一种汽车电动助力转向盘角度识别方法技术

本发明专利技术涉及电动助力转向技术领域，公开了一种汽车电动助力转向盘角度识别方法。本发明专利技术在不增加成本的情况下，直接或间接在汽车上获取不同信号，通过处理最终得到绝对转向盘位置信号，所述绝对转向盘位置信号是由转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号进行处理得到，其中，本发明专利技术分别提供了两种获取转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号的方法。本发明专利技术两路转向盘绝对角位置信号采用不同信号源测量的，不同的算法处理，不同的模型运算，不同的角位置信号识别，构成了两路信号的“异构”，提高了信号的可靠性和稳定性。

An angle recognition method for electric power steering wheel of automobile

The invention relates to the field of electric power steering technology, and discloses a method for identifying the angle of an electric power steering wheel of a car. The invention does not increase in cost, directly or indirectly, to obtain different signals in the car, by processing the obtained absolute position signal of the steering wheel, the steering wheel is absolute position signal by the steering wheel angle relative position signal and straight reference steering angle position signal processing, among them, the the invention respectively provides two access methods to disk relative angular position signal and straight reference steering angle position signal. The two way steering wheel absolute position signal is measured by different signal sources. Different algorithm processing, different model operation and different corner position signal recognition constitute the two signals' heterogeneity, which improves the reliability and stability of the signal.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车电动助力转向盘角度识别方法
本专利技术涉及电动助力转向
，更具体地，涉及一种仅有装备有扭矩传感器，经过系统状态识别获得一个冗余的两路绝对角度信号的汽车电动助力转向盘角度识别方法。
技术介绍
随着车辆电子技术的发展，车辆的电动助力转向系统以其环保、节电、占用空间小、设计灵活、控制策略调整方便等优势，获得广泛应用。当前汽车电子朝向智能化和网络化发展，而转向在智能驾驶领域非常重要的一个部件，在转向系统中，转向盘转角信号的对于整车控制不可缺失的。并且转角信号的质量和可靠性从某种程度上讲决定了智能驾驶的安全等级。所以开发具有冗余信号的转向盘绝对角位置传感器，对于电动助力转向和车身稳定控制系统，汽车照明系统有举足轻重的意义。然而，现有的转向角度传感装置，是一种旋转装置，分为位置式和增量式。位置式角度传感装置要么受360°限制，要么结构太复杂，成本较高；增量式角度传感装置结构简单，不受360度限制，但需要存储初值用以计算当前的角度信息，一旦丢失初值，将产生错误的角度信息。随着控制技术与电子技术的发展，车主对汽车的要求越来越高，各开发厂家相继开发出了传统的无角度传感器和有角度传感器先进的电动助力转向系统;有专利提到通过对电动机的转速积分得到方向盘转角，以减少方向盘转角测量元件，实现对角位置的测量。还有专利提供一种安装转向器内齿条上可以能判定车辆是否处于中位传感器、而不是转角传感器，由于中位传感器比角度传感器成本低廉，这种方法比带角度传感器的电动助力转向系统确实进步不少。上述方法要么存在角度信号精度不够，一种汽车电动助力转向盘角度识别系统要么变相地增加传感器，间接地增加了成本，不属于真正的仅仅使用扭矩传感器来获得冗余的高精度的角度信号。本专利技术旨提供一种方法，利用传统的转向系统现有的零部件获取扭矩信息，不需角度传感器或类似传感器，通过扭矩信号获得转向盘相对位置信号，在相对位置信号的基础上通过整车系统识别，获得绝对转向盘位置信号。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于：在传统电动助力转向系统中不增加成本的情况下，获取和识别两路绝对角度信号的电动助力转向方法，以解决
技术介绍
中的问题。本专利技术为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：提供一种汽车电动助力转向盘角度识别方法，包括以下步骤：S1.:获取转向盘相对角位置信号，所述转向盘相对角位置信号通过下列两种方法的任意一种获得，具体如下：S11.通过扭矩信号获取周期性的转向盘角位置信号，预处理后，将周期性信号转换成线性信号，得到转向盘相对角位置信号；或者S12.获取电机角度位置信号，预处理后，根据电机转速和转向盘转速之间的关系，将电机角度位置信号转换成转向盘转速信号，然后通过积分运算获得转向盘相对角位置信号；S2.获取直线行驶时的参考转向盘角位置信号，所述直线行驶时的参考转向盘角位置信号通过下列两种方法的任意一种获得，具体如下：S21.获取横摆角速度信号，预处理后，运算得出转向轮转角，通过转向轮转角来判断汽车是否直线行驶，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号；或者S22.获取整车驱动轮轮速信号，预处理后，通过左右轮速差来判断汽车是否直线行驶，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号；S3.将转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号进行处理，得到ASIL_B的绝对转向盘位置信号。本专利技术在不增加成本的情况下，直接或间接在汽车上获取不同信号，通过处理最终得到绝对转向盘位置信号，所述绝对转向盘位置信号是由转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号进行处理得到，其中，本专利技术分别提供了两种获取转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号的方法。优选地，所述预处理是指滤波和数字信号处理。优选地，步骤S11中所述扭矩信号是ECU中输出端被动齿轮转角信号与输入端被动齿轮转角信号的差值，所述转向盘角位置信号为输出端被动齿轮转角信号。优选地，步骤S12中所述电机角度位置信号是由电机自带的角位置传感器获得，通过电动助力转向的减速机构，根据电机的转速从而间接测量转向盘转速，然后积分运算将转向盘转速转换成转向盘相对角位置信号。优选地，步骤S21中所述转向轮转角的运算过程如下：公式（1-1）公式（2-2）其中，表示整车质量，表示质心到前轮的距离，表示行驶速度表示质心到后轮的距离，表示质心侧偏角，表示转向轮转角，表示横摆角速度，，表示前后轮的侧偏刚度，表示整车绕Z轴的转动惯量。优选地，当转向轮转角为0°时，此时记录下转向盘参考角度，从而得到直线行驶时的参考转向盘角位置信号。优选地，步骤S22中所述左右轮速差判断汽车是否直线行驶过程如下：设定一个左右轮速差的预定值，当左右轮速差小于预定值时候，判定为直线行驶，此时记录下转向盘参考角度，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号。上述方法获得的述ASIL_B的绝对转向盘位置信号可以用于主动回正、自动驾驶、车身稳定控制系统和大灯随动照明系统。优选地，本专利技术还利用了两种不同信号识别的方法和信号源组成一个冗余的转向盘角位置信号，信号可靠性和安全性得以提升，具体如下：S4.获取两个ASIL_B的绝对转向盘位置信号；S5.将两个ASIL_B的绝对转向盘位置信号融合后，进行安全算法处理，得到了ASIL_D的绝对转向盘位置信号。优选地，上述方法获得的ASIL_D的绝对转向盘位置信号可用于主动回正、自动驾驶、车身稳定控制系统和大灯随动照明系统。通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术没有采用角度传感器或其他类似位置传感器，实现对电动助力转向扭矩的测量实现对转向盘角速度的测量，从而间接测量转向盘角位置。降低了成本，节约了传感器的安装空间。2.本专利技术利用转向系统现成的零部件或集成整车上其他汽车部件相关信号，通过相关模型计算，参考汽车直线行驶时转向盘位置，可获得转向盘绝对角位置传感器。3.本专利技术利用两种不同信号识别的方法和信号源组成一个冗余的转向盘角位置信号，信号可靠性和安全性得以提升。4.本专利技术利用汽车动力学操纵稳定性原理，根据输入车速和车辆横摆角速度，获得转向盘角位置信号。5.本专利技术两路转向盘绝对角位置信号采用不同信号源测量的，不同的算法处理，不同的模型运算，不同的角位置信号识别，构成了两路信号的“异构”，提高了信号的可靠性和稳定性。附图说明图1电动助力转向示意图。图2扭矩传感器中角度测量示意图。图3汽车电动助力转向盘角度识别方法流程图。图4基于前轮转向整车的二自由度模型图。图5周期性信号转换成线性信号示意图。图6第一种获取ASILB的绝对转向盘位置信号示意图。图7第二种获取ASILB的绝对转向盘位置信号示意图。图8第三种获取ASILB的绝对转向盘位置信号示意图。图9第四种获取ASILB的绝对转向盘位置信号示意图。图10汽车电动助力转向盘角度识别系统示意图。其中，1.输入端被动齿轮，2.输入端主动齿轮，3.变形扭杆，4.扭矩传感器，5.输入端转角感应芯片，6.输入端信号调理器，7.输出端转角感应芯片，8.输出端主动齿轮，9.输入端被动齿轮转角信号，10.输出端被动齿轮，11.输出端信号调理器，12.输出端被动齿轮转角信号，13.电动助力转向ECU，14.横摆角速度信号，15电机角度位置信号，16.整车驱动轮轮速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电动助力转向盘角度识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.:获取转向盘相对角位置信号，所述转向盘相对角位置信号通过下列两种方法的任意一种获得，具体如下：S11.通过扭矩信号获取周期性的转向盘角位置信号，预处理后，将周期性信号转换成线性信号，得到转向盘相对角位置信号；或者S12.获取电机角度位置信号，预处理后，根据电机转速和转向盘转速之间的关系，将电机角度位置信号转换成转向盘转速信号，然后通过积分运算获得转向盘相对角位置信号；S2.获取直线行驶时的参考转向盘角位置信号，所述直线行驶时的参考转向盘角位置信号通过下列两种方法的任意一种获得，具体如下：S21.获取横摆角速度信号，预处理后，运算得出转向轮转角，通过转向轮转角来判断汽车是否直线行驶，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号；或者S22.获取整车驱动轮轮速信号，预处理后，通过左右轮速差来判断汽车是否直线行驶，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号；S3.将转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号进行处理，得到ASIL_B的绝对转向盘位置信号。

【技术特征摘要】
1.一种汽车电动助力转向盘角度识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.:获取转向盘相对角位置信号，所述转向盘相对角位置信号通过下列两种方法的任意一种获得，具体如下：S11.通过扭矩信号获取周期性的转向盘角位置信号，预处理后，将周期性信号转换成线性信号，得到转向盘相对角位置信号；或者S12.获取电机角度位置信号，预处理后，根据电机转速和转向盘转速之间的关系，将电机角度位置信号转换成转向盘转速信号，然后通过积分运算获得转向盘相对角位置信号；S2.获取直线行驶时的参考转向盘角位置信号，所述直线行驶时的参考转向盘角位置信号通过下列两种方法的任意一种获得，具体如下：S21.获取横摆角速度信号，预处理后，运算得出转向轮转角，通过转向轮转角来判断汽车是否直线行驶，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号；或者S22.获取整车驱动轮轮速信号，预处理后，通过左右轮速差来判断汽车是否直线行驶，从而获得直线行驶时的参考转向盘角位置信号；S3.将转向盘相对角位置信号和直线行驶时的参考转向盘角位置信号进行处理，得到ASIL_B的绝对转向盘位置信号。2.根据权利要求1所述汽车电动助力转向盘角度识别方法，其特征在于，所述预处理是指滤波和数字信号处理。3.根据权利要求1所述汽车电动助力转向盘角度识别方法，其特征在于，步骤S11中所述扭矩信号是ECU中输出端被动齿轮转角信号与输入端被动齿轮转角信号的差值，所述转向盘角位置信号为输出端被动齿轮转角信号。4.根据权利要求1所述汽车电动助力转向盘角度识别方法，其特征在于，步骤S12中所述电机角度位置信号是由电机自带的角位置传感器获得，通过电动助力转向的减速机构，根据电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明，曾科童，丁伟娜，
申请(专利权)人：株洲易力达机电有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43