CN117446010B - 一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质；包括车辆转向控制指令接收步骤、车辆运动状态计算步骤、车辆动力传输计算步骤、扭矩转向补偿控制步骤和线控转向执行步骤。本申请通过综合监控根据驾驶员或自动驾驶设备输入的转向输入信号、车辆运动状态信息以及车辆动力传递信息预测驾驶员或自动驾驶设备的操作意图，实现车辆扭矩转向现象的精准识别并计算车辆扭矩转向补偿值，由线控转向系统中的线控转向执行装置实现扭矩转向补偿值的快速执行。本申请充分结合车辆横向运动状态、纵向运动状态与驾驶员或自动驾驶设备的操作意图进行扭矩转向补偿，适用于大多数线控转向技术车辆。

Description

一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆线控转向系统技术领域，尤其是一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质。

背景技术

车辆在急加速、全油门加速或急刹车时，可能由于驱动轴左右不对称、或者发动机左右输出力矩不相同、或者左右侧轮胎磨损不一致等问题，导致车辆两侧车轮获得的扭矩值存在差异。以驱动轴左右不对称为例，其具体表现在：半轴较短一侧扭矩值较大，半轴较长一侧扭矩值较小。因此车辆会由于半轴较短一侧的车轮转速大于较长一侧的车轮转速，出现向半轴较长一侧跑偏的情况；该情况被称为扭矩转向。

为了克服扭矩转向问题，各大车企的传统做法是在助力转向系统上施加扭矩转向补偿量，保持车辆直行；因此存在较多与机械液压助力转向系统（Hydraulic PowerSteering，HPS）或电动助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）相关的扭矩转向补偿方案。

线控转向系统（Steering By WireSystem，SBW）是指取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接部件，彻底摆脱了机械固件的限制，完全由电能来实现转向的转向系统。在线控转向系统中，驾驶员的操纵动作通过传感器变成电信号，信号经分析处理后，通过导线直接传递到执行机构。由于不受机械结构的限制，可以实现理论上的任意转向意图，因此线控转向系统被称为目前最先进的转向系统。然而当下并没有适用于线控转向系统的扭矩转向补偿技术，阻碍了线控转向系统的普及应用。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本申请实施例的主要目的在于提出一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质，旨在实现线控转向车辆上的扭矩转向精准识别和补偿计算。

为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提出了一种车辆扭矩补偿方法，应用于线控转向系统的车辆，包括以下步骤：

车辆转向控制指令接收步骤，所述车辆转向控制指令接收步骤用于接收车辆的转向输入信号，根据所述转向输入信号进行转向分析并输出正反馈信号或负反馈信号；

车辆运动状态计算步骤，所述车辆运动状态计算步骤用于根据所述正反馈信号或负反馈信号采集车辆状态信号，根据所述车辆状态信号进行运动状态计算，输出车辆横向运动系数；

车辆动力传输计算步骤，所述车辆动力传输计算步骤用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态，输出车辆纵向运动危险系数；

扭矩转向补偿控制步骤，所述扭矩转向补偿控制步骤用于根据所述车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数计算并输出扭矩转向补偿值；

线控转向执行步骤，所述线控转向执行步骤用于根据所述扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿。

进一步地，所述车辆转向控制指令接收步骤具体包括转向信号采集步骤、自动驾驶信号采集步骤和横向输入分析步骤；

所述转向信号采集步骤用于采集来自用户的转向输入信号；

所述自动驾驶信号采集步骤用于采集来自车辆自动驾驶设备的转向输入信号；

所述横向输入分析步骤用于根据转向盘转角值和/或转向盘转速值进行车辆横向输入分析，生成正反馈信号或负反馈信号向外输出。

进一步地，所述车辆运动状态计算步骤具体包括转向控制指令接收步骤、运动状态接收步骤和运动状态分析步骤；

所述转向控制指令接收步骤用于接收所述车辆转向控制指令接收步骤输出的正反馈信号或负反馈信号；

所述运动状态接收步骤用于接收车辆状态信号；所述车辆状态信号包括车辆车速信号、车辆四轮滑移信号和车辆横摆运动信号；

所述运动状态分析步骤在所述转向控制指令接收步骤接收到正反馈信号时触发工作状态；所述运动状态分析步骤用于根据所述车辆状态信号进行车辆横向运动状态计算，得到车辆横向运动系数。

进一步地，所述车辆横向运动系数通过以下步骤计算得到：

自车辆车速信号和车辆四轮滑移信号得到的车辆四轮滑移量，将所述车辆四轮滑移量与预设车辆四轮滑移加权系数相乘，得到车辆滑移系数；

自车辆横摆运动信号得到车辆横摆运动量，将所述车辆横摆运动量与预设车辆横摆运动加权系数相乘，得到车辆横摆系数；

将所述车辆滑移系数与所述车辆横摆系数相加得到车辆横向运动系数。

进一步地，所述车辆动力传输计算步骤具体包括车辆半轴扭矩信号采集步骤、车辆加速信号采集步骤和动力传输状态分析步骤；

所述车辆半轴扭矩信号采集步骤用于采集车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值；

所述车辆加速信号采集步骤用于采集用户的加速踏板输入信号；

所述动力传输状态分析步骤用于根据所述车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值、加速踏板输入信号计算车辆纵向运动危险系数。

进一步地，所述车辆纵向运动危险系数具体通过以下步骤计算得到：

取驱动轴左半轴扭矩值和驱动轴右半轴扭矩值作差，将差值取绝对值处理；

自用户的加速踏板输入信号获取用户加速踏板开度值，将用户加速踏板开度值与驱动轴左右半轴扭矩值差值的绝对值相乘，得到车辆纵向运动危险系数。

进一步地，在所述扭矩转向补偿控制步骤中，所述扭矩转向补偿值具体通过将车辆横向运动系数与车辆纵向运动危险系数作积计算得到：

；

式中，为计算得到的扭矩转向补偿值，/>为预设补偿基准值，I _lateral为所述车辆横向运动系数，I _longitudinal为所述车辆纵向运动危险系数。

本申请实施例的第二方面提出了一种车辆扭矩补偿系统，包括以下单元：

车辆转向控制指令接收单元，所述车辆转向控制指令接收单元用于接收车辆的转向输入信号，根据所述转向输入信号进行转向分析并输出正反馈信号或负反馈信号；

车辆运动状态计算单元，所述车辆运动状态计算单元用于采集车辆状态信号，根据所述车辆状态信号进行运动状态计算，输出车辆横向运动系数；

车辆动力传输计算单元，所述车辆动力传输计算单元用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态，输出车辆纵向运动危险系数；

扭矩转向补偿控制单元，所述扭矩转向补偿控制单元用于根据所述车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数计算并输出扭矩转向补偿值；

线控转向执行单元，所述线控转向执行单元用于根据所述扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿。

本申请实施例的第三方面提出了一种车辆，所述车辆采用线控转向系统，所述车辆采用本申请实施例第一方面提出的一种车辆扭矩补偿方法。

本申请实施例的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现如本申请实施例第一方面提出的一种车辆扭矩补偿方法。

本申请提出的一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质，其通过综合监控根据驾驶员或自动驾驶设备输入的转向输入信号、车辆运动状态信息以及车辆动力传递信息预测驾驶员或自动驾驶设备的操作意图，实现车辆扭矩转向现象的精准识别并计算车辆扭矩转向补偿值，由线控转向系统中的线控转向执行装置实现扭矩转向补偿值的快速执行。本申请充分结合车辆横向运动状态、纵向运动状态与驾驶员或自动驾驶设备的操作意图进行扭矩转向补偿，扭矩转向补偿效果优于市面上基于单一判断依据的扭矩转向补偿方案，适用于大多数线控转向技术车辆。

附图说明

图1是扭矩转向现象发生原理示意图；

图2是车辆线控转向系统示意图；

图3是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法步骤实施流程图；

图4是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法中各步骤参数交互示意图；

图5是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法中车辆转向控制指令接收步骤具体实施示意图；

图6是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法中车辆运动状态计算步骤具体实施示意图；

图7是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法中车辆动力传输计算步骤具体实施示意图；

图8是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法中扭矩转向补偿控制步骤具体实施示意图；

图9是本发明一种车辆扭矩转向补偿方法中线控转向执行步骤具体实施示意图；

图10是本发明一种带扭矩转向补偿的线控转向系统总体结构示意图。

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。

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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

在对本申请实施例进行说明之前，首先对扭矩转向现象发生的原理进行说明。扭矩转向（Torque Steer）通常发生在车辆急加/减速时，由于驱动轴左右不对称、或者发动机左右输出力矩不相同、或者左右侧轮胎磨损不一致等问题，导致车辆两侧车轮获得的扭矩值存在差异，进而导致车辆行驶路径向一侧偏移的问题。如图1所示，驱动半轴左长右短的设计容易在汽车急加速时右侧车轮获得的扭力大于左侧车轮，使得车轮向右侧偏转，车辆行驶路径向右侧偏移。对于前置发动机且前轮驱动的车辆，扭矩转向现象则更为明显。因此车辆需要对该扭矩转向现象进行补偿，即向对侧的车轮输出相应的扭矩转向补偿值，维持车辆直线行驶。

其次对本申请所应用线控转向系统进行说明。如图2所示，线控转向系统主要由方向盘模块、主控制器、转向执行模块、电源和故障处理控制器组成。其中方向盘模块、主控制器和转向执行模块是线控转向系统的主要模块组成，电源和故障处理控制器为线控转向系统的辅助模块。

方向盘模块：线控转向系统中方向盘模块包括方向盘、转角传感器、扭矩传感器、回正力矩电机等部件。在线控转向系统中，方向盘模块主要用于获取驾驶员用户或自动驾驶设备的转向意图，将转向意图转换为数字信号传递给主控制器。具体地，方向盘模块中的方向盘用于获取驾驶员用户的转向意图，转角传感器和扭矩传感器用于对驾驶员用户的转向意图进行进一步确认或修正，回正力矩电机则用于根据主控制器返回的力矩信号产生对应的回正力矩传递给驾驶员用户。

主控制器（Electronic Control Unit，ECU）：线控转向系统中主控制器用于分析处理方向盘模块传递的转向意图，结合汽车的运动状态形成相应转向指令。本申请实施例扭矩转向补偿方法可以以计算机产品或计算机程序的形式加载在线控转向系统的主控制器中。

转向执行模块：线控转向系统中转向执行模块用于根据转向指令控制汽车进行转向操作，其包括转向执行电机、转向电机控制器、车轮转向组件以及车轮转角传感器等部件组成。本申请实施例中线控转向执行装置即对应线控转向系统中的转向执行模块。转向执行模块中车轮转角传感器还用于将测得的车轮位置信号同步反馈给主控制器，使得主控制器形成对车辆的闭环控制。

故障处理控制器：线控转向系统中故障处理控制器用于为主控制器提供冗余处理量，当主控制器出现故障时，可以由故障处理控制器按照设定好的程序，采取对应的处理措施，以避免或减轻主控制器故障带来的危害，最大程度地保证汽车的行驶安全。本发明实施例带扭矩转向补偿的线控转向系统也可以以计算机产品或计算机程序的形式加载在线控转向系统的故障处理控制器中。

电源：电源用于对线控转向系统提供电源供应。

在使用线控转向技术的车辆中，虽然由于方向盘与转向车轮直接没有机械连接，因此不会因为方向盘与驱动轴的相对位置发生扭矩转向现象，但是驱动轴左右不对称、或者发动机左右输出力矩不相同、或者左右侧轮胎磨损不一致等问题仍然可能导致扭矩转向现象的发生。因此线控转向的车辆同样需要进行扭矩转向补偿。本发明实施例所提出一种车辆扭矩补偿方法、系统、车辆及存储介质，能够实现线控转向车辆上的扭矩转向精准识别和补偿计算。

具体地，如图3所示，本申请实施例的第一方面提出了一种车辆扭矩转向补偿方法，应用于采用线控转向系统的车辆，包括以下步骤：

车辆转向控制指令接收步骤，车辆转向控制指令接收步骤用于接收车辆的转向输入信号，根据转向输入信号进行转向分析并输出正反馈信号或负反馈信号；

车辆运动状态计算步骤，车辆运动状态计算步骤用于采集车辆状态信号，根据车辆状态信号进行运动状态计算，输出车辆横向运动系数；

车辆动力传输计算步骤，车辆动力传输计算步骤用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态，输出车辆纵向运动危险系数；

扭矩转向补偿控制步骤，扭矩转向补偿控制步骤用于根据车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数计算并输出扭矩转向补偿值；

线控转向执行步骤，线控转向执行步骤用于根据扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿。

本发明实施例车辆扭矩转向补偿方法中参数交互示意图如图4所示。由图4可见，本发明实施例方法自外部获取转向输入信号、车辆状态信号和车辆动力信号；将转向输入信号输入车辆转向控制指令接收步骤得到正反馈信号或负反馈信号；根据车辆状态信号执行车辆运动状态计算步骤得到车辆横向运动系数；根据车辆动力信号执行车辆动力传输计算步骤得到车辆纵向运动危险系数；再将正/负反馈信号作为扭矩转向补偿控制步骤的激活信号，将车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数作为计算参数执行扭矩转向补偿控制步骤，计算得到扭矩转向补偿值；根据计算得到的扭矩转向补偿值由线控转向执行步骤执行线控转向补偿。本发明实施例方法中车辆转向控制指令接收步骤、车辆运动状态计算步骤、车辆动力传输计算步骤和扭矩转向补偿控制步骤可以以计算机产品或计算机程序的方式加载在线控转向系统的主控制步骤或故障处理控制步骤中，计算扭矩转向补偿值；线控转向执行步骤则加载在线控转向系统的转向执行模块上执行扭矩转向补偿。

本实施例中，转向输入信号可以通过线控转向系统的方向盘模块获取，如通过方向盘获取驾驶员用户输入的转向输入信号；或是通过与车辆自动驾驶设备连接的数据接口获取自动驾驶设备的转向输入信号；车辆状态信号和车辆动力信号则通过可以通过各种车载传感步骤进行获取，也可以通过车辆的各种其他信号间接计算获取，本发明实施例对于自外部获取的各种车辆信号的获取途径不作限定。

下面具体说明本发明实施例各步骤具体流程。

车辆转向控制指令接收步骤：如图5所示，本发明实施例，车辆转向控制指令接收步骤具体包括转向信号采集步骤、自动驾驶信号采集步骤和横向输入分析步骤。其中，转向信号采集步骤用于采集来自用户的转向输入信号；自动驾驶信号采集步骤用于采集来自车辆自动驾驶设备的转向输入信号；横向输入分析步骤用于根据转向盘转角值和/或转向盘转速值进行车辆横向输入分析，生成正反馈信号或负反馈信号向外输出。

具体地，本发明实施例中转向信号采集步骤可以加载在车辆方向盘上，当驾驶员用户转动方向盘时，获取用户的转向输入信号；转向信号采集步骤也可以加载在线控转向系统的方向盘模块输出上，通过对方向盘模块输出数据进行解码得到用户的转向输入信号。自动驾驶信号采集步骤可以加载在车辆的自动驾驶设备控制装置上，当车辆的自动驾驶设备控制装置运作时采集自动驾驶功能对车辆转向系统的信号输入，作为来自车辆自动驾驶设备的转向输入信号。

转向输入信号具体包括转向盘转角值和转向盘转速值表征，用于判断驾驶员对车辆的操作意图和车辆横向运动的控制状态。具体地，可以通过设置转角阈值和/或转速阈值判断车辆是否进入横向运动控制状态。车辆横向运动控制状态是指基于驾驶员或自动驾驶设备的信号判断此时车辆是否发生横向运动如左转弯或右转弯。在车辆发生横向运动时，由于驾驶员可以通过回调方向盘的方式控制车辆的横向运动幅度或是自动驾驶设备可以通过调节转向信号的方式控制车辆的横向运动幅度，此时对车辆进行扭矩转向补偿是成效较低且非必要的。因此本申请实施例车辆转向控制指令接收步骤在车辆处于横向运动时会由横向输入分析步骤输出负反馈信号。默认不进行扭矩转向补偿。示例性地，可以将来自驾驶员用户或自动驾驶设备的转向盘转角阈值设定为5°，即当方向盘转角超过5°时判断车辆处于横向运动状态，车辆转向控制指令接收步骤输出负反馈信号；当方向盘转角未达到5°时判断车辆不处于横向运动状态，此时如不进行扭矩转向补偿则车辆有可能发生车道偏移现象，因此车辆转向控制指令接收步骤输出正反馈信号启动车辆运动状态计算步骤。示例性地，可以将来自驾驶员用户或自动驾驶设备的转向盘转速阈值设定为30°/s，即当方向盘转速超过30°/s时判断车辆处于横向运动状态，当方向盘转速未达到30°/s时判断车辆不处于横向运动状态，车辆转向控制指令接收步骤输出相应正反馈信号或负反馈信号。

本发明实施例通过车辆转向控制指令接收步骤实现对驾驶员用户或自动驾驶设备操作意图的获取，使得对车辆的扭矩转向补偿不会影响到车辆的正常转向操作，方便用户使用。

车辆运动状态计算步骤：如图6所示，本发明实施例中，车辆运动状态计算步骤主要用于根据所述正反馈信号或负反馈信号对车辆的各种运动状态信号进行计算分析，判断车辆是否发生跑偏。车辆运动状态计算步骤具体包括转向控制指令接收步骤、运动状态接收步骤和运动状态分析步骤；其中，转向控制指令接收步骤用于接收车辆转向控制指令接收步骤输出的正反馈信号或负反馈信号；运动状态接收步骤用于接收车辆状态信号；运动状态分析步骤在转向控制指令接收步骤接收到正反馈信号时触发工作状态；运动状态分析步骤用于根据车辆状态信号进行车辆横向运动状态计算，得到车辆横向运动系数。

本发明实施例中，车辆运动状态计算步骤用于根据车辆车速信号、车辆四轮滑移信号和车辆横摆运动信号等车辆状态信号计算车辆横向运动系数。其中，转向控制指令接收步骤用于接收车辆转向控制指令接收步骤所输出的正反馈信号或负反馈信号。当转向控制指令接收步骤接收到车辆转向控制指令接收步骤所输出的正反馈信号时，车辆运动状态计算步骤启动并获取车辆状态信号，执行后续扭矩转向补偿步骤；当转向控制指令接收步骤接收到车辆转向控制指令接收步骤所输出的负反馈信号时，车辆运动状态计算步骤保持待机状态，不执行后续扭矩转向补偿步骤。

本发明实施例中车辆运动状态计算步骤通过转向控制指令接收步骤对正/负反馈信号的识别，一方面能够使得本发明实施例系统正确识别驾驶员用户或自动驾驶设备操作意图，另一方面能够节约数据采集、计算的资源消耗。

本发明实施例中，车辆状态信号包括车辆车速信号、车辆四轮滑移信号和车辆横摆运动信号。本实施例中车辆车速信号车辆四轮滑移信号和车辆横摆运动信号等车辆状态信号可以根据相应车载传感步骤直接获取，或是通过车轮转速、四轮转速差、横摆角速度等其他信号间接计算得到。

当车辆转向控制指令接收步骤收到正反馈信号时，车辆运动状态分析步骤触发工作状态，通过处理车辆四轮滑移信号与车辆横摆运动信号计算车辆横向运动系数，用以表征车辆跑偏程度。车辆横向运动系数通过以下步骤计算得到：

自车辆车速信号和车辆四轮滑移信号得到的车辆四轮滑移量，将车辆四轮滑移量与预设车辆四轮滑移加权系数相乘，得到车辆滑移系数；

自车辆横摆运动信号得到车辆横摆运动量，将车辆横摆运动量与预设车辆横摆运动加权系数相乘，得到车辆横摆系数；

将车辆滑移系数与车辆横摆系数相加得到车辆横向运动系数。

上述计算步骤可以以如下公式呈现：

；

其中，为计算得到的车辆横向运动系数，/>为自车辆四轮滑移信号得到的车辆四轮滑移加权系数，/>为自车辆车速信号和车辆四轮滑移信号得到的车辆四轮滑移量，/>为预设的车辆横摆运动加权系数，/>为自车辆横摆运动信号得到的车辆横摆运动量。

本实施例车辆运动状态分析步骤通过计算车辆四轮滑移量和车辆横摆运动量，能够得到车辆横向运动系数。具体地，当车辆在雨天、雪地等环境行驶时，车辆因扭矩转向发生的车道偏离程度会成倍增加，此时需要收集车辆四轮滑移信号，根据车轮的滑移程度调整扭矩转向补偿值，最大限度保证车辆不发生横向运动。类似地，车辆发生横摆运动也可能影响扭矩转向补偿效果。如车辆在颠簸环境下行驶或车辆两侧胎压不平衡等情况均可能导致车辆产生一定的横摆运动，表示车辆相对于行驶方向产生了横向加速度，此时需要基于这一横向加速度调整车辆横向运动系数，否则在扭矩转向补偿过程中可能进一步加剧车辆不平衡现象导致翻车等情况出现。

车辆横向运动系数用于表征车辆的跑偏程度，当车辆横向运动系数较大时，判断车辆因扭矩转向而产生的跑偏程度较大，当车辆横向运动系数较小时，判断车辆产生的跑偏程度较小，在车辆运动状态分析步骤计算得到车辆横向运动系数后，将车辆横向运动系数输出至扭矩转向补偿控制步骤，后续通过车辆横向运动系数能够计算得到相应的扭矩转向补偿值。

车辆动力传输计算步骤：如图7所示，本发明实施例中，车辆动力传输计算步骤主要用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态。车辆动力传输计算步骤具体包括车辆半轴扭矩信号采集步骤、车辆加速信号采集步骤和动力传输状态分析步骤；其中，车辆半轴扭矩信号采集步骤用于采集车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值；车辆加速信号采集步骤用于采集用户的加速踏板输入信号；动力传输状态分析步骤用于根据车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值、加速踏板输入信号计算车辆纵向运动危险系数。

本发明实施例中，车辆半轴扭矩信号采集步骤与车辆驱动轴传感步骤连接，用于接收车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值。车辆驱动轴左右半轴扭矩值的差异是导致扭矩转向现象发生的重要因素之一，因此可以通过采集车辆驱动轴左右半轴扭矩值获取车辆发动机对两侧车轮的动力传递情况。车辆加速信号采集步骤加载在车辆的加速踏板或自动驾驶设备上，获取来自驾驶员用户或自动驾驶设备的加速踏板输入信号。由于扭矩转向现象经常发生在车辆急加速过程中，因此获取的加速踏板输入信号能够表征驾驶员用户或自动驾驶设备的操作意图。此外扭矩转向现象也经常发生在车辆急刹车过程中，因此在一部分实施例中车辆加速信号采集步骤不仅采集加速踏板输入信号，更进一步采集刹车踏板输入信号，通过加速踏板输入信号和/或刹车踏板输入信号判断驾驶员用户或自动驾驶设备纵向操作意图，生成对应车辆纵向运动危险系数以表征该纵向操作意图。

本发明实施例中，车辆纵向运动危险系数具体通过以下步骤计算得到：

取驱动轴左半轴扭矩值和驱动轴右半轴扭矩值作差，将差值取绝对值处理；

自用户的加速踏板输入信号获取用户加速踏板开度值，将用户加速踏板开度值与驱动轴左右半轴扭矩值差值的绝对值相乘，得到车辆纵向运动危险系数。

上述步骤可以以如下公式呈现：

；

式中，为计算得到的车辆纵向运动危险系数，/>为用户加速踏板开度值，/>为驱动轴右半轴扭矩值，/>为驱动轴左半轴扭矩值。

本发明实施例中，加速踏板开度值越大，表明车辆的纵向加速度越大，此时因车辆驱动轴左右半轴扭矩值差异产生的扭矩转向现象也越严重，同时车辆驱动轴左右半轴扭矩值差异值越大也会导致扭矩转向现象更加严重，车辆容易发生车道偏移现象，导致车辆的纵向运动产生一定的危险。本发明实施例通过车辆纵向运动危险系数表征车辆在急加/减速时纵向的动力传递情况，有助于后续扭矩转向补偿控制步骤进行扭矩转向补偿。

扭矩转向补偿控制步骤：如图8所示，本发明实施例扭矩转向补偿控制步骤接收车辆运动状态计算步骤所输出的车辆横向运动系数和车辆动力传输计算步骤输出的车辆纵向运动危险系数，进一步对车辆扭矩转向状态进行综合判断，并计算车辆扭矩转向补偿值。

本发明实施例中扭矩转向补偿控制步骤获取车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数后，根据预设的预设补偿基准值计算此时车辆应当获取的扭矩转向补偿值。本实施例中可以基于不同的车型设置不同的预设补偿基准值。由于不同车辆的驱动方式各不相同，有前轮驱动、后轮驱动及四轮驱动等，不同驱动方式所需要的扭矩转向补偿值也不相同，如前轮驱动车辆普遍需要较大的扭矩转向补偿值，因其驱动轮和转向轮为同一车轮，会对扭矩转向现象形成倍数放大；后轮驱动车辆则产生的扭矩转向现象较小。同时车辆的载重、传动轴长度等也会导致扭矩转向补偿的效果产生差异。因此本实施例针对不同的车型设置不同的预设补偿基准值，使得扭矩转向补偿控制步骤计算得到的扭矩转向补偿值适用于所属车型。

本发明实施例中，扭矩转向补偿值具体通过以下公式计算得到：

；

式中，为计算得到的扭矩转向补偿值，/>为预设补偿基准值，I _lateral为所述车辆横向运动系数，I _longitudinal为所述车辆纵向运动危险系数。

本发明实施例中，在扭矩转向补偿控制步骤获取车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数后，能够知晓车辆的横向运动情况和纵向运动情况，进一步基于车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数与预设补偿基准值的乘积确定车辆扭矩转向补偿值，将扭矩转向补偿值输出至线控转向执行步骤进行扭矩补偿。

线控转向执行步骤：如图9所示，本发明实施例线控转向执行步骤用于根据扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿。在车辆发生扭矩转向现象时，通过线控转向执行步骤及时在转向步骤上施加对应扭矩转向补偿值，缓解车辆产生的扭矩转向现象。同时线控转向执行步骤还可以通过转角传感步骤、车轮传感步骤等部件监测扭矩转向补偿效果，及时通过线控转向系统向驾驶员提示扭矩转向补偿效果，保证车辆的安全性、可靠性和驾驶体验。

图10是本发明实施例提供的一种车辆扭矩补偿系统，包括以下单元：

车辆转向控制指令接收单元，所述车辆转向控制指令接收单元用于接收车辆的转向输入信号，根据所述转向输入信号进行转向分析并输出正反馈信号或负反馈信号；

车辆运动状态计算单元，所述车辆运动状态计算单元用于采集车辆状态信号，根据所述车辆状态信号进行运动状态计算，输出车辆横向运动系数；

车辆动力传输计算单元，所述车辆动力传输计算单元用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态，输出车辆纵向运动危险系数；

扭矩转向补偿控制单元，所述扭矩转向补偿控制单元用于根据所述车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数计算并输出扭矩转向补偿值；

线控转向执行单元，所述线控转向执行单元用于根据所述扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿。

可以理解的是，上述带扭矩转向补偿的线控转向方法实施例中的内容均适用于本扭矩转向补偿系统实施例中，本扭矩转向补偿系统实施例所具体实现的功能与上述带扭矩转向补偿的线控转向方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述带扭矩转向补偿的线控转向方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了一种车辆，车辆包括上述带扭矩转向补偿的线控转向系统（或装置）或计算机装置（或电子设备）的电驱动总成。具体地，车辆可以为私家车，例如轿车、SUV、MPV或皮卡等。车辆也可以为运营车，例如面包车、公交车、小型货车或大型拖挂车等。车辆可以为油车也可以为新能源车。当车辆为新能源车时，其可以为混动车，也可以为纯电车。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的车辆扭矩转向补偿方法。

本领域技术人员可以理解，可以对本发明实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把本发明实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括相应的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括相应的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

可以理解的是，上述带扭矩转向补偿的线控转向系统实施例中的内容均适用于本车辆实施例中，本车辆实施例所具体实现的功能与上述带扭矩转向补偿的线控转向系统实施例相同，并且达到的有益效果与上述带扭矩转向补偿的线控转向系统实施例所达到的有益效果也相同。

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，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本发明不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

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。本领域技术人员在考虑说明书及实践本发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、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发明的一般性原理并包括本发明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，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (6)

1.一种车辆扭矩补偿方法，应用于线控转向系统的车辆，其特征在于，包括以下步骤：

车辆转向控制指令接收步骤，所述车辆转向控制指令接收步骤用于接收车辆的转向输入信号，根据所述转向输入信号进行转向分析并输出正反馈信号或负反馈信号；

车辆运动状态计算步骤，所述车辆运动状态计算步骤用于根据所述正反馈信号或负反馈信号采集车辆状态信号，根据所述车辆状态信号进行运动状态计算，输出车辆横向运动系数；

车辆动力传输计算步骤，所述车辆动力传输计算步骤用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态，输出车辆纵向运动危险系数；

扭矩转向补偿控制步骤，所述扭矩转向补偿控制步骤用于根据所述车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数计算并输出扭矩转向补偿值；

线控转向执行步骤，所述线控转向执行步骤用于根据所述扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿；

所述车辆运动状态计算步骤具体包括转向控制指令接收步骤、运动状态接收步骤和运动状态分析步骤；

所述转向控制指令接收步骤用于接收所述车辆转向控制指令接收步骤输出的正反馈信号或负反馈信号；

所述运动状态接收步骤用于接收车辆状态信号；所述车辆状态信号包括车辆车速信号、车辆四轮滑移信号和车辆横摆运动信号；

所述运动状态分析步骤在所述转向控制指令接收步骤接收到正反馈信号时触发工作状态；所述运动状态分析步骤用于根据所述车辆状态信号进行车辆横向运动状态计算，得到车辆横向运动系数；

所述车辆横向运动系数通过以下步骤计算得到：

自车辆车速信号和车辆四轮滑移信号得到的车辆四轮滑移量，将所述车辆四轮滑移量与预设车辆四轮滑移加权系数相乘，得到车辆滑移系数；

自车辆横摆运动信号得到车辆横摆运动量，将所述车辆横摆运动量与预设车辆横摆运动加权系数相乘，得到车辆横摆系数；

将所述车辆滑移系数与所述车辆横摆系数相加得到车辆横向运动系数；

所述车辆动力传输计算步骤具体包括车辆半轴扭矩信号采集步骤、车辆加速信号采集步骤和动力传输状态分析步骤；

所述车辆半轴扭矩信号采集步骤用于采集车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值；

所述车辆加速信号采集步骤用于采集用户的加速踏板输入信号；

所述动力传输状态分析步骤用于根据所述车辆驱动轴左半轴扭矩值和右半轴扭矩值、加速踏板输入信号计算车辆纵向运动危险系数；

所述车辆纵向运动危险系数具体通过以下步骤计算得到：

取驱动轴左半轴扭矩值和驱动轴右半轴扭矩值作差，将差值取绝对值处理；

自用户的加速踏板输入信号获取用户加速踏板开度值，将用户加速踏板开度值与驱动轴左右半轴扭矩值差值的绝对值相乘，得到车辆纵向运动危险系数。

2.根据权利要求1所述的一种车辆扭矩补偿方法，其特征在于，所述车辆转向控制指令接收步骤具体包括转向信号采集步骤、自动驾驶信号采集步骤和横向输入分析步骤；

所述转向信号采集步骤用于采集来自用户的转向输入信号；

所述自动驾驶信号采集步骤用于采集来自车辆自动驾驶设备的转向输入信号；

所述横向输入分析步骤用于根据转向盘转角值和/或转向盘转速值进行车辆横向输入分析，生成正反馈信号或负反馈信号向外输出。

3.根据权利要求1所述的一种车辆扭矩补偿方法，其特征在于，在所述扭矩转向补偿控制步骤中，所述扭矩转向补偿值具体通过将车辆横向运动系数与车辆纵向运动危险系数作积计算得到：

；

式中，为计算得到的扭矩转向补偿值，/>为预设补偿基准值，I _lateral为所述车辆横向运动系数，I _longitudinal为所述车辆纵向运动危险系数。

4.一种车辆扭矩补偿系统，用于实现如权利要求1-3任一项所述的扭矩补偿方法，其特征在于，包括以下单元：

车辆转向控制指令接收单元，所述车辆转向控制指令接收单元用于接收车辆的转向输入信号，根据所述转向输入信号进行转向分析并输出正反馈信号或负反馈信号；

车辆运动状态计算单元，所述车辆运动状态计算单元用于采集车辆状态信号，根据所述车辆状态信号进行运动状态计算，输出车辆横向运动系数；

车辆动力传输计算单元，所述车辆动力传输计算单元用于对车辆的动力输出与传递进行计算分析，判断车辆动力单元运行状态，输出车辆纵向运动危险系数；

扭矩转向补偿控制单元，所述扭矩转向补偿控制单元用于根据所述车辆横向运动系数和车辆纵向运动危险系数计算并输出扭矩转向补偿值；

线控转向执行单元，所述线控转向执行单元用于根据所述扭矩转向补偿值对车辆进行扭矩转向补偿。

5.一种车辆，其特征在于，所述车辆采用线控转向系统，所述车辆采用如权利要求1-3任一项所述的一种车辆扭矩补偿方法。

6.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现如权利要求1至3中任一项所述的一种车辆扭矩补偿方法。