转向模式转换方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种转向模式转换方法及系统。

背景技术

如今，越来越多的车辆配置了不止一种驾驶模式，最典型的是配置两种驾驶模式，包括正常模式和运动模式，或者配置三种驾驶模式，包括舒适模式、正常模式和运动模式。不同的驾驶模式也对应于不同的转向模式。在驾驶模式切换时，对应的转向模式也发生转换。在现有的车辆系统中，可以通过驾驶模式控制(Driving Mode Control，DMC)按钮来实现驾驶模式转换。在驾驶员按下驾驶模式按钮后，不同驾驶模式之间的转换立即发生。

然而，对于电动助力转向系统来说，在进行转向模式的转换时，不同驾驶模式之间的助力扭矩值有时会有非常大的差异，在过渡时间助力扭矩指令会发生突然变化。这不仅会导致一些电动助力转向电机的噪音和振动，会影响驾驶员的转向感受。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种转向模式转换方法及系统，通过在转向模式转换时增加斜坡过渡策略，降低电动助力转向电机的噪音和振动，提升转向感受。

本发明实施例提供一种转向模式转换方法，包括如下步骤：

接收到转向模式转换指令，确定当前转向模式和目标转向模式；

分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数；

基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，在所述过渡时期内，所述命令转向控制参数从所述第一转向控制参数逐渐转换为所述第二转向控制参数；

根据所述命令转向控制参数生成转向控制指令。

在一些实施例中，所述分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，包括如下步骤：

获取当前转向输入信息；

获取当前转向模式的第一转向控制参数查询表，基于所述当前转向输入信息查询得到对应的第一转向控制参数；

获取目标转向模式的第二转向控制参数查询表，基于所述当前转向输入信息查询得到对应的第二转向控制参数。

在一些实施例中，所述分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，包括如下步骤：

获取当前转向助力模式以及当前转向输入信息；

获取当前转向模式的第一转向控制参数查询表，基于所述当前转向助力模式和当前转向输入信息查询得到对应的第一转向控制参数；

获取目标转向模式的第二转向控制参数查询表，基于所述当前转向助力模式和当前转向输入信息查询得到对应的第二转向控制参数。

在一些实施例中，所述转向助力模式包括辅助助力、回正、阻尼、高频助力和磁滞补偿中的一种或多种。

在一些实施例中，所述转向输入信息包括方向盘扭矩、方向盘转角、方向盘转速和车速中的一种或多种；

所述转向控制参数为电动助力转向电机的输出扭矩；所述生成转向控制指令之后，还包括将所述转向控制指令发送至所述电动助力转向电机。

在一些实施例中，所述基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，包括如下步骤：

根据可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数；

基于当前时刻的斜率参数，基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数。

在一些实施例中，在所述可标定的斜率参数与时刻的对应关系中，在所述过渡时期内，所述斜率参数随时刻变化从1逐渐减小至0；

采用如下公式计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数：

命令转向控制参数＝第一转向控制参数*斜率参数+第二转向控制参数*(1-斜率参数)。

在一些实施例中，所述转向模式转换指令包括在普通驾驶模式和智能驾驶模式之间转换的指令，或者多种智能驾驶模式之间的转换指令。

本发明实施例还提供一种转向模式转换系统，应用于所述的转向模式转换方法，所述系统包括：

转换模式确定模块，用于接收到转向模式转换指令时，确定当前转向模式和目标转向模式；

控制参数获取模块，用于分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数；

控制参数计算模块，用于基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，在所述过渡时期内，所述命令转向控制参数从所述第一转向控制参数逐渐转换为所述第二转向控制参数；

控制指令生成模块，用于根据所述命令转向控制参数生成转向控制指令。

在一些实施例中，所述控制参数计算模块计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，包括：根据可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数；基于当前时刻的斜率参数，基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数；

其中，在所述可标定的斜率参数与时刻的对应表中，从过渡时期的开始到结束的各个时刻，所述斜率参数从1逐渐减小至0；

所述控制参数计算模块采用如下公式计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数：

命令转向控制参数＝第一转向控制参数*斜率参数+第二转向控制参数*(1-斜率参数)。

本发明所提供的转向模式转换方法及系统具有如下优点：

通过采用本发明，在接收到转向模式转换指令后，首先确定当前转向模式和目标转向模式，然后获取在当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，计算得到过渡时期内的命令转向控制参数，并生成对应的转向控制指令。在过渡期间，计算到的命令转向控制参数是随时刻逐渐变化的，在过渡时期开始时，命令转向控制参数等于所述第一转向控制参数，在过渡时期结束时，命令转向控制参数等于所述第二转向控制参数，从而完成转向模式的转换，同时由于命令转向控制参数是逐渐过渡变化的，即在转向模式转换时增加转向控制参数的斜坡过渡策略，降低了电动助力转向电机的噪音和振动，提升了转向感受。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明一实施例的转向模式转换方法的流程图；

图2是本发明一实施例的获取第一转向控制参数和第二转向控制参数的流程图；

图3是本发明一实施例的斜率参数随时间变化的示意图；

图4是现有的车辆系统在辅助助力下的电机扭矩测试变化曲线图；

图5是采用本发明的方法的车辆在辅助助力下的电机扭矩测试变化曲线图；

图6是现有的车辆系统在辅助助力下的方向盘扭矩测试变化曲线图；

图7是采用本发明的方法的车辆在辅助助力下的方向盘扭矩测试变化曲线图；

图8是本发明一实施例的转向模式转换系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

如图1所示，为了解决现有技术中的问题，本发明一实施例提供了一种转向模式转换方法，包括如下步骤：

S100：接收到转向模式转换指令，确定当前转向模式和目标转向模式；

此处接收到转向模式转换指令，可以是驾驶员按下DMC按钮时，接收到转向模式转换指令，或者是驾驶员通过控制面板切换转向模式转换等；当前转向模式即转换前的转向模式，目标转向模式即转换后的转向模式；

S200：分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数；

S300：基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，在所述过渡时期内，所述命令转向控制参数从所述第一转向控制参数逐渐转换为所述第二转向控制参数，实现过渡时期转向控制参数的逐渐过渡，而非直接从第一转向控制参数转换为第二转向控制参数；

S400：根据所述命令转向控制参数生成转向控制指令。

在该实施例中，所述转向控制参数为电动助力转向电机的输出扭矩；所述步骤S400中，生成转向控制指令之后，还包括将所述转向控制指令发送至所述电动助力转向电机，即所述电动助力转向电机基于所述转向控制指令中所包含的命令转向控制参数的值来输出扭矩，实现其电动助力转向功能。

本发明通过采用该转向模式转换方法，首先通过步骤S100接收到转向模式转换指令后，确定当前转向模式和目标转向模式，然后通过步骤S200获取在当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，通过步骤S300计算得到过渡时期内的命令转向控制参数，并通过步骤S400生成对应的转向控制指令。在步骤S300中，计算到的命令转向控制参数是随时刻逐渐变化的，在过渡时期开始时，命令转向控制参数等于所述第一转向控制参数，在过渡时期结束时，命令转向控制参数等于所述第二转向控制参数，从而完成转向模式的转换，同时由于命令转向控制参数是逐渐过渡变化的，即在转向模式转换时增加转向控制参数的斜坡过渡策略，降低了电动助力转向电机的噪音和振动，提升了转向感受。

在该实施例中，所述步骤S100中，所述转向模式转换指令包括在普通驾驶模式和智能驾驶模式之间转换的指令，或者多种智能驾驶模式之间的转换指令，所述智能驾驶模式例如可以包括但不限于车道保持模式、紧急避让模式等。因此，本发明的转向模式转换可以应用于普通驾驶模式和智能驾驶模式之间转换，也可以应用于多种智能驾驶模式之间的转换。

在该实施例中，所述步骤S200：分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，包括如下步骤：

获取当前转向输入信息，所述转向输入信息例如可以包括但不限于方向盘扭矩、方向盘转角、方向盘转速和车速等中的一种或多种；

获取当前转向模式的第一转向控制参数查询表，所述第一转向控制参数查询表中存储有当前转向模式下，对应于转向输入信息的不同值时的转向控制参数；

基于所述当前转向输入信息查询得到对应的第一转向控制参数，即如果仍处于当前转向模式，则当前应该采用的转向控制参数；

获取目标转向模式的第二转向控制参数查询表，所述第二转向控制参数查询表中存储有目标转向模式下，对应于转向输入信息的不同值时的转向控制参数；

基于所述当前转向输入信息查询得到对应的第二转向控制参数，即如果目前已经完成转换到目标转向模式下，当前应该采用的转向控制参数。

在该实施例中，该转向模式转换方法可以应用于各种不同的转向助力模式，所述转向助力模式例如可以包括但不限于辅助助力、回正、阻尼、高频助力和磁滞补偿等中的一种或多种，在不同的转向助力模式下，对应于不同的转向输入信息，也会有不同的转向控制参数。

因此，如图2所示，在该实施例的一种实施方式中，所述步骤S200：分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，包括如下步骤：

S210：获取当前转向助力模式以及当前转向输入信息；

S220：获取当前转向模式的第一转向控制参数查询表，所述第一转向控制参数查询表中存储有当前转向模式下，对应于各种转向助力模式以及转向输入信息的不同值时的转向控制参数；

S230：基于所述当前转向助力模式和当前转向输入信息查询得到对应的第一转向控制参数，即如果仍处于当前转向模式，则当前应该采用的转向控制参数；

S240：获取目标转向模式的第二转向控制参数查询表，所述第二转向控制参数查询表中存储有目标转向模式下，对应于各种转向助力模式以及转向输入信息的不同值时的转向控制参数；

S250：基于所述当前转向助力模式和当前转向输入信息查询得到对应的第二转向控制参数，即如果目前已经完成转换到目标转向模式下，当前应该采用的转向控制参数。

在车辆控制体系结构中，不同的转向模式的预先标定的转向控制参数参数被放在不同的运行时(runtime)。在不同的转向模式进行转换时，通过指针和地址来进行转向控制参数查询表的转换。而将两个转向模式的转向控制参数查询表直接进行插值计算是无法实现的。因此，本发明通过上述步骤S300，增加了一个冗余的转向控制参数斜坡过渡策略，基于两个转向模式的转向控制参数查询表查询出来的第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，以作为各个时刻所采用的命令转向控制参数。

在该实施例中，所述步骤S300：基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，包括如下步骤：

根据可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数，所述斜率参数与时刻的对应关系可以是一个基于时刻变量计算斜率参数的公式，也可以是存储为一个斜率参数与时刻的对应表，该对应表中存储有过渡时期的各个时刻所对应的可标定的斜率参数值；

基于当前时刻的斜率参数，基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数。

具体地，在所述可标定的斜率参数与时刻的对应表中，在过渡时期内，所述斜率参数随时刻变化从1逐渐减小至0。如图3所示，在该实施例中，过渡时期开始时(0时刻)，所述斜率参数的值为1，在过渡时期结束(t1时刻)时，所述斜率参数的值为0，且在过渡时期(0时刻～t1时刻)，所述斜率参数的变化为线性变化。其中，过渡时间可标定。

在该实施例中，采用如下公式计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数：

命令转向控制参数＝第一转向控制参数*斜率参数+第二转向控制参数*(1-斜率参数)。

在过渡时期开始时(0时刻)，所述斜率参数的值为1，命令转向控制参数＝第一转向控制参数，在过渡时期结束(t1时刻)时，所述命令转向控制参数＝第二转向控制参数。且由于所述斜率参数是一个线性变化的值，所述命令转向控制参数也是一个线性变化的值。在第一转向控制参数大于第二转向控制参数时，所述命令转向控制参数从所述第一转向控制参数逐渐减小到所述第二转向控制参数。在第一转向控制参数小于第二转向控制参数时，所述命令控制参数从所述第一转向控制参数逐渐增大到第二转向控制参数。

如图3所示，所述斜率参数的变化一个逐渐减小的线性变化，所述斜率参数的变化速度取决于过渡时期的总时长。在所述斜率参数变化速度较快时，所述命令转向控制参数会较快地从所述第一转向控制参数过渡到第二转向参数，但是缩短过渡时间可能会引起电机噪声和振动。在所述斜率参数变化速度较慢时，所述命令转向控制参数会较慢地从所述第一转向控制参数过渡到第二转向参数，降低电机噪声和振动，但是会延长过渡时间，可能需要比较长的时间才能完成过渡。所述斜率参数的变化速度可以表示为1/t1，该变化速度的值可以预先通过测试进行标定，选择合适的变化速度。

在另一实施方式中，所述斜率参数从0时刻到t1时刻的变化趋势也可以为曲线，即不是绝对的线性变化，只要满足所述斜率参数从0时刻到t1时刻的过程中值从1逐渐减小到0即可。

进一步地，针对于不同的转向助力模式，也可以提供不同的斜率参数变化速度。针对不同的转向助力模式设定不同的斜率参数与时刻的对应关系，例如，在辅助助力下设定的斜率参数变化速度与在回正下设定的斜率参数变化速度不同。预先存储各个转向助力模式所对应的斜率参数与时刻的对应关系。所述根据可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数，包括：根据当前的转向助力模式查询在该转向助力模式下，可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数。

进一步地，针对于不同的转向模式转换情况，也可以提供不同的斜率参数变化速度。例如，在从舒适模式转到运动模式时斜率参数的变化速度与从正常模式转到运动模式时斜率参数的变化速度不同。预先存储当前转向模式-目标转向模式-斜率参数与时刻的对应关系三者之间的映射关系。所述根据可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数，包括：基于当前转向模式-目标转向模式-斜率参数与时刻的对应关系三者之间的映射关系，获取当前的斜率参数与时刻的对应关系，并查找该对应关系得到当前时刻的斜率参数。

图4和图5分别示出了现有的车辆系统在辅助助力下的电机扭矩测试变化曲线图以及采用本发明的方法的车辆在辅助助力下的电机扭矩测试变化曲线图。图6和图7分别示出了现有的车辆系统在辅助助力下的方向盘扭矩测试变化曲线图和采用本发明的方法的车辆在辅助助力下的方向盘扭矩测试变化曲线图。

在图4～7中，横坐标分别表示时间，单位是秒(s)，上方的纵坐标表示转向模式的指针，例如指针为2时对应舒适模式，指针为1时对应正常模式，指针为0时对应运动模式，指针与模式的具体对应关系可以根据需要调整、增加或减少。图4和图5中，下方的纵坐标表示电机的需求扭矩，单位为电机输出N.m。图6和图7中，下方的纵坐标表示方向盘的扭矩，单位为方向盘手力N.m。

如图4所示，A1表示转向模式的转换，A2表示电机需求马达的变化曲线。在现有的车辆系统中，在转向模式发生转换时，电机需求扭矩会有一个突变，容易产生电机噪声和振动。如图6所示，C1表示转向模式的转换，C2表示方向盘扭矩的变化曲线。在现有的车辆系统中，在转向模式发生转换时，方向盘的手力也会有一个突变，给驾驶员的体验也不好。而在采用本发明的转向模式转换方法之后，如图5所示，B1表示转向模式的转换，B2表示电机需求马达的变化曲线，在转向模式发生转换时，电机需求扭矩的变化更为平稳，降低了电机噪声和振动，如图7所示，D1表示转向模式的转换，D2表示方向盘扭矩的变化曲线，方向盘的手力变化也更为平稳，提升了驾驶员的体验。

如图8所示，本发明实施例还提供一种转向模式转换系统，应用于所述的转向模式转换方法，所述系统包括：

转换模式确定模块M100，用于接收到转向模式转换指令时，确定当前转向模式和目标转向模式；

控制参数获取模块M200，用于分别获取当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数；

控制参数计算模块M300，用于基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，在所述过渡时期内，所述命令转向控制参数从所述第一转向控制参数逐渐转换为所述第二转向控制参数；

控制指令生成模块M400，用于根据所述命令转向控制参数生成转向控制指令。

本发明通过采用该转向模式转换系统，首先通过转换模式确定模块M100接收到转向模式转换指令后，确定当前转向模式和目标转向模式，然后通过控制参数获取模块M200获取在当前转向模式和目标转向模式下的第一转向控制参数和第二转向控制参数，通过控制参数计算模块M300计算得到过渡时期内的命令转向控制参数，并通过控制指令生成模块M400生成对应的转向控制指令。其中，计算到的命令转向控制参数是随时刻逐渐变化的，在过渡时期开始时，命令转向控制参数等于所述第一转向控制参数，在过渡时期结束时，命令转向控制参数等于所述第二转向控制参数，从而完成转向模式的转换，同时由于命令转向控制参数是逐渐过渡变化的，即在转向模式转换时增加转向控制参数的斜坡过渡策略，降低了电动助力转向电机的噪音和振动，提升了转向感受。

在该实施例中，所述控制参数计算模块M300计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数，包括：根据可标定的斜率参数与时刻的对应关系，得到当前时刻的斜率参数；基于当前时刻的斜率参数，基于所述第一转向控制参数和第二转向控制参数计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数。其中，在所述可标定的斜率参数与时刻的对应表中，在过渡时期内，所述斜率参数随时刻变化从1逐渐减小至0。

所述控制参数计算模块M300采用如下公式计算过渡时期中各个时刻的命令转向控制参数：

命令转向控制参数＝第一转向控制参数*斜率参数+第二转向控制参数*(1-斜率参数)。

在该实施例中，所述控制参数获取模块M200获取所述第一转向控制参数和所述第二转向控制参数可以采用如图2所示的流程来进行获取。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。