CN117022432A - 转向控制方法、装置、存储介质及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及车辆技术领域，具体涉及一种转向控制方法、装置、存储介质及车辆，该转向控制方法包括：确定车辆处于线控转向模式；确定第一电机系统和第二电机系统是否故障，其中，第一电机系统与转向管柱传动配合，第二电机系统与转向器齿条传动配合；若第一电机系统和第二电机系统中的至少一者故障，则控制离合器闭合；且，若第二电机系统故障，则将第一电机系统切换为CEPS系统。本公开能够节约成本，降低转向系统复杂度。

Description

转向控制方法、装置、存储介质及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种转向控制方法、装置、存储介质及车辆。

背景技术

在相关技术中，线控转向系统中通常配备一个上转电机和两个下转电机，每个电机各由一个电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)进行控制，三个电机和三个ECU会导致系统成本过高，且由于下转电机使用冗余备份，导致系统复杂。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种转向控制方法、装置、存储介质及车辆。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种转向控制方法，所述方法包括：

确定车辆处于线控转向模式；

确定第一电机系统和第二电机系统是否故障，其中，所述第一电机系统与转向管柱传动配合，所述第二电机系统与转向器齿条传动配合；

若所述第一电机系统和所述第二电机系统中的至少一者故障，则控制离合器闭合；且，

若所述第二电机系统故障，则将所述第一电机系统切换为管柱式电动助力转向(Column Electric Power Steering，CEPS)系统。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种转向控制装置，所述装置包括：

模式确定模块，用于确定车辆处于线控转向模式；

故障确定模块，用于在车辆处于线控转向模式的情况下确定第一电机系统和第二电机系统是否故障，其中，所述第一电机系统与转向管柱传动配合，所述第二电机系统与转向器齿条传动配合；

离合器控制模块，用于在所述第一电机系统和所述第二电机系统中的至少一者故障时，控制离合器闭合；

切换模块，用于在所述第二电机系统故障时，将所述第一电机系统切换为CEPS系统。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的转向控制方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种车辆，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令，以实现本公开第一方面所提供的转向控制方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在线控转向模式下，当第一电机系统和第二电机系统中至少一者失效时，可以通过接合离合器进行机械转向，从而提升线控转向的安全性，并且如果第二电机系统故障，则第一电机系统可以切换为CEPS系统，从而在机械转向的基础上还可在转向管柱上提供转向助力。由此可见，第一电机系统中的上转电机可以作为第二电机系统中的下转电机的冗余备份，不需要额外再对下转电机进行冗余备份，该方案可以只需要一个上转电机和一个下转电机共两个电机，相应地，可以只需要两个ECU，因此能够节约成本，降低系统复杂度。

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

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种转向系统的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的流程图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种转向控制装置的框图。

附图标记：

101-第一电机系统；102-第二电机系统；103-离合器；104-转向管柱；105-转向轴；1011-第一电机；1012-第一控制器；1013-第一传感器组件；1021-第二电机；1022-第二控制器；1023-第二传感器组件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开实施例提供一种转向控制方法，可选地，该转向控制方法应用于车辆的转向系统。首先图1是根据一示例性实施例示出的一种转向系统的示意图，如图1所示，转向系统包括第一电机系统101、第二电机系统102和设置于转向管柱104和转向轴105之间的离合器103。其中，第一电动系统与转向管柱104传动配合，第二电机系统102与转向器齿条传动配合。

可选地，第一电机系统101包括与转向管柱104传动配合的第一电机1011和用于控制第一电机1011的第一控制器1012。可选地，第一电机系统101还包括第一传感器组件1013。可选地，第二电机系统102包括与转向器齿条传动配合的第二电机1021和用于控制第二电机1021的第二控制器1022。可选地，第二电机系统102还包括第二传感器组件1023。

在一些实施例中，第一控制器1012和第二控制器1022均连接在通讯总线上，两者可以相互通讯。可选地，第一控制器1012和第二控制器1022可以是相互分离的两个独立的控制器。可选地，第一控制器1012和第二控制器1022也可以集成在同一处理器中。

其中，第一电机1011也可以称为上转电机或手轮执行器(Handwheel Actuator，HWA)。可选地，第一电机系统101也可以称为HWA系统。

其中，第二电机1021也可以称为下转电机或路轮执行器(Roadwheel Actuator，RWA)。可选地，第二电机系统102也可以称为RWA系统。

可选地，转向系统还包括整车控制器(图未示出)。

需要说明的是，本公开实施例提出的转向控制方法由车辆的处理器执行。可选地，上述处理器可以包括第一控制器1012、第二控制器1022和整车控制器中的至少一者，例如本公开实施例提出的转向控制方法中的全部或部分步骤可以由第一控制器1012执行，全部或部分步骤可以由第二控制器1022执行，全部或部分步骤可以由整车控制器执行。

图2是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的流程图。请参照图2所示，本公开实施例提出的转向控制方法包括以下步骤：

步骤S201，确定车辆处于线控转向模式。

其中，车辆的转向模式包括线控转向模式。可选地，车辆的转向模式还包括机械转向模式。

在一些实施例中，用户可选择车辆的转向模式。然后，响应于用户针对转向模式的选择操作，将车辆的转向模式切换至对应的线控转向模式或机械转向模式。

步骤S202，确定第一电机系统和第二电机系统是否故障。

其中，上述步骤包括：确定第一电机系统是否故障以及确定第二电机系统是否故障。

步骤S203，若第一电机系统和第二电机系统中的至少一者故障，控制离合器闭合。

其中，第一电机系统和第二电机系统中的至少一者故障，包括：第一电机系统故障且第二电机系统未故障，第一电机系统未故障且第二电机系统故障，第一电机系统和第二电机系统均故障。

可选地，第一电机系统故障可能包括：第一控制器通讯故障和/或第一电机故障。可选地，第二电机系统故障可能包括：第二控制器通讯故障和/或第二电机故障。

在一些实施例中，离合器的开闭可以由第一控制器、第二控制器和整车控制器中的至少一者进行控制。例如，在一些实施例中，第一控制器在第一时间内未收到第二控制器的通讯报文，于是确定第二电机系统故障，从而控制离合器闭合。在又一些实施例中，第二控制器在第二时间内未收到第一控制器的通讯报文，于是确定第一电机系统故障，从而控制离合器闭合。在又一些实施例中，整车控制器在第三时间内未收到第一控制器和第二控制器的通讯报文，于是确定第一电机系统和第二电机系统故障，从而控制离合器闭合。在又一些实施例中，上述操作可以均由整车控制器执行。

步骤S204，若第二电机系统故障，则将第一电机系统切换为管柱式电动助力转向(Column Electric Power Steering，CEPS)系统。

根据本公开实施例，在线控转向模式下，当第一电机系统和第二电机系统中至少一者失效时，可以通过接合离合器进行机械转向，从而提升线控转向的安全性，并且如果第二电机系统故障，则第一电机系统可以切换为CEPS系统，从而在机械转向的基础上还可在转向管柱上提供转向助力。由此可见，第一电机系统中的上转电机可以作为第二电机系统中的下转电机的冗余备份，不需要额外再对下转电机进行冗余备份，该方案可以只需要一个上转电机和一个下转电机共两个电机，相应地，可以只需要两个ECU(例如第一控制器和第二控制器)，因此能够节约成本，降低系统复杂度。

在一些实施例中，请参照图3所示，该转向控制方法还包括以下步骤：

步骤S205，若第二电机系统未故障，将第二电机系统切换为齿条式电动助力转向(Rack Electric Power Steering，REPS)系统。

根据本公开实施例，当第一电机系统和第二电机系统中的至少一者失效时，可以通过接合离合器进行机械转向，从而提升线控转向的安全性，并且如果第二电机系统未故障，则第二电机系统可以切换为REPS系统，从而在机械转向的基础上还可在转向器齿条上提供转向助力。可选地，在此情况下，第一电机系统因故障停止工作。

步骤S206，若第一电机系统和第二电机系统均未故障，控制离合器断开。

步骤S207，通过第一电机系统输出手力反馈扭矩，并通过第二电机系统输出转向扭矩。

根据本公开实施例，当第一电机系统和第二电机系统均未故障时，控制离合器断开，此时第一电机系统和第二电机系统均工作在线控转向的工作模式下。在线控转向的工作模式下，因方向盘缺少与转向执行机构的机械连接，驾驶员在操作方向盘时缺少相应的手感，因此，在第一电机系统中，第一控制器可以计算手力反馈扭矩，并控制第一电机输出手力反馈扭矩且作用在转向管柱上，从而驾驶员操作方向盘时具有相应手感。此外，在第二电机系统中，第二控制器可以根据方向盘转动角度、方向盘转动方向、车速等信息，计算转向扭矩，并控制第二电机输出转向扭矩且作用在转向器齿条上，从而实现转向。

容易理解的是，在示例性实施例中，假设在第一时刻第一电机系统和第二电机系统均未故障，而在第二时刻第二电机系统突然故障，此时可以立即控制离合器闭合，且第一电机系统作为第二电机系统的转向备份，可以立即切换为CEPS系统，接替第二电机系统提供转向助力。

图4是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的流程图。请参照图4所示，该转向控制方法可以包括以下步骤：

步骤S401，确定车辆处于机械转向模式。

其中，车辆的转向模式包括机械转向模式。可选地，车辆的转向模式还包括线控转向模式。

步骤S402，控制离合器闭合。

在一些实施例中，当车辆切换至机械转向模式后，随即控制离合器闭合。

步骤S403，确定第二电机系统是否故障。

步骤S404，若第二电机系统未故障，将第二电机系统切换为REPS系统。

在一些实施例中，在第二电机系统未故障时，无论第一电机系统是否故障，均将第二电机系统切换为REPS系统，从而在机械转向的基础上在转向器齿条上提供转向助力。

步骤S405，若第二电机系统故障，将第一电机系统切换为CEPS系统。

在一些实施例中，在第二电机系统故障时，第一电机系统作为第二电机系统的转向备份，将第一电机系统切换为CEPS系统，从而在机械转向的基础上在转向管柱上提供转向助力。

根据本公开实施例，在机械转向模式下，一方面控制离合器闭合以进行机械转向，另一方面根据第二电机系统是否故障，通过第一电机系统或第二电机系统为转向提供电动助力。

图5是根据一示例性实施例示出的一种转向控制方法的具体实施方式的流程图。如图5所示，首先驾驶员选择车辆的转向模式，例如选择线控转向模式或机械转向模式，响应于该选择操作，将车辆的转向模式切换至对应的线控转向模式或机械转向模式。

在切换至线控转向模式后，确定HWA系统或RWA系统是否故障。

如果HWA系统和RWA系统均未故障，则控制离合器断开，随后通过HWA系统提供手力反馈，以及通过RWA系统提供转向扭矩。如果HWA系统和RWA系统中的至少一者故障，则控制离合器断开，并确定RWA系统是否故障，如果RWA系统故障，则HWA系统切换为CEPS系统，如果RWA系统未故障，则RWA系统切换为REPS系统。

在切换至机械转向模式后，控制离合器断开，随后确定RWA系统是否故障。如果RWA系统故障，则HWA系统切换为CEPS系统，如果RWA系统未故障，则RWA系统切换为REPS系统。

下面根据图1所示的转向系统的示意图，对该转向系统的工作模式进行示例性说明。应当理解的是，以下所描述的工作模式的具体实施方式仅作为一种示例，并不表示必须按照以下具体实施方式。

(1)当第一电机系统101和第二电机系统102均无故障时，控制离合器103断开，当驾驶员转动方向盘时，第一控制器1012通过第一传感器组件1013获取例如方向盘转动角度及转动方向等传感信息，将传感信息发送给第二控制器1022，第二控制器1022根据上述传感信息计算转向扭矩，并控制第二电机1021输出转向扭矩，从而带动车轮转动。同时，第一控制器1012可以根据方向盘转动角度、方向盘转动方向、车速、齿条转速和齿条力等信息，计算手力反馈扭矩，并控制第一电机1011输出手力反馈扭矩，从而为驾驶员提供操作手感和模拟路感。

(2)当第一电机系统101故障，第二电机系统102未故障时，控制离合器103闭合，且第二电机系统102切换为REPS系统。当驾驶员转动方向盘时，通过离合器103进行机械转向，第二控制器1022通过第二传感器组件1023获取驾驶员转动方向盘的扭矩，并计算第一助力扭矩，控制第二电机1021输出第一助力扭矩，从而在转向器齿条上施加转向助力。

(3)当第一电机系统101未故障，第二电机系统102故障时，控制离合器103闭合，且第一电机系统101切换为CEPS系统。当驾驶员转动方向盘时，通过离合器103进行机械转向，第一控制器1012通过第一传感器组件1013获取驾驶员转动方向盘的扭矩，并计算第二助力扭矩，控制第一电机1011输出第二助力扭矩，从而在转向管柱104上施加转向助力。

(4)当第一电机系统101和第二电机系统102均故障时，控制离合器103闭合，当驾驶员转动方向盘时，第一电机系统101和第二电机系统102无法提供电动转向助力，仅进行机械转向。

综上所述，本公开实施例在非冗余线控转向系统中加入离合器实现转向的冗余，第一电机系统在线控转向中用于手力反馈，而在离合器接合后，作为第二电机系统的备份系统来进行转向助力。本公开实施例可以低成本实现线控转向和转向冗余备份。

图6是根据一示例性实施例示出的一种转向控制装置的框图。如图6所示，转向控制装置600包括：

模式确定模块601，用于确定车辆处于线控转向模式；

故障确定模块602，用于在车辆处于线控转向模式的情况下确定第一电机系统和第二电机系统是否故障，其中，所述第一电机系统与转向管柱传动配合，所述第二电机系统与转向器齿条传动配合；

离合器控制模块603，用于在所述第一电机系统和所述第二电机系统中的至少一者故障时，控制离合器闭合；

切换模块604，用于在所述第二电机系统故障时，将所述第一电机系统切换为CEPS系统。

可选地，切换模块604还用于，在所述第二电机系统未故障时，将所述第二电机系统切换为齿条式电动助力转向REPS系统。

可选地，离合器控制模块603还用于，在所述第一电机系统和所述第二电机系统均未故障时，控制所述离合器断开；

转向控制装置600还包括：

输出模块，用于通过所述第一电机系统输出手力反馈扭矩，并通过所述第二电机系统输出转向扭矩。

可选地，模式确定模块602还用于，确定所述车辆处于机械转向模式；

离合器控制模块603还用于，在车辆处于机械转向模式的情况下控制所述离合器闭合；

故障确定模块602还用于，在车辆处于机械转向模式的情况下确定所述第二电机系统是否故障。

关于上述实施例中的转向控制装置600，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

在示例性实施例中，本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开提供的转向控制方法。

在示例性实施例中，本公开实施例还提供一种车辆，该车辆包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令，以实现本公开提供的转向控制方法。

示例性地，本公开实施例的车辆可以包括转向系统(例如图1所示的转向系统)，该转向系统进一步包括处理器和存储器。可选地，上述处理器可以包括第一控制器、第二控制器和整车控制器中的至少一者。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种转向控制方法，其特征在于，所述方法包括：

确定车辆处于线控转向模式；

确定第一电机系统和第二电机系统是否故障，其中，所述第一电机系统与转向管柱传动配合，所述第二电机系统与转向器齿条传动配合；

若所述第一电机系统和所述第二电机系统中的至少一者故障，则控制离合器闭合；且，

若所述第二电机系统故障，则将所述第一电机系统切换为管柱式电动助力转向CEPS系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定第一电机系统和第二电机系统是否故障之后，所述方法还包括：

若所述第二电机系统未故障，则将所述第二电机系统切换为齿条式电动助力转向REPS系统。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定第一电机系统和第二电机系统是否故障之后，所述方法还包括：

若所述第一电机系统和所述第二电机系统均未故障，则控制所述离合器断开；且，

通过所述第一电机系统输出手力反馈扭矩，并通过所述第二电机系统输出转向扭矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述车辆处于机械转向模式；

控制所述离合器闭合；

确定所述第二电机系统是否故障；

若所述第二电机系统未故障，则将所述第二电机系统切换为REPS系统。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述确定所述第二电机系统是否故障之后，所述方法还包括：

若所述第二电机系统故障，则将所述第一电机系统切换为CEPS系统。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电机系统包括与所述转向管柱传动配合的第一电机和用于控制所述第一电机的第一控制器，所述第二电机系统包括与所述转向器齿条传动配合的第二电机和用于控制所述第二电机的第二控制器；

其中，所述第一电机系统故障包括：

所述第一控制器通讯故障和/或所述第一电机故障；

所述第二电机系统故障包括：

所述第二控制器通讯故障和/或所述第二电机故障。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于用户针对转向模式的选择操作，将所述车辆的转向模式切换至对应的线控转向模式或机械转向模式。

8.一种转向控制装置，其特征在于，所述装置包括：

模式确定模块，用于确定车辆处于线控转向模式；

故障确定模块，用于在车辆处于线控转向模式的情况下确定第一电机系统和第二电机系统是否故障，其中，所述第一电机系统与转向管柱传动配合，所述第二电机系统与转向器齿条传动配合；

离合器控制模块，用于在所述第一电机系统和所述第二电机系统中的至少一者故障时，控制离合器闭合；

切换模块，用于在所述第二电机系统故障时，将所述第一电机系统切换为CEPS系统。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述的方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令，以实现权利要求1～7中任一项所述的方法。