确定机动车辆方向盘绝对角度位置的改良方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定车辆方向盘(3)的绝对角度位置的方法，所述方法包括初始估算步骤(a)，步骤(a)中基于车辆的第一动态行驶参数(例如一对轮组中车轮的速度差值)分析的第一模型来估算第一数值(Angle1)，所述第一数值表示所述方向盘(3)的绝对角度位置，第二估算步骤(b)，步骤(b)中基于车辆的第二动态行驶参数(例如角速度)分析的第二模型来估算第二数值(Angle2)，所述第二数值表示所述方向盘的绝对角度位置，以及验证步骤(c)，用于计算第一数值(Angle1)和第二数值(Angle2)之间的差值，该差值与预定的一致性阈值(S)比较，通过适当的加权计算，确定所述数值是否被考虑或排除。
【专利说明】确定机动车辆方向盘绝对角度位置的改良方法
【技术领域】
[0001] 本发明通常涉及助力转向装置领域，特别是电子助力转向装置，用于辅助机动车 辆的操控。
[0002] 更具体而言，涉及一种用于确定车辆方向盘的绝对位置的方法，该车辆装配有所 述助力转向装置。
【背景技术】
[0003] 方向盘的角度位置信息对于实施不同内嵌功能确实是必要的，例如转向器自动返 回中间点，方向变换指示器的控制或者转向灯的方向控制，智能停车辅助系统等。
[0004] 已知， 申请人:所提交的专利申请FR2953181，其中应用算法定义方向盘的多向旋转 瞬间绝对位置。
[0005] 根据该算法，首先通过设置在辅助发动机的轴上的"解角器（resolver) "型传感器 来测量所述方向盘的相对角度位置，所述辅助发动机的轴与转向柱耦合，随后将校正补偿 值添加到该相对测量值来获得方向盘的绝对位置，校正补偿值以相继观测到的差值的加权 平均来计算，其逐步迭代，所述差值为迭代中所测量的相对角度位置数值和方向盘的绝对 角度的估算之间的差异，其通过应用涉及动态行驶参数的定律而间接获得，例如后轮速度 差值，防抱死系统ABS的报告，或者甚至轨迹控制系统ESP所提供的瞬时角速度。
[0006] 根据行驶条件和用于计算的原始参数，对于这些用于计算最终留存补偿的指定差 值，加权系数可以解读为绝对角度位置的估算准确性的置信指数。
[0007] 该算法称为"寻角"算法，其具有无可否认的优点，特别是其中无需用于直接测量 方向盘的多向旋转绝对角度位置的附加传感器，或者甚至无需车辆在特定条件下（特别是 直线行驶中）以可持续方式行驶以允许所述绝对角度位置确定过程的初始化。
[0008] 然而，所述算法的准确性有时，尤其是在极限情况下，由于一个或其他所使用的动 态模型达到其有效性限制而恶化。
【发明内容】
[0009] 因此，本发明的目的在于克服前述提到的缺陷，并给出用于确定车辆方向盘角度 位置的改良方法，该方法提高了准确性，可靠性和鲁棒性，同时保持相对简单化的实施。
[0010] 本发明的目的在于通过一种用于确定车辆方向盘的绝对角度位置的方法，其特征 在于，所述方法包括绝对位置的第一估算步骤（a)，步骤（a)中通过基于车辆的至少一个第 一动态行驶参数分析的第一模型来估算第一数值，所述第一数值表示所述方向盘的绝对角 度位置，绝对位置的第二估算步骤（b)，步骤（b)中通过不同于第一模型且基于车辆的至少 一个第二动态行驶参数分析的第二模型来估算第二数值，所述第二数值表示所述方向盘的 绝对角度位置，以及验证步骤（c)，步骤（c)中计算第一数值和第二数值之间的差值，该差 值与预设预定的一致性阈值（S)进行比较。
[0011] 优选地，根据本发明的验证步骤的实施使得验证非常简单且快速，无需依靠其他 外部信号，更不必说其他特定传感器，角度位置数值之间的一致性来源于两个不同动态模 型的应用。
[0012] 的确，发明人观测到，当这些源于不同模型的数值彼此保持一致时，即区分所述数 值的可能差值小于一致性阈值，其表明车辆的状态，即所述车辆的行驶条件在该时刻发生 变动，实际上在该时刻其与应用模型相兼容，且很好并真实地对应于所述模型的特定有效 域以确定所述模型的相关结果和可靠准确性。
[0013] 相反地，如果验证步骤发现两个绝对角度位置之间代表值的偏差过高，在此情况 下差值大于固定一致性阈值，意味着存在通过任何一个模型获得的评价结果被扭曲的真实 风险，并且计算值不能充分体现准确和可靠的结果。
[0014] 两个计算值之间差值（一方面）与一致性阈值（另一方面）进行比较，如果被认 为彼此一致且大体可靠，则决定全面保持所述计算值，或者在相反情况下，排除认为可疑的 数值，所述可疑数值会扭曲确定方向盘绝对位置数值的算法的最终结果。
[0015] 更具体而言，可以依靠重新计算的数值是否体现为可靠性或不可靠性来证实这些 值的使用，以便通过迭代学习来调整算法，或在相反情况下，将其排除以防止其扰乱所述学 习。
[0016] 在排除迭代值的情况下，学习可以"被冻结"，由先前迭代确定的绝对位置估算值 可以临时保持，且一旦新的一致性数值通过动态模型生成，学习步骤就可以在随后的迭代 过程中继续。
[0017] 因此，本发明有利地改良了确定方向盘绝对位置的方法的准确性和鲁棒性，并且 有利于在不降低算法的执行速度的情况下，特别是不需要接收附加信息或附加外部信号 的情况下，以快速和简便的方式来验证计算值的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 本发明的其他目的，特征和优点将在随后的说明书以及附图中详细体现，其出于 纯描述性和非限定性目的而提供，其中附图：
[0019] 图1所示为执行本发明方法的机动车辆的原理性透视图。
[0020] 图2所示为本发明方法流程原理框图，特别涉及一致性验证和抑制步骤。
[0021] 图3所示为本发明耦合了两个算法学习抑制条件的方法实施例的原理框图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明涉及一种用于确定车辆方向盘绝对角度位置的方法，特别是属于助力转向 系统1的方向盘，优选地为电子助力转向系统。
[0023] 为了方便起见，如图1所示，所述转向系统1 一方面包括附图标记为2的机械部 件，其包括与转向柱4连接的方向盘3,所述转向柱4的端部远离方向盘3,从而使得转向齿 轮与安装在转向器6内的齿条（为显示）相啮合。
[0024] 所述齿条的两相对端通过左右拉杆7和8分别连接至车辆左和右转向轮的轮毂架 (未示出）上，所述左右拉杆7和8分别在其外端连接左7'和右8'转向球节。
[0025] 优选地，转向系统1包括，用于辅助车辆驾驶员向方向盘3所施加手动力的辅助双 向旋转电动发动机9,其输出轴通过减速器10 (例如蜗杆或蜗轮）与转向柱4耦合，，从而将 发动机扭矩或可能的抗扭矩传输至所述转向柱4。
[0026] 辅助电动发动机9由内嵌电子计算机11驱动，所述内嵌电子计算机11与车辆的 控域网（CAN) 17相连接，从而接收和处理来自不同传感器的不同信号，所述不同传感器监 控车辆及其组件的不同行为参数。
[0027] 根据已知实施例，所述计算机11能够接收源自专用传感器12的电子信号以通知 所述计算机关于方向盘3的相对，绝对，或多向旋转绝对转向角，其代表车辆转向的实际瞬 间角度。
[0028] 所述计算机11还优选地接收测量驾驶员在方向盘3上所施加扭矩的信号。
[0029] 从发明的意义上来说，所述方向盘的扭矩当然可以由任何适当的获取元件来报 告。因此，其可以优选地通过扭矩传感器13报告，也可优选地直接测量，例如将扭矩传感器 13设置在转向柱4或任何其他适当位置。所述方向盘扭矩还可以在适当位置通过计算机基 于对其他有效信号的估算来间接获得。
[0030] 根据这些信息，所述计算机11可以通过始终施加适当指令（例如扭矩或发动机9 的辅助力）来驱动辅助发动机9,所述指令可以根据所述计算机11的非易失性存储器内预 定和编程的辅助定律来放大或在相反情况时补偿驾驶员施加在方向盘上的力。
[0031] 根据另一实施例，优选调整本发明的方法，专用传感器12被抑制，电子助力转向 系统1的角度传感器14 ( "解角器"型）的数据被使用角度传感器14与辅助发动机9的轴 相连，从而探测后者的角度位置。
[0032] 方向盘3的多向旋转相对角度位置Θ Mlative st_ing whMl可以由如下公式确定，专利 申请FR2953181对其进行了特别详细的描述，如上所述：
【权利要求】
1. 一种用于确定车辆方向盘（3)的绝对角度位置的方法，其特征在于，该方法包括绝 对位置的第一估算步骤（a)，步骤（a)中通过基于车辆的至少一个第一动态行驶参数分析 的第一模型来估算第一数值（Anglel)，所述第一数值表示所述方向盘（3)的绝对角度位 置，绝对位置的第二估算步骤（b)，步骤（b)中通过不同于所述第一模型的基于车辆的至少 一个第二动态行驶参数分析的第二模型来估算第二数值（Angle2)，所述第二数值表示所述 方向盘的绝对角度位置，以及验证步骤（c)，步骤（c)中计算第一数值（Anglel)和第二数值 (Angle2)之间的差值，并将该差值与预定的一致性阈值（S)进行比较。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括参数化步骤（d)，步骤（d)位 于验证步骤之前，根据第一和第二数值中的最小值来调整一致性阈值（S)，所述最小值表示 方向盘的绝对角度位置（MIN[Anglel，Angle2])。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法包括测量步骤（e)，步骤（e) 用于利用应用内嵌式传感器（14)测量相对角度位置，传感器（14)优选地在车辆启动时初 始化，所述数值表示所测量的方向盘（3)的多向旋转相对角度位置（0MlatiTCSt_ingwhMl)， 以及计算总动态补偿的计算步骤（f)，其中第一动态补偿值（A 0dynamic;(1))对应于表示绝对 角度位置的第一数值（Anglel)与表不相对位置的数值（0Mlative;_ste;OTing_ whM；1)之间的差异来 计算，第二动态补偿值（A 0dynamic;(2))对应于表示绝对角度位置的第二数值（Angle2)与表 示相对位置的数值（0 MlatiTC_stoCTing_whMl)之间的差值来分别计算，所述表示相对位置的数值 用于测量当前迭代（n)，以及加权步骤（g)，步骤（g)中每个动态补偿数值被指定为唯一加 权系数（ponc^n))，以及学习步骤（h)，步骤（h)中一方面对应于先前迭代中所计算的补 偿值（A 0final(n-l))的加权平均来计算当前迭代（n)的最终补偿值（A 0final(n))，并利 用连续的全部先前迭代的相应的加权系数积分总和来指定分数（sc (n-1))，另一方面对当 前迭代更新计算其第一和第二动态补偿值（A 0dy_ic;(i)(n))，并分别指定它们的加权参数 (pondi (n)) 〇
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法包括，当表示所述方向盘的绝对角 度位置的第一数值和第二数值之间差值（|Anglel-Angle2|)超过预定的一致性阈值（S) 时，抑制步骤（i)将与相应动态补偿数值（A 9 dynamic(1)?八 〇 dynamic(2) )相关联的加权系数 (pondi (n)，pond2 (n))强制设置为0，用于执行学习步骤（h) 〇
5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，表示相对角度位置的数值由"解角器" 型角度位置传感器（14)测量，所述传感器（14)与助力转向发动机（9)的轴相连。
6. 根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，第一模型将车辆至少一个行驶 装置的左车轮和右车轮（5)之间的速度差值（E)用作第一动态参数，所述速度的数值优选 地由防抱死系统ABS (15)使用。
7. 根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，第二模型将车辆的角速度 (W'）和/或所述车辆的横向加速度（YlatCTal)用作第二动态参数，所述第二参数优选地由 轨迹控制系统ESP (16)使用。
8. 根据权利要求3和7所述的方法，其特征在于，该方法包括探测步骤（j)，步骤（j) 用于探测车辆的纵向位移方向，以及探测步骤（k)，步骤（k)用于探测超过预定的转弯阈值 的转弯情况，其还包括抑制步骤（i'），当探测到反向行驶和转弯操控时，抑制步骤（i'）为 了学习步骤（h)的执行而将加权系数（pond2(n))强制置为0,该加权系数与第二动态补偿 值（A 0dynamic;(2))相关联，第二动态补偿值源于使用角速度作为第二动态参数的第二模 型的应用。
9. 一种机动车辆，其特征在于，该机动车辆内嵌计算机（11)，该计算机（11)配置或编 程为执行权利要求1至8任一项所述的方法。
10. -种可通过计算机（11)读取的存储介质，当计算机读取所述介质时，所包含的计 算机程序码元用于执行根据权利要求1至8任一项所述的方法。
【文档编号】B62D15/02GK104428194SQ201380036040
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年6月10日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】罗曼·莫雷蒂 申请人:捷太格特欧洲公司