專利名稱：扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扭矩傳感器的校正方法和裝置，尤其涉及ー種汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中汽車方向盤帶有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤，扭矩被傳遞到扭力桿時(shí)，輸入軸和輸出軸之間的旋轉(zhuǎn)方向出現(xiàn)偏差，扭矩傳感器感應(yīng)該偏差，再結(jié)合車速傳感器輸出的信號，確定轉(zhuǎn)向助力的大小和方向，并利用驅(qū)動電機(jī)輔助轉(zhuǎn)向操作。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)長期使用過程會導(dǎo)致扭矩傳感器安裝位置發(fā)生偏移、扭矩傳感器電位器彈簧彈性回復(fù)カ老化、扭矩傳感器電位器滑塊與管住螺旋球槽產(chǎn)生機(jī)械磨損等， 以致電動助力轉(zhuǎn)向扭矩的機(jī)械零點(diǎn)與電氣零點(diǎn)發(fā)生偏差。使駕駛者在操縱方向盤時(shí)出現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向カ矩不對稱，車輛喪失直線行駛的能力，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致主動轉(zhuǎn)向或方向打死?，F(xiàn)有技術(shù)僅在用戶維修時(shí)才能進(jìn)行零點(diǎn)校正，對于用戶正常使用時(shí)此功能是完全缺失的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，利用電控算法來彌補(bǔ)機(jī)械結(jié)構(gòu)的老化，保證用戶駕駛的舒適性和安全性，并盡可能地延長產(chǎn)品的使用時(shí)間，使整個(gè)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)達(dá)到平衡。一種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，包括如下步驟(1)靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)a)分別讀取扭矩傳感器的前幾次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。扭矩傳感器每一次上電工作后都將本次工作結(jié)束時(shí)的零點(diǎn)基準(zhǔn)值進(jìn)行保存，多次工作后就會形成零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列，可以保證零點(diǎn)基準(zhǔn)值在使用過程中進(jìn)行準(zhǔn)確可靠地傳遞，便于實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)偏差的實(shí)時(shí)跟蹤。每次讀取的零點(diǎn)基準(zhǔn)值數(shù)量可根據(jù)精度要求設(shè)定，例如一般設(shè)為三次，即分別讀取前三次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，分別得到三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值。b)采集扭矩傳感器本次上電時(shí)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值。扭矩傳感器每次上電初始化吋，會讀取ー個(gè)原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值，為了消除偶然因素， 連續(xù)采樣八次得到八個(gè)原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值，通過中值濾波取四個(gè)中間值，并取該四個(gè)中間值的平均值作為所述的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值；根據(jù)精度要求的不同，連續(xù)采樣次數(shù)也可以適當(dāng)調(diào)整。C)將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值與步驟a)中的各個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較。若相比較的差值均處于設(shè)定范圍內(nèi)，則將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；否則，步驟a)中扭矩傳感器上一次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值。
例如步驟a)中得到三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值，那么就要將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值分別與這三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較，因此也得到三個(gè)差值，按照三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值獲得的時(shí)間由近及遠(yuǎn)，對應(yīng)的三個(gè)差值應(yīng)分別處于100 300毫伏、130 390毫伏、150 450毫伏的范圍內(nèi)，則將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值。(2)動態(tài)零點(diǎn)修正d)在設(shè)定的時(shí)間窗口內(nèi)按照預(yù)定的時(shí)間間隔采樣扭矩傳感器信號。設(shè)定的時(shí)間窗ロ可以是10 60秒，例如為30秒；而預(yù)定的時(shí)間間隔一般為500 1000微秒，例如500微秒。e)將步驟d)中的每ー個(gè)當(dāng)前采樣值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波，得到時(shí)間窗口內(nèi)與每ー個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；例如，利用第N-I個(gè)采樣值的濾波值對第N個(gè)采樣值進(jìn)行ー階濾波，得到第 N個(gè)采樣值的濾波值，該濾波值再應(yīng)用到對第N+1個(gè)采樣值的ー階濾波中。S卩，Yn = Al X Xn+(I-Al) X Vド濾波系數(shù)Al可以是0. 032 0. 140，例如為0. 094。其中\(zhòng)為第N個(gè)采樣值；ん為與第N個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；Yim為與第N-I個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值，即前ー個(gè)濾波值。f)將步驟e)得到的同一時(shí)間窗口內(nèi)的濾波值進(jìn)行遇限削弱積分，即將每ー個(gè)濾波值分別與步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，得到差值，將處于600毫伏內(nèi)的差值累加得到累加值。若累加值為正數(shù)，則表示向右修正，否則表示向左修正。g)利用所述的累加值和當(dāng)前車速濾波值確定與本次時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的當(dāng)前初始修正值，利用與前兩次的時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的ニ階濾波值對當(dāng)前初始修正值進(jìn)行ニ階濾波， 得到當(dāng)前初始修正值的ニ階濾波值，若該ニ階濾波值大于預(yù)設(shè)的安全修正值250毫伏，則將預(yù)設(shè)的安全修正值作為修正值，否則將該ニ階濾波值作為修正值；所述的當(dāng)前車速濾波值通過如下方式獲得通過邊沿捕獲采集車速傳感器信號，按照預(yù)定的時(shí)間間隔得到車速初始值，預(yù)定的時(shí)間間隔一般為500 1000毫秒，例如500毫秒。將每ー個(gè)當(dāng)前車速初始值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波，得到與每ー個(gè)初始值相對應(yīng)的濾波值；例如，利用第N-I個(gè)初始值的濾波值對第N個(gè)初始值進(jìn)行ー階濾波，得到第 N個(gè)初始值的濾波值，該濾波值再應(yīng)用到對第N+1個(gè)初始值的ー階濾波中。S卩，Yn = Al’ XXJ(I-Ar)XYN^濾波系數(shù)Al’可以是0.25 0.43，例如為0.31。其中\(zhòng)為第N個(gè)初始值；ん為與第N個(gè)初始值相對應(yīng)的濾波值；Yim為與第N-I個(gè)初始值相對應(yīng)的濾波值，即前ー個(gè)濾波值。由以上表述可知，所述的當(dāng)前車速濾波值即為當(dāng)前時(shí)間窗ロ結(jié)束時(shí)車速所對應(yīng)的濾波值。進(jìn)行ニ階濾波吋，利用第N-2個(gè)修正值的濾波值和第N-I個(gè)修正值的濾波值對第N個(gè)修正值進(jìn)行ニ階濾波，得到第N個(gè)修正值的濾波值，該濾波值再應(yīng)用到對第N+1個(gè)修正值的ニ階濾波中。_Jn = A2X\+B2XYn_「(A2+B2-1)XYn_2。濾波系數(shù)A2 為 0. 188。濾波系數(shù)B2為1.664。其中Xn為第N個(gè)初始修正值；Yn為第N個(gè)初始修正值的ニ階濾波值；Yim為第N-I個(gè)初始修正值的ニ階濾波值；YN_2為第N-2個(gè)初始修正值的ニ階濾波值。將步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與得到的修正值相加得到動態(tài)零點(diǎn)修正后的零點(diǎn)修正值。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的老化導(dǎo)致扭矩零點(diǎn)偏差，因此零點(diǎn)偏差的趨勢是局部單調(diào)的緩慢的模擬變化過程。針對該本質(zhì)特點(diǎn)，本發(fā)明通過步驟⑴的靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)和步驟⑵的動態(tài)零點(diǎn)修正，采集并處理大量數(shù)據(jù)，有效地濾除擾動因素，充分保證零點(diǎn)校正的準(zhǔn)確性，還可以在用戶使用過程中實(shí)時(shí)動態(tài)地跟蹤零點(diǎn)偏差。由步驟a)可知，毎次零點(diǎn)校正都會使用到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列，為了保證零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列的可靠性，作為優(yōu)選，在掉電保持中，采集ー個(gè)掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，將該掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值與步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，若差值處在設(shè)定范圍內(nèi)(83 250毫伏) 則利用掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列，即將掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為扭矩傳感器本次工作結(jié)束時(shí)的零點(diǎn)基準(zhǔn)值進(jìn)行保存；否則利用步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。由于扭矩傳感器具有一定的有效范圍，一般是具有一個(gè)扭矩傳感器測量極限范圍，ー個(gè)扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍，且扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍應(yīng)該在扭矩傳感器測量極限范圍之內(nèi)，而兩者的差值即是可浮動的空間，靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)和動態(tài)零點(diǎn)修正均應(yīng)該在這個(gè)空間內(nèi)，否則會超出扭矩傳感器測量極限范圍。正常エ況時(shí)，扭矩傳感器電氣零點(diǎn)TO與機(jī)械零點(diǎn)吻合，助力對稱輸出。扭矩傳感器實(shí)際使用的上限值Tl，該值由實(shí)車、電機(jī)、管柱在系統(tǒng)匹配時(shí)確定。扭矩傳感器極限范圍的上限值T3，該值由傳感器自身的線性輸出范圍決定。因此可以計(jì)算靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)的范圍， 實(shí)際使用的區(qū)間Tr = T1-T0，靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)的上限值Sr = T3_Tr。經(jīng)過零點(diǎn)校正后，扭矩傳感器的零點(diǎn)更新到TO’，需要保證TO’ < Sr，否則立即切斷助力輸出，且點(diǎn)亮故障燈。在行車過程中的動態(tài)零點(diǎn)修正時(shí)，對校正后的零點(diǎn)TO’上下進(jìn)行微調(diào)，該微調(diào)范圍由扭矩積分值和當(dāng)前車速濾波值共同來確定，最終保證在一定限度內(nèi)對零點(diǎn)偏移實(shí)時(shí)跟蹤，助力對稱輸出。作為優(yōu)選，靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)范圍應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，即步驟c)所述的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與扭矩傳感器默認(rèn)的零點(diǎn)基準(zhǔn)值(設(shè)備使用前的初始值)之間的差應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)。否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出，確保扭矩傳感器安全可靠、避免失真工作。作為優(yōu)選，動態(tài)零點(diǎn)修正范圍應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，即步驟g)所述的修正值，應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)。否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出，確保扭矩傳感器安全可靠、避免失真工作。作為優(yōu)選，所述的靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)范圍大于動態(tài)零點(diǎn)修正范圍，靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)范圍由扭矩傳感器的有效范圍決定，動態(tài)零點(diǎn)修正范圍由控制算法設(shè)定的安全修正值限定。本發(fā)明還提供了一種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正裝置，包括模塊A、用于分別讀取扭矩傳感器的前幾次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；模塊B、用于采集扭矩傳感器本次上電時(shí)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值；模塊C、用于將模塊B的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值與模塊A中的各個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較；若相比較的差值均處于設(shè)定范圍內(nèi)，則將模塊B的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；否則將模塊A中扭矩傳感器上一次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；例如步驟a)中得到三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值，那么就要將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值分別與這三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較，因此也得到三個(gè)差值，按照三個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值獲得的時(shí)間由近及遠(yuǎn)，對應(yīng)的三個(gè)差值應(yīng)分別處于100 300毫伏、130 390毫伏、150 450毫伏的范圍內(nèi)，則將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值。模塊D、用于在設(shè)定的時(shí)間窗口內(nèi)按照預(yù)定的時(shí)間間隔采樣扭矩傳感器信號；設(shè)定的時(shí)間窗ロ可以是10 60秒，例如為30秒；而預(yù)定的時(shí)間間隔一般為500 1000微秒，例如500微秒。模塊E、用于將模塊D中的每ー個(gè)當(dāng)前采樣值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波， 得到時(shí)間窗口內(nèi)與每ー個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；例如，利用第N-I個(gè)采樣值的濾波值對第N個(gè)采樣值進(jìn)行ー階濾波，得到第 N個(gè)采樣值的濾波值，該濾波值再應(yīng)用到對第N+1個(gè)采樣值的ー階濾波中。S卩，Yn = Al X Xn+(I-Al) X Vド濾波系數(shù)Al可以是0. 032 0. 140，例如為0. 094。其中\(zhòng)為第N個(gè)采樣值；Yn為與第N個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；Yim為與第N-I個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值，即前ー個(gè)濾波值。模塊F、用于將模塊E得到的同一時(shí)間窗口內(nèi)的濾波值進(jìn)行遇限削弱積分，即將每一個(gè)濾波值分別與模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，得到差值，將處于600毫伏內(nèi)的差值累加得到累加值；模塊G、用于利用所述的累加值和當(dāng)前車速濾波值確定與本次時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的當(dāng)前初始修正值，利用與前兩次的時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的ニ階濾波值對當(dāng)前初始修正值進(jìn)行ニ 階濾波，得到當(dāng)前初始修正值的ニ階濾波值，若該ニ階濾波值大于預(yù)設(shè)的安全修正值250 毫伏，則將預(yù)設(shè)的安全修正值作為修正值，否則將該ニ階濾波值作為修正值；將模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與得到的修正值相加得到零點(diǎn)修正值。所述的當(dāng)前車速濾波值通過如下方式獲得通過邊沿捕獲采集車速傳感器信號，按照預(yù)定的時(shí)間間隔得到車速初始值，預(yù)定的時(shí)間間隔一般為500 1000毫秒，例如500毫秒。
將每ー個(gè)當(dāng)前車速初始值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波，得到與每ー個(gè)初始值相對應(yīng)的濾波值；例如，利用第N-I個(gè)初始值的濾波值對第N個(gè)初始值進(jìn)行ー階濾波，得到第 N個(gè)初始值的濾波值，該濾波值再應(yīng)用到對第N+1個(gè)初始值的ー階濾波中。S卩，Yn = Al’ XXJ(I-Ar)XYN^濾波系數(shù)Al’可以是0.25 0.43，例如為0.31。其中\(zhòng)為第N個(gè)初始值；ん為與第N個(gè)初始值相對應(yīng)的濾波值；Yim為與第N-I個(gè)初始值相對應(yīng)的濾波值，即前ー個(gè)濾波值。由以上表述可知，所述的當(dāng)前車速濾波值即為當(dāng)前時(shí)間窗ロ結(jié)束時(shí)車速所對應(yīng)的濾波值。進(jìn)行ニ階濾波吋，利用第N-2個(gè)修正值的濾波值和第N-I個(gè)修正值的濾波值對第 N個(gè)修正值進(jìn)行ニ階濾波，得到第N個(gè)修正值的濾波值，該濾波值再應(yīng)用到對第N+1個(gè)修正值的ニ階濾波中。_Jn = A2X\+B2XYn_「(A2+B2-1)XYn_2。濾波系數(shù)A2 為 0. 188。濾波系數(shù)B2為1.664。其中Xn為第N個(gè)初始修正值；Yn為第N個(gè)初始修正值的ニ階濾波值；Yim為第N-I個(gè)初始修正值的ニ階濾波值；YN_2為第N-2個(gè)初始修正值的ニ階濾波值。作為優(yōu)選，模塊A中分別讀取扭矩傳感器的前三次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。作為優(yōu)選，模塊B中連續(xù)采樣八次得到八個(gè)原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值，通過中值濾波取四個(gè)中間值，并取該四個(gè)中間值的平均值作為所述的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值。作為優(yōu)選，模塊D中所述的時(shí)間窗ロ為10 60秒，預(yù)定的時(shí)間間隔為500 1000微秒。作為優(yōu)選，設(shè)有零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列更新模塊，用于在掉電保持中，采集ー個(gè)掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，將該掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值與模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，若差值處在設(shè)定范圍內(nèi)(83 250毫伏)則利用掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列； 否則利用模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。所述的模塊C中，臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與扭矩傳感器默認(rèn)的零點(diǎn)基準(zhǔn)值之間的差應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出。所述的模塊G中，修正值，應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出。本發(fā)明零點(diǎn)校正方法分為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)和動態(tài)零點(diǎn)修正，并按照一定時(shí)序和算法相互校驗(yàn)印證，以濾除擾動，保證控制的準(zhǔn)確性；可以在用戶使用過程中實(shí)時(shí)動態(tài)地跟蹤零點(diǎn)偏差。本發(fā)明將控制算法限定在扭矩傳感器的極限范圍內(nèi)，嚴(yán)格確保零點(diǎn)校正的安全性， 保證用戶駕駛過程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)始終對稱均衡，即便超出一定的零點(diǎn)校正范圍，控制器也會立即切斷助力輸出，點(diǎn)亮故障燈，最大限度給予用戶駕駛舒適性和安全性；使電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配，延長產(chǎn)品的使用時(shí)間。


圖1為本發(fā)明零點(diǎn)校正方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明ー種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正裝置，包括模塊A、用于分別讀取扭矩傳感器的前幾次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；模塊B、用于采集扭矩傳感器本次上電時(shí)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值；模塊C、用于將模塊B的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值與模塊A中的各個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較；若相比較的差值均處于設(shè)定范圍內(nèi)，則將模塊B的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；否則將模塊A中扭矩傳感器上一次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；模塊D、用于在設(shè)定的時(shí)間窗口內(nèi)按照預(yù)定的時(shí)間間隔采樣扭矩傳感器信號；模塊E、用于將模塊D中的每ー個(gè)當(dāng)前采樣值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波， 得到時(shí)間窗口內(nèi)與每ー個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；模塊F、用于將模塊E得到的同一時(shí)間窗口內(nèi)的濾波值進(jìn)行遇限削弱積分，即將每一個(gè)濾波值分別與模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，得到差值，將處于設(shè)定范圍內(nèi)的差值累加得到累加值；模塊G、用于利用所述的累加值和當(dāng)前車速濾波值確定與本次時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的當(dāng)前初始修正值，利用與前兩次的時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的ニ階濾波值對當(dāng)前初始修正值進(jìn)行ニ 階濾波，得到當(dāng)前初始修正值的ニ階濾波值，若該ニ階濾波值大于預(yù)設(shè)的安全修正值，則將預(yù)設(shè)的安全修正值作為修正值，否則將該ニ階濾波值作為修正值；將模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與得到的修正值相加得到零點(diǎn)修正值。還設(shè)有零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列更新模塊，用于在掉電保持中，采集ー個(gè)掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，將該掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值與模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，若差值處在設(shè)定范圍內(nèi)則利用掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；否則利用模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。參見圖1，本發(fā)明ー種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，可以利用本發(fā)明零點(diǎn)校正裝置實(shí)現(xiàn)，模塊A G對應(yīng)步驟a) g)，在對應(yīng)的模塊分別執(zhí)行如下步驟(1)靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)a)控制器從非易失性存儲器中讀取前幾次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列zer0_Cfm_base[n]。此處取η = 3，隊(duì)列采用FIFO形式，即zero_cfm_base
為前一次工作后在掉電保持時(shí)保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，zer0_Cfm_base[l]為再前一次工作后在掉電保持時(shí)保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，zero_cfm_base[2]為更前一次工作后在掉電保持時(shí)保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值。b)采集扭矩傳感器本次上電時(shí)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值zer0_raW_baSel。
連續(xù)采樣扭矩傳感器信號8次，得到8個(gè)原始采樣值t0、tl、t2、t3、t4、t5、t6、t7， 通過中值濾波得到4個(gè)中間值，再通過均值濾波得到4個(gè)中間值的平均值t，取zero_raw_ basel = t。 c)將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值Zer0_raW_basel與步驟a)中各個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值才目比$X，艮ロ 使用 zero—cim—Dase [2]、zero—cim—base [1」、zero—cim—base
當(dāng) zero_cfm_base0]<zero_raw_basel，且滿足 zero_raw_basel-zero__cfm_base
< RRXKO ；
當(dāng) zero_cim_base0]>zero__raw_basel，且倆足 zero_cfm_base
-zero_raw—basel <RLXK0。
當(dāng) zero_cim_Dase1]<zero_raw_basel，且滿足 zero_raw_basel-zero__cfm_base [1]< RRXKl ；
當(dāng) zero_cim_base1]>zero__raw_basel，且倆足 zero_cfm_base [1]-zero_raw—basel <RLXKl0
當(dāng) zero_cim_Dase2]<zero_raw_basel，且滿足 zero_raw_basel-zero__cfm_base[2]< RRXK2 ；
當(dāng) zero_cim_base2]>zero__raw_basel，且倆足 zero_cfm_base [2]-zero_raw—basel <RLXK2。
如向左偏移，
當(dāng) zero_cim_base0]>zero__raw_basel，且倆足 zero_cfm_base
-zero_raw—basel <LLXKO ；
當(dāng) zero_cim_Dase0]<zero_raw_basel，且滿足 zero_raw_basel-zero__cfm_base
< LRXK0。
當(dāng) zero_cim_base1]>zero__raw_basel，且倆足 zero_cfm_base [1]-zero_raw—basel <LLXKl ；
當(dāng) zero_cim_Dase1]<zero_raw_basel，且滿足 zero_raw_basel-zero__cfm_base [1]< LRXKl0
當(dāng) zero_cim_base2]>zero__raw_basel，且倆足 zero_cfm_base [2]-zero_raw—basel <LLXK2 ；
當(dāng) zero_cim_Dase2]<zero_raw_basel，且滿足 zero_raw_basel-zero__cfm_base[2]< LRXK2。
RR = LL = 300 毫伏，RL=LR=100毫伏。相關(guān)度系數(shù)KO = 1，Kl ==1. 3，K2 =
1. 5?？紤]左右對稱性，則RR = LL, RL = LR0 RR和LL表示偏移趨勢一致，RL和LR表示偏移趨勢波動，所以RR > RL, LL > LR,即趨勢一致的限值大，趨勢波動的限值小。由于實(shí)際エ況下零點(diǎn)偏移是ー個(gè)局部單調(diào)的緩慢的模擬變化過程，并且結(jié)合零點(diǎn)基準(zhǔn)值的保存時(shí)序，所以 KO < Kl < K2。 當(dāng)zer0_raW_baSel滿足所有判別條件，則臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值Zer0_temp_base = zero_raw_basel，否則fe時(shí)湊點(diǎn)基準(zhǔn)值 zero_temp_base = zero_cfm_base
(2)動態(tài)零點(diǎn)修正d)在設(shè)定的時(shí)間窗口內(nèi)按照預(yù)定的時(shí)間間隔采樣扭矩傳感器信號，設(shè)定的時(shí)間窗 ロ是30秒；而預(yù)定的采樣時(shí)間間隔一般為500微秒。e)將步驟d)中的每ー個(gè)當(dāng)前采樣值t_atd，與上次濾波值t_lfiltered進(jìn)行ー 階濾波，得到濾波值t_lfilt = AlXt_atd+(l-Al) X t_lfiltered，濾波系數(shù)Al可以是 0. 032 0. 140，例如為0. 094。濾波系數(shù)決定了采樣值的截止頻率和相位滯后。Al取值大， 則扭矩傳感器信號響應(yīng)靈敏，但容易受到高頻噪聲的擾動，穩(wěn)定性差；Al取值小，則扭矩傳感器信號響應(yīng)滯后，但抗擾動能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好。f)在每個(gè)30秒的時(shí)間窗口內(nèi)對以上計(jì)算得到的多個(gè)濾波值進(jìn)行遇限削弱積分。如右向，差值t_delt =濾波值t_lfilt_臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值zero_temp_base為正數(shù)，若I差值1如1セ>c，則該值舍棄，否則將差值1如1セ累加;如左向，差值t_delt =濾波值t_lfilt_臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值zero_temp_base為負(fù)數(shù)，若I差值1如1セ>c，則該值舍棄，否則將差值1如1セ累加。C可以是500 800毫伏，例如為600毫伏。若最終差值的累加值為正數(shù)，則表示向右(> Zer0_temp_base)修正，否則表示向 /n ( zero_temp_base)修止。g)根據(jù)步驟f)獲得的累加值以及當(dāng)前車速的濾波值在表1中確定與本次時(shí)間窗 ロ相對應(yīng)的當(dāng)前初始修正值t_tab。當(dāng)前車速濾波值通過如下方式獲得通過邊沿捕獲采集車速傳感器信號，按照預(yù)定的時(shí)間間隔得到車速初始值，預(yù)定的時(shí)間間隔一般為500毫秒。將每ー個(gè)車速初始值v_dat，與上次濾波值V_lfiltered進(jìn)行ー階濾波，得到濾波值 v_lfilt = Al，Xv_dat+(1-Al，) X v_lf iltered，濾波系數(shù) Al，可以是 0. 25 0. 43，例如為0.31。濾波系數(shù)決定了車速值的截止頻率和相位滯后。Al’取值大，則車速傳感器信號響應(yīng)靈敏，但容易受到高頻噪聲的擾動，穩(wěn)定性差；Al’取值小，則車速傳感器信號響應(yīng)滯后，但抗擾動能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好。由以上表述可知，當(dāng)前車速濾波值即為當(dāng)前時(shí)間窗ロ結(jié)束時(shí)車速所對應(yīng)的濾波值。表 權(quán)利要求
1.一種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，包括如下步驟(1)靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)a)分別讀取扭矩傳感器的前幾次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；b)采集扭矩傳感器本次上電時(shí)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值；c)將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值與步驟a)中的各個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較；若相比較的差值均處于設(shè)定范圍內(nèi)，則將步驟b)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；否則將步驟a)中扭矩傳感器上一次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；(2)動態(tài)零點(diǎn)修正d)在設(shè)定的時(shí)間窗口內(nèi)按照預(yù)定的時(shí)間間隔采樣扭矩傳感器信號；e)將步驟d)中的每ー個(gè)當(dāng)前采樣值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波，得到時(shí)間窗口內(nèi)與每ー個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；f)將步驟e)得到的同一時(shí)間窗口內(nèi)的濾波值進(jìn)行遇限削弱積分，即將每ー個(gè)濾波值分別與步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，得到差值，將處于設(shè)定范圍內(nèi)的差值累加得到累加值；g)利用所述的累加值和當(dāng)前車速濾波值確定與本次時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的當(dāng)前初始修正值，利用與前兩次的時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的ニ階濾波值對當(dāng)前初始修正值進(jìn)行ニ階濾波，得到當(dāng)前初始修正值的ニ階濾波值，若該ニ階濾波值大于預(yù)設(shè)的安全修正值，則將預(yù)設(shè)的安全修正值作為修正值，否則將該ニ階濾波值作為修正值；將步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與得到的修正值相加得到動態(tài)零點(diǎn)修正后的零點(diǎn)修正值。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，步驟a)中分別讀取扭矩傳感器的前三次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。
3.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，步驟b)中連續(xù)采樣八次得到八個(gè)原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值，通過中值濾波取四個(gè)中間值，并取該四個(gè)中間值的平均值作為所述的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值。
4.如權(quán)利要求3所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，步驟d)中所述的時(shí)間窗ロ為10 60秒，預(yù)定的時(shí)間間隔為500 1000微秒。
5.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，在掉電保持中，采集ー個(gè)掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，將該掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值與步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，若差值處在設(shè)定范圍內(nèi)則利用掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；否則利用步驟c)的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。
6.如權(quán)利要求5所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，步驟c)所述的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與扭矩傳感器默認(rèn)的零點(diǎn)基準(zhǔn)值之間的差應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法，其特征在干，步驟g)所述的修正值應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出。
8.—種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正裝置，其特征在干，包括模塊A、用于分別讀取扭矩傳感器的前幾次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值得到零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；模塊B、用于采集扭矩傳感器本次上電時(shí)的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值； 模塊C、用于將模塊B的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值與模塊A中的各個(gè)零點(diǎn)基準(zhǔn)值相比較； 若相比較的差值均處于設(shè)定范圍內(nèi)，則將模塊B的原始零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)后得到的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；否則將模塊A中扭矩傳感器上一次上電工作后確認(rèn)并保存的零點(diǎn)基準(zhǔn)值作為臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值；模塊D、用于在設(shè)定的時(shí)間窗口內(nèi)按照預(yù)定的時(shí)間間隔采樣扭矩傳感器信號； 模塊Ε、用于將模塊D中的每ー個(gè)當(dāng)前采樣值利用其前一個(gè)濾波值進(jìn)行ー階濾波，得到時(shí)間窗口內(nèi)與每ー個(gè)采樣值相對應(yīng)的濾波值；模塊F、用于將模塊E得到的同一時(shí)間窗口內(nèi)的濾波值進(jìn)行遇限削弱積分，即將每ー個(gè)濾波值分別與模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，得到差值，將處于設(shè)定范圍內(nèi)的差值累加得到累加值；模塊G、用于利用所述的累加值和當(dāng)前車速濾波值確定與本次時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的當(dāng)前初始修正值，利用與前兩次的時(shí)間窗ロ相對應(yīng)的ニ階濾波值對當(dāng)前初始修正值進(jìn)行ニ階濾波，得到當(dāng)前初始修正值的ニ階濾波值，若該ニ階濾波值大于預(yù)設(shè)的安全修正值，則將預(yù)設(shè)的安全修正值作為修正值，否則將該ニ階濾波值作為修正值；將模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與得到的修正值相加得到零點(diǎn)修正值。
9.如權(quán)利要求8所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正裝置，其特征在干，設(shè)有零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列更新模塊，用于在掉電保持中，采集ー個(gè)掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值，將該掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值與模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值作差，若差值處在設(shè)定范圍內(nèi)則利用掉電時(shí)刻的零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列；否則利用模塊C的臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值更新所述的零點(diǎn)基準(zhǔn)值隊(duì)列。
10.如權(quán)利要求9所述的扭矩傳感器的零點(diǎn)校正裝置，其特征在干，所述的模塊C中，臨時(shí)零點(diǎn)基準(zhǔn)值與扭矩傳感器默認(rèn)的零點(diǎn)基準(zhǔn)值之間的差應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出；所述的模塊G中，修正值應(yīng)處在扭矩傳感器實(shí)際使用的測量范圍和扭矩傳感器測量極限范圍的差值內(nèi)，否則發(fā)出報(bào)警信號，并切斷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種扭矩傳感器的零點(diǎn)校正方法和裝置，方法包括靜態(tài)零點(diǎn)學(xué)習(xí)和動態(tài)零點(diǎn)修正，并按照一定時(shí)序和算法相互校驗(yàn)印證，以濾除擾動，保證控制的準(zhǔn)確性；可以在用戶使用過程中實(shí)時(shí)動態(tài)地跟蹤零點(diǎn)偏差。本發(fā)明將控制算法限定在扭矩傳感器的極限范圍內(nèi)，嚴(yán)格確保零點(diǎn)校正的安全性，保證用戶駕駛過程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)始終對稱均衡，即便超出一定的零點(diǎn)校正范圍，控制器也會立即切斷助力輸出，點(diǎn)亮故障燈，最大限度給予用戶駕駛舒適性和安全性；使電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配，延長產(chǎn)品的使用時(shí)間。
文檔編號G01L25/00GK102564689SQ201110449600
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者孫建軍, 鐘柳杰 申請人:浙江吉利控股集團(tuán)有限公司, 浙江智慧電裝有限公司