CN116101371A - 转向控制方法和装置、存储介质、线控转向系统、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向控制方法和装置、存储介质、线控转向系统、车辆，所述方法包括：获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速；根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度；根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度；根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。本发明的转向控制方法，能够根据方向盘转速、方向盘角度、车速以及转向执行器的转向输出扭矩的一种或多种对转向执行器的转向角度进行补偿，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

Description

转向控制方法和装置、存储介质、线控转向系统、车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种转向控制方法、一种转向控制装置、一种计算机可读存储介质、一种线控转向系统和一种车辆。

背景技术

由于解耦方向盘输入与转向轮的输出，线控转向系统和技术被行业认为是下一代新的汽车横向控制手段，能够有效应对智能驾驶的功能需要，但是线控转向系统的输入与执行分别在两套控制器系统中，由于系统控制的周期性、信号的传输、转向轮执行结构间不可避免存在摩擦、间隙等干扰因素，导致线控转向系统的响应存在一定延迟，在某些驾驶工况下，动态响应的能力要弱于传统有机械连接的转向系统。

目前提升线控转向的动态响应能力有利用闭环控制等现代控制理论，重构转向系统模型，建立系统控制器等方式，但是该类研究的效果只是延缓控制延迟的部分，仍然无法满足市场的需要，另外还有通过增加系统控制的硬件配置和软件架构，缩短受硬件限制的信号传递事件及系统控制时间周期，例如将信号传输和内部运算的2ms周期缩短到1ms，但是这样的变化会极大增加通讯的负载，还有芯片运算的负荷，也会带来系统成本的上升。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种转向控制方法，通过根据方向盘转速对转向执行器根据方向盘角度确定的第一转向角度进行补偿后得到第二转向角度，并根据第二转向角度控制转向执行器进行转向，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

本发明的第二个目的在于提出一种转向控制装置。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第四个目的在于提出一种线控转向系统。

本发明的第五个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种转向控制方法，包括：获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速；根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度；根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度；根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。

根据本发明实施例的转向控制方法，首先获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速，然后根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度，接着根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，最后根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。由此，该方法不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

另外，根据本发明上述实施例的转向控制方法还可以具有如下的附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，包括：根据方向盘转速确定转向补偿系数；根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，包括：将转向补偿系数与第一转向角度相乘，以对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，转向控制方法还包括：获取当前时刻的车速和转向执行器的转向输出扭矩；根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度中的一种或多种，对转向补偿系数进行修正；根据修正后的转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度，对转向补偿系数进行修正，包括：根据方向盘角度确定第一修正系数，并根据转向输出扭矩确定第二修正系数，以及根据车速确定第三修正系数；对转向补偿系数、第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数进行相加或相乘，以对转向补偿系数进行修正。

根据本发明的一个实施例，转向控制方法应用于线控转向系统。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种转向控制装置，包括：获取模块，用于获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速；确定模块，用于根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度；修正模块，用于根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度；控制模块，用于根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。

根据本发明实施例的转向控制装置，获取模块用于获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速，确定模块用于根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度，修正模块用于根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，控制模块用于根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。由此，该装置不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的转向控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行时实现上述的转向控制方法，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的一种线控转向系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时，实现上述的转向控制方法。

根据本发明实施例的线控转向系统，通过执行上述的转向控制方法，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出的一种车辆，包括上述的线控转向系统。

根据本发明实施例的车辆，通过包括上述的线控转向系统，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明实施例的转向控制方法的流程图；

图2为根据本发明一个具体示例的转向控制方法的流程图；

图3为根据本发明实施例的转向控制装置的方框示意图；

图4为根据本发明实施例的线控转向系统的方框示意图；

图5为根据本发明实施例的车辆的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的转向控制方法、转向控制装置、计算机可读存储介质、线控转向系统和车辆。

在线控转向系统中，手感模拟器将驾驶员转向指令输出给转向执行器，通过转向执行器上的电机的扭矩输出产生推动齿条的动力，从而带动车轮的转动实现车辆的横向移动。该方式相比于带机械连接的转向系统，驾驶员的转向指令需要通过角度的形式发给转向执行器，信号传递过程的延迟时间要比传统转向系统长，另外，由于驾驶员的扭矩无法直接通过机械连接传递，转向执行器初始的间隙、摩擦力等干扰需要完全依赖转向执行器电机的动态扭矩消除，因此采用角度跟踪的线控转向系统在响应驾驶员的动态输入场景下容易出现一定的延迟，而且这个延迟可能会比传统的转向系统时间略长，给车辆的横向控制精度带来影响。由此，本发明提供一种转向控制方法，不需要增加额外的硬件配置，也不需要改变车辆的软件架构，即基于转向系统已有的信号，不增加硬件成本上，通过增加线控转向执行轮端的虚拟角度输入，以补偿车辆在齿条力大负载，大转向角度、快速转向等驾驶工况下的响应特性，实现车辆动态高速响应，提升线控转向的动态响应能力。

图1为根据本发明实施例的转向控制方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例的转向控制方法可包括以下步骤：

S1，获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速。

S2，根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度。

S3，根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

S4，根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。

具体而言，当用户手打方向盘进行转向时，获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速，例如，可通过方向盘角度传感器实时获取方向盘角度，可通过方向盘转速传感器实时采集方向盘转速。在获取到当前时刻的方向盘角度和方向盘转速后，可根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度，在获取到第一转向角度之后，可根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，如将第一转向角度增加一些，得到第二转向角度。在获取到第二转向角度后，可根据第二转向角度控制转向执行器进行转向，从而实现车辆动态高速响应用户的转向操作。

下面详细描述本发明的转向控制方法的具体工作流程。

根据本发明的一个实施例，根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，包括：根据方向盘转速确定转向补偿系数；根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

进一步地，根据本发明的一个实施例，根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，包括：将转向补偿系数与第一转向角度相乘，以对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

具体而言，在根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度时，可根据方向盘转速确定转向补偿系数，例如，可通过查表获取到转向补偿系数，即在关表中，方向盘转速与补偿系数为一一对应的关系，当确定方向盘转速后，可确定相应的转向补偿系数。在获取到转向补偿系数后，即可根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。例如，可将转向补偿系数与第一转向角度相乘后的结果作为第二转向角度，例如，当前经查表获取到的转向补偿系数为1.1，第一转向角度为100度，将转向补偿系数与第一转向角度相乘后，可得到第二转向角度为110度。

根据本发明的一个实施例，转向控制方法还包括：获取当前时刻的车速和转向执行器的转向输出扭矩；根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度中的一种或多种，对转向补偿系数进行修正；根据修正后的转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

具体而言，在对第一转向角度进行补偿时，不仅可以通过方向盘转速对第一转向角度进行补偿，还可以通过方向盘角度、车速和转向执行器中的一种或多种进行补偿。获取当前时刻的车速和转向执行器的转向输出扭矩，例如，可通过车速传感器获取当前时刻的车速，当用户进行转向时，可通过电流传感器获取到当前转向执行器的电机消耗的电流，结合电流以及电机本身的参数特性可以计算出当前电机输出的扭矩。在获取到车速和转向执行器的转向输出扭矩后，可根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度中的一种或多种，对根据方向盘转速确定的转向补偿系数再次进行修正，例如，可根据车速对转向补偿系数进行修正，将转向补偿系数增加一些，或者，可根据转向执行器的转向输出扭矩对转向补偿系数进行修正，将转向补偿系数增加一些，或者，可根据方向盘角度对转向补偿系数进行修正，将转向补偿系数增加一些，或者，可根据方向盘角度和车速对转向补偿系数进行修正，将转向补偿系数增加一些，或者还可以根据方向盘角度和转向执行器的转向输出扭矩对转向补偿系数共同进行修正，将转向补偿系数增加一些，或者，还可以根据车速和转向执行器的转向输出扭矩对转向补偿系数共同进行修正，将转向补偿系数增加一些，或者，还可以根据方向盘角度、车速和转向执行器的转向输出扭矩对转向补偿系数共同进行修正，将转向补偿系数增加一些。从而可根据修正后的转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，使得第一转向角度增加一些，以得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度，对转向补偿系数进行修正，包括：根据方向盘角度确定第一修正系数，并根据转向输出扭矩确定第二修正系数，以及根据车速确定第三修正系数；对转向补偿系数、第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数进行相加或相乘，以对转向补偿系数进行修正。

具体而言，在根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度，对转向补偿系数进行修正时，可根据方向盘角度确定第一修正系数，例如，可通过查表获取到第一修正系数，即在关表中，方向盘角度与第一修正系数为一一对应的关系，当确定方向盘角度后，可确定相应的第一修正系数。可根据转向输出扭矩确定第二修正系数，例如，可通过查表获取到第二修正系数，即在关表中，转向输出扭矩与第二修正系数为一一对应的关系，当确定转向输出扭矩后，可确定相应的第二修正系数。可根据车速确定第三修正系数，例如，可通过查表获取到第三修正系数，即在关表中，车速与第三修正系数为一一对应的关系，当确定车速后，可确定相应的第三修正系数。在获取到第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数后，可将转向补偿系数、第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数进行相加，以对转向补偿系数进行修正，使转向补偿系数增加一些，或者还可将转向补偿系数、第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数进行相乘，以对转向补偿系数进行修正，例如，转向补偿系数修正之前为1.1，将第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数与转向补偿系数修正之前进行相乘后为1.3，从而使转向补偿系数增加一些。

根据本发明的一个实施例，转向控制方法应用于线控转向系统。

具体而言，在线控转向系统中，可包括手感模拟器控制器以及转向执行器控制器，上述转向控制方法不仅可以应用在手感模拟器控制器中，还可以应用在转向执行器控制器中，由此可以解决在线控转向系统中，驾驶员的转向指令通过角度的形式发给转向执行器时的信号传递过程的延迟时间较长的问题。

下面结合图2来描述本发明的控制方法。

作为一个具体示例，本发明的转向控制方法可包括以下步骤：

S101，获取当前时刻的方向盘角度、方向盘转速、转向执行器的转向输出扭矩和车速。

S102，根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度。

S103，根据方向盘转速确定转向补偿系数。

S104，根据方向盘角度确定第一修正系数，并根据转向输出扭矩确定第二修正系数，以及根据车速确定第三修正系数。

S105，对转向补偿系数、第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数进行相加或相乘，以对转向补偿系数进行修正。

S106，将转向补偿系数与第一转向角度相乘，以对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

S107，根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。

综上所述，根据本发明实施例的转向控制方法，首先获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速，然后根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度，接着根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，最后根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。由此，该方法不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

对应上述实施例，本发明还提出了一种转向控制装置。

如图3所示，本发明实施例的转向控制装置100包括：获取模块110、确定模块120、修正模块130和控制模块140。

其中，获取模块110用于获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速。确定模块120用于根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度。修正模块130用于根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。控制模块140用于根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。

根据本发明的一个实施例，修正模块130根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，具体用于：根据方向盘转速确定转向补偿系数；根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，修正模块130根据转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，具体用于：将转向补偿系数与第一转向角度相乘，以对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，修正模块130还用于：获取当前时刻的车速和转向执行器的转向输出扭矩；根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度中的一种或多种，对转向补偿系数进行修正；根据修正后的转向补偿系数对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度。

根据本发明的一个实施例，修正模块130根据车速、转向输出扭矩和方向盘角度，对转向补偿系数进行修正，具体用于：根据方向盘角度确定第一修正系数，并根据转向输出扭矩确定第二修正系数，以及根据车速确定第三修正系数；对转向补偿系数、第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数进行相加或相乘，以对转向补偿系数进行修正。

根据本发明的一个实施例，转向控制方法应用于线控转向系统。

需要说明的是，本发明实施例的转向控制装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的转向控制方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的转向控制装置，获取模块用于获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速，确定模块用于根据方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度，修正模块用于根据方向盘转速对第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，控制模块用于根据第二转向角度控制转向执行器进行转向。由此，该装置不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

对应上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。

本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的转向控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的转向控制方法，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

对应上述实施例，本发明还提出了一种线控转向系统。

如图4所示，本发明实施例的线控转向系统200可包括：存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的程序，处理器220执行程序时，实现上述的转向控制方法。

根据本发明实施例的线控转向系统，通过执行上述的转向控制方法，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆。

如图5所示，本发明实施例的车辆300可包括线控转向系统200。

根据本发明实施例的车辆，通过包括上述的线控转向系统，不需要增加额外的硬件配置，能够提升转向的动态响应能力。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明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，多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。例如，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(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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。在本发明的描述中，“多个”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种转向控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速；

根据所述方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度；

根据所述方向盘转速对所述第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度；

根据所述第二转向角度控制所述转向执行器进行转向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述方向盘转速对所述第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度，包括：

根据所述方向盘转速确定转向补偿系数；

根据所述转向补偿系数对所述第一转向角度进行补偿，得到所述第二转向角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述转向补偿系数对所述第一转向角度进行补偿，得到所述第二转向角度，包括：

将所述转向补偿系数与所述第一转向角度相乘，以对所述第一转向角度进行补偿，得到所述第二转向角度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取当前时刻的车速和所述转向执行器的转向输出扭矩；

根据所述车速、所述转向输出扭矩和所述方向盘角度中的一种或多种，对所述转向补偿系数进行修正；

根据修正后的所述转向补偿系数对所述第一转向角度进行补偿，得到所述第二转向角度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述车速、所述转向输出扭矩和所述方向盘角度，对所述转向补偿系数进行修正，包括：

根据所述方向盘角度确定第一修正系数，并根据所述转向输出扭矩确定第二修正系数，以及根据所述车速确定第三修正系数；

对所述转向补偿系数、所述第一修正系数、所述第二修正系数和所述第三修正系数进行相加或相乘，以对所述转向补偿系数进行修正。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述转向控制方法应用于线控转向系统。

7.一种转向控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前时刻的方向盘角度和方向盘转速；

确定模块，用于根据所述方向盘角度确定转向执行器的第一转向角度；

修正模块，用于根据所述方向盘转速对所述第一转向角度进行补偿，得到第二转向角度；

控制模块，用于根据所述第二转向角度控制所述转向执行器进行转向。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6任一项所述的转向控制方法。

9.一种线控转向系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据权利要求1-6任一项所述的转向控制方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的线控转向系统。

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