CN114248837A - 一种转向负载确定方法、装置、线控转向系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种转向负载确定方法、装置、线控转向系统及车辆。该方法包括：获取车辆状态数据；根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩；根据车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；将真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载。其中，车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。本发明实施例通过真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩获取转向负载，并通过电机等执行部件将转向负载施加到方向盘上，可以使驾驶员通过方向盘得到转向负载。克服现有线控转向系统由于没有中间轴导致的力传递路径缺失的问题。提高驾驶员转向控制精度。

Description

一种转向负载确定方法、装置、线控转向系统及车辆
技术领域
本发明实施例涉及车辆转向技术，尤其涉及一种转向负载确定方法、装置、线控转向系统及车辆。
背景技术
随着科技的发展，车辆转向控制系统也在不断改进。
现有的线控转向系统由于取消了中间轴，相当于移除了驾驶员通过转向盘与地面的力传递路径。这导致驾驶员无法直观的感受到地面负载的情况，会另驾驶员失去部分转向感觉。致使转向精度降低，无法精确转向到驾驶员想要转到的方向上。
发明内容
本发明提供一种转向负载确定方法、装置、线控转向系统及车辆，用以将转向负载传递到驾驶员手上，克服现有线控转向系统由于没有中间轴导致的力传递路径缺失的问题。提高驾驶员转向控制精度。
第一方面，本发明实施例提供了一种转向负载确定方法，包括：
获取车辆状态数据；
根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩；
根据所述车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；
将所述真实测算负载力矩和所述路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载；
其中，所述车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。
可选的，所述根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩包括：
根据所述执行电机的力矩、所述执行电机的转角确定测算负载力矩，根据所述测算负载力矩确定所述真实测算负载力矩。
可选的，所述根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩还包括：
根据所述执行电机的转速确定测算负载力矩摩擦修正量，根据所述测算负载力矩摩擦修正量修正所述真实测算负载力矩。
可选的，所述根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩还包括：
根据所述执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量，根据所述测算负载力矩惯量修正量修正所述真实测算负载力矩。
可选的，所述根据所述执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量包括：对所述执行电机的转速进行1/z微分计算，得到执行电机的转角加速度，根据所述执行电机的转角加速度确定所述测算负载力矩惯量修正量；
可选的，所述根据所述车辆状态数据确定路面负载模拟力矩包括：
根据所述执行电机的转角、所述执行电机的转速、所述车辆稳定性因数和所述车速确定路面负载模拟力矩。
可选的，所述根据所述执行电机的转角、所述执行电机的转速、所述车辆稳定性因数和所述车速确定路面负载模拟力矩包括：
根据所述执行电机的转角、所述执行电机的转速和所述车辆稳定性因数确定侧向加速度因数，根据所述侧向加速度因数确定侧向加速度回正力矩；
根据所述执行电机的转交获取重力回正力矩；
根据所述车速获取转偏力矩；
根据所述执行电机的转速获取摩擦力矩；
根据所述执行电机的转速和所述车速获取惯量力矩；
根据所述侧向加速度回正力矩、所述重力回正力矩、所述转偏力矩、所述摩擦力矩和所述惯量力矩确定所述路面负载模拟力矩。
第二方面，本发明实施例还提供了一种转向负载确定装置，包括：
状态观测模块，所述状态观测模块用于获取车辆状态数据；
真实测算负载模块，用于根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩；
路面负载模拟模块，用于根据所述车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；
转向负载确定模块，用于将所述真实测算负载力矩和所述路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载。
其中，所述车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。
第三方面，本发明实施例还提供了一种线控转向系统，包括上述转向负载确定装置，所述转向负载确定装置用于实现上述任一所述的转向负载确定方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述线控转向系统。
本发明实施例提供了一种转向负载确定方法，包括获取车辆状态数据；根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩；根据车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；将真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载；其中，车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。通过真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩获取转向负载，可以使驾驶员在方向盘上得到转向负载，克服现有线控转向系统由于没有中间轴导致的力传递路径缺失的问题，有助于提高驾驶员转向控制精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种转向负载确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种确定真实测算负载力矩方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种确定路面负载模拟力矩方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种转向负载确定方法的方法流程图；
图5为本发明实施例提供的一种转向负载确定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种转向负载确定方法的流程示意图，图2为本发明实施例提供的一种确定真实测算负载力矩方法的流程示意图，图3为本发明实施例提供的一种确定路面负载模拟力矩方法的流程示意图，图4为本发明实施例提供的一种转向负载确定方法的方法流程图，参考图1至图4。本发明实施例提供了一种转向负载确定方法，包括：
S1：获取车辆状态数据。
其中，车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。可以设置状态观测器，由状态观测器收集各种车辆状态数据，并通过状态观测器获取车辆状态数据。通过这样的方式获取车辆状态数据更为方便快捷，仅需一次访问即可立即获得全部所需车辆状态数据。状态观测器可以是软件模块。执行电机是用来转动车辆车轮朝向的电机。
S2：根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩；
其中，真实测算负载力矩是通过对车辆状态数据进行计算得到的实际测量结果所反映出的负载力矩。
可选的，根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩包括：
根据执行电机的力矩、执行电机的转角确定测算负载力矩，根据测算负载力矩确定真实测算负载力矩。
其中，可以通过将测算负载力矩作为真实测算负载力矩，实现真实负载测算。
进一步的，根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩还包括：
根据执行电机的转速确定测算负载力矩摩擦修正量，根据测算负载力矩摩擦修正量修正真实测算负载力矩。
其中，通过输入的执行电机的转速对摩擦修正进行解算，得到测算负载力矩摩擦修正量，实现对摩擦的修正。通过摩擦修正，以达到尽量与真实负载一致的结果，提高结果精度。
进一步的，根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩还包括：根据执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量，根据测算负载力矩惯量修正量修正真实测算负载力矩。
其中，通过执行电机的转速对惯量修正进行解算，得到测算负载力矩惯量修正量，实现惯量的修正。通过惯量修正，以达到尽量与真实负载一致的结果，提高结果精度。
进一步的，根据执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量包括：对执行电机的转速进行1/z微分计算，得到执行电机的转角加速度，根据执行电机的转角加速度确定测算负载力矩惯量修正量；
其中，z可以根据实际情况取值。通过执行电机的转速微分得到执行电机的转角加速度，通过执行电机的转角加速度对惯量修正进行解算，得到测算负载力矩惯量修正量，实现惯量的修正。通过惯量修正，以达到尽量与真实负载一致的结果，提高结果精度。
S3：根据车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；
其中，路面负载模拟力矩是通过对车辆状态数据进行计算得到的根据路面负载状况模拟的负载力矩。
可选的，根据车辆状态数据确定路面负载模拟力矩包括：
根据执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数和车速确定路面负载模拟力矩。
其中，可以根据上述车辆状态数据，对车辆的负载状态进行估算，输出模拟的路面负载模拟力矩。结合真实测算负载力矩进行计算，以得到转向负载。相比仅通过真实测算负载力矩确定转向负载的计算方式有着更高的精度，能够更好的呈现不同路面上转向负载的不同。
进一步的，根据执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数和车速确定路面负载模拟力矩包括：
根据执行电机的转角、执行电机的转速和车辆稳定性因数确定侧向加速度因数，根据侧向加速度因数确定侧向加速度回正力矩；
根据执行电机的转交获取重力回正力矩；
根据车速获取转偏力矩；
根据执行电机的转速获取摩擦力矩；
根据执行电机的转速和车速获取惯量力矩；
根据侧向加速度回正力矩、重力回正力矩、转偏力矩、摩擦力矩和惯量力矩确定路面负载模拟力矩。
其中，可以在侧向加速度回正力矩、重力回正力矩、转偏力矩、惯量力矩和摩擦力矩的基础上，对上述力矩进行加权，然后根据加权后的结果进行路面负载模拟力矩的计算。通过在各个维度上进行的力矩计算，能够较好的模拟出路面负载模拟力矩，提升转向负载的精度。
S4：将真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载；
其中，将真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩叠加的过程中，可以对真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩进行加权，然后再将二者相加。将相加所获得的结果作为转向负载。其中对真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩进行加权的权值可以根据实际需要确定。本发明实施例通过真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩获取转向负载，并通过电机等执行部件将转向负载施加到方向盘上，可以使驾驶员通过方向盘得到转向负载。克服现有线控转向系统由于没有中间轴导致的力传递路径缺失的问题。提高驾驶员转向控制精度。
图5为本发明实施例提供的一种转向负载确定装置的结构示意图，参考图5。另一方面，本发明实施例还公开了一种转向负载确定装置，包括：
状态观测模块1，状态观测模块用于获取车辆状态数据；
真实测算负载力矩确定模块2，用于根据车辆状态数据确定真实测算负载力矩；
路面负载模拟力矩确定模块3，用于根据车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；
转向负载确定模块4，用于将真实测算负载力矩和路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载。
其中，车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。
其中，本发明实施例所提供的转向负载确定装置可执行本发明任意实施例所提供的转向负载确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
可选的，真实测算负载力矩确定模块包括：
测算负载力矩确定子模块，用于根据执行电机的力矩、执行电机的转角和执行电机的转速确定测算负载力矩，根据测算负载力矩确定真实测算负载力矩。
进一步的，真实测算负载力矩确定模块还包括：
测算负载力矩摩擦修正量确定子模块，用于根据执行电机的转速确定测算负载力矩摩擦修正量，根据测算负载力矩摩擦修正量修正真实测算负载力矩。
进一步的，真实测算负载力矩确定模块还包括：
测算负载力矩惯量修正量确定子模块，用于根据执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量，根据测算负载力矩惯量修正量修正真实测算负载力矩。
进一步的，测算负载力矩惯量修正量确定子模块具体用于，对执行电机的转速进行1/z微分计算，得到执行电机的转角加速度，根据执行电机的转角加速度确定测算负载力矩惯量修正量；
可选的，路面负载模拟力矩确定模块可以用于，根据执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数和车速确定路面负载模拟力矩。
进一步的，路面负载模拟力矩确定模块包括：
侧向加速度回正力矩确定子模块，用于根据执行电机的转角、执行电机的转速和车辆稳定性因数确定侧向加速度因数，根据侧向加速度因数确定侧向加速度回正力矩；
重力回正力矩确定子模块，用于根据执行电机的转交获取重力回正力矩；
转偏力矩确定子模块，用于根据车速获取转偏力矩；
摩擦力矩确定子模块，用于根据执行电机的转速获取摩擦力矩；
惯量力矩确定子模块，用于根据执行电机的转速和车速获取惯量力矩；
路面负载模拟力矩确定模块能够根据侧向加速度回正力矩、重力回正力矩、转偏力矩、摩擦力矩和惯量力矩确定路面负载模拟力矩。
另一方面，本发明实施例还公开了一种线控转向系统，包括上述任意一种转向负载确定装置，转向负载确定装置用于实现上述任一种的转向负载确定方法。
其中，本发明实施例所提供的线控转向系统包括本发明任意实施例所提供的转向负载确定装置，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
另一方面，本发明实施例还公开了一种车辆，包括上述线控转向系统。
其中，本发明实施例所提供的车辆包括本发明实施例所提供的线控转向系统，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种转向负载确定方法，其特征在于，包括：
获取车辆状态数据；
根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩；
根据所述车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；
将所述真实测算负载力矩和所述路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载；
其中，所述车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。
2.根据权利要求1所述的转向负载确定方法，其特征在于，所述根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩包括：
根据所述执行电机的力矩、所述执行电机的转角确定测算负载力矩，根据所述测算负载力矩确定所述真实测算负载力矩。
3.根据权利要求2所述的转向负载确定方法，其特征在于，所述根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩还包括：
根据所述执行电机的转速确定测算负载力矩摩擦修正量，根据所述测算负载力矩摩擦修正量修正所述真实测算负载力矩。
4.根据权利要求2所述的转向负载确定方法，其特征在于，所述根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩还包括：
根据所述执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量，根据所述测算负载力矩惯量修正量修正所述真实测算负载力矩。
5.根据权利要求4所述的转向负载确定方法，其特征在于，所述根据所述执行电机的转速确定测算负载力矩惯量修正量包括：对所述执行电机的转速进行1/z微分计算，得到执行电机的转角加速度，根据所述执行电机的转角加速度确定所述测算负载力矩惯量修正量。
6.根据权利要求1所述的转向负载确定方法，其特征在于，所述根据所述车辆状态数据确定路面负载模拟力矩包括：
根据所述执行电机的转角、所述执行电机的转速、所述车辆稳定性因数和所述车速确定路面负载模拟力矩。
7.根据权利要求6所述的转向负载确定方法，其特征在于，所述根据所述执行电机的转角、所述执行电机的转速、所述车辆稳定性因数和所述车速确定路面负载模拟力矩包括：
根据所述执行电机的转角、所述执行电机的转速和所述车辆稳定性因数确定侧向加速度因数，根据所述侧向加速度因数确定侧向加速度回正力矩；
根据所述执行电机的转交获取重力回正力矩；
根据所述车速获取转偏力矩；
根据所述执行电机的转速获取摩擦力矩；
根据所述执行电机的转速和所述车速获取惯量力矩；
根据所述侧向加速度回正力矩、所述重力回正力矩、所述转偏力矩、所述摩擦力矩和所述惯量力矩确定所述路面负载模拟力矩。
8.一种转向负载确定装置，其特征在于，包括：
状态观测模块，所述状态观测模块用于获取车辆状态数据；
真实测算负载模块，用于根据所述车辆状态数据确定真实测算负载力矩；
路面负载模拟模块，用于根据所述车辆状态数据确定路面负载模拟力矩；
转向负载确定模块，用于将所述真实测算负载力矩和所述路面负载模拟力矩叠加，以获得转向负载。
其中，所述车辆状态数据包括执行电机的力矩、执行电机的转角、执行电机的转速、车辆稳定性因数及车速。
9.一种线控转向系统，其特征在于，包括权利要求8所述的转向负载确定装置，所述转向负载确定装置用于实现如权利要求1-7中任一所述的转向负载确定方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的线控转向系统。
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