[发明专利]电动助力转向控制方法和控制单元

说明书

本发明公开了一种电动助力转向控制策略，其基于手动转向控制策略、智能辅助转向控制策略和智能驾驶转向控制策略，包括若智能辅助转向使能，且手动转向助力与汽车网络控制指令不相悖，则智能辅助转向助力和手动转向助力按预设分配规则计算获得到混合助力；若智能驾驶转向使能，则忽略所述混合助力；若智能辅助转向期望的物理量和智能驾驶转向的物理量保持一致，则智能辅助转向和智能驾驶转向执行基于同一算法结构和参数计算获得输出转矩，基于手力需求选择采用智能辅助转向的期望，还是智能驾驶转向的期望。本发明还公开了一种电动助力转向控制单元。本发明完全不同于现有电动助力转向控制策略，能降低算法复杂度，实现基于同一算法架构的转角控制或扭矩控制，能随时在智能辅助转向模式和智能驾驶转向模式间切换。

技术领域

本发明涉及汽车智能驾驶领域，特别是涉及一种用于电动助力转向系统的控制方法。本发明还涉及一种用于电动助力转向系统的控制单元。

背景技术

传统电动助力转向系统自全球首次产业化应用以来，已经经历了三十个年头，可以说在技术解决方案是工程化层面都已经相当成熟。传统电动助力转向系统指的是，当驾驶员通过方向盘转向时，电动助力转向系统通过手力感知和转动角度测量单元来获取驾驶员的转向意图，经过电子控制单元内部的算法放大驾驶员的意图来驱动电机输出力矩，帮助驾驶员更加轻便地转向。传统电动助力转向系统目标是提升驾驶员的驾驶体验，兼具低速转向轻便和高速转向稳定。在车辆的传统能源时代，手动转向可能是唯一可行的车辆转向方式。车辆的传统能源时代电动助力转向系统的框图如图1所示。

车辆电动化决定了电动助力转向系统是目前已知技术可行、经济性好的唯一车辆转向解决方案。同时，随着车辆的智能化和网联化时代的到来，手动转向只是转向方式之一。新能源、电动、智能和网联车辆的转向方式一共包括手动转向、基于手动转向的智能辅助转向和智能驾驶转向，三者最大的不同点在于转向意图的来源。

手动转向转向意图完全源自于驾驶员的方向盘操作，其中核心输入参数是手力扭矩(steering torque)，核心输出参数是助力扭矩需求(torque demand)：

基于手动转向的智能辅助转向的转向意图主要还是来源于驾驶员的方向盘操作，但在某些工况下整车路径(姿态和定位)智能决策单元会输出一个辅助的转向期望，比如在直线行车时不用手握方向盘而自动保持行驶路线，或弯道期间避免各种原因导致的驾驶员转向不足或过度，而输出一个补偿的转向力来保持车辆行驶在当前车道线内。这时，电动助力转向系统的控制单元需要合并处理来自驾驶员和决策单元的两个转向期望，但当驾驶员和决策单元的期望相悖时，应该首先尊重驾驶员的意愿。

智能驾驶转向是指转向期望完全来自整车路径智能决策单元，对于智能驾驶等级达到L4和L5的车辆可能就不存在手动转向方式(没有配置方向盘)，对于低等级的智能车辆即使配置了方向盘，在智能驾驶转向时方向盘的期望也不参与到输出力矩的计算中去，而只是作为从智能驾驶转向切换到手动转向的裁决条件；也就是说，在智能驾驶转向时的转向期望在一个时刻是单一的，来自整车路径智能决策单元或驾驶员手动转向期望，两者之间的切换有诸多条件，但其中驾驶员手动转向期望是最重要的条件，当驾驶员手动转向期望一定大，就应该从智能转向切换到手动转向。

转向期望在智能驾驶期望和非智能驾驶期望间切换，非智能驾驶期望可能是纯粹手动转向期望或手动叠加智能辅助转向期望。

智能车辆指加减速和转向不需要人员介入，通过车上计算机的控制来实现。为了达到上述目标，智能车辆的核心部件一定包括三大系统：感知系统、决策系统和执行系统。感知系统：通过声、光、电、磁和惯性等器件来获取车辆状态的原始信号，经过信息融合算法处理，得到直观的车辆姿态和定位信息；决策系统：基于感知环节得到的车辆当前姿态和定位，以及规划得到的车辆状态需求，计算得到车辆姿态和定位调整的期望，并根据时序和执行系统来分解需求。执行系统：涉及智能驾驶的执行系统一般包括三个系统：驱动、制动和转向，这里的转向系统一定是包含电控部件的转向系统，对于电动车辆而言一般就是电动助力转向系统。