阅读说明：本技术 车辆转向的控制方法和车辆的线控转向装置 (Control method for vehicle steering and steer-by-wire apparatus for vehicle ) 是由 宋俊良 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本申请是关于一种车辆转向的控制方法和车辆的线控转向装置,属于汽车的转向系统技术领域。该方法包括当确定转向操作时,控制车辆的转向助力部件驱动车辆的转向轮转向,以使所述车辆转向；当确定转向操作且所述转向助力部件失效时,获取所述车辆的各个车轮所需的目标制动力,所述目标制动力由所述车辆的状态信息确定；向所述各个车轮施加对应的目标制动力,以使所述车辆转向。采用本申请,可以避免具有线控转向功能的车辆在其转向助力部件失效时丧失转向功能,从而可以提高车辆的安全性。(The application relates to a control method for vehicle steering and a steer-by-wire device of a vehicle, belonging to the technical field of steering systems of automobiles. The method includes controlling a power steering component of the vehicle to drive a steering wheel of the vehicle to steer when a steering operation is determined to steer the vehicle; acquiring target braking forces required for respective wheels of the vehicle when it is determined that a steering operation is performed and the steering assist unit is disabled, the target braking forces being determined from state information of the vehicle; applying corresponding target braking forces to the respective wheels to steer the vehicle. By adopting the method and the device, the vehicle with the steer-by-wire function can be prevented from losing the steering function when the steering power-assisted part of the vehicle is invalid, so that the safety of the vehicle can be improved.)

车辆转向的控制方法和车辆的线控转向装置

技术领域

本申请是关于汽车的转向系统技术领域，尤其是关于一种车辆转向的控制方法和车辆的线控转向装置。

背景技术

线控转向装置也即是通过电信号控制汽车的转向助力部件进行转向的转向系统。例如，转向助力部件接收到转向电信号时，转向助力部件的转向驱动电机可以驱动转向轮(例如，左前轮和右前轮)转向。

为了避免转向助力部件出现失效的情况，其中失效的情况可以是转向助力部件接收不到转向电信号的情况，或者，转向助力部件接收到转向电信号却不动作的情况。为避免上述情况的发生，线控转向装置中的方向盘的转向输出轴与转向助力部件的转向输入轴之间会布置离合器。正常情况下，也即是转向助力部件未出现失效的情况下，离合器处于分离状态，转向助力部件根据转向电信号来执行转向，而失效情况下，离合器处于结合状态，驾驶员操作方向盘，将方向盘的转角和扭矩通过方向盘的转向输出轴和转向助力部件的转向输入轴传递到转向轮，使转向轮进行转向。

转向助力部件正常工作时，离合器容易发生故障结合，而离合器发生故障突然接合，会影响到车辆的转向功能而引发安全事故。

发明内容

本申请提供了一种车辆转向的控制方法和车辆的线控转向装置，可以克服相关技术中存在的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种车辆转向的控制方法，所述方法包括：

当确定转向操作时，控制车辆的转向助力部件驱动车辆的转向轮转向，以使所述车辆转向；

当确定转向操作且所述转向助力部件失效时，获取所述车辆的各个车轮所需的目标制动力，所述目标制动力由所述车辆的状态信息确定；

向各个车轮施加对应的目标制动力，以使所述车辆转向。

另一方面，提供了一种车辆的线控转向装置，所述线控转向装置包括控制部件和转向助力部件，其中，所述转向助力部件与所述车辆的转向轮相连；

所述控制部件，用于当确定转向操作时，控制所述转向助力部件驱动所述车辆的转向轮转向，以使所述车辆转向；

所述控制部件，还用于当确定转向操作且所述转向助力部件失效时，获取所述车辆的各个车轮所需的目标制动力，并向各个车轮施加对应的目标制动力，以使所述车辆转向，所述目标制动力由所述车辆的状态信息确定。

在本申请实施例中，车辆使用上述方法进行转向时，在转向助力部件处于正常状态时，可以通过控制转向助力部件执行转向，实现车辆的转向，在转向助力部件出现失效时，可以通过向各个车轮施加所需的目标制动力，实现车辆的转向。可见，与使用离合器作为转向助力部件的冗余备份相比，使用该方法的车辆不使用离合器的冗余备份，可以避免因离合器发生故障而引发的安全事故，从而可以提高车辆的安全性。而且，车辆使用该方法在转向中，转向助力部件正常时可以进行线控转向，转向助力部件失效时也可以进行线控转向，可见，可以实现线控转向装置的完全线控转向功能。

附图说明

图1是根据实施例示出的一种车辆的线控转向装置的结构示意图；

图2是根据实施例示出的一种车辆转向的控制方法的流程示意图；

图3是根据实施例示出的一种车辆转向的控制方法的流程示意图；

图4是根据实施例示出的一种车辆转向的控制方法的流程示意图；

图5是根据实施例示出的一种车辆的线控转向装置的结构示意图；

图6是根据实施例示出的一种车辆转向的控制方法的流程示意图；

图7是根据实施例示出的一种车辆的线控转向装置的结构示意图；

图8是根据实施例示出的一种车辆转向的控制方法的流程示意图；

图9是根据实施例示出的一种车辆的线控转向装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请实施例提供了一种车辆转向的控制方法，该方法可以由车辆执行，例如，可以由车辆的整车控制器来执行，也可以由车辆的线控转向装置来执行，还可以由车辆的整车控制器、转向控制器和制动装置中的两种或者三种共同协调执行等，下文将会详细介绍。

为了更清楚介绍本方案，首先介绍执行该方法的车辆的在执行转向功能时需要配合的主要部件的结构和位置关系等。

如图1所示，车辆包括线控转向装置1、制动装置2和车轮，其中，线控转向装置1包括转向控制器11和转向助力部件12。车轮的数量为多个，例如，可以为四个，也可以是六个等，本实施例对此不做限定可以以四个车轮进行示例。如图1所示，车轮可以包括左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。转向助力部件12可以包括壳体121、转向驱动电机122、转向器齿条123，其中，转向驱动电机122安装在壳体121上，转向器齿条123的两端穿过壳体121和转向驱动电机122分别与左前轮和右前轮相连，例如，转向器齿条123的两端可以通过左横拉杆124、右横拉杆125分别与左前轮和右前轮相连。

例如，转向器齿条123的第一端通过左横拉杆124安装在左前轮上，转向器齿条123的第二端通过右横拉杆125安装在右前轮上。其中，左横拉杆124可以与转向器齿条123的第一端转动连接，右横拉杆125可以与转向器齿条123的第二端转动连接。其中，左横拉杆124和右横拉杆125的长度技术人员可以根据实际需求灵活选择，本实施例对此不做限定。

其中，上述转向助力部件12中转向驱动电机122通过转向器齿条123和横拉杆间接驱动转向轮。转向助力部件12也可以采取丝杠螺母或者传送带间接驱动转向轮转向。转向助力部件12也可以采用转向驱动电机122直接驱动转向轮的方式驱动。本实施例对转向助力部件12驱动转向轮的具体方式不做限定，能够实现转向助力部件12在正常情况下，能够在接收到转向电信号之后，驱动转向轮转向即可。为便于介绍，可以以转向助力部件12采取转向器齿条123和横拉杆的方式驱动转向轮进行示例。

如图1所示，线控转向装置1还包括方向盘13和转向管柱14，为了给驾驶员提供旋转方向盘13的手感，相应的，线控转向装置1还包括阻尼器15，方向盘13和阻尼器15之间通过转向管柱14连接。为了使车辆获取驾驶员对方向盘13的操作信息，相应的，线控转向装置还包括扭矩转角传感器16，扭矩转角传感器16可以输出方向盘13的转角和转矩，车辆可以通过扭矩转角传感器16获取驾驶员对方向盘13的操作信息，以便于车辆根据驾驶员的意愿执行相应的操作。

其中，扭矩转角传感器16的数量可以是一个，也可以是两个，还可以是两个以上，以便于车辆能够获取到方向盘13的转角和转矩。

这样，线控转向装置1通过电信号控制转向助力部件12执行转向功能的过程可以是，转向控制器11通过扭矩转角传感器16获取到驾驶员的转向操作时，向转向助力部件12发送转向电信号，转向助力部件12接收到转向电信号之后，可以基于转向电信号控制转向驱动电机122向某一个方向旋转一定的转角，例如，顺时针方向旋转一定的角度或者逆时针旋转一定的转角。转向驱动电机122旋转的过程中，由于转向驱动电机122的驱动轴与转向器齿条123螺纹连接，进而可以使转向器齿条123向左或者向右移动，进而可以通过左横拉杆124和右横拉杆125驱动转向轮向左或者向右转弯。其中，转向轮可以是左前轮和右前轮。

上述是线控转向装置中的转向控制器11通过电信号控制转向助力部件12驱动左前轮和右前轮进行转向的实现结构和简要过程。

而当线控转向装置1无法行使线控转向功能时，例如，转向助力部件12接收不到转向控制器11发送的转向电信号，或者，转向助力部件12虽然能够接收到转向控制器11发送的转向电信号，但是却无法执行转向时，上述情况可以称为转向助力部件12的失效。

线控转向功能失效的情况下，车辆还可以通过制动装置2让车辆可以按照驾驶员的意愿正常转向，其中，该制动装置2可以是液压式制动装置。

如图2所示，制动装置2可以包括制动控制器21、制动主缸(图中未示出)和多个制动器22，其中，制动主缸与制动器22之间通过制动管路连接，每个车轮处安装有一个制动器22，制动主缸可以通过制动管路向制动器22施加一定的压力值，使制动器22向与之相连的车轮施加该压力值所对应的制动力。

为了避免制动主缸向制动器22输出过大的制动压力，导致车轮抱死的情况，车辆还包括防抱死系统(ABS，Antilock Brake System)，当制动管路中的压力值比较大，导致车轮在抱死的情况下滑移时，防抱死系统就可以启动，以降低制动管路中的压力值，避免车辆出现事故。

车辆在线控转向功能失效的情况下，根据车辆向左转向时，左前轮的制动管路中的压力值大于右前轮的制动管路中的压力值，右后轮的制动管路中的压力值大于左后轮的制动管路中的压力值，其中，左后轮和右后轮的制动管路中的压力值用于限定车辆的横摆角速度和横向加速度，以稳定车辆，避免车辆发生翻车，而且方向盘的转角越大，左右两侧的制动管路中的压力差值越大，车辆越偏向一侧。根据上述原理，车辆在线控转向功能失效的情况下，还可以控制各个车轮的制动力，也即是，控制各个车轮的制动管路中的压力值，让车辆按照驾驶员的意图进行行驶。

其中，车轮的制动管路中的压力值和车轮的制动力具有正比对应关系，制动管路中的压力值越大，向车轮施加的制动力越大，本实施例可以通过控制制动管路中的压力值，控制向车轮施加的制动力。

基于上述结构所述，车辆在执行转向的过程可以按照如图2所示的流程执行：

在步骤201中，当确定转向操作时，控制车辆的转向助力部件驱动车辆的转向轮转向，以使车辆转向。

在一种可能的应用场景中，驾驶员操控方向盘13进行转向，车辆的控制器可以通过扭矩转角传感器16获取到驾驶员向方向盘13施加的转角和扭矩。对于线控转向装置，转向传动比通常和车速相关，然后车辆的控制器可以根据车辆当前的车速，确定转向传动比，其中转向传动比为转向轮的转角与方向盘的转角之比。例如，车辆的控制器中预先存储有车速与转向传动比之间的对应关系表，通过查表的方式，确定当前车速所对应的转向传动比。之后，可以根据方向盘13的转角，计算得到转向轮的转角。

其中，车辆的控制器中还存储有转向轮的转角与转向驱动电机122的旋转信息的对应关系，其中旋转信息包括旋转方向和旋转角度。这样，车辆的控制器可以根据转向轮的转角，确定让转向驱动电机122旋转的旋转信息。

其中，车辆的控制器可以是车辆的整车控制器，也可以是线控转向装置的转向控制器，还可以是车辆增设的集成有转向功能和制动功能的制动转向控制器，下文将会详细介绍各个控制器的执行过程。

例如，上述计算过程如果为车辆的整车控制器，那么线控转向装置可以从整车控制器中获取驱动转向助力部件执行转向的转向电信号，转向电信号中携带有转向驱动电机的旋转信息。

又例如，上述计算过程如果为线控转向装置的转向控制器，那么转向控制器通过上述计算可以得到驱动转向助力部件执行转向的转向电信号。

之后，线控转向装置的转向控制器可以向转向助力部件12的转向驱动电机122发送携带有旋转信息的转向电信号，转向驱动电机122接收到转向电信号之后，按照旋转信息进行旋转。进而可以使转向器齿条123向左或者向右移动，进而可以通过左横拉杆124和右横拉杆125驱动转向轮向左或者向右转转向。

其中，车辆转向时，如果转向助力部件发生失效，则按照步骤202执行。

在步骤202中，当确定转向操作且转向助力部件失效时，获取车辆的各个车轮所需的目标制动力，目标制动力由车辆的状态信息确定。

其中，车辆的状态信息为车辆的各项参数特征，例如，方向盘13的转角和转矩，车辆的行驶速度，车辆处于制动状态还是处于制动解除状态等。

作为一种示例，车辆的状态信息可以包括车辆的制动踏板的位置信息、车辆的制动主缸的压力值、车辆的车速、车辆的方向盘的转角和转矩等。车辆的状态信息还可以包括车辆的横摆角速度和横向加速度。

其中，车辆的状态信息可以由车辆的传感器部件来获取，传感器部件可以包括多个传感器，如制动踏板位置传感器、制动主缸压力传感器、速度传感器、转速传感器、横摆角速度传感器等。

例如，制动踏板的位置信息可以通过制动踏板位置传感器获取。制动主缸的压力值也可以通过制动主缸压力传感器获取。车辆的车速可以由速度传感器获取，也可以由安装在各个车轮处的转速传感器获取，如图1所示，各个车轮处均安装有转速传感器23，可以通过转速传感器23读取各个车轮的转速，基于各个车轮的转速计算出车辆的车速。车辆的方向盘的转角和转矩可以由如图1所示的扭矩转角传感器16获取。车辆的横摆角速度和横向加速度可以由横摆角速度传感器获取。

这样，车辆获取到当前的状态信息之后可以根据这些状态信息，计算车辆执行转向时各个车轮所需施加的目标制动力。对于四轮的车辆，需要计算左前轮的目标制动力、右前轮的目标制动力、左后轮的目标制动力和右后轮的目标制动力，这四个目标制动力不一定相等，在执行转向的情况下，也四个目标制动力通常不相等

其中，各个车轮所需施加的目标制动力的计算过程可以在获取到车辆的状态信息之后，在确定转向助力部件失效之前。例如，车辆获取车辆的状态信息，并根据车辆的状态信息，计算并存储各个车轮所需的目标制动力。这样预先计算好并进行存储，以防备转向助力部件出现失效的情况，可以提高车辆的安全性。

由于车辆的控制器的处理过程比较快速，为了节省车辆的损耗，各个车轮所需施加的目标制动力的计算过程也可以在确定转向助力部件失效时执行。例如，获取车辆的状态信息；当确定转向操作且转向助力部件失效时，根据车辆的状态信息，计算车辆的各个车轮所需的目标制动力。这样，车辆在需要目标制动力时再计算，不需要目标制动力时，只收集车辆的状态信息而不做计算，可以减少车辆的功耗。

其中，本实施例对基于车辆的状态信息计算各个车轮的目标制动力的时间点不做限定，能够使车辆在确定转向助力部件失效时，快速获取到各个车轮所需的目标制动力即可。

在步骤203中，向各个车轮施加对应的目标制动力，以使车辆转向。

在一种示例中，车辆获取到各个车轮所需的目标制动力之后，可以向各个车轮施加相对应的目标制动力，以使车辆可能达到按照驾驶员对方向盘13的操控进行转向的效果。

例如，车辆获取到各个车轮所需的目标制动力之后，根据车轮的制动管路中的压力值和车轮的制动力之间的对应关系，可以控制车轮的制动管路中的压力值，使车轮的制动器向车轮施加对应的目标制动力，以实现车轮的制动力达到目标制动力，进而实现向车轮施加目标制动力的效果。

基于上述可见，车辆使用上述方法进行转向时，在转向助力部件处于正常状态时，可以通过控制转向助力部件执行转向，实现车辆的转向，在转向助力部件出现失效时，可以通过向各个车轮施加所需的制动力，实现车辆的转向，进而可以避免车辆无法转向，从而可以提高车辆的安全性。

在一种示例中，根据状态信息计算各个车轮所需的目标制动力的过程可以如下：

首先，可以先根据车辆的状态信息，确定各个车轮的由车辆的制动踏板产生的第一制动力；然后，再根据车辆的状态信息，计算各个车轮发生转向需要的第二制动力；最后，再根据各个车轮的第一制动力和对应的第二制动力之和，计算各个车轮所需的目标制动力。

其中，车辆在计算各个车轮的第一制动力和第二制动力的过程可以同时并行处理，也可以是先后顺序处理，本实施例对此不做限定。

在一种示例中，车辆可以根据制动踏板的位置信息和制动主缸的压力值，确定各个车轮的第一制动力。例如，如果车辆确定制动踏板处于松开状态，且制动主缸中的压力值为零，则各个车轮的第一制动力为零。该情况对应的应用场景可以是，驾驶员在低速转向时，可以不踩制动踏板，各个车轮所承受的制动力都是来自转向需要。

又例如，如果车辆确定制动踏板处于踩下状态，且制动主缸中的压力值不为零，则各个车轮的第一制动力可以由制动主缸中的压力值来确定。该情况对应的应用场景可以是，驾驶员在高速转向时，一边制动一边转向，各个车轮所承受的制动力一方面来自踏板制动需要，另一方面来自实现转向需要。

其中，由于各个车轮的第一制动力是来自踏板制动需要，在踏板制动时各个车轮的第一制动力相等。

在一种示例中，车辆可以根据车速、方向盘13的转角和转矩，确定转向时各个车轮所需的第二制动力。例如，车辆的控制器中可以预先存储有车辆的状态信息与转向时车轮的第二制动力关系表，控制器根据当前的状态信息查找对应的各个车轮的第二制动力即可，然后根据车轮的制动力和车轮的制动管路中的压力值的对应关系，向车轮的制动管路中施加第二制动力所对应的压力值。又例如，车辆的控制器中可以预先存储有各个车轮的第二制动力的计算公式，控制器通过当前的状态信息，计算各个车轮的第二制动力即可，然后根据车轮的制动力和车轮的制动管路中的压力值的对应关系，向车轮的制动管路中施加第二制动力所对应的压力值。

其中，控制器中预先存储的状态信息和车轮的第二制动力的关系表，或者用于计算车轮的第二制动力公式，可以通过理论计算和试验测试确定。

其中，本实施例对具体计算各个车轮所需的目标制动力的方式不做限定，能够根据车辆的当前的状态信息确定出各个车轮的目标制动力即可。

在一种示例中，车辆可以通过多种方式检测转向助力部件12是否发生失效，例如，一种方式可以是，如图1所示，转向助力部件12包括转向器齿条123和齿条位置传感器126，齿条位置传感器126用于检测转向器齿条123的位置信息相应的，车辆可以获取齿条位置传感器126发送的转向器齿条123的位置信息；然后车辆可以根据转向器齿条123的位置信息与车辆的方向盘13的转角不吻合，确定转向助力部件12失效。

如图1所示，齿条位置传感器126可以安装在转向助力部件12的壳体121上，并且可以监测在壳体121中进行左右移动的转向器齿条123的位置信息。其中，齿条位置传感器126的数量可以是一个或者多个，多个齿条位置传感器126的情况下，可以具有优先级排序，车辆优先使用优先级高的齿条位置传感器。或者，车辆可以使用任意一个齿条位置传感器126发送的数据。本实施例对此不做限定。

车辆获取到齿条位置传感器126发送的转向器齿条的位置信息之后，可以通过判断转向器齿条126是否发生位移，以及位移变化情况，然后再根据转向器齿条123的位移变化情况和方向盘13的转角变化情况进行比对，来检测转向助力部件12是否失效。

作为一种示例，如果通过齿条位置传感器126确定的转向器齿条123的位置信息与通过扭矩转角传感器16确定的方向盘13的转角相吻合，则转向助力部件12未失效，而如果不相吻合，则转向助力部件12失效。

在一种示例中，转向器齿条123的位置信息与方向盘13的转角相吻合，例如，转向控制器中预先存储有转向器齿条123的位置信息与方向盘13的转角之间的对应关系表，如果转向器齿条123的当前的位置信息和方向盘13的当前的转角的对应关系，符合对应关系表中的关系，则两者相吻合，而如果转向器齿条123的当前的位置信息和方向盘13的当前的转角的对应关系，不符合对应关系表中的关系，则两者不相吻合。

例如，车辆通过扭矩转角传感器确定驾驶员操控了方向盘13，但是通过齿条位置传感器确定转向器齿条123未发生位置变化，则转向助力部件12发生了失效的情况。

另一种检测转向助力部件12是否发生失效的方式可以是，车辆还可以包括横摆角速度传感器，横摆角速度传感器可以用来检测车辆的横摆角速度和横向加速度。这样，车辆可以获取横摆角速度传感器发送的车辆的横摆角速度和横向加速度；然后可以根据车辆的横摆角速度和横向加速度与车辆的方向盘的转角不吻合，确定转向助力部件失效。

在一种示例中，车辆的横摆角速度和横向加速度与车辆的方向盘的转角吻合，例如，车辆的控制器中预先存储有横摆角速度、横向加速度和方向盘的转角的对应关系，如果车辆的当前的横摆角速度、横向加速度和方向盘13的转角之间的对应关系，符合对应关系表中的关系，则相吻合。而如果不符合对应关系表中的关系，则不相吻合。

例如，车辆通过扭矩转角传感器16确定驾驶员操控了方向盘13，但是通过横摆角速度传感器确定车辆的横摆角速度未发生变化，横向加速度为零，则说明转向助力部件12发生了失效的情况。

基于上述所述，驾驶员操控方向盘13执行转向时，车辆的线控转向装置中的转向控制器可以通过转向电信号控制转向助力部件驱动转向轮进行转向。而当转向助力部件发生失效时，车辆可以确定转向助力部件12发生失效，然后通过由车辆的状态信息确定的各个车轮的目标制动力，向各个车轮施加相对应的目标制动力，以使车辆在各个车轮的目标制动力的作用下按照驾驶员意图行驶。

在一种示例中，向各个车轮施加所需的目标制动力之后，为了检测各个车轮的制动管路中的压力值是否和相对应的目标制动力一致，相应的，各个车轮的制动管路中具有压力传感器，压力传感器可以检测所在制动管路中的压力值。这样，车辆向各个车轮施加对应的目标制动力之后，可以获取各个车轮的制动管路中的压力传感器发送的各个车轮的制动管路中的压力值；当确定目标车轮的制动管路中的压力值与对应的目标制动力不一致时，对目标车轮的制动管路中的压力值进行调整，以使目标车轮的制动管路中的压力值与对应的目标制动压力一致，其中目标车轮为各个车轮中的任一车轮。

其中，车轮的制动管路中的压力值和车轮的目标制动力一致，也即是，车轮的制动管路中的压力值和车轮的目标制动力满足预先存储的正比对应关系。车轮的制动管路中的压力值和车轮的目标制动力不一致，也即是，车轮的制动管路中的压力值和车轮的目标制动力不满足预先存储的正比对应关系。

例如，车辆通过各个车轮的制动管路中的压力传感器确定左前轮的制动管路中的压力值小于由车辆的当前的状态信息计算出的所需的目标制动压力所对应的压力值，则可以将计算出的目标制动压力对应的压力值和检测出的压力值之差，作为压力调整值，再向左前轮的制动器施加压力调整值的管路压力，以使左前轮的制动管路中的压力值与计算出的目标制动压力达成一致，也即是左前轮的制动管路中的压力值与计算出的目标制动力对应的压力值相等。

其中，如上述所述，该方法可以由车辆的整车控制器来执行，也可以由车辆的线控转向装置来执行，还可以由车辆的线控转向装置和制动装置共同协调执行，还可以由车辆的整车控制器和制动装置共同协调执行等。

相应的，上述所述的车辆的控制器可以是线控转向装置的转向控制器，也可以是车辆的整车控制器，还可以是制动装置的制动控制器，控制器还可以是集成转向控制器和制动控制器的制动转向控制器等。

一种实施例中，通过转向助力部件进行转向的控制过程可以由转向控制器执行，计算各个车轮的目标制动力的过程也可以由转向控制器来执行，相应的车辆在转向的过程可以参考如图3所示的流程，车辆结构示意图可以如图1所示，其中图1中，v表示车速，ω表示横摆角速度，a表示横向加速度，Φ表示制动踏板的位置信息，Pm表示制动主缸的压力值，图1中的箭头表示电信号或者数据的传输方向。

在步骤301中，转向控制器读取车辆的状态信息。

其中，状态信息可以包括扭矩转角传感器输出的方向盘转角和转矩，用于在线控转向中计算转向传动比，还用于与齿条位置传感器一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括齿条位置传感器输出的转向器齿条的位置信息，用于和方向盘的转角和转矩一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括车辆的车速，用于计算转向传动比和计算各个车轮所需施加的目标制动力。状态信息还包括制动主缸压力传感器输出的制动主缸压力值，用于计算各个车轮所需施加的目标制动力，例如，用于确定各个车轮的第一制动力。状态信息还可以包括其他参数，技术人员可以根据需求灵活添加。

在步骤302中，转向控制器根据方向盘的转角确定转向操作时，根据方向盘的转角和转矩，向转向助力部件发送转向电信号。

其中，转向电信号中携带有转向驱动电机的旋转信息，例如，旋转方向和旋转量，旋转方向和旋转量可以通过方向盘的转角和转矩确定。

在步骤303中，转向助力部件接收到转向电信号之后，执行转向操作。

在步骤304中，转向控制器根据转向器齿条的位置信息和方向盘的转角，判断转向助力部件是否发生失效，该步骤也是用来判断步骤303中转向助力部件是否正常执行了转向操作。

如果未发生失效，则结束，完成车辆的转向过程。而如果转向助力部件发生失效，则转至步骤305。

在步骤305中，转向控制器获取各个车轮的目标制动力。

其中，各个车轮的制动力是转向助力部件发生失效时，而使车辆进行转向时各个车轮所需施加的制动力。

在一种示例中，转向控制器可以在读入车辆的状态信息之后，确定转向助力部件失效之前，计算各个车轮的目标制动力。转向控制器也可以在接收到失效信号时再计算各个车轮的目标制动力。为了安全性，转向控制器可以在读入车辆的状态信息之后，确定失效信号之前，计算各个车轮的目标制动力。而为了节省能耗，转向控制器可以在接收到失效信号时，计算各个车轮的目标制动力。本实施例对此不做限定，技术人员可以根据实际情况灵活设置。

在步骤306中，转向控制器将各个车轮的目标制动力发送给制动装置的制动控制器。转向控制器还可以向制动控制器发送转向助力部件失效的消息。

在步骤307中，制动控制器接收到转向控制器发送的各个车轮的目标制动力之后，可以向各个车轮施加所需的制动力，以使在各个车轮的目标制动力的作用下，车辆进行转向，然后转至结束。

另一种实施例中，通过转向助力部件进行转向的控制过程可以由转向控制器执行，而算各个车轮的目标制动力的过程可以集成在制动装置的制动控制器中。相应的车辆转向的过程可以参考如图4所示的流程，其中，车辆结构示意图可以如图5所示，其中图5中，v表示车速，ω表示横摆角速度，a表示横向加速度，Φ表示位置信息，Pm表示制动主缸的压力值，图5中的箭头表示电信号或者数据的传输方向。

在步骤401中，转向控制器读取车辆的状态信息。

其中，状态信息可以包括扭矩转角传感器输出的转角和转矩，用于在线控转向中计算转向传动比，还用于与齿条位置传感器一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括齿条位置传感器输出的转向器齿条的位置信息，用于和方向盘的转角和转矩一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括车辆的车速，用于计算转向传动比和计算各个车轮所需施加的目标制动力。状态信息还包括制动主缸中的压力传感器输出的制动主缸中的压力值，用于计算各个车轮所需施加的目标制动力，例如，用于确定各个车轮的第一制动力。状态信息还可以包括其他参数，技术人员可以根据需求灵活添加。

在步骤402中，转向控制器根据方向盘的转角确定转向操作时，根据方向盘的转角和转矩，向转向助力部件发送转向电信号。

其中，转向电信号中携带有转向驱动电机的旋转信息，例如，旋转方向和旋转量，旋转方向和旋转量可以通过方向盘的转角和转矩确定。

在步骤403中，转向助力部件接收到转向电信号之后，执行转向操作。

在步骤404中，转向控制器根据转向器齿条的位置信息和方向盘的转角，判断转向助力部件是否发生失效，该步骤也可以用来判断步骤403中转向助力部件是否正常执行转向操作。

如果未发生失效，则结束，完成车辆的转向过程。而如果转向助力部件发生失效，则转至步骤405。

在步骤405中，转向控制器向制动控制器发送失效信号。

在步骤406中，制动控制器获取各个车轮的目标制动力。

在一种示例中，为了加快制动控制器计算各个车轮的目标制动力，制动控制器可以在步骤406之前读入车辆的状态信息，其中车辆的状态信息可以参考上述所述。制动控制器也可以在步骤405之前读入车辆的状态信息，甚至还可以在步骤401转向控制器读入车辆的状态信息时，制动控制器也同步读入车辆的状态信息，以备后续使用。

制动控制器读入车辆的状态信息之后，可以直接计算各个车轮的目标制动力，也可以在接收到失效信号时再计算各个车轮的目标制动力。为了安全性，制动控制器可以在读入车辆的状态信息之后，接收到失效信号之前，计算各个车轮的目标制动力。为了节省能耗，制动控制器可以在接收到失效信号时，计算各个车轮的目标制动力。本实施例对此不做限定，技术人员可以根据实际情况灵活设置。

在步骤407中，制动控制器向各个车轮施加所需的目标制动力，以使在各个车轮的目标制动力的作用下，车辆进行转向，然后转至结束。

另一种实施例中，控制转向助力部件的过程和计算各个车轮的目标制动力的过程可以集成在一个制动转向控制器中，也即是，车辆可以将制动控制器和转向控制器集成一个模块，该模块可以称为制动转向控制器。这样，线控转向装置的转向控制过程由该制动转向控制器执行，而制动装置的制动过程也是由该制动转向控制器执行。

相应的车辆转向的过程可以参考如图6所示的流程，其中，车辆结构示意图可以如图7所示，图7中v表示车速，ω表示横摆角速度，a表示横向加速度，Φ表示位置信息，Pm表示制动主缸的压力值，图7中的箭头表示电信号或者数据的传输方向。

在步骤601中，制动转向控制器读取车辆的状态信息。

其中，状态信息可以包括扭矩转角传感器输出的转角和转矩，用于在线控转向中计算转向传动比，还用于与齿条位置传感器一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括齿条位置传感器输出的转向器齿条的位置信息，用于和方向盘的转角和转矩一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括车辆的车速，用于计算转向传动比和计算各个车轮所需施加的目标制动力。状态信息还包括制动主缸中的压力传感器输出的制动主缸中的压力值，用于计算各个车轮所需施加的目标制动力，例如，用于确定各个车轮的第一制动力。状态信息还可以包括其他参数，技术人员可以根据需求灵活添加。

在步骤602中，制动转向控制器根据方向盘的转角确定转向操作时，根据方向盘的转角和转矩，向转向助力部件发送转向电信号。

其中，转向电信号中携带有转向驱动电机的旋转信息，例如，旋转方向和旋转量，旋转方向和旋转量可以通过方向盘的转角和转矩确定。

在步骤603中，转向助力部件接收到转向电信号之后，执行转向操作。

在步骤604中，制动转向控制器根据转向器齿条的位置信息和方向盘的转角，判断转向助力部件是否发生失效，该步骤也可以用来判断步骤603中是否正常执行转向操作。

如果未发生失效，则结束，完成车辆的转向过程。而如果转向助力部件发生失效，则转至步骤605。

在步骤605中，制动转向控制器获取各个车轮的目标制动力。

其中，各个车轮的目标制动力是转向助力部件发生失效时，而使车辆进行转向时各个车轮所需施加的制动力。

在一种示例中，制动转向控制器可以在读入车辆的状态信息之后，确定转向助力部件失效之前，计算各个车轮的目标制动力。制动转向控制器也可以在接收到失效信号时再计算各个车轮的目标制动力。为了安全性，制动转向控制器可以在读入车辆的状态信息之后，确定失效信号之前，计算各个车轮的目标制动力。而为了节省能耗，制动转向控制器可以在接收到失效信号时，计算各个车轮的目标制动力。本实施例对此不做限定，技术人员可以根据实际情况灵活设置。

在步骤606中，制动转向控制器向各个车轮施加所需的目标制动力，以使在各个车轮的制动力的作用下，车辆进行转向，然后转至结束。

在另一种实施例中，通过转向助力部件进行转向的控制过程可以由转向控制器执行，而转向助力部件出现失效时，转向控制器可以通过整车控制器(VCU，Vehicle ControlUnit)向制动控制器发送失效电信号，以使制动控制器开启制动转向工作模式，相应的车辆执行转向的过程可以参考如图8所示的流程，其中，车辆结构示意图可以如图9所示，图9中v表示车速，ω表示横摆角速度，a表示横向加速度，Φ表示位置信息，Pm表示制动主缸的压力值，图9中的箭头表示电信号或者数据的传输方向。

在步骤801中，转向控制器读取车辆的状态信息。

其中，状态信息可以包括扭矩转角传感器输出的转角和转矩，用于在线控转向中计算转向传动比，还用于与齿条位置传感器一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括齿条位置传感器输出的转向器齿条的位置信息，用于和方向盘的转角和转矩一起判断转向助力部件是否失效。状态信息还可以包括车辆的车速，用于计算转向传动比和计算各个车轮所需施加的目标制动力。状态信息还包括制动主缸中的压力传感器输出的制动主缸中的压力值，用于计算各个车轮所需施加的目标制动力，例如，用于确定各个车轮的第一制动力。状态信息还可以包括其他参数，技术人员可以根据需求灵活添加。

在步骤802中，转向控制器根据方向盘的转角确定转向操作时，根据方向盘的转角和转矩，向转向助力部件发送转向电信号。

其中，转向电信号中携带有转向驱动电机的旋转信息，例如，旋转方向和旋转量，旋转方向和旋转量可以通过方向盘的转角和转矩确定。

在步骤803中，转向助力部件接收到转向电信号之后，执行转向操作。

在步骤804中，转向控制器根据转向器齿条的位置信息和方向盘的转角，判断转向助力部件是否发生失效，该步骤也可以用来判断步骤803是否正常执行转向操作。

如果未发生失效，则结束，完成车辆的转向过程。而如果转向助力部件发生失效，则转至步骤805。

在步骤805中，转向控制器向整车控制器发送失效信号。

其中，整车控制器接收到失效信号之后，可以计算各个车轮的目标制动力，也可以通过制动控制器计算各个车轮的目标制动力。本实施例对此不做限定，可以以整车控制器通过制动控制器计算各个车轮的目标制动力进行示例。

在步骤806中，整车控制器向制动控制器发送失效信号，以使制动控制器启动制动转向。

在步骤807中，制动控制器获取各个车轮的目标制动力。

在一种示例中，为了加快制动控制器计算各个车轮的目标制动力，制动控制器可以在步骤807之前读入车辆的状态信息，其中车辆的状态信息可以参考上述所述。制动控制器也可以在步骤806之前读入车辆的状态信息，甚至还可以在步骤801转向控制器读入车辆的状态信息时，制动控制器也同步读入车辆的状态信息，以备后续使用。

制动控制器读入车辆的状态信息之后，可以直接计算各个车轮的目标制动力，也可以在接收到失效信号时再计算各个车轮的目标制动力。为了安全性，制动控制器可以在读入车辆的状态信息之后，接收到失效信号之前，计算各个车轮的目标制动力。为了节省能耗，制动控制器可以在接收到失效信号时，计算各个车轮的目标制动力。本实施例对此不做限定，技术人员可以根据实际情况灵活设置。

在步骤808中，制动控制器向各个车轮施加所需的目标制动力，以使在各个车轮的目标制动力的作用下，车辆进行转向，然后转至结束。

以上是几种控制器执行线控转向以及制动转向的过程，本实施例对执行线控转向的执行主体和执行制动转向的执行主体不做限定，只要能在转向助力部件处于转向正常的状态下，通过线控转向的方式实现车辆的转向，在转向助力部件失效的状态下，通过制动转向的方式实现车辆的转向即可。

基于上述所述，车辆使用上述方法进行转向时，在转向助力部件处于正常状态时，可以通过控制转向助力部件执行转向，实现车辆的转向，在转向助力部件出现失效时，可以通过向各个车轮施加所需的目标制动力，实现车辆的转向，进而可以避免车辆无法转向，从而可以提高车辆的安全性。

而且，该方法在进行转向且转向助力部件处于良好状态下，通过电信号控制转向助力部件驱动转向轮转向，实现车辆的线控转向。在进行转向且转向助力部件处于失效状态下，通过电信号控制各个车轮按照促使车辆转向的目标制动力制动，也可以控制车辆的行驶方向。可见，该方法在进行转向控制中可以实现完全的线性控制，这种线控转向可以省去转向管柱与转向助力部件之间的转向中间传动轴、转向器输入轴等，也即是，驾驶员操控的方向盘与线控转向装置的转向助力部件之间无机械传动轴连接，进而可以节省车辆的前舱布置空间。

在本申请实施例中，车辆使用上述方法进行转向时，在转向助力部件处于正常状态时，可以通过控制转向助力部件执行转向，实现车辆的转向，在转向助力部件出现失效时，可以通过向各个车轮施加所需的目标制动力，实现车辆的转向。可见，与使用离合器作为转向助力部件的冗余备份相比，使用该方法的车辆不使用离合器的冗余备份，可以避免因离合器发生故障而引发的安全事故，从而可以提高车辆的安全性。而且，车辆使用该方法在转向中，转向助力部件正常时可以进行线控转向，转向助力部件失效时也可以进行线控转向，可见，可以实现线控转向装置的完全线控转向功能。

本申请实施例还提供了一种线控转向装置，该线控转向装置1包括控制部件和转向助力部件12，其中，如图1所示，转向助力部件12与线控转向装置1所在车辆的转向轮相连。其中，转向轮可以是车辆的左前轮和右前轮。

其中，控制部件，用于当确定转向操作时，控制转向助力部件12驱动转向轮转向，以使车辆转向；控制部件，还用于当确定转向操作且转向助力部件12失效时，获取车辆的各个车轮所需的目标制动力，目标制动力由车辆的状态信息确定；向各个车轮施加对应的目标制动力，以使车辆转向。

例如，当控制部件确定转向助力部件12失效，获取车辆的各个车轮所需的目标制动力之后，可以直接向各个车轮施加对应的目标制动力，以使车辆转向。

又例如，当控制部件确定转向助力部件12失效，获取车辆的各个车轮所需的目标制动力之后，可以间接向各个车轮施加对应的目标制动力，以使车辆转向。作为一种示例，控制部件可以向所在车辆的制动装置2发送各个车轮所需的目标制动力，以使制动装置2向各个车轮施加对应的目标制动力，以使车辆转向。

其中，控制部件可以通过车辆的横摆情况与方向盘13的转角情况是否吻合，来判断转向助力部件12是否发生了失效。

例如，方向盘13的转向管柱14上可以安装扭矩转角传感器16，扭矩转角传感器16可以输出方向盘13的转角和转矩，车辆上可以安装横摆角速度传感器，横摆角速度传感器可以输出车辆的横摆角速度和横向加速度，这样，控制部件可以通过横摆角速度传感器输出的车辆的横摆角速度和横向加速度，以及扭矩转角传感器16输出的方向盘13的转角和转矩，来判断转向助力部件12是否发生失效。

其中，扭矩转角传感器16的数量可以是一个，也可以是两个，还可以是两个以上，以便于车辆能够获取到方向盘13的转角和转矩。

其中，控制部件还可以通过判断转向助力部件12的转向器齿条123的位置信息与方向盘13的转角是否吻合，来判断转向助力部件12是否发生了失效。

例如，如图1所示，转向助力部件12可以包括转向器齿条123和齿条位置传感器126，转向器齿条123通过横拉杆与转向轮相连，齿条位置传感器126安装在转向助力部件12的壳体121上，用于检测转向器齿条123的位置信息。

其中，齿条位置传感器126的数量可以是一个或者多个，多个齿条位置传感器126的情况下，可以具有优先级排序，车辆优先使用优先级高的齿条位置传感器。或者，车辆可以使用任意一个齿条位置传感器126发送的数据。本实施例对此不做限定。

在一种示例中，齿条位置传感器126可以监测在壳体121中可以左右移动的转向器齿条123的位置信息，以使控制部件可以实时获知转向器齿条123的位置信息，以便于与方向盘13的转角进行比较，来确定在方向盘13旋转时，转向助力部件12有没有执行转向操作，用以判断转向助力部件12是否发生失效。

这样，控制部件可以根据转向器齿条123的位置信息与车辆的方向盘13的转角不吻合，确定转向助力部件12失效。

如图1所示，线控转向装置1的转向助力部件12还可以包括壳体121和转向驱动电机122，转向驱动电机122可以安装在壳体121上，用于在转向助力部件12正常的情况下，驱动转向轮转向。其中，转向器齿条123与转向驱动电机122的输出轴螺纹连接，使得转向驱动电机122旋转时，可以使转向器齿条123向左或者向右移动，而达到通过横拉杆带动转向轮转向的目的。

如图1所示，转向器齿条123的第一端可以穿过壳体121和转向驱动电机122，通过左横拉杆124安装在左前轮上，转向器齿条123的第二端壳体121和转向驱动电机122，通过右横拉杆125与右前轮相连。其中，左横拉杆124可以与转向器齿条123的第一端转动连接，右横拉杆125可以与转向器齿条123的第二端转动连接。其中，左横拉杆124和右横拉杆125的长度技术人员可以根据实际需求灵活选择，本实施例对此不做限定。

其中，上述转向助力部件12中转向驱动电机122通过转向器齿条123和横拉杆驱动转向轮。转向助力部件12也可以采取丝杠螺母或者传送带驱动转向轮转向。转向助力部件12也可以采用转向驱动电机122直接驱动转向轮的方式转向。本实施例对转向助力部件12驱动转向轮的具体方式不做限定，能够实现转向助力部件12在正常情况下，能够在接收到转向电信号之后，驱动转向轮转向即可。为便于介绍，可以以转向助力部件12采取转向器齿条123和横拉杆的方式驱动转向轮转向进行示例。

为了给驾驶员提供旋转方向盘13的手感，相应的，如图1所示，线控转向装置1还包括阻尼器15，方向盘13和阻尼器15之间通过转向管柱14连接。如上述所述，扭矩转角传感器16可以输出转角和转矩，相应的，控制部件可以通过扭矩转角传感器16获取驾驶员对方向盘13的操作信息，以便于车辆根据驾驶员的意愿执行相应的操作。

在一种示例中，线控转向装置还包括传感器部件，传感器部件用于采集并向控制部件发送车辆的状态信息，车辆的状态信息包括车辆的制动踏板的位置信息、车辆的制动主缸的压力值、车辆的车速、车辆的方向盘的转角和转矩。这样，控制部件可以根据方向盘的转角和转矩，确定转向操作，还可以根据制动踏板的位置信息、制动主缸的压力值、车辆的车速，以及方向盘的转角和转矩，计算车辆的各个车轮所需的目标制动力。

传感器部件可以包括上述各种传感器，例如，可以包括制动踏板位置传感器、制动主缸压力传感器、速度传感器、转速传感器和扭矩转角传感器16等。其中，制动踏板位置传感器用于采集并向控制部件发送制动踏板的位置信息，制动主缸压力传感器用于采集并向控制部件发送制动主缸的压力值，速度传感器用于采集并向控制部件发送车速，各个车轮处的转速传感器用于采集并向控制部件发送各个车轮的转速，扭矩转角传感器16用于采集并向控制部件发送方向盘的转角和扭矩。

其中，车辆的状态信息还可以包括车辆的横摆角速度和横向加速度，相应的传感器部件还可以包括横摆角速度传感器，横摆角速度传感器用于采集并向控制部件发送横摆角速度和横向加速度。

由上述可见，该线控转向装置在转向助力部件工作正常时，可以通过电信号控制转向助力部件执行转向操作，在转向助力部件失效时，也可以通过电信号控制各车轮制动力的方式来控制车辆行驶方向。

在本申请实施例中，车辆使用上述方法进行转向时，在转向助力部件处于正常状态时，可以通过控制转向助力部件执行转向，实现车辆的转向，在转向助力部件出现失效时，可以通过向各个车轮施加所需的目标制动力，控制车辆的行驶方向，进而可以避免车辆失控，从而可以提高车辆的安全性。

在一种可能的示例中，控制部件为转向控制器，车辆的制动装置包括制动控制器；转向控制器，具体用于当确定转向操作且转向助力部件失效时，获取车辆的各个车轮所需的目标制动力，向制动控制器发送各个车轮所需的目标制动力，以使制动控制器向各个车轮施加对应的目标制动力，使车辆转向，各个车轮所需的目标制动力由转向控制器根据车辆的状态信息计算而得。

这种场景下，转向助力部件正常时，转向控制器可以控制转向助力部件执行转向功能。转向助力部件失效时，转向控制器可以用来确定转向信号、转向失效信号，以及计算各个车轮的目标制动力，而向各个车轮施加对应的目标制动力可以由制动装置的制动控制器来执行。具体过程可以参见图3的流程介绍，此处不再一一赘述。

在另一种可能的示例中，控制部件还是转向控制器，车辆的制动装置包括制动控制器；转向控制器，具体用于当确定转向操作且转向助力部件失效时，向制动控制器发送转向失效信号，以使制动控制器获取车辆的各个车轮所需的目标制动力，并向各个车轮施加对应的目标制动力，使车辆转向，各个车轮所需的目标制动力由制动控制器根据车辆的状态信息计算而得。

在该种场景中，转向助力部件正常时，转向控制器可以控制转向助力部件执行转向功能。转向助力部件失效时，转向控制器可以用来确定转向信号、转向失效信号，以及向制动控制器发送转向失效信号。而计算各个车轮的目标制动力，以及向各个车轮施加对应的目标制动力都可以由制动控制器来执行。具体实施过程，可以参见图4的流程介绍，此处不再一一赘述。

在另一种可能的示例中，控制部件为制动转向控制器，各个车轮所需的目标制动力由制动转向控制器根据车辆的状态信息计算而得。

该场景中，转向助力部件正常时，制动转向控制器可以控制转向助力部件执行转向功能。转向助力部件失效时，制动转向控制器可以用来确定转向信号、转向失效信号、计算各个车轮的目标制动力，以及向各个车轮施加对应的目标制动力。也即是，制动转向控制器集成了转向控制器和制动控制器的功能。具体实施过程，可以参见图6的流程介绍，此处不再一一赘述。

在另一种可能的示例中，控制部件为转向控制器，车辆包括整车控制器，车辆的制动装置包括制动控制器；转向控制器，具体用于当确定转向操作且转向助力部件失效时，向整车控制器发送转向失效信号；以使整车控制器接收到转向失效信号时，向制动控制器发送启动转向失效工作模式的指令，以使制动控制器获取车辆的各个车轮所需的目标制动力，并向各个车轮施加对应的目标制动力，使车辆转向，各个车轮所需的目标制动力由制动控制器根据车辆的状态信息计算而得。

在该场景下，转向助力部件正常时，转向控制器可以控制转向助力部件执行转向功能。转向助力部件失效时，转向控制器可以用来确定转向信号、转向失效信号，以及向整车控制器发送转向失效信号。整车控制器可以向制动控制器发送启动转向失效工作模式的指令，制动控制器接收到上述指令之后，可以计算各个车轮的目标制动力，以及向各个车轮施加对应的目标制动力。具体实施过程，可以参见图8的流程介绍，此处不再一一赘述。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。