车辆转向控制方法、装置和车辆与流程

本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种车辆转向控制方法、装置和车辆。

背景技术：

目前的车辆中，常用的转向方法一般有单液压助力转向或电动助力转向。当车辆的助力转向系统失效时，驾驶员无法通过方向盘直接控制车辆的转向，也没有合适的技术能使车辆按照驾驶员的意愿进行转向。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种车辆转向控制方法、装置和车辆，能够在车辆的助力转向系统失效时，按照驾驶员的意愿控制车辆的转向。

为了实现上述目的，本公开提供一种车辆转向控制方法，该方法包括：

在所述车辆的助力转向系统失效时，获取施加于方向盘上的扭矩值、所述车辆的当前车速、所述车辆的油门信号和所述方向盘的转向信号；

依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向。

可选地，所述依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，包括：

根据所述扭矩值和所述当前车速确定所述左右车轮的扭矩差；

根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值。

可选地，所述根据所述扭矩值和所述当前车速确定所述左右车轮的扭矩差包括：

依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差。

可选地，所述依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差包括：

当所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速都在各自的预定阈值以内时，按照线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差；

当所述施加于方向盘上的扭矩值和/或所述当前车速不在各自的预定阈值以内时，按照非线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差，其中，所述扭矩差保持在预定扭矩差阈值以内。

可选地，该方法还包括获取当前方向盘实际转角；

所述依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差包括：

将所述扭矩值和所述当前车速作为pid调节算法的输入信号计算得到目标方向盘转角；

将所述目标方向盘转角与所述当前方向盘实际转角的差值作为所述pid调节算法的输入信号计算得到所述扭矩差。

可选地，所述依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差还包括：

基于所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围与所述扭矩差预设值之间的对应关系，来确定所述扭矩差。

可选地，所述根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值包括：

根据所述当前车速和所述油门信号确定当前车辆转向所需的基础扭矩值；

根据所述转向信号确定所述左右车轮在转向过程中的内侧车轮和外侧车轮；

控制所述内侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值，并控制所述外侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值与所述扭矩差之和。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆转向控制装置，该装置包括：

获取模块，用于在所述车辆的助力转向系统失效时，获取施加于方向盘上的扭矩值、所述车辆的当前车速、所述车辆的油门信号和所述方向盘的转向信号；

控制模块，用于依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向。

可选地，所述控制模块包括：

扭矩差确定子模块，用于根据所述扭矩值和所述当前车速确定所述左右车轮的扭矩差；

控制子模块，用于根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向。

可选地，所述扭矩差确定子模块还用于：

依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差。

可选地，所述扭矩差确定子模块还用于：

当所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速都在各自的预定阈值以内时，按照线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差；

当所述施加于方向盘上的扭矩值和/或所述当前车速不在各自的预定阈值以内时，按照非线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差，其中，所述扭矩差保持在预定扭矩差阈值以内。

可选地，所述获取模块还用于获取当前方向盘实际转角；

所述扭矩差确定子模块还用于：

将所述扭矩值和所述当前车速作为pid调节算法的输入信号计算得到目标方向盘转角；

将所述目标方向盘转角与所述当前方向盘实际转角的差值作为所述pid调节算法的输入信号计算得到所述扭矩差。

可选地，所述扭矩差确定子模块还用于：

基于所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围与所述扭矩差预设值之间的对应关系，来确定所述扭矩差。

可选地，所述控制子模块根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值包括：

根据所述当前车速和所述油门信号确定当前车辆转向所需的基础扭矩值；

根据所述转向信号确定所述左右车轮在转向过程中的内侧车轮和外侧车轮；

控制所述内侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值并控制所述外侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值与所述扭矩差之和。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，该车辆包括：

根据上面所述的控制装置；

电机控制器，用于接收所述控制装置发送的所述目标扭矩值，以依据所述目标扭矩值控制所述车辆的电机工作来实现所述车辆的转向；

电机，用于在所述电机控制器的控制下工作。

通过上述技术方案，在所述车辆的助力转向系统失效时，根据施加于方向盘上的扭矩值和当前车速确定左右车轮的扭矩差，然后根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，这样就能在车辆的助力转向系统失效时，按照所确定的目标扭矩值对车辆的电机进行控制，从而按照驾驶员的意愿来控制车辆的转向。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一种实施方式的车辆转向控制方法的流程图。

图2是根据本公开另一实施方式的车辆转向控制方法的流程图。

图3是根据本公开一种实施方式的车辆转向控制装置的示意框图。

图4是根据本公开一种实施方式的车辆转向控制装置的控制模块的示意框图。

图5是根据本公开一种实施方式的车辆的示意框图。

附图标记说明

100控制装置200电机

110获取模块120控制模块

121扭矩差确定子模块122控制子模块

300电机控制器

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开一种实施方式的车辆转向控制方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括步骤s101和s102。

在步骤s101中，在所述车辆的助力转向系统失效时，获取施加于方向盘上的扭矩值、所述车辆的当前车速、所述车辆的油门信号和所述方向盘的转向信号。

其中，判断所述车辆的助力转向系统是否失效的条件可以包括以下任意一者：助力转向系统发送到车辆的控制器局域网(controllerareanetwork，can)上的信号有异常；以及车辆的整车控制器连续一段时间t都接收不到助力转向系统发送的can信号。当这两种情况中的任意一个满足时，则判断所述车辆的助力转向系统失效。

其中，施加于方向盘上的扭矩值可以通过转矩传感器来获得。在助力转向系统失效的情况下，驾驶者无法利用方向盘控制车辆进行转向，或利用方向盘控制车辆进行转向费力困难，因此，通过获取施加于方向盘上的扭矩值就能使本公开中对车辆转向的控制能够体现驾驶者的意愿。

另外，所述车辆的当前车速可以通过以下方式来获得：首先通过各个车轮上的轮速传感器来采集各个车轮的当前轮速，然后基于各个车轮的当前轮速得到车辆的当前车速。由于如何基于各个车轮的当前轮速得到车辆的当前车速是本领域技术人员熟知的，此处不再赘述。

另外，方向盘的转向信号可以通过能够对转向进行感应的传感器获得。转向信号可以包括方向盘顺时针转动、逆时针转动等。

在步骤s102中，依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向。

其中，所述左右车轮的目标扭矩值可以是车辆左右前轮的目标扭矩值，也可以是车辆左侧前后车轮与右侧前后车轮的目标扭矩值，针对不同驱动类型的车辆可以有不同的方法。例如，在仅仅前轮驱动的车辆中，所述的左右车轮的目标扭矩值即为车辆左右前轮的目标扭矩值，但在四驱的车辆中，所述的左右车轮的目标扭矩值既可以是左右前轮的目标扭矩值，也可以是所述车辆左侧前后车轮与右侧前后车轮的目标扭矩值。在本公开文件中所有所述的左右车轮的含义都适用于上述的解释。

通过上述方案，在所述车辆的助力转向系统失效的情况下，可以迅速对驾驶员对方向盘的操作做出相应的反应，获取施加于方向盘上的扭矩值、所述车辆的当前车速、所述车辆的油门信号和所述方向盘的转向信号，并依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向，从而能够在车辆的助力转向系统失效时，按照驾驶员的意愿来控制车辆的转向，在一定程度上避免了因为助力转向系统失效导致的危险。

在一种可能的实施方式中，步骤s102还可以分为两个详细的步骤。如图2所示，步骤s102可以包括步骤s201和步骤s202。

在步骤s201中，依据所述扭矩值和所述当前车速确定所述左右车轮的扭矩差。

在步骤s202中，依据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值。

其中，步骤s202可以通过以下方式来实现，也即根据所述当前车速和所述油门信号确定当前车辆所需的基础扭矩值；根据所述转向信号确定所述左右车轮在转向过程中的内侧车轮和外侧车轮；控制内侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值，并控制外侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值与所述扭矩差之和。

例如，令通过所述当前车速和所述油门信号确定的当前车辆转向所需的基础扭矩值为t0，令所述扭矩差为t1。然后，根据所述转向信号确定所述左右车轮在转向过程中的内侧车轮和外侧车轮。常见的方法是通过判断当前方向盘的转向信号的正负来确定。例如，一般情况下，当所述转向信号为正值时，当前方向盘的转动方向为逆时针，即车辆需要左转向，右车轮为外侧车轮，因此控制外侧车轮即右车轮的目标扭矩值为基础扭矩值与扭矩差之和即t0+t1，控制内侧车轮即左车轮的目标扭矩值为基础扭矩值t0。当所述转向信号为负值时亦是同样道理。

通过以上技术方案，在控制车辆转向时，会先根据方向盘上的扭矩值和当前车速确定出左右车轮的扭矩差，然后再根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向，这样能够在车辆的助力转向系统失效时精确地按照驾驶员的意愿来控制车辆的转向。

在一种可能的实施方式中，在步骤s201中依据所述扭矩值和所述当前车速确定所述左右车轮的扭矩差可以通过以下方式来实现：

依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差。

其中，所述依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差的实现方式可以有多种。以下仅以两种实施方式进行举例说明。

例如，第一种实现方式可以如下所述。

当所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速都在各自的预定阈值以内时，按照线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差；

当所述施加于方向盘上的扭矩值和/或所述当前车速不在各自的预定阈值以内时，按照非线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差，其中，所述扭矩差保持在预定扭矩差阈值以内。

其中，在该第一种实施方式中，为了依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差，还需要获取当前方向盘实际转角。然后将所述扭矩值和所述当前车速作为pid(比例-积分-微分)调节算法的输入信号计算得到目标方向盘转角；以及将所述目标方向盘转角与所述当前方向盘实际转角的差值作为所述pid调节算法的输入信号计算得到所述扭矩差。

通过以上技术方案，在车辆的助力转向系统失效时，对车辆的转向进行控制的过程中，会基于施加于方向盘上的扭矩值和当前车速这两个指标来确定扭矩差，且当施加于方向盘上的扭矩值和当前车速这两个指标的值都不是很大时，按照线性正相关的关系来控制扭矩差随着上述两项指标各自值的增大而增大，随着各自值的减小而减小；但当任一指标超过其各自的预定阈值时，出于安全考虑，扭矩差不能过大，需要保持在预定扭矩差阈值内，因此就需要按照非线性正相关的关系来计算扭矩差，这样扭矩差虽然还会随着施加于方向盘上的扭矩值和当前车速各自值的增大而增大，但增长幅度会是在可控的范围内，这样，当车辆的助力转向系统失效时，既能按照驾驶员的意愿来控制车辆的转向，也会在一定程度上保障车辆的转向不会过猛导致危险。

再例如，依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差的第二种实现方式可以如下所述，也即：

基于所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围与所述扭矩差预设值之间的对应关系，来确定所述扭矩差。

例如，当所述扭矩值大于t，且所述当前车速小于v时，控制所述扭矩差为第一数值；

当所述扭矩值大于t，且所述当前车速大于v时，控制所述扭矩差为第二数值；

当所述扭矩值小于t，且所述当前车速小于v时，控制所述扭矩差为第三数值；

当所述扭矩值小于t，且所述当前车速大于v时，控制所述扭矩差为第四数值；

其中，第一数值、第二数值、第三数值和第四数值为扭矩差预设值，为固定常数，且可以根据车辆转向的实际经验情况来设定。

通过以上技术方案，在车辆的助力转向系统失效时，对车辆的转向进行控制的过程中，会基于所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围与所述扭矩差预设值之间的对应关系来确定所述扭矩差，既能满足根据驾驶员的意愿控制车辆的转向，也能很好地控制车辆不会转向过度，避免可能的危险。

本领域技术人员应当理解的是，以上所列举的扭矩值所处的范围和当前车速所处的范围与所述扭矩差预设值之间的对应关系仅是示例，本公开实施例不限制其对应关系。也即，例如，施加于方向盘上的扭矩值可以被划分成三个范围，当前车速可以被划分成4个范围，这些范围之间的组合也可以是多种多样的。在这些范围组合确定之后，再确定与相应范围组合所对应的扭矩差预设值，以得到它们之间的对应关系。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆转向控制装置100，如图3所示，该控制装置100可以包括：

获取模块110，用于在所述车辆的助力转向系统失效时，获取施加于方向盘上的扭矩值、所述车辆的当前车速、所述车辆的油门信号和所述方向盘的转向信号；

控制模块120，用于依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向。

通过上述方案，在所述车辆的助力转向系统失效的情况下，可以迅速对驾驶员对方向盘的操作做出相应的反应，先由获取模块110获取施加于方向盘上的扭矩值、所述车辆的当前车速、所述车辆的油门信号和所述方向盘的转向信号，然后由控制模块120依据所述扭矩值、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定左右车轮的目标扭矩值，以便依据所述目标扭矩值控制所述车辆的转向，从而能够在车辆的助力转向系统失效时，按照驾驶员的意愿来控制车辆的转向，并在一定程度上避免了因为助力转向系统失效导致的危险。

图4是根据本公开一种实施方式的车辆转向控制装置100的控制模块120的示意框图，所述控制模块120可以包括：

扭矩差确定子模块121，用于根据所述扭矩值和所述当前车速确定所述左右车轮的扭矩差；

控制子模块122，用于根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值。

在一种可能的实施方式中，所述扭矩差确定子模块121还可以用于：

依据所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围来确定所述扭矩差。

在一种可能的实施方式中，所述扭矩差确定子模块121还可以用于：

当所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速都在各自的预定阈值以内时，按照线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差；

当所述施加于方向盘上的扭矩值和/或所述当前车速不在各自的预定阈值以内时，按照非线性正相关关系依据所述施加于方向盘上的扭矩值和所述当前车速来计算所述扭矩差，其中，所述扭矩差保持在预定扭矩差阈值以内。

在一种可能的实施方式中，所述获取模块110还可以用于获取当前方向盘实际转角；

所述扭矩差确定子模块121还可以用于：

将所述扭矩值和所述当前车速作为pid(比例-积分-微分)调节算法的输入信号计算得到目标方向盘转角；

将所述目标方向盘转角与所述当前方向盘实际转角的差值作为所述pid调节算法的输入信号计算得到所述扭矩差。

在一种可能的实施方式中，所述扭矩差确定子模块121还可以用于：

基于所述扭矩值所处的范围和所述当前车速所处的范围与所述扭矩差预设值之间的对应关系，来确定所述扭矩差。

在一种可能的实施方式中，所述控制子模块122根据所述扭矩差、所述当前车速、所述油门信号和所述转向信号确定所述左右车轮的目标扭矩值包括：

根据所述当前车速和所述油门信号确定当前车辆转向所需的基础扭矩值；

根据所述转向信号确定所述左右车轮在转向过程中的内侧车轮和外侧车轮；

控制内侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值并控制外侧车轮的目标扭矩值为所述基础扭矩值与所述扭矩差之和。

根据本公开实施例所述的控制装置中各个模块所执行的操作的具体实现方式已经在根据本公开实施例的控制方法中进行了详细描述，此处不再赘述。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，如图5所示，该车辆可以包括：

根据上面所述的控制装置100；

电机控制器300，用于接收所述控制装置100发送的所述目标扭矩值，以依据所述目标扭矩值控制所述车辆的电机200工作来实现所述车辆的转向；

电机200，用于在所述电机控制器300的控制下工作。

通过上述技术方案，在所述车辆的助力转向系统失效时，控制装置100能够确定左右车轮的目标扭矩值并将该目标扭矩值发送给电机控制器300，电机控制器300则依据该目标扭矩值来控制电机200的工作，这样就能在车辆的助力转向系统失效时，按照驾驶员的意愿来控制车辆的转向，避免发生危险。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。