CN111361545B

CN111361545B - 方向盘转动控制方法、装置及车辆

Info

Publication number: CN111361545B
Application number: CN201910943631.XA
Authority: CN
Inventors: 曹玮麟; 金大鹏; 刘莲芳; 田俊涛
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: CN111361545A

Abstract

本公开涉及一种方向盘转动控制方法、装置及车辆。所述方法包括：获取车辆的车速和所述车辆所在行驶道路的道路曲率；根据所述车速和所述道路曲率，确定所述车辆的方向盘转动速率上限值；根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制。这样，根据实时的车速和道路状况，将车辆方向盘的转动速率限制在一定范围内，能够保证方向盘转动的平稳性，避免由于控制参数剧烈变化而导致的方向盘异常，保证行驶安全与舒适性。

Description

方向盘转动控制方法、装置及车辆

技术领域

本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种方向盘转动控制方法、装置及车辆。

背景技术

在驾驶控制中，由于数据传输过程中丢帧、突发意外、用户操作不当等情况，车辆的一些运行参数经常会发生突变，导致由控制器对方向盘的控制参数变化剧烈，进而导致方向盘的响应剧烈，例如出现方向盘猛烈摆动的情况。出现上述情况，一方面会影响车上人员的乘坐体验，另一方面，易引起方向盘震荡，导致车辆走S形，影响行车安全。

发明内容

本公开的目的是提供一种方向盘转动控制方法、装置及车辆，以实现对方向盘的平稳控制，避免方向出现盘剧烈变化。

为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种方向盘转动控制方法，所述方法包括：

获取车辆的车速和所述车辆所在行驶道路的道路曲率；

根据所述车速和所述道路曲率，确定所述车辆的方向盘转动速率上限值；

根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制。

可选地，所述根据所述车速和所述道路曲率，确定所述车辆的方向盘的转动速率上限值，包括：

将所述车速和所述道路曲率输入至预设的模糊控制器，以获得所述模糊控制器输出的与所述车速和所述道路曲率对应的所述转动速率上限值。

根据所述车速和所述道路曲率，以及已存储的车速、道路曲率与方向盘转动速率上限值三者之间的对应关系，确定所述方向盘转动速率上限值。

可选地，所述根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制，包括：

控制所述方向盘以不超过所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

可选地，所述方法还包括：

获取所述方向盘的转动角速度；

所述根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制，包括：

若所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，控制所述方向盘以等于所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

可选地，若所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，所述方法还包括：

生成用于指示方向盘转动异常的提示信息；

输出所述提示信息。

根据本公开的第二方面，提供一种方向盘转动控制装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取车辆的车速和所述车辆所在行驶道路的道路曲率；

确定模块，用于根据所述车速和所述道路曲率，确定所述车辆的方向盘转动速率上限值；

控制模块，用于根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制。

可选地，所述确定模块包括：

第一确定子模块，用于将所述车速和所述道路曲率输入至预设的模糊控制器，以获得所述模糊控制器输出的与所述车速和所述道路曲率对应的所述转动速率上限值。

可选地，所述确定模块包括：

第二确定子模块，用于根据所述车速和所述道路曲率，以及已存储的车速、道路曲率与方向盘转动速率上限值三者之间的对应关系，确定所述方向盘转动速率上限值。

可选地，所述控制模块用于控制所述方向盘以不超过所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

可选地，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述方向盘的转动角速度；

所述控制模块用于若所述第二获取模块获取到的所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，控制所述方向盘以等于所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

可选地，所述装置还包括：

信息生成模块，用于若所述第二获取模块获取到的所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，生成用于指示方向盘转动异常的提示信息；

信息输出模块，用于输出所述提示信息。

根据本公开的第三方面，提供一种车辆，所述车辆包括本公开第二方面所述的方向盘转动控制装置。

通过上述技术方案，获取车辆的车速和车辆所在行驶道路的道路曲率，根据车速和道路曲率确定车辆的方向盘转动速率上限值，并根据方向盘转动速率上限值对车辆的方向盘的转动速率进行控制。这样，根据实时的车速和道路状况，将车辆方向盘的转动速率限制在一定范围内，能够保证方向盘转动的平稳性，避免由于控制参数剧烈变化而导致的方向盘异常，保证行驶安全与舒适性。

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是根据本公开的一种实施方式提供的方向盘转动控制方法的流程图；

图2是根据本公开提供的方向盘转动控制方法中，模糊控制规则表的一种示例性的示意图；

图3是根据本公开的一种实施方式提供的方向盘转动控制装置的框图。

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是根据本公开的一种实施方式提供的方向盘转动控制方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。

在步骤11中，获取车辆的车速和车辆所在行驶道路的道路曲率。

示例地，车辆的车速可以通过设置于车辆的车速传感器获得。

在一种可能的实施例中，车辆所在行驶道路的道路曲率可以通过ADAS(AdvancedDriving Assistant System，高级驾驶辅助***)得到。ADAS能够基于安装在车上的各种传感器(例如，毫米波雷达传感器、激光雷达传感器、单/双目摄像头、卫星导航等)，在车辆行驶过程中感应周边环境，采集相关数据，对静态、动态物体进行辨识、侦测、追踪，并结合导航仪地图数据，进行相应的运算与分析。在这一实施例中，ADAS可以在车辆行驶过程中，通过设置于车辆的摄像头拍摄道路图像，而后基于拍摄到的道路图像得到车辆所在行驶道路的道路曲率。其中，基于道路图像得到道路曲率属于现有技术，为本领域技术人员公知，此处不赘述。

在另一种可能的实施例中，车辆所在行驶道路的道路曲率可以通过车辆所在的位置确定。示例地，车辆可以联网获取电子地图，在电子地图中存储有各处对应的道路曲率，车辆根据自身的位置以及该电子地图，即可确定车辆所在行驶道路的道路曲率。再例如，车辆可以将其所处位置发送至服务器，服务器中存储有上述电子地图，从而，车辆可以获取到服务器基于该车辆发送的位置而返回的道路曲率。再例如，车辆可以在每一次的历史行驶中，记录所获取到的道路曲率，并将道路曲率与获取到该道路曲率的位置关联存储，从而，车辆可以直接从这些存储的历史数据中得到该道路曲率。

需要说明的是，为了提升最终对方向盘控制的准确性与实用性，在车辆行驶过程中，应当实时获取车速和道路曲率，并且在获取车速的同时获取道路曲率，以保证获取到的数据能够准确对应。设置于车辆上的各传感器一般周期性地采集数据，基于此可以保证数据获取的实时性，并且，根据某时刻获取到的车速以及道路曲率，能够得到该时刻下对方向盘的控制参数，从而不断根据实际情况更新控制参数，能保证对方向盘控制的准确性。示例地，可以将获取车速和道路曲率的周期设置为较小值，能够提升计算准确性，从而提升对方向盘控制的准确性。

在步骤12中，根据车速和道路曲率，确定车辆的方向盘转动速率上限值。

其中，方向盘的转动速率就是方向盘转角的变化速率，与方向盘的转动角速度略有不同，方向盘的转动角速度相当于一个矢量，包括方向盘在单位时间内转过的角度以及转动的方向，而方向盘的转动速率是一个数值。另外，对于方向盘的同一转动过程，其转动角速度对应的角速度数值与其转动速率相等。示例地，若方向盘在A时刻对应的方向盘转角为a，方向盘在之后的B时刻对应的方向盘转角为b，则方向盘的转动速率可以通过Bb--aA得到。

方向盘转动速率上限值用于限制方向盘转动速率，方向盘的实际转动速率不应当超过该方向盘转动速率上限值。

在一种可能的实施方式中，步骤12可以包括以下步骤：

将车速和道路曲率输入至预设的模糊控制器，以获得模糊控制器输出的与车速和道路曲率对应的转动曲率上限值。

模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变脸及模糊逻辑推理为基础的一种计算机控制，它是一种非线性控制。模糊控制主要包括模糊化、知识库、模糊推理、清晰化四个部分，其中，知识库内包含隶属度函数和模糊控制规则库，模糊控制规则库中存储有模糊控制规则表。通过设计隶属度函数和模糊控制规则表，就可以对模糊控制器进行设计，以使其满足用户的使用需求。因此，可以预先设计一个模糊控制器，设计车速和道路曲率及车辆的方向盘的转动速率上限值的模糊规则控制表，并将设计所得的模糊控制器作为预设的模糊控制器存储。从而，在获取到车辆行驶时的车速和道路曲率后，即可将该车速和道路曲率输入至预设的模糊控制器，以获得预设的模糊控制器输出的转动速率上限值。示例地，预设的模糊控制器中模糊控制规则表可以如图2所示，其中，v为车速，c为道路曲率，w_max为转动速率上限值，以及，NB(Negative Big，负大)、NM(NegativeMedium，负中)、NS(NegativeSmall，负小)、ZO(Zero，零)、PS(Positive Small，正小)、PM(PositiveMedium，正中)、PB(PositiveBig，正大)、S(Small，小)、LS(Little Small，较小)、M(Middle，中)、MB(Middle Big，中大)、B(Big，大)用于在模糊控制中表示隶属度关系。需要说明的是，对于模糊控制器的设计方式属于本领域的公知技术，此处不再赘述。

采用上述方式，通过预设的模糊控制器，利用模糊控制的优点，快速针对车速和道路曲率得到相应的转动速率上限值，数据处理迅速。

在另一种可能的实施方式中，步骤12可以包括以下步骤：

根据车速和道路曲率，以及已存储的车速、道路曲率与方向盘转动速率上限值三者之间的对应关系，确定方向盘转动速率上限值。

用户可以预先设置车速、道路曲率和方向盘转动速率上限值三者之间的对应关系，并进行存储，例如存储为表格。示例地，三者的对应关系可以依照经验值获取。

在获取到车速和道路曲率之后，通过已存储的车速、道路曲率和方向盘转动速率上限值三者之间的对应关系，即可确定与该车速和该道路曲率对应的方向盘转动速率上限值。

采用上述方式，通过设置车速、道路曲率和方向盘转动速率上限值三者之间的对应关系，在得到车速和道路曲率之后，结合该对应关系以得到相应的方向盘转动速率上限值，无需进行额外计算，处理效率高。

在步骤13中，根据方向盘转动速率上限值，对车辆的方向盘的转动速率进行控制。

在一种可能的实施方式中，步骤13可以包括以下步骤：

控制方向盘以不超过方向盘转动速率上限值的转送速率进行转动。

在确定出方向盘转动速率上限值后，即可对车辆的方向盘的转动速率进行控制，即，控制方向盘以不超过方向盘转动速率上限值的转送速率进行转动。

采用上述方式，能够保证方向盘的转动速率始终不超过该方向盘转动速率上限值，实现对方向盘转动的平稳控制。

在另一种可能的实施方式中，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：

获取方向盘的转动角速度。

示例地，车辆上设置有方向盘转角传感器，安装在方向盘下方的方向柱内，与CAN总线连接，因此，可以通过CAN总线获取方向盘的转动角速度。

相应地，在这种实施方式中，步骤13可以包括以下步骤：

若转动角速度的数值大于方向盘转动速率上限值，控制方向盘以等于方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

若获取到的方向盘的转动角速度的数值大于方向盘转动速率上限值，说明此时方向盘转动速率较大，且已超过上限值，易导致方向盘猛烈摆动，因此，需要对车辆的方向盘的转动速率进行控制，并且，控制方向盘以等于方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

采用上述方式，若车辆的转动角速度的数值大于方向盘转动速率上限值，控制方向盘以等于方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动，也就是说，在方向盘的转动速率超出限定时，控制方向盘以转动速率的上限值进行转动，既能保证方向盘转动稳定，保证安全性，且能使方向盘的转动最大限度地接近于方向盘原本的转动需求。

需要说明的是，本公开的方案属于实时控制，根据行驶车辆实时的车速和道路曲率确定出实时的方向盘转动速率上限值，也就是说，方向盘转动速率上限值并不一定是一成不变的，取决于实时的车速和道路曲率。而其中每一次对方向盘转动速率上限值的确定均可遵循本文中提供的方法。

另外，若获取到的车辆的转动角速度的数值大于方向盘转动速率的上限值，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：

生成用于指示方向盘转动异常的提示信息；

输出提示信息。

若获取到的车辆的转动角速度的数值大于方向盘转动速率的上限值，说明对于方向盘的控制参数出现剧烈变化，而这可能由控制器参数设置不当、多组控制参数之间切换频繁、传感器信息丢失、计算错误等情况导致，可能存在安全隐患，因此，需要提醒用户对这一情况进行关注，并及时预防。因此，可以生成用于指示方向盘转动异常的提示信息，并输出该提示信息，以对用户起到提醒作用。其中，提示信息可以例如为文字信息、图像信息、灯光信息、声音信息等。在生成提示信息后，可以将该提示信息输出至例如车载终端、用户终端等。

采用上述方式，在车辆转动角速度的数值大于方向盘转动速率的上限值的情况下，为用户生成并输出提示信息，已提醒用户关注可能存在安全隐患的车辆，提前预防，保证车辆安全。

图3是根据本公开的一种实施方式提供的方向盘转动控制装置的框图。如图3所示，所述装置30可以包括：

第一获取模块31，用于获取车辆的车速和所述车辆所在行驶道路的道路曲率；

确定模块32，用于根据所述车速和所述道路曲率，确定所述车辆的方向盘转动速率上限值；

控制模块33，用于根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制。

可选地，所述确定模块32包括：

可选地，所述控制模块33用于控制所述方向盘以不超过所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

可选地，所述装置30还包括：

第二获取模块，用于获取所述方向盘的转动角速度；

所述控制模块33用于若所述第二获取模块获取到的所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，控制所述方向盘以等于所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

可选地，所述装置30还包括：

信息输出模块，用于输出所述提示信息。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本公开还提供一种车辆，包括本公开任意实施例所提供的方向盘转动控制装置。

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。

Claims

1.一种方向盘转动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取车辆的车速和所述车辆所在行驶道路的道路曲率；

将所述车速和所述道路曲率输入至预设的模糊控制器，以获得所述模糊控制器输出的与所述车速和所述道路曲率对应的方向盘转动速率上限值；

根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制；

所述方法还包括：

获取所述方向盘的转动角速度；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，所述方法还包括：

生成用于指示方向盘转动异常的提示信息；

输出所述提示信息。

3.一种方向盘转动控制装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于将所述车速和所述道路曲率输入至预设的模糊控制器，以获得所述模糊控制器输出的与所述车速和所述道路曲率对应的方向盘转动速率上限值；

控制模块，用于根据所述方向盘转动速率上限值，对所述车辆的方向盘的转动速率进行控制；

所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述方向盘的转动角速度；

所述控制模块还用于若所述第二获取模块获取到的所述转动角速度的数值大于所述方向盘转动速率上限值，控制所述方向盘以等于所述方向盘转动速率上限值的转动速率进行转动。

4.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求3所述的方向盘转动控制装置。