具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，如图1所示，提供了一种汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法，包括以下步骤S10-S30：

S10，在汽车转向系统启动后，实时获取通过角度传感器测得的第一方向盘绝对角度；其中，汽车转向系统包括连接方向盘的转向管柱，所述角度传感器可以为安装在所述转向管柱上的转向角传感器(SAS：Steering Angle Sensor)，进一步地，该转向角传感器中亦可以集成扭矩传感器，在本实施例中，所述转向角传感器可以通过磁矩效应测量得到第一方向盘绝对角度。

S20，在获取到通过安装在汽车左右后轮上的轮速传感器实时测得的后轮轮速信号后，根据所述后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度；其中，轮速传感器优选为安装在汽车左右车轮的轮毂上方，并且，轮速传感器时每一辆汽车中必须设置的(也即为固有硬件)，因此，无需为汽车转向系统额外设置轮速传感器，仅需要将原本汽车固有的轮速传感器连接至转向系统的控制器，实时获取其轮速信号，并根据轮速信号确定第二方向盘绝对角度即可。在本发明中，由于利用汽车上的固有轮速传感器测得的后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度，同时利用第一方向盘绝对角度和第二方向盘绝对角度进行相互校验，因此无需安装对随机失效率具有高要求的角度传感器，能有效降低产品成本，且提高了车载硬件资源使用率。

S30，在检测到所述第一方向盘绝对角度与所述第二方向盘绝对角度之间的角度差值的绝对值大于预设差值阈值后，启动方向盘的绝对角度诊断模式，并在所述绝对角度诊断模式下，根据所述第二方向盘绝对角度进行角度自动诊断操作。其中，角度自动诊断操作包括主动回正、末端保护、侧偏补偿等需要使用到方向盘绝对角度的操作；具体地，主动回正是指汽车行走过程中由于转向系统摩擦等原因，机械回正难以让汽车方向盘自然回到方向盘中位，此时，可以利用主动回正补偿模块根据第二方向盘绝对角度回到方向盘中位，以让方向盘居中性更好；末端保护是指在打方向盘的过程中，需要根据第二方向盘绝对角度确定是否接近末端方向的末端，并在确定接近末端方向的末端时(离末端具有预设距离时)降低助力机构提供的助力大小，以避免冲击损坏；侧偏补偿是指在维持汽车直行时，当根据第二方向盘绝对角度确认存在方向盘手力的情况时(说明汽车存在侧偏)，此时，需要通过助力机构提供助力，以补偿抵消方向盘手力，降低驾驶员负担。作为优选，所述预设差值阈值为5度。

本发明的汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法，通过角度传感器测得第一方向盘绝对角度，同时利用汽车上的固有硬件，也即安装在汽车左右后轮上的轮速传感器测得的后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度，同时利用第一方向盘绝对角度和第二方向盘绝对角度进行相互校验，因此，无需安装对随机失效率具有高要求的角度传感器，进而，用于测量第一方向盘绝对角度的角度传感器可以为单DIE芯片，也即，所使用的角度传感器可以由随机失效率要求ASIL D降低为单DIE芯片的ASIL B，甚至，用于测量第一方向盘绝对角度的角度传感器可以为成本更低的index信号传感器，如此，能有效降低产品成本，且提高了车载硬件资源使用率；同时，由于必须在检测到第一方向盘绝对角度与第二方向盘绝对角度之间的角度差值的绝对值大于预设差值阈值后，才会启动方向盘的绝对角度诊断模式，并在绝对角度诊断模式下，根据上述由轮速传感器测得的后轮轮速信号确定的第二方向盘绝对角度，进行角度自动诊断操作，避免了在第一方向盘绝对角度或第二方向盘绝对角度出现异常的情况下进行角度自动诊断操作的可能性，提高了汽车的安全性。本发明中，使用了上述多重诊断提高了诊断正确性，保障了系统正常运行，降低不安全的风险发生，同时能降低转向系统中使用的检测硬件的冗余要求，降低了系统成本。

在一实施例中，所述汽车转向系统包括连接方向盘的转向管柱，所述角度传感器包括安装在所述转向管柱上的转向角传感器；

所述步骤S10中，所述实时获取通过角度传感器测得的第一方向盘绝对角度，包括：

检测所述转向角传感器是否已标定；

在所述转向角传感器已标定时，获取所述转向角传感器实时测得的第一方向盘绝对角度；

在所述转向角传感器未标定时，启动方向盘的原始机械诊断模式。

在该实施例中，首先需要监测转向角传感器的标定标志位(若已标定，则该标定标志位会被标记有标定标识；若未标定，则该标定标志位不被标记标定标识或者被标定未标定标识)，以确定转向角传感器是否已标定，可理解地，转向角传感器已标定，代表其可以正常工作，此时可以直接获取所述转向角传感器实时测得的第一方向盘绝对角度。在转向角传感器未标定时，代表其出现故障或者未安装到位，转向角传感器无法正常工作，此时，方向盘绝对角度自动诊断操作将不启用，而是启动方向盘的原始机械诊断模式，也即，系统功能自动降级进入启动方向盘的原始机械诊断模式，此时，角度自动诊断操作中的主动回正、末端保护、侧偏补偿等需要使用到方向盘绝对角度的操作将不会启用(也即，主动回正、末端保护、侧偏补偿等均不起作用)。

在一实施例中，所述汽车转向系统还包括用于对所述转向管柱提供助力转矩的助力机构；所述助力机构包括助力电机以及连接助力电机且安装在所述转向管柱上的减速器；所述助力电机上设有用于检测助力电机的转子位置信息的位置传感器；

所述步骤S30中，所述检测到所述第一方向盘绝对角度与所述第二方向盘绝对角度之间的角度差值的绝对值大于预设差值阈值之前，还包括：

在不能获取到通过所述轮速传感器实时测得的后轮轮速信号时，获取所述位置传感器测得的第一转子位置信息，并根据所述第一转子位置信息获取第二方向盘绝对角度。

在该实施例中，首先需要监测后轮轮速信号是否正常，在不能获取到通过所述轮速传感器实时测得的后轮轮速信号时，说明所述轮速传感器出现故障或者未安装到位，此时，所述轮速传感器无法正常工作，后轮轮速信号出现不正常；此时，需要通过所述位置传感器测得的第一转子位置信息确定第二方向盘绝对角度，进而进入上述步骤S30中。

在一实施例中，所述根据所述第一转子位置信息获取第二方向盘绝对角度具体为：根据第一转子位置信息以及减速器中预设的涡轮蜗杆减速比计算第二方向盘绝对角度。进一步地，在另一实施例中，为减少误差，所述根据所述第一转子位置信息获取第二方向盘绝对角度具体为：将根据第一转子位置信息确定以及减速器中预设的涡轮蜗杆减速比确定的角度记录为第一相对角度；之后，获取角度偏置值，并根据所述第一相对角度和角度偏置值确定第二方向盘绝对角度。具体地，第二方向盘绝对角度为所述第一相对角度和角度偏置值之和。其中，所述角度偏置值可以在所述汽车转向系统启动时测得并存储在数据库中以供随时进行调取，因此，上述获取角度偏置值之前，包括：获取所述位置传感器在所述汽车转向系统启动时测得的第二转子位置信息，并根据所述第二转子位置信息确定第二相对角度；获取所述角度传感器在所述汽车转向系统启动时测得的第三方向盘绝对角度，将所述第二相对角度与所述第三方向盘绝对角度之间的差值记录为角度偏置值。

在一实施例中，所述根据所述后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度之前，还包括：对所述后轮轮速信号进行滤波。可理解地，对后轮轮速信号进行滤波可降低噪声，减低误检率。

在一实施例中，所述步骤S20中，所述后轮轮速信号包括后左轮速度和后右轮速度；所述根据所述后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度，包括：

将所述后轮轮速信号输入以下整车动力学阿克曼模型，获取所述整车动力学阿克曼模型输出的第二方向盘绝对角度：

其中，θ为第二方向盘绝对角度；V_RL为后左轮速度；V_RR为后右轮速度；L为轴距；t为轮距；i_ratio为传动比。

可理解地，本发明通过上述整车动力学阿克曼模型，根据后轮轮速(上述左轮轮速和右轮轮速等信号均被包含在后轮轮速信号中)确定第二方向盘绝对角度，因此，本发明上述实施例适用于前轮转向两驱汽车或四驱汽车，上述两者均可使用后轮转速信号计算第二方向盘绝对角度。在本实施例中，通过角度传感器测得第一方向盘绝对角度的同时，利用汽车上的固有硬件，也即安装在汽车左右后轮上的轮速传感器测得的后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度(在后轮轮速信号正常的情况下，利用整车动力学阿克曼模型得到推算出来第二方向盘绝对角度)，同时利用第一方向盘绝对角度和第二方向盘绝对角度进行相互校验，因此，无需安装对随机失效率具有高要求的角度传感器，进而，用于测量第一方向盘绝对角度的角度传感器可以为单DIE芯片，也即，所使用的角度传感器可以由随机失效率要求ASIL D降低为单DIE芯片的ASIL B，甚至，用于测量第一方向盘绝对角度的角度传感器可以为成本更低的index信号传感器，如此，能有效降低产品成本，且提高了车载硬件资源使用率。

在一实施例中，所述方法还包括：

在检测到所述第一方向盘绝对角度与所述第二方向盘绝对角度之间的角度差值的绝对值小于或等于预设差值阈值后，启动方向盘的原始机械诊断模式。

在该实施例中，在检测到所述第一方向盘绝对角度与所述第二方向盘绝对角度之间的角度差值的绝对值小于或等于预设差值阈值后，说明第一方向盘绝对角度与所述第二方向盘绝对角度中的其中一个发生异常，甚至两个均发生异常，此时，第一方向盘绝对角度与所述第二方向盘绝对角度均不可信，因此，此时系统功能降级进入原始模式(也即，启动方向盘的原始机械诊断模式，此时，主动回正、末端保护、侧偏补偿等均不起作用)。

在一实施例中，如图2所示，提供一种汽车转向系统，该汽车转向系统与上述实施例中汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法对应。所述汽车转向系统，包括控制器1、角度传感器2、轮速传感器3、位置传感器4和助力机构5；所述角度传感器2安装在汽车的转向管柱上；所述轮速传感器3安装在汽车左右后轮上；所述助力机构5包括助力电机以及连接助力电机且安装在所述转向管柱上的减速器；所述位置传感器4设置在助力电机上，且用于检测助力电机的转子位置信息；所述角度传感器2、轮速传感器3、助力电机和位置传感器4均与所述控制器1通信连接；所述控制器1用于执行上述汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法。

可理解地，在本发明中，控制器1通过CAN总线获取轮速传感器3测得的后轮轮速信号；所述角度传感器2包括转向角传感器21(可理解地，如图2中所示，角度传感器2中包括转向角传感器21，但该转向角传感器21中亦可以同时集成扭矩传感器)；在角度传感器2为转向角传感器21时，控制器1通过CAN总线获取转向角传感器21测得的第一方向盘绝对角度；在转向角传感器21中集成有扭矩传感器时，扭矩传感器的传感信号将通过硬线信号传送至控制器1；同时，控制器1通过硬线信号获得位置传感器4测得的助力电机的第一转子位置信息(可理解地，亦可以通过硬线信号获得位置传感器4测得的上述第二转子位置信息)；在本发明中，可以通过角度传感器2测得第一方向盘绝对角度，同时利用汽车上的固有硬件，也即安装在汽车左右后轮上的轮速传感器3测得的后轮轮速信号确定第二方向盘绝对角度，同时通过单片机程序运行对第一方向盘绝对角度和第二方向盘绝对角度进行相互校验，以诊断出当前的第一方向盘绝对角度和第二方向盘是否异常，在无异常时，才根据上述由轮速传感器3测得的后轮轮速信号确定的第二方向盘绝对角度，进行角度自动诊断操作(也即，主动回正、末端保护、侧偏补偿等)，如此，可以实现对转向系统的操纵舒适性要求；同时，在当前的第一方向盘绝对角度和/或第二方向盘异常时，启动方向盘的原始机械诊断模式，避免了在第一方向盘绝对角度或第二方向盘绝对角度出现异常的情况下进行角度自动诊断操作的可能性，提高了汽车的安全性。

关于汽车转向系统的具体限定可以参见上文中对于汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法的限定，在此不再赘述。上述汽车转向系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。可理解地，上述汽车转向系统安装在汽车中。

在一实施例中，提供一种汽车，包括上述汽车转向系统。

在一实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机可读指令和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种的汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法。

在一实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述的汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法。所述计算机设备可以是指汽车的控制模块，亦可以是指设置在汽车之外并与所述汽车通信连接的计算机设备。

本发明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计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述的汽车转向系统的方向盘绝对角度诊断方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元或模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。