[發明專利]用于檢測施加在軸上的轉矩的方法

有效

• 申請號: 201380073477.6
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN105074406B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: B·施密德;W·喬克爾;K·林克
• 申請（專利權）人: 大陸-特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 殷玲,吳鵬

技術領域

本發明涉及一種用于檢測施加在軸上的轉矩的方法，以及一種執行所述方法的控制裝置和一種具有所述控制裝置的轉矩傳感器。

背景技術

由DE102007059361A1已知了一種轉矩傳感器，所述轉矩傳感器基于軸上的兩個軸向相對彼此間隔開的且轉動的編碼器輪的相位確定施加在該軸上的轉矩。

發明內容

本發明的任務是，改進已知的轉矩傳感器。

該任務通過獨立權利要求所述的特征完成。優選的改進方案是從屬權利要求的主題。

根據本發明的一個方面涉及一種用于檢測第一周期測量信號和第二周期測量信號之間的相位差的方法，其中為確定施加在軸上的轉矩，兩個周期測量信號以相對彼此的軸向間距描述了軸的轉動，所述方法包括步驟：

-將第一周期測量信號和模擬軸的預先已知的轉速的周期輔助信號疊加為疊加信號，以及

-基于疊加信號和第二測量信號確定相位差。

所述方法的基本考慮在于，尤其是對于靜止軸中的前述轉矩傳感器，只有當軸轉動時才存在周期測量信號。然而在許多應用中、例如在轉向直拉桿中希望的是，即使在軸不轉動時——即，靜止時——也檢測作用于軸上的轉矩。在此，所述方法的建議是，模擬軸的轉動并將兩個周期測量信號的至少一個與模擬轉動的周期輔助信號疊加。通過這種方式可以即使在靜止中，或者即使在軸的極緩慢的轉動中也檢測經過軸的軸向間距后的軸的相位并分析作用在軸上的轉矩。

在改進方案中，所述方法包括步驟：將第二周期測量信號和模擬軸的另一個預先已知的轉速的另一個周期輔助信號疊加為另一個疊加信號。通過這種方式在經過軸向間距之后在所述軸的兩個點模擬所述轉動。

在所述方法的特殊的改進方案中，所述周期輔助信號和所述另一個周期輔助信號相同，從而預先已知的轉速和另一個預先已知的轉速相同。通過這種方式，疊加信號和另一個疊加信號之間的相位差直接對應于第一測量信號和第二測量信號之間的相位差。

在另一個改進方案中，當軸的實際轉速低于預定的值時，第一周期測量信號和周期疊加信號疊加。所述預定的值在此可以任意選擇。例如可以如此選擇所述預定的值，使得僅當軸靜止或近似靜止時才執行所述方法。

在另一個改進方案中，第一和第二周期測量信號相應地基于第一和第二轉動磁場產生，所述第一和第二轉動磁場分別相對于軸不可扭轉地由所述軸發出。

在此可以任意產生輔助信號。例如輔助信號可以直接由輔助信號源發出，且與第一測量信號疊加。相應情況適用于第二測量信號和另一個輔助信號。然而在所述方法的改進方案中，也可以為了疊加第一周期測量信號和周期輔助信號而將第一轉動磁場和產生周期輔助信號的周期輔助磁場疊加。

在所述方法的額外的改進方案中，軸的實際轉速和軸的預先已知的轉速相反/反向。通過這種方式確保了，軸的實際運動和模擬運動不會由于提高實際轉速而相互抵消，且進而在軸的極快的運動下，模擬靜止。

根據本發明的另一個方面，設置了一種執行前述方法的裝置。

在所述裝置的改進方案中，所述裝置具有存儲器和處理器。在此，形式為計算機程序的所述方法存儲在存儲器中且當計算機程序從存儲器載入到處理器中時，處理器用于執行所述方法。

根據本發明的另一個方面，所述計算機程序包括程序編碼段，以便當計算機程序在計算機或前述裝置之一上執行時，執行所述方法之一的所有步驟。

根據本發明的另一個方面，所述計算機程序產品包括程序編碼，所述程序編碼存儲在計算機可讀的數據載體上且當其在數據處理設備上執行時，其執行所述方法之一。

根據本發明的另一個方面，用于基于第一周期測量信號和第二周期測量信號之間的相位差檢測施加在軸上的轉矩的轉矩傳感器包括所述的用于產生兩個周期測量信號的裝置之一以及用于基于兩個測量信號之間的相位差確定轉矩的分析設備。

所述轉矩傳感器可以用在任意應用情況中，例如用在車輛中以用于檢測扭轉軸、如轉向軸處的轉矩。

根據本發明的另一個方面，所述車輛包括所述轉矩傳感器。

附圖說明

結合下面對實施例的說明使得本發明的上述特性、特征和優點以及它們的實現方式和方法變得更清楚明白，結合附圖對所述實施例進行詳細說明，其中：

圖1示意性示出用于車輛的轉向系統；

圖2示意性示出圖1中的車輛的轉矩傳感器；

圖3示意性示出用于圖2中轉矩傳感器的分析電路；

圖4示出圖3的分析電路中測量信號的實際圖表。

具體實施方式