一种车辆线控转向系统的容错控制方法与流程

本发明涉及车辆转向系统，具体涉及一种车辆线控转向系统的容错控制方法。

背景技术：

1、在车辆线控转向系统中，转向指令完全依赖传感器信号、控制算法和电驱动单元进行传递与执行。在复杂行驶环境下，传感器漂移、执行器衰减或路面突变等异常均可能导致转向意图无法准确执行，因此必须通过容错控制来保障异常状态下的转向安全与功能可靠性。

2、相关技术中，主要通过固定阈值的方式进行容错控制，当检测到车轮转角偏差或横摆角速度偏差超出预设阈值时，触发容错逻辑并强制控制模式转换，即由驾驶员主导的正常转向控制模式切换为系统强制介入的容错控制模式。然而，在实际应用中，当存在传感器轻微漂移、执行器响应衰减或路面附着条件突变等异常时，系统难以量化异常对转向意图最终实现程度的影响，直接触发容错控制，造成不必要的降级干预和降低用户的驾驶体验感。

3、由此可见，相关技术中车辆线控转向系统的容错控制的实用性较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种车辆线控转向系统的容错控制方法，用于解决相关技术中车辆线控转向系统的容错控制的实用性较低的技术问题。

2、第一方面，本发明实施例提供一种车辆线控转向系统的容错控制方法，所述方法包括：

3、根据方向盘状态数据和车辆状态数据进行意图预测，得到预测车轮转角，其中，预测车轮转角用于表征在驾驶员的转向意图下，车轮转角所需达到的预期值；

4、根据预测车轮转角、实际车轮转角和历史车轮转角进行匹配分析，得到执行匹配值，其中，执行匹配值用于表征车辆对转向意图的实际执行程度；

5、基于可信度参数对执行匹配值和响应匹配值进行损失评估，得到目标损失率，其中，目标损失率用于表征转向意图经车辆执行和响应后的实现损失程度，响应匹配值用于表征实际车轮转角转化为车辆横向运动的实现程度，响应匹配值基于车辆状态数据和车辆轴距分析得到，可信度参数基于方向盘状态数据、执行匹配值、历史执行匹配值、响应匹配值和历史响应匹配值分析得到；

6、根据目标损失率、多个基准损失率和每个基准损失率对应的基准强度值进行数据分析，得到执行强度，并按照所述执行强度进行容错控制，其中，所述执行强度用于表征对车辆转向控制的介入程度，所述执行强度与所述目标损失率正相关。

7、在一个实施例中，所述方向盘状态数据包括：方向盘的角速度和方向盘的转矩，所述根据方向盘状态数据和车辆状态数据进行意图预测，得到预测车轮转角，包括：

8、在触发转向意图情况下，根据方向盘状态数据和车辆状态数据进行意图预测，得到预测车轮转角，其中，所述触发转向意图的预设条件包括：

9、所述方向盘的角速度在预设时长内大于角速度阈值，和/或，所述方向盘的转矩在预设时长内持续增大且增量大于增量阈值。

10、在一个实施例中，所述方向盘状态数据还包括：方向盘的转角，所述车辆状态数据包括：车速和车轮转角；所述根据方向盘状态数据和车辆状态数据进行意图预测，得到预测车轮转角，包括：

11、分析方向盘的转角和起始盘角的差异，得到相对转角，其中，所述相对转角用于表征从触发转向意图起方向盘所转过的角度，起始盘角用于指示触发转向意图时方向盘的转角；

12、计算所述相对转角和转向比的比值，得到角度增量，其中，所述角度增量用于表征方向盘转动的角度经动态转向比映射后所对应的理论车轮转角变化量，所述转向比基于车速和预存的转向比特性曲线分析得到，且所述转向比与车速正相关；

13、计算起始车轮转角与角度增量的累积和，得到基础转角，其中，所述基础转角用于表征方向盘转动的角度所对应的理论车轮转角，所述起始车轮转角用于表征触发转向意图时的车轮转角；

14、基于方向盘的角速度和车速对所述基础转角进行速率限制，得到预测车轮转角，其中，所述预测车轮转角与方向盘的角速度正相关，且所述预测车轮转角与车速负相关。

15、在一个实施例中，所述根据预测车轮转角、实际车轮转角和历史车轮转角进行匹配分析，得到执行匹配值，包括：

16、根据预测车轮转角、实际车轮转角和起始车轮转角进行偏差分析，得到偏离值，其中，所述偏离值用于表征预测车轮转角相对于实际车轮转角的偏离程度；

17、分析预测车轮转角相比于历史预测车轮转角的增量，以及实际车轮转角相比于历史车轮转角的增量之间的差异，得到方向匹配值，其中，所述方向匹配值用于表征实际车轮转角的变化方向与预测车轮转角的变化方向之间相似程度；

18、基于所述偏离值和所述方向匹配值进行融合，得到执行匹配值，其中，所述执行匹配值与所述偏离值负相关，所述执行匹配值与所述方向匹配值正相关。

19、在一个实施例中，所述可信度参数包括：意图置信度和传播可靠值，所述意图置信度根据方向盘状态数据进行分析得到，所述传播可靠值基于执行匹配值、历史执行匹配值、响应匹配值和历史响应匹配值分析得到，所述基于可信度参数对执行匹配值和响应匹配值进行损失评估，得到目标损失率，包括：

20、计算执行匹配值、响应匹配值、意图置信度和传播可靠值的乘积，得到转向意图实现率；

21、基于预设常数与转向意图实现率的差值，得到目标损失率。

22、在一个实施例中，获取意图置信度的步骤，包括：

23、分析方向盘的角速度与相对转角的符号关系，得到转向方向；

24、分析方向盘的转矩和起始盘矩的相对大小，得到转矩增量，其中，所述起始盘矩用于指示触发转向意图时方向盘的转矩；

25、计算转向方向与转矩增量的乘积，得到有效转向力矩，其中，有效转向力矩用于表征方向盘的转矩在转向方向上的同向增加程度；

26、基于所述有效转向力矩、预设转矩阈值和灵敏度系数进行指数运算，得到意图置信度，其中，所述意图置信度与所述有效转向力矩正相关，所述意图置信度与所述预设转矩阈值负相关，以及在所述有效转向力矩大于所述预设转矩阈值的情况下，所述意图置信度与所述灵敏度系数正相关。

27、在一个实施例中，获取传播可靠值的步骤，包括：

28、分析执行匹配值、历史执行匹配值和第一匹配阈值的相对大小，得到执行偏离触发信号；

29、分析响应匹配值、历史响应匹配值和第二匹配阈值的相对大小，得到响应偏离触发信号；

30、基于执行偏离触发信号对应的触发时刻与响应偏离触发信号对应的触发时刻，得到传播可靠值。

31、在一个实施例中，所述车辆状态数据还包括：实际横摆角速度和实际横向加速度；获取响应匹配值的步骤，包括：

32、根据实际车轮转角、车辆轴距、车速和历史车轮转角进行响应预测，得到预测运动向量，其中，预测运动向量用于表征在实际车轮转角下，车辆所需达到的横向运动状态预测值，所述预测运动向量包括预测横摆角速度和预测横向加速度；

33、根据预测运动向量和实际运动向量进行相似分析，得到响应匹配值，其中，实际运动向量包括：实际横摆角速度和实际横向加速度。

34、在一个实施例中，所述根据实际车轮转角、车辆轴距、车速和历史车轮转角进行响应预测，得到预测运动向量，包括：

35、基于实际车轮转角和车辆轴距的比值，得到行驶曲率，其中，行驶曲率用于表征实际车轮转角所对应的车辆行驶轨迹的弯曲程度；

36、基于行驶曲率和车速的乘积，得到候选横摆角速度，其中，候选横摆角速度用于表征在实际车轮转角激励下车辆应产生的稳态横摆角速度；

37、基于车轮转角的增量对候选横摆角速度进行惯性滤波处理，得到预测横摆角速度，其中，预测横摆角速度用于表征在实际车轮转角激励下，经惯性迟滞修正后车辆应产生的稳态横摆角速度；

38、基于车速和预测横摆角速度的乘积，得到预测横向加速度，其中，所述预测横向加速度用于表征在预测横摆角速度下车辆应产生的侧向加速度预测值，所述预测横摆角速度和所述预测横向加速度共同构成预测运动向量。

39、在一个实施例中，所述多个基准损失率包括：第一基准损失率和第二基准损失率，且所述第一基准损失率小于所述第二基准损失率，所述根据目标损失率、多个基准损失率和每个基准损失率对应的基准强度值进行数据分析，得到执行强度，包括：

40、在目标损失率小于或等于第一基准损失率的情况下，确定归一化介入量为第一基准损失率对应的基准强度值；

41、在目标损失率大于第一基准损失率，且小于第二基准损失率的情况下，确定归一化介入量为第一差值与第二差值的比值，其中，所述第一差值为所述目标损失率与所述第一基准损失率的差值，所述第二差值为所述第二基准损失率与所述第一基准损失率的差值；

42、在目标损失率大于或等于第二基准损失率的情况下，确定归一化介入量为第二基准损失率对应的基准强度值，其中，所述第二基准损失率对应的基准强度值大于所述第一基准损失率对应的基准强度值；

43、基于所述归一化介入量进行数据分析，得到执行强度，其中，所述执行强度与所述归一化介入量正相关。

44、本发明具有如下有益效果：

45、本发明根据方向盘状态数据和车辆状态数据进行意图预测，得到预测车轮转角，再根据预测车轮转角、实际车轮转角和历史车轮转角进行匹配分析，得到执行匹配值，随后，基于可信度参数对执行匹配值和响应匹配值进行损失评估，得到目标损失率，继而，根据目标损失率、多个基准损失率和每个基准损失率对应的基准强度值进行数据分析，得到执行强度，并按照执行强度进行容错控制，本发明通过目标损失率量化转向意图被实现的损失程度，使得执行强度匹配转向意图的实现损失程度，实现了容错介入力度与实际需求相匹配，避免了相关技术中因固定阈值导致的控制模式突兀切换，以及由此引发的容错介入力度过强的问题，提高了车辆线控转向系统的容错控制的实用性。