转向器齿条末端保护的控制方法、装置、终端及存储介质与流程

1.本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种转向器齿条末端保护的控制方法、装置、终端及存储介质。


背景技术：

2.目前转向器齿条末端保护方法有以下两种方案：
3.第一种保护方案是在转向器齿条末端增加物理部件(如橡胶减振装置或尼龙衬垫)以消除转向至极限位置时产生的金属碰撞声，同时因橡胶或尼龙元件的弹性挤压而增加转向极限位置时手感上的阻力，提升了驾驶品质感。
4.另一种方案是在电动助力转向装置中实现，通过其控制器内的软件策略，在转向两侧接近极限位置的一定行程内，刻意降低转向助力电流，以减缓转向器齿条对末端的冲击速度，为驾驶员带来末端阻尼感，提升操控品质并改善nvh性能。
5.也有以上两种方案同时使用的情况，但为了降低产品制造成本，也有仅通过软件控制实现末端保护的方案。
6.但是通过软件策略实现的齿条末端保护方案，当车辆在进行维修、四轮定位参数调整等情况时，可能导致左右两侧齿条末端保护范围出现明显偏差，进而带来两侧转向末端手感不一致，严重时会产生极限位置敲击噪声问题。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种转向器齿条末端保护的控制方法、装置、终端及存储介质，该方法可使转向器齿条在达到末端位置前，通过降低转向助力装置控制器电流，防止温度过高造成控制器电子元器件发生损坏。此外，通过降低齿条末端转向助力大小，使驾驶员在方向盘打到末端时存在一定的阻力，避免转向器末端发生机械撞击带来噪声和手感差的问题。
8.本发明技术方案结合附图说明如下：
9.根据本发明实施例的第一方面，提供一种转向器齿条末端保护的控制方法，包括以下步骤：
10.步骤一、获取车辆预标定的转向盘零点位置，根据转向器齿条行程和线角传动比计算左转向盘极限转角理论值swa_lt和右转向盘极限转角理论值swa_rt；
11.步骤二、定义齿条末端保护转角范围area，根据步骤一计算的左转向盘极限转角理论值swa_lt和右转向盘极限转角理论值swa_rt和齿条末端保护转角范围area，计算左侧齿条末端保护功能的转角范围[θl2，θl1]和右侧齿条末端保护功能的转角范围[θr1，θr2]；
[0012]
步骤三、通过转角传感器获取左转向极限位置实际转角swa_l和右转向极限位置实际转角swa_r；
[0013]
步骤四、当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值大于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＞第一阈值时，对齿条末端保护功能转角范围进行修正，修正后的齿条末端保护转角范围左侧为[θl2_up，θl1_up]，右侧为[θr1_up，
θr2_up]；当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值小于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＜第一阈值时，左右两侧齿条末端保护范围和齿条末端保护功能的转角仍按缺省理论计算结果执行；
[0014]
步骤五、获取转向扭矩方向和转角方向信号后判断转向扭矩方向和转角方向信号方向是否一致，并且根据判断结果判断是否开启齿条末端保护功能。
[0015]
进一步的，所述步骤一的具体方法如下：
[0016]
所述左转向盘极限转角理论值swa_lt＝|s
rack
/ic×
360|/2
×
(-1)；
[0017]
式中，s
rack
为齿条全行程；
[0018]
ic为转向器线角传动比；
[0019]
所述右转向盘极限转角理论值swa_rt＝|s
rack
/ic×
360|/2；
[0020]
式中，s
rack
为齿条全行程；
[0021]
ic为转向器线角传动比。
[0022]
进一步的，所述步骤二的具体方法如下：
[0023]
所述左侧齿条末端保护功能的转角上限θl1＝swa_lt+area；
[0024]
所述左侧齿条末端保护功能的转角下限θl2＝swa_lt；
[0025]
所述右侧齿条末端保护功能的转角上限θr2＝swa_rt；
[0026]
所述右侧齿条末端保护功能的转角下限θr1＝swa_rt-area。
[0027]
进一步的，步骤四中所述修正后的齿条末端保护转角范围左侧下限θl2_up＝swa_l；所述修正后的齿条末端保护转角范围左侧上限θl1_up＝swa_l+area；所述修正后的齿条末端保护转角范围右侧下限θr1_up＝swa_r-area；所述修正后的齿条末端保护转角范围右侧上限θr2_up＝swa_r。
[0028]
进一步的，所述步骤五的具体方法如下：当取转向扭矩方向和转角方向信号方向相同且进入步骤二计算的齿条末端保护功能的转角范围时，开启齿条末端保护功能，否则不开启齿条末端保护功能。
[0029]
进一步的，步骤五中所述开启齿条末端保护功能后，助力电机的输出电流与车速的关系为：电机助力电流随车速的降低而逐渐增大，即车速越低，助力电流越大。
[0030]
进一步的，步骤五中所述开启齿条末端保护功能后，助力电机输出电流与转向盘转角的关系为：电机助力电流随转向盘转角增加而逐渐降低，即进入末端保护范围后，随着转角不断增加，电流逐渐变小，当转角区间超过设定的第二阈值时，电流保持恒定，不再下降。
[0031]
根据本发明实施例的第二方面，提供一种转向器齿条末端保护的控制装置，包括：
[0032]
第一计算模块，用于获取车辆预标定的转向盘零点位置后根据转向器齿条行程和线角传动比计算左转向盘极限转角理论值swa_lt和右转向盘极限转角理论值swa_rt；
[0033]
第二计算模块，用于定义齿条末端保护转角范围area后计算左侧齿条末端保护功能的转角范围[θl2，θl1]和右侧齿条末端保护功能的转角范围[θr1，θr2]；
[0034]
获取模块，用于通过转角传感器获取左转向极限位置实际转角swa_l和右转向极限位置实际转角swa_r；
[0035]
修正执行模块，用于当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值大于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＞第一阈值时，对齿条末端
保护转角进行修正，修正后的齿条末端保护转角范围左侧为[θl2_up，θl1_up]，右侧为[θr1_up，θr2_up]；当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值小于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＜第一阈值时，左右两侧齿条末端保护范围和齿条末端保护功能的转角仍按缺省理论计算结果执行；
[0036]
执行模块，用于获取转向扭矩方向和转角方向信号后判断转向扭矩方向和转角方向信号方向是否一致，并且根据判断结果判断是否开启齿条末端保护功能。
[0037]
根据本发明实施例的第三方面，提供一种终端，包括：
[0038]
一个或多个处理器；
[0039]
用于存储所述一个或多个处理器可执行指令的存储器；
[0040]
其中，所述一个或多个处理器被配置为：
[0041]
执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
[0042]
根据本发明实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
[0043]
根据本发明实施例的第五方面，提供一种应用程序产品，当应用程序产品在终端运行时，使得终端执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
[0044]
本发明的有益效果为：
[0045]
1)本发明可实时获取并监测转向盘左右转角位置，并对左右极限转角进行比较，当二者之差超出预设范围时，立即对左右齿条末端保护范围进行自我修正，可使左右转向极限末端保护范围保持一致；
[0046]
2)本发明通过获取车速和转角等参数，对电动助力转向装置的电流进行动态控制，从而实现对齿条末端手感调整的多维度控制。
附图说明
[0047]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0048]
图1为本发明所述一种转向器齿条末端保护的控制方法的流程图；
[0049]
图2为齿条末端保护范围示意图；
[0050]
图3为不同车速下齿条末端保护功能电流变化曲线示意图
[0051]
图4为本发明所述一种转向器齿条末端保护的控制装置的结构示意图；
[0052]
图5为一种终端结构示意框图。
具体实施方式
[0053]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0054]
实施例一
[0055]
图1为本发明实施例一提供的一种转向器齿条末端保护的控制方法的流程图，本实施例可适用于电动转向器齿条末端保护的控制的情况，该方法可以由本发明实施例中的一种转向器齿条末端保护的控制装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。
[0056]
参阅图1，一种转向器齿条末端保护的控制方法，包括以下步骤：
[0057]
步骤一、获取车辆预标定的转向盘零点位置，根据转向器齿条行程和线角传动比计算左转向盘极限转角理论值swa_lt和右转向盘极限转角理论值swa_rt；(定义方向盘向左转角为“负”，向右转角为“正”)；具体方法如下：
[0058]
所述左转向盘极限转角理论值swa_lt＝|s
rack
/ic×
360|/2
×
(-1)；
[0059]
式中，s
rack
为齿条全行程；
[0060]
ic为转向器线角传动比；
[0061]
所述右转向盘极限转角理论值swa_rt＝|s
rack
/ic×
360|/2；
[0062]
式中，s
rack
为齿条全行程；
[0063]
ic为转向器线角传动比。
[0064]
步骤二、定义齿条末端保护转角范围area，根据步骤一计算的左转向盘极限转角理论值swa_lt和右转向盘极限转角理论值swa_rt和齿条末端保护转角范围area，计算左侧齿条末端保护功能的转角范围[θl2，θl1]和右侧齿条末端保护功能的转角范围[θr1，θr2]；具体方法如下：
[0065]
所述左侧齿条末端保护功能的转角上限θl1＝swa_lt+area；
[0066]
所述左侧齿条末端保护功能的转角下限θl2＝swa_lt；
[0067]
所述右侧齿条末端保护功能的转角上限θr2＝swa_rt；
[0068]
所述右侧齿条末端保护功能的转角下限θr1＝swa_rt-area。
[0069]
其中，齿条末端保护转角范围area可以标定为30deg～70deg。
[0070]
步骤三、通过转角传感器获取左转向极限位置实际转角swa_l和右转向极限位置实际转角swa_r；具体为：
[0071]
通过转角传感器读取获得，当转向盘转到极限位置时，此时转向器扭矩传感器的信号大于一定数值时(如3nm，可标定)而转角不再增加时(或转向角速度小于一定数值时，如0.5deg/s，来自转角传感器，可标定)，可认为此时转向盘到达极限位置。
[0072]
步骤四、当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值大于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＞第一阈值时，对齿条末端保护转角范围进行修正，修正后的齿条末端保护转角范围左侧为[θl2_up，θl1_up]，右侧为[θr1_up，θr2_up]；当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值小于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＜第一阈值时，左右两侧齿条末端保护范围和齿条末端保护功能的转角仍按缺省理论计算结果执行；
[0073]
所述第一阈值可以标定为10deg。
[0074]
其中，所述修正后的齿条末端保护转角范围左侧下限θl2_up＝swa_l；所述修正后的齿条末端保护转角范围左侧上限θl1_up＝swa_l+area；所述修正后的齿条末端保护转角范围右侧下限θr1_up＝swa_r-area；所述修正后的齿条末端保护转角范围右侧上限θr2_up＝swa_r。
[0075]
步骤五、获取转向扭矩方向和转角方向信号后判断转向扭矩方向和转角方向信号
方向是否一致，并且根据判断结果判断是否开启齿条末端保护功能；具体方法如下：当取转向扭矩方向和转角方向信号方向相同且进入步骤二计算的齿条末端保护功能的转角范围时，开启齿条末端保护功能，否则不开启齿条末端保护功能。
[0076]
其中，所述开启齿条末端保护功能后，助力电机的输出电流与车速的关系为：电机助力电流随车速的降低而逐渐增大，即车速越低，助力电流越大。
[0077]
所述开启齿条末端保护功能后，助力电机输出电流与转向盘转角的关系为：电机助力电流随转向盘转角增加而逐渐降低，即进入末端保护范围后，随着转角不断增加，电流逐渐变小，当转角区间超过设定的第二阈值时，电流保持恒定，不再下降。
[0078]
变化规律是可标定的变化曲线，如图3所示。
[0079]
参阅图2，在某一车速下，齿条末端保护电流下降速度、保护区助力电流大小等均为可标定量，如图d1、d2和d3等参数。其中，d1为齿条末端保护功能开启后，电机助力电流的下降速度，用一条曲线沿x轴的分量来表示，可标定；d2为达到最小输出电流作用的转角范围，可标定；d3为末端保护达到的最小电流值，可标定；
[0080]
用以上三个特征量来实车调校，确认转向末端极限位置的转向手感。
[0081]
实施例二
[0082]
参阅图4，一种转向器齿条末端保护的控制装置，包括：
[0083]
第一计算模块，用于获取车辆预标定的转向盘零点位置后根据转向器齿条行程和线角传动比计算左转向盘极限转角理论值swa_lt和右转向盘极限转角理论值swa_rt；
[0084]
第二计算模块，用于定义齿条末端保护转角范围area后计算左侧齿条末端保护功能的转角范围[θl2，θl1]和右侧齿条末端保护功能的转角范围[θr1，θr2]；
[0085]
获取模块，用于通过转角传感器获取左转向极限位置实际转角swa_l和右转向极限位置实际转角swa_r；
[0086]
修正执行模块，用于当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值大于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＞第一阈值时，对齿条末端保护转角进行修正，修正后的齿条末端保护转角范围左侧为[θl2_up，θl1_up]，右侧为[θr1_up，θr2_up]；当左转向极限位置实际转角swa_l与右转向极限位置实际转角swa_r的差值小于设定的第一阈值时，即||swa_l|-|swa_r||＜第一阈值时，左右两侧齿条末端保护范围和齿条末端保护功能的转角仍按缺省理论计算结果执行；
[0087]
执行模块，用于获取转向扭矩方向和转角方向信号后判断转向扭矩方向和转角方向信号方向是否一致，并且根据判断结果判断是否开启齿条末端保护功能。
[0088]
实施例三
[0089]
图5是本技术实施例提供的一种终端的结构框图，该终端可以是上述实施例中的终端。该终端300可以是便携式移动终端，比如：智能手机、平板电脑。终端300还可能被称为用户设备、便携式终端等其他名称。
[0090]
通常，终端300包括有：处理器301和存储器302。
[0091]
处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主
处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processing unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器301可以在集成有gpu(graphics processing unit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器301还可以包括ai(artificial intelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
[0092]
存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是有形的和非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本技术中提供的一种转向器齿条末端保护的控制方法。
[0093]
在一些实施例中，终端300还可选包括有：外围设备接口303和至少一个外围设备。具体地，外围设备包括：射频电路304、触摸显示屏305、摄像头306、音频电路307、定位组件308和电源309中的至少一种。
[0094]
外围设备接口303可被用于将i/o(input/output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。在一些实施例中，处理器301、存储器302和外围设备接口303被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器301、存储器302和外围设备接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
[0095]
射频电路304用于接收和发射rf(radio frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路304包括：天线系统、rf收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2g、3g、4g及5g)、无线局域网和/或wifi(wireless fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路304还可以包括nfc(near field communication，近距离无线通信)有关的电路，本技术对此不加以限定。
[0096]
触摸显示屏305用于显示ui(user interface，用户界面)。该ui可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。触摸显示屏305还具有采集在触摸显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器301进行处理。触摸显示屏305用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，触摸显示屏305可以为一个，设置终端300的前面板；在另一些实施例中，触摸显示屏305可以为至少两个，分别设置在终端300的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，触摸显示屏305可以是柔性显示屏，设置在终端300的弯曲表面上或折叠面上。甚至，触摸显示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。触摸显示屏305可以采用lcd(liquid crystal display，液晶显示器)、oled(organic light-emitting diode,有机发光二极管)等材质制备。
[0097]
摄像头组件306用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件306包括前置摄像头和
后置摄像头。通常，前置摄像头用于实现视频通话或自拍，后置摄像头用于实现照片或视频的拍摄。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能，主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及vr(virtual reality，虚拟现实)拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件306还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
[0098]
音频电路307用于提供用户和终端300之间的音频接口。音频电路307可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器301进行处理，或者输入至射频电路304以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端300的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器301或射频电路304的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路307还可以包括耳机插孔。
[0099]
定位组件308用于定位终端300的当前地理位置，以实现导航或lbs(location based service，基于位置的服务)。定位组件308可以是基于美国的gps(global positioning system，全球定位系统)、中国的北斗系统或欧盟的伽利略系统的定位组件。
[0100]
电源309用于为终端300中的各个组件进行供电。电源309可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源309包括可充电电池时，该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池，无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
[0101]
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对终端300的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
[0102]
实施例四
[0103]
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本技术所有发明实施例提供的一种转向器齿条末端保护的控制方法。
[0104]
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0105]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者
传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0106]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0107]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0108]
实施例五
[0109]
在示例性实施例中，还提供了一种应用程序产品，包括一条或多条指令，该一条或多条指令可以由上述装置的处理器301执行，以完成上述一种转向器齿条末端保护的控制方法。
[0110]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施模式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。