專利名稱：方向盤位置檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，且更具體地涉及用于檢測(cè)方向盤位置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一些類型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可能需要檢測(cè)方向盤位置以提供安全特征，或用于一些類型的算法。當(dāng)前存在用于確定方向盤位置的數(shù)種方法。然而，這些方法中的一些可能不包括所需要的精度等級(jí)。例如，一種類型的方向盤位置檢測(cè)系統(tǒng)可能需要五度的診斷限制。當(dāng)前可用的方向盤位置檢測(cè)系統(tǒng)可能不能夠滿足這種要求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于檢測(cè)方向盤位置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:連接到方向盤的輸入軸；圍繞所述輸入軸設(shè)置的主齒輪；與所述主齒輪嚙合地接合的圓盤(puck)齒輪；以及控制模塊。所述控制模塊接收所述主齒輪的角度主位置(angularmain position)以及所述圓盤齒輪的角度圓盤位置(angular puck position)。所述控制模塊包括旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊，用于基于至少所述角度主位置和所述角度圓盤位置來(lái)計(jì)算方向盤位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于檢測(cè)方向盤位置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:連接到方向盤的輸入軸；圍繞所述輸入軸設(shè)置的主齒輪；與所述主齒輪嚙合地接合的圓盤齒輪；以及控制模塊。所述控制模塊接收所述主齒輪的角度主位置以及所述圓盤齒輪的角度圓盤位置。所述控制模塊包括旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊，用于基于至少所述角度主位置和所述角度圓盤位置來(lái)計(jì)算方向盤位置。所述控制模塊包括診斷模塊，用于通過(guò)將方向盤位置與第二方向盤位置比較來(lái)確定所述方向盤位置的誤差。這些以及其他優(yōu)勢(shì)和特征通過(guò)下述結(jié)合附圖的描述將變得更加明顯。


被認(rèn)作本發(fā)明的主題內(nèi)容在說(shuō)明書結(jié)尾處的權(quán)利要求書中被具體地指出并且明確地要求保護(hù)。本發(fā)明的前述以及其他特征和優(yōu)勢(shì)通過(guò)下述結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而變得顯而易見，在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的用于檢測(cè)方向盤位置的示例性轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明另一方面的如圖1所示的控制模塊的數(shù)據(jù)流 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明又一方面的如圖1所示的第一磁傳感器和第二磁傳感器的輸出的曲線圖； 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另外又一方面的如圖1所示的第一磁傳感器和第二磁傳感器的輸出的另一曲線 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另外又一方面的如圖1所示的第一磁傳感器和第二磁傳感器的輸出的又一曲線圖；以及
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明再一方面的如圖1所示的第一磁傳感器和第二磁傳感器的又一輸出的另一曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參考圖1，(這里將參考具體實(shí)施方式
來(lái)描述本發(fā)明，而這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明)，描述了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的不例性實(shí)施方式。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10包括方向盤20、輸入軸22、主齒輪24、環(huán)形磁體26、圓盤齒輪30以及輸出軸34。輸入軸22的遠(yuǎn)端38附接到方向盤20。輸入軸22和輸出軸34兩者都沿縱向軸線A-A延伸。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10構(gòu)造用于當(dāng)方向盤20由操作者繞縱向軸線A-A旋轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)方向盤20的角度位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，方向盤20可以由操作者旋轉(zhuǎn)以操縱車輛(未示出)，但是要理解的是，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10可以用在各種方法中。環(huán)形磁體26圍繞輸入軸22設(shè)置并且定位在主齒輪24內(nèi)。圓盤齒輪30包括圓盤磁體(未示出)，該圓盤磁體被模制到圓盤齒輪30中。在如圖1所示的示例性實(shí)施方式中，主齒輪24和圓盤齒輪30是正齒輪。主齒輪24的多個(gè)齒40與圓盤齒輪30的多個(gè)齒42嚙合地接合。當(dāng)輸入軸22由方向盤20繞縱向軸線A-A旋轉(zhuǎn)時(shí)，主齒輪24也繞縱向軸線A-A旋轉(zhuǎn)。主齒輪24驅(qū)動(dòng)圓盤齒輪30，在這里圓盤齒輪30繞從縱向軸線A-A偏移的次級(jí)軸線B-B旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，主齒輪24和圓盤齒輪30具有大約1:2.2的齒數(shù)比。多個(gè)第一磁場(chǎng)傳感器50被設(shè)置用于檢測(cè)定位在主齒輪24內(nèi)的環(huán)形磁體26的位置，并且多個(gè)第二磁場(chǎng)傳感器52被設(shè)置用于檢測(cè)圓盤齒輪30的位置(第二磁場(chǎng)傳感器52以虛線被示出)。第一磁場(chǎng)傳感器50和第二磁場(chǎng)傳感器52可以是用于檢測(cè)環(huán)形磁體36或圓盤齒輪30的角度位置的任何類型的傳感器，例如霍爾效應(yīng)傳感器?？刂颇K60通過(guò)接口 58與第一磁場(chǎng)傳感器50和第二磁場(chǎng)傳感器52通信?？刂颇K60控制電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的操作。現(xiàn)參考圖2，數(shù)據(jù)流圖描述了用于控制圖1的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的圖1的控制模塊60的示例性實(shí)施方式。在不同實(shí)施方式中，控制模塊60可以包括一個(gè)或多個(gè)子模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)模塊和子模塊是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或組)、組合邏輯電路和/或提供所述功能的其他合適部件。能夠理解的是，如圖2所示的子模塊能夠被結(jié)合和/或進(jìn)一步細(xì)分，以類似地確定方向盤20的角度位置。圖3是示出當(dāng)方向盤20 (如圖1所示)繞縱向軸線A-A旋轉(zhuǎn)時(shí)第一磁場(chǎng)傳感器50和第二磁場(chǎng)傳感器52的輸出的曲線圖。具體地，圖3描述了方向盤20的五圈回轉(zhuǎn)(這是大約1799度的旋轉(zhuǎn))。圖3還示出了環(huán)形磁體26 (如圖1所示)和圓盤齒輪30的相應(yīng)角度位置，在大約O度至大約360度范圍內(nèi)變化，環(huán)形磁體26的角度位置用線A表示，圓盤齒輪30的角度位置用線B表示?，F(xiàn)參考圖1-3，控制模塊60接收環(huán)形磁體26 (如圖1所示)的角度位置(表示為C1)以及圓盤齒輪30 (如圖1所示)的角度位置(表示為C2)作為輸入。圖2示出了控制模塊60，所述控制模塊包括旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊62、查詢表64、診斷模塊66以及偏移模塊70。旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊62接收環(huán)形磁體角度C1和圓盤齒輪角度C2作為輸入。方向盤位置α與環(huán)形磁體角度C1和圓盤齒輪角度C2通過(guò)下述方程1-3來(lái)相關(guān)聯(lián):
C1 = α - 360ηι (方程 I)
C2 = G α - 360η2 (方程 2) a = C1 + 360 rii (方程 3)
其中，H1是輸入軸22的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(具有5圈的總?cè)?shù)，在O至1799度的范圍內(nèi))，以及H2是圓盤齒輪30的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(具有11圈的總?cè)?shù))。使用上述方程1-2，可以導(dǎo)出方程4:1/360 [C1 -1/G C2] = I/G Ii2-1i1 (方程 4)
其中，G是齒數(shù)比。對(duì)于叫和 的給定值，[C1 -1/G C2]存在唯一值。項(xiàng)[C1 -1/GC2]是用于確定輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)Ii1的經(jīng)驗(yàn)值。在一種方法中，可以使用1:2.2的齒數(shù)比(例如，因此，方程4會(huì)是1/360 [C1 - 1/2.2 C2] = 1/2.2 η2-ηι?，F(xiàn)轉(zhuǎn)到圖4，基于方程4，項(xiàng)[C1 - 1/G C2]用虛線繪出，并且被稱為線C?；谌鐖D4所示的線C，可以在控制模塊60的存儲(chǔ)器中產(chǎn)生下述表1，并且該表I可以作為查詢表64 (在圖2中示出)被存儲(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)方向盤位置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括: 連接到方向盤的輸入軸； 圍繞所述輸入軸設(shè)置的主齒輪； 與所述主齒輪嚙合地接合的圓盤齒輪；以及 控制模塊，所述控制模塊接收所述主齒輪的角度主位置和所述圓盤齒輪的角度圓盤位置，所述控制模塊包括: 旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊，所述旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊用于基于至少所述角度主位置和所述角度圓盤位置來(lái)計(jì)算方向盤位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述方向盤位置通過(guò)以下方程來(lái)計(jì)算:Cl=α - 360 IipC1 = G α- 360 η2以及α = C1+ 360 Ii1，其中，C1是所述角度主位置，C2是所述角度圓盤位置，α是所述方向盤位置，Ii1是所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，η2是所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并且G是齒數(shù)比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，項(xiàng)[C1- 1/G C2]是用于確定所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值，并且所述項(xiàng)[C1 - 1/G C2]與存儲(chǔ)在所述控制模塊的存儲(chǔ)器中的查詢表中的值比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，取決于所述角度主位置C1、所述角度圓盤位置(:2、所述方向盤位置α、所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)Ii1以及是所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)η2，項(xiàng)[C1 - 1/G C2]差異至少二十度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述主齒輪的位置和所述圓盤齒輪的位置大致對(duì)齊在零度處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述主齒輪的位置和所述圓盤齒輪的位置從零度偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述控制模塊包括偏移模塊，且其中，所述偏移模塊執(zhí)行用于調(diào)節(jié)所述主齒輪的位置以及所述圓盤齒輪的位置的對(duì)齊算法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述控制模塊包括診斷模塊，所述診斷模塊接收所述角度主位置、所述角度圓盤位置、所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)以及所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊計(jì)算所述方向盤位置和第二方向盤位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述第二方向盤位置通過(guò)以下方程來(lái)計(jì)算:α，= (c2 + 360 n2) /G 其中，α ’是第二方向盤位置，C2是所述圓盤齒輪的角度圓盤位置，η2是所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并且G是齒數(shù)比。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊通過(guò)將所述方向盤位置與所述第二方向盤位置比較來(lái)確定所述方向盤位置的誤差。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊確定所述誤差是否大于閾值。
13.一種用于檢測(cè)方向盤位置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括: 連接到方向盤的輸入軸；圍繞所述輸入軸設(shè)置的主齒輪； 與所述主齒輪嚙合地接合的圓盤齒輪；以及 控制模塊，所述控制模塊接收所述主齒輪的角度主位置以及所述圓盤齒輪的角度圓盤位置，所述控制模塊包括: 旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊，所述旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊用于基于至少所述角度主位置和所述角度圓盤位置來(lái)計(jì)算方向盤位置；以及 診斷模塊，所述診斷模塊用于通過(guò)將方向盤位置與第二方向盤位置比較來(lái)確定所述方向盤位置的誤差。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述方向盤位置通過(guò)以下方程來(lái)計(jì)算:Cl=α - 360 IipC1 = G α - 360 η2以及α = C1+ 360 Ii1,其中，C1是所述角度主位置，C2是所述角度圓盤位置，α是所述方向盤位置，Ii1是所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，η2是所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并且G是齒數(shù)比。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊接收所述角度主位置、所述角度圓盤位置、所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)以及所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，且其中，所述第二方向盤位置通過(guò)以下方程來(lái)計(jì)算:α，= (c2 + 360 n2) /G 其中，α ’是第二方向盤位置，C2是所述圓盤齒輪的角度圓盤位置，η2是所述圓盤齒輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并且G是齒數(shù)比。`
全文摘要
本發(fā)明涉及方向盤位置檢測(cè)系統(tǒng)。提供用于檢測(cè)方向盤位置的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括連接到方向盤的輸入軸；圍繞所述輸入軸設(shè)置的主齒輪；與所述主齒輪嚙合地接合的圓盤齒輪；以及控制模塊。所述控制模塊接收所述主齒輪的角度主位置以及所述圓盤齒輪的角度圓盤位置。所述控制模塊包括旋轉(zhuǎn)計(jì)算模塊，用于基于至少所述角度主位置和所述角度圓盤位置來(lái)計(jì)算方向盤位置。
文檔編號(hào)B62D15/02GK103171624SQ20121056089
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者Z.賴恩, K.A.基德, T.塞巴斯蒂安, C.D.塔拉姆, P.M.費(fèi)希爾, C.E.羅斯, S.T.布勒姆 申請(qǐng)人:操縱技術(shù)Ip控股公司