一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法及系统与流程

1.本发明涉及智能汽车控制技术领域，具体为一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法及系统。


背景技术：

2.根据交通部颁布的《公路路基排水设计规范》要求，为考虑道路排水需要，道路的设计一般是中间高两边低，其横向坡度一般为2%。当汽车行驶在这种道路上，易向坡度低的方向跑偏，长时间较高行驶速度下，车辆的跑偏不仅加剧轮胎的吃胎（损耗），影响轮胎的使用寿命；且行驶过程中，驾驶员为维持车辆的正常行驶，需要长时间在方向盘上施加反向手力矩，在增加了驾驶员的疲劳驾驶的同时，给汽车的行驶也带来安全隐患；当前，一般通过pdc（跑偏补偿功能）提供相应的补偿扭矩以减轻手力，消除驾驶员的疲劳，但是pdc（跑偏补偿功能）在提供补偿扭矩时，当车辆改变行驶方向，补偿扭矩有可能产生明显的反方向拉拽力，从而影响驾驶舒适感，例如在变道，转弯的时候，尤其是在山区道路行驶s弯的时候。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法及系统。
4.实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，具体包括：判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；若是，根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力；将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；若否，则判断目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力是否正常且有效发出；当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力正常且有效发出，则停止长时间和短时间齿条力的学习，补偿齿条力保持为上一时刻的长时间学习齿条力；将上一时刻的长时间学习齿条力进行力学关系转换，计算得到第二电机补偿扭矩。
5.当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力没有正常且有效发出，则停止输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零；其中，补偿功能激活条件包括目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角
速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，所述目标车辆在侧风和路拱工况下直线行驶。
6.由上述技术方案可见，通过将拉拽补偿功能激活条件设定为目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力在预设数值范围内，使得目标车辆在侧风和路拱工况下直线时同时进行长时间和短时间的齿条力的学习，同时进行长时间和短时间的齿条力学习的梯度大，学习快，既可弥补车辆自身悬挂等带来的车辆行驶跑偏，又可用于弥补道路路拱或者长时间侧风导致的车辆行驶跑偏；长时间和短时间学习齿条力一方面减轻驾驶员维持车辆直行时的手力，另一方面在驾驶员手离开方向盘时，补偿齿条力可以提升车辆保持直线行驶的能力；而在车辆转弯或者变道行驶时，停止长时间和短时齿条力的学习，补偿齿条力维持上一时刻长时间学习齿条力而不发生改变，既能够提供补偿齿条力来减轻手力，消除驾驶员的疲劳，又能避免在转弯尤其是s弯的时候由于齿条力的不断学习而带来过大的补偿齿条力，从而消除过大的补偿齿条力在弯道转直道或者弯道转反方向弯道行驶，提供明显的反方向拉拽力而引起不好的手感表现。
7.进一步的方案是，所述同时进行长时间和短时间齿条力的学习的步骤具体包括：标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；根据长时间齿条力学习速度l1进行时间积分得到长时间学习齿条力f1，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；根据短时间齿条力学习速度s1进行时间积分得到短时间齿条力f2，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；其中s1=k*l1，k为大于1的常数，l1和s1的单位为kn/s，f1和f2的单位为kn,f
10
为前一时刻对应的长时间学习齿条力，f
20
为前一时刻对应的短时间学习齿条力。
8.由上述技术方案可见，以前一时刻的长时间和短时间学习齿条力为基础，积分得到当前驾驶员手力对应的长时间和短时间学习齿条力，使得补偿齿条力柔和且无迟滞感，避免拉拽补偿功能激活后不会给驾驶员维持目标车辆直线行驶带来不适的感觉；并可实时调整长时间和短时间学习得到的齿条力，使得当前驾驶员手力与预设的目标手力保持相一致，提高了驾驶员直线行驶过程中的舒适性。
9.进一步的方案是，所述将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩的步骤具体包
括：；t1：第一电机补偿扭矩值，单位nm;f：补偿齿条力，单位kn；c：转向齿轮齿条线角传动比，单位mm/rev；η：系统传递效率，通常取0.93;n：涡轮蜗杆的减速比。
10.进一步的方案是，所述标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1的步骤具体包括：控制目标车辆在2%的斜坡干路面上长直线行驶，轮胎胎压按照设计状态校准；将目标车辆车速加速到40kph；设定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，松开方向盘，观察车辆偏离行驶状态，记录目标车辆ttt，重复测试5-10次；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，保持车辆直行行驶，记录目标车辆ttd，重复测试5-10次；判断目标车辆的ttt和ttd是否满足要求；若是，则设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1满足要求，所述齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于目标车辆低速工况下长时间和短时间齿条力学习；若否，则修改设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1。
11.由上述技术方案可见，以目标车辆的驾驶员维持车辆直行的手力ttt和脱手至车辆横向偏移1m的时间ttd来对长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1进行标定，使得标定得到长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于长时间和短时间的齿条力学习时，一方面可以减轻驾驶员维持车辆直行时的手力，使得减轻后的手力能够避免车辆跑偏，另一方面在驾驶员手离开方向盘时，补偿齿条力可以保持车辆保持直线行驶的能力。
12.进一步的方案是，所述标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1的步骤具体包括：控制目标车辆在2%的斜坡干路面上长直线行驶，轮胎胎压按照设计状态校准；将目标车辆车速加速到80kph；设定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，松开方向盘，观察车辆偏离行驶状态，记录目标车辆ttt，重复测试5-10次；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，保持车辆直行行驶，记录目标车辆ttd，重复测试5-10次；判断目标车辆的ttt和ttd是否满足要求；
若是，则设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1满足要求，所述齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于目标车辆高速工况下长时间和短时间齿条力学习；若否，则修改设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1。
13.进一步的方案是，当目标车辆的驾驶员维持车辆直行的手力ttt≤0.5nm，目标车辆的驾驶员脱手至车辆横向偏移1m的时间ttd》10s，则目标车辆的ttt和ttd满足要求。
14.进一步的方案是，所述目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件具体包括：目标车辆的车速为：30kph≤车速≤160kph；目标车辆的驾驶员手力为：0.1nm≤|驾驶员手力|≤2nm；目标车辆的纵向加速度为：-1m/s2≤纵向加速度≤1m/s2；目标车辆的横摆角速度为：0
°
/s＜|横摆角速度|≤1
°
/s
°
；目标车辆的方向盘转角为：0
°
＜|方向盘转角|≤5
°
。
15.可以理解的是，将目标车辆的驾驶员手力设置为大于等于0.1nm，使得在驾驶员手离开方向盘时，依然可以激活拉拽补偿功能；将目标车辆的驾驶员手力设置为小于等于2nm，使得在目标车辆转弯或者变道时，不会激活拉拽补偿功能；同理方向盘转角设置为-5
°
~5
°
，进一步避免目标车辆转弯或者变道时，激活拉拽补偿功能。
16.根据本发明的第二方面，提供一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿系统，具体包括：第一判断模块，用于判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；学习模块，当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件，用于根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力；第一计算模块，用于将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；第二判断模块，当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件，用于判断目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力是否正常且有效发出；第二计算模块，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力正常且有效发出，用于停止长时间和短时间齿条力的学习，补偿齿条力保持为上一时刻的长时间学习齿条力；将上一时刻的长时间学习齿条力进行力学关系转换，计算得到第二电机补偿扭矩。
17.第三计算模块，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力没有正常且有效发出，用于停止输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零；其中，补偿功能激活条件包括目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，所述目标车辆在侧风和路拱工况下直线行驶。
18.根据本发明的第三方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时时实现如上所述的方法的步骤。
19.根据本发明的第四方面，提供一种车辆，包括存储器、处理器以及存储在存储器上
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如上所述的方法的步骤。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将拉拽补偿功能激活条件设定为目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力在预设数值范围内，使得目标车辆在侧风和路拱工况下直线时同时进行长时间和短时间的齿条力的学习，同时进行长时间和短时间的齿条力学习的梯度大，学习快，既可弥补车辆自身悬挂等带来的车辆行驶跑偏，又可用于弥补道路路拱或者长时间侧风导致的车辆行驶跑偏；长时间和短时间学习齿条力一方面减轻驾驶员维持车辆直行时的手力，另一方面在驾驶员手离开方向盘时，补偿的齿条力可以提升车辆保持直线行驶的能力；而在车辆转弯或者变道行驶时，停止长时间和短时齿条力的学习，补偿齿条力维持上一时刻长时间学习齿条力而不变，既能够提供补偿齿条力来减轻手力，消除驾驶员的疲劳，又能避免在转弯尤其是s弯的时候由于齿条力的不断学习而带来过大的补偿齿条力，从而消除过大的补偿齿条力在弯道转直道或者弯道转反方向弯道行驶，提供明显的反方向拉拽力而引起不好的手感表现。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明匀速跑偏的示意图；图2为本发明车辆直行在路拱路面上受力分析示意图；图3为本发明第一实施例所提供的方法的流程示意图；图4是本发明第二实施例提供的系统结构流程图。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
24.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.行驶跑偏是车辆开发阶段及售后维修中常见的一类问题，是指汽车在直线行驶时自动偏向一侧的现象，一般分为匀速跑偏和加速跑偏；加速跑偏主要为动力传动系统不均导致；匀速跑偏主要表现为：drift(偏移)就是直线稳定行驶的车辆在松开方向盘后，如果存在跑偏则会向道路一侧偏移； pull(拉力) 就是为保持车辆直线稳定行驶,必须给方向盘施加一定的力，见下图1匀速跑偏drift和pull示意图，通常情况下，车辆跑偏越严重，drift和pull就越大，长时间驾驶过程中，会使驾驶员驾驶疲劳，进而影响驾驶安全性。
27.匀速行驶跑偏通常是由整车本身及外部环境两大因子引起，其中整车因子包含：四轮定位参数设置不合理或者调试不合理、悬挂系统扭矩衰退、悬挂左右高度差异等、左右轮胎锥度超差、prat值选用不当、胎压差异、转向系统摩擦力等；外部环境因子包含：道路路拱及侧风等。一般公共道路设计都是中间高两边低(针对双向车道)，如此设计是为了利于道路排水，减少道路积水。车辆行驶在此道路上，根据受力分析，在道路低侧方向受到重力分力，见图2 车辆直行在路拱路面上手力分析, 使车辆向低侧路面偏移，驾驶员手离开方向盘后，无法保证车辆直线行驶，导致车辆会向低侧路面跑偏。
28.电动助力转向系统是在传统机械管柱或者机械转向器基础上，增加驱动电机辅助助力机构，其由电机、控制单元ecu以及传感器单元组成，控制单元ecu通过采集整车发动机转速信号和车速信号，并通过自身的角度传感器和驾驶员转矩传感器采集到的角度信号（方向盘转动角度）和驾驶员转矩信号（驾驶员手力），实现辅助驾驶员进行对车辆的转向操控。
29.拉拽补偿功能策略，是通过电动助力控制单元ecu监控整车总线上车速、纵向加速度以及横摆角速度信号以及电动助力自身传感器监控的方向盘转角和驾驶员手力信号，当监控条件满足设定阈值后，拉拽补偿开始进行齿条力的学习，学习得到的齿条力经过力学关系转换，算出电机需要补偿的电机扭矩值，此电机补偿扭矩值与电机原始输出的扭矩值进行叠加后输出最终的电机扭矩值t。
30.实施例1请参阅图3，本发明提供一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，具体包括以下步骤：步骤s1、判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；其中，补偿功能激活条件包括目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，所述目标车辆在侧风和路拱工况下直线行驶。
31.在本实施例中，目标车辆的车速要求满足：30kph≤车速≤160kph；目标车辆的驾驶员手力要求满足：0.1nm≤|驾驶员手力|≤2nm，当方向盘左转，驾驶员手力为正值，方向盘右转，驾驶员手力为负值；目标车辆的纵向加速度要求满足：-1m/s2≤纵向加速度≤1m/s2；目标车辆的横摆角速度要求满足：0
°
/s＜|横摆角速度|≤1
°
/s
°
；目标车辆的方向盘转角要求满足：0
°
＜|方向盘转角|≤5
°
。将目标车辆的驾驶员手力设置为大于等于0.1nm，使得在驾驶员手离开方向盘时，依然可以激活拉拽补偿功能；将目标车辆的驾驶员手力设置为小于等于2nm，使得在目标车辆转弯或者变道时，不会激活拉拽补偿功能；同理，0
°
＜|方向盘转角|≤5
°
，进一步避免目标车辆转弯或者变道时，激活拉拽补偿功能。
32.步骤s2、若是，根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力，若否，则执行步骤s4；其中，目标补偿齿条力的增加值计算公式具体如下：
:目标补偿齿条力的增加值，单位kn；η：系统传递效率，通常取0.93；t
当前
：当前目标车辆驾驶员手力，单位nm；t
目标
：预设目标手力，单位nm;c：转向齿轮齿条线角传动比，单位mm/rev。
33.在本实施例中，预设目标手力设置为
±
0.5nm，其中+对应方向盘左转，-对应方向盘右转，其中0.5nm是一般车辆在驾驶员手离开方向盘时，可以保持车辆直线行驶的能力对应的最小转矩，因此将预设目标手力设置为
±
0.5nm，一方面当拉拽补偿功能激活后，可以最大限度地减轻驾驶员维持车辆直行时的手力，另一方面在驾驶员手离开方向盘时，补偿的齿条力可以保证车辆保持直线行驶，对于不同的车型可以选择对应的预设目标手力设定值。
34.具体的，同时进行长时间和短时间齿条力的学习的步骤具体包括：标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；根据长时间齿条力学习速度l1进行时间积分得到长时间齿条力f1，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；根据短时间齿条力学习速度s1进行时间积分得到短时间齿条力f2，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；其中s1=k*l1，k为大于1的常数，在本实施例中，k=5，l1和s1的单位为kn/s，f1和f2的单位为kn,f
10
为前一时刻对应的长时间齿条力，f
20
为前一时刻对应的短时间齿条力，当满足拉拽补偿功能激活条件时，f
10
和f
20
的初始值赋值为0。
35.示例而非限定，当监测到当前驾驶员手力为1.5nm，预设目标手力为0.5nm,当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件后，则同时进行长时间和短时间齿条力的学习，分别以长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1将驾驶员手力补偿至0.5nm，额外的1nm由长时间和短时间学习得到的齿条力转化的电机补偿扭矩提供，当目标车辆由于自身原因和外界原因的改变，导致方向盘实际驾驶员手力转变为1.6nm（此时传感器监测到当前驾驶员手力为0.6nm），则以1nm为基础进行进行长时间和短时间齿条力的学习，再次将驾驶员手力补偿至0.5nm，额外的1.1nm由长时间和短时间学习得到的齿条力转换的电机补偿扭矩提供。
36.步骤s3、将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，
补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；具体的，；t1：第一电机补偿扭矩值，单位nm;f：长时间和短时间学习齿条力之和（补偿齿条力），单位kn；c：转向齿轮齿条线角传动比，单位mm/rev；η：系统传递效率，通常取0.93；n：涡轮蜗杆的减速比。
37.步骤s4、判断目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力是否正常且有效发出；若是，执行步骤s5，若否，则执行步骤s6；需要说明的是，当监测到目标车辆的车速信号无丢帧、漏帧，发出来的值的有效位是1，则判断目标车辆的车速正常且有效发出；依次类推，当监测到目标车辆的方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力的信号无丢帧、漏帧，发出来的值的有效位是1，则判断目标车辆的方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力的信号正常且有效发出。
38.步骤s5、若是，停止长时间和短时间齿条力的学习，补偿齿条力保持为上一时刻的长时间学习齿条力；将上一时刻的长时间学习齿条力进行力学关系转换，计算得到第二电机补偿扭矩。
39.具体的，当目标车辆的车速、驾驶员手力、方向盘转角和横摆角速度正常且有效发出，又不满足拉拽补偿功能激活条件，此时目标车辆往往在转弯或者变道行驶时，因此停止长时间和短时齿条力的学习，补偿齿条力维持上一时刻长时间学习齿条力而不发生改变，既能够提供补偿齿条力来减轻手力，消除驾驶员的疲劳，又能避免在转弯尤其是s弯的时候由于齿条力的不断学习而带来过大的补偿齿条力，从而消除过大的补偿齿条力在弯道转直道或者弯道转反方向弯道行驶，提供明显的反方向拉拽力而引起不好的手感表现。
40.可以理解的是，由于长时间学习速度小于短时间学习速度，长时间学习齿条力也小于短时间学习齿条力，因此将补偿齿条力维持上一时刻长时间学习齿条力而非维持上一时刻短时间齿条力，当目标车辆在弯道转直道或者弯道转反方向弯道行驶，能够防止出现不可控的pdc（拉拽补偿）扭矩，避免提供明显的反方向拉拽力而引起不好的手感表现。
41.需要说明的是，整车下电后，长时间学习齿条力不会被擦除，而短时间学习齿条力会被擦除， 使得目标车辆在下一个点火周期的起步阶段，此时目标车辆车速小于30kph，目标车辆仍然能够提供长时间学习齿条力进行补偿。
42.步骤s6、停止输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零；需要说明的是，当监测到目标车辆的车速、驾驶员手力、方向盘转角和横摆角速度的信号不正常或者没有有效发出，则不清楚目标车辆的横向姿态，此时停止输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零，避免导致安全事故的发生。
43.其中，步骤s2中标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1的步骤具体包括：步骤s201、控制目标车辆在2%的斜坡干路面上长直线行驶，轮胎胎压按照设计状态校准；
步骤s202、将目标车辆车速加速到40kph；步骤s203、设定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1，以及设定预设目标手力，在标定过程中，预设目标手力可以设置为0nm；步骤s204、激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，步骤s205、松开方向盘，观察车辆偏离行驶状态，记录目标车辆ttd，重复测试5-10次；步骤s206、激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，保持车辆直行行驶，记录目标车辆ttt，重复测试5-10次；步骤s207、判断目标车辆的ttt和ttd是否满足要求；步骤s208、若是，则设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1满足要求，所述齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于目标车辆低速工况下长时间和短时间齿条力学习；步骤s209、若否，则修改设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1。
44.步骤s210、将目标车辆车速加速到80kph，重复上述步骤s203~步骤s209，获得目标车辆高速工况下的齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1，其中在本实施例中，目标车辆低速工况指的是目标车辆车速≤50kph，目标高速工况指的是目标车辆车速＞50kph。
45.在本实施例中，当目标车辆的驾驶员维持车辆直行的平均手力ttt≤0.5nm，目标车辆的驾驶员脱手至车辆横向偏移1m的时间ttd》10s，则目标车辆的ttt和ttd满足要求。
46.综上，通过将拉拽补偿功能激活条件设定为目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力在预设数值范围内，使得目标车辆在侧风和路拱工况下直线时同时进行长时间和短时间的齿条力的学习，同时进行长时间和短时间的齿条力学习的梯度大，学习快，既可弥补车辆自身悬挂等带来的车辆行驶跑偏，又可用于弥补道路路拱或者长时间侧风导致的车辆行驶跑偏；长时间和短时间学习齿条力一方面减轻驾驶员维持车辆直行时的手力，另一方面在驾驶员手离开方向盘时，补偿的齿条力可以提升车辆保持直线行驶的能力；而在车辆转弯或者变道行驶时，停止长时间和短时齿条力的学习，补偿齿条力维持上一时刻长时间学习齿条力而不变，既能够提供补偿齿条力来减轻手力，消除驾驶员的疲劳，又能避免在转弯尤其是s弯的时候由于齿条力的不断学习而带来过大的补偿齿条力，从而消除过大的补偿齿条力在弯道转直道或者弯道转反方向弯道行驶，提供明显的反方向拉拽力而引起不好的手感表现。
47.实施例2请参阅图4，本发明提供一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿系统，具体包括：第一判断模块，用于判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；学习模块，当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件，用于根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力；第一计算模块，用于将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；
第二判断模块，当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件，用于判断目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力是否正常且有效发出；第二计算模块，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力正常且有效发出，用于停止长时间和短时间齿条力的学习，补偿齿条力保持为上一时刻的长时间学习齿条力；将上一时刻的长时间学习齿条力进行力学关系转换，计算得到第二电机补偿扭矩。
48.第三计算模块，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力没有正常且有效发出，用于不再输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零；其中，补偿功能激活条件包括目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，所述目标车辆在侧风和路拱工况下直线行驶。
49.进一步的，第一学习模块具体用于：标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；根据长时间齿条力学习速度l1进行时间积分得到长时间齿条力f1，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；根据短时间齿条力学习速度s1进行时间积分得到短时间齿条力f2，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；其中s1=k*l1，k为大于1的常数，l1和s1的单位为kn/s，f1和f2的单位为kn,f
10
为前一时刻对应的长时间齿条力，f
20
为前一时刻对应的短时间齿条力。
50.进一步的，标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1具体包括：控制目标车辆在2%的斜坡干路面上长直线行驶，轮胎胎压按照设计状态校准；将目标车辆车速加速到40kph；设定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1以及设定预设目标手力，在标定过程中，预设目标手力可以设置为0nm；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，松开方向盘，观察车辆偏离行驶状态，记录目标车辆ttd，重复测试5-10次；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，保持车辆直行行驶，记录目标车辆ttt，重复测试5-10次；
判断目标车辆的ttt和ttd是否满足要求；若是，则设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1满足要求，所述齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于目标车辆低速工况下长时间和短时间齿条力学习；若否，则修改设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1。
51.将目标车辆车速加速到80kph，重复上述步骤，获得目标车辆高速工况下的齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1，其中目标低速工况指的是目标车辆车速≤50kph，目标高速工况指的是目标车辆车速＞50kph。
52.实施例3一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时时实现如实施例1所述的方法的步骤。
53.实施例4一种车辆，包括存储器、处理器以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如实施例1所述的方法的步骤。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
56.显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于，具体包括：判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；若是，根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力；将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；若否，则判断目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力是否正常且有效发出；当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力正常且有效发出，则停止长时间和短时间齿条力的学习，补偿齿条力保持为上一时刻的长时间学习齿条力；将上一时刻的长时间学习齿条力进行力学关系转换，计算得到第二电机补偿扭矩。当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力没有正常且有效发出，则停止输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零；其中，补偿功能激活条件包括目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，所述目标车辆在侧风和路拱工况下直线行驶。2.根据权利要求1所述的一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于：所述同时进行长时间和短时间齿条力的学习的步骤具体包括：标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；根据长时间齿条力学习速度l1进行时间积分得到长时间学习齿条力f1，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；根据短时间齿条力学习速度s1进行时间积分得到短时间齿条力f2，当驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘右转，；当驾驶员手力小于预设目标手力且方向盘左转或者驾驶员手力大于预设目标手力且方向盘右转，；其中s1=k*l1，k为大于1的常数，l1和s1的单位为kn/s，f1和f2的单位为kn,f
10
为前一时刻对应的长时间学习齿条力，f
20
为前一时刻对应的短时间学习齿条力。3.根据权利要求2所述的一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于，所述将
长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩的步骤具体包括：；t1：第一电机补偿扭矩值，单位nm;f：补偿齿条力，单位kn；c：转向齿轮齿条线角传动比，单位mm/rev；η：系统传递效率，通常取0.93;n：涡轮蜗杆的减速比。4.根据权利要求2所述的一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于：所述标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1的步骤具体包括：控制目标车辆在2%的斜坡干路面上长直线行驶，轮胎胎压按照设计状态校准；将目标车辆车速加速到40kph；设定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，松开方向盘，观察车辆偏离行驶状态，记录目标车辆ttt，重复测试5-10次；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，保持车辆直行行驶，记录目标车辆ttd，重复测试5-10次；判断目标车辆的ttt和ttd是否满足要求；若是，则设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1满足要求，所述齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于目标车辆低速工况下长时间和短时间齿条力学习；若否，则修改设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1。5.根据权利要求2所述的一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于：所述标定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1的步骤具体包括：控制目标车辆在2%的斜坡干路面上长直线行驶，轮胎胎压按照设计状态校准；将目标车辆车速加速到80kph；设定长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，松开方向盘，观察车辆偏离行驶状态，记录目标车辆ttt，重复测试5-10次；激活目标车辆拉拽补偿功能后，维持车辆在车道中心线上直线行驶5s，保持车辆直行行驶，记录目标车辆ttd，重复测试5-10次；判断目标车辆的ttt和ttd是否满足要求；若是，则设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1满足要求，所述齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1用于目标车辆高速工况下长时间和短时间齿条力学习；若否，则修改设定的长时间齿条力学习速度l1和短时间齿条力学习速度s1。6.根据权利要求4或5所述的一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于：
当目标车辆的驾驶员维持车辆直行的手力ttt≤0.5nm，目标车辆的驾驶员脱手至车辆横向偏移1m的时间ttd>10s，则目标车辆的ttt和ttd满足要求。7.根据权利要求1所述的一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于：所述目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件具体包括：目标车辆的车速为：30kph≤车速≤160kph；目标车辆的驾驶员手力为：0.1nm≤|驾驶员手力|≤2nm；目标车辆的纵向加速度为：-1m/s2≤纵向加速度≤1m/s2；目标车辆的横摆角速度为：0
°
/s＜|横摆角速度|≤1
°
/s
°
；目标车辆的方向盘转角为：0
°
＜|方向盘转角|≤5
°
。8.一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿系统，其特征在于，具体包括：一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法，其特征在于，具体包括：第一判断模块，用于判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；学习模块，当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件，用于根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力；第一计算模块，用于将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；第二判断模块，当目标车辆满足拉拽补偿功能激活条件，用于判断目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力是否正常且有效发出；第二计算模块，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力正常且有效发出，用于停止长时间和短时间齿条力的学习，补偿齿条力保持为上一时刻的长时间学习齿条力；将上一时刻的长时间学习齿条力进行力学关系转换，计算得到第二电机补偿扭矩。第三计算模块，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力没有正常且有效发出，用于停止输出补偿齿条力，电机补偿扭矩降为零；其中，补偿功能激活条件包括目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，当目标车辆的车速、方向盘转角、纵向加速度、横摆角速度和驾驶员手力均在预设数值范围内，所述目标车辆在侧风和路拱工况下直线行驶。9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时时实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。10.一种车辆，其特征在于，包括存储器、处理器以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如权利要求1至7任意所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种解决车辆行驶跑偏的拉拽补偿方法及系统，方法具体包括：判断目标车辆是否满足拉拽补偿功能激活条件；若是，根据当前目标车辆驾驶员手力与预设目标手力的差值，通过力学关系转换得出目标车辆的目标补偿齿条力，同时进行长时间和短时间齿条力的学习，以得到长时间学习齿条力和短时间学习齿条力，所述长时间学习齿条力和短时间学习齿条力用于学习至所述目标补偿齿条力；将长时间学习齿条力和短时间学习齿条力进行叠加，以得到补偿齿条力，补偿齿条力经过力学关系转换，计算得到第一电机补偿扭矩；本发明的一方面可以减轻驾驶员维持车辆直行时的手力，另一方面在驾驶员手离开方向盘时，补偿的齿条力可以提升车辆保持直线行驶的能力。辆保持直线行驶的能力。辆保持直线行驶的能力。


技术研发人员：刘小云 邬杰 杜满胜 余金霞 李红中 程志敏 鲁洁
受保护的技术使用者：江铃汽车股份有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/8/5