一种商用车自动驾驶转向控制方法及转向控制系统与流程-凯发k8娱乐

本发明涉及新能源商用车，尤其涉及一种商用车自动驾驶转向控制方法及转向控制系统。

背景技术：

1、商用车自动驾驶研究应用增多，在自动驾驶转向模式下，驾驶员不再把全部精力放在驾驶车辆上，而是让驾驶员进行车辆管理和休闲娱乐。

2、现有的商用车自动驾驶转向系统，包含方向盘、转向伸缩轴、电控/电动转向器，自动驾驶转向模式下，自动驾驶控制器将转向角度信号，通过整车can总线，发送给电控/电动转向器的转向控制器，转向控制器接收到转向信号，由转向控制器控制转向控制电机带动电控/电动转向器工作，进而通过转向摇臂、转向拉杆传递到车轮，驱动车轮转向。但是，现有的商用车自动驾驶转向系统，车辆大部分时间是由自动驾驶系统驾驶，驾驶员不参与转向控制，并且现有的商用车自动驾驶转向系统仍然保留了方向盘与转向器之间的机械连接，方向盘随着转向器的旋转而旋转，影响驾驶员的主观感受。

技术实现思路

1、本发明提出一种商用车自动驾驶转向控制方法及转向控制系统，手感模拟器与方向盘连接，方向盘与电控/电动转向器之间取消机械连接，自动驾驶转向模式时，方向盘可以静止，需要驾驶员操纵转向时，手感模拟器将驾驶员施加的角度及扭矩信号发送给转向器，同时提供反馈转向力控制策略，模拟转向手感。

2、为了解决上述背景技术中的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：

3、一种商用车自动驾驶转向控制方法，包括以下步骤：

4、s101,包括驾驶员转向模式及自动驾驶转向模式；所述驾驶员转向模式为由驾驶员转动方向盘作为手感模拟器的输入，通过手感模拟器发送至整车can总线；所述自动驾驶转向模式为，由自动驾驶控制器发送转向控制模式、转向角度和方向盘静默模式到整车can总线；当所述驾驶员转向模式与自动驾驶转向模式同时输入时，进行判断，并以驾驶员转向模式优先；

5、s102,驾驶员转向模式下，手感模拟器的转角扭矩传感器检测到驾驶员转向角度、转向扭矩，转角扭矩传感器将转向角度发送至手感模拟器，通过手感模拟器发送至整车can总线；

6、s103，整车can总线将手感模拟器发送的转向角度、转向扭矩和自动驾驶控制器发送的转向控制模式、转向角度和方向盘静默模式发送至电控/电动转向器；

7、s104,电控/电动转向器根据手感模拟器发送的转向扭矩和自动驾驶控制器发送的转向控制模式，决策执行驾驶员转向模式或自动驾驶转向模式，电控/电动转向器对接收到的转向角度进行计算，输出转向电机扭矩，控制转向电机旋转相应的转向角度。

8、优选的，s101中，所述驾驶员转向模式与自动驾驶转向模式同时输入时，进行判断的方式为：电控/电动转向器根据手感模拟器转向扭矩和自动驾驶控制器的输入，进行判断，如当前无自动驾驶控制器输入，则对于电控/电动转向器的输入为手感模拟器的转向角度；如果当前有自动驾驶控制器输入，而无转向扭矩输入，则对于电控/电动转向器的输入为自动驾驶转向模式的转向角度，如果二者同时有输入，则以手感模拟器的转向扭矩进行判断，如果转向扭矩大于某一阈值且持续时长超过一定时间，则对于电控/电动转向器的输入为手感模拟器的转向角度。

9、优选的，根据自动驾驶转向模式输入转向角度与转角扭矩传感器检测到的驾驶员转向角度求差，作为角度环pid控制的输入，输出转向电机的实际转速；根据自动驾驶转向模式输入角度与转角扭矩传感器检测到的转向电机转速求差，作为速度环pid控制的输入，输出电控/电动转向器的转向电机目标扭矩。

10、优选的，手感模拟器接收转向电机扭矩传感器反馈的扭矩，计算随速助力扭矩、主动回正扭矩、阻尼扭矩、行程限位扭矩、外部控制模式扭矩，然后进行叠加，并由手感模拟器的电机执行输出转向阻力扭矩。

11、优选的，以车速和驾驶员转向扭矩为输入，通过试验测试，得到助力扭矩的数据，设置二维查表模块3，得到随速助力转矩。

12、优选的，以车速、驾驶员转向角度为输入，进入二维查表模块1，得到转向回正扭矩目标；以车速、驾驶员转向角度为输入，进入二维查表模块2，得到转向回正角速度目标，并减去驾驶员转向角速度，再通过pid控制器计算得到转向电机扭矩，最后将二维查表模块1得到的转向回正扭矩目标值和pid控制器计算得到的转向电机扭矩值相加，得到主动回正扭矩。

13、优选的，以车速为输入，进入一维查表模块1，得到车速系数，低车速时阻值小，高车速时阻值大；以驾驶员转向角速度为输入，进入一维查表模块2，得到角速度系数，然后将车速系数与角速度系数相乘，得到电机阻尼扭矩。

14、优选的，方向盘设置行程限位扭矩，行程限位扭矩模拟一个旋转的弹簧加阻尼器，让驾驶员能够感觉到与实际行程限位相同的感受：

15、当前转向角度处于左侧，且到达左限位作用起始角度时，以转向角度乘刚度系数，加转向角速度乘阻尼系数，最后叠加，输出行程限位扭矩，当前转向角度处于右侧，且到达右限位作用起始角度时，以转向角度乘刚度系数，加转向角速度乘阻尼系数，最后相加，输出行程限位扭矩。

16、优选的，在自动驾驶转向模式下，自动驾驶控制器设有方向盘静默模式，手感模拟器可以接收自动驾驶控制器输入的静默请求或随动请求，控制方向盘静止或随电动转向器旋转：

17、当处于静默转向模式时，以方向盘目标角度0减去手感模拟器测量的方向盘当前转向角度，输入给角度环pid控制器，角度环pid控制器得到的结果，减去手感模拟器测量的电机转速，作为速度环pid控制器的输入，速度环pid控制器输出外部控制模式扭矩。

18、一种商用车自动驾驶转向系统，包括转向操纵部及转向传动部，所述转向操纵部包括方向盘及手感模拟器；所述转向传动部包括电控/电动转向器，所述方向盘与所述手感模拟器连接，所述手感模拟器及电控/电动转向器分别与整车can总线连接；所述整车can总线与自动驾驶控制器电连接，所述电控/电动转向器通过转向摇臂连接转向拉杆。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

20、手感模拟器与方向盘连接，方向盘与电控/电动转向器之间取消机械连接，自动驾驶转向模式时，方向盘可以静止，需要驾驶员操纵转向时，手感模拟器将驾驶员施加的角度及扭矩信号发送给转向器，同时提供反馈转向力控制策略，模拟转向手感。

技术特征：

1.一种商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，s101中，所述驾驶员转向模式与自动驾驶转向模式同时输入时，进行判断的方式为：电控/电动转向器根据手感模拟器转向扭矩和自动驾驶控制器的输入进行判断，如当前无自动驾驶控制器输入，则对于电控/电动转向器的输入为手感模拟器的转向角度；如果当前有自动驾驶控制器输入，而无转向扭矩输入，则对于电控/电动转向器的输入为自动驾驶转向模式的转向角度，如果二者同时有输入，则以手感模拟器的转向扭矩进行判断，如果转向扭矩大于某一阈值且持续时长超过一定时间，则对于电控/电动转向器的输入为手感模拟器的转向角度。

3.根据权利要求1所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，根据自动驾驶转向模式输入转向角度与转角扭矩传感器检测到的驾驶员转向角度求差，作为角度环pid控制的输入，输出转向电机的实际转速；根据自动驾驶转向模式输入角度与转角扭矩传感器检测到的转向电机转速求差，作为速度环pid控制的输入，输出电控/电动转向器的转向电机目标扭矩。

4.根据权利要求3所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，手感模拟器接收转向电机扭矩传感器反馈的扭矩，计算随速助力扭矩、主动回正扭矩、阻尼扭矩、行程限位扭矩、外部控制模式扭矩，然后进行叠加，并由手感模拟器的电机执行输出转向阻力扭矩。

5.根据权利要求4所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，以车速和驾驶员转向扭矩为输入，通过试验测试，得到助力扭矩的数据，设置二维查表模块3，得到随速助力转矩。

6.根据权利要求4所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，以车速、驾驶员转向角度为输入，进入二维查表模块1，得到转向回正扭矩目标；以车速、驾驶员转向角度为输入，进入二维查表模块2，得到转向回正角速度目标，并减去驾驶员转向角速度，再通过pid控制器计算得到转向电机扭矩，最后将二维查表模块1得到的转向回正扭矩目标值和pid控制器计算得到的转向电机扭矩值相加，得到主动回正扭矩。

7.根据权利要求4所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，以车速为输入，进入一维查表模块1，得到车速系数，低车速时阻值小，高车速时阻值大；以驾驶员转向角速度为输入，进入一维查表模块2，得到角速度系数，然后将车速系数与角速度系数相乘，得到电机阻尼扭矩。

8.根据权利要求7所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，方向盘设置行程限位扭矩，行程限位扭矩模拟一个旋转的弹簧加阻尼器，让驾驶员能够感觉到与实际行程限位相同的感受：

9.根据权利要求4所述的商用车自动驾驶转向控制方法，其特征在于，在自动驾驶转向模式下，自动驾驶控制器设有方向盘静默模式，手感模拟器可以接收自动驾驶控制器输入的静默请求或随动请求，控制方向盘静止或随电动转向器旋转：

10.一种商用车自动驾驶转向系统，其特征在于，包括转向操纵部及转向传动部，所述转向操纵部包括方向盘（10）及手感模拟器（20）；所述转向传动部包括电控/电动转向器（40），所述方向盘（10）与所述手感模拟器（20）连接，所述手感模拟器（20）及电控/电动转向器（40）分别与整车can总线（30）连接；所述整车can总线（30）与自动驾驶控制器（70）电连接，所述电控/电动转向器（40）通过转向摇臂（50）连接转向拉杆（60）。

技术总结
本发明涉及一种商用车自动驾驶转向控制方法及转向控制系统，包括驾驶员转向模式及自动驾驶转向模式；所述驾驶员转向模式为由驾驶员转动方向盘作为手感模拟器的输入；所述自动驾驶转向模式为，由自动驾驶控制器发送转向控制模式、转向角度和方向盘静默模式到整车can总线；当所述驾驶员转向模式与自动驾驶转向模式同时输入时，进行判断，并以驾驶员转向模式优先；电控/电动转向器根据手感模拟器发送的转向扭矩和自动驾驶控制器发送的转向控制模式，决策执行驾驶员转向模式或自动驾驶转向模式，电控/电动转向器对接收到的转向角度进行计算，输出转向电机扭矩，控制转向电机旋转相应的转向角度。

技术研发人员：杨志刚,高晓东,种博轩,袁文强,许昭
受保护的技术使用者：陕西重型汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17