方向盘限位控制方法、装置、电子设备和线控转向系统与流程

1.本技术涉及线控转向系统技术领域，尤其涉及一种方向盘限位控制方法、装置、电子设备和线控转向系统。


背景技术：

2.在线控转向系统中，由于方向盘与转向电机之间没有转向轴，因此在方向盘接近极限位置或转向执行机构无法跟随方向盘转动时，方向盘的转向控制都无法随之动态调整。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种方向盘限位控制方法、装置、电子设备、介质、线控转向系统和车辆，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：
4.第一方面，本技术实施例提供了一种方向盘限位控制方法，应用于线控转向系统，包括：
5.获取转向执行机构的当前位置；
6.根据所述当前位置确定所述转向执行机构处于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩；
7.控制手感电机按照所述限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种方向盘限位控制装置，应用于线控转向系统，包括：
9.获取模块，用于获取转向执行机构的当前位置；
10.计算模块，用于根据所述当前位置确定所述转向执行机构处于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩；
11.控制模块，用于控制手感电机按照所述限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
12.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：
13.至少一个处理器；以及
14.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
15.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法。
16.第四方面，本技术实施例提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，当计算机指令在计算机上运行时，上述方法被执行。
17.第五方面，本技术实施例提供了一种线控转向系统，包括如上所述的方向盘限位控制装置，或者如上所述的电子设备。
18.第六方面，本技术实施例提供了一种车辆，包括如上所述的线控转向系统。
19.上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：
20.通过获取转向执行机构的当前位置，根据所述当前位置确定所述转向执行机构处
于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩，控制手感电机按照所述限位电机扭矩对方向盘的转向进行补偿提供阻力，实现了方向盘转向控制的动态调整，无论是临近状态还是异常状态，都可以对方向盘的转向进行补偿，且基于转向执行机构来控制，效果更精确和更稳定。
21.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
22.在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本技术范围的限制。
23.图1为根据本技术一实施例的方向盘限位控制方法流程图；
24.图2为根据本技术另一实施例的方向盘限位控制方法流程图；
25.图3为根据本技术另一实施例的方向盘限位控制方法流程图；
26.图4为根据本技术一实施例的临界状态下限位电机扭矩计算过程示意图；
27.图5为根据本技术一实施例的异常状态下限位电机扭矩计算过程示意图；
28.图6为根据本技术一实施例的方向盘限位控制装置的结构图；
29.图7为根据本技术一实施例的线控转向系统的架构示意图；
30.图8为根据本技术一实施例的电子设备结构框图。
具体实施方式
31.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
32.图1示出根据本技术一实施例的方向盘限位控制方法流程图。如图1所示，该方法应用于线控转向系统，可以包括：
33.s101：获取转向执行机构的当前位置；
34.s102：根据当前位置确定转向执行机构处于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩；
35.s103：控制手感电机按照限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
36.在一种实施方式下，上述步骤s102可以包括：
37.获取转向执行机构的极限位置；
38.若当前位置与极限位置的差值小于第一阈值，则确定转向执行机构处于临界状态，计算得到限位电机扭矩。
39.在一种实施方式下，上述确定转向执行机构处于临界状态，计算得到限位电机扭矩，可以包括：
40.确定转向执行机构处于临界状态，根据当前位置和极限位置利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩。
41.在一种实施方式下，上述步骤s102可以包括：
42.根据方向盘的转角和转向比，获得转向执行机构的目标位置；
43.若当前位置与目标位置的差值大于第二阈值，则确定转向执行机构处于异常状态，计算得到限位电机扭矩。
44.在一种实施方式下，上述确定转向执行机构处于异常状态，计算得到限位电机扭矩，可以包括：
45.确定转向执行机构处于异常状态，根据当前位置和目标位置计算出转角差，基于转角差利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩。
46.在一种实施方式下，上述步骤s103可以包括：
47.根据方向盘的转速、转向比和转向扭矩，以及转向执行机构的转速，计算得到修正因子；
48.使用修正因子对计算得到的限位电机扭矩进行修正；
49.控制手感电机按照修正后的限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
50.在一种实施方式下，上述根据方向盘的转速、转向比和转向扭矩，以及转向执行机构的转速，计算得到修正因子，可以包括：
51.将方向盘的转速和转向比相乘后与转向执行机构的转速相减得到转速差；
52.根据转速差与方向盘的转向扭矩，利用预设的曲线计算得到修正因子。
53.本实施例提供的上述方法，通过获取转向执行机构的当前位置，根据所述当前位置确定所述转向执行机构处于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩，控制手感电机按照所述限位电机扭矩对方向盘的转向进行补偿提供阻力，实现了方向盘转向控制的动态调整，无论是临近状态还是异常状态，都可以对方向盘的转向进行补偿，且基于转向执行机构来控制，效果更精确和更稳定。而且该方法既适用于下部转向执行机构的末端位置，又适用于中间位置异常卡住工况，适用范围更广泛。
54.图2示出根据本技术另一实施例的方向盘限位控制方法流程图。如图2所示，该方法应用于线控转向系统，可以包括：
55.s201：获取转向执行机构的当前位置和极限位置；
56.s202：若当前位置与极限位置的差值小于第一阈值，则确定转向执行机构处于临界状态；
57.本技术实施例中的临界状态是指转向执行机构接近或到达极限位置。其中，第一阈值可以根据需要设置，具体数值不限定。
58.s203：根据当前位置和极限位置利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩；
59.其中，预设的插值曲线可以包括多种，如线性插值曲线、抛物线等等，本实施例对此不做具体限定。
60.s204：控制手感电机按照限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
61.本实施例提供的上述方法，通过临界状态下计算得到限位电机扭矩，并控制手感电机按照限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力，实现了方向盘转向控制的动态调整，基于转向执行机构来控制，效果更精确和更稳定。
62.图3示出根据本技术另一实施例的方向盘限位控制方法流程图。如图3所示，该方法应用于线控转向系统，可以包括：
63.s301：获取转向执行机构的当前位置；
64.s302：根据方向盘的转角和转向比，获得转向执行机构的目标位置；
65.s303：若当前位置与目标位置的差值大于第二阈值，则确定转向执行机构处于异常状态；
66.本技术实施例中，方向盘的转向与转向执行机构的转向之间的角传动比，通常是随速度随角度可变的，方向盘的极限角度是动态变化的，因此，在某些路况如崎岖路面或坑洼、路肩等情况下，转向执行机构可能被卡住无法随方向盘的转向而转向，即二者不能保持同步，这种情况下可以确定为转向执行机构处于异常状态。
67.其中，第二阈值可以根据需要设置，具体数值不限定。当前位置和目标位置都可以用转角来表示。
68.s304：根据当前位置和目标位置计算出转角差，基于转角差利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩；
69.其中，预设的插值曲线可以包括多种，如线性插值曲线、抛物线等等，本实施例对此不做具体限定。
70.s305：将方向盘的转速和转向比相乘后与转向执行机构的转速相减得到转速差，根据转速差与方向盘的转向扭矩，利用预设的曲线计算得到修正因子；
71.s306：将计算得到的限位电机扭矩与修正因子相乘，得到修正后的限位电机扭矩；
72.s307：控制手感电机按照修正后的限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
73.本实施例提供的上述方法，通过异常状态下计算得到限位电机扭矩，并控制手感电机按照限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力，实现了方向盘转向控制的动态调整，基于转向执行机构来控制，效果更精确和更稳定。
74.图4示出根据本技术一实施例的临界状态下限位电机扭矩计算过程示意图。如图4所示，该计算过程如下：比较转向执行机构的当前位置和极限位置，若当前位置与极限位置的差值小于第一阈值，则确定转向执行机构处于临界状态，即接近极限位置；根据当前位置和极限位置利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩，并输出该限位电机扭矩给手感电机，从而控制手感电机按照该限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
75.图5示出根据本技术一实施例的异常状态下限位电机扭矩计算过程示意图。如图5所示，该计算过程如下：获取转向执行机构的当前位置，根据方向盘的转角和转向比获得转向执行机构的目标位置；若当前位置与目标位置的差值大于第二阈值，则确定转向执行机构处于异常状态；根据当前位置和目标位置计算出转角差，基于转角差利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩，将方向盘的转速和转向比相乘后与转向执行机构的转速相减得到转速差，根据转速差与方向盘的转向扭矩，利用预设的曲线计算得到修正因子，将修正因子与计算得到的限位电机扭矩相乘得到修正后的限位电机扭矩；控制手感电机按照修正后的限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
76.图6示出根据本技术一实施例的方向盘限位控制装置的结构图。如图6所示，该装置应用于线控转向系统，可以包括：
77.获取模块601，用于获取转向执行机构的当前位置；
78.计算模块602，用于根据当前位置确定转向执行机构处于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩；
79.控制模块603，用于控制手感电机按照限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
80.在一种实施方式下，计算模块602可以包括：
81.第一获取单元，用于获取转向执行机构的极限位置；
82.第一计算单元，用于若当前位置与极限位置的差值小于第一阈值，则确定转向执行机构处于临界状态，计算得到限位电机扭矩。
83.在一种实施方式下，上述第一计算单元可以用于：
84.若当前位置与极限位置的差值小于第一阈值，则确定转向执行机构处于临界状态，根据当前位置和极限位置利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩。
85.在一种实施方式下，计算模块602包括：
86.第二获取单元，用于根据方向盘的转角和转向比，获得转向执行机构的目标位置；
87.第二计算单元，用于若当前位置与目标位置的差值大于第二阈值，则确定转向执行机构处于异常状态，计算得到限位电机扭矩。
88.在一种实施方式下，上述第二计算单元可以用于：
89.若当前位置与目标位置的差值大于第二阈值，则确定转向执行机构处于异常状态，根据当前位置和目标位置计算出转角差，基于转角差利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩。
90.在一种实施方式下，控制模块603可以包括：
91.修正因子计算单元，用于根据方向盘的转速、转向比和转向扭矩，以及转向执行机构的转速，计算得到修正因子；
92.修正单元，用于使用修正因子对计算得到的限位电机扭矩进行修正；
93.控制单元，用于控制手感电机按照修正后的限位电机扭矩为方向盘的转向提供阻力。
94.在一种实施方式下，上述修正因子计算单元可以用于：
95.将方向盘的转速和转向比相乘后与转向执行机构的转速相减得到转速差；
96.根据转速差与方向盘的转向扭矩，利用预设的曲线计算得到修正因子。
97.本技术实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
98.本实施例提供的上述装置，通过获取转向执行机构的当前位置，根据所述当前位置确定所述转向执行机构处于临界状态或异常状态的情况下，计算得到限位电机扭矩，控制手感电机按照所述限位电机扭矩对方向盘的转向进行补偿提供阻力，实现了方向盘转向控制的动态调整，无论是临近状态还是异常状态，都可以对方向盘的转向进行补偿，且基于转向执行机构来控制，效果更精确和更稳定。
99.本技术一实施例提供了一种电子设备，可以包括：
100.至少一个处理器；以及
101.与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
102.存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一方法实施例提供的方向盘限位控制方法。
103.本技术实施例提供的上述任一方向盘限位控制方法、方向盘限位控制装置或电子设备，可以应用于线控转向系统中。
104.图7示出根据本技术一实施例的线控转向系统的架构示意图。如图7所示，该线控转向系统可以包括：方向盘、方向盘转角扭矩传感器、转向管柱、手感电机、ecu、转向执行机构和执行机构转角传感器。其中，ecu可以执行上述任一方向盘限位控制方法或包括上述任一方向盘限位控制装置或电子设备。方向盘转角扭矩传感器用于实时采集方向盘的转角和转向扭矩，ecu在根据上述采集到的数据计算得到限位电机扭矩后，控制手感电机按照该限位电机扭矩对方向盘的转向进行补偿提供阻力，通过转向管柱传递到方向盘，使驾驶员在临界状态感知到阻力，意识到转向执行机构接近或到达极限位置，在异常状态感知到阻力，保持转向执行机构和方向盘同步。其中，异常状态场景下，ecu根据方向盘的转角和转速比可以获得目标位置即目标转向角度，在转向执行机构由于路况等原因无法跟随方向盘转动的异常情况下，执行机构转角传感器可以实时采集转向执行机构的实际转向角度。ecu根据目标转向角度和实际转向角度可以计算出转角差，基于转角差利用预设的插值曲线计算得到限位电机扭矩从而控制手感电机。值得一提的是，上述场景中的执行机构转角传感器可以由位移传感器来替代，此时无需设置执行机构转角传感器，而是可以在转向执行机构的齿条上设置位移传感器，可以根据机械结构的位移转角传动比计算出转角，精度比执行机构转角传感器更高。
105.图8示出根据本技术一实施例的电子设备的结构框图。如图8所示，该电子设备包括：存储器810和处理器820，存储器810内存储有可在处理器820上运行的指令。处理器820执行该指令时实现上述实施例中的车道线数据增强的方法。存储器810和处理器820的数量可以为一个或多个。该电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本技术的实现。
106.该电子设备还可以包括通信接口830，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。各个设备利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器820可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示gui的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。该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8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
107.可选的，在具体实现上，如果存储器810、处理器820及通信接口830集成在一块芯片上，则存储器810、处理器820及通信接口830可以通过内部接口完成相互间的通信。
108.应理解的是，上述处理器可以是中央处理器(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是，
处理器可以是支持进阶精简指令集机器(advanced risc machines，arm)架构的处理器。
109.本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质(如上述的存储器810)，其存储有计算机指令，该程序被处理器执行时实现本技术实施例中提供的方法。
110.可选的，存储器810可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据车道线数据增强的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器810可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器810可选包括相对于处理器820远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车道线数据增强的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
111.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他实体类别的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁待，磁待磁磁盘存储或其他磁性存储介质或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
112.本技术实施例提供的上述计算机程序产品或上述电子设备还可以应用于车辆中。示例性地，在车辆中上述电子设备包括但不限于：adcm(automated-driving domain control module，自动驾驶域控制模块)、bdcm(body domain control module，车身域控制模块)、idcm(infotainment domain control module，信息娱乐域控制模块)、vdcm(vehicle domain control module，行驶域控制模块)和rac(robotic arm controller，机械臂控制单元)中的至少一种。
113.在本说明书的描述中，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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
114.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。