值作为由所述无补偿状态迁移出时的补偿初始值。

优选的，所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能的工作状态还包括补偿状态，所述补偿状态和所述无补偿状态在预设激发条件下相互转换。

优选的，所述补偿状态和所述无补偿状态在预设激发条件下相互转换，包括：当由所述补偿状态进入所述无补偿状态时，转向扭矩补偿缓降至0；当由所述无补偿状态进入所述补偿状态时，转向扭矩补偿缓升至所述补偿初始值。

在本发明的第二方面，还提供了一种跑偏补偿仲裁方法，车辆中的跑偏补偿功能和具有横向控制功能的自动驾驶控制系统均能够根据所述车辆的行驶工况生成用于影响车辆转向的转向扭矩补偿，所述方法包括：确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；确定优先级高于所述跑偏补偿功能的任一自动驾驶系统处于开启状态，消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响。

优选的，所述自动驾驶控制系统包括：车道保持辅助系统、高速公路辅助系统和紧急转向辅助系统中的一种或多种。

在本发明的第三方面，还提供了一种跑偏补偿仲裁设备，包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的跑偏补偿仲裁方法的步骤。

在本发明的第四方面，还提供了一种车辆，所述车辆包括前述的电动助力转向系统。

本发明第五方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的跑偏补偿方法。

通过本发明提供的上述技术方案，具有以下有益效果：

1)实现跑偏补偿功能与横向控制相关的功能协同工作，保障横向控制相关的功能的实现效果。

2)保证车辆跑偏情况下，当横向控制相关的功能关闭时，EPS能够正确地提供跑偏补偿扭矩。

3)解决横向控制相关的功能与跑偏补偿同时作用时，跑偏补偿会改变具有横向控制功能的自动驾驶系统的初始工作状态，从而产生不良的效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的跑偏补偿仲裁方法的流程示意图；

图2是本发明一种实施方式提供的电动助力转向系统的跑偏补偿状态示意图；

图3是本发明一种实施方式提供的跑偏补偿仲裁方法的实施流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明一种实施方式提供的跑偏补偿仲裁方法的流程示意图，如图1所示。一种跑偏补偿仲裁方法，车辆中的跑偏补偿功能和具有横向控制功能的自动驾驶控制系统均能够根据所述车辆的行驶工况生成用于影响车辆转向的转向扭矩补偿，所述方法包括：确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；确定优先级高于所述跑偏补偿功能的任一自动驾驶系统处于开启状态，消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响。

如此，能够避免当跑偏补偿功能与车辆横向控制相关功能同时开启后，对车辆驾驶方向的控制权不明确而导致的方向修正冲突或者方向修正频繁的问题。

具体的，正常的状态下，当跑偏补偿功能处于开启状态，且检测到满足生成扭矩补偿的行驶工况后，根据自身逻辑会生成扭矩补偿，该扭矩补偿作用于车辆的转向系统以实现该跑偏补偿功能的预设功能。而在此同时，如果优先级高于该跑偏补偿功能的其他的具有横向控制功能的自动驾驶系统的其中一个处于开启状态，那么该扭矩补偿可能会引发该具有横向控制功能的自动驾驶系统的失效。例如：当行驶路径上的车道存在向左弯曲时，车道保持辅助系统会通过合适的向左横向控制指令，而跑偏补偿功能会检测到车辆左偏，可能会生成向右补偿扭矩，当车辆的转向系统执行向右补偿扭矩或者向左横向控制扭矩不足时，车辆的车道保持辅助系统就不能发挥应有的作用。而通过本实施方式，能够消除掉向右补偿扭矩，而执行左横向控制指令，发挥车道保持辅助系统的应有功能。

其中，本实施方式中的消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响包括以下方式：跑偏补偿功能侧不生成扭矩补偿指令、生成空扭矩补偿指令或生成零扭矩补偿；以及在接收扭矩补偿的设备侧屏蔽扭矩补偿指令、丢弃扭矩补偿指令、不响应扭矩补偿指令或者生成与之作用相反的补偿指令。

在本发明提供的一种实施方式中，所述多个具有横向控制功能的自动驾驶系统包括：车道保持辅助系统、高速公路辅助系统、紧急转向辅助系统中的至少一种。车道保持辅助系统(LKA)、高速公路辅助系统(HWA)、紧急转向辅助系统(ESS)是目前车辆上常见的辅助驾驶系统。以上的辅助驾驶系统均通过多种车辆参数传感器或者图像识别装置，检测车辆的行驶工况，生成对车辆转向的横向控制指令，自动对车辆的行进方向进行修正，以实现减轻驾驶人员负担的效果。本发明提供的实施方式能够提供以上常见具有横向控制功能的自动驾驶系统的跑偏补偿仲裁机制。

在本发明提供的一种实施方式中，所述消除所述扭矩补偿对所述具有横向控制功能的自动驾驶系统的影响，包括：将所述跑偏补偿功能置于无补偿状态，所述无补偿状态包括将所述扭矩补偿的值置为0。以及所述无补偿状态还包括：在将所述扭矩补偿置为0之前，对更新前扭矩补偿的值进行存储。当跑偏补偿状态由补偿状态进入无补偿状态时，扭矩补偿的值应缓降至0。如前所述，消除所述扭矩补偿对所述具有横向控制功能的自动驾驶系统的影响存在多种方式，本实施方式采用定义一个工作状态的方式来实现。定义的工作状态为无补偿状态，该无补偿状态包括：将具有横向控制功能的自动驾驶系统开启时刻的跑偏补偿值赋值给特定的变量A进行存储。为了在具有横向控制功能的自动驾驶系统关闭后，电动助力转向系统的跑偏补偿功能恢复至补偿状态时，该值作为补偿初始值进行使用，并且当满足进入补偿状态的条件时，转向扭矩补偿值由0缓升至补偿初始值。以上存储记忆值的设定，避免了系统在状态转换时扭矩补偿生成的滞后性，有利于提升车辆的行驶安全。以上缓降和缓升的变化方式，避免了转向扭矩补偿值的阶跃性变化而带来的转向过猛，提升了车辆的行驶安全和驾驶体验。

在本发明提供的一种实施方式中，所述跑偏补偿功能优先级最低；所述跑偏补偿功能的状态还包括：补偿状态；所述无补偿状态和补偿状态在预设激发条件下相互转换。跑偏补偿功能在开启后，通过监测车辆的行驶工况，在无补偿状态和补偿状态之间切换。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种电动助力转向系统，与至少一个具有横向控制功能的自动驾驶控制系统信号耦合，所述自动驾驶系统能够根据车辆的行驶工况生成用于产生转向扭矩补偿的横向控制指令，所述电动助力转向系统中的电子控制单元被配置为：确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；确定与所述电动助力转向系统存在信号耦合的自动驾驶系统中的任一自动驾驶系统处于开启状态；消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响。此处及前述的信号耦合是指存在信号的通信上的联系，包括两者直接相连或间接相连。电动助力转向系统中的跑偏补偿功能属于目前车辆的常备功能，其能够解决车辆由于自身原因(如悬架位置不准确，轮胎磨损异常等)导致整车的跑偏。本实施方式为了避免与具有横向控制功能的自动驾驶系统的冲突，当多个具有横向控制功能的自动驾驶系统中的任一处于开启状态时，则通过以下多种方式消除所述跑偏补偿功能对具有横向控制功能的自动驾驶系统的影响：电子控制单元不生成扭矩补偿指令、生成空扭矩补偿指令或生成零扭矩补偿，甚至可以将电动助力转向系统的跑偏补偿功能从开启状态变为关闭状态。

在本发明提供的一种实施方式中，所述自动驾驶控制系统即具有横向控制功能的自动驾驶系统，包括：车道保持辅助系统、高速公路辅助系统、紧急转向辅助系统中的至少一种。以上具有横向控制功能的自动驾驶系统包括了目前车辆上常见的辅助驾驶系统。但如前一实施方式所述，任何能够根据所述车辆的行驶工况生成用于影响车辆自动驾驶控制系统的横向控制指令的具有横向控制功能的自动驾驶系统均能接入该电动助力转向系统，参与跑偏补偿的仲裁。

在本发明提供的一种实施方式中，所述消除所述跑偏补偿功能对具有横向控制功能的自动驾驶系统的影响，包括：将所述跑偏补偿功能置于无补偿状态，所述无补偿状态包括将所述跑偏补偿功能生成的扭矩补偿值置为0。以及进一步的，所述无补偿状态还包括：在将所述扭矩补偿置为0之前，对更新前扭矩补偿的值进行存储。此处消除所述跑偏补偿功能对具有横向控制功能的自动驾驶系统的影响的实施方式是对多种消除实施方式的选择，其有益效果参考前文，此处不再复述。

在本发明提供的一种实施方式中，所述电动助力转向系统的状态还包括：补偿状态；所述无补偿状态和补偿状态在预设激发条件下相互转换。具体的，本设计的新型EPS跑偏补偿主要解决车辆由于自身原因(如悬架位置不准确，轮胎磨损异常等)导致整车的跑偏。新型EPS跑偏补偿可包含两种PDC(跑偏补偿)状态：无补偿状态和补偿状态。其中，无补偿状态：PDC补偿扭矩为0，且将具有横向控制功能的自动驾驶系统开启时刻的跑偏补偿值赋值给特定的变量A进行存储；补偿状态：车辆跑偏，PDC补偿扭矩实时更新。图2是本发明一种实施方式提供的电动助力转向系统的跑偏补偿状态示意图，两种状态的转换关系如图2所示，其中图中的①②为预设激发条件。

在本发明提供的实施方式中，还提供了一种与具有横向控制功能的自动驾驶系统协同的跑偏补偿仲裁设备，包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现以下步骤：获取与所述设备相连的跑偏补偿功能的开启状态；所述跑偏补偿功能能够根据所述车辆的行驶工况生成用于影响车辆自动驾驶系统的扭矩补偿；响应于接收到所述多个具有横向控制功能的自动驾驶系统生成的任一横向控制指令，确定优先级高于所述扭矩补偿发送端的任一具有横向控制功能的自动驾驶系统处于开启状态；消除所述扭矩补偿的影响。

此处的控制模块或处理器具有数值计算和逻辑运算的功能，其至少具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统等。此处控制模块或控制设备可以例如为单片机、芯片、PLC或处理器等常用硬件。

该仲裁设备可以是独立硬件，其多个引脚分别与多个具有横向控制功能的自动驾驶系统相连，接收其横向控制指令信号，通过仲裁设备内部的仲裁机制，转发或输出或屏蔽接收到的扭矩补偿。该仲裁设备也可以是现有电动助力转向系统中的ECU，其实现的仲裁功能为该ECU的子功能。该设备的具体形式为依赖于现有ECU中控制器的硬件运行环境中的一段软件代码。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种车辆，所述车辆包括前述的电动助力转向系统。加载有前述电动助力转向系统的车辆，能够有效辨识车辆的扭矩补偿，准确实现现有具有横向控制功能的自动驾驶系统的预设功能。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的具有横向控制功能的自动驾驶系统协同的跑偏补偿方法。

图3是本发明一种实施方式提供的跑偏补偿仲裁方法的实施流程图，如图3所示。本发明提供的实施方式针对现有扭矩补偿或跑偏补偿可能与具有横向控制功能的自动驾驶系统相冲突的问题，提供了一种跑偏补偿仲裁方法、设备及转向系统，该方法可以有效避免多个具有横向控制功能的自动驾驶系统对于跑偏补偿功能的控制冲突。本发明的提供的实施方式应用于车辆的驾驶控制中，不仅提升了EPS产品的兼容性，还提升了驾驶员的驾驶体验。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种电动助力转向系统，与至少一个具有横向控制功能的自动驾驶控制系统信号耦合，所述自动驾驶系统能够根据车辆的行驶工况生成用于产生转向扭矩补偿的横向控制指令，其特征在于，所述电动助力转向系统中的电子控制单元被配置为：

确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；

确定与所述电动助力转向系统存在信号耦合的自动驾驶系统中的任一自动驾驶系统处于开启状态；所述自动驾驶控制系统包括：车道保持辅助系统、高速公路辅助系统和紧急转向辅助系统；

消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响，包括：将所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能的工作状态置为无补偿状态，所述无补偿状态包括将所述生成的转向扭矩补偿置为0。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，在将所述生成的转向扭矩补偿置为0之前，对生成的转向扭矩补偿的值进行存储，存储的值作为由所述无补偿状态迁移出时的补偿初始值。

3.根据权利要求2所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能的工作状态还包括补偿状态，所述补偿状态和所述无补偿状态在预设激发条件下相互转换。

4.根据权利要求3所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述补偿状态和所述无补偿状态在预设激发条件下相互转换，包括：

当由所述补偿状态进入所述无补偿状态时，转向扭矩补偿缓降至0；当由所述无补偿状态进入所述补偿状态时，转向扭矩补偿缓升至所述补偿初始值。

5.一种跑偏补偿仲裁方法，其特征在于，应用于权利要求1至4中任一项权利要求所述的电动助力转向系统，车辆中的跑偏补偿功能和具有横向控制功能的自动驾驶控制系统均能够根据所述车辆的行驶工况生成用于影响车辆转向的转向扭矩补偿，所述方法包括：

确定所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能处于开启状态；

确定优先级高于所述跑偏补偿功能的任一自动驾驶系统处于开启状态，所述自动驾驶控制系统包括：车道保持辅助系统、高速公路辅助系统和紧急转向辅助系统中的一种或多种；

消除所述跑偏补偿功能生成的转向扭矩补偿对所述车辆的转向影响，包括：将所述电动助力转向系统的跑偏补偿功能的工作状态置为无补偿状态，所述无补偿状态包括将所述生成的转向扭矩补偿置为0。

6.一种跑偏补偿仲裁设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现权利要求5所述的跑偏补偿仲裁方法的步骤。

7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至4任一项权利要求所述的电动助力转向系统。

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