CN116552632A - 手力矩控制方法、控制系统及线控转向系统 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种手力矩控制方法、控制系统及线控转向系统。手力矩控制方法包括：获取转向盘转角；根据转向盘转角，控制电机带动传动组件，以带动车轮转向；获得传动组件的位置信息；确定转向盘的手力矩；其中，手力矩包括第一手力矩和第二手力矩，若位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩；若位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩；第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大，第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大，第二变化率大于第一变化率；及向转向盘施加手力矩。如此，能够改善转向手感，提升驾驶体验。

Description

手力矩控制方法、控制系统及线控转向系统

技术领域

本公开涉及车辆转向系统领域，尤其涉及一种手力矩控制方法、控制系统及线控转向系统。

背景技术

随着电子电器及转向系统技术的发展，线控转向技术已逐渐成熟。在线控转向技术中，转向盘手力矩完全由手感模拟电机实现。因此，转向盘输入与车轮转角可以完全解耦。转向系统的传动比可以随需标定，即可以实现可变传动比功能。相对应的，在转向盘靠近极限角度时的手力矩需要匹配转向系统传动比的变化而变化。

对于不同的工况，配置不同的在转向盘靠近极限角度时的手力矩，改善转向手感，提升驾驶体验成为了新的挑战。

发明内容

本公开的目的在于提供一种手力矩控制方法、控制系统及线控转向系统，能够改善转向手感，提升驾驶体验。

本公开实施例的一个方面提供一种线控转向系统的转向盘的手力矩控制方法，所述线控转向系统包括转向执行装置，所述转向执行装置包括电机、车轮及连接所述电机和所述车轮的传动组件；所述手力矩控制方法包括：

获取转向盘转角；

根据所述转向盘转角，控制所述电机带动所述传动组件，以带动所述车轮转向；

获得所述传动组件的位置信息；

确定所述转向盘的手力矩；其中，所述手力矩包括第一手力矩和第二手力矩，若所述位置信息未达到设定的极限位置范围，确定所述第一手力矩；若所述位置信息达到所述极限位置范围，确定所述第二手力矩；所述第一手力矩以至少一个第一变化率、随着所述转向盘转角增大而增大，所述第二手力矩以至少一个第二变化率、随着所述转向盘转角增大而增大，所述第二变化率大于所述第一变化率；及

向所述转向盘施加所述手力矩。

在其中一个实施例中，所述获得所述传动组件的位置信息，包括：

获得传感器检测的所述传动组件的实际位置信息；

所述确定所述转向盘的手力矩，包括：

若所述实际位置信息未达到设定的极限位置范围，确定所述第一手力矩；

若所述实际位置信息达到所述极限位置范围，确定所述第二手力矩。

在其中一个实施例中，所述获得所述传动组件的位置信息，包括：

根据车速和所述转向盘转角，确定所述传动组件的模拟位置信息；

所述确定所述转向盘的手力矩，包括：

若所述模拟位置信息未达到设定的极限位置范围，确定所述第一手力矩；

若所述模拟位置信息达到所述极限位置范围，确定所述第二手力矩。

在其中一个实施例中，所述根据车速和所述转向盘转角，确定所述传动组件的模拟位置信息，包括：

根据转向传动比、所述车速、所述转向盘转角，确定所述传动组件的模拟位置信息。

在其中一个实施例中，所述获得所述传动组件的位置信息，包括：

获得传感器检测的所述传动组件的实际位置信息；

所述确定所述第二手力矩，包括：

确定所述实际位置信息和所述模拟位置信息的差值；

根据差值，对所述第二手力矩进行补偿。

在其中一个实施例中，所述确定所述第二手力矩，包括：

获取车速；

根据所述车速，确定所述第二手力矩。

在其中一个实施例中，所述确定所述第二手力矩，包括：

获取转向盘转速；

根据所述转向盘转速，确定所述第二手力矩。

在其中一个实施例中，所述根据所述转向盘转速，确定所述第二手力矩，包括：

根据所述转向盘转速确定增益因子；

将所述增益因子与所述第二手力矩相乘，作为新的第二手力矩。

在其中一个实施例中，所述根据所述转向盘转速确定增益因子，包括：

若所述增益因子在所述增益阈值区间内，则保持所述增益因子不变；

若所述增益因子在增益阈值区间外，则将所述增益因子最靠近的增益阈值区间边界值作为新的增益因子。

在其中一个实施例中，所述确定所述第二手力矩，包括：

若所述第二手力矩处于力矩阈值区间内，则保持所述第二手力矩不变；

若所述第二手力矩处于所述力矩阈值区间外，则将所述第二手力矩最靠近的力矩阈值区间边界值作为新的所述第二手力矩。

本公开实施例的另一个方面提供一种控制系统，包括一个或多个处理器，用于实现上述任一实施例中的手力矩控制方法。

本公开实施例的再一个方面提供一种线控转向系统，包括转向盘，上述实施例中的控制系统，以及与所述控制系统连接的转向执行装置；所述转向执行装置包括电机、车轮及连接所述电机和所述车轮的传动组件，所述电机带动所述传动组件，以带动所述车轮转向。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

根据传动组件的位置信息判断转向盘的转角信息，在位置信息达到设定的极限位置范围前，提供平缓增加的手力矩。在位置信息达到设定的极限位置范围时，提供急剧递增的手力矩，给驾驶者提供转向盘转到极限角度的手感反馈。如此，能够改善转向手感，从而提升驾驶体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

附图说明构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为一实施例中的手力矩控制方法的流程示意图。

图2所示为一实施例中的齿条的模拟位置和转向盘转角的映射关系图。

图3所示为一实施例中的齿条的模拟位置和车速的映射关系图。

图4所示为一实施例中的手力矩和齿条的模拟位置的映射关系图。

图5所示为一实施例中的增益因子和转向盘转速的映射关系图。

图6所示为一实施例中的线控转向系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本公开进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本公开，并不限定本公开的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

下面结合附图，对本公开的线控转向系统进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

本公开提供一种线控转向系统的转向盘的手力矩控制方法，线控转向系统包括转向执行装置，转向执行装置包括电机、车轮及连接电机和车轮的传动组件。手力矩控制方法，包括：获取转向盘转角。根据转向盘转角，控制电机带动传动组件，以带动车轮转向。获得传动组件的位置信息。确定转向盘的手力矩；其中，手力矩包括第一手力矩和第二手力矩，若位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩；若位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩；第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二变化率大于第一变化率；向转向盘施加手力矩。

根据传动组件的位置信息判断转向盘的转角信息，在位置信息达到设定的极限位置范围前，提供平缓增加的手力矩。在位置信息达到设定的极限位置范围时，提供急剧递增的手力矩，给驾驶者提供转向盘转到极限角度的手感反馈。如此，能够改善转向手感，从而提升驾驶体验。

图1为本公开一实施例中手力矩控制方法的流程示意图。参照图1所示，在本公开的一个实施例中，提供一种手力矩控制方法，包括以下步骤：

在步骤S11中，获取转向盘转角。

转向盘转角为驾驶者转动转向盘的角度输入。以车辆直行时的转向盘的位置处作为起始0°处。顺时针转动转向盘设为使得转向盘转角正向增大，逆时针转动转向盘设为使得转向盘转角负向减小。转向盘顺时针转动的极限转角为正极限转角，转向盘逆时针转动的极限转角为负极限转角。

示例性地，转向盘的转动范围为顺时针转动180°和逆时针转动180°，则转向盘转角范围为-180°至180°，其中，-180°为负极限转角，180°为正极限转角。

在步骤S12中，根据转向盘转角，控制电机带动传动组件，以带动车轮转向。

转向盘转角越大，对应地，车轮的转角越大。

在步骤S13中，获得传动组件的位置信息。

在一些实施例中，传动组件为互相啮合的传动齿轮和齿条，电机带动传动齿轮转动，传动齿轮带动齿条运动，齿条带动车轮转动。在另一些实施例中，传动组件为相配合的传送带和齿条，电机带动传送带转动，传送带带动齿条运动，齿条带动车轮转动。此外，齿条还可与小齿轮啮合，小齿轮通过转角反应齿条的位移。本公开对传动组件的具体实施方式不作限制。

在一些实施例中，获得传动组件的位置信息，为获得传动齿轮的转角信息。在另一些实施例中，获得传动组件的位置信息，为获得传送带的位移信息。在再一些实施例中，获得传动组件的位置信息，为获得小齿轮的转角信息。本公开对具体传动组件的选取不作限制。位置信息可以是转角信息、位移信息等反映传动组件运动情况的相关信息，本公开亦不作限制。

在本实施例中，获得传动组件的位置信息，为获得齿条的位置信息。齿条随着转向盘的转动而发生位移。以车辆直行时的齿条位置处作为起始0位置处。转向盘顺时针转动时，齿条正向移动。转向盘逆时针转动时，齿条负向移动。齿条正向移动的极限位置为正端点，齿条负向移动的极限位置为负端点。可以理解地，转向盘转动至正极限转角时，齿条对应移动至正端点。转向盘转动至负极限转角时，齿条对应移动至负端点。

示例性地，齿条的移动范围为正向移动20cm和负向移动20cm，则齿条的位置范围为-20cm至20cm，其中，-20cm为负端点，20cm为正端点。

在线控转向系统中，转向盘和车轮之间的转向传动比可变。传动组件的位置则不受转向传动比的影响。譬如，齿条的负端点和正端点相对于车辆保持不变。本公开选取传动组件的位置信息来推断转向盘的转角是否到达正极限转角或者负极线转角，或者，选取传动组件的位置信息来推断转向盘的转角是否靠近正极限转角或者负极线转角，提高决策判断的准确性，能够保障线控转向效果。

在一些实施例中，获得传动组件的位置信息，包括获得传感器检测的传动组件的实际位置信息。

在本实施例中，获得传动组件的位置信息，包括获得传感器检测的齿条的实际位置信息。其中，齿条的实际位置信息可以是齿条相对于起始0位置处，经过实际位移距离后，得到的实际位置。

在另一些实施例中，获得传动组件的位置信息，包括根据车速和转向盘转角，确定传动组件的模拟位置信息。

当车辆处于传动组件由于其机械极限或环境限制(例如，在沟中、车辙中、路缘处等)或系统能力限制(例如，电机可能处于退化状态，其输出能力降低、转向执行装置的响应落后于转向盘的转动)，而导致传动组件相对于转向盘转动产生移动滞后的情况。在这种情况下，传动组件的实际位置信息和转向盘转角不同步，根据实际位置信息确定的手力矩不再满足正常转向需求。

本公开根据车速和转向盘转角，对传动组件的位置信息进行模拟计算。传动组件的模拟位置信息相较于实际位置信息，与转向盘转角同步。根据模拟位置信息确定的手力矩，满足实时同步的反馈需求。

在本实施例中，获得传动组件的位置信息，包括根据车速和转向盘转角，确定齿条的模拟位置信息。其中，齿条的模拟位置信息可以是齿条相对于起始0位置处，经过模拟位移距离后，得到的模拟位置。

图2为本公开一实施例中齿条的模拟位置和转向盘转角的映射关系图，参照图2所示，齿条的模拟位置随转向盘转角的增大而增大，但受系统能力的限制，增大的变化率随转向盘转角的增大而减小。

图3为本公开一实施例中齿条的模拟位置和车速的映射关系图，参照图3所示，在某一转向盘转角下，齿条的模拟位置随车速的增大而减小，考虑车辆的行驶稳定性，减小的变化率随车速的增大而减小。

转向盘转角、车速以及齿条的模拟位置之间为三维映射关系，也即，当确定了转向盘转角、车速时，能够确定齿条的模拟位置。

进一步地，根据车速和转向盘转角，确定传动组件的模拟位置信息，包括根据转向传动比、车速、转向盘转角，确定传动组件的模拟位置信息。

转向传动比不同，转向盘转角输入对应不同的车轮转角输出。示例性地，在1:1的传动比下，转向盘转动45°，车轮对应转动45°。在1:2的传动比下，转向盘转动45°，车轮对应转动90°。

在本实施例中，根据车速和转向盘转角，确定传动组件的模拟位置信息，包括根据转向传动比、车速、转向盘转角，确定齿条的模拟位置信息。

转向传动比不同，齿条的模拟位置和转向盘转角的映射关系、齿条的模拟位置和车速的映射关系不同。根据转向传动比，选择齿条的模拟位置和转向盘转角的映射关系、齿条的模拟位置和车速的映射关系。然后，根据转向盘转角、车速、齿条的模拟位置和转向盘转角的映射关系、齿条的模拟位置和车速的映射关系，确定齿条的模拟位置信息。

在步骤S14中，确定转向盘的手力矩；其中，手力矩包括第一手力矩和第二手力矩，若位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩；若位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩；第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二变化率大于第一变化率。

传动组件的极限位置范围对应转向盘转角的极限转角范围。通常，传动组件的极限位置范围包括负端点处的负极限位置范围和正端点处的正极限位置范围。转向盘转角的极限转角范围包括负极限转角处的负极限转角范围和正极限转角处的正极限转角范围。负极限位置范围和负极限转角范围相对应，正极限位置范围和正极限转角范围相对应。本公开对极限位置范围的大小和极限转角范围的大小不作限制。极限位置范围包括极限位置和靠近极限位置的区间，可以预先设置，可以根据经验和实际需要设置。极限位置范围可以设为固定值，也可以设为与传动组件的总运动范围成比例，例如总运动范围的二十分之一。

示例性地，齿条的总运动范围为(-20cm，20cm)，齿条的负极限位置范围为(-20cm，-18cm)，正极限位置范围为(18cm，20cm)。转向盘转角的负极限转角范围为(-180°，-165°)，正极限转角范围为(165°，180°)。当转向盘转角在(-180°，-165°)内时，齿条的位置在(-20cm，-18cm)内。当转向盘转角在(165°，180°)内时，齿条的位置在(18cm，20cm)内。

手力矩包括第一手力矩和第二手力矩。若位置信息未达到设定的极限位置范围，确定的转向盘的手力矩为第一手力矩。若位置信息达到设定的极限位置范围，确定的转向盘的手力矩为第二手力矩。

若位置信息未达到设定的极限位置范围，第一手力矩可以以一个第一变化率、随着转向盘转角增大而线性增大，第一手力矩还可以以数个第一变化率、随着转向盘转角增大而分段线性增大，又或者，第一手力矩可以随着转向盘转角增大而接近曲线型增大。

若位置信息达到极限位置范围，第二手力矩可以以一个第二变化率、随着转向盘转角增大而线性增大，第二手力矩还可以以数个第二变化率、随着转向盘转角增大而分段线性增大，又或者，第二手力矩可以随着转向盘转角增大而接近曲线型增大。

第二变化率大于第一变化率，表明在转向盘转动任意相同角度时，第二手力矩的增加值大于第一手力矩的增加值。示例性地，当转向盘从0°转动至2°时，第一手力矩的从0Nm增加至0.2Nm。当转向盘从165°转动至167°时，第一手力矩的从10Nm增加至10.5Nm。

当位置信息包括传动组件的实际位置信息时，若位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大；若位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二变化率大于第一变化率，包括：

若实际位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大；若实际位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二变化率大于第一变化率。

当位置信息包括传动组件的模拟位置信息时，若位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大；若位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二变化率大于第一变化率，包括：

若模拟位置信息未达到设定的极限位置范围，确定第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而增大；若模拟位置信息达到极限位置范围，确定第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而增大；第二变化率大于第一变化率。

可选地，在一些实施例中，确定第二手力矩，包括：获得传动组件的位置信息；根据传动组件的位置信息，确定第二手力矩。

具体地，在一些实施例中，根据传动组件的位置信息，确定第二手力矩，包括根据传动组件的实际位置信息，确定第二手力矩。在本实施例中，根据传动组件的实际位置信息，确定第二手力矩，包括根据齿条的实际位置信息，确定第二手力矩。

在另一些实施例中，根据传动组件的位置信息，确定第二手力矩，包括根据传动组件的模拟位置信息，确定第二手力矩。在本实施例中，根据传动组件的模拟位置信息，确定第二手力矩，包括根据齿条的模拟位置信息，确定第二手力矩。

图4为本公开一实施例中手力矩和齿条的模拟位置的映射关系图，参照图4所示，若位置信息未达到设定的极限位置范围，第一手力矩以至少一个第一变化率、随着转向盘转角增大而缓慢增加。在本实施例中，若位置信息未达到设定的极限位置范围，第一手力矩以一个较小的第一变化率、随着转向盘转角增大而缓慢线性增大。若位置信息达到设定的极限位置范围，第二手力矩以至少一个第二变化率、随着转向盘转角增大而缓慢增加。在本实施例中，若位置信息达到设定的极限位置范围，第二手力矩以一个较大的第二变化率、随着转向盘转角增大而急剧线性增大。

可选地，在一些实施例中，确定第二手力矩，包括：确定实际位置信息和模拟位置信息的差值；及根据差值，对第二手力矩进行补偿。

通过实际位置信息和模拟位置信息之间的比对，对传动组件的位置进一步确认，从而保证判断的准确性，提高系统的可靠性。

根据差值，对第二手力矩进行补偿，可以是预先设定有差值和第二力矩之间的映射关系，根据该映射关系和差值，确定第二力矩。根据差值，对第二手力矩进行补偿，也可以是根据相关技术中的算法模型进行计算确定，将差值带入算法模型中实时计算。本公开对根据差值，对第二手力矩进行补偿的具体实现方法不作限制。

可选地，在一些实施例中，确定第二手力矩，包括：获取车速；根据车速，确定第二手力矩。

根据车速，确定第二手力矩，可以是预先设定有车速和第二力矩之间的映射关系，根据该映射关系和车速，确定第二力矩。根据车速，确定第二手力矩，也可以是根据相关技术中的算法模型进行计算确定，将车速带入算法模型中实时计算。本公开对根据车速，确定第二手力矩的具体实现方法不作限制。

在一些实施例中，车辆的车速越大，第二力矩的增加相对更平缓，满足驾驶需求。也即，第二变化率随着车速的增大而减小。

可选地，在一些实施例中，确定第二手力矩，包括：获取转向盘转速；根据转向盘转速，确定第二手力矩。

具体地，根据转向盘转速，确定第二手力矩，包括：根据转向盘转速确定增益因子；将增益因子与第二手力矩相乘，作为新的第二手力矩。

图5为本公开一实施例中增益因子和转向盘转速的映射关系图，参照图5所示，转向盘转速增加，增益因子随之增加。增益因子可以随转向盘转速增加而线性增加。具体地，增益因子可以随转向盘转速增加，以恒定的变化率线性增加，也可以随随转向盘转速增加，以多个变化率分段线性增加。

在一些实施例中，将增益因子与第二手力矩相乘中的第二手力矩，是根据上述传动组件的位置信息、实际位置信息和模拟位置信息的差值、车速等一个或多个输入信息确定的第二手力矩。将通过转向盘转速确定的增益因子与该第二手力矩相乘，得到新的第二手力矩。

在另一些实施例中，将增益因子与第二手力矩相乘中的第二手力矩，是根据上述传动组件的位置信息、实际位置信息和模拟位置信息的差值、车速、转向盘转速等一个或多个输入信息确定出一手力矩数值后，再使用第一手力矩与该手力矩数值进行叠加，从而确定的第二手力矩。将通过转向盘转速确定的增益因子与该第二手力矩相乘，得到新的第二手力矩。

需要说明的是，增益因子可正可负，对于取值为负的增益因子，调整第二手力矩后，使得转向盘的手力矩减小；对于取值为正的增益因子，调整第二手力矩后，使得转向盘的手力矩增大。

进一步地，在一些实施例中，根据转向盘转速确定增益因子，包括：

若增益因子在增益阈值区间内，则保持增益因子不变；

若增益因子在增益阈值区间外，则将增益因子最靠近的增益阈值区间边界值作为新的增益因子。

考虑到增益因子过大时，会导致第二手力矩发生较大的改变，影响行车安全，因此，在本公开一实施例中，需要对增益因子进行限幅，判断增益因子是否在预设的增益阈值区间内。需要说明的是，本公开所述的增益因子在增益阈值区间内，是指：增益因子大于或等于预设的增益阈值下限，且小于或等于预设的增益阈值上限。增益阈值区间的边界值是指增益阈值下限或增益阈值上限。具体地，可将增益因子与预设的增益阈值区间进行比较，若当前的增益因子在增益阈值区间内，则说明使用该增益因子调整第二手力矩不会导致第二手力矩突变过大，因此不会发生行车事故。此外，使用该增益因子调整第二手力矩时，驾驶者易于感知到手力矩的改变。因此在上述情形下，可使用计算的增益因子对第二手力矩进行调控。而若当前的增益因子大于增益阈值上限时，则说明根据上述迭代算法计算的增益因子，会导致第二手力矩突变过大，从而具有安全隐患，因此需要使用增益阈值上限替换增益因子。而若增益因子小于增益阈值下限时，说明此时计算的增益因子，会使当前的第二手力矩减小的太多，导致转向盘手力过小，继而产生行车安全风险，因此需要使用增益阈值下限替换增益因子。可以理解的是，对于不同的车速，由于所需的增益因子不同，其对应的增益阈值区间也不同。需要说明的是，增益因子与车速大小有关，随着车速增加，增益因子逐渐降低。

在一些实施例中，确定第二手力矩，包括：

若第二手力矩处于力矩阈值区间内，则保持第二手力矩不变；

若第二手力矩处于力矩阈值区间外，则将第二手力矩最靠近的力矩阈值区间边界值作为新的第二手力矩。

为了确保行车安全，需要对第二手力矩进行限幅，判断第二手力矩是否在预设的力矩阈值区间内。其中，本公开所述的第二手力矩在力矩阈值区间内，是指：第二手力矩大于或等于预设的力矩阈值下限，且小于或等于预设的力矩阈值上限。力矩阈值区间的边界值是指力矩阈值下限或力矩阈值上限。可通过将第二手力矩与力矩阈值区间进行比较的方式，判断是否需要对第二手力矩限幅。具体地，当第二手力矩大于力矩阈值上限时，说明使用该第二手力矩调整转向盘会导致力矩过大，十分影响驾驶体验，因此需要将该第二手力矩替换为力矩阈值上限。当第二手力矩小于力矩阈值下限时，说明使用该第二手力矩操作转向盘时，力矩过小，对于驾驶者操作车辆有较大的安全风险，因此需要采用力矩阈值下限作为调整后的第二手力矩。当第二手力矩小于或等于力矩阈值上限，且大于或等于力矩阈值下限时，说明使用该第二手力矩调整转向盘可使其平稳转动。通过对第二手力矩进行限幅，有效保证了转向盘的手力矩处于安全状态，提升了驾驶者的行车安全。

上述对第二手力矩进行限幅的方法，可在根据各输入信息确定完第二手力矩后，作为最终的保护策略。

在步骤S15中，向转向盘施加手力矩。

在得到确定的手力矩后，向转向盘施加手力矩模拟真实转向手感。

图6为本公开一实施例中线控转向系统的结构示意图。参照图6所示，在本公开的另一个实施例中，提供一种控制系统10，包括一个或多个处理器，用于实现上述任一实施例中的手力矩控制方法。继续参照图6所示，在本公开的再一个实施例中，提供一种线控转向系统20，包括转向盘21，控制系统10，以及与控制系统连接的转向执行装置22。转向执行装置22包括电机221、车轮223及连接电机221和车轮223的传动组件222，电机221带动传动组件222，以带动车轮223转向。

在本实施例中，控制系统10包括手感模拟器11和执行器12。手感模拟器11和转向盘21连接，执行器12和转向执行装置22连接。手感模拟器11和执行器12之间通信连接。手感模拟器11向执行器12发送转向信号。手感模拟器11可以检测转向盘21的扭矩。手感模拟器11用于接收并处理转向盘转角、传动组件的实际位置信息、来自制动系统的车速、来自车辆人机交互系统的转向传动比，以及转向盘转速。并且，手感模拟器11能够根据车速、转向盘转角、转向传动比确定传动组件的模拟位置信息。手感模拟器11根据前述输入信息确定第二手力矩，并向转向盘21施加该第二手力矩。

进一步地，控制系统10还包括传感器13，传感器13用于检测传动组件222的实际位置信息，例如，可以是齿条的实际位置信息。转向盘转角和转向盘转速可以通过手感模拟器11检测到的扭矩和传感器13检测到的实际位置信息处理得到。

在其他实施例中，控制系统10包括一个线控转向处理器，转向盘21处设有手力矩电机。线控转向处理器分别和手力矩电机、电机221电连接。线控转向处理器向电机221发送转向信号。线控转向处理器接收并处理传动组件的位置信息、实际位置信息和模拟位置信息的差值、车速、转向盘转速等输入信息，并根据一个或多个输入信息确定手力矩。然后线控转向处理器控制手力矩向转向盘21输出该第二手力矩。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“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。

在本公开中，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公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在传统技术中可以实现，在此不再累赘。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开的发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。

Claims (12)

1.一种线控转向系统的转向盘的手力矩控制方法，所述线控转向系统包括转向执行装置，所述转向执行装置包括电机、车轮及连接所述电机和所述车轮的传动组件；其特征在于，包括：

获取转向盘转角；

根据所述转向盘转角，控制所述电机带动所述传动组件，以带动所述车轮转向；

获得所述传动组件的位置信息；

确定所述转向盘的手力矩；其中，所述手力矩包括第一手力矩和第二手力矩，若所述位置信息未达到设定的极限位置范围，确定所述第一手力矩；若所述位置信息达到所述极限位置范围，确定所述第二手力矩；所述第一手力矩以至少一个第一变化率、随着所述转向盘转角增大而增大，所述第二手力矩以至少一个第二变化率、随着所述转向盘转角增大而增大，所述第二变化率大于所述第一变化率；及

向所述转向盘施加所述手力矩。

2.如权利要求1所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述获得所述传动组件的位置信息，包括：

获得传感器检测的所述传动组件的实际位置信息；

所述确定所述转向盘的手力矩，包括：

若所述实际位置信息未达到设定的极限位置范围，确定所述第一手力矩；

若所述实际位置信息达到所述极限位置范围，确定所述第二手力矩。

3.如权利要求1所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述获得所述传动组件的位置信息，包括：

根据车速和所述转向盘转角，确定所述传动组件的模拟位置信息；

所述确定所述转向盘的手力矩，包括：

若所述模拟位置信息未达到设定的极限位置范围，确定所述第一手力矩；

若所述模拟位置信息达到所述极限位置范围，确定所述第二手力矩。

4.如权利要求3所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述根据车速和所述转向盘转角，确定所述传动组件的模拟位置信息，包括：

根据转向传动比、所述车速、所述转向盘转角，确定所述传动组件的模拟位置信息。

5.如权利要求3所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述获得所述传动组件的位置信息，包括：

获得传感器检测的所述传动组件的实际位置信息；

所述确定所述第二手力矩，包括：

确定所述实际位置信息和所述模拟位置信息的差值；

根据差值，对所述第二手力矩进行补偿。

6.如权利要求1所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述确定所述第二手力矩，包括：

获取车速；

根据所述车速，确定所述第二手力矩。

7.如权利要求1所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述确定所述第二手力矩，包括：

获取转向盘转速；

根据所述转向盘转速，确定所述第二手力矩。

8.如权利要求7所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述根据所述转向盘转速，确定所述第二手力矩，包括：

根据所述转向盘转速确定增益因子；

将所述增益因子与所述第二手力矩相乘，作为新的第二手力矩。

9.如权利要求8所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述根据所述转向盘转速确定增益因子，包括：

若所述增益因子在所述增益阈值区间内，则保持所述增益因子不变；

若所述增益因子在增益阈值区间外，则将所述增益因子最靠近的增益阈值区间边界值作为新的增益因子。

10.如权利要求1所述的手力矩控制方法，其特征在于，所述确定所述第二手力矩，包括：

若所述第二手力矩处于力矩阈值区间内，则保持所述第二手力矩不变；

若所述第二手力矩处于所述力矩阈值区间外，则将所述第二手力矩最靠近的力矩阈值区间边界值作为新的所述第二手力矩。

11.一种控制系统，其特征在于，包括一个或多个处理器，用于实现如权利要求1至10任一项所述的手力矩控制方法。

12.一种线控转向系统，其特征在于，包括：转向盘，如权利要求11所述的控制系统，以及与所述控制系统连接的转向执行装置；所述转向执行装置包括电机、车轮及连接所述电机和所述车轮的传动组件，所述电机带动所述传动组件，以带动所述车轮转向。