本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自動駕駛汽車(autonomousvehicles/self-pilotingautomobile)又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機(jī)器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛。

執(zhí)行系統(tǒng)是自動駕駛技術(shù)中不可或缺的一環(huán)，而線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又是執(zhí)行系統(tǒng)中必不可少的。當(dāng)前大多數(shù)自動駕駛汽車，均是在原有電動助力轉(zhuǎn)向(electricpowersteering，eps)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加eps跟隨控制器發(fā)送期望方向盤角度或期望方向盤力矩的功能，作為自動駕駛汽車的線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行系統(tǒng)。

現(xiàn)有的這種方案存在著主要的風(fēng)險是車輛失穩(wěn)、車輛行駛不舒適。例如：在高速直線行駛時，非預(yù)期的快速大角度轉(zhuǎn)向動作；轉(zhuǎn)向過程中，方向盤小角度來回的抖動。導(dǎo)致這種風(fēng)險的原因可以歸為：感知、決策等上層系統(tǒng)的故障，導(dǎo)致發(fā)送給線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動作指令本身會引起車輛失穩(wěn)或舒適性不佳；發(fā)送給線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的指令在傳輸過程中受到干擾而跳變?yōu)榉钦５闹怠?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提出一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例第一方面提供一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括步驟：

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；并將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值發(fā)送給電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接收所述上層控制器發(fā)送的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值、與接收的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值進(jìn)行比對；若計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差、和計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差超出第一閾值，則以方向盤全角度行程為所述方向盤角度限制值，以方向盤轉(zhuǎn)動的最高的角速度值為所述方向盤角速度限制值；否則以接收的方向盤角度限制值為所述方向盤角度限制值，以接收的方向盤角速度限制值為所述方向盤角速度限制值。

進(jìn)一步地，所述方法還包括步驟：

所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角加速度值；若計算的方向盤角加速度值超出第二閾值，則對所述方向盤期望角度值進(jìn)行平滑修正。

進(jìn)一步地，所述方法還包括步驟：

所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角速度值；若計算的方向盤角速度值大于方向盤角速度限制值，則根據(jù)所述方向盤角速度限制值修改方向盤期望角度值。

進(jìn)一步地，所述方法還包括步驟：

若修改后的方向盤期望角度值大于方向盤角度限制值時，則將方向盤角度限制值設(shè)置為方向盤期望角度值。

進(jìn)一步地，所述計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角度限制值-控制器計算的方向盤角度限制值|/max{計算的方向盤角度限制值，控制器計算的方向盤角度限制值}；

所述計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角速度限制值-控制器計算的方向盤角速度限制值|/max{計算的方向盤角速度限制值，控制器計算的方向盤角速度限制值}。

此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例第二方面提供一種電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器；

所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器，用于實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；并將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值發(fā)送給電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于接收所述上層控制器發(fā)送的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值、與接收的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值進(jìn)行比對；若計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差、和計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差超出第一閾值，則以方向盤全角度行程為所述方向盤角度限制值，以方向盤轉(zhuǎn)動的最高的角速度值為所述方向盤角速度限制值；否則以接收的方向盤角度限制值為所述方向盤角度限制值，以接收的方向盤角速度限制值為所述方向盤角速度限制值。

進(jìn)一步地，所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還用于獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角加速度值；若計算的方向盤角加速度值超出第二閾值，則對所述方向盤期望角度值進(jìn)行平滑修正。

進(jìn)一步地，所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還用于獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角速度值；若計算的方向盤角速度值大于方向盤角速度限制值，則根據(jù)所述方向盤角速度限制值修改方向盤期望角度值。

進(jìn)一步地，所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還用于若修改后的方向盤期望角度值大于方向盤角度限制值時，則將方向盤角度限制值設(shè)置為方向盤期望角度值。

進(jìn)一步地，所述計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角度限制值-控制器計算的方向盤角度限制值|/max{計算的方向盤角度限制值，控制器計算的方向盤角度限制值}；

所述計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角速度限制值-控制器計算的方向盤角速度限制值|/max{計算的方向盤角速度限制值，控制器計算的方向盤角速度限制值}。

本發(fā)明實施例的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法及系統(tǒng)，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與控制器各自計算，然后相互校核確認(rèn)出涉及轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性控制邊界(方向盤角度限制值及方向盤角速度限制值)，同時電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前接收到的期望角度值與以往執(zhí)行的期望角度值，檢查當(dāng)前接收到的期望角度值是否有違車輛穩(wěn)定性及舒適性要求，若有則對當(dāng)前接收的期望角度值做相應(yīng)的修正后執(zhí)行。實現(xiàn)了在接收到可能使車輛失穩(wěn)或行駛不舒適的異常信號時，識別并采取相應(yīng)措施降低失穩(wěn)和提高行駛的舒適性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法另一流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

現(xiàn)在將參考附圖描述實現(xiàn)本發(fā)明各個實施例的。在后續(xù)的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本發(fā)明的說明，其本身并沒有特定的意義。

還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，在本發(fā)明說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“和/或”是指相關(guān)聯(lián)列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可能組合，并且包括這些組合。

在本發(fā)明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖1所示，本發(fā)明第一實施例提供一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，該方法包括步驟：

10、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；并將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值發(fā)送給電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

在本實施例中，車輛當(dāng)前狀態(tài)包括車速、路面附著系數(shù)及胎壓。

具體地，車速為輪速傳感器測量的當(dāng)前車速，路面附著系數(shù)為由電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)估算的當(dāng)前四個車輪所接觸路面的路面附著系數(shù)，胎壓為胎壓監(jiān)測系統(tǒng)測量的四個輪胎胎壓。

11、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接收上層控制器發(fā)送的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值。

12、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值、與接收的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值進(jìn)行比對；若計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差、和計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差超出第一閾值，則以方向盤全角度行程為方向盤角度限制值，以方向盤轉(zhuǎn)動的最高的角速度值為方向盤角速度限制值；否則以接收的方向盤角度限制值為方向盤角度限制值，以接收的方向盤角速度限制值為方向盤角速度限制值。

在本實施例中，計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角度限制值-控制器計算的方向盤角度限制值|/max{計算的方向盤角度限制值，控制器計算的方向盤角度限制值}；

計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角速度限制值-控制器計算的方向盤角速度限制值|/max{計算的方向盤角速度限制值，控制器計算的方向盤角速度限制值}。

在本實施例中，方向盤全角度行程為方向盤往左或者往右可以轉(zhuǎn)到的最大位置。

在本實施例中，方向盤角度限制值為當(dāng)前時刻允許方向盤轉(zhuǎn)到的最大角度。例如，當(dāng)該值為500°時，方向盤允許轉(zhuǎn)到的角度即為±500°。

在本實施例中，方向盤角速度限制值為當(dāng)前時刻允許方向盤轉(zhuǎn)動的最大角速度。即車輛不能以超過角速度限制值的速度去轉(zhuǎn)動方向盤。

請參考圖2所示，在本實施例中，該方法還包括步驟：

13、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角加速度值；若計算的方向盤角加速度值超出第二閾值，則對方向盤期望角度值進(jìn)行平滑修正。

在本實施例中，已執(zhí)行的方向盤期望角度值為上一控制循環(huán)實際執(zhí)行的方向盤期望角度值。

在本實施例中，方向盤角加速度值為方向盤角度的二次微分，使用當(dāng)前獲取到的方向盤期望角度值及已執(zhí)行的方向盤期望角度值計算。

請參考圖2所示，在本實施例中，該方法還包括步驟：

14、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲取平滑修正后的方向盤期望角度值；根據(jù)平滑修正后的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角速度值；若計算的方向盤角速度值大于方向盤角速度限制值，則根據(jù)方向盤角速度限制值修改方向盤期望角度值。

在本實施例中，方向盤角速度值為方向盤角度的微分，使用當(dāng)前獲取到的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值計算。

在另一種實施方式中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也可獲取方向盤期望角度值；根據(jù)方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角速度值；若計算的方向盤角速度值大于方向盤角速度限制值，則根據(jù)方向盤角速度限制值修改方向盤期望角度值。

請再參考圖2所示，在本實施例中，該方法還包括步驟：

15、若修改后的方向盤期望角度值大于方向盤角度限制值時，則將方向盤角度限制值設(shè)置為方向盤期望角度值。

本發(fā)明實施例的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與控制器各自計算，然后相互校核確認(rèn)出涉及轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性控制邊界(方向盤角度限制值及方向盤角速度限制值)，同時電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前接收到的期望角度值與以往執(zhí)行的期望角度值，檢查當(dāng)前接收到的期望角度值是否有違車輛穩(wěn)定性及舒適性要求，若有則對當(dāng)前接收的期望角度值做相應(yīng)的修正后執(zhí)行。實現(xiàn)了在接收到可能使車輛失穩(wěn)或行駛不舒適的異常信號時，識別并采取相應(yīng)措施降低失穩(wěn)和提高行駛的舒適性。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種系統(tǒng)。

參照圖3，圖3為本發(fā)明第二實施例提供一種電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器20；

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器20，用于實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；并將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值發(fā)送給電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

在本實施例中，車輛當(dāng)前狀態(tài)包括車速、路面附著系數(shù)及胎壓。

具體地，車速為輪速傳感器測量的當(dāng)前車速，路面附著系數(shù)為由電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)估算的當(dāng)前四個車輪所接觸路面的路面附著系數(shù)，胎壓為胎壓監(jiān)測系統(tǒng)測量的四個輪胎胎壓。

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21，用于接收電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的上層控制器20發(fā)送的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；實時監(jiān)測車輛當(dāng)前狀態(tài)，計算表征車輛失穩(wěn)邊界的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值；將計算的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值、與接收的方向盤角度限制值和方向盤角速度限制值進(jìn)行比對；若計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差、和計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差超出第一閾值，則以方向盤全角度行程為所述方向盤角度限制值，以方向盤轉(zhuǎn)動的最高的角速度值為所述方向盤角速度限制值；否則以接收的方向盤角度限制值為所述方向盤角度限制值，以接收的方向盤角速度限制值為所述方向盤角速度限制值。

在本實施例中，計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角度限制值-控制器計算的方向盤角度限制值|/max{計算的方向盤角度限制值，控制器計算的方向盤角度限制值}；

計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角速度限制值-控制器計算的方向盤角速度限制值|/max{計算的方向盤角速度限制值，控制器計算的方向盤角速度限制值}。

在本實施例中，方向盤全角度行程為方向盤往左或者往右可以轉(zhuǎn)到的最大位置。

在本實施例中，方向盤角度限制值為當(dāng)前時刻允許方向盤轉(zhuǎn)到的最大角度。例如，當(dāng)該值為500°時，方向盤允許轉(zhuǎn)到的角度即為±500°。

在本實施例中，方向盤角速度限制值為當(dāng)前時刻允許方向盤轉(zhuǎn)動的最大角速度。即車輛不能以超過角速度限制值的速度去轉(zhuǎn)動方向盤。

在一種實施方式中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21，還用于獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角加速度值；若計算的方向盤角加速度值超出第二閾值，則對所述方向盤期望角度值進(jìn)行平滑修正。

在本實施例中，已執(zhí)行的方向盤期望角度值為上一控制循環(huán)實際執(zhí)行的方向盤期望角度值。

在本實施例中，方向盤角加速度值為方向盤角度的二次微分，使用當(dāng)前獲取到的方向盤期望角度值及已執(zhí)行的方向盤期望角度值計算。

在一種實施方式中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21，還用于獲取方向盤期望角度值；根據(jù)獲取的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角速度值；若計算的方向盤角速度值大于方向盤角速度限制值，則根據(jù)所述方向盤角速度限制值修改方向盤期望角度值。

在本實施例中，方向盤角速度值為方向盤角度的微分，使用當(dāng)前獲取到的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值計算。

可以理解的，在本實施例中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21也可獲取平滑修正后的方向盤期望角度值；根據(jù)平滑修正后的方向盤期望角度值和已執(zhí)行的方向盤期望角度值，計算方向盤角速度值；若計算的方向盤角速度值大于方向盤角速度限制值，則根據(jù)方向盤角速度限制值修改方向盤期望角度值。

在另一種實施方式中，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)21，還用于若修改后的方向盤期望角度值大于方向盤角度限制值時，則將方向盤角度限制值設(shè)置為方向盤期望角度值。

10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計算的方向盤角度限制值與接收的方向盤角度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角度限制值-控制器計算的方向盤角度限制值|/max{計算的方向盤角度限制值，控制器計算的方向盤角度限制值}；

所述計算的方向盤角速度限制值與接收的方向盤角速度限制值的相對誤差為：|計算的方向盤角速度限制值-控制器計算的方向盤角速度限制值|/max{計算的方向盤角速度限制值，控制器計算的方向盤角速度限制值}。

本發(fā)明實施例的電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與控制器各自計算，然后相互校核確認(rèn)出涉及轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性控制邊界(方向盤角度限制值及方向盤角速度限制值)，同時電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前接收到的期望角度值與以往執(zhí)行的期望角度值，檢查當(dāng)前接收到的期望角度值是否有違車輛穩(wěn)定性及舒適性要求，若有則對當(dāng)前接收的期望角度值做相應(yīng)的修正后執(zhí)行。實現(xiàn)了在接收到可能使車輛失穩(wěn)或行駛不舒適的異常信號時，識別并采取相應(yīng)措施降低失穩(wěn)和提高行駛的舒適性。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。