线控转向系统的测试方法及系统与流程

1.本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其是涉及一种线控转向系统的测试方法及系统。


背景技术：

2.对于l3级别或者更高级别的智能汽车，在设计运行领域内，汽车会部分或者全程脱离驾驶员的操控，而改由智能驾驶系统对汽车定位驱动系统、转向系统和制动系统进行控制。其中，汽车的线控转向系统(steering by wire,sbw)是面向智能驾驶执行端核心产品之一。
3.汽车转向系统经过多年，至今经历了机械转向系统(ms)、液压助力转向系统(hps)、电动液压助力转向系统(ehps)、电子助力转向系统(eps)和线控转向系统(sbw)等几个阶段。然而，现有技术并没有针对线控转向系统的测试方法和评价方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种线控转向系统测试方法及系统，以提供一种针对该线控转向系统的测试方法和评价方法。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种线控转向系统的测试方法，其中，包括：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令；其中，该目标车辆包括待测试的线控转向系统，该线控转向系统与该整车控制器通信连接；该测试指令包括控制模式切换请求、转角请求和极限请求；该极限请求为超出该目标车辆的最大转向角或最大转速的请求；接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号；基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果。
6.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号的步骤包括：接收该整车控制器接收的该线控转向系统返回的总线报文；根据该总线报文，确定该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号。
7.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该测试指令为控制模式切换请求，对应的测试响应信号为控制模式切换请求响应信号；该测试响应信号对应的性能评价指标为响应延迟；该响应延迟用于指示自控制模式切换请求发出时刻到线控转向系统达到请求的控制模式的时刻的时间差。
8.结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，目标车辆的控制模式包括手动模式和自动模式；向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令的步骤包括：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的控制模式切换请求；该控制模式切换请求包括手动模式向自动模式的切换请求，以及自动模式向手动模式的切换请求；接收该整车控制器返回的该线控转向系统执
行该测试指令后对应产生的测试响应信号的步骤，包括：接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该控制模式切换请求后产生的控制模式切换请求响应信号。
9.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该转角请求的类型为：阶跃输入信号、线性输入信号以及正弦输入信号中的一种；该阶跃输入信号用于指示该目标车辆在直线行驶时，急速转动方向盘并维持该方向盘的位置不变的角度信号；该线性输入信号用于指示：该方向盘的转角以预设斜率递增，由0
°
开始输入直到达到该方向盘转角的极限值的角度信号；该正弦输入用于指示，该方向盘的转角以预设系数的正弦函数进行输入的角度信号。
10.结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，如果该转角请求的类型为：该阶跃输入信号；该基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果的步骤包括：根据该测试响应信号，确定该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量；该稳态误差为该方向盘处于稳态时的转角值与该转角请求中转角请求值的绝对值的差值；该上升时间为该转角请求中转角请求开始时刻至该方向盘转角达到90％稳态值的时间差；该稳定时间为该转角请求开始时刻至该方向盘的实际转角初次达到稳态值时刻的时间差；该最大响应用于指示该转角请求开始时刻至该方向盘的实际转角达到稳态值的时间段内，该方向盘的实际转角的最大值或最小值；该超调量用于指示该方向盘转角的最大响应值和稳态值的差值占稳态值的百分比；基于该测试响应信号和该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量，确定该线控转向系统的性能测试结果。
11.结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，如果该转角请求的类型为：该线性输入信号；该基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果的步骤包括：根据该测试响应信号，确定线性输入跟踪时间和线性因子；该线性输入跟踪时间用于指示当该线性输入信号时，该转角请求发出至方向盘实际转角达到该线性输入信号的转角值的时间差；该线性因子用于指示该转角请求中携带的转角值的变化率；基于该测试响应信号、该跟踪时间和该线性因子，确定该线控转向系统的性能测试结果。
12.结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，如果该转角请求的类型为：该正弦输入信号；该基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果的步骤包括：根据该测试响应信号，确定正弦输入跟踪时间、该正弦输入信号的幅值以及周期；该正弦输入跟踪时间用于指示该正弦输入信号发出至方向盘实际达到该正弦输入信号的转角值的时间；基于该测试响应信号和该跟踪时间、该正弦输入信号的幅值以及周期，确定该线控转向系统的性能测试结果。
13.结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，如果该测试指令为该极限请求；该基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果的步骤包括：根据该测试响应信号，确定最大转角稳态误差；该最大转角稳态误差用于指示该转角请求中转角请求超过方向盘最大物理转角值时，该方向盘的实际转角的稳态值和最大物理转角绝对值的差值；基于该测试响应信号和该最大转角稳态误差，确定该线控转向系统的性能测试结果。
通信接口。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.汽车转向系统经过多年，至今经历了机械转向系统(ms)、液压助力转向系统(hps)、电动液压助力转向系统(ehps)、电子助力转向系统(eps)和线控转向系统(sbw)等几个阶段。然而，现有技术并没有针对线控转向系统的测试方法和评价方法。
30.基于此，本发明实施例提供了一种线控转向系统的测试方法及系统，以提供一种针对该线控转向系统的测试方法和评价方法。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种线控转向系统的测试方法进行详细介绍。
31.实施例1
32.图1为本发明实施例提供了一种线控转向系统的测试方法的流程示意图。由图1所见，该方法包括以下步骤：
33.步骤s101：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令；其中，该目标车辆包括待测试的线控转向系统，该线控转向系统与该整车控制器通信连接；该测试指令包括控制模式切换请求、转角请求和极限请求；该极限请求为超出该目标车辆的最大转向角或最大转速的请求。
34.在本实施例中，该测试过程在干燥、平坦以及清洁的封闭环境进行测试。在测试开始时，由驾驶员驾驶该目标车辆，并将行驶速度控制为预设速度v。其中，v的值可以为零。
35.步骤s102：接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号。
36.在实际的操作中，当该目标车辆线控转向系统对应的执行机构完成测试指令后，会将产生的测试响应信号反馈给整车控制器。
37.步骤s103：基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果。
38.本发明实施例提供的线控转向系统的测试方法，该方法包括：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令；其中，该目标车辆包括待测试的线控转向系统，该线控转向系统与该整车控制器通信连接；该测试指令包括控制模式切换请求、转角请求和极限请求；该极限请求为超出该目标车辆的最大转向角或最大转速的请求；接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号；基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果。该方法通过对实体车辆进行线控测试，以提供一种针对该线控转向系统的测试方法和评价方法。
39.实施例2
40.在图1的基础上，图2为本发明实施例提供了另一种线控转向系统的测试方法的流程示意图。由图2所见，该方法包括以下步骤：
41.步骤s201：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令；其中，该目标车辆包括待测试的线控转向系统，该线控转向系统与该整车控制器通信连接；该测试指令包括控制模式切换请求、转角请求和极限请求；该极限请求为超出该目标车辆的最大转向角或最大转速的请求。
42.在其中的一种实施方式中，该转角请求的类型为：阶跃输入信号、线性输入信号以及正弦输入信号中的一种；该阶跃输入信号用于指示该目标车辆在直线行驶时，急速转动方向盘并维持该方向盘的位置不变的角度信号；该线性输入信号用于指示：该方向盘的转角以预设斜率递增，由0
°
开始输入直到达到该方向盘转角的极限值的角度信号；该正弦输入用于指示，该方向盘的转角以预设系数的正弦函数进行输入的角度信号。
43.步骤s202：接收该整车控制器接收的该线控转向系统返回的总线报文。
44.在其中的一种实施方式中，该总线报文的类型包括：can总线报文或者车载以太网总线报文。
45.步骤s203：根据该总线报文，确定该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号。
46.步骤s204：基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果。
47.在其中的一种实施方式中，该测试指令为控制模式切换请求，对应的测试响应信号为控制模式切换请求响应信号；该测试响应信号对应的性能评价指标为响应延迟；该响应延迟用于指示自控制模式切换请求发出时刻到线控转向系统达到请求的控制模式的时刻的时间差。
48.这里，该目标车辆的控制模式包括手动模式和自动模式；向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令的包括下述步骤a1-a2：
49.步骤a1：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的控制模式切换请求；该控制模式切换请求包括手动模式向自动模式的切换请求，以及自动模式向手动模式的切换请求。
50.步骤a21：接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号的步骤，包括：接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该控制模式切换请求后产生的控制模式切换请求响应信号。
51.这里，通过该控制模式切换请求响应信号可判断该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号的响应速度以及信号处理的准确程度。
52.进一步的，如果该转角请求的类型为：该阶跃输入信号。上述步骤s204的步骤包括：首先，根据该测试响应信号，确定该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量；该稳态误差为该方向盘处于稳态时的转角值与该转角请求中转角请求值的绝对值的差值；该上升时间为该转角请求中转角请求开始时刻至该方向盘转角达到90％稳态值的时间差；该定时间为该转角请求开始时刻至该方向盘的实际转角初次达到稳态值时刻的时间差；该最大响应用于指示该转角请求开始时刻至该方向盘的实际转角达到稳态值的时间段内，该方向盘的实际转角的最大值或最小值；该超调量用于指示该方向盘转角的最大响应值和稳态值的差值占稳态值的百分比。然后，将该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量确定为基于该阶跃输入信号产生该测试响应信号对应的性能评价
指标。最后，基于该测试响应信号和该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量，确定该线控转向系统的性能测试结果。
53.为了便于理解，图3为本发明实施例提供了一种转角请求为阶跃输入信号的测试响应信号示意图。
54.进一步的，如果该转角请求的类型为：该线性输入信号。上述步骤s204的步骤包括：
55.首先，根据该测试响应信号，确定线性输入跟踪时间和线性因子；该线性输入跟踪时间用于指示当该线性输入信号时，该转角请求发出至方向盘实际转角达到该线性输入信号的转角值的时间；该线性因子用于指示该转角请求中携带的转角值的变化率。
56.然后，将该线性输入跟踪时间和线性因子确定为基于该线性输入信号产生该测试响应信号对应的性能评价指标。
57.最后，基于该测试响应信号、该跟踪时间和该线性因子，确定该线控转向系统的性能测试结果。
58.为了便于理解，图4为本发明实施例提供了一种转角请求为线性输入信号的测试响应信号示意图。
59.进一步的，如果该转角请求的类型为：该正弦输入信号；上述步骤s204的步骤包括：
60.首先，根据该测试响应信号，确定正弦输入跟踪时间、该正弦输入信号的幅值以及周期；该正弦输入跟踪时间用于指示该正弦输入信号发出至方向盘实际达到该正弦输入信号的转角值的时间。
61.然后，将该正弦输入跟踪时间和线性因子确定为基于该正弦输入信号产生该测试响应信号对应的性能评价指标。
62.最后，基于该测试响应信号和该跟踪时间、该正弦输入信号的幅值以及周期，确定该线控转向系统的性能测试结果。
63.为了便于理解，图5为本发明实施例提供了一种转角请求为正弦输入信号的测试响应信号示意图。
64.在本实施例中，如果该测试指令为该极限请求。上述步骤s204的步骤包括：
65.首先，根据该测试响应信号，确定最大转角稳态误差；该最大转角稳态误差用于指示该转角请求中转角请求超过方向盘最大物理转角值时，该方向盘的实际转角的稳态值和最大物理转角绝对值的差值。
66.然后，将该最大转角稳态误差确定为基于该极限请求产生该测试响应信号对应的性能评价指标。
67.最后，基于该测试响应信号和所述最大转角稳态误差，确定所述线控转向系统的性能测试结果。
68.本发明实施例提供的线控转向系统的测试方法，该方法包括：向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令；其中，该目标车辆包括待测试的线控转向系统，该线控转向系统与该整车控制器通信连接；该测试指令包括控制模式切换请求、转角请求和极限请求；该极限请求为超出该目标车辆的最大转向角或最大转速的请求；接收该整车控制器接收的该线控转向系统返回的总线报文；根据该总线报文，确定该线控转向系统执
行该测试指令后对应产生的测试响应信号；基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果。该方法通过对实体车辆进行线控测试，并通过总线接收测试响应信号，从而增加了测试效率。
69.实施例3
70.本技术还提供一种线控转向系统的测试系统。如图6所示，为本发明实施例提供了一种线控转向系统的测试系统结构示意图。由图6所见，该系统包括：
71.上位机61、总线模拟和记录装置62；该系统布设在目标车辆上；该上位机61与该总线模拟和记录装置62相连接；该上位机61用于通过该总线模拟和记录装置62向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的测试指令；其中，该目标车辆包括待测试的线控转向系统，该线控转向系统与该整车控制器通信连接；该测试指令包括控制模式切换请求、转角请求和极限请求；该极限请求为超出该目标车辆的最大转向角或最大转速的请求。
72.该总线模拟和记录装置62用于接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号。
73.该上位机61还用于基于该测试响应信号和该测试响应信号对应的性能评价指标，确定该线控转向系统的性能测试结果。
74.在其中一种实施中，该总线的类型包括：can总线以及车载以太网总线。
75.在其中的一种实施方式中，该总线模拟和记录装置62还用于接收该整车控制器接收的所述线控转向系统返回的总线报文；根据该总线报文，确定该线控转向系统执行所述测试指令后对应产生的测试响应信号。
76.在其中的一种实施方式中，该测试指令为控制模式切换请求，对应的测试响应信号为控制模式切换请求响应信号；该测试响应信号对应的性能评价指标为响应延迟；该响应延迟用于指示自控制模式切换请求发出时刻到线控转向系统达到请求的控制模式的时刻的时间差。
77.在其中的一种实施方式中，目标车辆的控制模式包括手动模式和自动模式；该总线模拟和记录装置62还用于向目标车辆的整车控制器发送针对线控转向系统的控制模式切换请求；该控制模式切换请求包括手动模式向自动模式的切换请求，以及自动模式向手动模式的切换请求；接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该测试指令后对应产生的测试响应信号的步骤，包括：接收该整车控制器返回的该线控转向系统执行该控制模式切换请求后产生的控制模式切换请求响应信号。
78.在其中的一种实施方式中，该转角请求的类型为：阶跃输入信号、线性输入信号以及正弦输入信号中的一种；该阶跃输入信号用于指示该目标车辆在直线行驶时，急速转动方向盘并维持该方向盘的位置不变的角度信号；该线性输入信号用于指示：该方向盘的转角以预设斜率递增，由0
°
开始输入直到达到该方向盘转角的极限值的角度信号；该正弦输入用于指示，该方向盘的转角以预设系数的正弦函数进行输入的角度信号。
79.在其中的一种实施方式中，如果该转角请求的类型为：该阶跃输入信号。该上位机61还用于根据该测试响应信号，确定该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量；该稳态误差为该方向盘处于稳态时的转角值与该转角请求中转角请求值的绝对值的差值；该上升时间为该转角请求中转角请求开始时刻至该方向盘转角达到90％稳态值的时间差；该稳定时间为该转角请求开始时刻至该方向盘的实际转角初次达到稳态值时刻
的时间差；该最大响应用于指示该转角请求开始时刻至该方向盘的实际转角达到稳态值的时间段内，该方向盘的实际转角的最大值或最小值；该超调量用于指示该方向盘转角的最大响应值和稳态值的差值占稳态值的百分比；基于该测试响应信号和该方向盘的稳态误差、上升时间、稳定时间、最大响应及超调量，确定该线控转向系统的性能测试结果。
80.在其中的一种实施方式中，如果该转角请求的类型为：该线性输入信号。该上位机61还用于根据该测试响应信号，确定线性输入跟踪时间和线性因子；该线性输入跟踪时间用于指示当该线性输入信号时，该转角请求发出至方向盘实际转角达到该线性输入信号的转角值的时间差；该线性因子用于指示该转角请求中携带的转角值的变化率；基于该测试响应信号、该跟踪时间和该线性因子，确定该线控转向系统的性能测试结果。
81.在其中的一种实施方式中，如果该转角请求的类型为：该正弦输入信号。该上位机61还用于根据该测试响应信号，确定正弦输入跟踪时间、该正弦输入信号的幅值以及周期；该正弦输入跟踪时间用于指示该正弦输入信号发出至方向盘实际达到该正弦输入信号的转角值的时间；基于该测试响应信号和该跟踪时间、该正弦输入信号的幅值以及周期，确定该线控转向系统的性能测试结果。
82.在其中的一种实施方式中，如果该测试指令为该极限请求。该上位机61还用于根据该测试响应信号，确定最大转角稳态误差；该最大转角稳态误差用于指示该转角请求中转角请求超过方向盘最大物理转角值时，该方向盘的实际转角的稳态值和最大物理转角绝对值的差值；基于该测试响应信号和该最大转角稳态误差，确定该线控转向系统的性能测试结果。
83.本发明实施例提供的线控转向系统的测试系统，与上述实施例提供的线控转向系统的测试方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
84.实施例4
85.本实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现线控转向系统的测试方法的步骤。
86.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现线控转向系统的测试方法的步骤。
87.参见图7所示的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：存储器71、处理器72，存储器71中存储有可在处理器72上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述线控转向系统的测试方法提供的步骤。
88.如图7所示，该设备还包括：总线73和通信接口74，处理器72、通信接口74和存储器71通过总线73连接；处理器72用于执行存储器71中存储的可执行模块，例如计算机程序。
89.其中，存储器71可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口74(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
90.总线73可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。总线可以分为地址总线、数据总
线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
91.其中，存储器71用于存储程序，处理器72在接收到执行指令后，执行程序，前述本发明任一实施例揭示线控转向系统的测试系统所执行的方法可以应用于处理器72中，或者由处理器72实现。处理器72可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器72中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器72可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器71，处理器72读取存储器71中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
92.进一步地，本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器72调用和执行时，机器可执行指令促使处理器72实现上述线控转向系统的测试方法。
93.本发明实施例提供的电子设备和计算机可读存储介质具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
94.另外，在本发明实施例的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
95.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。