CN112937545B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明公开了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，包括：车辆信号模块，自动驾驶控制器、转向系统、转向轮。车辆信号模块提供车辆运行状态的必要信息，自动驾驶控制器根据自动驾驶功能的要求，将相关指令发送给转向系统以驱动转向轮；转向系统通过算法判断驾驶员对于车辆运行的干扰行为，根据干扰和危害程度的不同，设计自适应转向干扰控制率，控制转向执行单元抑制和消除驾驶员转向干扰，保证车辆横向运动的稳定性。该控制系统响应快，能够实时保证转向系统对自动驾驶要求的精确跟随，能够有效增强自动驾驶横向控制安全。

Description

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

技术领域

本发明涉及自动驾驶车辆转向系统领域，特别是涉及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。

背景技术

自动驾驶技术的发展对于汽车产业具有里程碑式的意义，人们期待利用车辆的智能传感技术和控制设备提高道路交通的安全性，进一步提高驾驶的舒适性。然而自动驾驶也在颠覆一些传统的技术观念，例如，传统的汽车的主导是驾驶员，车辆的控制权完全由驾驶员决定，从功能安全要求的角度来看，任何违背驾驶员意图的操作都是有害的。

然而，人机共驾的格局会在L3,L4自动驾驶的智能汽车系统里面长期存在；在大多数的驾驶场景下，驾驶的主体会在智能汽车和驾驶员之间切换。在智能汽车为主导的驾驶工况下，驾驶员的角色转换为乘员，在某些情况下，驾驶员的操作与智能汽车的控制会有冲突，因此必须要有技术能够解耦驾驶员/乘员对智能汽车转向控制的影响，保证横向控制的时效性；特别是基于预期功能安全的极端场景下，横向控制的感知，判断，决策，执行的时间需要控制在毫秒级。现在大部分的研究都是把转向系统作为执行器，决策及控制在转向系统的上位机，人机共驾情况下横向控制系统信息传递链比较复杂。

因此，如何合理地控制，预防驾驶员干扰对于智能汽车在自动驾驶过程中的横向动态的影响是非常具有现实安全意义的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供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；在自动驾驶车辆行驶过程中，利用转向系统系统信息、车辆状态和自动驾驶控制信息，通过算法判断驾驶员对于车辆运行的干扰行为，根据干扰和危害程度的不同，设计自适应转向干扰控制率，控制转向执行单元抑制和消除驾驶员转向干扰，保证车辆横向运动的稳定性。

本发明提出了一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，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提供车辆运行状态的必要信息，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，将需要转向系统响应的输出轴转角指令发送给横向运动控制器；

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。

所述的转向轮被齿条驱动，实现车辆的横向运动。

上述方案中，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，驱动转向系统执行单元完成车辆的横向需要。

上述方案中，转向系统的机械连接顺序为，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；另外并联传递路径为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。

上述方案中，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模块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。

上述方案中，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。

本发明还提出了一种基于上述应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统的控制方法，包括如下工作模式：

1)手动驾驶阶段

转向系统根据驾驶员输入作为横向控制的期望目标，其中驾驶员输入力矩传递到转向方向盘，通过扭矩传感器单元监测，并发送信号传递到横向运动控制器，横向运动控制器根据助力扭矩请求，从而驱动转向系统执行单元，分配合适的横向位移，以精确控制转向轮。

2)自动驾驶模式阶段

横向运动控制器接收自动驾驶控制器的指令，然后驱动转向系统执行单元，在自动驾驶模式中，由于转向方向盘与转向系统执行单元通过机械相连接，因此驾驶员输入将视为对自动驾驶动态过程的干扰。

自动驾驶模式阶段，横向运动控制器仍将接收扭矩传感器单元信号，但是不作为执行指令，仅仅是驾驶员干扰的判断输入。

在自动驾驶模式，驾驶员干扰程度的判断，需要根据当前车辆的动态特征，其动态特征的定义为计算指标D_a＝∑(k₁V,k₂Y_a,k₃L_log,k₄L_lat),其中k₁，k₂，k₃，k₄为可标定系数，根据车辆情况设定，其一般范围：k₁为0.1～0.2，k₂为1～2，k₃为0.5～1，k₄为0.5～1；V，Y_a，L_log，L_lat分别为车速、横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度；当动态特征指标D_a大于门限值D₀时，且扭矩传感器信号值大于设定值，驾驶员干扰条件成立。

当判断驾驶员干扰成立，转向系统为了保证响应自动驾驶控制器的指令，需要对驾驶员的转向干扰进行抑制和消除，以保证转向执行系统输出的精确性，其中主要的目标是系统输出的转向输出轴角度θ_s跟随自动驾驶控制器的指令需求，不受驾驶员施加在转向方向盘的力矩干扰造成转向角度偏差。

在本发明一个较佳实施例中，自动驾驶控制器将转向角度请求发送给横向运动控制器，控制器中的扩张状态观测模块接收电机控制电流和输出轴实际输出角度，计算出观测偏差量，以便于在横向运动控制模块中补偿，这个补偿值即为控制律。横向运动控制模块根据扩张状态观测模块的输入，分配电机控制电流，从而控制电机输出扭矩，加上驾驶员的干扰力矩，最终输出到转向输出轴，并且产生实际的转向角度。

对于转向系统根据自动驾驶车辆转向需求建立基于输出轴的动力学方程：

其中J_s为转向系统等效转动惯量，B_s为转向系统等效阻尼，θ_s为转向轴角度，T_a为助力扭矩，T_r为负载扭矩；

其中T_m为助力电机输出扭矩，G_a为助力器传动比，为传动效率；

其中P_n为电机极对数，ψ_f为电机转子磁链，i_q为电机定子Q轴电流；

当驾驶员在自动驾驶工况下，干预转向方向盘时，修正的转向动力学方程为：

其中T_I为驾驶员作用在方向盘的干扰力矩；

根据实际情况需要，可以将自动驾驶控制器目标转角与输出轴角度θ_s的基准设为一致，从而更好抑制消除驾驶员输入的干扰。

根据以上1.1,1.2,1.3,2.1的转向系统动力学方程，可以推导出系统输出的转向角度θ_s和电机输入控制电流i(t)之间关系为：

其中i(t)为电机定子Q轴电流i_q随时间变化的函数，θ(t)是输出轴角度θ_s随时间变化的函数。

则转向系统应对驾驶员干预的系统可以描述为如下二阶系统：

其中x₁＝θ(t)，

考虑到转向系统的机械变差和路面的变化，将驾驶员的随机干扰和转向系统的扰动当作一个新的状态变量：

x₃(t)＝F(x_1,x₂,T_I(t),t)

加入原二阶系统中，得到新的状态方程：

对以上状态方程系统建立状态观测器：

其中，

ε₁为状态观测器与输出轴角度跟踪误差，z₁为x₁的跟踪值，z₂为x₂的跟踪值，z₃为3的跟踪值，β₀₁，和fal(ε₁,α₂,δ)为非线性函数，δ为误差限值。

其中，参数α₁和α₂为可标定量，取值范围为2～10，根据车辆状态进行设置，得到最终的控制律为：

其中i(t₀)为电机定子Q轴初始电流。

即转向系统根据自动驾驶控制器的角度请求，在驾驶员干扰情况下，通过设定的控制律，将干扰抑制消除。

本发明的有益效果：

1、本发明利用转向系统抑制驾驶员的干扰输入,能够有效增强自动驾驶横向控制安全。

2、本发明在不增加硬件成本的前提下，利用系统控制策略提升驾驶安全性，具有很好的社会经济效益。

3、本发明基于已有转向系统的系统架构，能够同时支持自动驾驶和非自动驾驶，具有很好的适应性。

4.本发明除了可以抑制驾驶员干扰，同样可以抑制类似的外界环境干扰，能够提高自动驾驶车辆横向稳定性。

附图说明

图1是本发明一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统结构示意图；

图2为车辆信号模块示意图；

图3为转向系统结构示意图

图4为横向运动控制器信号控制示意图

图5为应对驾驶员干扰的逻辑原理示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制系统，包括：车辆信号模块，自动驾驶控制器、转向系统、转向轮。

车辆信号模块如图2所示，主要是提供车辆运行的动态变化，主要参数包括车速、横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度；相关参数可以来自于ESC系统或者车身其他系统，需要经过整车标定，并且通过车辆CAN通讯接口发送信号；

自动驾驶控制器是车辆上自动驾驶功能的控制器，根据整车的功能定义，实现不同的自动驾驶功能，并且将整车的动态行驶要求分解到转向系统的控制指令，即转向系统需要响应的转向角度，指令信号的发出可以通过CAN通讯。

转向系统如图3所示，可以是管柱式，齿条式或者小齿轮助力式，为了方便理解，以管柱式助力电动转向系统为例，主要包括转向方向盘、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；上述方案中，转向系统的机械连接顺序为，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；另外并联传递路径为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。

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。信号类型可以是数字信号或者模拟量信号；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，信号类型可以是数字信号或者CAN通讯信号；通常情况下，扭矩传感器单元和角度传感器单元可以集成为一个总成部件，也可以作为独立部件，不会影响系统的功能。

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；电机可以是有刷电机或者永磁同步电机，本例中以永磁同步电机为例，助力器的助力比例可以根据车辆的需要改变，一般为20左右。

转向轮与转向系统的齿条通过拉杆连接，将齿条的移动转化为转向轮的角度变化，实现车辆的横向运动。

如图4所示，转向系统中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、根据自动驾驶功能、驾驶员输入、外界情况的变化，计算出合适的控制指令，通过控制器上的电路设计，驱动电机产生力矩，通过助力器放大力矩，驱动输出轴，齿轮齿条，最后完成车辆的横向运动的需要。

横向运动控制器是转向系统软件和控制算法的载体，集成了本发明的控制策略，主要包括：横向运动控制模块、转向扭矩控制、扩张状态观测模块。

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；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；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。其中，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。

一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制方法，包括非自动驾驶模式下驾驶员手动驾驶模式和自动驾驶模式下的自动转向工作模式；

在手动驾驶阶段，转向系统根据驾驶员输入作为横向控制的期望目标，其中驾驶员输入力矩传递到转向方向盘，通过扭矩传感器单元监测，并发送信号传递到横向运动控制器，横向运动控制器根据助力扭矩请求，从而驱动转向系统执行单元，分配合适的横向位移，以精确控制转向轮。

自动驾驶模式阶段，横向运动控制器接收自动驾驶控制器的指令，然后驱动转向系统执行单元，在自动驾驶模式中，由于转向方向盘与转向系统执行单元通过机械相连接，因此驾驶员输入将视为对自动驾驶动态过程的干扰。自动驾驶模式阶段，横向运动控制器仍将接收扭矩传感器单元信号，但是不作为执行指令，仅仅是驾驶员干扰的判断输入。

在自动驾驶模式，驾驶员干扰程度的判断，需要根据当前车辆的动态特征，其动态特征的定义为计算指标D_a＝∑(k₁V,k₂Y_a,k₃L_log,k₄L_lat),其中k₁，k₂，k₃，k₄为可标定系数，根据车辆情况设定；V，Y_a，L_log，L_lat分别为车速、横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度；当动态特征指标D_a大于门限值D₀时，且扭矩传感器信号值大于设定值，驾驶员干扰条件成立。

当判断驾驶员干扰成立，转向系统为了保证响应自动驾驶控制器的指令，需要对驾驶员的转向干扰进行抑制和消除，以保证转向执行系统输出的精确性，其中主要的目标是系统输出的转向输出轴角度θ_s跟随自动驾驶控制器的指令需求，不受驾驶员施加在转向方向盘的力矩干扰造成转向角度偏差。

如图5所示，自动驾驶控制器将转向角度请求发送给横向运动控制器，控制器中的扩张状态观测模块接收电流控制电流和输出轴实际输出角度，计算出观测偏差量，以便于在横向运动控制模块中补偿，这个补偿值即为控制律。横向运动控制模块根据扩张状态观测模块的输入，分配电机控制电流，从而控制电机输出扭矩，加上驾驶员的干扰力矩，最终输出到转向输出轴，并且产生实际的转向角度。

在本发明一个较佳实施例中，对于转向系统根据自动驾驶车辆转向需求建立基于输出轴的动力学方程：

其中J_s为转向系统等效转动惯量，B_s为转向系统等效阻尼，θ_s为转向轴角度，T_a为助力扭矩，T_r为负载扭矩；

其中T_m为助力电机输出扭矩，G_a为助力器传动比，为传动效率；

其中P_n为电机极对数，ψ_f为电机转子磁链，i_q为定子Q轴电流；

以上方程的建立是基于电机工作状态下转向系统的基本状态，以电机控制电流为控制量和输出轴角度为输出量。

在自动驾驶工况下，当驾驶员干预转向方向盘时，修正的转向动力学方程为：

其中T_I为驾驶员作用在方向盘的干扰力矩；

根据实际情况需要，可以将自动驾驶控制器目标转角与输出轴角度θ_s的基准设为一致，从而更好抑制消除驾驶员输入的干扰。

综合上述的方程组，可以推导出系统输出的输出轴角度θ_s和输入控制电流i(t)之间关系为：

其中i(t)为电机定子Q轴电流随时间变化的函数，θ(t)是输出轴角度随时间变化的函数。

则转向系统应对驾驶员干预的系统可以描述为如下二阶系统：

其中x₁＝θ(t)，

考虑到转向系统的机械变差和路面的变化，将驾驶员的随机干扰和转向系统的扰动当作一个新的状态变量：

x₃(t)＝F(x_1,x₂,T_I(t),t)

加入原二阶系统中，得到新的状态方程：

对以上状态方程系统建立状态观测器：

其中fal(ε₁,α₁,δ)和fal(ε₁,α₂,δ)为非线性函数

其中，参数α₁和α₂为可标定量，根据车辆状态进行设置，得到最终的控制律为：

其中i(t₀)为电机定子Q轴初始电流。

将上述控制律集成到转向系统的横向运动控制器，即将驾驶员干扰抑制和消除。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术所创的等效方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

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；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，并将该扭矩的电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，并将该角度的电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轮齿条驱动，实现车辆的横向运动；

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、侧向加速度的信号，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；

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模块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。

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的信号得到。

3.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将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。

4.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的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制方法，其特征在于，

在自动驾驶模式时，首先进行驾驶员干扰判断：根据当前车辆的动态特征指标D_a，当动态特征指标D_a大于门限值D₀时，且扭矩传感器单元的信号值大于设定值，驾驶员干扰条件成立；其动态特征的定义为计算指标D_a＝∑(k₁V,k₂Y_a,k₃L_log,k₄L_lat),其中k₁，k₂，k₃，k₄为可标定系数，根据车辆情况设定；V，Y_a，L_log，L_lat分别为车速、横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度；

当判断驾驶员干扰成立之后，自动驾驶控制器将转向角度请求发送给横向运动控制器，控制器中的扩张状态观测模块接收电机控制电流和输出轴角度，计算出观测偏差量，以便于在横向运动控制模块中补偿，这个补偿值即为控制律；横向运动控制模块根据扩张状态观测模块的输入，分配电机控制电流，从而控制电机输出扭矩，加上驾驶员的干扰力矩，最终输出到转向输出轴，并且产生实际的转向角度。

5.根据权利要求4所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制方法，其特征在于，所述控制律的设计方法包括：

对于转向系统根据自动驾驶车辆转向需求建立基于输出轴的动力学方程：

1.1:

其中J_s为转向系统等效转动惯量，B_s为转向系统等效阻尼，θ_s为输出轴角度，T_a为助力扭矩，T_r为负载扭矩；

1.2:

其中T_m为助力电机输出扭矩，G_a为助力器传动比，为传动效率；

1.3:

其中P_n为电机极对数，ψ_f为电机转子磁链，i_q为电机定子Q轴电流。

6.根据权利要求5所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制方法，其特征在于，所述控制律的设计还包括：当驾驶员在自动驾驶工况下，干预转向方向盘时，修正的转向动力学方程为：

2.1:

其中T_I为驾驶员作用在方向盘的干扰力矩；

根据实际情况需要，将自动驾驶控制器目标转角与输出轴角度θ_s的基准设为一致，从而更好抑制消除驾驶员输入的干扰；

根据以上1.1,1.2,1.3,2.1的转向系统动力学方程，推导出系统输出的输出轴角度和电机控制电流之间关系为：

其中i(t)为电机定子Q轴电流i_q随时间变化的函数，θ(t)是输出轴角度θ_s随时间变化的函数。

7.根据权利要求6所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制方法，其特征在于，所述控制律的设计还包括：

将转向系统应对驾驶员干预的系统描述为如下二阶系统方程：

其中x₁＝θ(t)，考虑到转向系统的机械变差和路面的变化，将驾驶员的随机干扰和转向系统的扰动当作一个新的状态变量：

x₃(t)＝F(x_1,x₂,T_I(t),t)

加入原二阶系统中，得到新的状态方程：

对以上状态方程对应的系统建立状态观测器：

其中fal(ε₁,α₁,δ)和fal(ε₁,α₂,δ)为非线性函数

其中，参数α₁和α₂为可标定量，根据车辆状态进行设置，得到最终的控制律为：

其中i(t₀)为电机定子Q轴初始电流。

8.根据权利要求4所述的一种应对驾驶员干扰的自动驾驶汽车转向控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在手动驾驶模式时，转向系统根据驾驶员输入作为横向控制的期望目标，其中驾驶员输入力矩传递到转向方向盘，通过扭矩传感器单元监测，并发送信号传递到横向运动控制器，横向运动控制器根据助力扭矩请求，从而驱动转向系统执行单元，分配合适的横向位移，以精确控制转向轮。