一种人机共驾转向控制方法、系统及汽车技术方案

本发明专利技术涉及一种人机共驾转向控制方法、系统及汽车，转向控制方法为转向系统控制单元收到角度请求命令后，结合当前方向盘的角度信息转换为电机扭矩并驱动电机转动，从而达到方向盘需求角度；当驾驶员作用于方向盘，方向盘扭矩传感器会检测驾驶员手力矩，并输入给转向系统控制单元。转向系统控制单元收到方向盘力矩后，计算出对应的电机扭矩，并与自动驾驶电机扭矩进行叠加即限制，输出最终电机扭矩。本发明专利技术能够解决紧急快速接管方向盘时，方向盘扭矩平滑过渡到人工驾驶模式，解决手感突兀、方向盘扭矩过大问题。盘扭矩过大问题。盘扭矩过大问题。

【技术实现步骤摘要】
一种人机共驾转向控制方法、系统及汽车


[0001]本专利技术涉及汽车
，具体涉及汽车电子控制系统领域。

技术介绍

[0002]目前智能驾驶L3级及以下尚处于人机共驾阶段，即要求驾驶员的双手不能脱离方向盘，存在自动驾驶模式和人工驾驶模式不断的来回切换。切换过程就要求在任何情况下，自动驾驶模式平顺地过渡到人工驾驶模式。人工驾驶模式切换为自动驾驶模式方式是：通过按键激活自动驾驶模式，当外部条件满足时，自动激活，并提示驾驶员；自动驾驶模式切换为人工驾驶模式方式是：通过方向盘扭矩传感器检测驾驶员操作方向盘的力矩，在软件中设定一个固定的方向盘扭矩阈值作为界限，当操作方向盘的力矩超过扭矩阈值并且持续一定时间时，自动驾驶系统切换到人工驾驶模式，并提示驾驶员。
[0003]自动驾驶系统对横向控制方式是：自动驾驶控制器发送角度请求指令给电动转向系统控制单元，控制单元收到角度指令后执行转动相应的方向盘角度。
[0004]详细说明如下：
[0005]参见图1，其示出了驾驶员紧急接管方向盘扭矩变化过程，按照时间顺序分为四个阶段。其第
①
阶段，驾驶员开始介入方向盘，方向盘扭矩逐渐增加，直到增加到接管扭矩阈值Th。但是此时接管扭矩持续时间不足，还未到达时间t，此时自动驾驶系统还不能退出。由于转向系统执行的是自动驾驶系统给的角度指令，即保持在角度指令位置不动。如果方向盘受到外界干预试图改变方向盘角度，转向系统会阻止角度变化，给驾驶员体验是转不动方向盘。
[0006]方向盘扭矩继续增加，进入到第
②
阶段。在第二阶段方向盘扭矩增加到扭矩传感器输出的最大值T
max
，即扭矩传感器输出截止。
[0007]进入第
③
阶段，虽然扭矩传感器输出截止，但实际方向盘扭矩还在继续增加，直到达到时间t，满足自动驾驶退出条件。
[0008]在第
④
阶段，自动驾驶模式退出切换至人工驾驶模式，方向盘扭矩陡减，进入正常的扭矩值范围。
[0009]此控制方式的特点是当驾驶员干预方向盘时，会有与拉动方向相反的作用力，目的是保持方向盘当前角度不动。因此此控制方式给驾驶员体验是方向盘很“紧”，转动不动方向盘，即不会按照驾驶员意图转向。尤其是当发生紧急情况时，快速地拉动方向盘，方向盘力矩徒增陡减，驾驶员拉不动方向盘，车辆不可控，可能发生交通事故。
[0010]针对上述技术问题，现有技术提出了一种自动驾驶车辆的人机共驾转向控制方法，通过自动驾驶控制器获取方向盘转角指令；获取方向盘力矩数值；判断力矩数值是否超过预设的接管阈值，若是，则电动转向系统EPS依据方向盘力矩数值执行转向助力；若否，则通过方向盘力矩传感器采集到的方向盘力矩数值，计算对方向盘转角的修正角度θ需求，修正角度需求θ与自动驾驶方向盘转角指令叠加，得到转角请求指令，将转角请求指令发送至电动转向系统，电动转向系统响应转角指令控制转向器，实现人机共驾。
[0011]若采用现有技术存在一些问题，例如当路面的附着系数不同时，所需的方向盘转向力矩不同，附着系数小的路面所需的方向盘力矩较小，附着系数大的路面所需的方向盘力矩较大不同的路面，因此面对同一路径但是不同附着系数的路面时，由于不同的方向盘力矩导致了不同的叠加角度，这样就可能和驾驶员意图相违背，即实际驾驶员意图需要一个小的修正角度，但是由于路面附着系数较大或者载荷较大，就会产生一个大的修正角度，造成较大的偏差。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种人机共驾转向控制方法，以解决方向盘扭矩在未增加到接管力矩之前，进入人机共驾模式，转向系统不能跟随驾驶员意图转向；目的之二提出了一种人机共驾转向控制系统；目的之三提供了一种汽车。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0014]一种人机共驾转向控制方法，
[0015]S1：获取方向盘扭矩，判断方向盘扭矩是否大于接管力矩阈值，若是则进入S2，否则进入S3；
[0016]S2：判断方向盘扭矩大于接管力矩阈值的时间是否大于预设时间t，若是则退出自动驾驶，进入人工驾驶模式，否则进入S3；
[0017]S3：获取汽车为自动驾驶状态时，汽车转角达到目标转向角度时所需的电机扭矩T
Z
；
[0018]获取人工驾驶状态时所需的电机扭矩T
R
；
[0019]S4：转向系统电机响应T
Z
和T
R
叠加后的电机扭矩。
[0020]根据上述技术手段，人工驾驶所需的助力电机扭矩T
R
与自动驾驶所需的电机扭矩T
Z
的方向相反，而助力电机扭矩T
R
与人施加在方向盘的方向盘扭矩正相关，因此助力电机扭矩T
R
是不断增加的，而T
Z
是固定不变的，因此当T
R
小于T
Z
时，电机系统输出的扭矩的方向与人施加在方向盘的扭矩的方向相反，但是力矩值在不断减小，因此驾驶员在转动方向盘时较为省力，直至当T
R
的绝对值大于T
Z
的绝对值时，电机系统的扭矩与方向盘扭矩的方向相同，从而转向系统跟随驾驶员意图转向。
[0021]进一步，获取所述T
R
的方法为：
[0022]标定方向盘扭矩T
方
和助力电机扭矩T
R
的关系曲线；
[0023]若当前的方向盘扭矩T
方
小于接管力矩阈值T
方阈值
，或者当前的方向盘扭矩T
方
大于接管力矩阈值T
方阈值
，但是大于接管力矩阈值T
方当前
持续的时间不大于所述预设时间t，查询当前方向盘扭矩T
方当前
所对应的助力电机扭矩，则该助力电机扭矩即为所述T
R
。
[0024]进一步，所述方向盘扭矩和助力电机扭矩的关系曲线包括第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点为(T
方1
，T
R1
)，所述第二节点为(T
方2
，T
R2
)，所述第三节点为(T
方3
，T
R3
)，所述第一节点、第二节点和第三节点满足以下关系：
[0025][0026]其中，T
方1
＜T
方2
＜T
方3
，T
R1
＜T
R2
＜T
R3
，T
方1
＝T
方阈值
，T
R1
经过所述t后达到所述T
R2
，
[0027]M表示电机扭矩为0时，方向盘扭矩的最大值；
[0028]T
方1
、T
方2
和T
方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人机共驾转向控制方法，其特征在于：S1：获取方向盘扭矩，判断方向盘扭矩是否大于接管力矩阈值，若是则进入S2，否则进入S3；S2：判断方向盘扭矩大于接管力矩阈值的时间是否大于预设时间t，若是则退出自动驾驶，进入人工驾驶模式，否则进入S3；S3：获取汽车为自动驾驶状态时，汽车转角达到目标转向角度时所需的电机扭矩T
Z
；获取人工驾驶时所需的电机扭矩T
R
；S4：转向系统电机响应T
Z
和T
R
叠加后的电机扭矩。2.根据权利要求1所述的人机共驾转向控制方法，其特征在于：获取所述T
R
的方法为：标定方向盘扭矩T
方
和助力电机扭矩T
R
的关系曲线；若当前的方向盘扭矩T
方
小于接管力矩阈值T
方阈值
，或者当前的方向盘扭矩T
方
大于接管力矩阈值T
方阈值
，但是大于接管力矩阈值T
方当前
持续的时间不大于所述预设时间t，查询当前方向盘扭矩T
方当前
所对应的助力电机扭矩，则该助力电机扭矩即为所述T
R
。3.根据权利要求2所述的人机共驾转向控制方法，其特征在于：所述方向盘扭矩和助力电机扭矩的关系曲线包括第一节点、第二节点和第三节点，所述第一节点为(T
方1
，T
R1
)，所述第二节点为(T
方2
，T
R2
)，所述第三节点为(T
方3
，T
R3
)，所述第一节点、第二节点和第三节点满足以下关系：其中，T
方1
＜T
方2
＜T
方3
，T
R1
＜T
R2
＜T
R3
，T
方1
＝T
方阈值
，T
R1
经过所述t后达到所述T
R2
，M表示电机扭矩为0时，方向盘扭矩的最大值；T
方1
、T
方2
和T
方3
分别表示所述方向盘扭矩和助力电机扭矩的关系曲线中第一节点、第二节点和第三节点的方向盘扭矩值；T
R1
、T
R2
和T
R3
分别表示所述方向盘扭矩和助力电机扭矩的关系曲线中第一节点、第二节点和第三节点的助力电机扭矩值。4.根据权利要求1所述的人机共驾转向控制方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，陈场友，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：