[發(fā)明專(zhuān)利]電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備及用于減小其扭矩波動(dòng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680082925.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108698640B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂瓦達(dá)爾·克里什托夫·托特;蓋爾蓋伊·米哈伊·帕瓦里斯尼克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蒂森克虜伯股份公司;蒂森克虜伯普利斯坦股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): B62D6/10
• 分類(lèi)號(hào): B62D6/10;B62D15/02;G01L5/22;G01D5/14;G01L3/10;G01B7/30
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;王艷江

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備(1)，該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備(1)用于通過(guò)將由電動(dòng)馬達(dá)(100)產(chǎn)生的支持扭矩賦予轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)來(lái)輔助機(jī)動(dòng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向，該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備(1)包括：轉(zhuǎn)向柱，該轉(zhuǎn)向柱具有通過(guò)扭桿(202)連接的上轉(zhuǎn)向軸(2’)和下轉(zhuǎn)向軸(2”)；以及角度傳感器(AS)(4)和扭矩傳感器(TS)(3)，角度傳感器(AS)(4)包括具有磁體(11)的至少一個(gè)齒輪(9、10)以測(cè)量轉(zhuǎn)向軸角度(α)，扭矩傳感器(TS)(3)能夠測(cè)量上轉(zhuǎn)向軸(2’)與下轉(zhuǎn)向軸(2”)之間的相對(duì)位移角；并且其中，TS(3)包括多極環(huán)形磁體(5)和磁通導(dǎo)體(6)，并且其中，TS(3)和AS(4)布置成使得所述至少一個(gè)AS磁體(11)影響TS測(cè)量結(jié)果從而產(chǎn)生TS的取決于轉(zhuǎn)向軸角度(α)的誤差信號(hào)，其中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置設(shè)備中且布置成使得取決于轉(zhuǎn)向軸角度的誤差信號(hào)的包絡(luò)曲線的零交叉被給予轉(zhuǎn)向設(shè)備的中立位置或其中轉(zhuǎn)向角度小于閾值角度極限的轉(zhuǎn)向位置的范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于輔助機(jī)動(dòng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備和用于減小機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電動(dòng)助力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩波動(dòng)的方法。本發(fā)明還涉及校準(zhǔn)測(cè)量裝置的方法，該測(cè)量裝置用于測(cè)量電動(dòng)助力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的絕對(duì)轉(zhuǎn)向角度。

背景技術(shù)

角度傳感器(也稱(chēng)為AS)具有共同地測(cè)量方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)多圈時(shí)的方向盤(pán)角度和速度的能力。此外，對(duì)于差動(dòng)扭矩測(cè)量，使用了扭矩傳感器(也稱(chēng)為T(mén)S)，該扭矩傳感器包括固定至上軸的環(huán)形磁體和固定至下軸的磁通導(dǎo)體部分。扭矩傳感器對(duì)轉(zhuǎn)向柱的由扭桿連接的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之間的相對(duì)位移角進(jìn)行測(cè)量。該角度數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成電壓輸出并被饋送至電動(dòng)助力輔助轉(zhuǎn)向設(shè)備的電子控制單元以確定需要多少動(dòng)力輔助。

常規(guī)AS由一個(gè)或更多個(gè)齒輪構(gòu)成。扭矩傳感器(TS)的多極環(huán)形磁體安裝在轉(zhuǎn)向柱上。TS的環(huán)形磁體被第一齒輪周向地圍繞，該第一齒輪具有向外指向的第一齒部，該第一齒輪表現(xiàn)轉(zhuǎn)向角度。一個(gè)或兩個(gè)較小的齒輪在第一齒輪的該齒部上旋轉(zhuǎn)。在使用兩個(gè)齒輪的情況下，這兩個(gè)較小的齒輪具有高于1的齒輪比并且它們相差一個(gè)或更多個(gè)齒，使得一個(gè)齒輪比另一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)得快。在這兩個(gè)小的齒輪中的每個(gè)齒輪中均布置有兩極永磁體，從而為布置成非常靠近扭矩傳感器單元(TSU)的多極環(huán)形磁體的角度傳感器提供磁信號(hào)。利用這種諾伊斯原理(Nonius principle)，可以在方向盤(pán)的被限定的圈數(shù)范圍內(nèi)確定明確的轉(zhuǎn)向角度。AS對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，其中，扭矩傳感器對(duì)源自多極環(huán)形磁體的磁場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。多極環(huán)形磁體和上述兩個(gè)較小齒輪的兩極磁體發(fā)生相互干擾。這種干擾導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輔助的錯(cuò)誤計(jì)算，這產(chǎn)生不期望的扭矩波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)優(yōu)化AS磁體與TS磁體之間的影響來(lái)減小扭矩波動(dòng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備。

該問(wèn)題通過(guò)本發(fā)明的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備和方法來(lái)解決。

因此，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置在設(shè)備中且布置成使得取決于轉(zhuǎn)向軸角度的誤差信號(hào)的包絡(luò)曲線的零交叉被給予轉(zhuǎn)向設(shè)備的中立位置或其中轉(zhuǎn)向角度小于閾值角度極限的轉(zhuǎn)向位置的范圍。方向盤(pán)的中立位置給出了提供車(chē)輛直線向前行駛的范圍。

優(yōu)選地，TS和AS布置在一體式單元中。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，AS具有兩個(gè)齒輪，這兩個(gè)齒輪優(yōu)選地是兩個(gè)加速齒輪，這兩個(gè)齒輪在內(nèi)部設(shè)置有磁體，這兩個(gè)齒輪在第一齒輪的向外指向的齒部上旋轉(zhuǎn)，第一齒輪以防扭矩方式聯(lián)接至下轉(zhuǎn)向軸，使得可以測(cè)得下轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速率和圈數(shù)。

在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，AS包括一個(gè)加速齒輪和一個(gè)行星齒輪。

優(yōu)選地，AS基于諾伊斯原理工作。