电动汽车防转向失灵的辅助转向系统及辅助转向方法与流程

本发明涉及于汽车领域，更具体而言，涉及一种基于四轮驱动的电动汽车防转向失灵的辅助转向系统及一种电动汽车防转向失灵的辅助转向方法。
背景技术：
：随着人们生活水平的提高，汽车作为出行工具被广泛地使用。因此，汽车的行驶安全性不容忽视。目前在传统乘用车上，传统的转向系统是必不可少的，传统的转向系统包括电子转向系统或液压转向系统。一方面，传统的转向系统包括转向助力设备，使司机转动方向盘时变得容易。但是，当传统的转向系统异常(如出现故障)无法提供助力时，司机无法转动方向盘或费很大力才能转动方向盘，这极易造成事故。而且，传统的转向系统的机械连接复杂，速度响应慢，控制效果不佳。另一方面，随着汽车新能源的开拓，独立四轮驱动的电动汽车随之诞生。因独立四轮驱动的电动汽车利用四个电机独立地对四个车轮进行控制，且电机的响应速度快(响应时间约为20毫秒)，相较于传统转向系统的机械转向响应时间有很大优势，因此，如何利用独立四轮驱动的电动汽车作防转向失灵控制成为亟待解决的问题。技术实现要素：本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种电动汽车防转向失灵的辅助转向系统及一种电动汽车防转向失灵的辅助转向方法。一种电动汽车防转向失灵的辅助转向系统，包括检测模组、电机控制器、电机及整车控制器。该检测模组包括检测控制器及回正电机，该检测控制器用于检测转向助力设备是否正常，若否，该检测控制器用于控制该回正电机驱动齿条带动汽车的车轮回正，该检测控制器用于发送转向失灵信号、方向盘扭矩信号及方向信号，若是，该检测控制器用于继续检测该转向助力设备是否正常。该整车控制器用于根据该转向失灵信号、该方向盘扭矩信号及该方向信号，通过该电机控制器控制该电机对汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对汽车的内侧后轮制动，及对汽车的内侧前轮及外侧后轮停止驱动。上述辅助转向系统中，当检测控制器检测转向助力设备异常时，该整车控制器可通 过该电机控制器控制该电机对汽车车轮进行相应动作，使汽车保持正常转向，保证了汽车的安全，同时，上述辅助转向系统利用电机对汽车的车轮进行转向控制，因此，转向控制的响应时间更快。在一个实施方式中，在该转向助力设备异常时，该整车控制器用于根据该方向盘扭矩信号，判断方向盘扭矩是否大于第一设定方向盘扭矩。若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器用于获取与该方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，通过该电机控制器控制该电机对该外侧前轮驱动及对该内侧后轮制动。若该方向盘扭矩大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器用于获取与该第一设定方向盘扭矩对应的汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，通过该电机控制器控制该电机对该外侧前轮驱动及对该内侧后轮制动。在一个实施方式中，若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器用于根据该方向盘扭矩信号，获取并判断汽车的转弯半径是否小于设定转弯半径，及判断该方向盘扭矩是否大于第二设定方向盘扭矩。若该汽车的转弯半径不小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩不大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器用于通过该电机控制器控制该电机对该汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮回馈制动。若该汽车的转弯半径小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器用于通过该电机控制器控制该电机对该汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮反向驱动。该第二设定方向盘扭矩小于该第一设定方向盘扭矩。在一个实施方式中，该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩满足以下关系式：ΔTF1-ΔTR1≥TF1+TF2+TR1+TR2；其中，ΔTF1表示该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩，ΔTR1表示该汽车的内侧后轮的制动扭矩，TF1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧前轮的驱动扭矩；TF2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧前轮的驱动扭矩；TR1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧后轮的驱动扭矩；TR2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧后轮的驱动扭矩。在一个实施方式中，该检测模组包括转向助力设备传感器。该转向助力设备传感器用于检测该转向助力设备的工作参数。该检测控制器用于采集该转向助力设备的工作参数，并根据该转向助力设备的工作参数判断该转向助力设备是否正常。在一个实施方式中，该转向助力设备传感器包括，转向电机旋变传感器或液压传感 器，该转向电机旋变传感器用于检测该转向助力设备的转速，该液压传感器用于检测该转向助力设备的液压。在一个实施方式中，该检测模组包括齿条位移传感器及方向盘扭矩角度传感器。该齿条位移传感器安装在该齿条上，并用于监测该齿条的移动量大小并发送该齿条的移动量大小至该检测控制器。该方向盘扭矩角度传感器用于检测该方向盘扭矩信号及该方向信号。一种电动汽车防转向失灵的转向方法，包括以下步骤：S1：检测模组的检测控制器检测转向助力设备是否正常，若否，进入步骤S2，若是，继续步骤S1；S2：该检测控制器控制该检测模组的回正电机驱动齿条带动汽车的车轮回正，该检测控制器发送转向失灵信号、方向盘扭矩信号及方向信号，之后进入步骤S3；S3：整车控制器根据该转向失灵信号、该方向盘扭矩信号及该方向信号，通过电机控制器控制电机对汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对汽车的内侧后轮制动，及对汽车的内侧前轮及外侧后轮停止驱动。在一个实施方式中，步骤S3包括：该整车控制器根据该方向盘扭矩信号，判断方向盘扭矩是否大于第一设定方向盘扭矩；若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器获取与该方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，通过该电机控制器控制该电机对该外侧前轮驱动及对该内侧后轮制动；若该方向盘扭矩大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器获取与该第一设定方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩，通过该电机控制器控制该电机对该外侧前轮驱动及对该内侧后轮制动。在一个实施方式中，步骤S3包括：若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器根据该方向盘扭矩信号，获取并判断汽车的转弯半径是否小于设定转弯半径，及判断该方向盘扭矩是否大于第二设定方向盘扭矩；若该汽车的转弯半径不小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩不大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器通过该电机控制器控制该电机对该汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮回馈制动；若该汽车的转弯半径小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器通过该电机控制器控制该电机对该汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮反向驱动；该第二设定方向盘扭矩小于该第一设定方向盘扭矩。在一个实施方式中，该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮的制动扭矩满足以下关系式：ΔTF1-ΔTR1≥TF1+TF2+TR1+TR2；其中，ΔTF1表示该汽车的外侧前轮增加后的驱动扭矩，ΔTR1表示该汽车的内侧后轮的制动扭矩，TF1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧前轮的驱动扭矩；TF2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧前轮的驱动扭矩；TR1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧后轮的驱动扭矩；TR2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧后轮的驱动扭矩。在一个实施方式中，该检测模组包括转向助力设备传感器；步骤S1包括：该转向助力设备传感器检测该转向助力设备的工作参数；该检测控制器采集该转向助力设备的工作参数，并根据该转向助力设备的工作参数判断该转向助力设备是否正常，若否，进入步骤S2，若是，继续步骤S1。在一个实施方式中，该转向助力设备传感器包括转向电机旋变传感器或液压传感器。步骤S1包括：该转向电机旋变传感器检测该转向助力设备的转速，或该液压传感器检测该转向助力设备的液压。在一个实施方式中，该检测模组包括齿条位移传感器及方向盘扭矩角度传感器，该齿条位移传感器安装在该齿条上。步骤S2包括：该齿条位移传感器监测该齿条的移动量大小并发送该齿条的移动量大小至该检测控制器，该方向盘扭矩角度传感器检测该方向盘扭矩信号及该方向信号。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本发明较佳实施方式的电动汽车防转向失灵的辅助转向系统的模块示意图；图2是本发明较佳实施方式的电动汽车防转向失灵的辅助转向系统的检测模组的 模块示意图；图3是本发明较佳实施方式的电动汽车防转向失灵的辅助转向系统的应用场所景示意图；图4是本发明较佳实施方式的电动汽车防转向失灵的辅助转向系统的另一应用场所景示意图；图5是本发明较佳实施方式的电动汽车防转向失灵的辅助转向方法的流程示意图；及图6是本发明较佳实施方式的电动汽车防转向失灵的辅助转向方法的另一流程示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种电动汽车防转向失灵的辅助转向系统(下称辅助转向系统)。该辅助转向系统100适用于四轮独立驱动的电动汽车上。该电动汽 车包括4个电机控制器8及4个电机14。每个电机控制器8可单独地控制对应的电机14，电机控制器8可通过高压线与电机14连接。每个电机14用于控制对应的车轮17运转，例如对车轮17产生驱动力或制动力。具体地，本实施方式中，电机14为轮边电机，轮边电机通过变速器15及传动轴16连接到对应的车轮17。在其它实施方式中，电机14可为轮毂电机，在这种情况下，电动汽车可以省掉变速器15，有利于电动汽车的部件布局。除此之外，电动汽车还包括电池包9、轮速传感器18、电机14的旋变传感器12及扭矩传感器13、侧向加速度传感器10、横摆角速度传感器11及车速传感器11A。电池包9通过高压线与电机控制器8连接，并与整车控制器7互相通信。该轮速传感器18用于检测对应车轮17的轮速信号，该电机14的旋变传感器12用于检测对应的电机14转速信号，电机14的扭矩传感器13用于检测对应电机14的扭矩信号，横摆角速度传感器11用于检测车辆的横摆角速度信号，侧向加速度传感器10用于检测车辆的侧向加速度信号，车速传感器11A用于检测车辆的车速信号。可以理解，侧向加速度传感器10及横摆角速度传感器11可集成在一起。整车控制器7可采集上述的信号对电动汽车的运行进行控制。电机14对车轮17产生驱动力是指电机14驱动车轮17转动，使汽车前进或后退。电机14对车轮17产生制动力是指电机14阻碍车轮17转动，使汽车减速或停车。电机14对车辆产生制动力的情况有两种：1)回馈制动；及2)反向驱动。回馈制动的意思是，此时电机14不再是驱动电机，而是发电机，车轮17带着电机14发电，电机14的转子切割定子的磁感线产生反向阻力，阻碍车轮17转动，达到减速效果，同时，电机14产生可回收的电能。反向驱动的意思是，电机控制器8控制电机14的电流反向(此时，电流的方向与电机14对车轮17产生驱动力的电流方向相反)，使电机14产生一个反向的扭矩阻碍车轮17转动，使车轮17转速减小，或减少到零，或使车轮17反向转动。因此，本实施方式中，电机对车轮17的制动扭矩包括回馈制动扭矩及反向驱动扭矩两种方式。该辅助转向系统100包括检测模组6A、电机控制器8、电机14及整车控制器7。检测模组6A包括检测控制器6及回正电机4。该检测控制器6用于检测转向助力设备2是否正常。若否，检测控制器6用于控制回正电机4驱动齿条5A带动汽车的车轮17回正，该检测控制器6用于发送转向失灵信号、方向盘扭矩信号及方向信号，若是，该检测控制器6用于继续检测该转向助力设备2是否正常。该整车控制器7用于根据该转向失灵信号、该方向盘扭矩信号及该方向信号，通过该电机控制器8控制该电机14对汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对汽车的内侧后轮17制动，及对汽车的内侧前轮17及外侧后轮17停止驱动。具体地，在本实施方式中，请结合图2，检测模组6A包括转向助力设备传感器3。该转向助力设备传感器3用于检测该转向助力设备2的工作参数。转向助力设备2可根据不同的汽车转向系统确定。例如，当汽车转向系统使用电子助力时，转向助力设备2为转向电机；当汽车转向系统使用液压助力时，转向助力设备2为液压助力设备。因此，转向助力设备传感器3包括转向电机旋变传感器或液压传感器。转向电机旋变传感器可检测转向电机的转速。液压传感器可检测液压助力设备的液压。该检测控制器6例如是转向失灵ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)，其用于采集该转向助力设备2的工作参数，并根据该转向助力设备2的工作参数判断该转向助力设备2是否正常。例如，检测控制器6可采集转向电机的转速或液压助力设备的液压，以判断转向电机或液压助力设备是否正常。若该转向助力设备2异常，该检测控制器6用于控制该回正电机4驱动齿条5A带动汽车的车轮17回正，并用于发送该转向失灵信号、该方向盘扭矩信号及该方向信号。齿条5A连接转向车轮17与方向盘。在转向正常时，齿条5A可将方向盘的转动量转化为车轮17的转动量。当转向失灵时，齿条5A由回正电机4驱动以带动汽车的车轮17回正。当转向助力设备2异常时，检测控制器6判断转向失灵，检测控制器6发送回正信号至回正电机4，回正电机4根据回正信号转动以带动齿条5A向左或向右移动，进而带动汽车的车轮17回正。另外，为了监测齿条5A是否执行相关控制要求，检测模组6A还包括齿条位移传感器5。该齿条位移传感器5安装在该齿条5A上，并用于监测该齿条5A的移动量大小并发送该齿条的移动量大小至该检测控制器6。如此，检测控制器6能够获取齿条5A的移动量大小以判断齿条5A是否执行相关控制要求，若齿条5A没有执行相关控制要求，检测控制器6发出报警信号。同时，若转向助力设备2异常，检测控制器6发送转向失灵信号、方向盘扭矩信号及方向信号至整车控制器7。方向盘扭矩信号及该方向信号可由方向盘扭矩角度传感器1采集，并由检测控制器6发送至整车控制器7。方向盘扭矩角度传感器1、转向助力设备传感器3、齿条位移传感器5可通过CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线进行通信，并将监测到转向状态信号发给检测控制器6。请结合图1，如果汽车朝图1的左侧转向(即左转)，外侧轮为右侧的车轮17，内侧轮为左侧的车轮17，外侧前轮为右上方的车轮17，内侧前轮为左上方的车轮17，内侧后轮为左下方的车轮17，外侧后轮为右下方的车轮17。如果车辆朝图1的右侧转向(即右转)，外侧轮为左侧的车轮17，内侧轮为右侧的车轮17，外侧前轮为左上方的车轮17，内侧前轮为右上方的车轮17，内侧后轮为右下方的车轮17，外侧后轮为左下方的车轮17。该转向失灵信号可用于触发整车控制器7执行辅助转向，例如对汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对汽车的内侧后轮17制动，及对汽车的内侧前轮17及外侧后轮17停止驱动等。整车控制器7可根据该方向盘扭矩信号，获取方向盘扭矩，并根据方向盘扭矩获取汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及汽车的内侧后轮17的制动扭矩。整车控制器7根据该方向信号用于在辅助转向时，确定外侧前轮17、内侧后轮17、内侧前轮17及外侧后轮17具体是指哪个车轮，以控制汽车的转动方向。通过仿真表明，控制外侧前轮17和内侧后轮17比控制四个车轮17产生的转向效果更好，所以除了外侧前轮17和内侧后轮17，其它两车轮17的驱动扭矩均减为零，形成一个转动的横摆扭矩ΔM来改变车辆的行驶方向，进而达到与转向失灵前相同的转向效果。例如，整车控制器7预设有汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及汽车的内侧后轮17的制动扭矩与方向盘扭矩的对应关系表，该对应关系表可通过试验标定。整车控制器7根据采集到的方向盘扭矩信号，在对应关系表获取对应的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及汽车的内侧后轮17的制动扭矩。进一步地，由于整车控制器7是通过电机14对汽车的车轮17驱动及制动产生的横摆扭矩以达到转向效果，所以本实施方式还要考虑电机14的能力。若电机14的驱动扭矩或制动扭矩过大，容易导致车辆发生过大的横摆运动，高速时容易发生侧滑、侧翻或甩尾等非稳定工况。所以，较佳地，整车控制器7可限制电机14对车轮的扭矩，使车辆既能达到预期的转弯效果又能在稳定下行驶。在本实施方式中，在该转向助力设备2异常时，该整车控制器7用于根据该方向盘扭矩信号，判断方向盘扭矩是否大于第一设定方向盘扭矩。若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器7用于获取与该方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，通过该电机控制器8控制该电机14对该外侧前轮17驱动及对该内侧后轮17制动。若该方向盘扭矩大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器7用于获取与该第一设定方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，通过该电机控制器8控制该电机14对该外侧前轮17驱动及对该内侧后轮17制动。第一设定方向盘扭矩可由试验标定。例如，在试验标定时，在对外侧车轮17施加增加后的驱动扭矩及对内侧后轮17施加制动扭矩后，整车控制器7可采集汽车的侧向加速度aY、横摆角速度及质心侧偏角β，并判断该侧向加速度aY是否大于设定侧向加速度，判断该横摆角速度是否大于设定横摆角速度，及判断该质心侧偏角β是否大于设定质心侧偏角。整车控制器7可从横摆角速度传感器11采集横摆角速度信号，及从侧向加速度传感器10采集侧向加速度信号，从而得到侧向加速度aY及横摆角速度并通过其它传感器间接估算质心侧偏角β。例如，质心侧偏角β可通过以下公式估算，其中，Vx为车速，可由车速传感器11A检测的车速信号获取，δf为前轮转角，由方向盘扭矩角度传感器1检测的方向盘转角，方向盘转角和前轮转角成一定比例关系求得δf。K为稳定性因素，且L为汽车轴距，lf及lr为车型参数，分别为汽车前、后轴至汽车质心的距离，为固定值。m为汽车的质量。kf、kr分别为汽车的前、后车轴的侧偏刚度，其均为车型参数，为固定值。在一个例子中，设定侧向加速度为0.4g，设定横摆角速度为及设定质心侧偏角为arctan(0.02μg)，其中，μ为路面附着系数，计算时，μ可为定值且可根据车辆出厂前的参数设计μ的具体数值。v为车速，整车控制器7可从车速传感器11A采集车速v，g为重力加速度。当aY≤0.4g，且且β≤arctan(0.02μg)时，整车控制器7判断汽车在辅助转向时，也能够稳定行驶，并通过电机控制器8控制电机14对汽车的外侧前轮17施加增加后的驱动扭矩及对内侧后轮17施加制动扭矩。因此，当aY＝0.4g，且且β＝arctan(0.02μg)时，标定对应的方向盘扭矩为第一设定方向盘扭矩。当ay＞0.4g，或或β＞arctan(0.02μg)时，整车控制器7判断车辆将要达到非稳定工况，这时即使方向盘扭矩增加，整车控制器7不会再根据增加后的方向盘扭矩，获取对应的外侧前轮17的增加后的驱动扭矩及内侧后轮17的制动扭矩以控制车轮17，而是以与第一设定方向盘扭矩对应的外侧前轮17的增加后的驱动扭矩及内侧后轮17的制动扭矩控制车轮17。因此，较佳地，侧向加速度ay、横摆角速度及质心侧偏角β分别与方向盘扭矩及外侧前轮17的增加后的驱动扭矩和内侧后轮17的制动扭矩的对应关系可通过试验标定，并可预设在上述的对应关系表中。进一步地，为了保持转向在失灵前后，车辆的转向手感或路感的一致性，上述对应关系表要标定方向盘扭矩与转向角的关系，即使方向盘转不动，整车控制器7通过施加在外侧前轮17及内侧后轮17的转向力矩的大小可以模拟正常转向时转向角δ的大小。实际表现为在转向失灵前后，车辆的转弯半径相同。同样地，在一个例子中，方向盘扭矩与转向角、转弯半径的关系也可通过试验标定，并保存在对应关系表中。在获取转弯半径后，整车控制器7根据转弯半径及方向盘扭矩，判断电机14对内侧后轮17施加的制动扭矩的形式是回馈制动还是反向驱动。若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器7用于根据该方向盘扭矩信号，获取并判断汽车的转弯半径是否小于设定转弯半径，及判断方向盘扭矩是否大于第二设定方向盘扭矩。若该汽车的转弯半径不小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩不大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器7用于通过该电机控制器8控制该电机14对该汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮17回馈制动。若该汽车的转弯半径小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器7用于通过该电机控制器8控制该电机14对该汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮17反向驱动。该第二设定方向盘扭矩小于该第一设定方向盘扭矩。这里的″设定转弯半径″可以理解为小转弯和大转弯的分界点，也就是区分内侧后轮是用回馈制动还是反向驱动的分界点，这个设定转弯半径通过试验标定人为规定。在一个例子中，整车控制器7可根据方向盘扭矩在对应关系表获取上述回馈制动的制动扭矩及反向驱动的制动扭矩。较佳地，为了保持车辆转向失灵后和转向失灵前的车速一致，外侧前轮17增加后的驱动扭矩与内侧后轮17的制动扭矩的差值可大于或等于转向失灵前四车轮17的驱动扭矩之和，即ΔTF1-ΔTR1≥TF1+TF2+TR1+TR2(下称公式1)，其中，ΔTF1表示该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩，ΔTR1表示该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，TF1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧前轮17的驱动扭矩；TF2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧前轮的驱动扭矩；TR1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧后轮的驱动扭矩；TR2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧后轮的驱动扭矩。需要指出的是，在本实施方式中，设定单个电机14的扭矩范围0≤T≤450Nm，即0 ≤ΔTF1≤450Nm；0≤ΔTR1≤450Nm；0≤TF1≤450Nm；0≤TF2≤450Nm；0≤TR1≤450Nm；0≤TR2≤450Nm。以下以ΔTF1-ΔTR1＝TF1+TF2+TR1+TR2为例说明ΔTF1及ΔTR1的取值范围：由公式1可知：ΔTF1-ΔTR1＝TF1+TF2+TR1+TR1＞0(2)由(2)式得：ΔTF1＝ΔTR1+TF1+TF2+TR1+TR2≥TF1+TF2+TR1+TR2(3)由(2)、(3)式及电机峰值扭矩范围得到外侧前轮17增加后的驱动扭矩ΔTF1的取值范围：TF1+TF2+TR1+TR2≤ΔTF1≤450Nm(4)由(3)代入(4)式可得到内侧后轮17的回馈制动扭矩或反向驱动扭矩ΔTR1的取值范围：0≤ΔTR1≤450Nm-(TF1+TF2+TR1+TR2)(5)。以下，请参图3，以车辆在左转时，转向失灵为例说明本发明的辅助转向系统100的实施。若整车控制器7根据方向信号判断车辆向左转，整车控制器7采集方向盘扭矩信号，车速信号、侧向加速度信号、横摆角速度信号及质心侧偏角信号以得到方向盘扭矩Tsteer，车速v、侧向加速度ay、横摆角速度及质心侧偏角β。整车控制器7根据方向盘扭矩Tsteer，在对应关系表中获取外侧前轮17(即图3中的右上方的车轮17)增加后的驱动扭矩ΔTF1、内侧后轮17(即图3中的左下方的车轮17)的制动扭矩ΔTR1及转弯半径R。整车控制器7对四个电机控制器8发送执行信号，使外侧前轮17增加后的驱动扭矩为ΔTF1，及使内侧后轮17由驱动扭矩变为回馈制动或反向驱动的制动扭矩，其扭矩值为ΔTR1，及使其它两个车轮17的驱动扭矩减为零。然后，整车控制器7根据转弯半径R与设定转弯半径的比较，方向盘扭矩Tsteer与第二设定方向盘扭矩的比较，判断对内侧后轮17的制动扭矩是采用回馈制动的制动扭矩还是反向驱动的制动扭矩。在小角度转弯时，转弯半径R≥Ri，且方向盘扭矩Tsteer≤Ti，整车控制器7通过电机控制器8控制电机14对内侧后轮17以回馈制动的形式施加制动扭矩，以满足转弯要求，Ri为设定转弯半径，Ti为第二设定方向盘扭矩，两者的大小需要根据最大回馈扭矩值进行试验标定。在大角度转弯时，转弯半径R＜Ri，且方向盘扭矩Tsteer＞Ti，对内侧后轮17的回馈制动不足以提供相应的横摆扭矩，则整车控制器7需要通过电机控制器8控制电机14反向驱动内侧后轮17，提供更大的向后驱动力，形成更大的横摆扭矩，使车辆转向。在一个例子中，当车速V≤60km/h，且方向盘转角小于45°时，或者车速V＞ 60km/h，且方向盘转角小于10°时，可认为是小角度转弯，而其它范围可认为是大角度转弯。方向盘转角δ和转弯半径R的关系：R＝L/tanδ，L为汽车轴距。下面，介绍本发明实施方式的方向盘扭矩与其它参数的试验标定过程，即对应关系表的制作过程。在本试验标定过程中，以车辆左转时转向失灵前后为例说明。对应关系表包括表1及表2。试验标定方法如下，实验一可用于制作表1：首先用正常左转的车辆检测方向盘不同的转角δi下，与其对应的方向盘转矩Tsteer、四轮扭矩TF1、TF2、TR1、TR2、转弯半径R，如下表1记录车辆向左转数据。表1正常左转时车辆测试数据NO.δiTsteerTF1、TF2、TR1、TR2R110°T1TF11、TF21、TR11、TR21R1220°T2TF12、TF22、TR12、TR22R2……………n540°TnTF1n、TF2n、TR1n、TR2nRn实验二可用于制作表2：标定向左转转向失灵的车辆，要求该车辆与正常试验车辆为同批次、同型号车辆，记录试验数据如下表2。表2转向失灵时车辆测试数据具体要求实验一中的方向盘扭矩值Ti(1≤i≤n)与实验二中的方向盘扭矩值Ti’相等，即Ti＝Ti’，调整ΔTF1i和ΔTR1i大小(ΔTF1i＞ΔTR1i，且方向相反)，使转弯半径Ri＝Ri‘，同时为了维持转向失灵前后有相同的车速，要求ΔTF1i-ΔTR1i≥TF1i+TF2i+TR1i+TR2i。当实验二中车辆的侧向加速度达到ayi＝0.4g，或者横摆角速度达到或者质心侧偏角达到βi＝arctan(0.02μg)时，试验不再增加方向盘扭矩，此时对应的方向盘扭矩为第一设定方向盘扭矩，电机的扭矩值为转向失灵时的极限值，对应的转弯半径为转向失灵时的最小转弯半径。同理，如图4所示，车辆在右转时，辅助转向系统的应用场景示意图。如果整车控制器7根据方向信号判断车辆向右转，其控制原理、试验标定方法和向左转类似，控制外侧前轮和内侧后轮的扭矩，使车辆向右转，这里不再详细说明。综上所述，上述辅助转向系统100中，当检测控制器6检测转向助力设备2异常时，该整车控制器7可通过该电机控制器8控制该电机14对汽车车轮17进行相应动作，使汽车保持正常转向，保证了汽车的安全，同时，上述辅助转向系统100利用电机14对汽车的车轮17进行转向控制，因此，转向控制的响应时间更快。请结合图5，本发明较佳实施方式提供一种电动汽车防转向失灵的辅助转向方法(下称辅助转向方法)。该辅助转向方法可由以上实施方式的辅助转向系统实现。该辅助转向方法包括以下步骤：S1：检测模组的检测控制器检测转向助力设备是否正常，若否，进入步骤S2，若是，继续步骤S1；S2：检测控制器控制检测模组的回正电机驱动齿条带动汽车的车轮回正，该检测控制器发送转向失灵信号、方向盘扭矩信号及方向信号，之后进入步骤S3；S3：整车控制器根据该转向失灵信号、该方向盘扭矩信号及该方向信号，通过电机控制器控制电机对汽车的外侧前轮增加驱动扭矩及对汽车的内侧后轮制动，及对汽车的内侧前轮及外侧后轮停止驱动。在步骤S1中，该检测模组6A还包括转向助力设备传感器3。该转向助力设备传感器3检测该转向助力设备2的工作参数。转向助力设备2可根据不同的汽车转向系统确定。例如，当汽车转向系统使用电子助力时，转向助力设备2为转向电机；当汽车转向系统使用液压助力时，转向助力设备2为液压助力设备。因此，转向助力设备传感器3包括转向电机旋变传感器或液压传感器。转向电机旋变传感器可检测转向电机的转速。液压传感器可检测液压助力设备的液压。该检测控制器6采集该转向助力设备2的工作参数，并根据该转向助力设备2的工作参数判断该转向助力设备是否正常，若否，进入步骤S2，若是，继续步骤S1。例如，检测控制器6可采集转向电机的转速或液压助力设备的液压，以判断转向电机或液压助力设备是否正常。在步骤S2中，即该转向助力设备2异常，该检测控制器6控制该回正电机4驱动齿条5A带动汽车的车轮17回正，并发送该转向失灵信号、该方向盘扭矩信号及该方向信号。另外，为了监测齿条5A是否执行相关控制要求，检测模组6A还包括齿条位移传感器5，该齿条位移传感器5监测该齿条的移动量大小并发送该齿条的移动量大小至该检测控制器6。如此，检测控制器6能够获取齿条5A的移动量大小以判断齿条5A是否执行相关控制要求，若齿条5A没有执行相关控制要求，检测控制器6发出报警信号。检测模组6A还包括方向盘扭矩角度传感器1，该方向盘扭矩角度传感器1检测该方向盘扭矩信号及该方向信号。方向盘扭矩角度传感器1、转向助力设备传感器3、齿条位移传感器5可通过CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线进行通信，并将监测到转向状态信号发给检测控制器6。在步骤S3中，该转向失灵信号可用于触发整车控制器7执行辅助转向，例如对汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对汽车的内侧后轮17制动，及对汽车的内侧前轮17及外侧后轮17停止驱动等。整车控制器7可根据该方向盘扭矩信号，获取方向盘扭矩，并根据方向盘扭矩获取汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及汽车的内侧后轮17的制动扭矩。整车控制器7根据该方向信号用于在辅助转向时，确定外侧前轮17、内侧后轮17、内侧前轮17及外侧后轮17具体是指哪个车轮，以控制汽车的转动方向。例如，整车控制器7预设有汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及汽车的内侧后轮17的制动扭矩与方向盘扭矩的对应关系表，该对应关系表可通过试验标定。整车控制器7根据采集到的方向盘扭矩，在对应关系表获取对应的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及汽车的内侧后轮17的制动扭矩。进一步地，整车控制器7可限制电机14对车轮的扭矩，使车辆既能达到预期的转弯效果又能在稳定下行驶。在本实施方式中，请参图6，该整车控制器7根据该方向盘扭矩信号，判断方向盘扭矩是否大于第一设定方向盘扭矩。若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器7获取与该方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，通过该电机控制器8控制该电机14对该外侧前轮17驱动及对该内侧后轮17制动。若该方向盘扭矩大于该第一设定方向盘扭矩，该整车控制器7获取与该第一设定方向盘扭矩对应的该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，并根据该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩及该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，通过该电机控制器8控制该电机14对该外侧前轮17驱动及对该内侧后轮17制动。第一设定方向盘扭矩可由试验标定。例如，在试验标定时，在对外侧车轮17施加增加后的驱动扭矩及对内侧后轮17施加制动扭矩后，整车控制器7可采集汽车的侧向加速度ay、横摆角速度及质心侧偏角β，并判断该侧向加速度ay是否大于设定侧向加速度，判断该横摆角速度是否大于设定横摆角速度，及判断该质心侧偏角β是否大于设定质心侧偏角。整车控制器7可从横摆角速度传感器11采集横摆角速度信号，及从侧向加速度传感器10采集侧向加速度信号，从而得到侧向加速度ay及横摆角速度并通过其它传感器间接估算质心侧偏角β。例如，质心侧偏角β可通过以下公式估算，其中，Vx为车速，可由车速传感器11A检测的车速信号获取，δf为前轮转角，由方向盘扭矩角度传感器1检测的方向盘转角，方向盘转角和前轮转角成一定比例关系求得δf。K为稳定性因素，且L为汽车轴距，lf及lr为车型参数，分别为汽车前、后轴至汽车质心的距离，为固定值。m为汽车的质量。kf、kr分别为汽车的前、后车轴的侧偏刚度，其均为车型参数，为固定值。在一个例子中，设定侧向加速度为0.4g，设定横摆角速度为及设定质心侧偏角为arctan(0.02μg)，其中，μ为路面附着系数，计算时，μ可为定值且可根据车辆出厂前的参数设计μ的具体数值。v为车速，整车控制器7可从车速传感器11A采集车速v，g为重力加速度。当ay≤0.4g，且且β≤arctan(0.02μg)时，整车控制器7判断汽车在辅助转向时，也能够稳定行驶，并通过电机控制器8控制电机14对汽车的外侧前轮17施加增加后的驱动扭矩及对内侧后轮17施加制动扭矩。因此，当ay＝0.4g，且且β＝arctan(0.02μg)时，标定对应的方向盘扭矩为第一设定方向盘扭矩。当ay＞0.4g，或或β＞arctan(0.02μg)时，整车控制器7判断车辆将要达到非稳定工况，这时即使方向盘扭矩增加，整车控制器7不会再根据增加后的方向盘扭矩，获取对应的外侧前轮17的增加后的驱动扭矩及内侧后轮17的制动扭矩以控制车轮17，而是以与第一设定方向盘扭矩对应的外侧前轮17的增加后的驱动扭矩及内侧后轮17的制动扭矩控制车轮17。因此，较佳地，侧向加速度ay、横摆角速度及质心侧偏角β分别与方向盘扭矩及外侧前轮17的增加后的驱动扭矩和内侧后轮17的制动扭矩的对应关系可通过试验标定，并可预设在上述的对应关系表中。进一步地，为了保持转向在失灵前后，车辆的转向手感或路感的一致性，上述对应关系表要标定方向盘扭矩与转向角的关系，即使方向盘转不动，整车控制器7通过施加在外侧前轮17及内侧后轮17的转向力矩的大小可以模拟正常转向时转向角δ的大小。实际表现为在转向失灵前后，车辆的转弯半径相同。同样地，在一个例子中，方向盘扭矩与转向角、转弯半径的关系也可通过试验标定，并保存在对应关系表中。若该方向盘扭矩不大于该第一设定方向盘扭矩，在获取转弯半径后，整车控制器7根据转弯半径及方向盘扭矩，判断电机14对内侧后轮17施加的制动扭矩的形式是回馈制动还是反向驱动。请参图6，该整车控制器7根据该方向盘扭矩信号，判断汽车的转弯半径是否小于设定转弯半径，及判断方向盘扭矩是否大于第二设定方向盘扭矩。若该汽车的转弯半径不小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩不大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器7通过该电机控制器8控制该电机14对该汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮17回馈制动。若该汽车的转弯半径小于该设定转弯半径且该方向盘扭矩大于该第二设定方向盘扭矩，该整车控制器7通过该电机控制器8控制该电机14对该汽车的外侧前轮17增加驱动扭矩及对该汽车的内侧后轮17反向驱动。该第二设定方向盘扭矩小于该第一设定方向盘扭矩。在一个例子中，整车控制器7可根据方向盘扭矩在对应关系表获取上述回馈制动的制动扭矩及反向驱动的制动扭矩。较佳地，为了保持车辆转向失灵后和转向失灵前的车速一致，外侧前轮17增加后的驱动扭矩与内侧后轮17的制动扭矩的差值可大于或等于转向失灵前四车轮17的驱动扭矩之和，即ΔTF1-ΔTR1≥TF1+TF2+TR1+TR2，其中，ΔTF1表示该汽车的外侧前轮17增加后的驱动扭矩，ΔTR1表示该汽车的内侧后轮17的制动扭矩，TF1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧前轮17的驱动扭矩；TF2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧前轮的驱动扭矩；TR1表示在该汽车转向失灵前，该汽车的内侧后轮的驱动扭矩；TR2表示在该汽车转向失灵前，该汽车的外侧后轮的驱动扭矩。本实施方式的辅助转向方法中未展开的其它部分，可参以上实施方式的辅助转向系统相同或相对应的部分，在此不再详细展开。综上所述，上述辅助转向方法中，当检测控制器6检测转向助力设备2异常时，该 整车控制器7可通过该电机控制器8控制该电机14对汽车车轮17进行相应动作，使汽车保持正常转向，保证了汽车的安全，同时，上述辅助转向方法利用电机14对汽车的车轮17进行转向控制，因此，转向控制的响应时间更快。在本说明书的描述中，参考术语″一个实施方式″、″一些实施方式″、″示意性实施方式″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，″多个″的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属
技术领域：
的技术人员所理解。在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述 实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。本
技术领域：
的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页1 2 3