具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

以下结合附图来详细说明本公开的实施例。

参考图1，本公开提供了一种汽车转向系统控制方法，包括以下步骤：

步骤S101、根据汽车转向的动力学特性按照车速划分驾驶区间，所述驾驶区间包括泊车区、低速区和中高速区。

具体的，当汽车处于不同的速度时，对转向运动动力学的反应是不同的。车速较高的情况下，汽车的动力学响应比较明显，车轮的侧偏角比较大，侧向加速度值也很大。当车速变得比较低时，运动是符合阿克曼几何关系的。当车速变得极低时，地面和轮胎之间属于静摩擦，几乎并不会涉及到动态响应。因此，可以根据汽车的操纵动力学特性按照车速划分驾驶区间，本实施例中将驾驶区间分为泊车区、低速区和中高速区。

步骤S102、根据汽车在不同车速下的运动状态确定所述驾驶区间的边界车速。

具体的，汽车运动状态在不同车速下是不同的，当汽车的车速非常低时，轮胎和地面之间没有发生相对滑移，处于静摩擦状态，轮心处几乎没有速度，胎体主要发生的是弹性形变，而只有当车速达到边界车速时，地面和轮胎之间粘合状态被打破，会产生相对滑动，他们之间由开始的静摩擦变成动摩擦，将产生此运动变化的车速临界点设为低速区起始的边界车速。车速进一步增加，达到中高车速临界值前，车辆的动力学相应仍不明显，汽车的运动符合阿克曼几何，将此临界值设为低速区与中高速区的边界车速，当车速超过该临界车速后，车辆的动力学相应较明显。通常将低速区的起始的边界车速V _b-d设定为5km/h左右，通过实验验证得出低速区与中高速区的边界车速为V _d-z为20km/h。

步骤S103、基于所述边界车速和汽车转向参数确定所述驾驶区间内的转向系统控制策略。边界车速确定后，可以根据车辆转向时的转向参数来设定转向策略。由于车速不同，车辆的运动状态和各转向参数之间的对应关系也不相同。为了给驾驶员提供一致性的驾驶感觉，在不同的驾驶区间内针对车辆不同的运动状态设计相应转向参数对应关系，通过调整转向参数确定整个驾驶过程中驾驶感觉的一致性。

参考图2，在一些实施例中，所述根据汽车转向的动力学特性按照车速划分驾驶区间，所述驾驶区间包括泊车区、低速区和中高速区，包括：基于不同车速时汽车的动力学响应数值从小到大的变化，将驾驶区间划分为泊车区、低速区和中高速区。

本实施例中，将驾驶区间划分为三部分，分别为泊车区、低速区和中高速区，对应车辆不同的车速。驾驶区间是按照车速划分的，在车速非常低的时候，轮胎和地面之间保持静摩擦状态，几乎不涉及操纵动力学的响应，车辆动力学响应数值为零，将此驾驶区间定义为泊车区，泊车区，车辆动力学响应数值为零。随着车速的增加当车速较低且在一定范围内时，经车辆动力学测试可知车辆动力学响应数值小于预设的边界车速阈值，将此车速范围定义为低速区，车速继续增加，车辆动力学响应数值超过边界车速阈值，将此车速范围定义为中高速区。边界车速阈值可以根据车辆实际情况和需求设定，不做具体数值限制。

在一些实施例中，所述根据汽车在不同车速下的运动状态确定所述驾驶区间的边界车速，所述边界车速包括第一边界车速和第二边界车速，包括：基于汽车在不同所述驾驶区间内的运动状态的变化，所述泊车区与所述低速区之间的边界车速为第一边界车速，所述低速区与所述中高速区的边界车速为第二边界车速。设定泊车区与所述低速区之间的边界车速V _b-d为第一边界车速，低速区与中高速区的边界车速V _d-z为第二边界车速。

在一些实施例中，当所述边界车速包括第一边界车速，所述第一边界车速是指所述泊车区与所述低速区之间的边界车速，且所述驾驶区间为泊车区时，所述基于所述边界车速和汽车转向参数确定所述驾驶区间内的转向策略，包括：当车速小于等于所述第一边界车速时，基于转向盘转角和转向盘力矩确定转向系统控制策略，具体为，

响应于转向盘力矩小于第一阈值，确定转向盘转角与转向盘力矩为第一线性关系，转向盘转角与转向盘力矩成正比；

响应于转向盘力矩大于等于第一阈值且小于第二阈值，确定转向盘转角数值恒定；

响应于转向盘力矩大于第二阈值，确定转向盘转角与转向盘力矩为第二线性关系，转向盘转角与转向盘力矩成正比。

具体的，当汽车处于泊车区时，车速非常小，轮胎和地面还没有发生滑移，之间还保持着静摩擦状态，几乎不涉及操纵动力学的响应，因此在整个泊车区使用第一边界车速V _b-d来代表整个泊车区，故在进行设计时，车速为第一边界车速V _b-d时的转向策略与在零车速时一致。因为在泊车区车速几乎为零，驾驶员能感受的只是转动方向盘时的转动力矩，即转向盘力矩，故在泊车区只需要设置转向盘转角和转向盘力矩之间的关系即可。最终转向策略的设定如图3所示，图中虚线表示转向盘力矩与转向盘转角之间的对应关系，为了使力矩不会随着转角的改变而产生突变现象，对图中虚线进行平滑后得到实线曲线。图中实现曲线表示转向盘力矩与转向盘转角的关系，当转向盘力矩小于第一阈值时，转向盘转角与转向盘力矩为第一线性关系，转向盘转角随着转向盘力矩增加而增加，当转向盘力矩大于等于第一阈值且小于第二阈值时，转向盘转角数值不变保持恒定，当转向盘力矩大于第二阈值时，转向盘转角与转向盘力矩为第二线性关系，转向盘转角随着转向盘力矩增加而增加。本实施例中，第一阈值设定为-2N·m，第二阈值设定为2N·m。在其他实施例中，第一阈值和第二阈值的设定可以根据具体车辆情况进行调整，这里不做具体限制。

在一些实施例中，当所述边界车速包括第一边界车速和第二边界车速，所述第一边界车速是指所述泊车区与所述低速区之间的边界车速，所述第二边界车速是指所述低速区与所述中高速区的边界车速，且所述驾驶区间为低速区时，所述基于所述边界车速和汽车转向参数确定所述驾驶区间内的转向系统控制策略，包括：

当车速大于所述第一边界车速且小于所述第二边界车速时，若车速恒定时，则侧向加速度与转向盘力矩成正比。

具体的，在低速区时，车辆的动力学响应仍不明显，当车速增大到第二边界车速V _d-z时，将由阿克曼几何确定的转弯半径和经过动力学确定的转弯半径视为相等，即在第一分界车速V _b-d与第二分界车速V _d-z之间，车辆的运动符合阿克曼几何，汽车的转向盘转角和转弯半径R的大小是成反比的，即

（1）

其中，为转向盘转角到前轮转角的角传动比，L为汽车轴距，在低速区内，由运动学可知：

（2）

其中，为车辆的纵向速度，为车辆的侧向加速度，将转向系统等效为一稳态自由度模型，转向系统有转向助力施加时满足：

（3）

其中，为转向盘力矩，为转向横拉杆的等效刚度，为助力增益系数，故整个低速区内的转向策略设计，可以由公式（1）（2）（3）得到：

（4）

由公式（4）可知，在低速区时，转向盘力矩和侧向加速度之间成正比，确定了车辆的纵向速度，任意给定一个侧向加速度的数值，即可确定转向盘力矩的数值，车辆的纵向速度变化时，转向盘力矩和侧向加速度的线性关系同时随着纵向速度的变化而变化，纵向速度越快，给定一个侧向加速度时所述转向盘力矩的数值越小，也即与较低纵向速度相比，纵向速度数值越大时，给汽车提供一个较小的转向盘力矩即可达到同样的侧向加速度。

在一些实施例中，当所述边界车速包括第二边界车速，所述第二边界车速是指所述低速区与所述中高速区的边界车速，且所述驾驶区间为中高速区时，所述基于所述边界车速和汽车转向参数确定所述驾驶区间内的转向系统控制策略，包括：

当车速大于等于所述第二边界车速时，侧向加速度与转向盘力矩成正比。

在一些实施例中，所述侧向加速度与转向盘力矩成正比，包括：

响应于确定转向盘力矩的绝对值小于等于第三阈值时，转向盘力矩与侧向加速度符合第三线性关系，侧向加速度与转向盘力矩的绝对值成正比；

响应于确定转向盘力矩的绝对值大于第三阈值时，转向盘力矩与侧向加速度符合第四线性关系，转向盘力矩的绝对值与预定系数的乘积与侧向加速度成正比。

具体的，当汽车处在中高速区时，汽车的操纵动力学响应是比较明显的，为了给驾驶员提供一致的驾驶感觉，转向盘力矩和侧向加速度之间应保持一个线性关系。另外，车辆处于中高速区时，转向中心区的转向盘力矩小于1N·m，驾驶员对其转向盘力矩的感觉并不明显，且转向系统自身具有部分自回正的能力，能够及时修复。根据转向盘力矩的数值变化，将转向盘力矩与侧向加速度的线性关系分为第三线性关系和第四线性关系，本实施例中，第三阈值设置为1N·m，当转向盘力矩的绝对值小于等于1N·m时，转向盘力矩与侧向加速度符合第三线性关系，当转向盘力矩的绝对值大于1N·m时，转向盘力矩与侧向加速度符合第四线性关系，总结如下所示

（5）

其中，K为预定系数，K的值根据速度变化而变化。本实施例以舒适型风格为目标，通过大量实验确定K值，结果如图4所示，可以根据车速来确定相应的K值，以90km/h为例，在图4中找出对应的K值，然后将传感器测量得到的转向盘力矩带入公式（5）中，得出侧向加速度，从而得到转向盘力矩和侧向加速度的对应关系，也即中高速区的车辆转向策略，如图5所示。

需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种汽车转向系统控制装置。

参考图6，所述一种汽车转向系统控制装置，包括：

区间设定模块601，被配置为根据汽车转向的动力学特性按照车速划分驾驶区间，所述驾驶区间包括泊车区、低速区和中高速区；

边界车速确定模块602，被配置为基于汽车在不同所述驾驶区间内的运动状态的变化，设定所述泊车区与所述低速区之间的边界车速为第一边界车速，设定所述低速区与所述中高速区的边界车速为第二边界车；

转向策略确定模块603，被配置为当车速小于等于所述第一边界车速时，基于转向盘转角和转向盘力矩确定所述转向系统控制策略，

当车速大于所述第一边界车速且小于所述第二边界车速时，侧向加速度与转向盘力矩的关系为

其中，为侧向加速度，为助力增益系数，为转向盘力矩，为转向横拉杆的等效刚度，为车辆的纵向速度，为转向盘转角到前轮转角的角传动比，L为汽车轴距，

当车速大于等于所述第二边界车速时，侧向加速度与转向盘力矩成正比。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的一种汽车转向系统控制方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的一种汽车转向系统控制方法。

图7示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线 1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、微处理器、应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM（Read Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存取存储器）、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入/输出模块可以作为组件配置在设备中（图中未示出），也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块（图中未示出），以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件（例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040）之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的一种汽车转向系统控制方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的一种汽车转向系统控制方法。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的一种汽车转向系统控制方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路（IC）芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的（即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内）。在阐述了具体细节（例如，电路）以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构（例如，动态RAM（DRAM））可以使用所讨论的实施例。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。