CN115071680A - 车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法及可读存储介质，该方法以车辆的电动助力转向系统在不同车速下的方向盘转角允许范围和方向盘转速允许范围作为约束条件，预先设定不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件，并据此对车辆在不同车速状态下的期望方向盘转角及其对应的方向盘转速进行关联监控，对横向控制超限情况进行功能安全报警，并且基于方向盘转角及转速的关联性限制条件对期望方向盘转角信号加以限制约束，更好的避免因出现转角超限或转速超限的情况而导致产生车辆突然急速转向或引起车辆侧滑、侧翻的情况，从而能够更好的保证驾驶辅助系统对车辆横向控制的安全性，提升车辆乘员的驾乘体验感。

Description

车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法及可读存储介质

技术领域

本发明涉及智能安全驾驶辅助技术领域，具体涉及一种车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法及可读存储介质。

背景技术

随着汽车行业的高速发展，人们对于汽车的驾乘舒适性的要求越来越高，这就要求汽车需要足够多的功能，并且汽车应当越来越智能化。现在很多车型会搭载一些高级的驾驶辅助功能，例如车道保持功能和全自动代客泊车功能等。横向控制系统的升级让汽车的智能化更近一步，也让汽车的驾驶辅助功能更加智能化。在智能驾驶系统和智能驾驶辅助日益进化的背景下，功能安全也一直是人们关注的重点之一。

配备有驾驶辅助功能系统的汽车，车身搭载的摄像头、激光雷达等传感器可以获取周围的信息，包括车道线、行人、障碍物、红绿灯、道路标识等。这些信息经过系统的预测模块、决策模块等模块处理后，传递到横向规划和纵向规划模块，规划出一条轨迹，其中横向规划将轨迹输出给横向控制模块，由横向控制模块输出期望方向盘转角信号给驾驶辅助系统来跟随轨迹。横向控制模块作为驾驶辅助系统的底层模块，受前端模块的影响很大，感知模块、预测模块、决策模块、规划模块出一些问题，就会导致输出的轨迹突变，不光滑，导致车辆方向盘晃动。当前端的某个模块出现故障时，可能会导致车辆突然转向，在较高的车速下还会造成车辆侧翻，给驾乘人员带来严重的生命威胁。

为了保证智能驾驶辅助的安全性，需要对车辆的转向进行功能安全限制。

中国专利公布号为CN111703412A，公布日为2020年09月25日，发明名称为“自动驾驶车辆的横向控制安全监测方法及系统”，申请人长城汽车股份有限公司，该专利采用利用Simulink建立防侧翻模型，通过仿真获取车辆的运行参数，如侧倾角、横向载荷转移率等，并用横向载荷转移率作为侧翻稳定性的指标，再建立模型计算出不同速度下的最大侧向加速度对应的方向盘转角阈值。这种方法只对车辆的转角的进行了限制，并没有对方向盘转速进行限制，横向控制功能输出给驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号可能出现转角超限或转速超限的情况，从而可能产生车辆突然急速转向，不仅容易使车辆驾乘人员到不舒适，甚至还可能引起车辆的侧滑和侧翻，影响行车安全性。

因此，如何在不同工况下对车辆驾驶辅助系统的横向控制功能进行更全面的安全限制，成为了智能安全驾驶领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，用以解决现有驾驶辅助系统对车辆横向控制的安全性不足、车辆乘员的驾乘体验感不佳的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，由车辆驾驶辅助系统的横向控制模块执行，包括以下步骤：

S1：以车辆的电动助力转向系统在不同车速下的方向盘转角允许范围和方向盘转速允许范围作为约束条件，预先设定不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件；

S2：在车辆驾驶辅助系统开启运行的状态下，实时监测车速信号和车辆驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号，在判断所运行的车速状态下期望方向盘转角或其对应的方向盘转速超出设定的方向盘转角及转速阈值限制条件时，执行横向控制功能安全报警，并根据方向盘转角及转速阈值限制条件对期望方向盘转角加以限制。

优选的，所述步骤S1中，方向盘转角及转速阈值限制条件包括不同车速下的方向盘转角上限阈值、方向盘转速上限阈值、期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值。

优选的，所述不同车速下的方向盘转角上限阈值、方向盘转速上限阈值分别设定为相应车速下方向盘转角允许范围上限值的90%~95%、方向盘转速允许范围上限值的90%~95%。

优选的，所述步骤S2具体包括：

S201：实时采集车速信号和期望方向盘转角信号，确定车辆在当前车速、当前的期望方向盘转角、以及当前的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距；

S202：判断当前的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距的绝对值是否超出当前车速下的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值；若是，则控制横向控制模块不使能，改由驾驶人接管车辆，不执行后续步骤，直至车辆驾驶辅助系统再次开启运行时，返回步骤S201；否则，保持横向控制模块使能，继续执行步骤S203；

S203：判断当前的期望方向盘转角的绝对值是否已达到当前车速下的方向盘转角上限阈值；若已达到，则执行横向控制功能安全报警；若未达到，则不执行横向控制功能安全报警；然后，继续执行步骤S204；

S204：判断当前的期望方向盘转角的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转角上限阈值；若是，则以当前车速下的方向盘转角上限阈值对期望方向盘转角进行限制；否则，保持当前的期望方向盘转角；然后，继续执行步骤S205；

S205：以此时的期望方向盘转角计算确定当前的期望方向盘转速，判断当前的期望方向盘转速的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转速上限阈值；若是，则以当前车速下的方向盘转速上限阈值对期望方向盘转角进行限制；否则，保持此时的期望方向盘转角；然后执行步骤S206；

S206：输出此时的期望方向盘转角。

优选的，所述步骤S203中，执行横向控制功能安全报警的具体方式为：

在当前的期望方向盘转角的绝对值已达到当前车速下的方向盘转角上限阈值时，输出功能安全报警信号，执行横向控制功能安全报警，直到期望方向盘转角的绝对值小于当前车速下的方向盘转角上限阈值时，停止输出功能安全报警信号，关闭横向控制功能安全报警。

优选的，所述步骤S204中，以当前车速下的方向盘转角上限阈值对期望方向盘转角进行限制的具体方式为：

若当前的期望方向盘转角δ^*大于当前车速v下的方向盘转角上限阈值δmax(v)，则将期望方向盘转角δ^*赋值为所述方向盘转角上限阈值δmax(v)，即更新δ^* =δmax(v)；若当前的期望方向盘转角δ^*小于当前车速v下的方向盘转角上限阈值的负数-δmax(v)，则将期望方向盘转角δ^*赋值为所述方向盘转角上限阈值的负数-δmax(v)，即更新δ^* = -δmax(v)。

优选的，所述步骤S205中，以此时的期望方向盘转角计算确定当前的期望方向盘转速的具体方式为：

以此时的期望方向盘转角δ^*作为参量信号U(K)，以前一采集周期的方向盘转角作为差分信号U(K-1)，求取期望方向盘转角的一阶前向差分，得到当前采集周期的方向盘转角变化量fs：

fs = U(K)- U(K-1)；

以当前采集周期的方向盘转角变化量fs来表征当前的期望方向盘转速。

优选的，所述步骤S205中，判断当前的期望方向盘转速的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转速上限阈值的具体方式为：

判断当前采集周期的方向盘转角变化量fs的绝对值是否大于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)；若是，则判定当前的期望方向盘转速的绝对值超出当前车速下的方向盘转速上限阈值；否则，判定当前的期望方向盘转速的绝对值未超出当前车速下的方向盘转速上限阈值。

优选的，所述步骤S205中，以当前车速下的方向盘转速上限阈值对期望方向盘转角进行限制的具体方式为：

若当前采集周期的方向盘转角变化量fs大于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)，则将方向盘转角变化量fs赋值为所述乘积Ts*Fmax(v)，即更新fs = Ts*Fmax(v)；若当前采集周期的方向盘转角变化量fs小于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积的负数-Ts*Fmax(v)，则将方向盘转角变化量fs赋值为所述乘积的负数-Ts*Fmax(v)，即更新fs = -Ts*Fmax(v)；

然后，以差分信号U(K-1)与更新后的方向盘转角变化量fs之和对期望方向盘转角δ^*进行赋值更新，即令δ^*=U(K-1)+fs。

本发明还公开了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法的步骤。

本发明的技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，以车辆的电动助力转向系统在不同车速下的方向盘转角允许范围和方向盘转速允许范围作为约束条件，预先设定不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件，并据此对车辆在不同车速状态下的期望方向盘转角及其对应的方向盘转速进行关联监控，对横向控制超限情况进行功能安全报警，并且基于方向盘转角及转速的关联性限制条件对横向控制功能输出给驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号加以限制约束，以更好的保证驾驶辅助系统对车辆横向控制的安全性，提升车辆乘员的驾乘体验感。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法的流程示意图；

图2为本发明车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法中步骤S2根据方向盘转角及转速阈值限制条件对期望方向盘转角加以限制的具体方式流程图；

图3为车辆激活驾驶辅助系统时的横向控制系统安全限制方法应用实施例流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜的。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例一：

本发明公开了一种车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，该方法由车辆驾驶辅助系统的横向控制模块执行，如图1所示，包括以下步骤：

S1：以车辆的电动助力转向系统在不同车速下的方向盘转角允许范围和方向盘转速允许范围作为约束条件，预先设定不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件。

目前，在某些搭载智能驾驶辅助系统的车辆上，当开启驾驶辅助系统时，如果电动助力转向系统接收的转角输入请求超过了其自身的限制，则电动助力转向系统会下线，导致驾驶辅助系统无法继续运行，且不能再次启动，除非断电重启，才能够重新激活驾驶辅助功能。因此，获取电动助力转向系统在不同车速下的方向盘转角允许范围和方向盘转速允许范围作为约束条件，根据电动助力转向系统的厂商提供的不同车速下的方向盘转角、转速允许范围，来设定不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件，以保证在车辆运行过程中，电动助力转向系统不会因超限而下线，这样即使驾驶辅助系统暂时下线，也能够在车辆不断电的情况下再次启动，继续服务于车辆的安全性和舒适性驾驶辅助功能。

S2：在车辆驾驶辅助系统开启运行的状态下，实时监测车速信号和车辆驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号，在判断所运行的车速状态下期望方向盘转角或其对应的方向盘转速超出设定的方向盘转角及转速阈值限制条件时，执行横向控制功能安全报警，并根据方向盘转角及转速阈值限制条件对期望方向盘转角加以限制。

借助预先设定的不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件，对车辆在不同车速状态下的期望方向盘转角及其对应的方向盘转速进行关联监控，对横向控制超限情况进行功能安全报警，并且基于方向盘转角及转速的关联性限制条件对横向控制功能输出给驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号加以限制约束，更好的避免因出现转角超限或转速超限的情况而导致产生车辆突然急速转向或引起车辆侧滑、侧翻的情况，从而能够更好的保证驾驶辅助系统对车辆横向控制的安全性，提升车辆乘员的驾乘体验感。

具体应用实施中，步骤S1中的方向盘转角及转速阈值限制条件可以包括不同车速下的方向盘转角上限阈值、方向盘转速上限阈值、期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值。电动助力转向系统的厂商提供的方向盘转角、转速允许范围可通过产品手册等方式容易的获得，不同的速度会有不同的允许范围极限限制。其中，不同车速下的方向盘转角上限阈值、方向盘转速上限阈值，通常取电动助力转向系统厂商提供的转角、转速限制的90%~95%作为上限阈值，即方向盘转角上限阈值通常设定为相应车速下方向盘转角允许范围上限值的90%~95%，方向盘转速上限阈值通常设定为相应车速下方向盘转速允许范围上限值的90%~95%，以保证在车辆运行过程中，电动助力转向系统不会因超限而下线，这样即使驾驶辅助系统暂时下线，也能够在车辆不断电的情况下再次启动，继续服务于车辆的安全性和舒适性驾驶辅助功能。方向盘转角上限阈值记为δmax(v)、方向盘转速上限阈值记为Fmax(v)；此外，可根据工程经验设立期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值，记为Kmax(v)，其中v是车速；横向控制模块实时采集车速信号和期望方向盘转角信号的数据采集周期记为Ts。

步骤S1需要在车辆启动驾驶辅助系统之前完成。

具体应用实施中，如图2所示，步骤S2具体包括：

S201：实时采集车速信号和期望方向盘转角信号，确定车辆在当前车速、当前的期望方向盘转角、以及当前的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距；

S202：判断当前的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距的绝对值是否超出当前车速下的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值；若是，则控制横向控制模块不使能，改由驾驶人接管车辆，不执行后续步骤，直至车辆驾驶辅助系统再次开启运行时，返回步骤S201；否则，保持横向控制模块使能，继续执行步骤S203；

S203：判断当前的期望方向盘转角的绝对值是否已达到当前车速下的方向盘转角上限阈值；若已达到，则执行横向控制功能安全报警；若未达到，则不执行横向控制功能安全报警；然后，继续执行步骤S204；

S204：判断当前的期望方向盘转角的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转角上限阈值；若是，则以当前车速下的方向盘转角上限阈值对期望方向盘转角进行限制；否则，保持当前的期望方向盘转角；然后，继续执行步骤S205；

S205：以此时的期望方向盘转角计算确定当前的期望方向盘转速，判断当前的期望方向盘转速的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转速上限阈值；若是，则以当前车速下的方向盘转速上限阈值对期望方向盘转角进行限制；否则，保持此时的期望方向盘转角；然后执行步骤S206；

S206：输出此时的期望方向盘转角。

其中，步骤S202的功能是实时监视方向盘转角并判断期望方向盘转角与方向盘转角判断期望方向盘转角与实际方向盘转角差距是否超出相应限制，此限制的对应关系根据工程经验设立，如果期望方向盘与实际方向盘过大，则控制横向控制功能不使能，改为驾驶人接管；直至车辆驾驶辅助系统再次开启运行时，在重新从头开始执行安全限制控制流程。

步骤S203的作用是实时检测方向盘转角，并判断期望方向盘转角的绝对值是否超出所述车辆当前车速下的转角阈值，若超出，则执行横向控制功能安全报警。执行横向控制功能安全报警的具体方式为：在当前的期望方向盘转角的绝对值已达到当前车速下的方向盘转角上限阈值时，输出功能安全报警信号，执行横向控制功能安全报警，直到期望方向盘转角的绝对值小于当前车速下的方向盘转角上限阈值时，停止输出功能安全报警信号，关闭横向控制功能安全报警。

步骤S204至S205的作用是实时检测方向盘转角，并判断期望方向盘转角的绝对值是否超出当前车速下的转角阈值和转速阈值，若超出，则基于方向盘转角及转速的关联性限制条件对横向控制功能输出给驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号加以限制约束，否则正常输出期望方向盘转角。

具体而言，步骤S204中，在判断当前的期望方向盘转角的绝对值超出当前车速下的方向盘转角上限阈值时，以当前车速下的方向盘转角上限阈值对期望方向盘转角进行限制的具体方式为：若当前的期望方向盘转角δ^*大于当前车速v下的方向盘转角上限阈值δmax(v)，则将期望方向盘转角δ^*赋值为所述方向盘转角上限阈值δmax(v)，即更新δ^* =δmax(v)；若当前的期望方向盘转角δ^*小于当前车速v下的方向盘转角上限阈值的负数-δmax(v)，则将期望方向盘转角δ^*赋值为所述方向盘转角上限阈值的负数-δmax(v)，即更新δ^* =-δmax(v)。

具体而言，步骤S205中，以此时的期望方向盘转角计算确定当前的期望方向盘转速的具体方式为：以此时的期望方向盘转角δ^*作为参量信号U(K)，以前一采集周期的方向盘转角作为差分信号U(K-1)，求取期望方向盘转角的一阶前向差分，得到当前采集周期的方向盘转角变化量fs，即fs = U(K)- U(K-1)；以当前采集周期的方向盘转角变化量fs来表征当前的期望方向盘转速。基于此，判断当前的期望方向盘转速的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转速上限阈值的具体方式为：判断当前采集周期的方向盘转角变化量fs的绝对值是否大于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)；若是，则判定当前的期望方向盘转速的绝对值超出当前车速下的方向盘转速上限阈值；否则，判定当前的期望方向盘转速的绝对值未超出当前车速下的方向盘转速上限阈值。在判定当前的期望方向盘转速的绝对值超出当前车速下的方向盘转速上限阈值时，以当前车速下的方向盘转速上限阈值对期望方向盘转角进行限制的具体方式为：若当前采集周期的方向盘转角变化量fs大于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)，则将方向盘转角变化量fs赋值为所述乘积Ts*Fmax(v)，即更新fs = Ts*Fmax(v)；若当前采集周期的方向盘转角变化量fs小于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积的负数-Ts*Fmax(v)，则将方向盘转角变化量fs赋值为所述乘积的负数-Ts*Fmax(v)，即更新fs = -Ts*Fmax(v)；然后，以差分信号U(K-1)与更新后的方向盘转角变化量fs之和对期望方向盘转角δ^*进行赋值更新，即令δ^*=U(K-1)+fs。

下面，以图3所示一个车辆激活驾驶辅助系统时的横向控制系统安全限制方法应用实施例，来更详细说明本发明车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法的技术作用和效果。

图3中，步骤1是驾驶辅助功能激活，步骤2实时获取当时车辆方向盘的真实转角δ和期望方向盘转角δ^*，真实转角和期望方向盘转角更新的频率为1/Ts，其中Ts是横向控制模块实时采集车速信号和期望方向盘转角信号的数据采集周期。步骤4，判断期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距的绝对值是否小于相应的限制关系Kmax(V)，如果不小于，则控制横向控制功能不使能，改由驾驶人接管车辆，直至车辆驾驶辅助系统再次开启运行时，在重新从头开始执行安全限制控制流程；若满足限制条件，则期望方向盘转角δ^*传入下一步骤。

步骤6、步骤7、步骤8和步骤9共同提供功能安全报警功能。步骤6判断期望方向盘转角的绝对值是否小于方向盘转角上限阈值δmax(v)，若不小于，则出发功能安全报警，直到步骤9判断期望方向盘转角的绝对值小于转角阈值1度时，退出报警状态。

步骤10判断期望方向盘转角是否大于最大转角阈值，若是，步骤11则将期望方向盘转角赋值为最大转角阈值δmax(v)，若否，则不改变期望方向盘转角；步骤12判断期望方向盘转角是否小于最小转角阈值，若是，步骤13则将期望方向盘转角赋值为最小转角阈值-δmax(v)，若否，则不改变期望方向盘转角。

步骤14是期望方向盘转角δ^*，输入给步骤15。步骤15将期望方向盘转角表示为参量信号U(K)，通过横向控制模块的采集周期延时模块16所记录的前一采集周期的方向盘转角作为差分信号U(K-1)。步骤17求取期望方向盘转角的一阶前向差分，得到当前采集周期的方向盘转角变化量fs，即fs = U(K)- U(K-1)，表示当前一个采集周期时间内期望方向盘转角的变化量，以此来表征当前的期望方向盘转速。

步骤18判断fs是否大于方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)，若是，步骤19则将fs赋值为该乘积Ts*Fmax(v)，若否，则暂不改变fs；步骤20判断fs是否小于方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积的负数-Ts*Fmax(v)，若是，步骤21则将fs赋值为该乘积的负数-Ts*Fmax(v)，若否，则不改变fs。

步骤22是确定一个采集周期的期望方向盘转角变化量fs，步骤23将fs加上U(K-1)，得到新的期望方向盘转角Y(K)，通过步骤24输出的期望方向盘转角δ^* 等于Y(K)，即为通过本发明方法所得到的满足转角限制和转速限制的期望方向盘转角信号。

通过上述流程，能够看到本发明方法基于方向盘转角及转速的关联性限制条件对横向控制功能输出给驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号加以限制约束的完整过程，更好的避免因出现转角超限或转速超限的情况而导致产生车辆突然急速转向或引起车辆侧滑、侧翻的情况，从而能够更好的保证驾驶辅助系统对车辆横向控制的安全性，提升车辆乘员的驾乘体验感。

实施例二：

本实施例中公开了一种可读存储介质。

一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明的车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法的步骤。可读存储介质可以是U盘或计算机等具有可读存储功能的设备，可加载或集成到车辆驾驶辅助系统的横向控制模块得以执行。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，由车辆驾驶辅助系统的横向控制模块执行，包括以下步骤：

S1：以车辆的电动助力转向系统在不同车速下的方向盘转角允许范围和方向盘转速允许范围作为约束条件，预先设定不同车速下的方向盘转角及转速阈值限制条件；

S2：在车辆驾驶辅助系统开启运行的状态下，实时监测车速信号和车辆驾驶辅助系统的期望方向盘转角信号，在判断所运行的车速状态下期望方向盘转角或其对应的方向盘转速超出设定的方向盘转角及转速阈值限制条件时，执行横向控制功能安全报警，并根据方向盘转角及转速阈值限制条件对期望方向盘转角加以限制。

2.根据权利要求1所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S1中，方向盘转角及转速阈值限制条件包括不同车速下的方向盘转角上限阈值、方向盘转速上限阈值、期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值。

3.根据权利要求2所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述不同车速下的方向盘转角上限阈值、方向盘转速上限阈值分别设定为相应车速下方向盘转角允许范围上限值的90%~95%、方向盘转速允许范围上限值的90%~95%。

4.根据权利要求2所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S201：实时采集车速信号和期望方向盘转角信号，确定车辆在当前车速、当前的期望方向盘转角、以及当前的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距；

S202：判断当前的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距的绝对值是否超出当前车速下的期望方向盘转角与实际方向盘转角的差距上限阈值；若是，则控制横向控制模块不使能，改由驾驶人接管车辆，不执行后续步骤，直至车辆驾驶辅助系统再次开启运行时，返回步骤S201；否则，保持横向控制模块使能，继续执行步骤S203；

S203：判断当前的期望方向盘转角的绝对值是否已达到当前车速下的方向盘转角上限阈值；若已达到，则执行横向控制功能安全报警；若未达到，则不执行横向控制功能安全报警；然后，继续执行步骤S204；

S204：判断当前的期望方向盘转角的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转角上限阈值；若是，则以当前车速下的方向盘转角上限阈值对期望方向盘转角进行限制；否则，保持当前的期望方向盘转角；然后，继续执行步骤S205；

S205：以此时的期望方向盘转角计算确定当前的期望方向盘转速，判断当前的期望方向盘转速的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转速上限阈值；若是，则以当前车速下的方向盘转速上限阈值对期望方向盘转角进行限制；否则，保持此时的期望方向盘转角；然后执行步骤S206；

S206：输出此时的期望方向盘转角。

5.根据权利要求4所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S203中，执行横向控制功能安全报警的具体方式为：

在当前的期望方向盘转角的绝对值已达到当前车速下的方向盘转角上限阈值时，输出功能安全报警信号，执行横向控制功能安全报警，直到期望方向盘转角的绝对值小于当前车速下的方向盘转角上限阈值时，停止输出功能安全报警信号，关闭横向控制功能安全报警。

6.根据权利要求4所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S204中，以当前车速下的方向盘转角上限阈值对期望方向盘转角进行限制的具体方式为：

若当前的期望方向盘转角δ^*大于当前车速v下的方向盘转角上限阈值δmax(v)，则将期望方向盘转角δ^*赋值为所述方向盘转角上限阈值δmax(v)，即更新δ^* =δmax(v)；若当前的期望方向盘转角δ^*小于当前车速v下的方向盘转角上限阈值的负数-δmax(v)，则将期望方向盘转角δ^*赋值为所述方向盘转角上限阈值的负数-δmax(v)，即更新δ^* = -δmax(v)。

7.根据权利要求4所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S205中，以此时的期望方向盘转角计算确定当前的期望方向盘转速的具体方式为：

以此时的期望方向盘转角δ^*作为参量信号U(K)，以前一采集周期的方向盘转角作为差分信号U(K-1)，求取期望方向盘转角的一阶前向差分，得到当前采集周期的方向盘转角变化量fs：

fs = U(K)- U(K-1)；

以当前采集周期的方向盘转角变化量fs来表征当前的期望方向盘转速。

8.根据权利要求7所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S205中，判断当前的期望方向盘转速的绝对值是否超出当前车速下的方向盘转速上限阈值的具体方式为：

判断当前采集周期的方向盘转角变化量fs的绝对值是否大于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)；若是，则判定当前的期望方向盘转速的绝对值超出当前车速下的方向盘转速上限阈值；否则，判定当前的期望方向盘转速的绝对值未超出当前车速下的方向盘转速上限阈值。

9.根据权利要求7所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法，其特征在于，所述步骤S205中，以当前车速下的方向盘转速上限阈值对期望方向盘转角进行限制的具体方式为：

若当前采集周期的方向盘转角变化量fs大于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积Ts*Fmax(v)，则将方向盘转角变化量fs赋值为所述乘积Ts*Fmax(v)，即更新fs = Ts*Fmax(v)；若当前采集周期的方向盘转角变化量fs小于当前车速v下的方向盘转速上限阈值Fmax(v)与横向控制模块的数据采集周期Ts的乘积的负数-Ts*Fmax(v)，则将方向盘转角变化量fs赋值为所述乘积的负数-Ts*Fmax(v)，即更新fs = -Ts*Fmax(v)；

然后，以差分信号U(K-1)与更新后的方向盘转角变化量fs之和对期望方向盘转角δ^*进行赋值更新，即令δ^*=U(K-1)+fs。

10.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述车辆驾驶辅助横向控制系统安全限制方法的步骤。

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