CN112009564B - 一种线控转向控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种线控转向控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种线控转向控制方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。通过本发明的技术方案，能够实现将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，使得线控转向***可自适应车辆驾驶模式，从而能够根据驾驶者的驾驶风格控制车辆线控转向***，满足驾驶者对车辆操控感的要求，以提升驾驶者的驾驶体验，且具有很强的可扩展性。

Description

一种线控转向控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种线控转向控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着汽车成为现代生活中最重要也是最普及的交通工具，人们除了重视汽车驾驶的安全性，也越来越重视驾驶者的驾驶体验。
为了让驾驶者具有更好的驾驶体验，现有汽车往往配有驾驶模式选择功能，使驾驶者可以根据需要选择适合的驾驶模式，增强驾驶者驾驶车辆的操纵性和舒适性。同时，汽车线控转向技术作为一种新兴转向形式，取消了转向盘与前轴转向机构之间的传统机械连接，可以通过数据总线传递信号，并从转向控制***中获取反馈命令，具有安全性高、舒适性强、操纵性强和个性化强的特点，也成为提升驾驶体验的重要技术。
然而，驾驶模式选择往往应用于传统车辆，现有技术尚无将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，也无法实现线控转向***可自适应车辆驾驶模式。
发明内容
本发明实施例提供一种线控转向控制方法、装置、设备及存储介质，以实现将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，使得线控转向***可自适应车辆驾驶模式，且具有很强的可扩展性。从而能够根据驾驶者的驾驶风格控制车辆线控转向***，满足驾驶者对车辆操控感的要求，以提升驾驶者的驾驶体验。
第一方面，本发明实施例提供了一种线控转向控制方法，包括：
获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
进一步的，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重，包括：
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征；
根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数；
根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重；
根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重；
取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
进一步的，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征，包括：
根据所述转向盘转角确定转向盘转速；
根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度；
根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式；
根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式；
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征。
进一步的，根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征，包括：
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式查询模糊规则表得到虚拟助力矩权重特征。
进一步的，根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式，包括：
计算一个点火周期内，所述加速踏板梯度超过梯度阈值的时间与点火周期的第一比值；
若所述第一比值大于或者等于第一比值阈值，且小于第二比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第一比值阈值小于所述第二比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第二比值阈值，且小于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第二比值阈值小于所述第三比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为运动驾驶模式。
进一步的，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式，包括：
计算一个点火周期内，所述转向盘转速超过转速阈值的时间与点火周期的第二比值；
若所述第二比值大于或者等于第四比值阈值，且小于第五比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第四比值阈值小于所述第五比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第五比值阈值，且小于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第五比值阈值小于所述第六比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为运动驾驶模式。
第二方面，本发明实施例还提供了一种线控转向装置，该装置包括：
获取模块，用于获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
确定模块，用于根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
计算模块，用于根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
反馈模块，用于当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
进一步的，所述确定模块，包括：
权重特征确定子模块，用于根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征；
目标函数确定子模块，用于根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数；
第一权重确定子模块，用于根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重；
第二权重确定子模块，用于根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重；
目标权重确定子模块，取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
进一步的，所述权重特征确定子模块，包括：
转向盘转速确定单元，用于根据所述转向盘转角确定转向盘转速；
加速踏板梯度确定单元，用于根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度；
第一驾驶模式确定单元，用于根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式；
第一驾驶模式确定单元，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式；
虚拟助力矩权重特征确定单元，根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征。
进一步的，虚拟助力矩权重特征确定单元，具体用于：
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式查询模糊规则表得到虚拟助力矩权重特征。
进一步的，第一驾驶模式确定单元，具体用于：
计算一个点火周期内，所述加速踏板梯度超过梯度阈值的时间与点火周期的第一比值；
若所述第一比值大于或者等于第一比值阈值，且小于第二比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第一比值阈值小于所述第二比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第二比值阈值，且小于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第二比值阈值小于所述第三比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为运动驾驶模式。
进一步的，第二驾驶模式确定单元，具体用于：
计算一个点火周期内，所述转向盘转速超过转速阈值的时间与点火周期的第二比值；
若所述第二比值大于或者等于第四比值阈值，且小于第五比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第四比值阈值小于所述第五比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第五比值阈值，且小于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第五比值阈值小于所述第六比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为运动驾驶模式。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的线控转向控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的线控转向控制方法。
本发明实施例通过获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩，解决线控转向***无法适应车辆驾驶模式的问题，实现将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，使得线控转向***可自适应车辆驾驶模式，能够根据驾驶者的驾驶风格控制车辆线控转向***，满足驾驶者对车辆操控感的要求，以提升驾驶者的驾驶体验的效果，且具有很强的可扩展性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例一中的一种线控转向控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种线控转向控制方法的流程图；
图2a是本发明实施例二中的一种线控转向的结构框图；
图3是本发明实施例三中的一种线控转向装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种线控转向控制方法的流程图，本实施例可适用于车辆线控转向的情况，该方法可以由本发明实施例中的线控转向装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S110，获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号。
具体的，通过CAN总线获取转向盘传感器采集的转向盘转角和踏板开度传感器采集的驱动踏板开度信号，也可以通过其他车辆参数信息检测装置采集车辆参数信息，本发明实施例对此不作限制。
具体的，通过CAN总线获取的转向盘转角和驱动踏板开度信号为数字信号，为了便于后期处理，可以将上述数字信号解析为模拟信号，解析公式可以为：
X＝(DH·256+DL)·Again+Aoffset；
其中，X为解析后车辆参数的模拟信号值；DH和DL分别为通过总线获取的数字车辆参数信号的高位和低位，Again为数模转换中的信号增益；Aoffset为数模转换中的偏移量。
S120，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重。
其中，虚拟助力矩是指汽车动力***中提供的用于帮助驾驶员操控转向盘的力矩。
具体的，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重的方式可以为根据转向盘转角确定转向盘转速，根据驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度，分别根据转向盘转速和加速踏板梯度两个参数确定车辆的驾驶模式以及对应的虚拟助力矩权重特征，并将加速踏板梯度和转向盘转速两个参数分别代入虚拟助力矩权重特征对应的目标函数，得到第一虚拟助力矩权重和第二虚拟助力矩权重，根据第一虚拟助力矩权重和第二虚拟助力矩权重确定目标虚拟助力矩权重；也可以为根据转向盘转角确定转向盘转速，根据驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度，根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式，根据所述第一驾驶模式确定第一虚拟助力矩权重特征，根据所述第二驾驶模式确定第二虚拟助力矩权重特征，根据第一虚拟助力矩权重和第二虚拟助力矩权重确定目标虚拟助力矩权重。
S130，根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩。
具体的，根据车辆参数信息包括整车重量、质心到后轴的距离、轴距、侧向加速度、转向盘转角等参数信息，计算车辆的侧向力回正力矩、重力回正力矩和虚拟助力矩，并根据侧向力回正力矩、重力回正力矩、虚拟助力矩与目标虚拟助力矩权重计算得到转向负载力矩。
示例性的，根据汽车参数信息包括整车重量、质心到后轴的距离、轴距、侧向加速度和侧向力回正力矩系数，计算侧向力回正力矩，侧向力回正力矩的计算公式如下：
Figure GDA0003315398340000101
其中，Tay为侧向力回正力矩，ξay为预设的侧向力回正力矩系数，m为整车质量，b为车辆质心到后轴的距离，L为轴距，ay为侧向加速度。
根据汽车参数信息包括转向盘转角和重力回正力矩系数，计算重力回正力矩，重力回正力矩的计算公式如下：
Tg＝ξg·δsw；
其中，Tg为重力回正力矩，ξg为预设的重力回正力矩系数，δsw为转向盘转角。
根据汽车参数信息包括车速、转向盘转角、转向盘力矩，分别计算基本助力矩、回正力矩、摩擦补偿力矩和阻尼补偿力矩。根据基本助力矩、回正力矩、摩擦补偿力矩和阻尼补偿力矩，计算虚拟助力矩，虚拟助力矩的计算公式如下：
Tast＝Tba+Tarc+Tf+Td；
其中，Tast为虚拟助力矩，Tba为基本助力矩；Tarc为回正力矩，Tf为摩擦补偿力矩，Td为阻尼补偿力矩。
根据上述计算得到的侧向力回正力矩、重力回正力矩、虚拟助力矩和虚拟助力矩权重，计算得到转向负载力矩，转向负载力矩的计算公式如下：
TLoad＝Tay+Tg-εTast；
其中，TLoad为转向负载力矩，ε为虚拟助力矩权重。
S140，当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
具体的，当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩通过底层力矩闭环控制，实现模拟道路负载。
本实施例的技术方案，通过车辆的参数信息确定车辆驾驶模式，并根据驾驶模式选择对应的目标函数，得到虚拟助力矩权重，计算转向负载力矩，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩，以模拟道路负载，实现将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，使得线控转向***可自适应车辆驾驶模式，从而能够根据驾驶者的驾驶风格控制车辆线控转向***，满足驾驶者对车辆操控感的要求，提升驾驶者的驾驶体验，且具有很强的可扩展性。
实施例二
图2为本发明实施例二中的一种线控转向控制方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重，包括：根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征；根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数；根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重；根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重；取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
如图2所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：
S210，获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号。
S220，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征。
具体的，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征的方式可以为根据所述转向盘转角确定转向盘转速，根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度，根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式，根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征；也可以为根据所述转向盘转角确定转向盘转速，根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度，根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式以及对应的第一驾驶模式特征，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式以及对应的第二驾驶模式特征，根据所述第一驾驶模式特征和所述第二驾驶模式特征查询模糊规则表得到虚拟助力矩权重特征。
示例性的，根据加速踏板梯度确定的车辆的第一驾驶模式可以为舒适模式、自动模式和运动模式，也可以为经济模式和运动模式；根据转向盘转速确定的车辆的第二驾驶模式，第二驾驶模式可以为舒适模式、自动模式和运动模式，也可以为经济模式和运动模式，车辆的第一驾驶模式和第二驾驶模式可根据用户的习惯和需求设定，本发明实施例对此不设限制。根据第一驾驶模式和第二驾驶模式得到虚拟助力矩权重特征。
可选的，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征，包括：
根据所述转向盘转角确定转向盘转速；根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度；根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式；根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式；根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征。
其中，所述转向盘转速是单位时间内转向盘转角的角度，即转向盘转角的角度与单位时间的比值；所述加速踏板梯度是驱动踏板开度信号的梯度。
具体的，根据获取的转向盘转速计算确定转向盘转速，根据获取的计算驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度。根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式以及对应第一驾驶模式特征，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式以及对应的第二驾驶模式特征；根据所述第一驾驶模式特征和所述第二驾驶模式特征确定虚拟助力矩权重特征。
可选的，根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式，包括：
计算一个点火周期内，所述加速踏板梯度超过梯度阈值的时间与点火周期的第一比值；若所述第一比值大于或者等于第一比值阈值，且小于第二比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第一比值阈值小于所述第二比值阈值；若所述第一比值大于或者等于第二比值阈值，且小于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第二比值阈值小于所述第三比值阈值；若所述第一比值大于或者等于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为运动驾驶模式。
其中，点火周期是指汽车开始点火至结束点火的一个完整周期。
具体的，计算所述加速踏板梯度超过梯度阈值的时间与点火周期的第一比值，若所述第一比值大于或者等于第一比值阈值，且小于第二比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为舒适驾驶模式；若所述第一比值大于或者等于第二比值阈值，且小于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为自动驾驶模式；若所述第一比值大于或者等于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为运动驾驶模式。其中，所述第一比值阈值小于所述第二比值阈值，所述第二比值阈值小于所述第三比值阈值，且第一比值阈值、第二比值阈值和第三比值阈值均可根据驾驶员的驾驶习惯和主观意向而标定。
可选的，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式，包括：
计算一个点火周期内，所述转向盘转速超过转速阈值的时间与点火周期的第二比值；若所述第二比值大于或者等于第四比值阈值，且小于第五比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第四比值阈值小于所述第五比值阈值；若所述第二比值大于或者等于第五比值阈值，且小于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第五比值阈值小于所述第六比值阈值；若所述第二比值大于或者等于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为运动驾驶模式。
示例性的，计算所述转向盘转速超过转速阈值的时间与点火周期的第二比值，若所述第二比值大于或者等于第四比值阈值，且小于第五比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为舒适驾驶模式；若所述第二比值大于或者等于第五比值阈值，且小于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为自动驾驶模式；若所述第二比值大于或者等于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为运动驾驶模式。其中，所述第四比值阈值小于所述第五比值阈值，所述第五比值阈值小于所述第六比值阈值，且第四比值阈值、第五比值阈值和第六比值阈值均可根据驾驶员的驾驶习惯和主观意向而标定，本发明实施例对此不进行限制。
可选的，根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征，包括：
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式查询模糊规则表得到虚拟助力矩权重特征。
其中，第一驾驶模式包括舒适模式、自动模式和运动模式，对应的第一驾驶模式特征为PS1、PM1和PB1，构成第一驾驶模式特征集为{PS1，PM1，PB1}。根据转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式，第二驾驶模式包括舒适模式、自动模式和运动模式，对应的第二驾驶模式特征为PS2、PM2和PB2，构成第二驾驶模式特征集为{PS2，PM2，PB2}。虚拟助力矩权重特征包括NS0、NB0、PS0和PB0，构成虚拟助力矩权重特征集{NS0，NB0,PS0，PB0}。其中，各虚拟助力矩权重特征的符号含义可以为：PB0、PB1、PB2表示虚拟助力矩以第一力矩正向增大，PM1、PM2表示虚拟助力矩以第二力矩正向增大，PS0、PS1、PS2表示虚拟助力矩以第三力矩正向增大，其中，第一力矩大于第二力矩，且第二力矩大于第三力矩；NS0表示虚拟助力矩以第四力矩负向减小，NB0表示虚拟助力矩以第五力矩负向减小，且第四力矩小于以第五力矩。
其中，模糊规则表反映了第一驾驶模式特征、第二驾驶模式特征以及虚拟助力矩权重特征之间的对应关系，模糊规则表如表1所示：
表1
Figure GDA0003315398340000151
具体的，根据所述第一驾驶模式特征集{PS1，PM1，PB1}和第二驾驶模式特征集{PS2，PM2，PB2}查询模糊规则表得到对应的虚拟助力矩权重特征。模糊规则表可根据为预先设定和根据用户的实际驾驶习惯作调整。
示例性的，若第一驾驶模式为舒适模式，第二驾驶模式为舒适模式，则第一驾驶模式特征为PS1，第二驾驶模式特征为PS2，对应的虚拟助力矩权重特征为PB0；若第一驾驶模式为自动模式，第二驾驶模式为运动模式，则第一驾驶模式特征为PM1，第二驾驶模式特征为PB2，对应的虚拟助力矩权重特征为NB0。
S230，根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数。
其中，目标函数是指虚拟助力矩权重隶属度函数，用以计算虚拟助力矩权重。目标函数可以为
Figure GDA0003315398340000161
和
Figure GDA0003315398340000162
分别表示虚拟助力矩权重特征PB0、PS0、NS0和NB0的隶属度函数。
具体的，根据所述虚拟助力矩权重特征PB0、PS0、NS0和NB0，确定对应的虚拟助力矩权重隶属度函数可以为
Figure GDA0003315398340000163
和
Figure GDA0003315398340000164
示例性的，虚拟助力矩权重特征PB0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000165
的表达式可以为：
Figure GDA0003315398340000166
虚拟助力矩权重特征PS0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000167
的表达式可以为：
Figure GDA0003315398340000168
虚拟助力矩权重特征NS0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000169
的表达式可以为：
Figure GDA00033153983400001610
虚拟助力矩权重特征NB0对应的隶目标函数
Figure GDA00033153983400001611
的表达式可以为：
Figure GDA0003315398340000171
其中，k表示预设的虚拟助力矩权重上限；c1、c2、c3分别表示PS0、NS0和NB0的目标函数相对PB0的隶属度函数的横移偏量，且0＜c1＜c2＜c3，c1、c2、c3的具体数值可以根据不同车辆具体设置，满足随驾驶模式的激进程度的增加转向负载力矩呈递增趋势，即基本助力矩呈递减趋势。a1表示第一比值阈值或者第四比值阈值，a2表示第三比值阈值或者第六比值阈值。例如，若计算加速踏板梯度对应的虚拟助力矩权重特征，则a1表示第一比值阈值，a2表示第三比值阈值；若计算转向盘转速对应的虚拟助力矩权重特征，则a1表示第四比值阈值，a2表示第六比值阈值。
S240，根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重。
具体的，根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度，将加速踏板梯度代入确定的虚拟助力矩权重特征对应的目标函数，得到第一虚拟助力矩权重。
示例性的，若根据车辆的第一驾驶模式和第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征为NB0，则将加速踏板梯度代入虚拟助力矩权重特征NB0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000172
的表达式，计算得到第一虚拟助力矩权重；若根据车辆的第一驾驶模式和第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征为PS0，则将加速踏板梯度代入虚拟助力矩权重特征PS0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000173
的表达式，计算得到第一虚拟助力矩权重。
S250，根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重。
具体的，根据所述转向盘转角确定转向盘转速，将转向盘转速代入确定的虚拟助力矩权重特征对应的目标函数，得到第二虚拟助力矩权重。
示例性的，若根据车辆的第一驾驶模式和第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征为NB0，则将转向盘转速代入虚拟助力矩权重特征NB0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000181
的表达式，计算得到第二虚拟助力矩权重；若根据车辆的第一驾驶模式和第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征为PS0，则将转向盘转速代入虚拟助力矩权重特征PS0对应的隶目标函数
Figure GDA0003315398340000182
的表达式，计算得到第二虚拟助力矩权重。
S260，取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
具体的，若第一虚拟助力矩权重大于或者等于第二虚拟助力矩权重，则确定第一虚拟助力矩权重为目标虚拟助力矩权重；若第一虚拟助力矩权重小于第二虚拟助力矩权重，则确定第二虚拟助力矩权重为目标虚拟助力矩权重。
S270，根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩。
S280，当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
如图2a所示，本实施例的技术方案的具体步骤为：底盘域控制器用于作为路感模拟和前轮转向控制算法的物理载体，负责线控转向***与整车的信息交互，底盘域控制器中的通信模块从CAN总线获取车辆的参数信息，包括转向盘转角和驱动踏板开度信号，将获取的车辆数字参数信息解析为模拟信号；根据转向盘转角计算得到转向盘转速，根据驱动踏板开度信号计算得到加速踏板梯度，在驾驶模式识别模块中根据加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式和对应的第一驾驶模式特征，根据转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式和对应的第二驾驶模式特征；在配置重构模块中，根据第一驾驶模式特征和第二驾驶模式特征，确定虚拟助力矩权重特征以及对应的目标函数，将加速踏板梯度代入目标函数得到第一虚拟助力矩，将转向盘转速代入目标函数得到第二虚拟助力矩，从第一虚拟助力矩和第二虚拟助力矩中，选择二者中的最大者作为目标虚拟助力矩；在多模式控制模块中，通过车速、车速、转向盘转角和转向盘力矩等车辆参数信息，分别计算基本助力矩、回正力矩、摩擦补偿力矩、阻尼补偿力矩、侧向力回正力矩和重力回正力矩，根据基本助力矩、回正力矩、摩擦补偿力矩和阻尼补偿力矩，计算虚拟助力矩；根据侧向力回正力矩、重力回正力矩、目标虚拟助力矩和虚拟助力矩权重，计算得到转向负载力矩；在路感模拟控制器中，当转向盘发生转动时，将接收到的转向负载力矩反馈到转向盘上，实现模拟道路负载。
本实施例的技术方案，通过车辆的参数信息确定车辆驾驶模式，并根据驾驶模式选择对应的目标函数，得到虚拟助力矩权重，计算转向负载力矩，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩，以模拟道路负载，实现将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，使得线控转向***可自适应车辆驾驶模式，从而能够根据驾驶者的驾驶风格控制车辆线控转向***，满足驾驶者对车辆操控感的要求，提升驾驶者的驾驶体验，且具有很强的可扩展性。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种线控转向装置的结构示意图。本实施例可适用于线控转向的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可集成在任何提供线控转向的功能的设备中，如图3所示，所述线控转向的装置具体包括：获取模块310、确定模块320、计算模块330和反馈模块340。
其中，获取模块310，用于获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
确定模块320，用于根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
计算模块330，用于根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
反馈模块340，用于当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
进一步的，所述确定模块，包括：
权重特征确定子模块，用于根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征；
目标函数确定子模块，用于根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数；
第一权重确定子模块，用于根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重；
第二权重确定子模块，用于根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重；
目标权重确定子模块，用于取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
进一步的，所述权重特征确定子模块，包括：
转向盘转速确定单元，用于根据所述转向盘转角确定转向盘转速；
加速踏板梯度确定单元，用于根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度；
第一驾驶模式确定单元，用于根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式；
第二驾驶模式确定单元，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式；
权重特征确定单元，根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征。
进一步的，权重特征确定单元，具体用于：
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式查询模糊规则表得到虚拟助力矩权重特征。
进一步的，第一驾驶模式确定单元，具体用于：
计算一个点火周期内，所述加速踏板梯度超过梯度阈值的时间与点火周期的第一比值；
若所述第一比值大于或者等于第一比值阈值，且小于第二比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第一比值阈值小于所述第二比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第二比值阈值，且小于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第二比值阈值小于所述第三比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为运动驾驶模式。
进一步的，第二驾驶模式确定单元，具体用于：
计算一个点火周期内，所述转向盘转速超过转速阈值的时间与点火周期的第二比值；
若所述第二比值大于或者等于第四比值阈值，且小于第五比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第四比值阈值小于所述第五比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第五比值阈值，且小于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第五比值阈值小于所述第六比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为运动驾驶模式。
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本实施例的技术方案，通过车辆的参数信息确定车辆驾驶模式，并根据驾驶模式选择对应的目标函数，得到虚拟助力矩权重，从而计算转向负载力矩模拟道路负载，以实现将驾驶模式选择功能与线控转向***结合，使得线控转向***可自适应车辆驾驶模式，从而能够根据驾驶者的驾驶风格控制车辆线控转向***，满足驾驶者对车辆操控感的要求，以提升驾驶者的驾驶体验，且具有很强的可扩展性。
实施例四
图4为本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，***存储器28，连接不同***组件(包括***存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外，本实施例中的计算机设备12，显示器24不是作为独立个体存在，而是嵌入镜面中，在显示器24的显示面不予显示时，显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的线控转向控制方法：
获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
实施例五
本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的线控转向控制方法：
获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
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。

Claims (8)

1.一种线控转向控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩；
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重，包括：
根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征；
根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数；
根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重；
根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重；
取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征，包括：
根据所述转向盘转角确定转向盘转速；
根据所述驱动踏板开度信号确定加速踏板梯度；
根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式；
根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式；
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式确定虚拟助力矩权重特征，包括：
根据所述第一驾驶模式和所述第二驾驶模式查询模糊规则表得到虚拟助力矩权重特征。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述加速踏板梯度确定车辆的第一驾驶模式，包括：
计算一个点火周期内，所述加速踏板梯度超过梯度阈值的时间与点火周期的第一比值；
若所述第一比值大于或者等于第一比值阈值，且小于第二比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第一比值阈值小于所述第二比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第二比值阈值，且小于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第二比值阈值小于所述第三比值阈值；
若所述第一比值大于或者等于第三比值阈值，则车辆的第一驾驶模式为运动驾驶模式。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述转向盘转速确定车辆的第二驾驶模式，包括：
计算一个点火周期内，所述转向盘转速超过转速阈值的时间与点火周期的第二比值；
若所述第二比值大于或者等于第四比值阈值，且小于第五比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为舒适驾驶模式，其中，所述第四比值阈值小于所述第五比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第五比值阈值，且小于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为自动驾驶模式，其中，所述第五比值阈值小于所述第六比值阈值；
若所述第二比值大于或者等于第六比值阈值，则车辆的第二驾驶模式为运动驾驶模式。
6.一种线控转向装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取车辆的参数信息，其中，所述参数信息包括：转向盘转角和驱动踏板开度信号；
确定模块，用于根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定目标虚拟助力矩权重；
计算模块，用于根据所述目标虚拟助力矩权重计算转向负载力矩；
反馈模块，用于当转向盘处于转动状态时，向所述转向盘反馈所述转向负载力矩；所述确定模块，包括：
权重特征确定子模块，用于根据所述转向盘转角和所述驱动踏板开度信号确定虚拟助力矩权重特征；
目标函数确定子模块，用于根据所述虚拟助力矩权重特征确定目标函数；
第一权重确定子模块，用于根据所述驱动踏板开度信号和所述目标函数，得到第一虚拟助力矩权重；
第二权重确定子模块，用于根据所述转向盘转角和所述目标函数，得到第二虚拟助力矩权重；
目标权重确定子模块，用于取所述第一虚拟助力矩权重和所述第二虚拟助力矩权重中的最大值作为目标虚拟助力矩权重。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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