本技術涉及線控轉向控制的，尤其涉及一種分布式線控轉向控制方法以及系統(tǒng)。

背景技術：

1、線控轉向系統(tǒng)主要應用在汽車等帶有車輪的乘用工具領域，一般分為集中式轉向和分布式轉向等形式。該種轉向系統(tǒng)取消了方向盤和車輪之間的機械連接部件，而是通過電信號傳遞實現(xiàn)轉向功能。其主要包括方向盤總成、轉向執(zhí)行總成和主控制器，以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)。其基本工作原理為：線控轉向系統(tǒng)通過傳感器將駕駛員的操縱動作轉換成電信號，這些電信號經過分析處理后，通過信號線傳遞到執(zhí)行機構，以實現(xiàn)對乘用工具轉向的控制。

2、線控轉向系統(tǒng)雖然具有設計靈活、空間利用率較高等優(yōu)點，但是也面臨一些挑戰(zhàn)，特別是分布式線控轉向系統(tǒng)，由于左右車輪都可以獨立轉向，系統(tǒng)的轉向自由度增加，車輪更容易受到轉向干擾，因此如何提高分布式線控轉向系統(tǒng)的轉向性能和穩(wěn)定性一直是設計關鍵。

3、申請內容

4、本技術提供了一種分布式線控轉向控制方法以及系統(tǒng)，以便提高分布式線控轉向技術中車輪的轉向性能和穩(wěn)定性。

5、一種分布式線控轉向控制方法，包括以下步驟：

6、確定目標車輪的目標轉向角，目標轉向角與轉向意圖一致；

7、獲取目標車輪受到的轉向干擾力；

8、基于轉向干擾力計算得出目標車輪的偏差角，偏差角用于指示在轉向干擾力的作用下目標車輪的偏移角度；

9、基于偏差角修正目標轉向角得到期望轉向角；

10、控制目標車輪轉動角度為期望轉向角。

11、實現(xiàn)上述技術方案，在車輛行駛過程中，目標車輪受到的轉向干擾力的作用導致車輪連接的襯套和懸架等彈性部件發(fā)生變形，產生目標車輪平移和轉角的復合運動，此處所指代的轉角并不是由于駕駛人員進行轉向操縱所產生的，因此也就是偏差角，該偏差角是駕駛人員或者自動駕駛不希望出現(xiàn)的對于正常轉向產生的干擾項。因此本方案將轉向干擾力作用產生的偏差角考慮在內，基于該偏差角修正目標車輪的轉向控制，以使得目標車輪即使受到轉向干擾力的影響也能夠準確達成駕駛人員或者自動駕駛的轉向意圖，最終保證每個車輪的控制是準確的，切實地根據每個車輪所受到的不同路況以及受力情況進行獨立控制，以保證轉向控制的精確性。

12、作為本方案的一個可選實施例，轉向意圖用于指示基于駕駛員的操縱動作或者基于自動駕駛的轉向指令下，所希望目標車輪最終轉動的角度。

13、作為本方案的一個可選實施例，干擾力至少包括目標車輪受到的側向力和縱向力。

14、作為本方案的一個可選實施例，獲取目標車輪受到的轉向干擾力，包括：

15、獲取目標車輪的行駛信息；

16、建立目標車輪的理想受力模型，其中，理想受力模型僅考慮目標車輪所受到的縱向力和側向力；

17、基于目標車輪的行駛信息以及理想受力模型對目標車輪的受力進行分析，并計算得出縱向力、側向力以及偏差角。

18、優(yōu)選的實現(xiàn)方案中，由于目標車輪實際受到的干擾力類型較多，如果全部考慮在內并進行計算會消耗大量算力以及時間，難以實現(xiàn)即時控制的需求，因此本實施例方案集中考慮車輪行駛轉向過程中受到的主要轉向干擾力，即縱向力和側向力的影響，經過簡化建立出目標車輪的理想受力模型，實時計算目標車輪所受到的縱向力和側向力，根據側向力和縱向力實時計算出偏差角，可以簡化計算，有效減少控制延遲，提高控制即時性和穩(wěn)定性。

19、作為本方案的一個可選實施例，行駛信息包括車輪轉速、電機扭矩、制動壓力、車輛側向加速度、車輛縱向加速度、車輛速度、車輛橫擺角加速度；獲取目標車輪的行駛信息包括：

20、通過讀取車輛can總線信號以及傳感器信號，或者通過計算得出行駛信息。

21、作為本方案的一個可選實施例，計算得出目標車輪受到的縱向力的步驟包括：判斷目標車輪的狀態(tài)；基于目標車輪不同的狀態(tài)計算目標車輪受到的縱向力；目標車輪的狀態(tài)包括未制動地行駛狀態(tài)、制動但未抱死狀態(tài)、制動且抱死狀態(tài)。

22、實現(xiàn)上述技術方案，根據目標車輪行駛過程中的多種具體情形采用不同的計算依據，能夠有效提高計算的準確性，且合理分配算力，更好的實現(xiàn)實時控制。

23、作為本方案的一個可選實施例，基于行駛信息計算得出目標車輪受到的縱向力包括：

24、若確定目標車輪處于未制動地行駛狀態(tài)，則目標車輪受到的縱向力根據以下第一預設公式計算：

25、

26、式中，目標車輪的驅動扭矩，jtire-目標車輪的轉動慣量，-目標車輪的滾動角加速度，r-目標車輪的半徑。

27、作為本方案的一個可選實施例，基于行駛信息計算得出目標車輪受到的縱向力包括：

28、若確定目標車輪處于制動但未抱死狀態(tài)，則計算出目標車輪的制動扭矩tb，將目標車輪的制動扭矩代入以下第二預設公式計算得出目標車輪受到的縱向力：

29、

30、式中，tb-目標車輪的制動扭矩。

31、作為本方案的一個可選實施例，目標車輪的制動扭矩由以下第三預設公式計算得出：

32、

33、式中，tebrk-電機的再生制動扭矩，pbrk-制動液壓，d-制動鉗活塞直徑，rbrk-制動盤的有效制動半徑，bf-制動效率系數。

34、作為本方案的一個可選實施例，當目標車輪處于制動且抱死狀態(tài)，則目標車輪的縱向力根據以下公式計算：

35、fx＝(max-∑fxroll)/nlock

36、式中，∑fxroll-非抱死車輪的縱向力總和，可計算得出，nlock-制動且抱死車輪的數量，制動且車輛未停止時車輪的轉速為0即為抱死，m-車輛質量，ax-縱向加速度。

37、作為本方案的一個可選實施例，計算目標車輪受到的側向力的步驟包括：

38、基于車輛側向動力學公式計算得出關于前輪總側向力以及后輪總側向力的離散方程組；

39、基于卡爾曼遞歸算法計算得出前輪總側向力或后輪總側向力；

40、基于前輪總側向力或后輪總側向力計算每個車輪所受到的側向力；

41、其中，若目標車輪為前輪，則目標車輪受到的側向力為前輪總側向力的一半，若目標車輪為后輪，則目標車輪受到的側向力為后輪總側向力的一半。

42、作為本方案的一個可選實施例，基于干擾力計算得出目標車輪的偏差角的步驟包括：

43、分別將目標車輪的縱向位移、側向位移與目標車輪的縱向剛度和側向剛度線性擬合，將偏差角與目標車輪的縱向位移、側向位移線性擬合，得出以下關于目標車輪的偏差角的計算公式：

44、

45、式中，δδ為目標車輪的偏差角度，kx、ky分別為目標車輪的縱向剛度和側向剛度，cx、cy分別為目標車輪的縱向位移、側向位移與偏差角之間的相關系數；fx、fy分別是目標車輪受到的縱向力和側向力。

46、作為本方案的一個可選實施例，基于偏差角修正目標轉向角得到期望轉向角的步驟包括：

47、通過目標轉向角減去偏差角得出期望轉向角。

48、另一方面，本技術提出一種分布式線控轉向控制系統(tǒng)，用于實施上述的分布式線控轉向控制方法，其包括：

49、確定模塊，確定模塊用于確定目標車輪的目標轉向角，目標轉向角與轉向意圖一致；

50、控制模塊，控制模塊用于獲取目標車輪受到的轉向干擾力、基于轉向干擾力計算得出目標車輪的偏差角以及基于偏差角修正目標轉向角得到期望轉向角，其中，偏差角用于指示在轉向干擾力的作用下目標車輪的偏移角度；

51、執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊與控制模塊電連接，以控制目標車輪轉動角度為期望轉向角。

52、作為本方案的一個可選實施例，控制模塊包括采集單元以及計算單元，采集單元用于獲取目標車輪的行駛信息，計算單元與采集單元電連接以獲取行駛信息；

53、計算單元用于建立目標車輪的理想受力模型，其中，理想受力模型僅考慮車輪所受的地面縱向力和地面?zhèn)认蛄Γ?/p>

54、計算單元還用于基于目標車輪的行駛信息以及理想受力模型對目標車輪的受力進行分析，并計算得出縱向力、側向力。

55、另一方面，本技術提出一種計算機設備，包括：

56、存儲器和處理器；

57、其中，存儲器用于存儲計算機程序，處理器用于當執(zhí)行計算機程序時，實現(xiàn)上述的分布式線控轉向控制方法。

58、另一方面，本技術提出一種計算機可讀存儲介質，存儲介質上存儲有計算機程序，當計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述的分布式線控轉向控制方法。

59、上述技術方案中的一個技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果：

60、現(xiàn)有分布式線控轉向控制系統(tǒng)中因轉向干擾力的存在導致無法由傳感器感知的轉向誤差，用于表征目標車輪轉向角度的傳感器信號并不能精準描述目標車輪的轉向角。因此，即使傳感器信號顯示目標轉向角符合轉向意圖，目標車輪也會存在因轉向誤差而執(zhí)行不到位的情況。轉向干擾力會導致目標車輪發(fā)生平移和轉角的復合運動，此處所指代的轉角并不是由于駕駛人員進行轉向操縱所產生的，因此也就是偏差角，該偏差角是駕駛人員所不希望出現(xiàn)的對于正常轉向所產生的干擾項。因此本方案將轉向干擾力作用產生的偏差角考慮在內，基于該偏差角修正目標車輪的轉向控制，以使得目標車輪即使受到轉向干擾力的影響也能夠準確達成駕駛人員或者自動駕駛的轉向意圖，保證每個目標車輪的控制是準確的，切實地根據每個目標車輪所受到的不同路況以及受力情況進行獨立控制，以保證轉向控制的精確性。

61、2、目標車輪在轉向過程中受到的影響因素十分復雜，通過分析可知，在車輛行駛過程中，目標車輪所受到的轉向干擾力主要是縱向力和側向力，因此本技術方案中建立了相對理想的受力模型，僅考慮目標車輪所受的地面縱向力和地面?zhèn)认蛄Γ雎院芏嘞鄬^小的影響因素，或者將一些影響因素近似與偏差角進行線性擬合，極大地簡化了計算難度，對系統(tǒng)的計算能力要求較低極大增強了系統(tǒng)運行的流暢性，有效減少控制延遲，提高控制即時性和穩(wěn)定性，更具備普適性。

技術實現(xiàn)思路