一种转向路感模拟方法、装置、线控转向系统和车辆与流程

1.本发明实施例涉及车辆转向技术，尤其涉及一种转向路感模拟方法、装置、线控转向系统和车辆。


背景技术：

2.随着科技的发展，车辆的线控转向系统也在不断改进。
3.现有的线控转向系统无法通过方向盘传递足够的路面信息，因此驾驶员无法获得较好的手感和充足的路感。
4.如何能够保证驾驶手感及路感，提高驾驶体验等操作感觉，是线控转向领域需要重点研究的课题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种转向路感模拟方法，用以提升驾驶员的驾驶手感，向驾驶员提供更多的路面信息，提高驾驶员的路感。进而提高驾驶体验。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种转向路感模拟方法，包括：
7.获取车辆状态数据；
8.根据所述车辆状态数据确定路面负载力矩；
9.根据所述车辆状态数据确定虚拟助力力矩；
10.根据所述车辆状态数据确定遇障力矩；
11.根据所述车辆状态数据确定停车力矩；
12.根据所述车辆状态数据确定死点保护力矩；
13.计算路感模拟目标扭矩，所述路感模拟目标扭矩＝所述路面负载力矩－所述虚拟助力力矩－所述遇障力矩－所述停车力矩－所述死点保护力矩；
14.其中，所述车辆状态数据包括扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度、侧向加速度和主驾车门状态。
15.可选的，所述根据所述车辆状态数据确定路面负载力矩包括：
16.根据所述扭矩请求状态、所述方向盘转角、所述方向盘转速、所述方向盘扭矩、所述车速、所述轮速、所述横摆角速度和所述侧向加速度确定所述路面负载力矩。
17.可选的，所述根据所述车辆状态数据确定虚拟助力力矩包括：
18.根据所述扭矩请求状态、所述方向盘转角、所述方向盘转速、所述方向盘扭矩、所述车速、所述轮速、所述横摆角速度和所述侧向加速度确定所述虚拟助力力矩。
19.可选的，所述根据所述车辆状态数据确定遇障力矩包括：
20.根据所述路面负载力矩和所述方向盘转角确定所述遇障力矩。
21.可选的，所述根据所述车辆状态数据确定停车力矩包括：
22.根据所述路面负载力矩、所述方向盘转角和所述主驾车门状态确定所述停车力矩。
23.可选的，所述根据所述车辆状态数据确定死点保护力矩包括：
24.根据所述方向盘转角及所述方向盘扭矩确定所述死点保护力矩。
25.第二方面，本发明实施例还提供了一种转向路感模拟装置，包括：
26.状态观测模块，所述状态观测模块用于获取车辆状态数据；
27.路面负载力矩确定模块，用于根据所述车辆状态数据确定路面负载力矩；
28.虚拟助力力矩确定模块，用于根据所述车辆状态数据确定虚拟助力力矩；
29.遇障力矩确定模块，用于根据所述车辆状态数据确定遇障力矩；
30.停车力矩确定模块，用于根据所述车辆状态数据确定停车力矩；
31.死点保护力矩确定模块，用于根据所述车辆状态数据确定死点保护力矩；
32.路感模拟目标扭矩计算模块，用于计算路感模拟目标扭矩，所述路感模拟目标扭矩＝所述路面负载力矩－所述虚拟助力力矩－所述遇障力矩－所述停车力矩－所述死点保护力矩；
33.其中，所述车辆状态数据包括扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度、侧向加速度和主驾车门状态。
34.可选的，所述路面负载力矩确定模块具体用于根据所述扭矩请求状态、所述方向盘转角、所述方向盘转速、所述方向盘扭矩、所述车速、所述轮速、所述横摆角速度和所述侧向加速度确定所述路面负载力矩。
35.第三方面，本发明实施例还提供了一种线控转向系统，包括上述任一种转向路感模拟装置，所述转向路感模拟装置用于实现上述任一所述的转向路感模拟方法。
36.第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述线控转向系统。
37.本发明实施例中转向路感模拟方法包括：获取车辆状态数据；根据车辆状态数据确定路面负载力矩；根据车辆状态数据确定虚拟助力力矩；根据车辆状态数据确定遇障力矩；根据车辆状态数据确定停车力矩；根据车辆状态数据确定死点保护力矩；计算路感模拟目标扭矩，路感模拟目标扭矩＝路面负载力矩－虚拟助力力矩－遇障力矩－停车力矩－死点保护力矩；其中，车辆状态数据包括扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度、侧向加速度和主驾车门状态。通过路面负载力矩、虚拟助力力矩、遇障力矩、停车力矩、死点保护力矩计算路感模拟目标扭矩，并将路感模拟目标扭矩通过方向盘电机传递到方向盘上，从而实现将模拟路感传递到驾驶员手中，提升驾驶员的驾驶手感，向驾驶员提供更多的路面信息。提高驾驶员的路感，进而提高驾驶体验。
附图说明
38.图1为本发明实施例提供的一种转向路感模拟方法的流程示意图；
39.图2为本发明实施例提供的一种转向路感模拟方法的方法控制框图；
40.图3为本发明实施例提供的一种路感模拟控制展开框图；
41.图4为本发明实施例提供的一种转向路感模拟装置的结构示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
43.图1为本发明实施例提供的一种转向路感模拟方法的流程示意图，图2为本发明实施例提供的转向路感模拟方法的方法控制框图，图3为本发明实施例提供的路感模拟控制展开框图，参考图1～图3。本发明实施例提供了一种转向路感模拟方法，包括：
44.s1：获取车辆状态数据。
45.其中，车辆状态数据包括扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度、侧向加速度和主驾车门状态。可以设置状态观测器，由状态观测器收集各种车辆状态数据，并通过状态观测器获取车辆状态数据。通过这样的方式获取车辆状态数据更为方便快捷，仅需一次访问即可立即获得全部所需车辆状态数据。状态观测器可以是软件模块。
46.s2：根据车辆状态数据确定路面负载力矩。
47.其中，在采集车辆状态数据后，可以根据实际需要确定算法，输出路面负载力矩，实现路面负载信息的反馈。能够有效的解决因线控转向系统移除了机械连接装置引起的无法收到路面信息的问题。输出力矩的范围可以通过实车标定进行确定。
48.可选的，根据车辆状态数据确定路面负载力矩包括：
49.根据扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度和侧向加速度确定路面负载力矩。
50.其中，在获取到扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度和侧向加速度之后，可以根据预设的算法进行算法解算，从而获得路面负载力矩。
51.s3：根据车辆状态数据确定虚拟助力力矩。
52.其中，通过虚拟助力力矩模拟传统eps力矩输出，使线控转向系统存在一个初始力矩特性，此力矩特性能够使驾驶员有初始的手感。可以根据实际需要确定算法，内部算法接到车辆状态数据后，进行算法解算，输出虚拟助力力矩，输出力矩的范围可以通过实车标定进行确定。
53.可选的，根据车辆状态数据确定虚拟助力力矩包括：
54.根据扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度和侧向加速度确定虚拟助力力矩。
55.其中，在获取到扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度和侧向加速度之后，可以根据预设的算法进行算法解算，从而获得虚拟助力力矩。
56.s4：根据车辆状态数据确定遇障力矩。
57.其中，在车辆驾驶过程中遇障，比如马路牙、石头等凸起物，遇障力矩可以使驾驶员能够清晰的判断此时的工况。能够模拟通过提升用来转动车辆车轮朝向的电机扭矩，实现避让工况的手感。可以根据实际需要确定算法，内部算法接到车辆状态数据后，进行算法解算，输出遇障力矩，输出力矩的范围可以通过实车标定进行确定。
58.可选的，根据车辆状态数据确定遇障力矩包括：
59.根据路面负载力矩和方向盘转角确定遇障力矩。
60.其中，在获取到路面负载力矩和方向盘转角之后，可以根据预设的算法进行算法
解算，从而获得遇障力矩。
61.s5：根据车辆状态数据确定停车力矩。
62.其中，在停车过程中，驾驶员下车手扶方向盘。因此需要输出较大的力矩，对路感模拟器进行限制，防止方向盘自转。可以根据实际需要确定算法，内部算法接到车辆状态数据后，进行算法解算，输出停车力矩，输出力矩的范围可以通过实车标定进行确定。
63.可选的，根据车辆状态数据确定停车力矩包括：
64.根据路面负载力矩、方向盘转角和主驾车门状态确定停车力矩。
65.其中，在获取到路面负载力矩、方向盘转角和主驾车门状态之后，可以根据预设的算法进行算法解算，从而获得遇障力矩。
66.s6：根据车辆状态数据确定死点保护力矩。
67.其中，死点保护力矩可用于保护线控转向系统，防止对线控转向系统的角度调节超出正常角度范围，从而破坏系统。可以根据实际需要确定算法，内部算法接到车辆状态数据后，进行算法解算，输出死点保护力矩，输出力矩的范围可以通过实车标定进行确定。
68.可选的，根据车辆状态数据确定死点保护力矩包括：
69.根据方向盘转角及方向盘扭矩确定死点保护力矩。
70.其中，在获取到方向盘转角及方向盘扭矩之后，可以根据预设的算法进行算法解算，从而获得死点保护力矩。
71.s7：计算路感模拟目标扭矩，路感模拟目标扭矩＝路面负载力矩－虚拟助力力矩－遇障力矩－停车力矩－死点保护力矩。
72.其中，通过对路面负载力矩、虚拟助力力矩、遇障力矩、停车力矩和死点保护力矩进行计算，可以得到路感模拟目标扭矩。在计算过程中，可以对路面负载力矩、虚拟助力力矩、遇障力矩、停车力矩和死点保护力矩中的一个或多个力矩进行加权运算，根据加权后的力矩进行路感模拟目标扭矩的计算。
73.在进行路感模拟时，状态观测器将车辆状态数据传输到路感模拟控制装置。由路感模拟控制装置根据车辆状态数据确定路感模拟目标扭矩后，将路感模拟目标扭矩传送到电机控制驱动装置。电机控制驱动装置驱动方向盘电机转动。方向盘电机可以将电机驱动扭矩及电机转子位置传回路感模拟控制装置，由路感模拟控制装置根据电机驱动扭矩及电机转子位置确定方向盘转角和方向盘扭矩后，将方向盘转角和方向盘扭矩传回状态观测器。
74.本发明实施例通过电机控制驱动装置，由方向盘电机输出路感模拟目标扭矩，驾驶员通过方向盘感知到路感模拟目标扭矩。由此提升驾驶员的驾驶手感，向驾驶员提供更多的路面信息。提高驾驶员的路感，进而提高驾驶体验。
75.图4为本发明实施例提供的一种转向路感模拟装置的结构示意图，参考图4。本发明实施例还提供了一种转向路感模拟装置，包括：
76.状态观测模块1，状态观测模块用于获取车辆状态数据；
77.路面负载力矩确定模块2，用于根据车辆状态数据确定路面负载力矩；
78.虚拟助力力矩确定模块3，用于根据车辆状态数据确定虚拟助力力矩；
79.遇障力矩确定模块4，用于根据车辆状态数据确定遇障力矩；
80.停车力矩确定模块5，用于根据车辆状态数据确定停车力矩；
81.死点保护力矩确定模块6，用于根据车辆状态数据确定死点保护力矩；
82.路感模拟目标扭矩计算模块7，用于计算路感模拟目标扭矩，路感模拟目标扭矩＝路面负载力矩－虚拟助力力矩－遇障力矩－停车力矩－死点保护力矩；
83.其中，车辆状态数据包括扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度、侧向加速度和主驾车门状态。
84.其中，本发明实施例所提供的转向路感模拟装置可执行本发明任意实施例所提供的转向路感模拟方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
85.可选的，路面负载力矩确定模块具体用于根据扭矩请求状态、方向盘转角、方向盘转速、方向盘扭矩、车速、轮速、横摆角速度和侧向加速度确定路面负载力矩。
86.可选的，虚拟助力力矩确定模块具体用于根据所述扭矩请求状态、所述方向盘转角、所述方向盘转速、所述方向盘扭矩、所述车速、所述轮速、所述横摆角速度和所述侧向加速度确定所述虚拟助力力矩。
87.可选的，遇障力矩确定模块具体用于根据所述路面负载力矩和所述方向盘转角确定所述遇障力矩。
88.可选的，停车力矩确定模块具体用于根据所述路面负载力矩、所述方向盘转角和所述主驾车门状态确定所述停车力矩。
89.可选的，死点保护力矩确定模块具体用于根据所述方向盘转角及所述方向盘扭矩确定所述死点保护力矩。
90.另一方面，本发明实施例还提供了一种线控转向系统，包括上述任意一种转向路感模拟装置，转向路感模拟装置用于实现上述任一种转向路感模拟方法。
91.其中，本发明实施例所提供的线控转向系统包括本发明任意实施例所提供的转向路感模拟装置，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
92.另一方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述线控转向系统。
93.其中，本发明实施例所提供的车辆包括本发明实施例所提供的线控转向系统，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
94.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。