一种车辆转向控制方法及装置与流程

本技术涉及整车控制，具体而言，涉及一种车辆转向控制方法及装置。

背景技术：

1、线控转向技术摆脱传统转向系统的机械限制，使设计者可以根据驾驶员的驾驶偏好进行方向盘传动比的设计，同时也能提高车辆的操纵稳定性以及驾驶安全性。现有的转向控制方法，通常基于线控转向系统切换车辆传动比的切换，来实现车辆的转向。然而，在实践中发现，现有方法在切换传动比控制车辆转向时，存在前轮转角响应延迟性等问题，同时，现有方法无法根据车辆的实际状态对前轮转角进行修正补偿，降低了车辆的安全性与稳定性，降低了用户的驾驶体验。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种车辆转向控制方法及装置，能够基于可变传动比算法准确确定执行机构转角，并进一步通过补偿确定出准确的车辆实际前轮转角，从而以此来提高车辆线控的安全性与稳定性。

2、本技术第一方面提供了一种车辆转向控制方法，包括：

3、通过tas传感器采集待控制车辆的方向盘转角信号；

4、根据所述方向盘转角信号和预设的可变传动比算法，计算转向执行机构转角；

5、根据所述转向执行机构转角和预先构建的二自由度车辆模型，计算理想横摆角速度；

6、获取车辆实际横摆角速度；

7、根据所述车辆实际横摆角速度和所述理想横摆角速度计算前轮转角补偿量；

8、根据所述前轮转角补偿量和所述转向执行机构转角计算车辆实际前轮转角；

9、根据所述车辆实际前轮转角控制车辆执行相应的转向操作。

10、在上述实现过程中，该方法能够通过更有效的传动比算法更便捷、准确地确定出执行机构转角，再通过二自由度车辆模型和补偿算法更稳定的确定出实际前轮转角，从而以此来提高线控转向系统的稳定性、便捷性和准确性。

11、进一步地，所述根据所述方向盘转角信号和预设的可变传动比算法，计算转向执行机构转角，包括：

12、获取预设的可变传动比算法；

13、确定所述待控制车辆的当前运行工况；

14、根据所述当前运行工况确定所述可变传动比算法的算法参数；其中，所述算法参数包括斜率参数和横坐标参数；

15、根据所述方向盘转角信号确定方向盘转角；

16、根据所述方向盘转角、所述算法参数和所述可变传动比算法，计算转向执行机构转角。

17、进一步地，所述可变传动比算法包括五部分函数；所述五部分函数包括ab段函数、bc段函数、cd段函数、de段函数和ef段函数，其中，

18、所述ab段函数为：

19、θa=kd⋅θsw，if ∣θa∣＜p0；

20、所述bc段函数为：

21、，if p0≤∣θa∣＜p0+p1；

22、所述cd段函数为：

23、，if p0+p1≤∣θa∣＜p3；

24、所述de段函数为：

25、，if p3≤∣θa∣＜p3+p4；

26、所述ef段函数为：

27、，if ∣θa∣≥p4；

28、其中，θsw为所述方向盘转角，θa为转向执行机构转角，p0、p1、p3和p4为所述横坐标参数，kd、k2和k5为所述斜率参数。

29、进一步地，所述二自由度车辆模型为：

30、

31、

32、其中，m为所述待控制车辆的整车质量，vx是所述待控制车辆的纵向速度，vy是所述待控制车辆的侧向速度；lf为所述待控制车辆质心到前轴的距离，lr为所述待控制车辆质心到后轴的距离，cf为所述待控制车辆的前轮侧偏刚度，cr为所述待控制车辆的后轮侧偏刚度，iz为车辆转动惯量，ω为车辆横摆角速度，δa为前轮转角，β为质心侧偏角，为横摆角加速度，为侧向加速度。

33、进一步地，所述根据所述转向执行机构转角和预先构建的二自由度车辆模型，计算理想横摆角速度，包括：

34、根据所述转向执行机构转角计算车辆前轮转角；

35、根据预先构建的二自由度车辆模型和所述车辆前轮转角，计算理想横摆角速度。

36、进一步地，计算理想横摆角速度的公式为：

37、；

38、；

39、；

40、其中，ωdes为所述理想横摆角速度，k为车辆稳定性因数，l为车辆轴距，δa为所述车辆前轮转角。

41、进一步地，所述根据所述车辆实际横摆角速度和所述理想横摆角速度计算前轮转角补偿量，包括：

42、根据所述理想横摆角速度和所述车辆实际横摆角速度，计算横摆角速度差值；

43、根据所述横摆角速度差值和预先构建的滑模控制补偿算法计算前轮转角补偿量。

44、进一步地，所述滑模控制补偿算法包括：

45、u=δδ=u1+u2；

46、；

47、；

48、；

49、其中，u为前轮转角补偿量，δδ为滑模控制器输出的补偿转角，u1为滑模等效控制律的控制量，u2为切换控制量，c为滑模控制器控制增益，e为跟踪误差，η为控制参数，sig（s）为sigmoid函数。

50、进一步地，所述根据所述前轮转角补偿量和所述转向执行机构转角计算车辆实际前轮转角，包括：

51、根据所述转向执行机构转角计算车辆前轮转角；

52、根据所述前轮转角补偿量和所述车辆前轮转角，计算车辆实际前轮转角。

53、本技术第二方面提供了一种车辆转向控制装置，所述车辆转向控制装置包括：

54、采集单元，用于通过tas传感器采集待控制车辆的方向盘转角信号；

55、第一计算单元，用于根据所述方向盘转角信号和预设的可变传动比算法，计算转向执行机构转角；

56、第二计算单元，用于根据所述转向执行机构转角和预先构建的二自由度车辆模型，计算理想横摆角速度；

57、获取单元，用于获取车辆实际横摆角速度；

58、第三计算单元，用于根据所述车辆实际横摆角速度和所述理想横摆角速度计算前轮转角补偿量；

59、第四计算单元，用于根据所述前轮转角补偿量和所述转向执行机构转角计算车辆实际前轮转角；

60、控制单元，用于根据所述车辆实际前轮转角控制所述待控制车辆执行相应的转向操作。

61、进一步地，所述第一计算单元包括：

62、获取子单元，用于获取预设的可变传动比算法；

63、确定子单元，用于确定所述待控制车辆的当前运行工况；

64、所述确定子单元，还用于根据所述当前运行工况确定所述可变传动比算法的算法参数；其中，所述算法参数包括斜率参数和横坐标参数；

65、所述确定子单元，还用于根据所述方向盘转角信号确定方向盘转角；

66、计算子单元，用于根据所述方向盘转角、所述算法参数和所述可变传动比算法，计算转向执行机构转角。

67、进一步地，所述可变传动比算法包括五部分函数；所述五部分函数包括ab段函数、bc段函数、cd段函数、de段函数和ef段函数，其中，

68、所述ab段函数为：

69、θa=kd⋅θsw，if ∣θa∣＜p0；

70、所述bc段函数为：

71、，if p0≤∣θa∣＜p0+p1；

72、所述cd段函数为：

73、，if p0+p1≤∣θa∣＜p3；

74、所述de段函数为：

75、，if p3≤∣θa∣＜p3+p4；

76、所述ef段函数为：

77、，if ∣θa∣≥p4；

78、其中，θsw为所述方向盘转角，θa为转向执行机构转角，p0、p1、p3和p4为所述横坐标参数，kd、k2和k5为所述斜率参数。

79、进一步地，所述二自由度车辆模型为：

80、

81、

82、其中，m为所述待控制车辆的整车质量，vx是所述待控制车辆的纵向速度，vy是所述待控制车辆的侧向速度；lf为所述待控制车辆质心到前轴的距离，lr为所述待控制车辆质心到后轴的距离，cf为所述待控制车辆的前轮侧偏刚度，cr为所述待控制车辆的后轮侧偏刚度，iz为车辆转动惯量，ω为车辆横摆角速度，δa为前轮转角，β为质心侧偏角，为横摆角加速度，为侧向加速度。

83、进一步地，所述第二计算单元，具体用于根据所述转向执行机构转角计算车辆前轮转角；

84、所述第二计算单元，具体还用于根据预先构建的二自由度车辆模型和所述车辆前轮转角，计算理想横摆角速度。

85、进一步地，计算理想横摆角速度的公式为：

86、；

87、；

88、；

89、其中，ωdes为所述理想横摆角速度，k为车辆稳定性因数，l为车辆轴距，δa为所述车辆前轮转角。

90、进一步地，所述第三计算单元，具体用于根据所述理想横摆角速度和所述车辆实际横摆角速度，计算横摆角速度差值；

91、所述第三计算单元，具体还用于根据所述横摆角速度差值和预先构建的滑模控制补偿算法计算前轮转角补偿量。

92、进一步地，所述滑模控制补偿算法包括：

93、u=δδ=u1+u2；

94、；

95、；

96、；

97、其中，u为前轮转角补偿量，δδ为滑模控制器输出的补偿转角，u1为滑模等效控制律的控制量，u2为切换控制量，c为滑模控制器控制增益，e为跟踪误差，η为控制参数，sig（s）为sigmoid函数。

98、进一步地，所述第四计算单元，具体用于根据所述转向执行机构转角计算车辆前轮转角；

99、所述第四计算单元，具体还用于根据所述前轮转角补偿量和所述车辆前轮转角，计算车辆实际前轮转角。

100、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车辆转向控制方法。

101、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车辆转向控制方法。

102、本技术的有益效果为：该方法及装置能够基于可变传动比算法准确确定执行机构转角，并进一步通过补偿确定出准确的车辆实际前轮转角，从而以此来提高车辆线控的安全性与稳定性。