一种汽车方向盘的回正控制方法及装置与流程

本技术涉及整车控制，具体而言，涉及一种汽车方向盘的回正控制方法及装置。

背景技术：

1、车辆在行驶过程中，当松开方向盘时，转向系统需具备方向盘自动回到中位的能力，且回正速度需连续、自然可控。车辆在低速行驶时，由于车轮与地面存在比较大的摩擦力矩，不利于回正，而当车辆在高速行驶过程中，车轮与地面摩擦变小，转动惯量大，方向盘容易超调，且容易引起震荡，不利于驾驶安全。现有技术中，通常预先建立的方向盘初始转角与回正转角的对应矩阵表，然后确定方向盘初始转角的转向回正修正值，再基于转向回正修正值控制车辆的方向盘回正。然而，在实践中发现，现有方法基于方向盘转角进行开环控制，该开环控制策略无法控制方向盘回正过程中方向盘转速的快慢，容易造成回正过程中转速不连续性。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种汽车方向盘的回正控制方法及装置，能够基于方向盘转角以及方向盘转速进行双环pid嵌套控制，使低速回正连续顺畅且回正残余角小，中高速回正速度适中且避免回正超调。

2、本技术第一方面提供了一种汽车方向盘的回正控制方法，包括：

3、预先配置第一环pid控制器参数、第二环pid控制器参数、方向盘力矩增益系数和车速增益系数；

4、当检测到目标汽车的方向盘转动时，检测方向盘实际转角；

5、根据所述方向盘实际转角确定方向盘实际转速；

6、根据所述第一环pid控制器参数、所述方向盘实际转角和预设回正目标转角进行第一环控制计算，得到方向盘的目标回正转速；

7、基于所述目标回正转速、所述方向盘实际转速和所述第二环pid控制器参数进行第二环控制计算，得到第一目标转向回正力矩；

8、根据所述方向盘力矩增益系数、所述车速增益系数和所述第一目标转向回正力矩，计算最终回正控制力矩；

9、基于所述最终回正控制力矩对所述目标汽车执行相应的方向盘回正控制操作。

10、在上述实现过程中，该方法提出了一种基于方向盘转角以及方向盘转速的双pid闭环回正控制方法。具体的，该方法能够基于方向盘转角目标为0°进行闭环控制，以使松手后的方向盘能够回到中位，从而能够更准确地调整回正过程中的方向盘转速，实现低速快速回正，高速抑制回正超调的效果。

11、进一步地，所述根据所述方向盘实际转角确定方向盘实际转速，包括：

12、通过eps控制器对所述方向盘实际转角进行求导处理，得到求导信号；

13、对所述求导信号进行低通滤波处理，得到方向盘实际转速。

14、进一步地，所述根据所述第一环pid控制器参数、所述方向盘实际转角和预设回正目标转角进行第一环控制计算，得到方向盘的目标回正转速，包括：

15、基于所述方向盘实际转角和预设回正目标转角，计算第一环pid控制偏差；

16、根据所述第一环pid控制器参数和所述第一环pid控制偏差，计算方向盘的目标回正转速；其中，所述第一环pid控制器参数包括系数kp1、ki1和kd1。

17、进一步地，所述基于所述目标回正转速、所述方向盘实际转速和所述第二环pid控制器参数进行第二环控制计算，得到第一目标转向回正力矩，包括：

18、基于所述目标回正转速和所述方向盘实际转速，计算第二环pid控制偏差；

19、根据所述第二环pid控制器参数和所述第二环pid控制偏差计算第一目标转向回正力矩；其中，所述第二环pid控制器参数包括系数kp2、ki2和kd2。

20、进一步地，所述根据所述方向盘力矩增益系数、所述车速增益系数和所述第一目标转向回正力矩，计算最终回正控制力矩，包括：

21、根据所述方向盘力矩增益系数和所述第一目标转向回正力矩，计算第二目标转向回正力矩；

22、根据所述车速增益系数和所述第二目标转向回正力矩，计算最终回正控制力矩。

23、进一步地，所述基于所述最终回正控制力矩对所述目标汽车执行相应的方向盘回正控制操作，包括：

24、通过eps控制器将所述最终回正控制力矩转换为目标电流值；

25、基于所述目标电流值驱动转向助力电机对所述目标汽车执行相应的方向盘回正控制操作。

26、进一步地，在所述根据所述方向盘实际转角确定方向盘实际转速之后，所述方法还包括：

27、根据预设的积分系数限制条件、所述方向盘实际转角和所述方向盘实际转速，确定所述ki1和ki2的值，并执行所述的根据所述第一环pid控制器参数、所述方向盘实际转角和预设回正目标转角进行第一环控制计算，得到方向盘的目标回正转速。

28、本技术第二方面提供了一种汽车方向盘的回正控制装置，所述汽车方向盘的回正控制装置包括：

29、预先配置单元，用于预先配置第一环pid控制器参数、第二环pid控制器参数、方向盘力矩增益系数和车速增益系数；

30、检测单元，用于当检测到目标汽车的方向盘转动时，检测方向盘实际转角；

31、确定单元，用于根据所述方向盘实际转角确定方向盘实际转速；

32、第一环控制计算单元，用于根据所述第一环pid控制器参数、所述方向盘实际转角和预设回正目标转角进行第一环控制计算，得到方向盘的目标回正转速；

33、第二环控制计算单元，用于基于所述目标回正转速、所述方向盘实际转速和所述第二环pid控制器参数进行第二环控制计算，得到第一目标转向回正力矩；

34、计算单元，用于根据所述方向盘力矩增益系数、所述车速增益系数和所述第一目标转向回正力矩，计算最终回正控制力矩；

35、回正控制单元，用于基于所述最终回正控制力矩对所述目标汽车执行相应的方向盘回正控制操作。

36、进一步地，所述确定单元包括：

37、处理子单元，用于通过eps控制器对所述方向盘实际转角进行求导处理，得到求导信号；

38、确定子单元，用于对所述求导信号进行低通滤波处理，得到方向盘实际转速。

39、进一步地，所述第一环控制计算单元，具体用于基于所述方向盘实际转角和预设回正目标转角，计算第一环pid控制偏差；

40、所述第一环控制计算单元，具体还用于根据所述第一环pid控制器参数和所述第一环pid控制偏差，计算方向盘的目标回正转速；其中，所述第一环pid控制器参数包括系数kp1、ki1和kd1。

41、进一步地，所述第二环控制计算单元，具体用于基于所述目标回正转速和所述方向盘实际转速，计算第二环pid控制偏差；

42、所述第二环控制计算单元，具体还用于根据所述第二环pid控制器参数和所述第二环pid控制偏差计算第一目标转向回正力矩；其中，所述第二环pid控制器参数包括系数kp2、ki2和kd2。

43、进一步地，所述计算单元，具体用于根据所述方向盘力矩增益系数和所述第一目标转向回正力矩，计算第二目标转向回正力矩；

44、所述计算单元，具体还用于根据所述车速增益系数和所述第二目标转向回正力矩，计算最终回正控制力矩。

45、进一步地，所述回正控制单元包括：

46、转换子单元，用于通过eps控制器将所述最终回正控制力矩转换为目标电流值；

47、控制子单元，用于基于所述目标电流值驱动转向助力电机对所述目标汽车执行相应的方向盘回正控制操作。

48、进一步地，所述确定单元，还用于在所述根据所述方向盘实际转角确定方向盘实际转速之后，根据预设的积分系数限制条件、所述方向盘实际转角和所述方向盘实际转速，确定所述ki1和ki2的值，并触发所述第一环控制计算单元执行所述的根据所述第一环pid控制器参数、所述方向盘实际转角和预设回正目标转角进行第一环控制计算，得到方向盘的目标回正转速。

49、本技术第三方面提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行本技术第一方面中任一项所述的汽车方向盘的回正控制方法。

50、本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行本技术第一方面中任一项所述的汽车方向盘的回正控制方法。

51、本技术的有益效果为：该方法及装置能够基于方向盘转角以及方向盘转速进行双环pid嵌套控制，使低速回正连续顺畅且回正残余角小，中高速回正速度适中且避免回正超调。