CN218616854U - 一种车辆转向控制系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种车辆转向控制系统及车辆，该车辆转向控制系统包括整车中央网关以及与整车中央网关分别连接的路感模拟器和线控转向器，路感模拟器连接有路感模拟电机，线控转向器连接有转向执行电机，路感模拟器与线控转向器连接，路感模拟器能够根据接收的车辆运行信息进行路感模拟，确定路感模拟电机的路感模拟信息，线控转向器能够根据所述车辆运行信息和所述路感模拟信息确定转向执行电机的目标转向执行信息，路感模拟器和线控转向器通过所述整车中央网关进行信息传递，且路感模拟器和线控转向转向器相互通信。本公开实施例在实现路感模拟和转向执行精准控制的同时，可以实现线控转向的整车备份，保证整车转向系统的安全性。

Description

一种车辆转向控制系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆转向控制技术领域，具体地涉及一种车辆转向控制系统及车辆。

背景技术

在当前电动化、智能化日益快速发展的情况下，自动驾驶功能的配置是车辆总体的发展趋势，而线控转向系统作为转向的下一代核心技术，能够与L4/L5级别的自动驾驶更加深度融合，实现人机共驾，给整车带来更好的操控体验。

线控转向系统的安全性是整车控制的非常重要的维度，线控转向从本体设计角度来说要满足全冗余的需求，以达到ASIL D的要求；另一方面，从整车的角度出发，也需要其他系统备份以使车辆在线控转向系统完全失效的情况下保证车辆的安全性。现有的线控转向控制系统主要在转向执行阶段通过冗余备份来保证系统的安全性，未从整车的角度来保证系统安全性，线控转向系统仍存在一定的安全性问题。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种车辆转向控制系统及车辆，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：

一种车辆转向控制系统，包括整车中央网关以及与所述整车中央网关分别连接的路感模拟器和线控转向器，所述路感模拟器连接有路感模拟电机，所述线控转向器连接有转向执行电机，所述路感模拟器与所述线控转向器连接，所述路感模拟器能够根据接收的车辆运行信息进行路感模拟，确定所述路感模拟电机的路感模拟信息，所述线控转向器能够根据所述车辆运行信息和所述路感模拟信息确定所述转向执行电机的目标转向执行信息，所述路感模拟器和所述线控转向器通过所述整车中央网关进行信息传递，且所述路感模拟器和所述线控转向转向器相互通信。

在一些实施例中，所述车辆转向控制系统还包括与所述整车中央网关连接的制动集成控制模块，所述制动集成控制模块与设置在各车轮的制动模块连接。

在一些实施例中，所述车辆控制系统还包括第一电机驱动控制模块和第二电机驱动控制模块，所述第一电机驱动控制模块连接在所述路感模拟器和所述路感模拟电机之间，所述第二电机驱动控制模块连接在所述线控转向器和所述转向执行电机之间。

在一些实施例中，所述车辆控制系统还包括设置在所述线控转向器和所述第二电机驱动控制模块之间的电机角度控制模块。

在一些实施例中，所述路感模拟器和所述线控转向器分别通过至少两路总线连接至所述整车中央网关。

在一些实施例中，所述整车中央网关与所述路感模拟器和所述线控转向器通过第一CAN总线连接，所述路感模拟器与所述线控转向器通过第二CAN总线连接。

在一些实施例中，所述制动集成控制模块包括集成化制动控制模块和电子稳定控制模块。

在一些实施例中，所述车辆转向控制系统还包括与所述整车中央网关连接的第一反馈模块和第二反馈模块，所述第一反馈模块与所述路感模拟电机连接，所述第二反馈模块与所述转向执行电机连接。

在一些实施例中，所述车辆运行信息包括车辆故障信息和/或车辆状态信息。

本公开还提供一种车辆，其包括上述任一项技术方案中所述的车辆转向控制系统。

本公开实施例提供的车辆转向控制系统及车辆通过分别连接至整车中央网关的路感模拟电机和线控转向器的配合，可以精准实现线控转向的路感模拟和转向执行；同时，路感模拟器和线控转向器还能够相互连接进行通信，配合与路感模拟电机和线控转向器分别连接的整车中央网关，可以实现线控转向的整车备份，保证整车转向系统的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例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，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，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他的附图。

图1为本公开实施例的车辆转向控制系统的架构图；

图2为本公开实施例的车辆转向控制系统的另一架构图；

图3为本公开实施例的冗余备份判断框图。

附图标记：

10-整车中央网关；20-路感模拟器；30-线控转向器；40-路感模拟电机；50-转向执行电机；60-制动集成控制模块；70-制动模块；801-第一电机驱动控制模块、802-第二电机驱动控制模块、803-电机角度控制模块。

具体实施方式

此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

线控转向(Steer By Wire，SBW)系统通过一定的方法模拟出一个路感，再依靠电机把这个模拟的路感提供给驾驶员或无人驾驶车辆，驾驶员或无人驾驶车辆根据路感进行转向执行，例如根据路感模拟得到的方向盘的转角信号将方向盘回正。但是，上述仅仅通过路感模拟的方式在进行线控转向时无法实现整车系统备份，仍存在一定的安全性问题。有鉴于此，本公开实施例提供了一种车辆转向控制系统。

图1和图2示出了本公开实施例的车辆转向控制系统的架构图，如图1和图2所示，本公开实施例提供的一种车辆转向控制系统，包括整车中央网关10以及与整车中央网关10分别连接的路感模拟器20和线控转向器30，路感模拟器20连接有路感模拟电机40，线控转向器30连接有转向执行电机50，路感模拟器20与线控转向器30连接，路感模拟器20能够根据接收的车辆运行信息进行路感模拟，确定路感模拟电机40的路感模拟信息，线控转向器30能够根据所述车辆运行信息和所述路感模拟信息确定转向执行电机50的目标转向执行信息，路感模拟器20和线控转向器30通过整车中央网关10进行信息传递，且路感模拟器20和所述线控转向转向器30相互通信。

其中，车辆运行信息包括车辆故障信息和/或车辆状态信息车辆故障信息可以为车辆的故障位。车辆状态信息可以位方向盘转角、车速、车辆加速度和路面状况信息等。

路感模拟器20和线控转向器30通过整车中央网关10接收及发送车辆运行信息。路感模拟器20可以根据接收的车辆运行信息计算出路感模拟的目标扭矩，并将根据该目标扭矩控制路感模拟电机40转动，实现路感模拟；路感模拟电机40转动运行的过程中，可以将路感模拟电机40转动时的电机扭矩和电机位置信息等路感模拟信息传递给整车中央网关10；线控转向器30同样可以接收车辆运行信息，同时，可以接收路感模拟电机40转动时的电机扭矩，线控转向器30根据接收的车辆运行信息和路感模拟目标扭矩计算转向执行电机50进行转向时的目标角度(转角)，进而根据该目标角度计算得到转向执行电机50的目标转向扭矩，进而根据该目标转向扭矩控制转向执行电机50转动，实现转向执行；转向执行电机50转动的过程中可以将转向执行扭矩和转向执行电机位置信息等转向执行信息传递给整车中央网关10，路感模拟电机40和转向执行电机50扭矩和电机位置信息通过整车中央网关10进行传递，实现整车的精确控制，提高整车系统运行的安全性。

另外，本实施例中，路感模拟器20和线控转向器30直接通信连接，可以进行实现线控转向信息的交互，实现路感模拟器20及线控转向器30的协同，同时，可以基于整车中央网关10的进行控制指令和/或车辆运行信息的传递，保证整车相互可靠通信。

本公开实施例提供的车辆转向控制系统通过分别连接至整车中央网关10的路感模拟电机40和线控转向器30的配合，可以精准实现线控转向的路感模拟和转向执行；同时，路感模拟器20和线控转向器30还能够相互连接进行通信，配合与路感模拟电机40和线控转向器30分别连接的整车中央网关10，可以实现线控转向的整车备份，保证整车转向系统的安全性。

在一些实施例中，所述车辆转向控制系统还包括与整车中央网关10连接的制动集成控制模块60，制动集成控制模块60与设置在各车轮的制动模块70连接。制动集成控制模块60配合上述的路感模拟器20、线控转向器30、路感模拟电机40和转向执行电机50能够实现整车的制动控制。

具体地，如图2所示，车辆的每个车轮分别设有制动模块70，路感模拟器20与线控转向器30通过车载网络实时向整车中央网关10发送故障标志位信息，整车中央网关10接收到路感模拟器20的故障标志位信息和线控转向器30的故障标志位信息后将其发送至制动集成控制模块60，制动集成控制模块60接收到上述故障标志位信息后，在二者均存在故障时，通过整车中央网关10发送制动控制请求，控制车辆的四个车轮制动抱死，以保证车辆的安全性。其他情况下，线控转向系统通过自身保证安全性。例如，当路感模拟器20接收到故障信息，而线控转向器30未接收到故障信息时，可以仅通过控制路感模拟器20对应的路感模拟电机40的工作来保证车辆运行的安全性。

优选地，如图2所示，所述路感模拟器20和所述线控转向器30分别通过至少两路总线连接至所述整车中央网关10。

本实施例中，路感模拟器20和线控转向器30分别通过两路总线(例如CAN总线)连接至整车中央网关10，并分别通过整车中央网关10发送故障标志位信息(由于路感模拟器20和线控转向器30分别连接有两路总线，因此，可以发送四路故障标志位信息)，来对整车的运行情况进行综合判断，保证制动控制的准确性。同时，本实施例中，可以在某一路感模拟器总线和/或线控转向器总线出现故障时，利用另一路感模拟器总线和/或线控转向器总线进行路感模拟和转向控制，实现线控转向冗余备份，保证车辆转向控制的可靠性。

在一些实施例中，如图3所示所述制动集成控制模块60包括集成化制动控制模块(IBC)和电子稳定控制模块(ESC)。IBC和ESC模块通过两路总线与车辆总线连接，与路感模拟电机40和线控转向器30配合，进行整车制动控制。

在一些实施例中，所述车辆控制系统还包括第一电机驱动控制模块801和第二电机驱动控制模块802，第一电机驱动控制模块801连接在路感模拟器20和路感模拟电机40之间，以对路感模拟电机40的工作进行控制；第二电机驱动控制模块802连接在线控转向器30和转向执行电机50之间，以对转向执行电机50的工作进行控制。通过设置独立的电机驱动控制模块，可以保证对各电机的精准控制。

在一些实施例中，如图1所示，车辆控制系统还包括设置在所述线控转向器30和所述第二电机驱动控制模块802之间的电机角度控制模块803。本实施例中，线控转向器30发送目标角度后，可以通过电机角度控制模块803将目标角度转化为电机目标电流，进而通过第二电机驱动控制模块802以该目标电流驱动转向执行电机50转动工作实现转向执行，并在转向执行电机50转动时，将转向执行电机50的扭矩和电机位置信息反馈至整车中央网关10。

在一些实施例中，所述整车中央网关10与所述路感模拟器20和所述线控转向器30通过第一CAN总线连接，所述路感模拟器20与所述线控转向器30通过第二CAN总线连接。即整车中央网关10通过第一CAN总线与路感模拟器20和线控转向器30双向通信，实现整车控制；路感模拟器20与线控转向器30通过第二CAN总线这一私有CAN总线实现相互通信，可以保证通信的安全性。

在一些实施例中，车辆转向控制系统还包括与所述整车中央网关10连接的第一反馈模块和第二反馈模块，所述第一反馈模块与所述路感模拟电机40连接，所述第二反馈模块与所述转向执行电机50连接。即本实施例中，可以设置独立的反馈模块，以在路感模拟电机40和转向执行电机50工作时，及时反馈电机的转矩和位置信息等。

本公开实施例还提供一种车辆，所述车辆包括上述实施例中的车辆转向控制系统。

本公开实施例提供的车辆对应于上述实施例的车辆转向控制系统，车辆转向控制系统实施例中的任何可选项也适用于车辆的实施例，此处不再赘述。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种车辆转向控制系统，其特征在于，包括整车中央网关以及与所述整车中央网关分别连接的路感模拟器和线控转向器，所述路感模拟器连接有路感模拟电机，所述线控转向器连接有转向执行电机，所述路感模拟器与所述线控转向器连接，所述路感模拟器能够根据接收的车辆运行信息进行路感模拟，确定所述路感模拟电机的路感模拟信息，所述线控转向器能够根据所述车辆运行信息和所述路感模拟信息确定所述转向执行电机的目标转向执行信息，所述路感模拟器和所述线控转向器通过所述整车中央网关进行信息传递，且所述路感模拟器和所述线控转向器相互通信。

2.根据权利要求1所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述车辆转向控制系统还包括与所述整车中央网关连接的制动集成控制模块，所述制动集成控制模块与设置在各车轮的制动模块连接。

3.根据权利要求1所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述车辆转向控制系统还包括第一电机驱动控制模块和第二电机驱动控制模块，所述第一电机驱动控制模块连接在所述路感模拟器和所述路感模拟电机之间，所述第二电机驱动控制模块连接在所述线控转向器和所述转向执行电机之间。

4.根据权利要求3所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述车辆转向控制系统还包括设置在所述线控转向器和所述第二电机驱动控制模块之间的电机角度控制模块。

5.根据权利要求1所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述路感模拟器和所述线控转向器分别通过至少两路总线连接至所述整车中央网关。

6.根据权利要求5所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述整车中央网关与所述路感模拟器和所述线控转向器通过第一CAN总线连接，所述路感模拟器与所述线控转向器通过第二CAN总线连接。

7.根据权利要求2所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述制动集成控制模块包括集成化制动控制模块和电子稳定控制模块。

8.根据权利要求1所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述车辆转向控制系统还包括与所述整车中央网关连接的第一反馈模块和第二反馈模块，所述第一反馈模块与所述路感模拟电机连接，所述第二反馈模块与所述转向执行电机连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆转向控制系统，其特征在于，所述车辆运行信息包括车辆故障信息和/或车辆状态信息。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的车辆转向控制系统。

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