一种电动转向系统的中位自学习方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及车辆转向控制领域，特别涉及一种电动转向系统的中位自学习方法、装置及存储介质。

背景技术：

随着汽车行业的发展，人们对于汽车驾驶性和便利性的要求越来越高，为了满足人们的需求，汽车也变得越来越智能化和功能多样化，比如，会搭载一些驾驶辅助功能、车道保持功能和代客泊车功能等，同时，转向系统为了满足整车的需求，开发出电动助力转向，使转向系统更加智能。其中，和转向相关的功能会涉及转向角度，而计算转向角度大小的关键点是确定转向角的零位点(即转角中位)。

目前，转向系统相关功能所需要的转角信息包括转角中位等均由方向盘转角传感器提供，但是，由于整车各系统组合装配误差和车辆使用过程中的磨损，导致方向盘转角传感器提供的转角中位与行驶时的中位不一致，从而导致车辆驾驶时的稳定性较差。为了消除系统组合装配误差和车辆使用过程中的磨损带来的误差，现有技术通常需要专业技术人员对转角中位进行重新标定，这对于用户而言是很不方便的。

为了便于标定，现有技术也涉及一些具有转角中位自学习功能的电动助力转向系统，但是这些电动转向系统通常考虑的是对直线工况下的转角中位进行重新标定，从而使得车辆提供更精确的角度信号。

而本申请的发明人在研究过程中发现，转向工况下和直线工况下的转角中位的偏差是不同的，如果对直线工况下的转角中位进行重新标定，那么车辆在转向工况下将会使用直线工况下标定的转角中位，从而使得车辆在涉及转向行程左右对称的功能时的表现不够完美，例如，转角软止点末端保护功能开启的区域不一致、回正的角度不一致等。

技术实现要素：

本发明提供了一种电动转向系统的中位自学习方法、装置及存储介质，以使得电动转向系统在涉及转向行程左右对称的功能和涉及直线行驶左右对称的功能时均可以表现完美。

本发明第一方面提供一种电动转向系统的中位自学习方法，所述电动转向系统包括方向盘转角传感器和转向助力电机，所述方法包括：获取所述方向盘转角传感器预设的转角中位，并监测所述方向盘的转动扭矩、车辆的行驶状态和所述转向助力电机的相对转角；在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位；在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述转向助力电机的所有转角确定所述电动转向系统的初始直线行程中位；基于所述初始转向行程中位和所述转角中位确定转向中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及转向行程左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述转向中位偏差确定所述电动转向系统的目标转向行程中位；基于所述初始直行行程中位和所述转角中位确定直行中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及直行行驶左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述直行中位偏差确定所述电动转向系统的目标直行行程中位。

进一步地，所述在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位包括：在监测到一个第一方向且大小为预设转动扭矩的转动扭矩时，判断第一方向的所述转动扭矩是否保持预设时间；若是，监测是否连续出现一个与第一方向相反的且大小为预设转动扭矩的转动扭矩；若是，判断与第一方向相反的所述转动扭矩是否保持所述预设时间；若是，基于同时监测的所述转向助力电机的两个相对转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位。

进一步地，所述转向助力电机的两个转角为两个相对转角，相应的，所述在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位包括：在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的两个相对转角确定两个相对转角的第一平均值；将所述第一平均值与转角转换系数的乘积确定为所述电动转向系统的初始转向行程中位。

进一步地，所述转向助力电机的所有转角均为相对转角，相应的，所述在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述电动转向系统的所有转角确定所述转向助力电机的初始直线行程中位包括:在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述转向助力电机的所有相对转角确定所有相对转角的第二平均值；将所述第二平均值与转角转换系数的乘积确定为所述电动转向系统的初始直线行程中位。

进一步地，在所述基于所述初始转向行程中位和所述转角中位确定转向中位偏差的步骤之后，所述方法还包括：将所述转向中位偏差存储在存储器中，以在所述电动转向系统启用涉及转向行程左右对称的功能时调用存储的所述转向中位偏差。

进一步地，在所述基于所述初始直行行程中位和所述转角中位确定直行中位偏差的步骤之后，所述方法还包括：将所述直行中位偏差存储在存储器中，以在所述电动转向系统启用涉及直行行驶左右对称的功能时调用存储的直行中位偏差。

进一步地，所述直线有速行驶包括如下行驶状态：车速大于等于预设车速、整车横摆角速度小于等于预设横摆角速度、前后轮速差小于等于第一预设轮速差且左右轮速差小于等于第二预设轮速差。

进一步地，所述涉及转向行程左右对称的功能至少包括如下之一：转角软止点末端保护功能、摩擦补偿功能和增强驾驶员反馈功能，所述涉及直行行驶左右对称的功能至少包括如下之一：lka车道保持功能、转向主动回正功能和tja交通拥堵领航功能。

本发明第二方面提供一种电动转向系统的中位自学习装置，所述电动转向系统包括方向盘转角传感器和转向助力电机，所述装置包括：数据获取模块，用于获取所述方向盘转角传感器预设的转角中位，并用于监测所述方向盘的转动扭矩、车辆的行驶状态和所述转向助力电机的相对转角；初始转向行程中位确定模块，用于在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位；初始直线行程中位确定模块，用于在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述转向助力电机的所有转角确定所述电动转向系统的初始直线行程中位；转向中位偏差确定模块，用于基于所述初始转向行程中位和所述转角中位确定转向中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及转向行程左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述转向中位偏差确定所述电动转向系统的目标转向行程中位；直线中位偏差确定模块，用于基于所述初始直行行程中位和所述转角中位确定直行中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及直行行驶左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述直行中位偏差确定所述电动转向系统的目标直行行程中位。

本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集使所述计算机执行任一所述的中位自学习方法。

由于上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

通过实施本发明，使转向中位具有自学习能力，通过在使用过程中持续学习，充分消除了因制造和使用磨损带来的误差，并且，对转向工况下转角中位的偏差和直线工况下转角中位的偏差进行了分类，使得车辆在涉及转向行程对称的功能时和涉及直线行程对称的功能时均能够表现完美。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1是本发明实施例提供的一种电动转向系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电动转向系统的中位自学习方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种电动转向系统的中位自学习方法中转向中位偏差和直行中位偏差的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电动转向系统的控制逻辑示意图；

图5是本发明实施例提供的一种电动转向系统的中位自学习装置的结构示意图。

附图中：

1-方向盘2-方向盘转角传感器3-转向管柱总成

4-拉杆总成5-齿条总成6-涡轮总成

7-扭矩传感器8-电机位置传感器9-ecu

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

图1为本发明实施例提供的一种电动转向系统的结构示意图，如图1所示，所述电动转向系统包括方向盘1、方向盘转角传感器2、转向管柱总成3、拉杆总成4、齿条总成5、涡轮总成6、扭矩传感器7、转向助力电机、电机位置传感器8和ecu(electriccontrolunit，电子控制单元)9；

其中，所述方向盘1用于供驾驶员驱动，所述转向管柱总成3的输入端与所述方向盘1连接，所述转向管柱总成3的输出端与齿条总成5连接，以在驾驶员的驱动下实现转向驱动；

所述方向盘转角传感器2设置在所述转向管柱总成3上，用于检测所述方向盘1的转向角，并将检测到的方向盘1的转向角发送至所述ecu9；

所述扭矩传感器7也设置在所述转向管柱总成3上，用于检测所述方向盘1的转动扭矩，并将检测到的转动扭矩发送至所述ecu9；

所述ecu9用于根据车速传感器、轮速传感器、侧向加速度传感器和所述方向盘转角传感器2的信号控制所述转向助力电机的旋转方向和助力电流的大小，所述转向助力电机的力矩通过涡轮总成作用到齿条总成5和拉杆总成4上，实现转向助力；

所述电机位置传感器8用于检测所述转向助力电机的转角，并将检测的所述转向助力电机的转角反馈给所述ecu9。

进一步地，所述车速传感器、轮速传感器、侧向加速度传感器、方向盘转角传感器、扭矩传感器、电机位置传感器和所述ecu之间的通讯可以是can总线(controllerareanetwork，控制器局域网络)、lin总线(localinterconnectnetwork，局域互联网络)或以太网传输。

以下为本发明实施例的一种电动转向系统的中位自学习方法的具体实施例，请参考图2，图2是本发明实施例提供的中位自学习方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中装置或设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，所述方法可以包括：

步骤s201：获取所述方向盘转角传感器预设的转角中位，并监测所述方向盘的转动扭矩、车辆的行驶状态和所述转向助力电机的相对转角；

在本发明实施例中，所述转角中位即是指方向盘转向角的零位点，所述方向盘转角传感器预设的转角中位是指在车辆下线时，设置在所述方向盘转角传感器中的通过标定或机械结构保证的转角中位。

具体的，所述方向盘的转动扭矩可以通过所述电动转向系统中的所述扭矩传感器进行检测，所述车辆的行驶状态可以通过车速传感器、轮速传感器和侧向加速度传感器来进行检测，所述转向助力电机的转角可以通过所述电动转向系统中的电机位置传感器进行检测。

步骤s203：在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位；

在本发明实施例中，所述预设转向扭矩为预先标定的可以基于其确定初始转向行程中位的扭矩，所述初始转向行程中位为车辆转向行驶对应的方向盘转向角零度位置。

例如，所述预设转向扭矩可以设为方向盘从回正位置往某一方向打到底的转动扭矩t/n.m，可以理解的是，当方向盘向逆时针方向打到底，扭矩传感器会监测到一个逆时针方向且大小为t/n.m的转动扭矩，紧接着，当方向盘向顺时针方向打到底，扭矩传感器会监测到一个顺时针方向且大小为t/n.m的转动扭矩，也即连续监测到了两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩。

步骤s205：在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述转向助力电机的所有转角确定所述电动转向系统的初始直线行程中位；

在本发明实施例中，所述直线有速行驶是指车速大于等于预设车速v、整车横摆角速度小于等于预设横摆角速度s、前后轮速差小于等于第一预设轮速差g且左右轮速差小于等于第二预设轮速差，其中，对于不同的车速区域，例如，20-60km/h、60-90km/h和90-130km/h，每个车速区域设置不同的第二预设轮速差x、y和z。所述初始直线行程中位为车辆直线行驶对应的方向盘转向角零度位置。

步骤s207：基于所述初始转向行程中位和所述转角中位确定转向中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及转向行程左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述转向中位偏差确定所述电动转向系统的目标转向行程中位；

在本发明实施例中，如图3所示，所述转向中位偏差是指所述初始转向行程中位与所述转角中位之间的偏差。所述涉及转向行程左右对称的功能包括转角软止点末端保护功能、摩擦补偿功能和增强驾驶员反馈功能。

所述转向中位偏差可以表征为所述初始转向行程中位减去所述转角中位得到的差值，当然，所述转向中位偏差可以表征为所述转角中位减去所述初始转向行程中位得到的差值。

可以理解的是，当所述转向中位偏差表征为所述初始转向行程中位减去所述转角中位得到的差值时，将所述转角中位与所述转向中位偏差之和确定为所述目标转向行程中位；当所述转向中位偏差表征为所述转角中位减去所述初始转向行程中位得到的差值时，将所述转角中位减去所述转向中位偏差的差值确定为所述目标转向行程中位。

步骤s209：基于所述初始直行行程中位和所述转角中位确定直行中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及直行行驶左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述直行中位偏差确定所述电动转向系统的目标直行行程中位。

在本发明实施例中，如图3所示，所述直行中位偏差是指所述初始直行行程中位与所述转角中位之间的偏差。所述涉及直行行驶左右对称的功能包括lka(lanekeepingassist，车道保持辅助)功能、转向主动回正功能和tja(trafficjamassist，交通拥堵领航)功能。

所述直行中位偏差可以表征为所述初始直行行程中位减去所述转角中位得到的差值，当然，所述直行中位偏差可以表征为所述转角中位减去所述初始直行行程中位得到的差值。

可以理解的是，当所述直行中位偏差表征为所述初始直行行程中位减去所述转角中位得到的差值时，将所述转角中位与所述直行中位偏差之和确定为所述目标直行行程中位；当所述直行中位偏差表征为所述转角中位减去所述初始直行行程中位得到的差值时，将所述转角中位减去所述直行中位偏差的差值确定为所述目标直行行程中位。

通过实施本发明实施例，使转向中位具有自学习能力，通过在使用过程中持续学习，充分消除了因制造和使用磨损带来的误差，并且，对转向工况下转角中位的偏差和直线工况下转角中位的偏差进行了分类，使得车辆在涉及转向行程对称的功能时和涉及直线行程对称的功能时均能够表现完美。

在一些实施例中，为了保证转动扭矩监测的准确性，所述在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位可以包括：

在监测到一个第一方向且大小为预设转动扭矩的转动扭矩时，判断第一方向的所述转动扭矩是否保持预设时间m/s；

若是，监测是否连续出现一个与第一方向相反的且大小为预设转动扭矩的转动扭矩；

若是，判断与第一方向相反的所述转动扭矩是否保持预设时间m/s；

若是，基于同时监测的所述转向助力电机的两个相对转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位。

在一些实施例中，所述转向助力电机的两个转角为两个相对转角，相应的，所述在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位可以包括：

在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的两个相对转角确定两个相对转角的第一平均值；

将所述第一平均值与转角转换系数的乘积确定为所述电动转向系统的初始转向行程中位。

其中，所述相对转角是指所述转向助力电机在转动扭矩下的转动位置相对于转动扭矩为零时的初始位置的转角，所述转向助力电机的相对转角为矢量，由于两个转动扭矩的方向相反，两个所述相对转角的方向也相反。

例如，当方向盘向逆时针方向打到底，扭矩传感器会监测到一个逆时针方向且大小为t(n.m)的转动扭矩，此时监测的相对转角为一个逆时针方向且大小为α的相对转角，紧接着，当方向盘向顺时针方向打到底，扭矩传感器会监测到一个顺时针方向且大小为t(n.m)的转动扭矩，此时监测的相对转角为顺时针方向且大小为β的相对转角，假设逆时针方向为负，顺时针方向为正，则所述第一平均值可以表征为(β-α)/2。

所述转角转换系数是预先确定的将所述第一平均值转换成与所述转角中位同一标准下的系数，所述转角转换系数可以基于电动机齿轮齿条传动比预先确定。

在一些实施例中，所述转向助力电机的所有转角均为相对转角，相应的，所述在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述电动转向系统的所有转角确定所述转向助力电机的初始直线行程中位包括:

在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述转向助力电机的所有相对转角确定所有相对转角的第二平均值；

将所述第二平均值与转角转换系数的乘积确定为所述电动转向系统的初始直线行程中位。

其中，所述相对转角也是指所述转向助力电机在转动扭矩下的转动位置相对于转动扭矩为零时的初始位置的转角，所述转向助力电机的相对转角为矢量。

例如，当方向盘向逆时针方向小幅度转动，扭矩传感器会监测到一个逆时针方向的转动扭矩，此时监测的相对转角为一个逆时针方向且大小为γ的相对转角，紧接着，当方向盘向顺时针方向小幅度转动，扭矩传感器会监测到一个顺时针方向的转动扭矩，此时监测的相对转角为顺时针方向且大小为δ的相对转角，假设逆时针方向为负，顺时针方向为正，则所述第二平均值可以表征为(δ-γ)/2。

所述转角转换系数同样是预先确定的将所述第二平均值(或第一平均值)转换成与所述转角中位同一标准下的系数，所述转角转换系数可以基于电动机齿轮齿条传动比预先确定。

在一些实施例中，为了便于所述转向中位偏差的及时调用，如图4所示，在所述基于所述初始转向行程中位和所述转角中位确定转向中位偏差的步骤之后，所述方法还包括：

将所述转向中位偏差存储在存储器中，以在所述电动转向系统启用涉及转向行程左右对称的功能时调用存储的所述转向中位偏差。

在一些实施例中，为了便于所述直线中位偏差的及时调用，如图4所示，在所述基于所述初始直行行程中位和所述转角中位确定直行中位偏差的步骤之后，所述方法还包括：

将所述直行中位偏差存储在存储器中，以在所述电动转向系统启用涉及直行行驶左右对称的功能时调用存储的直行中位偏差。

本发明实施例还提供了一种电动转向系统的中位自学习装置，所述电动转向系统包括方向盘转角传感器和转向助力电机，如图5所示，所述装置包括：

数据获取模块510，用于获取所述方向盘转角传感器预设的转角中位，并用于监测所述方向盘的转动扭矩、车辆的行驶状态和所述转向助力电机的相对转角；

初始转向行程中位确定模块520，用于在连续监测到两个方向相反且大小均为预设转向扭矩的转动扭矩时，基于同时监测的所述转向助力电机的与两个所述转动扭矩对应的转角确定所述电动转向系统的初始转向行程中位；

初始直线行程中位确定模块530，用于在监测到车辆为直线有速行驶时，基于同时监测的所述转向助力电机的所有转角确定所述电动转向系统的初始直线行程中位；

转向中位偏差确定模块540，用于基于所述初始转向行程中位和所述转角中位确定转向中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及转向行程左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述转向中位偏差确定所述电动转向系统的目标转向行程中位；

直线中位偏差确定模块550，用于基于所述初始直行行程中位和所述转角中位确定直行中位偏差，以在所述电动转向系统启用涉及直行行驶左右对称的功能时，基于所述转角中位和所述直行中位偏差确定所述电动转向系统的目标直行行程中位。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集使所述计算机执行上述实施例任一所述的中位自学习方法。

本发明实施例还提供了一种中位自学习设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述实施例任一所述的中位自学习方法。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。