[0001] 本发明涉及车辆的转向机构，尤其涉及四轮转向系统转角响应方法、车辆及储存介质。

[0002] 随着汽车转向技术的发展，乘用车转向系统助力形式已经由无助力、液压助力升级为电动助力，基于电动助力的线控转向系统在传统转向系统的基础上实现了转向管柱和转向器的机械解耦，另外，部分车辆还带有四轮独立转向系统，通过在每个车轮转向系统配置独立的电机控制器可以实现四个车轮各自独立转动，互不干扰，配合行驶系统能够实现原地转向、斜向行驶、蟹行行驶、定点绕圆等车辆转向和行驶状态，大大提升了车辆的转向及行驶灵活性。

[0003] 四轮独立转向系统相比传统转向系统具有更大的灵活性，同时出现电控相关故障的可能性也远远大于传统转向系统，在现时的四轮独立转向系统中，缺少识别四轮独立转向系统与整车控制系统交互时潜在的失效模式，当信号交互出现问题时则无法判断是否能做出下一步动作，因此，亟需一种可明确四轮独立转向系统在失效时转角响应的方法。

[0032] 下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0033] 在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，因此不能理解为对本发明的限制。

[0034] 在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0035] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

[0036] 四轮转向系统是冗余转向系统，即由两组控制器和两组电机组成，两组控制器分别为主控制器与备用控制器，当一路助力失效后，另一路仍能提供50%助力，使功能安全等级达到ASIL‑D，大大降低了硬件失效率。在正常进行自动转向时，独立转向系统上层自动驾驶系统为整车控制系统，整车控制系统给四轮转向系统发送转角指令，四轮转向系统根据整车控制系统转向角度请求值（前左轮的转向角度、前右轮的转向角度、后左轮的转向角度、后右轮的转向角度）与扭矩转角传感器解析角度，通过传动比换算后得到车轮实际角度，做差后经过位置比例控制得到目标转速。在电机转速使能时，通过电机转速经传动比换算后得到方向盘实际转速，电机转速未使能时，通过扭矩转角传感器获得方向盘实际转速，方向盘目标转速与实际转速做差获得转速差。转速差在速度环中经过比例积分控制得到角度闭环扭矩，该扭矩经端部保护作用后与补偿功能的扭矩叠加并经校正后得到电机扭矩请求，在电机中产生相应的电流，从而调整车辆的行进方向，进而实现相应的车轮转向。

[0037] 参照图1，根据本发明第一方面实施例的四轮转向系统转角响应方法，包括但不限于以下步骤：步骤S100，获取转向角度请求。此时整车控制系统向四轮转向系统发送转角指令，四轮转向系统接收获得转向角度请求。

[0038] 步骤S200，判断四轮转向系统是否失效；当四轮转向系统失效时，进入步骤S300，获取四轮转向系统的失效状态。判断四轮转向系统与整车控制系统是否能实现正常的信号交互，当四轮转向系统与整车控制系统能实现正常的信号交互时，四轮转向系统能正常地执行转向角度请求；当四轮转向系统与整车控制系统不能实现正常的信号交互时，此时四轮转向系统内存在异常情况，亦即四轮转向系统内存在失效，此时需要获取四轮转向系统的具体失效状态。

[0039] 步骤S400，根据失效状态确定对应的响应策略。不同的失效状态存在有不同的执行方式，当失效状态较为严重时，则无法继续执行转向角度请求，因此，根据此时四轮转向系统内具体的失效状态确定对应此时需要执行的响应策略。

[0040] 步骤S500，根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求。通过对应此时失效状态下的响应策略，可在四轮控制系统与整车控制系统信号无法正常交互时准确地判断是否继续执行转向角度请求，从而提高四轮转向系统在自动驾驶时的执行能力与安全性。

[0041] 由上述可知，当获取得到转向角度请求时，判断四轮转向系统是否与失效，当四轮转向系统失效时，亦即四轮转向系统与整车控制系统交互时存在失效的问题，此时四轮转向系统中存在有失效部分，无法与整车控制系统实现正常的信号交互，因此，获取四轮转向系统的失效状态，并根据具体所确定得到的失效状态而确定对应的响应策略，此时再根据此响应策略对应地判断四轮转向系统是否能够继续执行所接收到的转向角度请求，如此通过设置不同的响应策略与失效状态相互配对，使得四轮转向系统在不同的失效状态下具有可响应的执行策略，有效解决四轮控制系统与整车控制系统信号交互出现问题时无法判断是否继续执行转向角度请求的问题，从而提高自动驾驶行车时的安全性。

[0042] 在四轮转向系统的控制逻辑中，四轮转向系统自动驾驶模式控制的状态机通过CAN通信，从整车控制系统接收转向角度请求接口状态及请求值、故障状态、车速、请求响应的功能模式，四轮转向系统中车轮转角控制的扭矩计算模块接收转角请求值和方向、车速、车轮转角、电机转速等信息，并受状态机控制，根据转角闭环功能输出电机请求扭矩，因此，根据此四轮转向系统的控制逻辑确定其涉及存在的失效状态，失效状态包括：车速信息失效、无法接收整车控制决策信号、扭矩转角传感器信息失效、电机转子位置传感器信息失效、供电失效与电机相关驱动失效，在步骤300中，获取四轮转向系统的失效状态，包括但不限于以下步骤：获取车速信息失效、无法接收整车控制决策信号、扭矩转角传感器信息失效、电机转子位置传感器信息失效、供电失效与电机相关驱动失效中的至少一种。当四轮转向系统出现失效时，需要获取得到车速信息失效、无法接收整车控制决策信号、扭矩转角传感器信息失效、电机转子位置传感器信息失效、供电失效与电机相关驱动失效中具体的一种，从而确定在四轮转向系统的控制逻辑中是哪一个环节出现影响四轮转向系统与整车控制系统的正常交互。

[0043] 在步骤300中，作为失效状态的实施例一，如图2所示，当获取的失效车速为车速信息失效时，在步骤S500的根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求，包括但不限于以下步骤：步骤S511，判断备用控制器是否可获取车辆速度。四轮转向系统为冗余转向系统，正常使用时，由内部的主控制器接收车辆速度，当主控制器无法获取车辆速度时，亦即获取车速信息失效，此时需要先由备用控制器判断是否可获取车辆速度，以确定能否继续执行转向角度请求。

[0044] 当备用控制器可获取车辆速度时，进入步骤S512，控制备用控制器根据当前获取的车辆速度控制四轮转向系统执行转向角度请求。此时备用控制器可获取得到车辆速度，根据备用控制器获取得到的车辆速度，备用控制器可对应此车辆速度对四轮转向系统配置对应的车速，从而执行转向角度请求。

[0045] 当备用控制器不可获取车辆速度时，进入步骤S513，控制四轮转向系统以预设的速度执行转向角度请求。此时备用控制器同样无法正常地获取得到车辆速度，在此情况下，并不影响四轮转向系统对转向角度请求的执行，因此，四轮转向控制系统以预先设定的速度执行，例如以较低的车速执行转向角度请求，以确保自动转向的安全性。

[0046] 在步骤300中，作为失效状态的实施例二，如图3所示，当获取的失效车速为无法接收整车控制决策信号时，在步骤500的根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求，包括但不限于以下步骤：步骤S521，判断备用控制器是否可接收整车控制决策信号。由于四轮转向系统为冗余转向系统，正常使用时，由内部的主控制器接收整车控制决策信号，当主控制器无法获取整车控制决策信号时，亦即无法接收整车控制决策信号，此时需要先由备用控制器判断是否可获取整车控制决策信号，以确定能否继续执行转向角度请求。

[0047] 当备用控制器可接收整车控制决策信号时，进入步骤S522，控制四轮转向系统继续执行转向角度请求。此时备用控制器可正常地接收整车控制决策信号，获得转向角度请求，转用备用控制器进行通信，从而实现四轮转向系统继续执行转向角度请求。

[0048] 当备用控制器不可接收整车控制决策信号时，进入步骤S523，控制四轮转向系统停止转向。此时在四轮转向系统中，主控制器与备用控制器均无法接收转向角度请求，四轮转向系统与整车控制系统无法实现正常的信号交互，因此，需要停止四轮转向系统对转向角度请求的执行。

[0049] 扭矩转角传感器通过SENT协议向ISS发送车轮转向角度位置信息，通过角度跟随和游标算法解析扭矩转角传感器发送的角度信息，此角度信息通过传动比换算后用于角度反馈控制，同时能够反馈车轮的转角位置，在步骤300中，作为失效状态的实施例三，如图4所示，当获取的失效车速为扭矩转角传感器信息失效时，在步骤S500中，根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求，包括但不限于步骤：步骤S531，判断备用控制器是否可接收车轮角度信息。由于四轮转向系统为冗余转向系统，正常使用时，由内部主控制器内的扭矩转角传感器接收车轮角度信息，当主控制器内的扭矩转角传感器发生SENT协议故障、信号超限故障、TAS角度同步性校验故障、游标置信度等故障，扭矩转角传感器的角度会被判断为无效，此时主控制器无法获取车轮角度信息时，亦即获取扭矩传感器信息失效，需要先由备用控制器判断是否可获取车轮角度信息，以确定能否继续执行转向角度请求。

[0050] 当备用控制器可接收车轮角度信息时，进入步骤S532，控制四轮转向系统继续执行转向角度请求。此时备用控制器可正常地接收车轮角度信息，获得转向角度请求，转用备用控制器进行通信，从而实现四轮转向系统继续执行转向角度请求。

[0051] 当备用控制器不可接收车轮角度信息时，进入步骤S533，控制四轮转向系统停止转向。此时在四轮转向系统中，主控制器与备用控制器均无法接收车轮角度信息、响应转向角度请求，四轮转向系统与整车控制系统无法实现正常的信号交互，因此，需要停止四轮转向系统对转向角度请求的执行。

[0052] 在步骤300中，作为失效状态的实施例四，当获取的失效车速为电机转子位置传感器信息失效时，如图5所示，在步骤S500中，根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求，包括但不限于以下步骤：步骤S541，获取第一正弦和余弦信号。由于四轮转向系统为冗余转向系统，先由四轮转向系统内的主控制器获得第一正弦和余弦信号。

[0053] 步骤S542，判断第一正弦和余弦信号是否在预设正常工作阈值内。在正常工作时，第一正弦和余弦信号位于预设正常工作阀值内，例如，预设正常工作阈值为[0,2750]，因此，判断第一正弦和余弦信号是否超过正常工作阈值，从而初步判断电机转子位置传感器信息是否正常。

[0054] 当第一正弦和余弦信号在预设正常工作阈值时，进入步骤S543，控制备用控制器获取第二正弦和余弦信号。例如，第一正弦和余弦信号在正常工作阈值[0,2750]内，此时再通过备用控制器获取第二正统和余弦信号，以进行进一步的判断。

[0055] 步骤S544，根据第一正弦和余弦信号与第二正弦和余弦信号计算得到角度信号差值。通过主控制器内电机转子位置传感器获取的信息与备用控制器内电机转子位置传感器获取的信息进行比较，得到角度信号差值，从而判断电机转子位置传感器信号检验是否存在故障。

[0056] 步骤S545，判断角度信号差值是否在预设信号差阈值内。在正常工作时，角度信号差值在预先设定的信号差阈值内，例如，判断角度信号差值是否大于4.1°，从而进一步对电子转子位置传感器进行校验。

[0057] 当角度信号差值在预设信号差阈值内时，进入步骤S546，控制四轮转向系统继续执行转向角度请求。当角度信号差值位于4.1°内时，此时四轮转向系统通过检验，可响应转向角度请求，因此，控制四轮转向系统继续执行转向角度请求。

[0058] 另外，在步骤S542中，当第一正弦和余弦信号不在预设正常工作阈值时，此时在初步检测中，即判断出无法响应转向角度请求，又或者是在步骤S545中，当角度信号差值不在预设信号差阈值内时，此时在再次检测出，角度信号差值超过4.1°，判断出无法响应转向角度请求，进入步骤S547，控制四轮转向系统停止转向。

[0059] 在步骤300中，作为失效状态的实施例五，当获取的失效车速为供电失效时，如图6所示，在步骤S500中，根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求，包括但不限于以下步骤：步骤S551，获取电器元件的电压参数，并获取对应电器元件的预设电压阈值。在此实施例中需要判断供电是否正常，因此，需要获取主要电器元件的电压参数，以进行后续的电压比较判断。

[0060] 步骤S552，判断电压参数是否在预设电压阈值。不同的电器元件具有不同的预设电压阈值，因此，判断电器元件的电压是否在对应预先设定的电压阈值内，当电压参数在预设电压阈值内时，则为供电正常；当电压参数不在预设电压阈值内时，则为供电失效。

[0061] 当电压参数在预设电压阈值内时，进入步骤S553，控制四轮转向系统继续执行转向角度请求。在检测电器元件不存在供电失效的情况下，四轮转向系统可继续执行转向角度请求。

[0062] 电器元件包括有多种具体的执行元器件，电器元件包括发动机控制单元、微控制器、扭矩转角传感器与电机转子位置传感器，因此，在步骤S551中，获取电器元件的电压参数，包括：获取发动机控制单元的电压参数、微控制器的电压参数、扭矩转角传感器的电压参数与电机转子位置传感器的电压参数。

[0063] 当获取发动机控制单元的电压参数时，在步骤S552中进行判断对应的预设电压阈值为9V至18V之间，当电压参数不在预设电压阈值内时，进入步骤S554，发送一般故障报警，并且控制四轮转向系统的助力降级。当获取微控制器的电压参数时，在步骤S552中进行判断对应的预设电压阈值不超过3V；当获取扭矩转角传感器的电压参数与电机转子位置传感器的电压参数时，在步骤S552中进行判断对应的预设电压阈值为4.9V至5.15V之间，当发动机控制单元的电压参数、微控制器的电压参数、扭矩转角传感器的电压参数中任一个超过预设电压阈值时，则进入步骤S555，控制四轮转向系统停止转向。

[0064] 在步骤300中，作为失效状态的实施例六，当获取的失效车速为电机相关驱动失效时，在步骤S500中，根据响应策略判断四轮转向系统是否继续执行转向角度请求，包括但不限于以下步骤：步骤S561，获取电机相关驱动工作状态。在此实施例中需要对电机相关驱动的工作状态进行判断，因此，需要先获取电机相关驱动工作状态。

[0065] 步骤S562，判断电机相关驱动工作状态是否正常。电机相关驱动在正常工作时，整个电机相关驱动部分可正常运行，当存在有部分运行故障时，此时对应该电机相关驱动部分的工作状态表现异常。

[0066] 当电机相关驱动工作状态正常时，步骤S563，控制四轮转向系统继续执行转向角度请求。在对电机相关驱动检测正常的情况下，四轮转向系统可继续执行转向角度请求。

[0067] 电机相关驱动工作状态包括：金属氧化物半导体场效应晶体管温度状态、三相电流状态、预驱电路输出状态、驱动电路输出状态，因此，在步骤S561中，获取电机相关驱动工作状态，包括：获取金属氧化物半导体场效应晶体管温度状态、三相电流状态、预驱电路输出状态、驱动电路输出状态。

[0068] 当在步骤S563中判断金属氧化物半导体场效应晶体管温度状态不正常时，亦即金属氧化物半导体场效应晶体管的温度超过限制，此时进入步骤S564中，发送一般故障报警，并且控制四轮转向系统的助力降级。当在步骤S563中判断三相电流状态、预驱电路输出状态、驱动电路输出状态中任一个不正常时，亦即三相电流超过限制、预驱电路输出故障、驱动电路输出故障或卡死，此时四轮转向系统无法正常工作，因此进入步骤S565，控制四轮转向系统停止转向。

[0069] 根据本发明第二方面实施例的一种车辆，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程序，程序被处理器执行时实现上述的四轮转向系统转角响应方法。车辆可以为私家车，例如轿车、SUV、MPV或皮卡等。车辆也可以为运营车，例如面包车、公交车、小型货车或大型拖挂车等。车辆需要具有能够输出动力或作为发电机储存机械能的电动机。当车辆为新能源车时，其可以为混动车，也可以为纯电车。

[0070] 车辆在使用此四轮转向系统转角响应方法，通过设置不同的响应策略与失效状态相互配对，使得四轮转向系统在不同的失效状态下具有可响应的执行策略，有效解决四轮控制系统与整车控制系统信号交互出现问题时无法判断是否继续执行转向角度请求的问题，从而提高自动驾驶行车时的安全性。

[0071] 根据本发明第三方面实施例的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行上述的四轮转向系统转角响应方法。

[0072] 上述的四轮转向系统转角响应方法可被实现为计算机程序，被有形地包含于计算机可读存储介质，当处理器使用此计算机可读存储介质进行四轮转向系统转角响应方法，通过设置不同的响应策略与失效状态相互配对，使得四轮转向系统在不同的失效状态下具有可响应的执行策略，有效解决四轮控制系统与整车控制系统信号交互出现问题时无法判断是否继续执行转向角度请求的问题，从而提高自动驾驶行车时的安全性。

[0073] 值得注意的是，由于本发明实施例的计算机可读存储介质能够执行上述任一实施例的四轮转向系统转角响应方法，因此，本发明实施例的计算机可读存储介质的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的四轮转向系统转角响应方法的具体实施方式和技术效果。

[0074] 此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或计算机指令，计算机程序或计算机指令存储在计算机可读存储介质中，计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取计算机程序或计算机指令，处理器执行计算机程序或计算机指令，使得计算机设备执行上述的四轮转向系统转角响应方法。

[0075] 值得注意的是，由于本发明实施例的计算机程序产品能够执行上述任一实施例的四轮转向系统转角响应方法，因此，本发明实施例的计算机程序产品的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的四轮转向系统转角响应方法的具体实施方式和技术效果。

[0076] 本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD‑ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

[0077] 本发明实施例还提供一种车辆控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现上述实施例的四轮转向系统转角响应方法。

[0078] 以车辆控制装置中的处理器和存储器可以通过总线连接为例。存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至控制装置。

[0079] 实现上述实施例的控制方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例中的四轮转向系统转角响应方法。

[0080] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

[0081] 以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。