扭矩转向补偿方法、装置、车辆及存储介质与流程

1.本发明属于车辆技术领域，特别是涉及一种扭矩转向补偿方法、装置、车辆及存储介质。


背景技术：

2.车辆由于功能越来越完善，成为了人们必不可少的交通工具。车辆的种类虽然多，构造却大同小异。其中，电动助力转向系统(electric power steering，eps)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统hps(hydraulic power steering)相比，eps具有很多优点。如图1所示，eps是由方向盘1、扭矩传感器2、转向管柱3、减速机构4、中间轴5、转向器6、转向横拉杆7、转向轮8、转向节臂9、小齿轮10、转向电机11、电子控制单元(electronic control unit，ecu)12、电源输入连接器13。其中，方向盘1、转向管柱3、中间轴5、转向器6、转向横拉杆7、转向轮8、转向节臂9、小齿轮10组成了传统的机械转向系统。具体地，整车电源通过电源输入连接器13为eps供电，包括上电使能信号线束、常电正极线束、常电负极线束。扭矩传感器2用以检测驾驶员操纵力矩。转向电机11可安装在转向管柱或转向器上，通过减速机构4给驾驶员提供助力力矩。电子控制单元12的力矩控制模块接收扭矩传感器信号、电机位置传感器信号，计算出相应的助力力矩，并根据计算出来的助力力矩输出对应的目标力矩指令至电机控制模块，以使得电机控制模块输出相应的电流驱动转向电机11工作。
3.如图2所示，现有的车辆在车辆急加速或全油门加速时，发动机扭矩经过差速器输出后，由于左右输出轴长度不同，使得力矩传递至左右转向车轮驱动力大小不一致，从而使得方向盘往一侧偏移转动。
4.针对以上问题，本领域技术人员一直在寻求解决方法。
5.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

6.本发明解决的技术问题在于，提供了一种扭矩转向补偿方法、扭矩转向补偿装置、车辆和计算机可读存储介质，能针对不同路面附着系数的工况进行补偿，进一步完善了扭矩转向补偿的使用范围，从而进一步提升驾驶体验。
7.本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
8.本发明提供一种扭矩转向补偿方法，包括如下步骤：获取左侧车轮的路面附着系数、以及右侧车轮的路面附着系数；根据所述左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数输出扭矩转向补偿值。
9.优先地，根据所述左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数输出扭矩转向补偿值步骤中，包括：获取所述左侧车轮的路面附着系数与右侧车轮的路面附着系数的差值；根据所述差值与参考值的乘积，获取第一增益系数；根据所述第一增益系数与当前车速，获取第一扭矩转向补偿力矩。
10.优先地，根据所述第一增益系数与当前车速，获取第一扭矩转向补偿力矩的步骤中，包括：获取发动机输出扭矩，并根据所述发动机输出扭矩与所述当前车速获取原扭矩转向补偿力矩；根据所述当前车速与所述第一增益系数获取修正量；通过所述修正量对所述原扭矩转向补偿力矩进行修正，以得到所述第一扭矩转向补偿力矩。
11.优先地，根据所述左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数输出扭矩转向补偿值的步骤中还包括：获取方向盘扭矩信号；根据手感风格设置信号与所述方向盘扭矩信号获取第二增益系数；将所述第二增益系数与所述第一扭矩转向补偿力矩相乘，以得到最终的扭矩转向补偿力矩；将所述最终的扭矩转向补偿力矩作为扭矩转向补偿值输出。
12.优先地，获取左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数的步骤之前，包括：获取发动机力矩信号、方向盘角度信号以及方向盘扭矩信号；在所述发动机力矩信号、方向盘角度信号以及方向盘扭矩信号满足预设条件时，进入扭矩转向补偿模式。
13.本发明还提供一种扭矩转向补偿装置，包括处理器和存储器：所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以上述的扭矩转向补偿方法步骤。
14.本发明还提供一种车辆，包括上述的扭矩转向补偿装置。
15.优选地，所述车辆还包括：基础助力模块。所述基础助力模块与所述扭矩转向补偿装置相连，用于接收所述扭矩转向补偿值，以根据所述扭矩转向补偿值与方向盘扭矩信号输出基础助力信息。
16.优选地，所述车辆还包括：电机控制模块；所述电机控制模块与所述基础助力模块相连，用于根据所述基础助力信息输出电机控制指令。
17.本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的扭矩转向补偿方法的步骤。
18.本发明的扭矩转向补偿方法、装置、车辆及存储介质能根据所述左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数输出扭矩转向补偿值，能针对不同路面附着系数的工况进行补偿，进一步完善了扭矩转向补偿的使用范围，从而进一步提升驾驶体验。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为现有的eps系统的结构示意图；
22.图2为扭矩转向的形成原理示意图；
23.图3为本发明第一实施例提供的扭矩转向补偿方法的流程示意图；
24.图4为本发明一实施例提供的如图3所示的扭矩转向补偿方法中的获取第一增益系数的原理示意图；
25.图5为本发明一实施例提供的如图4所示的标定map1的输入与输出的关系示意图。
26.图6为本发明一实施方式的获取第一扭矩转向补偿力矩的原理示意图；
27.图7为本发明一实施例提供的如图6所示的标定map2的输入与输出的关系示意图。
28.图8为本发明一实施例提供的如图6所示的标定map3的输入与输出的关系示意图。
29.图9是本发明第二实施例提供的扭矩转向补偿方法的流程示意图。
30.图10为本发明一实施例提供的如图9所示的步骤s96的原理示意图。
31.图11为本发明一实施例提供的如图10所示的标定map4的输入与输出的关系示意图。
32.图12为本发明一实施例提供的车辆的部分模块示意图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.下面结合附图对本发明实施例做进一步详述。
35.第一实施例
36.图3为本发明第一实施例提供的扭矩转向补偿方法的流程示意图。如图3所示，本实施例提供的扭矩转向补偿方法包括如下步骤：
37.步骤s31：获取左侧车轮的路面附着系数、以及右侧车轮的路面附着系数；
38.步骤s32：根据所述左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数输出扭矩转向补偿值。
39.其中，当车辆为前驱车时，左侧车轮为左前轮，右侧车轮为右前轮。在车辆为多驱车例如四驱车时，左侧车轮包括左前轮与左后轮，右侧车轮包括右前轮和右后轮。
40.在一实施方式中，路面附着系数可以但不限于通过对车轮对应的实时图像信息进行图像识别获取。具体地，可以但不限于通过设置在车辆上的摄像头获取与车轮对应的实时图像信息。
41.在一实施方式中，步骤s32：根据左侧车轮的路面附着系数、右侧车轮的路面附着系数输出扭矩转向补偿值，包括：
42.获取左侧车轮的路面附着系数与右侧车轮的路面附着系数的差值；
43.根据差值与参考值的乘积，获取第一增益系数；
44.根据第一增益系数与当前车速，获取第一扭矩转向补偿力矩。
45.在一实施方式中，根据差值与参考值的乘积，获取第一增益系数的步骤如图4所示，包括：
46.将左侧车轮的路面附着系数与右侧车轮的路面附着系数的差值经过低通滤波器lpf进行低通滤波滤除噪声后获取滤波后的差值，然后对滤波后的差值通过绝对值函数abs进行取绝对值，且对滤波后的差值通过取符号函数sgn获取差值符号，并将绝对值与参考值refe进行相乘的结果作为标定map1的输入，再将标定map1的输出与差值符号进行相乘得到第一增益系数gain1。具体地，标定map1可以但不限于由用户或系统预设，如图5所示，为本
发明一实施方式的标定map1的输入与输出的关系示意图。
47.在一实施方式中，根据第一增益系数与当前车速，获取第一扭矩转向补偿力矩的步骤可以但不限于包括：
48.获取发动机输出扭矩，并根据发动机输出扭矩与当前车速获取原扭矩转向补偿力矩；
49.根据当前车速与第一增益系数获取修正量；
50.通过修正量对原扭矩转向补偿力矩进行修正，以得到第一扭矩转向补偿力矩。
51.具体地，请参考图6，图6为本发明一实施方式的获取第一扭矩转向补偿力矩的原理示意图，如图6所示，将发动机输出扭矩与当前车速作为标定map2的输入，得到原扭矩转向补偿力矩，并将当前车速与第一增益系数gain1作为标定map3的输入，得到修正量后，通过对修正量与原扭矩转向补偿力矩进行叠加，获取第一扭矩转向补偿力矩。
52.此外，在一实施方式中，扭矩转向补偿方法还包括在on/off开关处于导通状态时，输出第一扭矩转向补偿力矩。具体地，on/off开关可以但不限于在发动机力矩信号、方向盘角度信号以及方向盘扭矩信号满足预设条件时接收到使能信号enable而导通，在发动机力矩信号、方向盘角度信号以及方向盘扭矩信号满足预设条件时接收到退出信号disable而截止。
53.标定map2与标定map3可以但不限于由用户或系统预设。图7为本发明一实施例提供的如图6所示的标定map2的输入与输出的关系示意图。图8为本发明一实施例提供的如图6所示的标定map3的输入与输出的关系示意图。
54.本实施例，根据当前车速与第一增益系数获取修正量，并通过修正量对原扭矩转向补偿力矩进行修正，以得到第一扭矩转向补偿力矩后，将第一扭矩转向补偿力矩作为扭矩转向补偿值进行输出，因此能针对不同路面附着系数的工况进行准确地补偿，进一步准确地完善了扭矩转向补偿的使用范围，从而能进一步提升驾驶体验。
55.第二实施例
56.图9是本发明第二实施例提供的扭矩转向补偿方法的流程示意图。如图9所示，本实施例提供的扭矩转向补偿方法包括如下步骤：
57.步骤s91：获取左侧车轮的路面附着系数、以及右侧车轮的路面附着系数；
58.步骤s92：获取左侧车轮的路面附着系数与右侧车轮的路面附着系数的差值；
59.步骤s93：根据差值与参考值的乘积，获取第一增益系数；
60.步骤s94：根据第一增益系数与当前车速，获取第一扭矩转向补偿力矩；
61.步骤s95：获取方向盘扭矩信号；
62.步骤s96：根据手感风格设置信号与方向盘扭矩信号获取第二增益系数；
63.步骤s97：将第二增益系数与第一扭矩转向补偿力矩相乘，以得到最终的扭矩转向补偿力矩；
64.步骤s98：将最终的扭矩转向补偿力矩作为扭矩转向补偿值输出。
65.其中，获取第一增益系数与获取第二增益系数不限于上述先后顺序，也可以先获取第二增益系数再获取第一增益系数，或者第一增益系数与第二增益系数同时获取等等，此外上述所有步骤的编号都不用于限制先后顺序。
66.具体地，如图10所示，步骤s96：根据手感风格设置信号与方向盘扭矩信号获取第
二增益系数包括对方向盘扭矩信号进行低通滤波，以进行噪声处理，并将低通滤波后的方向盘扭矩信号与手感风格设置信号作为标定map4的输入，以获取第二增益系数gain2。其中，标定map4可以但不限于由用户或系统预设，如图11所示，在方向盘扭矩信号大于预设值时，第二增益系数gain2会随着方向盘扭矩信号变大而减小，减小的斜率大小由手感风格设置信号确定。其中，手感风格设置信号可以但不限于包括运动、标准及舒适。
67.本实施例，根据手感风格设置信号与方向盘扭矩信号获取第二增益系数，将第二增益系数与第一扭矩转向补偿力矩相乘，以得到最终的扭矩转向补偿力矩即扭矩转向补偿值，因此能针对不同路面附着系数的工况进行准确地补偿的同时，提高驾驶人员的手感体验。
68.本发明还提供一种扭矩转向补偿装置，至少包括：处理器及存储器，其中，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以上述的扭矩转向补偿方法的步骤。
69.其中，存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(rom，read only memory)、可编程只读存储器(prom，programmable read-only memory)、可擦除可编程只读存储器(eprom，erasable programmable read-only memory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electrically erasable programmable read-only memory)、磁性随机存取存储器(fram，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom，compact disc read-only memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram，random access memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(sram，static random access memory)、同步静态随机存取存储器(ssram，synchronous static random access memory)、动态随机存取存储器(dram，dynamic random access memory)、同步动态随机存取存储器(sdram，synchronous dynamic random access memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(ddrsdram，double data rate synchronous dynamic random access memory)、增强型同步动态随机存取存储器(esdram，enhanced synchronous dynamic random access memory)、同步连接动态随机存取存储器(sldram，synclink dynamic random access memory)、直接内存总线随机存取存储器(drram，direct rambus random access memory)。
70.本发明还提供了一种车辆，包括上述的扭矩转向补偿装置。
71.如图12所示，在一实施方式中，车辆包括有扭矩转向补偿装置。具体地，扭矩转向补偿装置包括不同路面系数判断部、tsc使能判断部、tsc输出数值标定部、tsc退出判断部、tsc手感改善部。具体地，不同路面系数判断部用于根据左侧车轮的路面附着系数与右侧车轮的路面附着系数的差值获取第一增益系数gain。tsc输出数值标定部根据第一增益系数与当前车速，获取第一扭矩转向补偿力矩，并在接收到tsc使能判断部输出的使能信号enable时输出第一扭矩转向补偿力矩，在接收到tsc退出判断部输出的退出信号disable，不输出第一扭矩转向补偿力矩。tsc手感改善部根据手感风格设置信号与方向盘扭矩信号输出第二增益系数gain，以使得扭矩转向补偿装置根据第二增益系数与第一扭矩转向补偿力矩的乘积输出最终的扭矩转向补偿力矩即扭矩转向补偿值。
72.在一实施方式中，车辆还包括：基础助力模块。基础助力模块与扭矩转向补偿装置
相连，用于接收扭矩转向补偿值，以根据扭矩转向补偿值与方向盘扭矩信号输出基础助力信息。
73.在一实施方式中，车辆还包括：回正模块、阻尼模块、高频增益模块。
74.在一实施方式中，车辆还包括：电机控制模块。电机控制模块与基础助力模块相连，用于根据基础助力信息输出电机控制指令。在一实施方式中，电机控制模块还与回正模块、阻尼模块、高频增益模块相连，用于根据基础助力模块、回正模块、阻尼模块、高频增益模块的输出生成电机控制指令。
75.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一实施例所描述的扭矩转向补偿方法的步骤。
76.在一实施方式中，本实施例提供能的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，rom、ram、磁盘、光盘、闪存等。
77.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
78.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本技术不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
79.应该理解的是，虽然本技术实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
80.本领域普通技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
81.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。