[發(fā)明專利]具有多轉(zhuǎn)方向盤角度確定的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780092328.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN110785337B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰爾格利·茹扎克;杰爾格利·拉奇;伊姆雷·塞派希
• 申請（專利權(quán)）人: 蒂森克虜伯普利斯坦股份公司;蒂森克虜伯股份公司
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02;B62D5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;楊林森

本發(fā)明涉及一種機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(1)，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：方向盤(2)，其被不可旋轉(zhuǎn)地安裝至轉(zhuǎn)向軸(3)；用于向駕駛員提供道路反饋的反饋致動器(5)，其中，反饋致動器(5)具有帶有轉(zhuǎn)子軸(6′)的電動馬達(dá)(6)，并且其中，轉(zhuǎn)子軸(6′)經(jīng)由變速器(7)被連接至轉(zhuǎn)向軸(3)；布置在轉(zhuǎn)向軸(3)上的分度傳感器(4)；以及轉(zhuǎn)子角度傳感器(9)，其中，變速器(7)的比率為非整數(shù)值。

本發(fā)明涉及機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向(steer-by-wire)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和用于確定機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的多轉(zhuǎn)(multi-turn)方向盤角度的方法。

在機(jī)電動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向軸被連接至用于由駕駛員操作的方向盤。轉(zhuǎn)向軸經(jīng)由小齒輪被聯(lián)接至轉(zhuǎn)向齒條。轉(zhuǎn)向齒條桿被連接至轉(zhuǎn)向齒條以及被連接至機(jī)動車輛的轉(zhuǎn)向輪。轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)借助于以抗扭矩的方式連接至轉(zhuǎn)向軸的小齒輪而引起轉(zhuǎn)向齒條的軸向位移。輔助力通過驅(qū)動電動馬達(dá)被施加至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。在機(jī)電動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，可以經(jīng)由具有齒輪的多重傳感器或利用具有睡眠模式功能的單轉(zhuǎn)(single turn)傳感器來測量多轉(zhuǎn)方向盤角度。睡眠模式功能周期性地接通傳感器以檢測方向盤的旋轉(zhuǎn)并對方向盤的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)。利用該功能，系統(tǒng)可以提供絕對(﹥360°)方向盤角度信息。當(dāng)斷開電源時，該信息會丟失。但是可以從其他車輛信號例如負(fù)重輪的單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)速度來恢復(fù)該位置信息。

在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，在方向盤和轉(zhuǎn)向齒條和可轉(zhuǎn)向輪之間沒有機(jī)械連接，并且轉(zhuǎn)向運(yùn)動通過電控馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)。因此，不可能通過觀測由機(jī)動車輛測量的物理值來恢復(fù)多轉(zhuǎn)方向盤角度。已知的是，增加單轉(zhuǎn)或多轉(zhuǎn)角度傳感器以恢復(fù)絕對方向盤角度信息。

本發(fā)明的目的是給機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供具有成本效益且容易的多轉(zhuǎn)方向盤角度確定。

該目的通過本發(fā)明的機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和用于確定機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的多轉(zhuǎn)(multi-turn)方向盤角度的方法來實(shí)現(xiàn)。

因此，提供了一種機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：方向盤，其被不可旋轉(zhuǎn)地安裝至轉(zhuǎn)向軸；用于向駕駛員提供道路反饋的反饋致動器，其中，反饋致動器具有帶有轉(zhuǎn)子軸的電動馬達(dá)，并且其中，轉(zhuǎn)子軸經(jīng)由變速器被連接至轉(zhuǎn)向軸；布置在轉(zhuǎn)向軸上的分度傳感器(index sensor)；以及轉(zhuǎn)子角度傳感器，其中，變速器的比率為非整數(shù)值。該傳動比產(chǎn)生兩個傳感器的信號之間的相位偏移，該相位偏移允許在方向盤的小于360°的旋轉(zhuǎn)下進(jìn)行絕對角度信號恢復(fù)。在整數(shù)值的傳動比下，轉(zhuǎn)子角度信號和分度傳感器信號將在多個方向盤旋轉(zhuǎn)內(nèi)沒有相位偏移，這將阻礙在方向盤的小運(yùn)動范圍內(nèi)恢復(fù)絕對方向盤角度。

優(yōu)選地，分度傳感器是單轉(zhuǎn)傳感器，如果方向盤角度在預(yù)定范圍內(nèi)，則該單轉(zhuǎn)傳感器提供信號脈沖。這些預(yù)定范圍可以圍繞轉(zhuǎn)向軸周向地以偽隨機(jī)編碼的方式或等距間隔開。如果偽隨機(jī)編碼包括位，則是有利的。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子角度傳感器是單轉(zhuǎn)傳感器。

變速器可以是任何種類的變速器，只要其具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械精度。優(yōu)選的是，變速器是帶傳動裝置。

還提供了一種用于確定機(jī)動車輛的線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的多轉(zhuǎn)方向盤角度的方法，該線控轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：方向盤，其被不可旋轉(zhuǎn)地安裝至轉(zhuǎn)向軸；用于向駕駛員提供道路反饋的反饋致動器，其中，該反饋致動器具有帶有轉(zhuǎn)子軸的電動馬達(dá)，并且其中，轉(zhuǎn)子軸經(jīng)由變速器被連接至轉(zhuǎn)向軸；布置在轉(zhuǎn)向軸上的分度傳感器；以及轉(zhuǎn)子角度傳感器，其中，所述方法包括以下步驟：

－如果方向盤角度在單轉(zhuǎn)內(nèi)在預(yù)定范圍內(nèi)，則由分度傳感器提供信號脈沖；

－通過轉(zhuǎn)子角度傳感器來提供單轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子角度信號，其中，這兩個信號由于非整數(shù)傳動比而具有相位偏移；

－使用這兩個信號來確定多轉(zhuǎn)方向盤角度。

該方法提出了一種無需具有睡眠模式功能的傳感器和多轉(zhuǎn)傳感器而確定多轉(zhuǎn)方向盤角度的簡單方法。

優(yōu)選地，預(yù)定范圍圍繞轉(zhuǎn)向軸周向地以偽隨機(jī)編碼的方式或等距間隔開。如果偽隨機(jī)編碼包括位，則是有利的。