本技術涉及車輛控制，具體涉及一種方向盤的轉向力矩管理方法及相關設備。

背景技術：

1、隨著車輛技術的發展，駕駛員對于車輛駕駛的轉向需求越來越高，轉向系統由機械轉向、液壓轉向、電動助力等傳統轉向系統逐漸轉變為線控轉向系統。

2、目前，線控轉向系統可以在方向盤極限位置時為駕駛員提供末端限位力矩(即虛擬末端位置對應的轉向力矩)，進行末端軟限位，避免方向盤的轉向角度超過極限位置。

3、但是，在上述技術方案中，方向盤進行末端限位時較小的轉向力矩不能對方向盤進行有效限位，較大的轉向力矩又會導致方向盤因為慣性反彈，因此，如何為方向盤設置合適的轉向力矩，以實現有效的末端限位，成為一個亟待解決的技術問題。

技術實現思路

1、本技術提供一種方向盤的轉向力矩管理方法及相關設備，以至少解決相關技術中如何為方向盤設置合適的轉向力矩，以實現有效的末端限位的技術問題。本技術的技術方案如下：

2、根據本技術涉及的第一方面，提供一種方向盤的轉向力矩管理方法，應用于車輛，包括：獲取方向盤的目標轉向角度。在目標轉向角度接近虛擬末端位置的情況下，獲取當前車速、當前電機轉速和方向盤承受駕駛員的轉向力。根據目標轉向角度、當前車速、當前電機轉速和轉向力，確定方向盤的第一轉向力矩，第一轉向力矩為阻止方向盤繼續轉動的力矩，且第一轉向力矩均與目標轉向角度、當前車速、當前電機轉速和轉向力呈正相關。

3、根據上述技術手段，在方向盤的轉向角度即將到達所預設的虛擬末端位置的情況下，通過參考方向盤轉角、駕駛員手力、電機轉速和車速，確定阻止方向盤繼續轉動的反饋力矩。這樣一來，通過為方向盤設置合適的轉向力矩，來提醒駕駛員對方向盤的可轉動空間，以實現有效的末端限位，進而實現對轉向輪的控制，使得車輛操縱更穩定，帶來更好的駕駛體驗。

4、在一種可能的實施方式中，上述“在目標轉向角度接近虛擬末端位置的情況下，獲取當前車速、當前電機轉速和方向盤承受駕駛員的轉向力”的方法，包括：在目標轉向角度與虛擬末端位置之間的差值小于預設有效閾值的情況下，獲取當前車速、當前電機轉速和轉向力。

5、根據上述技術手段，通過在虛擬末端位置之前劃分出一個長度為預設有效閾值的范圍，實時為目標轉向角度處于該范圍內的方向盤提供力矩反饋，以使得方向盤可以在該范圍內隨著轉向角度與虛擬末端位置之間的距離縮小，方向盤上的力矩反饋也隨之增大，降低在目標轉向角度到達虛擬末端位置后向方向盤提供力矩的單一反饋方式所帶來的反饋時延。

6、在一種可能的實施方式中，虛擬末端位置滿足以下任一項：虛擬末端位置等于車輛的車輪轉向的末端位置與預設轉向比之間的目標乘積。虛擬末端位置等于目標乘積與預設偏差之間的差值。虛擬末端位置等于車輛的當前駕駛模式對應的末端位置。

7、根據上述技術手段，在第一種方式下，通過轉向比和車輪轉向的末端位置可以計算得到方向盤虛擬末端位置，能夠為給駕駛員提供基礎手感，改善車輛的操控性能。在第二種方式下，車輛能夠在實際的方向盤虛擬末端位置之前，預先規劃并保留一段安全距離，當方向盤的轉動角度逐漸趨近于虛擬末端位置時，車輛會提供一個緩沖時段，以確保行車過程中的安全性與平穩性。在第三種方式下，虛擬末端位置等于車輛在當前駕駛模式下對應的末端位置，且不同的車輛駕駛模式，對應不同的虛擬末端位置。

8、在一種可能的實施方式中，車輛包括多個駕駛模式，且一個駕駛模式對應一個末端位置。上述“獲取方向盤的目標轉向角度”的方法，包括：獲取方向盤的初始轉向角度和車輛的歷史駕駛模式。在當前駕駛模式與歷史駕駛模式不相同、且初始轉向角度接近當前駕駛模式對應的末端位置的情況下，生成目標提示信息，目標提示信息用于指示駕駛員將方向盤回正。然后，獲取方向盤在回正之后的目標轉向角度。

9、根據上述技術手段，在駕駛模式發生切換的情況下，判斷初始方向盤轉向角度和當前駕駛模式下的末端位置的關系，之后，在初始方向盤轉向角度接近當前駕駛模式下的末端位置時，需要提示駕駛員初始方向盤轉向角度不適用于當前駕駛模式下的末端位置所提供的力矩反饋(即初始方向盤轉向角度在歷史駕駛模式下的力矩反饋無法直接過渡到在當前駕駛模式下的力矩反饋)，并提示駕駛員需要在回正方向盤后方可將虛擬末端位置更新為當前駕駛模式下的末端位置。此外，在方向盤回正過程中需要繼續保留歷史駕駛模式下的末端位置與初始方向盤轉向角度之間的力矩反饋關系。這樣一來，可以確保駕駛模式切換過程中方向盤上的力矩反饋的連貫性，提升駕駛體驗。

10、在一種可能的實施方式中，該方法還包括：在方向盤回正的情況下，將虛擬末端位置更新為當前駕駛模式對應的末端位置。

11、根據上述技術手段，在方向盤回正的情況下，將虛擬末端位置由歷史駕駛模式下的末端位置更新為當前駕駛模式下的末端位置，可以改變方向盤的虛擬末端位置的狀態，以同步當前駕駛模式下對方向盤的可轉動需求。

12、在一種可能的實施方式中，該方法還包括：在目標轉向角度遠離虛擬末端位置的情況下，獲取當前車速和當前電機轉速。然后，根據當前車速和當前電機轉速，確定方向盤的第二轉向力矩，第二轉向力矩為阻止方向盤繼續轉動的力矩，且第二轉向力矩均與當前車速和當前電機轉速呈正相關。

13、根據上述技術手段，通過在方向盤的轉向角度遠離虛擬末端位置時，基于當前車速和當前電極轉速，確定方向盤的末端力矩，可以在退出末端生效區間時利用車速和電極轉速，降低退出時的力矩，有效的減小方向盤回彈。

14、根據本技術提供的第二方面，提供一種方向盤的轉向力矩管理裝置，應用于車輛，該裝置包括：獲取模塊和處理模塊。

15、獲取模塊，用于獲取方向盤的目標轉向角度。獲取模塊，還用于在目標轉向角度接近虛擬末端位置的情況下，獲取當前車速、當前電機轉速和方向盤承受駕駛員的轉向力。處理模塊，用于根據目標轉向角度、當前車速、當前電機轉速和轉向力，確定方向盤的第一轉向力矩，第一轉向力矩為阻止方向盤繼續轉動的力矩，且第一轉向力矩均與目標轉向角度、當前車速、當前電機轉速和轉向力呈正相關。

16、在一種可能的實施方式中，獲取模塊，具體用于在目標轉向角度與虛擬末端位置之間的差值小于預設有效閾值的情況下，獲取當前車速、當前電機轉速和轉向力。

17、在一種可能的實施方式中，虛擬末端位置滿足以下任一項：虛擬末端位置等于車輛的車輪轉向的末端位置與預設轉向比之間的目標乘積。虛擬末端位置等于目標乘積與預設偏差之間的差值。虛擬末端位置等于車輛的當前駕駛模式對應的末端位置。

18、在一種可能的實施方式中，車輛包括多個駕駛模式，且一個駕駛模式對應一個末端位置。獲取模塊，具體用于獲取方向盤的初始轉向角度和車輛的歷史駕駛模式。處理模塊，具體用于在當前駕駛模式與歷史駕駛模式不相同、且初始轉向角度接近當前駕駛模式對應的末端位置的情況下，生成目標提示信息，目標提示信息用于指示駕駛員將方向盤回正。獲取模塊，還用于獲取方向盤在回正之后的目標轉向角度。

19、在一種可能的實施方式中，處理模塊，具體用于在方向盤回正的情況下，將虛擬末端位置更新為當前駕駛模式對應的末端位置。

20、在一種可能的實施方式中，獲取模塊，具體用于在目標轉向角度遠離虛擬末端位置的情況下，獲取當前車速和當前電機轉速。處理模塊，具體用于根據當前車速和當前電機轉速，確定方向盤的第二轉向力矩，第二轉向力矩為阻止方向盤繼續轉動的力矩，且第二轉向力矩均與當前車速和當前電機轉速呈正相關。

21、根據本技術提供的第三方面，提供一種電子設備，包括：處理器。用于存儲處理器可執行指令的存儲器。其中，處理器被配置為執行指令，以實現上述第一方面中任一種可能的實施方式的方法。

22、根據本技術提供的第四方面，提供一種計算機可讀存儲介質，當計算機可讀存儲介質中的指令由電子設備的處理器執行時，使得電子設備能夠執行上述第一方面中任一種可能的實施方式的方法。

23、根據本技術提供的第五方面，提供一種計算機程序產品，計算機程序產品包括計算機指令，當計算機指令在電子設備上運行時，使得電子設備執行上述第一方面中任一種可能的實施方式的方法。

24、由此，本技術的上述技術特征具有以下有益效果：

25、(1)在方向盤的轉向角度即將到達所預設的虛擬末端位置的情況下，通過參考方向盤轉角、駕駛員手力、電機轉速和車速，確定阻止方向盤繼續轉動的反饋力矩。這樣一來，通過為方向盤設置合適的轉向力矩，來提醒駕駛員對方向盤的可轉動空間，以實現有效的末端限位，進而實現對轉向輪的控制，使得車輛操縱更穩定，帶來更好的駕駛體驗。

26、(2)通過在虛擬末端位置之前劃分出一個長度為預設有效閾值的范圍，實時為目標轉向角度處于該范圍內的方向盤提供力矩反饋，以使得方向盤可以在該范圍內隨著轉向角度與虛擬末端位置之間的距離縮小，方向盤上的力矩反饋也隨之增大，降低在目標轉向角度到達虛擬末端位置后向方向盤提供力矩的單一反饋方式所帶來的反饋時延。

27、(3)在第一種方式下，通過轉向比和車輪轉向的末端位置可以計算得到方向盤虛擬末端位置，能夠為給駕駛員提供基礎手感，改善車輛的操控性能。在第二種方式下，車輛能夠在實際的方向盤虛擬末端位置之前，預先規劃并保留一段安全距離，當方向盤的轉動角度逐漸趨近于虛擬末端位置時，車輛會提供一個緩沖時段，以確保行車過程中的安全性與平穩性。在第三種方式下，虛擬末端位置等于車輛在當前駕駛模式下對應的末端位置，且不同的車輛駕駛模式，對應不同的虛擬末端位置。

28、(4)在駕駛模式發生切換的情況下，判斷初始方向盤轉向角度和當前駕駛模式下的末端位置的關系，之后，在初始方向盤轉向角度接近當前駕駛模式下的末端位置時，需要提示駕駛員初始方向盤轉向角度不適用于當前駕駛模式下的末端位置所提供的力矩反饋(即初始方向盤轉向角度在歷史駕駛模式下的力矩反饋無法直接過渡到在當前駕駛模式下的力矩反饋)，并提示駕駛員需要在回正方向盤后方可將虛擬末端位置更新為當前駕駛模式下的末端位置。此外，在方向盤回正過程中需要繼續保留歷史駕駛模式下的末端位置與初始方向盤轉向角度之間的力矩反饋關系。這樣一來，可以確保駕駛模式切換過程中方向盤上的力矩反饋的連貫性，提升駕駛體驗。

29、(5)在方向盤回正的情況下，將虛擬末端位置由歷史駕駛模式下的末端位置更新為當前駕駛模式下的末端位置，可以改變方向盤的虛擬末端位置的狀態，以同步當前駕駛模式下對方向盤的可轉動需求。

30、(6)通過在方向盤的轉向角度遠離虛擬末端位置時，基于當前車速和當前電極轉速，確定方向盤的末端力矩，可以在退出末端生效區間時利用車速和電極轉速，降低退出時的力矩，有效的減小方向盤回彈。

31、需要說明的是，第二方面至第五方面中的任一種實現方式所帶來的技術效果可參見第一方面中對應實現方式所帶來的技術效果，此處不再贅述。

32、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術。