CN113830167B - 一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质，其包括以下步骤：计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于；将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效。本发明涉及的一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质，由于将计算得到的差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行了比较，可以确定当前扭矩角度传感器的具体状态，以及方向盘的转向角度是否有效，能够对方向盘的转向角度进行精细化判断，基本可以达到ASIL D级的精度要求。

Description

一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质。

背景技术

随着汽车智能化网联化的发展，电动助力转向系统与自动泊车、ADAS(高级驾驶辅助系统)等的横向控制，需要更加到精确性，鲁棒性，安全性，防止发生故障的风险，其中，方向盘的转向角度的控制策略至关重要，方向盘角度丢失严重影响电动助力转向系统及整车的正常功能及功能安全等级。由此方向盘角度的控制策略需进一步提高。以便更加精确的控制车辆轨迹。

相关技术中，目前电动助力转向系统的转向角度功能安全等级只达到ASIL(汽车安全完整性等级)的B级，车辆对功能安全等级或安全目标没有要求，基本都达不到ASIL D级的精度要求。

因此，有必要设计一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质，以克服上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质，以解决相关技术中电动助力转向系统的转向角度功能安全等级只达到ASIL B级，基本达不到ASIL D级的精度要求的问题。

第一方面，提供了一种电动助力转向系统的角度验证方法，其包括以下步骤：计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于转向电机内；将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效。

一些实施例中，所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效，包括：将所述差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述扭矩角度传感器的阈值；若是，则方向盘的转向角度有效；否则，将所述差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述差值角度的阈值；若所述差值角度小于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度无效；若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效。

一些实施例中，在所述若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效之后，还包括：当所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值时，将所述齿条位置传感器的角度同步为所述扭矩角度传感器的角度。

一些实施例中，在所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效之后，还包括：当判断出当前点火周期方向盘的转向角度无效时，在下一个点火周期报出故障码，并提示驾驶员进行方向盘的角度初始化学习。

一些实施例中，在所述计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于转向电机内之前，还包括：根据所述扭矩角度传感器的硬件特性获取所述扭矩角度传感器的阈值。

一些实施例中，所述差值角度的阈值根据电动助力转向系统中公差环发生打滑时，所述扭矩角度传感器与所述齿条位置传感器产生的角度差确定。

第二方面，提供了一种电动助力转向系统的角度验证装置，其包括：计算模块，其用于计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于；判断模块，其用于将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效。

第三方面，提供了一种车辆，其包括上述的电动助力转向系统的角度验证装置。

第四方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述处理器加载并执行以实现上述的电动助力转向系统的角度验证方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行以实现上述的电动助力转向系统的角度验证方法。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质，由于计算了扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，并且将计算得到的差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行了比较，可以确定方向盘的转向角度是否有效，能够对方向盘的转向角度进行精细化判断，基本可以达到ASIL D级的精度要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种角度验证方法的流程示意图；

图2为图1中S102的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电动助力转向系统的角度验证方法，其能解决相关技术中电动助力转向系统的转向角度功能安全等级只达到ASIL B级，基本达不到ASIL D级的精度要求的问题。

参见图1所示，为本发明实施例提供的一种电动助力转向系统的角度验证方法，其可以包括以下步骤：S101：车辆上电后，计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述扭矩角度传感器的角度也即转向器的输入轴转动的角度，其中，扭矩角度传感器也即TAS，所述齿条位置传感器安装于转向电机内，所述齿条位置传感器的角度也即转子转动的角度，其中，齿条位置传感器也即RPS。S102：将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效，也即，在该步骤中，将所述差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较判断，且将所述差值角度与所述差值角度的阈值进行比较判断，进而可以判断出方向盘的转向角度是有效还是无效。本实施例中，由于实时采集了所述扭矩角度传感器的角度，可以得知转向器的输入轴实时转动的角度，且实时采集了所述齿条位置传感器的角度，可以得知转子实时转动的角度，计算所述扭矩角度传感器的角度与所述齿条位置传感器的角度之间的差值，也即得到转向器的输入轴转动的角度与转子转动的角度之间的差距，将计算得到的差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，并且将差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，可以确定所述扭矩角度传感器的角度与所述齿条位置传感器的角度之间的差距是偏大还是偏小，进而可以确定方向盘的转向角度是否有效，能够对方向盘的转向角度进行精细化判断，基本可以达到ASILD级的精度要求。

参见图2所示，在一些实施例中，于步骤S102中，所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效，可以包括：S201：将所述差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述扭矩角度传感器的阈值，本实施例中，以所述扭矩角度传感器的阈值为3.6°为例，判断所述差值角度是否小于3.6°；若是，则说明扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度差值相对较小，内部转角信号相对可靠，方向盘的转向角度有效，对当前点火周期没有影响，车辆可以正常行驶，不需要报出故障代码(DTC)；S202：否则，也即所述差值角度大于或者等于3.6°，将所述差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述差值角度的阈值，本实施例中，以所述差值角度的阈值为14°为例(由于扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度必须小于15°，此处将阈值取为14°)，判断所述差值角度是否小于14°；若所述差值角度小于所述差值角度的阈值，也即小于14°，则说明扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度差值相对较大，内部转角信号不可靠，此时方向盘的转向角度无效，可以报出故障码，但是方向盘的转向角度无效对当前点火周期不影响，在其他实施例中，当前点火周期也可以不报出故障码；若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效，当前点火周期可以不报出故障码，因为正常状况下，所述差值角度一般不会出现大于或者等于所述差值角度的阈值的情况，即使出现快速发生对机械系统也不会造成损坏，发生所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值的情况时，一般是发生了机械故障，此种状况的概率较小。在其他实施例中，也可以先将所述差值角度与14°进行比较判断，再将所述差值角度与3.6°进行比较判断。

在一些可选的实施例中，在所述若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效之后，还可以包括：当所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值时，将所述齿条位置传感器的角度同步为所述扭矩角度传感器的角度，也即，当前点火周期需要自动将所述扭矩角度传感器的角度同步过来初始化所述齿条位置传感器的角度，使所述齿条位置传感器的角度与所述扭矩角度传感器的角度相等，同时，此时一般电动助力转向系统发生机械故障，驾驶员可以对车辆的电动助力转向系统进行检测和维修，以使电动助力转向系统恢复正常。且在下一个点火周期(也即再此启动车辆时)也不需要报出故障码，且方向盘的转向角度有效。

在一些实施例中，在所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效之后，还可以包括：当判断出当前点火周期方向盘的转向角度无效时，可以在下一个点火周期报出故障码，并提示驾驶员进行方向盘的角度初始化学习，具体的，角度初始化学习可以包括以下操作步骤，缓慢向左转动方向盘，将方向盘打死到底，然后回正，再缓慢向右转动方向盘，将方向盘打死到底，然后回正。

在一些可选的实施例中，所述扭矩角度传感器的阈值可以根据所述扭矩角度传感器的硬件特性获取，也即，由于每个传感器的硬件组成结构不同，每个传感器转动角度的最大值也不同，所述扭矩角度传感器根据其硬件特性会存在对应的阈值，根据所述扭矩角度传感器的硬件特性能够获取所述扭矩角度传感器的阈值。

进一步，在一些实施例中，所述差值角度的阈值可以根据所述电动助力转向系统中公差环发生打滑时，所述扭矩角度传感器与所述齿条位置传感器产生的角度差确定。具体的，在所述电动助力转向系统中，所述齿条位置传感器位于转向电机内，所述转向电机可以驱动传动机构，且所述传动机构内设有公差环，所述传动机构可驱动齿条移动，所述公差环在所述电动助力转向系统中起到保护所述传动机构的作用，在所述公差环发生打滑后，所述公差环可以对机械件进行保护，所述公差环的设计本来就是允许打滑的，当所述公差环的打滑不是连续且快速地发生，对机械件不会造成损伤，而公差环连续快速的打滑在正常驾驶工况下几乎不会遇到。可以根据设计经验，当所述公差环发生打滑时，输入轴转动的角度与转子转动的角度之间会产生一个角度差，该角度差为一个临界值(本实施例中，临界值为14°)，当输入轴转动的角度与转子转动的角度之差大于这个临界值时，说明公差环发生打滑，电动助力转向系统发生了机械损坏，需要对电动助力转向系统进行维修。

本发明实施例还提供了一种电动助力转向系统的角度验证装置，其可以包括：计算模块，其用于计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于转向电机内；判断模块，其用于将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效。

具体的，车辆上电后，计算模块可以对扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值进行计算；然后计算模块可以将计算得到的差值角度传送至判断模块，判断模块可以采集有扭矩角度传感器的阈值以及所述差值角度的阈值，判断模块还可以将所述差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，并将所述差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，从而判断方向盘的转向角度是否有效；本实施例中，以所述扭矩角度传感器的阈值为3.6°，所述差值角度的阈值为14°为例，将所述差值角度与3.6°进行比较，判断所述差值角度是否小于3.6°；若是，则说明扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度差值相对较小，内部转角信号相对可靠，方向盘的转向角度有效，对当前点火周期没有影响，车辆可以正常行驶，不需要报出故障代码(DTC)；否则，也即所述差值角度大于或者等于3.6°，将所述差值角度与14°进行比较，判断所述差值角度是否小于14°；若所述差值角度小于所述差值角度的阈值，也即小于14°，则说明扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度差值相对较大，内部转角信号不可靠，此时方向盘的转向角度无效，可以报出故障码，但是方向盘的转向角度无效对当前点火周期不影响。

本发明实施例还提供了一种车辆，其包括上述的电动助力转向系统的角度验证装置。也即，在车辆的行车电脑中可以安装上述电动助力转向系统的角度验证装置，使得行车电脑具备精细化验证方向盘的转向角度的功能，每次车辆点火启动后，行车电脑屏幕上能够精准的提示电动助力转向系统是否有故障存在，并根据具体不同的状态提示驾驶员进行不同的操作，来达到ASIL D级的精细化控制要求；当电动助力转向系统的角度验证装置判断出所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值时，电动助力转向系统的角度验证装置会自动将所述齿条位置传感器的角度同步为所述扭矩角度传感器的角度，使所述齿条位置传感器的角度与所述扭矩角度传感器的角度相等；当电动助力转向系统的角度验证装置判断出当前点火周期方向盘的转向角度无效时，可以在下一个点火周期报出故障码，并提示驾驶员进行方向盘的角度初始化学习。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述处理器加载并执行以实现上述的电动助力转向系统的角度验证方法。所述处理器可以加载并执行以实现上述任一实施例中的电动助力转向系统的角度验证方法，所述角度验证方法在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行以实现上述的电动助力转向系统的角度验证方法。计算机可读存储介质包括用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、DVD或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。

本发明实施例提供的一种角度验证方法、装置、车辆、设备和介质的原理为：

由于实时采集了所述扭矩角度传感器的角度，可以得知转向器的输入轴实时转动的角度，且实时采集了所述齿条位置传感器的角度，可以得知转子实时转动的角度，计算所述扭矩角度传感器的角度与所述齿条位置传感器的角度之间的差值，也即得到转向器的输入轴转动的角度与转子转动的角度之间的差距，将计算得到的差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，并且将差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，可以确定所述扭矩角度传感器的角度与所述齿条位置传感器的角度之间的差距是偏大还是偏小，进而可以确定当前扭矩角度传感器的具体状态，以及方向盘的转向角度是否有效，能够对方向盘的转向角度进行精细化判断，使转向系统能够识别方向盘的转向角度处于无效状态的情况，并以最大100ms的错误等待时间切换到安全状态，基本可以达到ASIL D级的精度要求，避免电动转向系统被锁住。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电动助力转向系统的角度验证方法，其特征在于，其包括以下步骤：

根据扭矩角度传感器的硬件特性获取所述扭矩角度传感器的阈值；

计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于转向电机内；

将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效；

所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效，包括：

将所述差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述扭矩角度传感器的阈值；

若是，则方向盘的转向角度有效；

否则，将所述差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述差值角度的阈值；

若所述差值角度小于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度无效；

若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效；

所述差值角度的阈值根据电动助力转向系统中公差环发生打滑时，所述扭矩角度传感器与所述齿条位置传感器产生的角度差确定。

2.如权利要求1所述的电动助力转向系统的角度验证方法，其特征在于，在所述若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效之后，还包括：

当所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值时，将所述齿条位置传感器的角度同步为所述扭矩角度传感器的角度。

3.如权利要求1所述的电动助力转向系统的角度验证方法，其特征在于，在所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效之后，还包括：

当判断出当前点火周期方向盘的转向角度无效时，在下一个点火周期报出故障码，并提示驾驶员进行方向盘的角度初始化学习。

4.一种电动助力转向系统的角度验证装置，其特征在于，其包括：

计算模块，其用于计算扭矩角度传感器的角度与齿条位置传感器的角度之间的差值，记为差值角度，其中，所述扭矩角度传感器安装于转向器的输入轴，所述齿条位置传感器安装于转向电机内；

判断模块，其用于将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效；

所述将所述差值角度分别与所述扭矩角度传感器的阈值、所述差值角度的阈值进行比较，判断方向盘的转向角度是否有效，包括：

将所述差值角度与所述扭矩角度传感器的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述扭矩角度传感器的阈值；

若是，则方向盘的转向角度有效；

否则，将所述差值角度与所述差值角度的阈值进行比较，判断所述差值角度是否小于所述差值角度的阈值；

若所述差值角度小于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度无效；

若所述差值角度大于或者等于所述差值角度的阈值，则方向盘的转向角度有效；

所述差值角度的阈值根据电动助力转向系统中公差环发生打滑时，所述扭矩角度传感器与所述齿条位置传感器产生的角度差确定；

根据所述扭矩角度传感器的硬件特性获取所述扭矩角度传感器的阈值。

5.一种车辆，其特征在于，其包括如权利要求4所述的电动助力转向系统的角度验证装置。

6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至3中任一项所述的电动助力转向系统的角度验证方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行以实现如权利要求1至3中任一项所述的电动助力转向系统的角度验证方法。

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