CN114275038B - 方向盘的振动抑制方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种方向盘的振动抑制方法、装置、车辆及存储介质，其中，方法包括：根据方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角；根据目标转速角和转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断转速角差值是否大于振动阈值；在转速角差值大于振动阈值时，根据转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用振动抑制扭矩修正转向助力电机的当前输出扭矩，直到转速角差值小于或等于振动阈值。由此，解决了相关技术中根据车轮角度值实现方向盘的振动抑制，需要额外增加传感器以及复杂的控制算法，导致抑制成本较高、响应速度较低，无法及时抑制振动，降低驾驶体验等问题。
Description
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种方向盘的振动抑制方法、装置、车辆及存储介质。
背景技术
相关技术中，一般通过特殊的角度传感器检测车轮当前的角度值，并通过能够支持FFT(fast Fourier transform，快速傅立叶变换)变换的主控芯片对采集到的角度值进行FFT变换，得到抖动信号的频率和幅值信息，当抖动的幅值超过一定阈值时，根据抖动的频率对输入的扭矩值进行补偿。
然而，相关技术中需要额外增加传感器和复杂的控制算法才能实现方向盘的振动抑制，增加方向盘的振动抑制成本，降低了控制的响应速度，无法及时抑制振动，降低驾驶体验。
发明内容
本申请提供一种方向盘的振动抑制方法、装置、车辆及存储介质，以解决相关技术中根据车轮角度值实现方向盘的振动抑制，需要额外增加传感器以及复杂的控制算法，导致抑制成本较高、响应速度较低，无法及时抑制振动，降低驾驶体验等问题。
本申请第一方面实施例提供一种方向盘的振动抑制方法，包括以下步骤：
根据所述方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角；
根据所述目标转速角和所述转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断所述转速角差值是否大于振动阈值；
在所述转速角差值大于所述振动阈值时，根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用所述振动抑制扭矩修正所述转向助力电机的当前输出扭矩，直到所述转速角差值小于或等于所述振动阈值。
进一步地，所述根据所述转速角差值匹配目标振动抑制扭矩，包括：
以所述转速角差值为索引，查询转速角与补偿系数关系表，得到与所述当前转速角匹配的实际补偿系数；
根据所述实际补偿系数与所述转向助力电机的当前输出扭矩计算得到所述目标振动抑制扭矩。
进一步地，所述根据所述转速角差值匹配目标振动抑制扭矩，包括：
根据所述目标转速角与所述当前转速角计算实际速度关联系数；
以所述实际速度关联系数和所述当前转速角为索引，查询关联系数与转速角关系表，得到与所述实际速度关联系数和所述当前转速角匹配的中间补偿系数；
根据所述中间补偿系数与所述关联系数计算所述实际补偿系数，并根据所述实际补偿系数和所述当前输出扭矩计算得到所述振动抑制扭矩。
进一步地，所述根据所述转速角差值匹配目标振动抑制扭矩，包括：
以所述转速角差值为索引，查询差值与扭矩关系表，得到与所述转速角差值匹配的目标振动抑制扭矩。
本申请第二方面实施例提供一种方向盘的振动抑制装置，包括：
获取模块，用于根据所述方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角；
计算模块，用于根据所述目标转速角和所述转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断所述转速角差值是否大于振动阈值；
控制模块，用于在所述转速角差值大于所述振动阈值时，根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用所述振动抑制扭矩修正所述转向助力电机的当前输出扭矩，直到所述转速角差值小于或等于所述振动阈值。
进一步地，所述控制模块进一步用：
以所述转速角差值为索引，查询转速角与补偿系数关系表，得到与所述当前转速角匹配的实际补偿系数；
根据所述实际补偿系数与所述转向助力电机的当前输出扭矩计算得到所述目标振动抑制扭矩。
进一步地，所述控制模块进一步用：
根据所述目标转速角与所述当前转速角计算实际速度关联系数；
以所述实际速度关联系数和所述当前转速角为索引，查询关联系数与转速角关系表，得到与所述实际速度关联系数和所述当前转速角匹配的中间补偿系数；
根据所述中间补偿系数与所述关联系数计算所述实际补偿系数，并根据所述实际补偿系数和所述当前输出扭矩计算得到所述振动抑制扭矩。
进一步地，所述控制模块进一步用：
以所述转速角差值为索引，查询差值与扭矩关系表，得到与所述转速角差值匹配的目标振动抑制扭矩。
本申请第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上所述的一种方向盘的振动抑制方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上所述的一种方向盘的振动抑制方法。
由此，本申请至少具有如下有益效果：
利用车辆本身配置检测得到的转向助力电机的转速角进行方向盘的振动抑制，无需增加额外的传感器以及复杂的控制算法即可实现方向盘的振动抑制，从而可以大大降低方向盘的振动抑制成本，并提升控制的响应速度，及时抑制振动，提高驾驶体验。由此，解决了相关技术中根据车轮角度值实现方向盘的振动抑制，需要额外增加传感器以及复杂的控制算法，导致抑制成本较高、响应速度较低，无法及时抑制振动，降低驾驶体验等问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的方向盘的振动抑制方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例提供的方向盘的振动抑制方法的流程图；
图3为根据本申请实施例提供的方向盘的振动抑制装置的示例图；
图4为根据本申请实施例的车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的提供的一种方向盘的振动抑制方法、装置、车辆及存储介质。针对上述背景技术中提到的相关技术中根据车轮角度值实现方向盘的振动抑制，需要额外增加传感器以及复杂的控制算法，导致抑制成本较高、响应速度较低，无法及时抑制振动，降低驾驶体验的问题，本申请提供了一种方向盘的振动抑制方法，在该方法中，利用车辆本身配置检测得到的转向助力电机的转速角进行方向盘的振动抑制，无需增加额外的传感器以及复杂的控制算法即可实现方向盘的振动抑制，从而可以大大降低方向盘的振动抑制成本，并提升控制的响应速度，及时抑制振动，提高驾驶体验。由此，解决了相关技术中根据车轮角度值实现方向盘的振动抑制，需要额外增加传感器以及复杂的控制算法，导致抑制成本较高、响应速度较低，无法及时抑制振动，降低驾驶体验等问题。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种方向盘的振动抑制方法的流程示意图。
如图1所示，该方向盘的振动抑制方法包括以下步骤：
在步骤S101中，根据方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角。
可以理解的是，在车辆行驶过程中，在转弯或转向等场景中，通常需要驾驶员转动方向盘，本申请实施例可以在驾驶员转动方向盘的过程中，通过扭矩和角度传感器采集方向盘的实际转速角，并通过减速器换算成转向助力电机的目标转速角。其中，目标转速角是指转向助力电机响应驾驶员的转向需求需要达到的目标值。
在步骤S102中，根据目标转速角和转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断转速角差值是否大于振动阈值。
可以理解的是，振动阈值是指方向盘的振动导致用户不舒服或体验较差的临界值，当转速角差值小于或等于振动阈值时，表示方向盘的振动对于用户影响较小，当转速角差值大于振动阈值是，表示方向盘的振动对于用户影响较大，需要抑制。其中，振动阈值可以根据实际情况具体标定或设置，对此不做具体限定。
在本实施例中，本申请实施例可通过多种方式计算转速角差值，例如，在具体应用时，可以通过旋变传感器计算当前电机的实际转速角，然后将目标转速角与当前转速角相减即可得到转速角差值。
在步骤S103中，在转速角差值大于振动阈值时，根据转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用振动抑制扭矩修正转向助力电机的当前输出扭矩，直到转速角差值小于或等于振动阈值。
可以理解的是，本申请实施例可以在方向盘的振动较大时，通过振动抑制扭矩修正当前输出扭矩，实现方向盘的振动抑制，由于本申请实施例利用车辆本身配置检测得到的转向助力电机的转速角进行方向盘的振动抑制，因此，无需增加额外的传感器以及复杂的控制算法即可实现方向盘的振动抑制，从而可以大大降低方向盘的振动抑制成本，并提升控制的响应速度，及时抑制振动，提高驾驶体验。
需要说明的是，本申请实施例可以通过多种方式根据转速角差值匹配振动抑制扭矩，对此不作具体限定。
作为一种可能的实现方式，根据转速角差值匹配目标振动抑制扭矩，包括：以转速角差值为索引，查询转速角与补偿系数关系表，得到与当前转速角匹配的实际补偿系数；根据实际补偿系数与转向助力电机的当前输出扭矩计算得到目标振动抑制扭矩。
其中，转速角与补偿系数关系表可以根据实际情况进行设置或标定，对此不作具体限定。
可以理解的是，利用转速角差值查标定的转速角与补偿系数关系表得到当前的实际补偿系数，通过实际补偿系数与转向助力电机的当前输出扭矩相乘得到目标振动抑制扭矩，以目标振动抑制扭矩输出，实现振动抑制，从而可以通过转速角与补偿系数关系表实现实际补偿系数的快速匹配，提升后续振动抑制的响应速度。
作为另一种可能的实现方式，根据转速角差值匹配目标振动抑制扭矩，包括：根据目标转速角与当前转速角计算实际速度关联系数；以实际速度关联系数和当前转速角为索引，查询关联系数与转速角关系表，得到与实际速度关联系数和当前转速角匹配的中间补偿系数；根据中间补偿系数与关联系数计算实际补偿系数，并根据实际补偿系数和当前输出扭矩计算得到振动抑制扭矩。
其中，关联系数与转速角关系表可以根据实际情况进行设置或标定，对此不作具体限定。
可以理解的是，通过标定得到目标转速角与当前转速角的实际速度关联系数，利用实际速度关联系数和当前转速角查标定的关联系数与转速角关系表，得与实际速度关联系数和当前转速角匹配的中间补偿系数，再根据中间补偿系数与关联系数相加得到实际补偿系数，并根据实际补偿系数和当前输出扭矩相乘得到振动抑制扭矩，以目标振动抑制扭矩输出补偿；从而可以通过关联系数与转速角关系表实现中间补偿系数的快速匹配，提升后续振动抑制的响应速度。
作为再一种可能的实现方式，本实施例中根据转速角差值匹配目标振动抑制扭矩，包括：以转速角差值为索引，查询差值与扭矩关系表，得到与转速角差值匹配的目标振动抑制扭矩。
其中，差值与扭矩关系表可以根据实际情况进行设置或标定，对此不作具体限定。
可以理解的是，本申请实施例可以预先设置的差值与扭矩关系表查询得到目标振动抑制扭矩，从而通过差值与扭矩关系表实现目标振动抑制扭矩的快速匹配，提高后续振动抑制的响应速度。
下面将通过具体实施例对方向盘的振动抑制方法进行阐述，如图2所示，包括以下步骤：
S1：通过扭矩和角度传感器采集方向盘在转动时的扭矩和角度值；
S2：计算通过减速机构后的电机实时角速度值和位置值；
S3：通过电机的旋转变压器计算出助力电机当前的位置值和当前电机的速度值；
S4：利用当前电机运转速度值与角度扭矩传感器计算速度值，当当前电机运转速度值与角度扭矩传感器计算速度值偏差大于偏差阈值时，利用当前电机运转速度值查表得到当前主动阻尼控制系数K-Compensate，通过计算得到扭矩补偿；
S5：将扭矩补偿施加到控制输入扭矩指令上，得到最终的助力扭矩值。
综上，传统的控制算法中需要通过FFT变化得到当前控制中存在脉动扭矩的周期频率和幅值，对主控芯片存在一定要求。本申请实施例实现振动抑制无需通过外置的传感器计算车轮角度，仅需要通过当前配置有旋转变压器实时计算出当前助力电机的角度和速度信号；且通过简单的KP调节，从而实现复杂的FFT分解计算，降低了对主控芯片性能的要求，节省芯片的运算资源。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的方向盘的振动抑制装置。
图3是本申请实施例的方向盘的振动抑制装置的方框示意图。
如图3所示，该方向盘的振动抑制装置10包括：获取模块100、计算模块200和控制模块300。
其中，获取模块100，用于根据方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角；计算模块200，用于根据目标转速角和转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断转速角差值是否大于振动阈值；控制模块300，用于在转速角差值大于振动阈值时，根据转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用振动抑制扭矩修正转向助力电机的当前输出扭矩，直到转速角差值小于或等于振动阈值。
进一步地，控制模块300进一步用：以转速角差值为索引，查询转速角与补偿系数关系表，得到与当前转速角匹配的实际补偿系数；根据实际补偿系数与转向助力电机的当前输出扭矩计算得到目标振动抑制扭矩。
进一步地，控制模块300进一步用：根据目标转速角与当前转速角计算实际速度关联系数；以实际速度关联系数和当前转速角为索引，查询关联系数与转速角关系表，得到与实际速度关联系数和当前转速角匹配的中间补偿系数；根据中间补偿系数与关联系数计算实际补偿系数，并根据实际补偿系数和当前输出扭矩计算得到振动抑制扭矩。
进一步地，控制模块300进一步用：以转速角差值为索引，查询差值与扭矩关系表，得到与转速角差值匹配的目标振动抑制扭矩。
需要说明的是，前述对方向盘的振动抑制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的方向盘的振动抑制装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的方向盘的振动抑制装置，利用车辆本身配置检测得到的转向助力电机的转速角进行方向盘的振动抑制，无需增加额外的传感器以及复杂的控制算法即可实现方向盘的振动抑制，从而可以大大降低方向盘的振动抑制成本，并提升控制的响应速度，及时抑制振动，提高驾驶体验。
图4为本申请实施例提供的车辆的结构示意图。该车辆可以包括：
存储器401、处理器402及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的计算机程序。
处理器402执行程序时实现上述实施例中提供的方向盘的振动抑制方法。
进一步地，车辆还包括：
通信接口403，用于存储器401和处理器402之间的通信。
存储器401，用于存放可在处理器402上运行的计算机程序。
存储器401可能包含高速RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器401、处理器402和通信接口403独立实现，则通信接口403、存储器401和处理器402可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是ISA(IndustryStandard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component，外部设备互连)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准体系结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器401、处理器402及通信接口403，集成在一块芯片上实现，则存储器401、处理器402及通信接口403可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器402可能是一个CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或者是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的方向盘的振动抑制方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种方向盘的振动抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据所述方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角；
根据所述目标转速角和所述转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断所述转速角差值是否大于振动阈值；以及
在所述转速角差值大于所述振动阈值时，根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用所述振动抑制扭矩修正所述转向助力电机的当前输出扭矩，直到所述转速角差值小于或等于所述振动阈值；
所述根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，包括：以所述转速角差值为索引，查询转速角与补偿系数关系表，得到与所述当前转速角匹配的实际补偿系数；根据所述实际补偿系数与所述转向助力电机的当前输出扭矩计算得到所述振动抑制扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，包括：
根据所述目标转速角与所述当前转速角计算实际速度关联系数；
以所述实际速度关联系数和所述当前转速角为索引，查询关联系数与转速角关系表，得到与所述实际速度关联系数和所述当前转速角匹配的中间补偿系数；
根据所述中间补偿系数与所述关联系数计算所述实际补偿系数，并根据所述实际补偿系数和所述当前输出扭矩计算得到所述振动抑制扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，包括：
以所述转速角差值为索引，查询差值与扭矩关系表，得到与所述转速角差值匹配的振动抑制扭矩。
4.一种方向盘的振动抑制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于根据所述方向盘的实际转速角获取转向助力电机的目标转速角；
计算模块，用于根据所述目标转速角和所述转向助力电机的当前转速角计算转速角差值，并判断所述转速角差值是否大于振动阈值；以及
控制模块，用于在所述转速角差值大于所述振动阈值时，根据所述转速角差值匹配振动抑制扭矩，并利用所述振动抑制扭矩修正所述转向助力电机的当前输出扭矩，直到所述转速角差值小于或等于所述振动阈值；
所述控制模块进一步用：以所述转速角差值为索引，查询转速角与补偿系数关系表，得到与所述当前转速角匹配的实际补偿系数；根据所述实际补偿系数与所述转向助力电机的当前输出扭矩计算得到所述振动抑制扭矩。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制模块进一步用：
根据所述目标转速角与所述当前转速角计算实际速度关联系数；
以所述实际速度关联系数和所述当前转速角为索引，查询关联系数与转速角关系表，得到与所述实际速度关联系数和所述当前转速角匹配的中间补偿系数；
根据所述中间补偿系数与所述关联系数计算所述实际补偿系数，并根据所述实际补偿系数和所述当前输出扭矩计算得到所述振动抑制扭矩。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制模块进一步用：
以所述转速角差值为索引，查询差值与扭矩关系表，得到与所述转速角差值匹配的振动抑制扭矩。
7.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-3任一项所述的方向盘的振动抑制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-3任一项所述的方向盘的振动抑制方法。
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