CN112026912B - 一种自动驾驶转向角度检测方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动驾驶转向角度检测方法及电子设备，方法包括：获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，涡轮与方向盘助力电机的转子连接，转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，转向机齿轮与涡轮通过中间轴连接，转向机与车轮连接；向自动驾驶转向控制单元输出涡轮转角、转向机齿轮转角、和/或车轮转角。本发明通过电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，采用涡轮转角、转向机齿轮转角、和/或车轮转角作为自动驾驶的控制角度，提升高级驾驶辅助系统的控制精度及响应速度。

Description

一种自动驾驶转向角度检测方法及电子设备

技术领域

本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种自动驾驶转向角度检测方法及电子设备。

背景技术

自动驾驶中经常需要控制车辆转向。一般来说，自动驾驶计算出需要转向的角度，然后控制车辆转向，并获取车辆的转向角度以进行对比，并根据对比结果调整车辆。

由于车辆的车轮上难以安装太多的传感器。如图1所示，现有技术在方向盘1’下安装方向盘转角(Steering Wheel Sensor，SAS)传感器2’，以方向盘转角传感器1’的检测角度，作为车辆的转向角度。如图2所示，将SAS传感器2’输出的当前角度，与高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)控制器5’输出的目标角度，输入到电动助力转向系统(Electric Power Steering)控制器6’中进行角度比较，然后EPS控制器6’的EPS角度控制模块61’调整所输出的电机电流，驱动方向盘助力电机进行转动。

然而，方向盘转角传感器的响应慢，且方向盘的转角需要经过中间轴3’传递到转向机4’，然后由转向机4’驱动车辆。在传递过程中，需要用到万向节进行传递，万向节的十字节叉有不等速特点，因此方向盘转角传感器检测到的方向盘转角，与最终的车轮转角无法形成精准的对应关系，导致根据方向盘转角计算得到的车辆转向角度精度较低。而自动驾驶对转向角度控制精度和响应快速性都有很高的要求。因此，采用方向盘转角传感器的检测角度作为自动驾驶的控制角度，难以做到车道保持。特别在自动驾驶转弯时，容易冲出弯道，无法实现辅助自动驾驶。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术采用方向盘转角传感器的检测角度作为自动驾驶的控制角度，无法满足对转向角度控制精度和响应快速性要求的技术问题，提供一种自动驾驶转向角度检测方法及电子设备。

本发明提供一种自动驾驶转向角度检测方法，包括：

获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。

进一步地，所述根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，具体包括：

将电机转子角度，根据预设的减速比，换算为涡轮的涡轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，将所述涡轮转角输入中间轴传递函数，得到转向机齿轮的转向机齿轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，根据涡轮转角确定转向机齿轮的转向机齿轮转角，将所述转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角。

更进一步地，所述中间轴传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮连接的输入轴与所述中间轴的夹角，所述输入轴与所述中间轴通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮连接的输出轴与所述中间轴的夹角，所述输出轴与所述中间轴通过第二万向节连接，τ为所述输入轴与所述中间轴所在的第一平面与所述输出轴与所述中间轴所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角。

进一步地，还包括：

在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角；

将根据电机转子角度所确定的涡轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述涡轮转角与所述方向盘转角的差值作为第一差值，在车辆行驶过程中，基于所述第一差值对根据电机转子角度所确定的涡轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述转向机齿轮转角与所述方向盘转角的差值作为第二差值，在车辆行驶过程中，基于所述第二差值对根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的车轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述车轮转角与所述方向盘转角的差值作为第三差值，在车辆行驶过程中，基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正。

更进一步地，所述在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，具体包括：

在车辆启动时，获取方向盘的扭矩值及转向角速度，如果在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值，则获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，并保存所述方向盘转角，否则，获取上一次车辆启动时所保存的方向盘转角。

本发明提供一种自动驾驶转向角度检测电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。

进一步地，所述根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，具体包括：

将电机转子角度，根据预设的减速比，换算为涡轮的涡轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，将所述涡轮转角输入中间轴传递函数，得到转向机齿轮的转向机齿轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，根据涡轮转角确定转向机齿轮的转向机齿轮转角，将所述转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角。

更进一步地，所述中间轴传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮连接的输入轴与所述中间轴的夹角，所述输入轴与所述中间轴通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮连接的输出轴与所述中间轴的夹角，所述输出轴与所述中间轴通过第二万向节连接，τ为所述输入轴与所述中间轴所在的第一平面与所述输出轴与所述中间轴所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角。

进一步地，所述处理器还能够：

在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角；

将根据电机转子角度所确定的涡轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述涡轮转角与所述方向盘转角的差值作为第一差值，在车辆行驶过程中，基于所述第一差值对根据电机转子角度所确定的涡轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述转向机齿轮转角与所述方向盘转角的差值作为第二差值，在车辆行驶过程中，基于所述第二差值对根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的车轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述车轮转角与所述方向盘转角的差值作为第三差值，在车辆行驶过程中，基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正。

更进一步地，所述在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，具体包括：

在车辆启动时，获取方向盘的扭矩值及转向角速度，如果在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值，则获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，并保存所述方向盘转角，否则，获取上一次车辆启动时所保存的方向盘转角。

本发明通过电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，采用涡轮转角、转向机齿轮转角、和/或车轮转角作为自动驾驶的控制角度，提升高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)的控制精度及响应速度。

附图说明

图1为现有技术的助力系统结构示意图；

图2为现有技术的自动驾驶角度控制的系统原理图；

图3为本发明一实施例一种自动驾驶转向角度检测方法的工作流程图；

图4为助力系统结构示意图；

图5为本发明一实施例的系统原理图；

图6为本发明第二实施例一种自动驾驶转向角度检测方法的工作流程图；

图7为本发明一实施例中间传递函数计算示意图；

图8为本发明一实施例中位计算示意图；

图9为本发明最佳实施例一种自动驾驶转向角度检测的工作流程图；

图10为本发明一种自动驾驶转向角度检测电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

附图标记

1’-方向盘；2’SAS传感器；3’-中间轴；4’-转向机；5’-ADAS控制器；6’-ESP控制器；61’-EPS角度控制模块；1-方向盘助力电机；2-涡轮；3-中间轴；4-转向机；5-车轮；6-ESP控制器；61-EPS角度推算模块；62-EPS角度控制模块；7-ADAS控制器；8-输入轴；9-输出轴；

实施例一

如图3所示为本发明一实施例一种自动驾驶转向角度检测方法的工作流程图，包括：

步骤S301，获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

步骤S302，根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

步骤S303，向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。

本实施例主要应用在车载电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)，例如EPS控制器上。

具体来说，如图4所示为助力转向系统的结构，包括：方向盘助力电机1、与方向盘助力电机1的转子连接的涡轮2，与涡轮2连接的中间轴3、转向机4、以及车轮5，转向机4上设置有转向机齿轮41。

执行步骤S301时，从方向盘助力电机1中获取转子的电机转子角度，方向盘助力电机1可以为无刷电机，通过无刷电机位置传感器，可以得到电机转子角度。

然后，执行步骤S302，根据电机转子角度计算涡轮转角、转向机齿轮转角、和/或车轮转角，并执行步骤S303，向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。自动驾驶转向控制单元，可以为高级驾驶辅助系统(AdvancedDriving Assistance System，ADAS)。

如图5所示，可以由EPS控制器6的EPS角度推算模块61，执行步骤S301至步骤S303，得到所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。然后输出到作为自动驾驶转向控制单元的EPS角度控制模块62，并与ADAS控制器7所确定的目标角度进行比较，根据比较结果调整所输出的电机电流，驱动方向盘助力电机进行转动。ADAS控制器7可以通过摄像头等方式得到目标角度。而所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角目的与ADAS控制器7所确定的目标角度进行比较，以控制电机反应快慢。轮胎实际角度和指令角度差值越大，电机需要越快速的响应。

步骤S303可以输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角，具体需要输出哪种角度，则根据ADAS控制器7所选择的目标角度来确定。

本发明通过电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，采用涡轮转角、转向机齿轮转角、和/或车轮转角作为自动驾驶的控制角度，提升高级驾驶辅助系统的控制精度及响应速度。

实施例二

如图6所示为本发明第二实施例一种自动驾驶转向角度检测方法的工作流程图，包括：

步骤S601，获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

步骤S602，将电机转子角度，根据预设的减速比，换算为涡轮的涡轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，将所述涡轮转角输入中间轴传递函数，得到转向机齿轮的转向机齿轮转角，所述中间轴传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮连接的输入轴与所述中间轴的夹角，所述输入轴与所述中间轴通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮连接的输出轴与所述中间轴的夹角，所述输出轴与所述中间轴通过第二万向节连接，τ为所述输入轴与所述中间轴所在的第一平面与所述输出轴与所述中间轴所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，根据涡轮转角确定转向机齿轮的转向机齿轮转角，将所述转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角；

所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

步骤S603，在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角；

在其中一个实施例中，所述在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，具体包括：在车辆启动时，获取方向盘的扭矩值及转向角速度，如果在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值，则获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，并保存所述方向盘转角，否则，获取上一次车辆启动时所保存的方向盘转角；

步骤S604，将根据电机转子角度所确定的涡轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述涡轮转角与所述方向盘转角的差值作为第一差值，在车辆行驶过程中，基于所述第一差值对根据电机转子角度所确定的涡轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述转向机齿轮转角与所述方向盘转角的差值作为第二差值，在车辆行驶过程中，基于所述第二差值对根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的车轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述车轮转角与所述方向盘转角的差值作为第三差值，在车辆行驶过程中，基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正；

步骤S605，向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。

具体来说，电机转子角度通过电机位置传感器的值计算确定。然后将电机转子角度根据减速比换算得到涡轮角度。而转向机齿轮转角则通过中间轴传递函数计算得到。最后，将转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角。

其中，如图7所示为中间传递函数计算示意图，中间传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮2连接的输入轴8与所述中间轴3的夹角，所述输入轴8与所述中间轴3通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮41连接的输出轴9与所述中间轴3的夹角，所述输出轴9与所述中间轴3通过第二万向节连接，τ为所述输入轴8与所述中间轴3所在的第一平面与所述输出轴9与所述中间轴3所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角，^为幂运算。其中，节叉相位角为第一万向节的节叉与第二万向节的节叉的相位角。

转向机齿轮车轮转角传递函数可以通过预先标定确定，例如将转向机齿轮转角和对应的车轮转角作为一组(转向机齿轮转角，车轮转角)数据。采集多组(转向机齿轮转角，车轮转角)数据，然后形成以转向机齿轮转角为输入，以车轮转角为输出的函数曲线。

步骤S603、S604实现涡轮转角、转向机齿轮转角、车轮转角的对中计算。

如图8所示，以车轮转角为例，ESP解算器通过控制器局域网络(Controller AreaNetwork，CAN)总线获取方向盘转角传感器信号，与车轮转角进行中位计算，得到两者的差值(Offset)，中位计算(Offset值计算)结束，相应地输出解算器中位修正状态。对于涡轮转角，则Offset即为第一差值，对于转向机齿轮转角，则Offset即为第二差值，对于车轮转角，则Offset即为第三差值。每次引擎启动(IGN ON)后即进行中位计算，且只实施一次。当解算器内部值异常时，维持上次的正常值。例如，中位计算的条件为：在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值时，执行中计算。如果在引擎启动时，上述中位计算条件不满足，则认为解算器内部值异常，维持上次的正常值。

在行车过程中，解算器将中位计算的结果和EPS解算器内部计算出的车轮转角结合，例如相加，算出绝对车辆角度作为绝对控制角度，即基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正。

本实施例具体实现了涡轮转角、转向机齿轮转角、车轮转角的计算方式。同时，通过方向盘转角传感器对涡轮转角、转向机齿轮转角、车轮转角进行对中，提高角度的准确性。

实施例三

如图9所示为本发明最佳实施例一种自动驾驶转向角度检测的工作流程图，包括：

步骤S901，通过无刷电机位置传感器，得到电机转子角度；

步骤S902，通过减速比换算出涡轮转角；

步骤S903，通过中间轴传递函数计算出转向机齿轮转角；

步骤S904，通过转向机齿轮车轮转角传递函数计算出车轮转角；

步骤S905，输出绝对控制角度和中位修正标识，中位修正的Offset值，通过SAS中位角度标定中位得到，绝对控制角度通过车轮转角与Offset结合得到，例如将车轮转角与Offset相加。

如希望采用转向机齿轮转角或涡轮转角作为控制角度，则以转向机齿轮转角或涡轮转角进行间隙补偿及中位标定输出即可。

本发明通过电机转子角度计算出绝对控制角度，精度可由SAS角度的0.1°提升到0.01°。同时，通过计算可以直接得出车轮转角用于控制，提升系统响应速度。

实施例四

如图10所示为本发明一实施例一种自动驾驶转向角度检测电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器1001；以及，

与至少一个所述处理器1001通信连接的存储器1002；其中，

所述存储器1002存储有可被至少一个所述处理器1001执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器1001执行，以使至少一个所述处理器1001能够：

获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。

电子设备优选为汽车电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)，例如ESP控制器。图10中以一个处理器1001为例。

电子设备还可以包括：输入装置1003和显示装置1004。

处理器1001、存储器1002、输入装置1003及显示装置1004可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器1002作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的自动驾驶转向角度检测对应的程序指令/模块，例如，图3所示的方法流程。处理器1001通过运行存储在存储器1002中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的自动驾驶转向角度检测。

存储器1002可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据自动驾驶转向角度检测的使用所创建的数据等。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1002可选包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行自动驾驶转向角度检测的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置1003可接收输入的用户点击，以及产生与自动驾驶转向角度检测的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置1004可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器1002中，当被所述一个或者多个处理器1001运行时，执行上述任意方法实施例中的自动驾驶转向角度检测。

本发明通过电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，采用涡轮转角、转向机齿轮转角、和/或车轮转角作为自动驾驶的控制角度，提升高级驾驶辅助系统的控制精度及响应速度。

实施例五

本发明第五实施例一种自动驾驶转向角度检测电子设备，包括：

至少一个处理器；

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

将电机转子角度，根据预设的减速比，换算为涡轮的涡轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，将所述涡轮转角输入中间轴传递函数，得到转向机齿轮的转向机齿轮转角，所述中间轴传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮连接的输入轴与所述中间轴的夹角，所述输入轴与所述中间轴通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮连接的输出轴与所述中间轴的夹角，所述输出轴与所述中间轴通过第二万向节连接，τ为所述输入轴与所述中间轴所在的第一平面与所述输出轴与所述中间轴所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，根据涡轮转角确定转向机齿轮的转向机齿轮转角，将所述转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角；

所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角；

在其中一个实施例中，所述在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，具体包括：在车辆启动时，获取方向盘的扭矩值及转向角速度，如果在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值，则获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，并保存所述方向盘转角，否则，获取上一次车辆启动时所保存的方向盘转角；

将根据电机转子角度所确定的涡轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述涡轮转角与所述方向盘转角的差值作为第一差值，在车辆行驶过程中，基于所述第一差值对根据电机转子角度所确定的涡轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述转向机齿轮转角与所述方向盘转角的差值作为第二差值，在车辆行驶过程中，基于所述第二差值对根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的车轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述车轮转角与所述方向盘转角的差值作为第三差值，在车辆行驶过程中，基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正；

向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角。

本实施例具体实现了涡轮转角、转向机齿轮转角、车轮转角的计算方式。同时，通过方向盘转角传感器对涡轮转角、转向机齿轮转角、车轮转角进行对中，提高角度的准确性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种自动驾驶转向角度检测方法，其特征在于，包括：

获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角；

所述根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，具体包括：

将电机转子角度，根据预设的减速比，换算为涡轮的涡轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，将所述涡轮转角输入中间轴传递函数，得到转向机齿轮的转向机齿轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，根据涡轮转角确定转向机齿轮的转向机齿轮转角，将所述转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角；

所述中间轴传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮连接的输入轴与所述中间轴的夹角，所述输入轴与所述中间轴通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮连接的输出轴与所述中间轴的夹角，所述输出轴与所述中间轴通过第二万向节连接，τ为所述输入轴与所述中间轴所在的第一平面与所述输出轴与所述中间轴所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶转向角度检测方法，其特征在于，还包括：

在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角；

将根据电机转子角度所确定的涡轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述涡轮转角与所述方向盘转角的差值作为第一差值，在车辆行驶过程中，基于所述第一差值对根据电机转子角度所确定的涡轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述转向机齿轮转角与所述方向盘转角的差值作为第二差值，在车辆行驶过程中，基于所述第二差值对根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的车轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述车轮转角与所述方向盘转角的差值作为第三差值，在车辆行驶过程中，基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶转向角度检测方法，其特征在于，所述在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，具体包括：

在车辆启动时，获取方向盘的扭矩值及转向角速度，如果在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值，则获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，并保存所述方向盘转角，否则，获取上一次车辆启动时所保存的方向盘转角。

4.一种自动驾驶转向角度检测电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

获取方向盘助力电机的转子的电机转子角度；

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，所述涡轮与所述方向盘助力电机的转子连接，所述转向机齿轮为设置在转向机上的齿轮，所述转向机齿轮与所述涡轮通过中间轴连接，所述转向机与所述车轮连接；

向自动驾驶转向控制单元输出所述涡轮转角、所述转向机齿轮转角、和/或所述车轮转角；

所述根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角、转向机齿轮的转向机齿轮转角、和/或车轮的车轮转角，具体包括：

将电机转子角度，根据预设的减速比，换算为涡轮的涡轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，将所述涡轮转角输入中间轴传递函数，得到转向机齿轮的转向机齿轮转角；或者

根据电机转子角度，确定涡轮的涡轮转角，根据涡轮转角确定转向机齿轮的转向机齿轮转角，将所述转向机齿轮转角输入转向机齿轮车轮转角传递函数，得到车轮的车轮转角；

所述中间轴传递函数为：ψ₂＝arctan(tanψ₁/cosβ_e)，其中：

ψ₂为转向机齿轮转角、ψ₁为涡轮转角；

β_e^4＝β₁^4+β₂^4-2β₁β₂cos2(τ-φ)，其中：β₁为与所述涡轮连接的输入轴与所述中间轴的夹角，所述输入轴与所述中间轴通过第一万向节连接，β₂为与所述转向机齿轮连接的输出轴与所述中间轴的夹角，所述输出轴与所述中间轴通过第二万向节连接，τ为所述输入轴与所述中间轴所在的第一平面与所述输出轴与所述中间轴所在的第二平面之间的平面夹角，φ为所述第一万向节与所述第二万向节的节叉相位角。

5.根据权利要求4所述的自动驾驶转向角度检测电子设备，其特征在于，所述处理器还能够：

在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角；

将根据电机转子角度所确定的涡轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述涡轮转角与所述方向盘转角的差值作为第一差值，在车辆行驶过程中，基于所述第一差值对根据电机转子角度所确定的涡轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述转向机齿轮转角与所述方向盘转角的差值作为第二差值，在车辆行驶过程中，基于所述第二差值对根据电机转子角度所确定的转向机齿轮转角进行修正；或者

将根据电机转子角度所确定的车轮转角与所述方向盘转角进行比对，得到所述车轮转角与所述方向盘转角的差值作为第三差值，在车辆行驶过程中，基于所述第三差值对根据电机转子角度所确定的车轮转角进行修正。

6.根据权利要求5所述的自动驾驶转向角度检测电子设备，其特征在于，所述在车辆启动时，获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，具体包括：

在车辆启动时，获取方向盘的扭矩值及转向角速度，如果在预设持续时间内，方向盘的扭矩值小于等于预设扭矩阈值且方向盘的转向角速度小于等于预设转向角速度阈值，则获取方向盘转角传感器的方向盘转角传感器信息，根据所述方向盘转角传感器信息确定方向盘转角，并保存所述方向盘转角，否则，获取上一次车辆启动时所保存的方向盘转角。

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