基于伽伐尼电位的机动车转向系统的电机中的湿度感测的制作方法

文档序号:17485230发布日期:2019-04-20 06:44阅读:308来源:国知局
基于伽伐尼电位的机动车转向系统的电机中的湿度感测的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的机动车的机动车转向系统。



背景技术:

电动助力转向系统利用电机辅助机动车的驾驶员进行转向操作。电机被容纳在电机外壳中,电机上通常设置控制装置,该控制装置包括用于控制电机的电力电子单元。电机通常位于较低的车辆部分的暴露位置。如果车辆在潮湿的道路上行驶或者车辆的较低部分浸入水中,那么湿气会渗透到电机的内部。如果过量的湿气渗入电机,那么电机可能发生故障,并且电机的驱动可能停止,影响行驶安全。此外,湿气可能导致长期损害,例如腐蚀。

us2015/0175192a1公开了具有附接于动力转向电机的湿度检测传感器的齿条式电动转向系统,以检测渗入电机的湿度。湿度检测传感器是用于检测湿度以输出电信号的传感器,包括红外线吸收型、微波型和电阻型。湿度传感器能够检测电机外壳内的大量的水。然而,这些传感器是成本密集的并且不能检测少量湿气。



技术实现要素:

本发明的目标是提供机动车转向系统,该系统具有用于检测电机单元中水分渗入的改进的并且可靠的传感器。

这一目标由具有权利要求1的特征的机动车转向系统实现。

因此,提供了具有用于转向系统的支撑设备的外壳的机动车转向系统,例如电机以及/或者传感器装置以及/或者电子装置,具有被配置成检测指示外壳中存在水的条件的电传感器装置,其中电传感器设备包括第一电极和空间上与第一电极隔离开的第二电极,其中第一电极由支撑装置的非绝缘部分形成,而第二电极由外壳形成,因此在外壳中存在水的情况下,电传感器加强伽伐尼电池。

通过利用电机或传感器装置或电子装置,例如控制单元,以及作为传感器的部分的外壳本身,可以免除昂贵的附加传感器。优选地,外壳可以是转向齿轮外壳或电机外壳或控制装置外壳。外壳进一步可以是电机和控制器的整体外壳。

优选地,电机具有与星形点的星形连接,其中第一电极由电机的星形点形成。

有利的是,电机的星形点是铜导体。为了检测进入电机外壳的即使少量的湿气或水,如果电机的星形点的位置接近电机外壳的最低点是优选的。

优选的是,外壳是接地的。

在一个优选的实施方式中,电传感器设备具有连接至电机相中的一个相的高阻抗电压表以测量由伽伐尼电池引起的电压。

优选的是,电机是普通的三相电机。

进一步优选的是,如果电传感器装置具有处理单元,该处理单元被设计成检测伽伐尼电池引起预定阈值电压的超过,该电压指示电机外壳中存在的水。

机动车转向系统可以是电动助力转向系统或线控转向系统。

附图说明

下面借助附图描述本发明的一个示例性的实施方式。在所有图中,相同的附图标记表示相同的部件或功能上相似的部件。

图1示出了机电动力转向机构的示意性图示;

图2示出了三相电机的电机控制器的示意性图示。

具体实施方式

在图1中,机电动力转向机构1示意性地示出为具有与驾驶员操作的方向盘3连接的转向轴2。转向轴2经由小齿轮(gearpinion)6被耦合至转向齿条5。转向齿条杆4与转向齿条5相连接,并与机动车的转向轮30相连接。借助于以抗扭矩方式连接至转向轴2的小齿轮6,转向轴2的旋转造成转向齿条5的轴向位移。通过转向控制器7、700和电动助力致动器8提供电动助力,该电动助力致动器8包括电机9和电机控制器10。示例中的转向控制器7接收表示车辆速度v以及扭矩tts的信号,该扭矩tts由车辆操作员施加至方向盘。响应于车辆速度v、操作员扭矩tts以及转子位置信号,控制器7确定目标电机扭矩td并且将信号12直接提供给电机控制器10,其中通过pwm(脉冲宽度调制)对电机电流进行计算。此外,随着电机9的转子的转动,转子位置信号在电机9内生成并且被提供给转向控制器7。在示例中,电机9是永磁励磁电机。本发明通常涉及机动车转向系统中的电机,具体地,涉及机电机动车动力转向机构或机动车的线控转向系统。

下面描述可能的电机应用,其不在于限制。

为了提供转向辅助,电机9可以被安装至齿条外壳一侧,例如通过有齿橡胶带和/或齿条齿轮(rack-and-piniongear)系统来驱动滚珠丝杠(ball-screw)机构。此外,电机9可以被布置成支持转向轴的旋转。在线控转向系统中,电机可以是反馈致动器的一部分。

图2中示出了支撑装置的电机控制器10,在示例中该电机控制器10具有逆变器13的电机19。逆变器13将电压转换成电机9的三维坐标系,并且传感器202将电压转换成电机电流iu、iv、iw。由控制单元通过一组mosfet14致动伺服电机9,其中总共提供了三相绕组六个mosfet14。每个绕组包括高侧mosfet和低侧mosfet。每个mosfet14将分配的相绕组u、v、w切换成车载车辆电源电压或者地电位。这以高频率发生,使得时间平均值用作相绕组u、v、w中的有效电压。三个电机相在星形点15处被连接在一起。这是用厚铜导体实现的,该厚铜导体通常是非绝缘的并且与其它导体分开一定距离。电机9被布置在接地至子框架(底盘)的电机外壳9’中,该电机外壳由钢制成,优选地由铁或镍合金制成。优选地,星形点15的位置接近电机外壳的最低点,在水聚集处。电机外壳9’和星形点15两者通过一个相绕组被连接至测量电路16,该相绕组在示例中是相绕组v。进一步地,星形点15和测量电路16之间的连接可以是直接的。图2的示例中的测量电路16是高阻抗电压表16,该高阻抗电压表16被连接至电机相中的一个以测量感应的电压。

如果有水进入电机并且水位足以达到星形点导体,那么形成伽伐尼电池17。在这种情况下,由铜制成的星形点15形成正电极,而负电极是由铁或镍合金制成的电机外壳9’。伽伐尼电池17引起几百毫伏的范围内的dc电压,如果电机外壳9’和星形点15被连接至测量电路16,那么可以测量出该dc电压。

由于感生电压是几百mv数量级的直流电压,因此可以在电机的任何相上进行测量,但由于感生电压具有高阻抗,因此需要例如直接连接至adc或放大器的高阻抗测量电路。可能需要钳位来保护测量电路。

提供了处理单元,该处理单元检测指示电机外壳中存在水的条件。因此,处理单元将测量的电压与预定的阈值进行比较。如果测量的伽伐尼电位超过该阈值,则检测到进水。



技术特征:

技术总结
一种具有用于转向系统的支撑装置的外壳的机动车转向系统,该转向系统具有被配置成检测指示外壳中存在的水的条件的电传感器装置,其中电传感器包括第一电极(15)和在空间上与第一电极分开的第二电极,其中第一电极(15)由支撑装置的非绝缘部分形成,第二电极由外壳形成,因此在外壳中存在水的情况下,电传感器加强伽伐尼电池。

技术研发人员:伽柏·博达
受保护的技术使用者:蒂森克虏伯普利斯坦股份公司;蒂森克虏伯股份公司
技术研发日:2016.08.30
技术公布日:2019.04.19
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