CN116533986A - 车辆转向辅助补偿控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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CN116533986A CN202310603533.8A CN202310603533A CN116533986A CN 116533986 A CN116533986 A CN 116533986A CN 202310603533 A CN202310603533 A CN 202310603533A CN 116533986 A CN116533986 A CN 116533986A
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Abstract

本发明提供一种车辆转向辅助补偿控制方法、装置、设备及存储介质，涉及汽车控制技术领域，所述车辆采用线控制动系统和线控转向系统，所述方法包括：通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；判断所述方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；若所述方向盘转角在预设转角阈值范围内时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；若所述方向盘转角超出预设转角阈值范围时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。本发明结合线控转向和线控制动，可实现减小车辆转弯半径，提高车辆转弯性能。

Description

车辆转向辅助补偿控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种车辆转向辅助补偿控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系统能保证在汽车转向时使所有车轮均作纯滚动，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点方能实现，此交点称为转向中心。转弯半径，是指汽车行驶过程中，由转向中心到前外转向轮与地面接触点的距离。当方向盘转到极限位置时,由转向中心到前外转向轮接地中心的距离称为最小转弯半径，它反映了汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力，最小转弯半径越小，表明汽车的机动性能越好。正常情况下转向：车轮上的驱动力往前，按照阿克曼角方式转向，转弯的原点即转向中心，请参见图1所示。
目前车辆在转弯时，利用车身电子稳定系统(ESC)监控转弯滑移，监控横摆角速度(Yaw Rate),动态的协调和控制车辆，被动的调节轮端的制动力，在有限范围内对转向稳定性能做一些提高。但目前车辆的最小转弯半径受转向机构、底盘布置等硬件影响，在传统设置上无法减小最小转弯半径，使汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力受限。
因此，如何减小车辆的转弯半径是丞待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种车辆转向辅助补偿控制方法、装置、设备及存储介质。
第一方面，本申请提供一种车辆转向辅助补偿控制方法，所述车辆采用线控制动系统和线控转向系统，包括：
通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；
判断所述方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；
若所述方向盘转角在预设转角阈值范围内时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；若所述方向盘转角超出预设转角阈值范围时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。
在上述车辆转向辅助补偿控制方法的优选技术方案中，若所述方向盘转角超出预设转角阈值范围，输出给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系。
在上述车辆转向辅助补偿控制方法的优选技术方案中，输出给转向内侧轮端的所述主动制动力矩与方向盘转角成正向关系。
在上述车辆转向辅助补偿控制方法的优选技术方案中，所述预设转角阈值范围为-270°～+270°。
第二方面，本申请提供一种车辆转向辅助补偿控制装置，包括：
获取模块，用于通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；
判断模块，用于判断方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；
控制模块，用于方向盘转角在预设转角阈值范围内时，提供给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；方向盘转角超出预设转角阈值范围时，提供给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，同时提供给转向内侧轮端主动制动力矩，使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。
在上述车辆转向辅助补偿控制装置的优选技术方案中，方向盘转角超出预设转角阈值范围后，提供给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系。
在上述车辆转向辅助补偿控制装置的优选技术方案中，提供给转向内侧轮端的主动制动力矩与方向盘转角成正向关系。
在上述车辆转向辅助补偿控制装置的优选技术方案中，所述预设转角阈值范围为-270°～+270°。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，存储器；
所述存储器用于存储程序和数据，所述处理器调用所述存储器存储的程序，以执行第一方面的车辆转向辅助补偿控制方法。
第四方面，本申请提供一种存储介质，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第一方面的车辆转向辅助补偿控制方法。
本申请的有益效果：
本申请提供了一种车辆转向辅助补偿控制方法、装置、设备及存储介质，所述车辆采用线控制动系统和线控转向系统，所述方法包括：通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；判断方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；若方向盘转角在预设转角阈值范围内时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；若方向盘转角超出预设转角阈值范围时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。利用轮速差减小转弯半径，提高车辆的转弯特性，利用转向获得驾驶员意图，当方向盘转角超出预设转角阈值范围，向转向内侧轮端输出主动制动力矩的同时控制输出给方向盘的转向阻尼力增大，转向阻尼力的增大提醒驾驶员车辆的转弯半径已经小于车辆的正常转弯半径。本申请结合线控转向和线控制动，利用软件与硬件结合的方式，减小车辆转弯半径，提高车辆转弯性能，系统性的提高了车辆的动态性能，可提高汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力，且某些场景下，提高了车辆安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为车辆转向示意图；
图2为本申请实施例提供的车辆转向辅助补偿控制方法的流程图；
图3为线控制动系统连接框图；
图4为线控转向系统连接框图；
图5为本申请实施例提供的方向盘转角与转向阻尼力的关系示意图；
图6为本申请实施例提供的车辆转向辅助补偿控制装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。
其次，需要说明的是，在本申请实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，还需要说明的是，在本申请实施例的描述中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
背景技术中提到的车辆转弯方案，至少存在以下技术问题：
为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系统能保证在汽车转向时使所有车轮均作纯滚动，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点方能实现，此交点称为转向中心。转弯半径，是指汽车行驶过程中，由转向中心到前外转向轮与地面接触点的距离。当方向盘转到极限位置时,由转向中心到前外转向轮接地中心的距离称为最小转弯半径，它反映了汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力，最小转弯半径越小，表明汽车的机动性能越好。正常情况下转向：车轮上的驱动力往前，按照阿克曼角方式转向，转弯的原点即转向中心，请参见图1所示。
目前车辆在转弯时，利用车身电子稳定系统(ESC)监控转弯滑移，被动的调节轮端的制动力，在有限范围内对转向稳定性能做一些提高。但目前车辆的最小转弯半径受转向机构、底盘布置等硬件影响，在传统设置上无法减小最小转弯半径，使汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力受限。
针对上述的问题，本申请提出一种车辆转向辅助补偿控制方法，车辆采用线控制动系统和线控转向系统，其核心思想是通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；判断方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；若方向盘转角在预设转角阈值范围内时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；若方向盘转角超出预设转角阈值范围时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。利用线控制动的特性，可独立控制每个车轮的轮速，通过转向内侧轮和转向外侧轮的轮速差实现减小转弯半径，提高车辆转弯特性，利用线控转向解耦的特性，在现有方向盘转弯圈数的末端，增加一段力感和主动增加转向的触发关系，通过转向获得驾驶员意图，方向盘转角超出预设转角阈值范围，向转向内侧轮端输出主动制动力矩的同时控制输出给方向盘的转向阻尼力增大，使驾驶员在转向手感上有所感知，提醒驾驶员车辆转弯半径已经小于车辆的正常转弯半径；本申请结合线控转向和线控制动，利用软件与硬件结合的方式，减小车辆转弯半径，系统性的提高了车辆动态性能，可提高汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力，且某些场景下，提高了车辆安全性。
以下将结合附图对本申请的技术方案进行更为详细的说明。
本申请实施例提供的车辆转向辅助补偿控制方法，车辆采用线控制动系统和线控转向系统，请参见图2所示，包括：
步骤S01，通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；
步骤S02，判断方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；
步骤S03，若方向盘转角在预设转角阈值范围内时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；若方向盘转角超出预设转角阈值范围时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。
线控制动系统中每个轮端均有可被独立控制的制动电机，各制动电机分别给各轮端的制动器输出制动力以控制各车轮的轮速，线控制动系统的连接框图，请参见图3所示，四个轮边的制动器各连接一个制动电机，四个制动电机可以分别给四个轮端施加各自所需的制动力，因此，利用线控制动系统可以实现控制每个车轮轮速。
线控转向系统中，方向盘与转向传感器、力反馈器连接，转向传感器、力反馈器以及转向执行单元均与控制单元连接，转向传感器用于实时检测方向盘转角，力反馈器用于给方向盘输出转向阻尼力，通过控制转向执行单元实现车辆转向，线控转向系统的连接框图，请参见图4所示。线控转向系统中方向盘与转向执行单元解耦，传统机械连接的每一辆车转向比一般是固定的，是由其的齿轮等机械结构决定，例如普通车方向盘从左打到最右是3圈，这个是车辆设计时定下来，但线控转向没有机械连接，所以其的转向比完全可以靠软件随时调节，因此，方向盘的转角可以超出预设转角阈值范围。
可以设置一个预设转角阈值范围-θ1～θ1，当方向盘转角在预设转角阈值范围内，可以通过控制力反馈器实现输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力，驾驶员感受到的方向盘的转向阻尼力为常规的稳定的力。可以给方向盘转角设一个极限范围-θn～θn，其中，θn＞θ1，当方向盘转角超出预设转角阈值范围-θ1～θ1且在极限范围-θn～θn内，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，可以通过控制力反馈器实现输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并通过控制转向内侧轮端的制动电机向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差，利用轮速差减小转弯半径，提高车辆的转弯特性，驾驶员因转向阻尼力的增大，在转向手感上会所感知，提醒驾驶员车辆转向半径已经小于车辆的正常转弯半径。当方向盘转角回到预设转角阈值范围-θ1～θ1时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力，且取消对转向内侧轮端输出主动制动力矩的提供。
本实施例提供的车辆转向辅助补偿控制方法，利用线控制动的特性，通过向转向内侧轮端输出主动制动力矩，以使转向内侧轮与转向外侧轮产生的轮速差，提高车辆转弯特性，利用线控转向解耦的特性，在现有方向盘转弯圈数的末端，增加一段力感和主动增加转向的触发关系，通过转向获得驾驶员意图，方向盘转角超出预设转角阈值范围，向转向内侧轮端输出主动制动力矩的同时控制输出给方向盘的转向阻尼力增大，转向阻尼力的增大使驾驶员转向手感上有所感知，提醒驾驶员车辆转弯半径已经小于车辆的正常转弯半径；本实施例结合线控转向和线控制动，利用软件与硬件结合的方式，减小车辆转弯半径，系统性的提高了车辆动态性能，可提高汽车通过最小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上掉头行驶的能力，且某些场景下，提高了车辆安全性。
在上述实施例的基础上，其中，若方向盘转角超出预设转角阈值范围，输出给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系。
请参见图5所示，当在方向盘转角在预设转角阈值范围-θ1～θ1内，控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力F1，为常规的稳定的力(或为标定设置的相对力感/阻尼感)。当方向盘继续打转向，方向盘转角超出预设转角阈值范围，输出给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系，超出预设转角阈值范围越多，输出给方向盘的转向阻尼力越大，直到方向盘转角达到极限-θn或θn时，转向阻尼力达到Fn。
可选的，预设转角阈值范围为-270°～270°，也可以说方向盘正常工作转角范围可以为-270°～270°，当方向盘转角超过该范围，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差，以实现减小转弯半径，提高车辆转弯性能。
在上述实施例的基础上，其中，若方向盘转角超出预设转角阈值范围，输出给转向内侧轮端的主动制动力矩与方向盘转角成正向关系。
当在方向盘转角超出预设转角阈值范围-θ1～θ1，可以控制转向内侧轮的制动电机给转向内侧轮的轮边制动器输出主动制动力，使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差，当在方向盘转角超出预设转角阈值范围-θ1～θ1越多，控制转向内侧轮的制动电机给转向内侧轮的轮边制动器输出主动制动力越大，使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差越大，直到方向盘转角达到极限-θn或θn，转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差达到最大值。
请参见图6所示，本申请实施例提供一种车辆转向辅助补偿控制装置100，可以包括：
获取模块101，用于通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；
判断模块102，用于判断方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；
控制模块103，用于方向盘转角在预设转角阈值范围内时，提供给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；方向盘转角超出预设转角阈值范围时，提供给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，同时提供给转向内侧轮端主动制动力矩，使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。
可选的，方向盘转角超出预设转角阈值范围后，提供给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系。
可选的，提供给转向内侧轮端的主动制动力矩与方向盘转角成正向关系。
可选的，预设转角阈值范围为-270°～+270°。
该车辆转向辅助补偿控制装置用于执行前述车辆转向辅助补偿控制方法实施例提供的技术方案，其实现原理和技术效果与前述方法实施例中类似，在此不再赘述。
图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，请参见图7所示，该电子设备200，包括：处理器201，存储器202；
存储器202用于存储程序和数据，处理器201调用存储器202存储的程序，以执行前述的车辆转向辅助补偿控制方法的技术方案。
在上述控制设备中，存储器202、处理器201之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线连接。存储器202中存储有实现前述车辆转向辅助补偿控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器中的软件功能模块，处理器201通过运行存储在存储器202内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。
存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，处理器在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。
处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称：NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
该电子设备用于执行前述车辆转向辅助补偿控制实施例提供的技术方案，其实现原理和技术效果与前述方法实施例中类似，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述的车辆转向辅助补偿控制方法的方案。
上述的存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。该存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于车辆转向辅助补偿控制装置中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种车辆转向辅助补偿控制方法，所述车辆采用线控制动系统和线控转向系统，其特征在于，包括：
通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；
判断所述方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；
若所述方向盘转角在预设转角阈值范围内时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；若所述方向盘转角超出预设转角阈值范围时，则控制输出给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，并且向转向内侧轮端输出主动制动力矩以使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述方向盘转角超出预设转角阈值范围，输出给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出给转向内侧轮端的所述主动制动力矩与方向盘转角成正向关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设转角阈值范围为-270°～+270°。
5.一种车辆转向辅助补偿控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于通过方向盘转角传感器，实时获取方向盘转角信息；
判断模块，用于判断方向盘转角是否超出预设转角阈值范围；
控制模块，用于方向盘转角在预设转角阈值范围内时，提供给方向盘的转向阻尼力为预设转向阻尼力；方向盘转角超出预设转角阈值范围时，提供给方向盘的转向阻尼力在预设转向阻尼力基础上按照预设的值增大，同时提供给转向内侧轮端主动制动力矩，使转向内侧轮与转向外侧轮产生轮速差。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，方向盘转角超出预设转角阈值范围后，提供给方向盘的转向阻尼力与方向盘转角成正向关系。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，提供给转向内侧轮端的主动制动力矩与方向盘转角成正向关系。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设转角阈值范围为-270°～+270°。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，存储器；
所述存储器用于存储程序和数据，所述处理器调用所述存储器存储的程序，以执行权利要求1至4任一项所述的车辆转向辅助补偿控制方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的车辆转向辅助补偿控制方法。
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