確定機動車輛方向盤絕對角度位置的改良方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定車輛方向盤(3)的絕對角度位置的方法，所述方法包括初始估算步驟(a)，步驟(a)中基于車輛的第一動態(tài)行駛參數(shù)(例如一對輪組中車輪的速度差值)分析的第一模型來估算第一數(shù)值(Angle1)，所述第一數(shù)值表示所述方向盤(3)的絕對角度位置，第二估算步驟(b)，步驟(b)中基于車輛的第二動態(tài)行駛參數(shù)(例如角速度)分析的第二模型來估算第二數(shù)值(Angle2)，所述第二數(shù)值表示所述方向盤的絕對角度位置，以及驗證步驟(c)，用于計算第一數(shù)值(Angle1)和第二數(shù)值(Angle2)之間的差值，該差值與預(yù)定的一致性閾值(S)比較，通過適當(dāng)?shù)募訖?quán)計算，確定所述數(shù)值是否被考慮或排除。
【專利說明】確定機動車輛方向盤絕對角度位置的改良方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及助力轉(zhuǎn)向裝置領(lǐng)域，特別是電子助力轉(zhuǎn)向裝置，用于輔助機動車 輛的操控。
[0002] 更具體而言，涉及一種用于確定車輛方向盤的絕對位置的方法，該車輛裝配有所 述助力轉(zhuǎn)向裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 方向盤的角度位置信息對于實施不同內(nèi)嵌功能確實是必要的，例如轉(zhuǎn)向器自動返 回中間點，方向變換指示器的控制或者轉(zhuǎn)向燈的方向控制，智能停車輔助系統(tǒng)等。
[0004] 已知， 申請人:所提交的專利申請FR2953181，其中應(yīng)用算法定義方向盤的多向旋轉(zhuǎn) 瞬間絕對位置。
[0005] 根據(jù)該算法，首先通過設(shè)置在輔助發(fā)動機的軸上的"解角器（resolver) "型傳感器 來測量所述方向盤的相對角度位置，所述輔助發(fā)動機的軸與轉(zhuǎn)向柱耦合，隨后將校正補償 值添加到該相對測量值來獲得方向盤的絕對位置，校正補償值以相繼觀測到的差值的加權(quán) 平均來計算，其逐步迭代，所述差值為迭代中所測量的相對角度位置數(shù)值和方向盤的絕對 角度的估算之間的差異，其通過應(yīng)用涉及動態(tài)行駛參數(shù)的定律而間接獲得，例如后輪速度 差值，防抱死系統(tǒng)ABS的報告，或者甚至軌跡控制系統(tǒng)ESP所提供的瞬時角速度。
[0006] 根據(jù)行駛條件和用于計算的原始參數(shù)，對于這些用于計算最終留存補償?shù)闹付ú?值，加權(quán)系數(shù)可以解讀為絕對角度位置的估算準確性的置信指數(shù)。
[0007] 該算法稱為"尋角"算法，其具有無可否認的優(yōu)點，特別是其中無需用于直接測量 方向盤的多向旋轉(zhuǎn)絕對角度位置的附加傳感器，或者甚至無需車輛在特定條件下（特別是 直線行駛中）以可持續(xù)方式行駛以允許所述絕對角度位置確定過程的初始化。
[0008] 然而，所述算法的準確性有時，尤其是在極限情況下，由于一個或其他所使用的動 態(tài)模型達到其有效性限制而惡化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于克服前述提到的缺陷，并給出用于確定車輛方向盤角度 位置的改良方法，該方法提高了準確性，可靠性和魯棒性，同時保持相對簡單化的實施。
[0010] 本發(fā)明的目的在于通過一種用于確定車輛方向盤的絕對角度位置的方法，其特征 在于，所述方法包括絕對位置的第一估算步驟（a)，步驟（a)中通過基于車輛的至少一個第 一動態(tài)行駛參數(shù)分析的第一模型來估算第一數(shù)值，所述第一數(shù)值表示所述方向盤的絕對角 度位置，絕對位置的第二估算步驟（b)，步驟（b)中通過不同于第一模型且基于車輛的至少 一個第二動態(tài)行駛參數(shù)分析的第二模型來估算第二數(shù)值，所述第二數(shù)值表示所述方向盤的 絕對角度位置，以及驗證步驟（c)，步驟（c)中計算第一數(shù)值和第二數(shù)值之間的差值，該差 值與預(yù)設(shè)預(yù)定的一致性閾值（S)進行比較。
[0011] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的驗證步驟的實施使得驗證非常簡單且快速，無需依靠其他 外部信號，更不必說其他特定傳感器，角度位置數(shù)值之間的一致性來源于兩個不同動態(tài)模 型的應(yīng)用。
[0012] 的確，發(fā)明人觀測到，當(dāng)這些源于不同模型的數(shù)值彼此保持一致時，即區(qū)分所述數(shù) 值的可能差值小于一致性閾值，其表明車輛的狀態(tài)，即所述車輛的行駛條件在該時刻發(fā)生 變動，實際上在該時刻其與應(yīng)用模型相兼容，且很好并真實地對應(yīng)于所述模型的特定有效 域以確定所述模型的相關(guān)結(jié)果和可靠準確性。
[0013] 相反地，如果驗證步驟發(fā)現(xiàn)兩個絕對角度位置之間代表值的偏差過高，在此情況 下差值大于固定一致性閾值，意味著存在通過任何一個模型獲得的評價結(jié)果被扭曲的真實 風(fēng)險，并且計算值不能充分體現(xiàn)準確和可靠的結(jié)果。
[0014] 兩個計算值之間差值（一方面）與一致性閾值（另一方面）進行比較，如果被認 為彼此一致且大體可靠，則決定全面保持所述計算值，或者在相反情況下，排除認為可疑的 數(shù)值，所述可疑數(shù)值會扭曲確定方向盤絕對位置數(shù)值的算法的最終結(jié)果。
[0015] 更具體而言，可以依靠重新計算的數(shù)值是否體現(xiàn)為可靠性或不可靠性來證實這些 值的使用，以便通過迭代學(xué)習(xí)來調(diào)整算法，或在相反情況下，將其排除以防止其擾亂所述學(xué) 習(xí)。
[0016] 在排除迭代值的情況下，學(xué)習(xí)可以"被凍結(jié)"，由先前迭代確定的絕對位置估算值 可以臨時保持，且一旦新的一致性數(shù)值通過動態(tài)模型生成，學(xué)習(xí)步驟就可以在隨后的迭代 過程中繼續(xù)。
[0017] 因此，本發(fā)明有利地改良了確定方向盤絕對位置的方法的準確性和魯棒性，并且 有利于在不降低算法的執(zhí)行速度的情況下，特別是不需要接收附加信息或附加外部信號 的情況下，以快速和簡便的方式來驗證計算值的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 本發(fā)明的其他目的，特征和優(yōu)點將在隨后的說明書以及附圖中詳細體現(xiàn)，其出于 純描述性和非限定性目的而提供，其中附圖：
[0019] 圖1所示為執(zhí)行本發(fā)明方法的機動車輛的原理性透視圖。
[0020] 圖2所示為本發(fā)明方法流程原理框圖，特別涉及一致性驗證和抑制步驟。
[0021] 圖3所示為本發(fā)明耦合了兩個算法學(xué)習(xí)抑制條件的方法實施例的原理框圖。

【具體實施方式】
[0022] 本發(fā)明涉及一種用于確定車輛方向盤絕對角度位置的方法，特別是屬于助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)1的方向盤，優(yōu)選地為電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0023] 為了方便起見，如圖1所示，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1 一方面包括附圖標記為2的機械部 件，其包括與轉(zhuǎn)向柱4連接的方向盤3,所述轉(zhuǎn)向柱4的端部遠離方向盤3,從而使得轉(zhuǎn)向齒 輪與安裝在轉(zhuǎn)向器6內(nèi)的齒條（為顯示）相嚙合。
[0024] 所述齒條的兩相對端通過左右拉桿7和8分別連接至車輛左和右轉(zhuǎn)向輪的輪轂架 (未示出）上，所述左右拉桿7和8分別在其外端連接左7'和右8'轉(zhuǎn)向球節(jié)。
[0025] 優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1包括，用于輔助車輛駕駛員向方向盤3所施加手動力的輔助雙 向旋轉(zhuǎn)電動發(fā)動機9,其輸出軸通過減速器10 (例如蝸桿或蝸輪）與轉(zhuǎn)向柱4耦合，，從而將 發(fā)動機扭矩或可能的抗扭矩傳輸至所述轉(zhuǎn)向柱4。
[0026] 輔助電動發(fā)動機9由內(nèi)嵌電子計算機11驅(qū)動，所述內(nèi)嵌電子計算機11與車輛的 控域網(wǎng)（CAN) 17相連接，從而接收和處理來自不同傳感器的不同信號，所述不同傳感器監(jiān) 控車輛及其組件的不同行為參數(shù)。
[0027] 根據(jù)已知實施例，所述計算機11能夠接收源自專用傳感器12的電子信號以通知 所述計算機關(guān)于方向盤3的相對，絕對，或多向旋轉(zhuǎn)絕對轉(zhuǎn)向角，其代表車輛轉(zhuǎn)向的實際瞬 間角度。
[0028] 所述計算機11還優(yōu)選地接收測量駕駛員在方向盤3上所施加扭矩的信號。
[0029] 從發(fā)明的意義上來說，所述方向盤的扭矩當(dāng)然可以由任何適當(dāng)?shù)墨@取元件來報 告。因此，其可以優(yōu)選地通過扭矩傳感器13報告，也可優(yōu)選地直接測量，例如將扭矩傳感器 13設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱4或任何其他適當(dāng)位置。所述方向盤扭矩還可以在適當(dāng)位置通過計算機基 于對其他有效信號的估算來間接獲得。
[0030] 根據(jù)這些信息，所述計算機11可以通過始終施加適當(dāng)指令（例如扭矩或發(fā)動機9 的輔助力）來驅(qū)動輔助發(fā)動機9,所述指令可以根據(jù)所述計算機11的非易失性存儲器內(nèi)預(yù) 定和編程的輔助定律來放大或在相反情況時補償駕駛員施加在方向盤上的力。
[0031] 根據(jù)另一實施例，優(yōu)選調(diào)整本發(fā)明的方法，專用傳感器12被抑制，電子助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)1的角度傳感器14 ( "解角器"型）的數(shù)據(jù)被使用角度傳感器14與輔助發(fā)動機9的軸 相連，從而探測后者的角度位置。
[0032] 方向盤3的多向旋轉(zhuǎn)相對角度位置Θ Mlative st_ing whMl可以由如下公式確定，專利 申請FR2953181對其進行了特別詳細的描述，如上所述：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于確定車輛方向盤（3)的絕對角度位置的方法，其特征在于，該方法包括絕 對位置的第一估算步驟（a)，步驟（a)中通過基于車輛的至少一個第一動態(tài)行駛參數(shù)分析 的第一模型來估算第一數(shù)值（Anglel)，所述第一數(shù)值表示所述方向盤（3)的絕對角度位 置，絕對位置的第二估算步驟（b)，步驟（b)中通過不同于所述第一模型的基于車輛的至少 一個第二動態(tài)行駛參數(shù)分析的第二模型來估算第二數(shù)值（Angle2)，所述第二數(shù)值表示所述 方向盤的絕對角度位置，以及驗證步驟（c)，步驟（c)中計算第一數(shù)值（Anglel)和第二數(shù)值 (Angle2)之間的差值，并將該差值與預(yù)定的一致性閾值（S)進行比較。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括參數(shù)化步驟（d)，步驟（d)位 于驗證步驟之前，根據(jù)第一和第二數(shù)值中的最小值來調(diào)整一致性閾值（S)，所述最小值表示 方向盤的絕對角度位置（MIN[Anglel，Angle2])。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該方法包括測量步驟（e)，步驟（e) 用于利用應(yīng)用內(nèi)嵌式傳感器（14)測量相對角度位置，傳感器（14)優(yōu)選地在車輛啟動時初 始化，所述數(shù)值表示所測量的方向盤（3)的多向旋轉(zhuǎn)相對角度位置（0MlatiTCSt_ingwhMl)， 以及計算總動態(tài)補償?shù)挠嬎悴襟E（f)，其中第一動態(tài)補償值（A 0dynamic;(1))對應(yīng)于表示絕對 角度位置的第一數(shù)值（Anglel)與表不相對位置的數(shù)值（0Mlative;_ste;OTing_ whM；1)之間的差異來 計算，第二動態(tài)補償值（A 0dynamic;(2))對應(yīng)于表示絕對角度位置的第二數(shù)值（Angle2)與表 示相對位置的數(shù)值（0 MlatiTC_stoCTing_whMl)之間的差值來分別計算，所述表示相對位置的數(shù)值 用于測量當(dāng)前迭代（n)，以及加權(quán)步驟（g)，步驟（g)中每個動態(tài)補償數(shù)值被指定為唯一加 權(quán)系數(shù)（ponc^n))，以及學(xué)習(xí)步驟（h)，步驟（h)中一方面對應(yīng)于先前迭代中所計算的補 償值（A 0final(n-l))的加權(quán)平均來計算當(dāng)前迭代（n)的最終補償值（A 0final(n))，并利 用連續(xù)的全部先前迭代的相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)積分總和來指定分數(shù)（sc (n-1))，另一方面對當(dāng) 前迭代更新計算其第一和第二動態(tài)補償值（A 0dy_ic;(i)(n))，并分別指定它們的加權(quán)參數(shù) (pondi (n)) 〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法包括，當(dāng)表示所述方向盤的絕對角 度位置的第一數(shù)值和第二數(shù)值之間差值（|Anglel-Angle2|)超過預(yù)定的一致性閾值（S) 時，抑制步驟（i)將與相應(yīng)動態(tài)補償數(shù)值（A 9 dynamic(1)?八 〇 dynamic(2) )相關(guān)聯(lián)的加權(quán)系數(shù) (pondi (n)，pond2 (n))強制設(shè)置為0，用于執(zhí)行學(xué)習(xí)步驟（h) 〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，表示相對角度位置的數(shù)值由"解角器" 型角度位置傳感器（14)測量，所述傳感器（14)與助力轉(zhuǎn)向發(fā)動機（9)的軸相連。
6. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第一模型將車輛至少一個行駛 裝置的左車輪和右車輪（5)之間的速度差值（E)用作第一動態(tài)參數(shù)，所述速度的數(shù)值優(yōu)選 地由防抱死系統(tǒng)ABS (15)使用。
7. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第二模型將車輛的角速度 (W'）和/或所述車輛的橫向加速度（YlatCTal)用作第二動態(tài)參數(shù)，所述第二參數(shù)優(yōu)選地由 軌跡控制系統(tǒng)ESP (16)使用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3和7所述的方法，其特征在于，該方法包括探測步驟（j)，步驟（j) 用于探測車輛的縱向位移方向，以及探測步驟（k)，步驟（k)用于探測超過預(yù)定的轉(zhuǎn)彎閾值 的轉(zhuǎn)彎情況，其還包括抑制步驟（i'），當(dāng)探測到反向行駛和轉(zhuǎn)彎操控時，抑制步驟（i'）為 了學(xué)習(xí)步驟（h)的執(zhí)行而將加權(quán)系數(shù)（pond2(n))強制置為0,該加權(quán)系數(shù)與第二動態(tài)補償 值（A 0dynamic;(2))相關(guān)聯(lián)，第二動態(tài)補償值源于使用角速度作為第二動態(tài)參數(shù)的第二模 型的應(yīng)用。
9. 一種機動車輛，其特征在于，該機動車輛內(nèi)嵌計算機（11)，該計算機（11)配置或編 程為執(zhí)行權(quán)利要求1至8任一項所述的方法。
10. -種可通過計算機（11)讀取的存儲介質(zhì)，當(dāng)計算機讀取所述介質(zhì)時，所包含的計 算機程序碼元用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的方法。
【文檔編號】B62D15/02GK104428194SQ201380036040
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】羅曼·莫雷蒂 申請人:捷太格特歐洲公司