具体实施方式

下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。

如图1所示，一种汽车直线行驶能力鲁棒性控制系统，包括参数获取模块100、参数处理模块200、控制器300、主动回正模块400。

参数获取模块100，用于获取转向管柱相对转角△α、车速S、横向加速度a_y以及不足转向梯度ξ，转向管柱相对转角为当前转向管柱转角与车辆上电时转向管柱转角之差，其中当前转向管柱转角与车辆上电时转向管柱转角均为未知量。本实施例中省去了方向盘转角传感器，并通过获取转向管柱电机上电后的相对转角来获取转向管柱相对转角，从而间接求解方向盘相对转角。本实施例中当前时刻的转向管柱转角等于方向盘转角、也等于车轮转角，因此默认为从方向盘到转向管柱再到车轮的转向传递过程中不存在偏差，而造成车辆处于直行状态时，方向盘转角与转向管柱转角均不为零的原因是路面的不平整度以及车辆转弯等外部客观因素。

参数处理模块200，用于根据转向管柱相对转角△α、车速S、横向加速度a_y以及不足转向梯度ξ确定方向盘修正转角β和方向盘修正转角偏差△，方向盘修正转角为方向盘零位角与车辆处于直行状态时方向盘转角之差，方向盘修正转角偏差为方向盘修正转角的变化率。

本实施例中，参数处理模块200用于通过如下公式得到方向盘修正转角β

其中，为转向系统传动比，L为车辆轴距，不足转向梯度ξ为不足转向的变化率。

本实施例中，参数处理模块200还用于将方向盘修正转角β对时间进行求导，然后乘以修正系数λ得到方向盘修正转角偏差△，其中修正系数为固定值，其单位为s，可以将角速度单位转化为角度单位。

控制器300，用于判断当方向盘修正转角β位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差阈值△0且方向盘修正转角偏差△小于或等于方向盘修正转角偏差阈值△0时，说明当前时刻的方向盘修正转角β可接受，输出当前时刻的方向盘相对转角θ为转向管柱相对转角△α和当前时刻的方向盘修正转角β之和，方向盘相对转角θ为当前时刻的方向盘转角与车辆处于直行状态时方向盘转角之差。

控制器300还用于判断当方向盘修正转角不位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差阈值△0或方向盘修正转角偏差△大于方向盘修正转角偏差阈值△0时，说明当前时刻的方向盘修正转角β偏差较大，不可接受，输出当前时刻的方向盘相对转角为转向管柱相对转角△α和上一时刻的方向盘修正转角之和，其中方向盘修正转角偏差阈值△0包括方向盘修正转角偏差固定阈值△0’。

控制器300还用于还用于判断如果当前时刻的方向盘相对转角的绝对值|θ|小于或等于方向盘相对转角阈值θ’，车辆处于直线行驶状态，关闭主动回正模块400。理论上来说，不管方向盘是处于方向盘零位角，当方向盘相对转角为0即表明车辆处于直线行驶状态，但是实际中只要方向盘相对转角在接近0的很小范围内变化，基本上也可以认定为车辆处于直行状态，因此方向盘相对转角阈值是一个很小的数值。此外这里采用方向盘相对转角来判定是因为，如果根据现有技术中方向盘转角接近0时判定车辆处于直行状态，会出现如果车辆处于直行状态时方向盘转角不接近0，那么按照现有技术中的设定此时会启动主动回正功能，导致车辆反而不能保持直行。

主动回正模块400，用于当车辆不满足直行状态时，主动执行方向盘回正，使车辆处于直行状态。

本实施例中，控制器300还用于从车辆上电至首次满足方向盘修正转角β位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差固定阈值△0’且方向盘修正转角偏差△小于或等于方向盘修正转角偏差固定阈值△0’的过程中，输出方向盘修正转角阈值为上一时刻的方向盘修正转角，输出方向盘修正转角偏差阈值为上一时刻的方向盘修正转角偏差。这样，是因为车辆上电时刻方向盘相对转角往往不满足车辆直行状态，因此需要通过快速更新确定车辆处于执行状态时的方向盘修正转角阈值，并不断减小方向盘修正转角偏差阈值，提高方向盘修正转角计算的可信度。

本实施例中，控制器300还用于当方向盘修正转角β不位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差固定阈值△0’或方向盘修正转角偏差△大于方向盘修正转角偏差固定阈值△0’时，输出方向盘修正转角阈值为上一时刻的方向盘修正转角，保持方向盘修正转角偏差阈值为方向盘修正转角偏差固定阈值△0’不变。此时方向盘修正转角阈值还需要随着方向盘修正转角变动，但是由于此时可认为车辆基本属于直线行驶状态，因此无需再更新方向盘修正转角偏差阈值。

本实施例中，还包括摩擦补偿模块500，摩擦补偿模块500用于调节转向系统的摩擦力力矩。

本实施例中，控制器300还用于判断当方向盘相对转角小于或等于方向盘相对转角设定值时，控制摩擦补偿模块500增大转向系统的摩擦力力矩。因为当方向盘相对转角越小时，车辆越接近直线行驶状态，因此为了保持车辆直线行驶的能力，通过增大转向系统的摩擦力力矩来抵抗外界路况对车辆的干扰。

本实施例中，控制器300还用于判断当方向盘相对转角大于方向盘相对转角设定值时，控制摩擦补偿模块500减小转向系统的摩擦力力矩。此时，车辆越偏离直线行驶状态，则越不需要保持车辆直线行驶的能力，因此需要减小转向系统的摩擦力力矩。

上述汽车直线行驶能力鲁棒性控制系统的控制方法如下：

1、参数获取模块获取转向管柱相对转角△α、车速S、横向加速度a_y以及不足转向梯度ξ，参数处理模块根据上述获取的参数确定方向盘修正转角β和方向盘修正转角偏差△，方向盘修正转角为处于直行状态时方向盘转角与方向盘零位角之差。

2、从车辆上电至控制器判断首次满足方向盘修正转角β位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差固定阈值△0’且方向盘修正转角偏差△小于或等于方向盘修正转角偏差固定阈值△0’的过程中，令首个方向盘修正转角阈值β0为0，首个方向盘修正转角偏差阈值△0为正无穷大，输出方向盘修正转角阈值为上一时刻的方向盘修正转角，输出方向盘修正转角偏差阈值为上一时刻的方向盘修正转角偏差。在这个阶段，方向盘修正转角阈值和方向盘修正转角偏差阈值均是不断更新的，直到修正转角偏差阈值更新到修正转角偏差固定阈值，则进入下一阶段。

3、当方向盘修正转角β位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差固定阈值△0’且方向盘修正转角偏差△小于或等于方向盘修正转角偏差固定阈值△0’时，输出方向盘修正转角阈值为上一时刻的方向盘修正转角，保持方向盘修正转角偏差固定阈值不变。

在上述步骤2和步骤3中，当方向盘修正转角β位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差阈值△0且方向盘修正转角偏差△小于或等于方向盘修正转角偏差阈值△0时，输出当前时刻的方向盘相对转角θ为转向管柱相对转角△α和当前时刻的方向盘修正转角β之和，方向盘相对转角为方向盘转角与处于直行状态时方向盘转角之差；

在上述步骤2和步骤3中，当方向盘修正转角不位于方向盘修正转角阈值β0±方向盘修正转角偏差阈值△0或方向盘修正转角偏差△大于方向盘修正转角偏差阈值△0时，输出当前时刻的方向盘相对转角为转向管柱相对转角和上一时刻的方向盘修正转角之和；

4、如果当前时刻的方向盘相对转角的绝对值|θ|小于或等于方向盘相对转角阈值θ’，判断为车辆处于直行状态，关闭主动回正模块 400；如果车辆不处于执行状态，则开启主动回正模块400。

同时，当方向盘相对转角小于或等于方向盘相对转角设定值时，减小转向系统的摩擦力力矩；当方向盘相对转角大于方向盘相对转角设定值时，增大转向系统的摩擦力力矩。

本发明在省去方向盘转角传感器的基础上，通过获取车辆上电后转向管柱电机的转动角度获取转向管柱相对转角，然后根据车辆的运行参数确定方向盘修正转角和方向盘修正转角偏差，判断此时方向盘修正转角是否可接受，若不可接受则输出上一时刻的方向盘修正转角，并更新方向盘修正转角阈值和方向盘修正转角偏差阈值，为判断下一时刻方向盘修正转角是否可接受提供标准；获取转向管柱相对转角与方向盘修正转角之和作为方向盘的相对转角，方向盘的相对转角满足车辆处于直行状态的条件时，关闭主动回正模块，从而避免了方向盘相对转角与方向盘零位角不一致时自动启动主动回正模块，避免了对车辆直行状态的影响；同时通过摩擦补偿模块调节转向系统的摩擦力矩，进一步地抵抗车辆直行时外界因素对车辆的影响，从而提高了车辆直线行驶能力的鲁棒性。