方向盘转角确定方法、处理器、电子控制单元以及汽车电子稳定系统

摘要

本发明提供一种方向盘转角确定方法、装置以及汽车电子稳定系统。该方向盘转角确定方法包括确定参数SasYrs、SasFrontAxle、SasRearAxle；确定方向盘参考转角SasRef；确定角度差AngleDiff；根据角度差AngleDiff来确定段号Segment；以及确定方向盘转角Angle。利用本发明，能够利用相对转角传感器确定方向盘的绝对转角。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种方向盘转角确定方法、处理器、电子控制单元以及一种汽车电子稳定系统。

背景技术

随着汽车工业的发展，越来越多的汽车开始采用主动反应式安全系统例如汽车电子稳定系统。

通常汽车电子稳定系统利用方向盘转角传感器测量方向盘的转角，汽车电子稳定系统根据方向盘转角来识别驾驶员的操作意图，之后判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距，从而调整发动机的转速和车轮上的制动力，从而修正汽车的过度转向或转向不足，以避免汽车打滑、转向过度、转向不足或抱死，从而保证汽车的行驶安全。

可以利用绝对位置转角传感器来确定汽车转向柱的绝对位置。然而绝对位置传感器的缺点是价格昂贵。

也可以利用相对位置转角传感器确定汽车转向柱的绝对旋转位置，相对位置转角传感器的优点是价格低。

图1示出了一种现有的相对位置方向盘转角传感器的输出曲线图，其中横轴表示方向盘的转角，纵轴表示方向盘转角传感器的输出角度。如图1所示，方向盘转角传感器只能输出在-180°和+180度之间的角度。当方向盘转角在-180°和180度之间时，方向盘转角传感器输出的角度能够正确地表示方向盘转角的大小，而当方向盘的转角没有在落入-180°和+180度之间时，方向盘转角传感器则不能够正确地反映方向盘转角的大小。

在此情况下，存在正确地确定方向盘转角的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种用于确定方向盘转角的方法及处理器。

本发明提供一种方向盘转角确定方法。该方法包括以下步骤：

确定参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle和后轮轴转角SasRearAxle；

根据参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle和后轮轴转角SasRearAxle确定方向盘参考转角SasRef；

确定角度差AngleDiff，AngleDiff=SasRef-SasAngle，其中SasAngle为方向盘转角传感器所测量的角度，角度差信号AngleDiff是360°的整数倍；

根据角度差AngleDiff来确定段号Segment，段号等于该倍数；以及

确定方向盘转角Angle，Angle=SasAngle+360*Segment。

本发明还提供一种方向盘转角确定方法。该方法包括以下步骤：

确定参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle和后轮轴转角SasRearAxle；

根据参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle和后轮轴转角SasRearAxle确定方向盘参考转角SasRef；

确定角度差AngleDiff，AngleDiff=SasRef-SasAngle，其中SasAngle为方向盘转角传感器所测量的角度，角度差信号AngleDiff是180°的整数倍；

根据角度差AngleDiff来确定段号Segment，段号等于该倍数乘二；以及

确定方向盘转角Angle，Angle=SasAngle+180*Segment。

一种方向盘转角确定装置的处理器，该处理器与偏航率传感器、轮速传感器和方向盘转角传感器连接，该处理器包括：

参数确定模块，其与偏航率传感器、轮速传感器相连，根据自偏航率传感器的偏航率信号、轮速传感器的车辆行驶速度，来确定参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle、后轮轴转角SasRearAxle； 

方向盘参考转角确定模块，与参数确定模块相连并根据参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle和后轮轴转角SasRearAxle确定方向盘参考转角SasRef； 

角度差确定模块，与方向盘参考转角确定模块和方向盘转角传感器相连，并确定方向盘参考转角SasRef和来自方向盘转角传感器的角度SasAngle之间的角度差信号AngleDiff，AngleDiff=SasRef-SasAngle，角度差信号AngleDiff是360°的整数倍；

段号确定模块，与角度差确定模块相连并根据角度差AngleDiff来确定段号Segment，段号等于该倍数；以及

方向盘转角确定模块，其与段号确定模块和方向盘转角传感器相连并确定方向盘转角Angle，Angle=SasAngle+360*Segment。

本发明还提供一种方向盘转角确定装置的处理器。该处理器与偏航率传感器、轮速传感器和方向盘转角传感器连接，该处理器包括：

参数确定模块，其与偏航率传感器、轮速传感器相连，根据自偏航率传感器的偏航率信号、轮速传感器的车辆行驶速度，来确定参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle、后轮轴转角SasRearAxle； 

方向盘参考转角确定模块，与参数确定模块相连并根据参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle和后轮轴转角SasRearAxle确定方向盘参考转角SasRef； 

角度差确定模块，与方向盘参考转角确定模块和方向盘转角传感器相连，并确定方向盘参考转角SasRef和来自方向盘转角传感器的角度SasAngle之间的角度差信号AngleDiff，AngleDiff=SasRef-SasAngle，角度差信号AngleDiff是180°的整数倍；

段号确定模块，与角度差确定模块相连并根据角度差AngleDiff来确定段号Segment，段号等于该倍数乘二；以及

方向盘转角确定模块，其与段号确定模块和方向盘转角传感器相连并确定方向盘转角Angle，Angle=SasAngle+180*Segment

优选地，该方向盘转角确定装置的处理器利用软件实现。

优选地，该方向盘转角确定装置的处理器利用硬件实现。

本发明还提供一种汽车电子稳定系统的电子控制单元。该汽车电子稳定系统的电子控制单元包括如上述的方向盘转角确定装置的处理器。

优选地，在本发明的汽车电子稳定系统的电子控制单元中，该方向盘转角确定装置的处理器单独设置，连接于该电子控制单元。

优选地，在本发明的汽车电子稳定系统的电子控制单元中，该方向盘转角确定装置的处理器与该汽车电子稳定系统的电子控制单元集成在一起。

本发明还提供一种汽车电子稳定系统。该汽车电子稳定系统包括如上述的方向盘转角确定装置的处理器。

利用本发明的方向盘转角确定方法和/或方向盘转角确定装置的处理器，可以利用相对位置转角传感器来确定方向盘的绝对转角。进一步地，本发明的汽车电子稳定系统还可以根据方向盘转角来修正汽车的过度转向或转向不足，以避免汽车打滑、转向过度、转向不足或抱死，从而保证汽车的行驶安全。

附图说明

图1示出了现有的方向盘转角传感器的输出曲线图。

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的方向盘转角确定方法的流程图。

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的方向盘转角确定装置的结构图。

图4示出了根据本发明的实施例的方向盘转角确定装置的输出曲线图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例，在附图中相同的参考标号表示相同的元件。

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的方向盘转角确定方法的流程图。如图2所示，在步骤200，确定参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle、后轮轴转角SasRearAxle。

在步骤210，根据偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle、后轮轴转角SasRearAxle确定方向盘参考转角SasRef，例如SasRef=(G1*SasYrs+G2*SasFrontAxle+G3*SasRearAxle)/(G1+G2+G3)、G12=ABS(SasYrs–SasFrontAxle)、G13=ABS(SasYrs-SasRearAxle)、G23=ABS(SasFrontAxle-SasRearAxle)、G1=G23/G13*G12、G2=G13/G12*G23、G3=G12/G12*G13。其中ABS表示取绝对值。

在步骤220，确定角度差AngleDiff，AngleDiff=SasRef-SasAngle，其中SasAngle为方向盘转角传感器所测量的角度，角度差信号AngleDiff设置为360°的整数倍。

在步骤230，根据角度差AngleDiff来确定段号Segment。段号等于该倍数。例如如果AngleDiff为0°，则Segment=0。如果AngleDiff为-360°，则Segment=-1。当角度差信号AngleDiff为720°时，段号为2，角度差信号AngleDiff为-720°时，段号为-2。

在步骤240，确定方向盘转角Angle=SasAngle+360*Segment。

可替换地，在步骤220中，角度差信号AngleDiff设置为160°的整数倍。相应地，在步骤230中，段号等于该整数倍乘二，且在步骤240中，确定方向盘转角Angle=SasAngle+180*Segment。

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的方向盘转角确定装置的结构图。如图所示，该方向盘转角确定装置包括偏航率传感器1、轮速传感器2、方向盘转角传感器3和处理器4。处理器4与偏航率传感器1、轮速传感器2、方向盘转角传感器3相连。

处理器4的参数确定模块40与偏航率传感器1、轮速传感器2相连，接收来自偏航率传感器1的偏航率信号Yrs、轮速传感器2的车辆行驶速度vFzRef来确定参数偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle、后轮轴转角SasRearAxle。

参数确定模块40将参数SasYrs、SasFrontAxle、SasRearAxle发送至方向盘参考转角确定模块41。方向盘参考转角确定模块41根据偏航率转角SasYrs、前轮轴转角SasFrontAxle、后轮轴转角SasRearAxle来确定方向盘参考转角SasRef，例如根据以下公式来确定方向盘参考转角SasRef，

SasRef=(G1*SasYrs+G2*SasFrontAxle+G3*SasRearAxle)/(G1+G2+G3)

 G12=ABS(SasYrs–SasFrontAxle)

G13=ABS(SasYrs-SasRearAxle)

G23=ABS(SasFrontAxle-SasRearAxle)

G1=G23/G13*G12、G2=G13/G12*G23、G3=G12/G12*G13。

其中ABS表示取绝对值。

方向盘参考转角确定模块41将方向盘参考转角SasRef发送至角度差确定模块42。角度差确定模块42还与方向盘转角传感器3相连，接收来自方向盘转角传感器3所测量的角度SasAngle。角度差确定模块42确定方向盘参考转角SasRef和角度SasAngle之间的角度差信号AngleDiff，AngleDiff=SasRef-SasAngle并将角度差信号AngleDiff发送至段号确定模块42以确定段号Segment，其中角度差信号AngleDiff是360°的整数倍。

段号确定模块42与角度差确定模块41相连并根据角度差AngleDiff来确定段号Segment，段号等于该倍数。例如如果AngleDiff为360°，则段号确定模块42将Segment设为1。如果AngleDiff为0°，则段号确定模块42将Segment设为0。如果AngleDiff为-360°，则段号确定模块42将Segment设为-1。当角度差信号AngleDiff为720°时，段号为2，角度差信号AngleDiff为-720°时，段号为-2。

段号确定模块42将段号Segment发送至方向盘转角确定模块43。方向盘转角确定模块43还与方向盘转角传感器3相连，接收来自方向盘转角传感器3所测量的角度SasAngle。方向盘转角确定模块43根据下式来确定方向盘转角Angle：Angle=SasAngle+360*Segment。

可以理解，也可以将角度差信号AngleDiff设置为是180°的整数倍，将段号等于该整数倍乘二。适应地，此时方向盘转角确定模块43根据下式来确定方向盘转角Angle：Angle=SasAngle+180*Segment。

优选地，处理器4利用软件实现。优选地，处理器4利用硬件实现。

图4示出了根据本发明的实施例的方向盘转角确定装置的输出曲线图，其中横轴表示方向盘的转角，纵轴表示方向盘转角确定装置的输出角度。如图4所示，该方向盘转角确定装置所输出的角度和方向盘的转角成线性关系。结合图1所示的方向盘转角传感器的输出曲线图可知，当方向盘转角传感器3所测量的角度SasAngle是-160°（图中未示出），而段号为1时，可以确定方向盘转角为200°。

本发明还提供一种汽车电子稳定系统的电子控制单元。该汽车电子稳定系统的电子控制单元包括如图3所述的方向盘转角确定装置的处理器。

优选地，在该电子控制单元中，该方向盘转角确定装置的处理器单独设置，连接于该电子控制单元。

优选地，在该电子控制单元中，该方向盘转角确定装置的处理器与该汽车电子稳定系统的电子控制单元集成在一起。

本发明还提供一种汽车电子稳定系统，该汽车电子稳定系统包括如图3所述的方向盘转角确定装置的处理器。

鉴于这些教导，熟悉本领域的技术人员将容易想到本发明的其它实施例、组合和修改。因此，当结合上述说明和附图进行阅读时，本发明仅仅由权利要求限定。