一种线控转向系统及其转向控制方法

本发明涉及电动汽车，具体涉及一种线控转向系统及其转向控制方法。

背景技术：

1、线控转向系统是线控底盘系统的主要分支产品，是智能驾驶汽车在底盘执行端的重要部件，线控转向系统主要是按车辆决策层的位置控制指令实现汽车转向角度的精确控制。由于智能驾驶系统的转向角度指令是实时变化的，在不同的路况下，转向执行器都必须能够快速、准确地按车辆的位置控制指令进行动作。

2、现有技术中，为了避免线控转向系统缺少和驾驶员控制之间的机械连接造成的安全性能缺失，所以一般会增加安全容错设计，从而能够提供备用转向功能，在系统层面保证该系统的安全性，在目前的相关技术中，一般是针对ecu（车辆控制系统）和电机进行安全冗余，而转向执行模块的输出检测装置由于安装环境恶劣和尺寸限制很难进行物理或其他形式上的冗余，因此，没有考虑到执行模块的反馈输入的安全性冗余。

技术实现思路

1、本技术实施例提供的一种线控转向系统及其转向控制方法，解决了现有线控转向系统无法对转向执行模块中的输出检测装置进行安全冗余的问题。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种线控转向系统的转向控制方法，所述线控转向系统包括转向盘模块，主控制器，备用控制器和输出检测装置，所述输出检测装置用于检测转向机构的实时转向转角，所述转向控制方法包括：

3、所述转向盘模块接收用户发出的转向指令，根据所述转向指令得到目标转向转角并输出给所述主控制器和备用控制器；

4、所述主控制器根据所述目标转向转角以及所述输出检测装置检测的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制；

5、检测所述输出检测装置是否出现故障；

6、在所述输出检测装置出现故障时，所述主控制器停止对转向机构的转向闭环控制，并由所述备用控制器根据所述目标转向转角模拟出转向机构的实时转向转角，根据所述目标转向转角以及模拟的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制；或者，

7、在所述输出检测装置出现故障时，所述备用控制器根据所述目标转向转角模拟出转向机构的实时转向转角，所述主控制器改为根据所述目标转向转角以及模拟的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制。

8、在一种能够实现的实施方式中，所述备用控制器根据所述目标转向转角模拟出转向机构的实时转向转角，包括：

9、所述备用控制器将所述目标转向转角输入到预设的转向机构的系统模型中，得到所述系统模型输出的模拟的实时转向转角；其中，所述系统模型包含有：反映目标转向转角与模拟的实时转向转角之间函数关系的函数关系式。

10、在一种能够实现的实施方式中，所述函数关系式具有关键参数矩阵，所述关键参数矩阵影响目标转向转角与模拟的实时转向转角之间的函数关系；所述方法还包括：

11、获取所述输出检测装置反馈的实时转向转角；

12、判断所述模拟的实时转向转角与所述实时转向转角之间的差值是否超过预设阈值，若是，则根据所述差值的大小和方向调节所述关键参数矩阵，使下一循环指令中采用调节后的关键参数矩阵对所述系统模型进行调节，直至所述差值不超过所述预设阈值；否则，在下一循环指令中继续采用当前的所述关键参数矩阵对所述系统模型进行调节。

13、在一种能够实现的实施方式中，初始的关键参数矩阵通过如下方式得到：

14、外部推力装置根据多个不同的目标转向角度，依次推动所述转向机构转向；所述输出检测装置检测不同目标转向角度下所述转向机构的实时转向转角；

15、对各个目标转向角度以及对应检测的实时转向转角进行曲线拟合，得到关键参数矩阵。

16、在一种能够实现的实施方式中，所述对各个目标转向角度以及对应检测的实时转向转角进行曲线拟合的拟合公式表示为：

17、；

18、式中，表示关键参数矩阵，表示第 i个目标转向角度对应的权重， i表示第 i个目标转向角度， n表示设置的目标转向角度的个数，表示车辆转角的实际输出值，表示系统模型仿真输出值。

19、在一种能够实现的实施方式中，不同车速的情况下对应设置有调节系数，所述判断所述模拟的实时转向转角与所述实时转向转角之间的差值是否超过预设阈值之前，还包括：

20、根据车辆当前的车速确定对应的调节系数；

21、根据所述调节系数对所述关键参数矩阵进行调节。

22、在一种能够实现的实施方式中，所述根据所述差值的大小和方向调节所述关键参数矩阵，包括：

23、当下一循环指令中所述差值大于前一循环指令中的差值时，根据所述差值增大的比例调节所述关键参数矩阵，以使所述模拟的实时转向转角向所述实时转向转角靠近的调节幅度增大；

24、当下一循环指令中所述差值小于前一循环指令中的差值时，根据所述差值减小的比例调节所述关键参数矩阵，以使所述模拟的实时转向转角向所述实时转向转角靠近的调节幅度减小。

25、在一种能够实现的实施方式中，所述根据所述差值的大小和方向调节所述关键参数矩阵之后，还包括：

26、将调节后的所述关键参数矩阵写入只读存储器中，并使调节后的所述关键参数矩阵覆盖上一次写入的关键参数矩阵。

27、在一种能够实现的实施方式中，所述检测所述输出检测装置是否出现故障，包括：

28、获取所述实时转向转角的范围和有效性，根据所述实时转向转角的范围和有效性判断所述输出检测装置是否出现故障。

29、在一种能够实现的实施方式中，检测所述输出检测装置未出现故障，还包括：

30、将所述输出检测装置输出的实时转向转角信号实时发送至所述备用控制器；

31、将所述实时转向转角信号与所述模拟的实时转向转角做校对，得到校对结果；

32、根据所述校对结果实时调控所述关键参数矩阵。

33、根据第二方面，一种实施例中提供一种线控转向系统，包括转向盘模块，主控制器，备用控制器和输出检测装置，所述输出检测装置用于检测转向机构的实时转向转角；

34、所述转向盘模块接收用户发出的转向指令，根据所述转向指令得到目标转向转角并输出给所述主控制器和备用控制器；

35、所述主控制器根据所述目标转向转角以及所述输出检测装置检测的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制；

36、所述线控转向系统还包括：

37、检测模块，用于检测所述输出检测装置是否出现故障；

38、在所述输出检测装置出现故障时，所述主控制器停止对转向机构的转向闭环控制，并由所述备用控制器根据所述目标转向转角模拟出转向机构的实时转向转角，根据所述目标转向转角以及模拟的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制；或者，

39、在所述输出检测装置出现故障时，所述备用控制器根据所述目标转向转角模拟出转向机构的实时转向转角，所述主控制器改为根据所述目标转向转角以及模拟的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制。

40、根据第三方面，一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的线控转向系统的转向控制方法。

41、据上述实施例的线控转向系统及其转向控制方法，将接收的转向指令转换为目标转向转角后输出给主控制器和备用控制器，在车辆正常行驶时，主控制器根据该目标转向转角以及输出检测装置检测的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制，当检测到输出检测装置出现故障时，主控制器停止转向闭环控制，并由备用控制器根据目标转向转角模拟出转向机构的实时转向转角，然后通过目标转向转角以及模拟的实时转向转角对转向机构的转向进行闭环控制。通过本技术的上述方案，采用备用控制器进行转向闭环控制冗余，在主控制器的转向闭环出现故障时，通过备用控制器向转向机构提供安全保护，在不增加该输出检测装置任何成本和尺寸的情况下，仍能有效提高整个系统的安全性。