[发明专利]无人驾驶汽车线控转向系统、转向控制方法和开发方法

说明书

本发明涉及一种无人驾驶汽车线控转向系统、转向控制方法和开发方法，其中，该转向系统包括：车载控制器、转向驱动机构和转向执行机构；还包括设置在车辆预定位置的车载传感器和工控设备，车载传感器实时感测道路行车信息，工控设备根据道路行车信息进行行为决策分析并转化成目标转向控制指令；车载控制器根据目标转向控制指令运算处理后向转向驱动机构发送转矩和转动方向的控制信号，转向驱动机构将转矩和转动方向控制信号处理后转换为转向指令，控制转向执行机构执行转向指令输出扭矩，实现转向目的。本发明实施例执行部件少，结构简单，易于实现和维修；原型验证到量产减少中间环节，能节约50－80％的开发周期和成本，从而大幅降低项目风险。

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，具体涉及一种无人驾驶汽车线控转向系统、转向控制方法和开发方法。

背景技术

本部分向读者介绍可能与发明实施例的各个方面相关的背景技术，相信能够向读者提供有用的背景信息，从而有助于读者更好地理解本发明实施例的各个方面。因此，可以理解，本部分的说明是用于上述目的，而并非构成对现有技术的承认。

现有的汽车转向系统主要分为电动助力转向系统(Electric Power Steering，简称EPS)和线控转向系统(Steer By Wire，简称SBW)。

EPS系统的基本工作原理如下：转动方向盘时，将转向柱上的转矩传感器测出的转向助力矩和车速传感器测出的车速信号发送到ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，车辆行驶过程中，车速、转向盘力矩和转向盘速度信号经传感器传递到控制器，ECU应用层算法根据助力特性曲线，计算出电动机的助力目标电流，然后对电动机的电枢电流与目标电流进行对比并求取偏差变化率，经PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(differential))控制调节后得到电动机的最终控制电流，从而控制电动机的助力转矩输出。EPS系统包括有机械连接部件作为冗余备件，成本高、占用空间大；需要考虑的方面比较多，如路感、助力特性曲线；软件控制流程和执行结构较为复杂，制造成本和开发周期较长；PID参数难于确定，需要通过大量的实验获得；若PID参数不随车速和转向阻力不同而改变时，会出现超调、响应时间慢、跟踪角度不准确等问题。

SBW系统的基本工作原理如下：驾驶员转动转向盘时，转角传感器检测方向盘的转角并发送到ECU，ECU根据车速和车辆其他状态信息进行决策分析和计算，输出控制指令控制电机的转动，电机连接减速机构的齿条运动，带动前轮转向拉杆使转向轮转动相应的转角，以实现驾驶员期望的目标转向角度。同时传感器将车轮当前的实际转角，轮胎回正力矩等反馈给ECU，实现闭环控制。SBW系统控制策略的决策因素或方法包括车感、PID控制、神经网络、模糊决策系数，硬件包括有齿盘连接件等，整个系统从电机控制，传感器采集和发送数据，ECU数据采集、数据分析与处理，决策控制，路感建模仿真到硬件在环或台架试验等，较为复杂，开发周期长，投入大，增加了新品推出的风险。

由此，开发一种快速实现的无人驾驶电动汽车线控转向系统是非常有必要的。

发明内容

要解决的技术问题是如何提供一种无人驾驶汽车线控转向系统、转向控制方法和开发方法。

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种无人驾驶汽车线控转向系统、转向控制方法和开发方法，可以快速实现无人驾驶汽车线控转向系统。

第一方面，本发明提供了一种无人驾驶汽车线控转向系统，包括：

车载控制器、转向驱动机构和与所述转向驱动机构连接的转向执行机构；

所述转向驱动机构与所述车载控制器通信连接；

还包括设置在车辆预定位置的车载传感器和与所述车载传感器通信连接的工控设备，所述工控设备与所述车载控制器通信连接；