[发明专利]一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统及方法

权利要求书

1.一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，其特征在于，包括：车辆信号模块，自动驾驶控制器、转向系统、转向轮；

所述的车辆信号模块用于采集车辆运行状态信息，包括车速、横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度等；车速是表征车辆运行速度的特征信号，横摆角速度是表征车辆稳定程度的特征信号，纵向加速度是表征车辆前进方向的速度变化，侧向加速度是表征车辆前进时侧向方向的速度变化；

所述的自动驾驶控制器根据自动驾驶功能的要求，将与转向系统的相关指令发送给转向系统内的横向运动控制器；

所述的转向系统包括转向方向盘、扭矩传感器单元、转角传感器单元、横向运动控制器、电机、助力器、输出轴、齿轮齿条；

转向方向盘用于获取驾驶员输入，以便驾驶员的输入转换为操纵扭矩，并将扭矩传递到扭矩传感器单元；

扭矩传感器单元将转向方向盘传递的扭矩转换为电信号，并将该扭矩信号实时传递给横向运动控制器；

转角传感器单元将转向方向盘转动的角度转换为电信号，并将该角度信号实时传递给横向运动控制器；

电机、助力器、输出轴、齿轮齿条组成转向系统执行单元、其功能是将横向运动控制器的控制指令转换为电机的扭矩，并通过助力器的放大，经过输出轴的转移，带动齿轮齿条的运动；

所述的转向轮由所述齿条驱动，实现车辆的横向运动。

2.根据权利要求1所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，其特征在于，所述的横向运动控制器接收扭矩传感器单元、转角传感器单元、自动驾驶控制器、车速、横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度信号、根据实时情况的变化，计算出合适的控制指令，驱动转向系统完成车辆的横向需要。

3.根据权利要求2所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，其特征在于，所述横向运动控制器包括：横向运动控制模块、转向扭矩控制模块、扩张状态观测模块；

所述的横向运动控制模块根据转向角度请求和扩张状态观测模块输出的控制偏差，生成控制律保证转向角度响应的精准性；

所述的转向扭矩控制是根据电机实际工作电流计算出电机扭矩，并且对扭矩值进行实时的监测；

所述的扩张状态观测模块，通过接收实际输出轴角度和电机控制电流，建立对于驾驶员干扰的控制观测量。

4.根据权利要求3所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，其特征在于，所述的转向角度请求和输出轴角度都基于转向系统中的转角传感器单元信号得到。

5.根据权利要求1所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，其特征在于，所述的转向系统的机械驱动关系为：一方面，转向方向盘通过扭矩传感器单元和转角传感器单元转向力矩输入到输出轴，再到齿轮齿条，最后驱动转向轮；另一方面，转向方向盘通过扭矩传感器单元并联传递至横向运动控制器控制电机扭矩，通过助力器放大电机扭矩，传递到输出轴，再到齿轮齿条，然后驱动转向轮。