CN111572625A - 一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法及装置，涉及汽车技术领域，本发明通过向控制器和车身稳定控制器之间的参数交互及计算得到虚拟的方向盘绝对转角值，替代方向盘转角传感器，实施了该方案的车辆可以不安装方向盘转角传感器获取到方向盘撞角实时的绝对值，节约了整车制造成本，降低了整个系统的复杂度，同时节省了装配空间。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法及装置。
背景技术
随着汽车工业的发展，越来越多的车辆装备了电动助力转向机、车身稳定控制系统、车道保持辅助系统、自动泊车系统、360环视系统等；而精确的转向角度信号对于这些系统功能的正常运转及性能的有效保证都有重要意义。
相关技术中，转向绝对转角的0度位置为车辆直行时的转向机管柱位置，而车辆行驶时的转向绝对转角值为当前方向盘转角相对直行时0度位置的角度。车道保持辅助系统、自动泊车系统、360环视、倒车影像辅助等系统都需要用到方向盘绝对角度值。
目前所用的一般方法都是通过在车上安装方向盘转角传感器获取方向盘绝对转角的精确值。但是，这样会增加装配空间占用以及整个系统的复杂性，增加整车制造成本。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法及装置，节省装配空间，降低整个系统的复杂度，节约整车制造成本。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，包括以下步骤：
电动转向控制器通过马达位置传感器得到马达位置；
电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；
车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，并回传给电动转向控制器；
电动转向控制器收到相对转角差值与差值可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，并发送至整车网络。
在上述技术方案的基础上，当相对转角度的转角可信度超出范围时，车身稳定控制器取上一时刻的相对转角值进行绝对转角与相对转角的差值的计算；
当差值可信度超出范围时，电动转向控制器取上一时刻的差值计算绝对转角值。
在上述技术方案的基础上，电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度，其计算方法为：
相对转角值θ＝η(λ*μ+α)，其中λ为马达位置传感器读数，η为相对转角关于马达传感器位置的函数，μ为补偿系数，α为补偿值。
在上述技术方案的基础上，车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，其计算公式为：
绝对转角与相对转角的差值β＝ρ(δ，γ，t)，其中δ为4轮轮速的均方差，γ为侧向加速度在一段时间内的平均值，t为计算所取的样本时间；ρ为计算绝对转角与相对转角的差值的函数；
β在一段时间t内求导得到差值可信度τ。
在上述技术方案的基础上，电动转向控制器收到相对转角差值与可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，其计算公式为：
绝对转角值＝相对转角值θ+差值β。
本发明还提供一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，包括电动转向控制器和车身稳定控制器：
电动转向控制器用于：通过马达位置传感器得到马达位置；根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；收到车身稳定控制器反馈的相对转角差值与差值可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，并发送至整车网络；
车身稳定控制器用于：根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，并回传给电动转向控制器。
在上述技术方案的基础上，所述车身稳定控制器还用于：当相对转角度的转角可信度超出范围时，取上一时刻的相对转角值进行绝对转角与相对转角的差值的计算；
所述电动转向控制器还用于：当差值可信度超出范围时，取上一时刻的差值计算绝对转角值。
在上述技术方案的基础上，电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度，其计算公式为：
相对转角值θ＝η(λ*μ+α)，其中λ为马达位置传感器读数，η为相对转角关于马达传感器位置的函数，μ为补偿系数，α为补偿值。
在上述技术方案的基础上，车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，其计算公式为：
绝对转角与相对转角的差值β＝ρ(δ，γ，t)，其中δ为4轮轮速的均方差，γ为侧向加速度在一段时间内的平均值，t为计算所取的样本时间；ρ为计算绝对转角与相对转角的差值的函数；
β在一段时间t内求导得到差值可信度τ。
在上述技术方案的基础上，电动转向控制器收到相对转角差值与可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，其计算公式为：
绝对转角值＝相对转角值θ+差值β。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明通过向控制器和车身稳定控制器之间的参数交互及计算得到虚拟的方向盘绝对转角值，替代方向盘转角传感器。实施了该方案的车辆可以不安装方向盘转角传感器获取到方向盘撞角实时的绝对值，节约了整车制造成本，降低了整个系统的复杂度，同时节省了装配空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
图1是本发明实施例的电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，包括以下步骤：
电动转向控制器通过马达位置传感器得到马达位置；
电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；
车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，并回传给电动转向控制器；
电动转向控制器收到相对转角差值与差值可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，并发送至整车网络。
具体实现步骤如图1中流程所示：
S00、整车上电唤醒电动转向控制器；
S10、电动动转向控制器通过马达位置传感器得到马达位置；
S20、电动转向控制器计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；
S30、车身稳定控制器通过结合轮速、侧向加速度、相对转角值计算绝对转角与相对转角的差值；
S40、电动转向控制器得到差值与差值可信度后，核对相关算值的准确性，计算绝对转角值；
S50、电动转向控制器将计算无误的模拟绝对转角值发送至整车网络。
本发明实施例通过向控制器和车身稳定控制器之间的参数交互及计算得到虚拟的方向盘绝对转角值，替代方向盘转角传感器，实施了该方案的车辆可以不安装方向盘转角传感器获取到方向盘撞角实时的绝对值，节约了整车制造成本，降低了整个系统的复杂度，同时节省了装配空间。
优选的，当相对转角度的转角可信度超出范围时，车身稳定控制器取上一时刻的相对转角值进行绝对转角与相对转角的差值的计算；当差值可信度超出范围时，电动转向控制器取上一时刻的差值计算绝对转角值。
优选的，电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度，其计算公式为：
相对转角值θ＝η(λ*μ+α)，其中λ为马达位置传感器读数，η为相对转角关于马达传感器位置的函数，μ为补偿系数，α为补偿值。
优选的，车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，其计算公式为：
绝对转角与相对转角的差值β＝ρ(δ，γ，t)，其中δ为4轮轮速的均方差，γ为侧向加速度在一段时间内的平均值，t为计算所取的样本时间；ρ为计算绝对转角与相对转角的差值的函数；
β在一段时间t内求导得到差值可信度τ。
优选的，电动转向控制器收到相对转角差值与可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，其计算公式为：
绝对转角值＝相对转角值θ+差值β。
后一时刻t1时的|τ|值与前一时刻t的|τ|值做对比：if|τ(t1)≤|τ|(t)，则用t1时刻的相对转角差β(t1)替换前一时刻的β(t)；否则t1时刻沿用上一时刻的β。
可以理解的是，本发明实施例采用电动转向控制器测量相对方向盘角度。相对转向角度为车辆启动时的方向盘位置相对于管柱的角度。而相对转向角度与绝对方向盘角度之间的差值可以由车身稳定控制器计算得到。电动转向机的绝对转角值＝相对转向角度+相对转向角度与绝对转向角度的差值。电动转向控制器将相对转向角度和相对转向角度可信度发送给车身稳定系统控制器；车身稳定系统控制器收到该值后，通过将车辆4个轮速结合其内部三轴向传感器得到的纵向和侧向加速度计算出相对转向角度与绝对转向角度的差值。车身稳定系统控制器将得到的差值和差值的精确度传回给电动转向控制器，电动转向控制器计算出方向盘绝对转角后将该值发送到整车网络上，其他需要该值的控制器可以从整车网络上直接获取到方向盘绝对转角值。
进一步的，为加强绝对转角值的计算精度，当相对转向角度可信度超出范围时车身稳定控制器取上一时刻的相对转向角进行差值的计算，同理当差值精确度超出范围时电动转向控制器取上一时刻的有效差值计算转向绝对转角值。
参见图2所示，本发明实施例提供一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，包括电动转向控制器和车身稳定控制器：
电动转向控制器用于：通过马达位置传感器得到马达位置；根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；收到车身稳定控制器反馈的相对转角差值与差值可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，并发送至整车网络；
车身稳定控制器用于：根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，并回传给电动转向控制器。
可以理解的是，目前所用的一般方法都是通过在车上安装方向盘转角传感器获取方向盘绝对转角的精确值。但是这样会增加装配空间占用以及整个系统的复杂性，增加整车制造成本。
而采用本发明实施例的技术方案，车辆可以不安装方向盘转角传感器获取到方向盘撞角实时的绝对值，节约了整车制造成本，降低了整个系统的复杂度，同时节省了装配空间。
优选的，所述车身稳定控制器还用于：当相对转角度的转角可信度超出范围时，取上一时刻的相对转角值进行绝对转角与相对转角的差值的计算；所述电动转向控制器还用于：当差值可信度超出范围时，取上一时刻的差值计算绝对转角值。从而可以有效保障绝对转角值计算的精确度。
优选的，电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度，其计算公式为：
相对转角值θ＝η(λ*μ+α)，其中λ为马达位置传感器读数，η为相对转角关于马达传感器位置的函数，μ为补偿系数，α为补偿值。
优选的，车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，其计算公式为：
绝对转角与相对转角的差值β＝ρ(δ，γ，t)，其中δ为4轮轮速的均方差，γ为侧向加速度在一段时间内的平均值，t为计算所取的样本时间；ρ为计算绝对转角与相对转角的差值的函数；
β在一段时间t内求导得到差值可信度τ。
优选的，电动转向控制器收到相对转角差值与可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，其计算公式为：
绝对转角值＝相对转角值θ+差值β。
进一步的，为加强绝对转角值的计算精度，后一时刻t1时的|τ值与前一时刻t的|τ|值做对比：if|τ|(t1)≤|τ|(t)，则用t1时刻的相对转角差β(t1)替换前一时刻的β(t)；否则t1时刻沿用上一时刻的β。
整个装置之间的信号交换如图2所示：电动转向控制器将根据马达位置传感器计算得到的相对转角和相对转角可信度发送给车身稳定控制器，车身稳定控制器结合其内部计算的侧向加速度、车速及来自整车网络的四轮轮速等参数计算得到绝对转角和相对转角的差值及相关的计算精度，车身稳定控制器将绝对转角和相对转角的差值及精度发送给电动转向控制器后，电动转向控制器最终得到精确的绝对转角值并发送至整车网络。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
电动转向控制器通过马达位置传感器得到马达位置；
电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；
车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，并回传给电动转向控制器；
电动转向控制器收到相对转角差值与差值可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，并发送至整车网络。
2.如权利要求1所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，其特征在于：
当相对转角度的转角可信度超出范围时，车身稳定控制器取上一时刻的相对转角值进行绝对转角与相对转角的差值的计算；
当差值可信度超出范围时，电动转向控制器取上一时刻的差值计算绝对转角值。
3.如权利要求1所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，其特征在于，电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度，其计算方法为：
相对转角值θ＝η(λ*μ+α)，其中λ为马达位置传感器读数，η为相对转角关于马达传感器位置的函数，μ为补偿系数，α为补偿值。
4.如权利要求1所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，其特征在于，车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，其计算公式为：
绝对转角与相对转角的差值β＝ρ(δ，γ，t)，其中δ为4轮轮速的均方差，γ为侧向加速度在一段时间内的平均值，t为计算所取的样本时间；ρ为计算绝对转角与相对转角的差值的函数；
β在一段时间t内求导得到差值可信度τ。
5.如权利要求1所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法，其特征在于，电动转向控制器收到相对转角差值与可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，其计算公式为：
绝对转角值＝相对转角值θ+差值β。
6.一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，其特征在于，包括电动转向控制器和车身稳定控制器：
电动转向控制器用于：通过马达位置传感器得到马达位置；根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度并发送给车身稳定控制器；收到车身稳定控制器反馈的相对转角差值与差值可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，并发送至整车网络；
车身稳定控制器用于：根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，并回传给电动转向控制器。
7.如权利要求6所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，其特征在于：
所述车身稳定控制器还用于：当相对转角度的转角可信度超出范围时，取上一时刻的相对转角值进行绝对转角与相对转角的差值的计算；
所述电动转向控制器还用于：当差值可信度超出范围时，取上一时刻的差值计算绝对转角值。
8.如权利要求6所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，其特征在于，电动转向控制器根据马达位置，计算得到相对转角值及转角可信度，其计算公式为：
相对转角值θ＝η(λ*μ+α)，其中λ为马达位置传感器读数，η为相对转角关于马达传感器位置的函数，μ为补偿系数，α为补偿值。
9.如权利要求6所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，其特征在于，车身稳定控制器根据轮速、侧向加速度、相对转角值，计算绝对转角与相对转角的差值与差值可信度，其计算公式为：
绝对转角与相对转角的差值β＝ρ(δ，γ，t)，其中δ为4轮轮速的均方差，γ为侧向加速度在一段时间内的平均值，t为计算所取的样本时间；ρ为计算绝对转角与相对转角的差值的函数；
β在一段时间t内求导得到差值可信度τ。
10.如权利要求6所述的电动转向机转向绝对角度虚拟计算装置，其特征在于，电动转向控制器收到相对转角差值与可信度时，根据相对转角值和所述差值计算绝对转角值，其计算公式为：
绝对转角值＝相对转角值θ+差值β。
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| CN202010338935.6A CN111572625A (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种电动转向机转向绝对角度虚拟计算方法及装置 |
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| CN (1) | CN111572625A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114044052A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-15 | 东风悦享科技有限公司 | 一种基于车辆直行判断的虚拟方向盘转角传感器系统及方法 |
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2020
- 2020-04-26 CN CN202010338935.6A patent/CN111572625A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114044052A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-15 | 东风悦享科技有限公司 | 一种基于车辆直行判断的虚拟方向盘转角传感器系统及方法 |
| CN114044052B (zh) * | 2021-11-25 | 2022-08-12 | 东风悦享科技有限公司 | 一种基于车辆直行判断的虚拟方向盘转角传感器系统及方法 |
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