根据指数信号的上升沿和下降沿确定动力转向系统的角参考位置的制作方法
【专利摘要】本发明涉及确定动力转向系统参考位置(θref)的方法，所述方法包括：?获得第一沿位置(θF1)的步骤，该位置对应于可动转向构件(2)在第一位移方向(CW)上经过指数位置时产生的第一指数脉冲(T1)的第一沿(F1)；?获得第二沿位置(θF2)的步骤，该位置对应于当可动转向构件(2)在与第一位移方向相反的第二位移方向(CCW)上经过相同的指数位置时产生的第二指数脉冲(T2)的第二沿(F2)；以及计算参考位置(θref)的步骤(d)，在该步骤中，根据第一沿位置(θF1)和第二沿位置(θF2)的平均值计算动力转向系统的参考位置(θref)。
【专利说明】
根据指数信号的上升沿和下降沿确定动力转向系统的角参考位置
技术领域
[0001]本发明涉及动力转向系统的一般领域，尤其是电动转向系统以及管理此类动力转向系统的方法。
[0002]更特别地的是，本发明涉及能够确定转向系统中可动构件的绝对位置的方法，该绝对位置例如为方向盘的绝对角位置或者转向齿条的绝对位置。【背景技术】
[0003]当然，关于方向盘的(或者转向齿条)绝对位置的这个信息可以对于执行各种车载 (onboard)功能是必需的，例如，转向器自动返回到中点、换向指示器的控制或者方向光源的方向、停车帮助等等。
[0004]为此目的，已知特别是，从由工厂校准确定的绝对“机械的”起点位置(一方面)和测量转向辅助电机轴的相对角位置(另一方面)推导出方向盘的绝对角位置，测量所述相对角位置能够量化方向盘的角位移，更普遍地，量化转向器的运动连接的不同组成构件相对于所述起点位置的位移。
[0005]有利地，绝对起点位置可以对应于转向系统的中点，即，方向盘(相应的齿条)居中的方位，即方向盘的取向既不向左也不向右。[〇〇〇6]但是，在存储起点位置相关信息的计算器供电中断的情况下，例如，当更换电池， 或者随后在辅助电机和其余的运动连接之间仍然发生机械移动，例如在连接所述辅助电机轴和与转向齿条啮合的小齿轮的驱动带跳跃期间，基于所述起点绝对位置的参考系可能丢失或扭曲。
[0007]这就是可以提供集成到动力转向器的装置的原因，从而能够恢复所述起点位置。
[0008]为此目的，已知，特别是在动力转向器内部，更特别地在支撑方向盘的转向柱上， 设置“指数”型传感器。
[0009]优选地，这类指数被设计为在方向盘的同一满转中标记一个单一的参考位置(指数位置)，更特别地，当转向柱通过预定的指数角位置时产生脉冲，从而构建绝对机械参考位置。
[0010]从这个指数提供的信息开始，可以在初始的工厂校准操作(学习)期间测量(一方面)参考角位置(典型地对应于当方向盘穿过指数位置时占据的角位置)和(另一方面)所选绝对起点位置(典型地对应于当转向器在中点时同一方向盘占据的角位置)之间存在的偏差。
[0011]特别地，角位置可以通过任何合适的传感器测量，例如通过与辅助电机轴关联的角位置传感器测量。
[0012]最后地，转向机构的绝对起点，可以被确定为参考位置(指数传感器跟踪到的位置)和“偏移”型修正项的总和(代数的)，该修正项对应于前述的通过校准初步评估的偏差。
[0013]根据这个原理，在任何时候，只要关于参考位置(指数位置)的信息是已知的，通过给这个参考位置(指数位置)加上修正项就可以恢复转向器的参考系的绝对起点，该修正项对应于在工厂校准操作期间初始测得的角偏差(偏移)。
[0014]实践中，通过结合(一方面)来自指数的信息和(另一方面)来自测量辅助电机轴的相对角位置的传感器的信息，和更特别地，通过识别检测到的指数脉冲的电机轴的相对角位置，可以有利地在任何需要的时候，通过恢复参考系的绝对起点重新校准测量参考系。
[0015]以这种方式，在这个重新校准的参考系里，可以再次将电机轴的相对角位置同化为(assimilate)方向盘的绝对角位置。
[0016]但是，这种确定绝对起点的方法，是基于通过指数方法检测参考位置，有时候可能存在一些不精确。
[0017]当然，当重新校准测量参考系变得必要时，指数传感器执行条件和更一般地转向条件，可以和在工厂进行校准所处的条件不同。
[0018]指数传感器的执行条件不是严格的可复制的，一些不精确影响参考位置本身，从而影响根据这个参考位置得出的绝对起点的精确度。
[0019]特别地，这种不精确可以在指数热漂移中找到起源，温度的变化实际趋向于改变指数脉冲的宽度。更特别地，当传感器的温度升高时，脉冲宽度，特别地一半高度时的宽度， 也趋向于增加，如果所述轨迹是基于对所述脉冲的上升沿或下降沿检测的，这种增加可能会使参考位置的轨迹失真。
[0020]误差的另一个来源是机械构件本身的弹性，这些机械构件形成连接辅助电机轴和配置指数传感器的转向柱的运动连接，或者来源是这些机械构件之间的连接处可能存在的间隙。
[0021]的确，运动连接的弹性变形或间隙会在辅助电机上附接的标记器(marker)和指数传感器附接的标记器之间产生转移，这种转移会损害在电机轴层级处测量的相对角位置和指数传感器检测到的指数的绝对位置之间的关联的可信性(在完全刚性运动连接的假设中，这种关联应该是精确的)。
[0022]转向器构件的热膨胀或收缩，特别是齿条的热膨胀或收缩，也可以有助于指数传感器的转移。
[0023]最后，另一种类型的误差可能来自执行指数位置前面的转向柱的通过状况。指数脉冲的明显位置和宽度，特别地，可能对方向盘旋转的瞬时速度是敏感的，或者对施加到所述方向盘或转向齿条的力度是敏感的。
【发明内容】
[0024]因此，本发明的目的是克服前述的缺点，并且提出一种新型的动力转向系统和一种允许快速地、提高精确度和可信度地确定动力转向系统的参考位置的新方法。通过这种方法，可以确定所述动力转向系统构件的绝对位置。[〇〇25]本发明的目的通过一种确定动力转向系统参考位置的方法来实现，所述动力转向系统包括至少一个可动转向构件，该转向构件的位置根据所给的转向器的方向变化，所述方法包括:
[0026]-跟踪步骤(a)，在该步骤中，当可动转向构件经过预定位置时产生指数脉冲，该位置被称为“指数位置”，
[0027]-处理步骤(b)，在该步骤中，分析指数脉冲以检测其上升沿和/或下降沿，
[0028]-特征描述步骤(c)，在该步骤中，将称为“沿位置”的数值(“沿位代表当所述沿出现时可动转向构件占据的位置)与在处理步骤(b)中识别的上升沿或下降沿相关联。 [〇〇29]所述方法的特征在于:
[0030]在一方面对于第一指数脉冲(当可动转向构件穿过第一位移方向上的指数位置时产生的)和另一方面对于第二指数脉冲(当可动转向构件穿过与第一位移方向相反的第二位移方向上的该相同的指数位置时产生的)，重复跟踪步骤(a)、处理步骤(b)、特征描述步骤(c)，因此分别获得一方面第一沿位置(与第一位移方向上产生的第一沿相对应)和另一方面第二沿位置(与第二位移方向上产生的第二沿相对应，并且具有与第一沿相同的上升和下降属性)，
[0031]并且所述方法包括计算参考位置的步骤(d)，在该步骤中，根据第一沿位置和第二沿位置计算动力转向系统的参考位置。
[0032]有利地，发明人实际观察到，通过找到参考位置，S卩，指数位置的实际中心，根据具有同一属性的对应于相同指数位置(一方面在第一通过方向上和另一方面在与第一方向相反的第二通过方向上是“可见的”)的两个沿(例如两个上升沿)，可以显著地减少与评估相关的误差。目前该评估是基于一个单一通路和一个单一脉冲的。
[0033]当然，通过平均(截然不同的但是本质上对称的)同一指数位置的两个感知值 (percept1n)，由于它们由对应于两次在相反方向上(更特别地在顺时针方向上然后在逆时针方向(或反之亦然))穿过指数传感器的相同的单一物理角位置的两个脉冲传送，所以与第一脉冲相关的误差由与第二脉冲相关的(本质上对称的)误差补偿，使得通常所述误差以及迟滞现象可以通过平均互相抵消。
[0034]所以，该方法可以克服前述的误差来源，从而确定高准确度和高可靠度的绝对参考位置，该位置对应于指数位置的实际物理中心。
[0035]换言之，不管参考位置的所述测量发生的时刻如何，根据本发明的方法通过减少、 甚至消除误差的叠加和来源，使得对参考位置的测量有利地可复制。
[0036]所以，所述方法有利地能够以可靠的且可更新的方式，在机动车寿命内的任何时间，一方面基于参考位置(在需要的任何时候都可以通过获得新的指数脉冲来更新)和另一方面基于如上文指出的由工厂校准初始确定的(起点)修正项，来确定转向器参考系的绝对起点。【附图说明】
[0037]在阅读下列描述以及参照附图后，本发明的其它的目的、特征和优点的更多细节会变得明显，附图仅用于图解和非限制性目的，其中:
[0038]图1根据示意图，示出根据本发明的动力转向系统的一个示例。
[0039]图2示出根据本发明的方法的操作图。
[0040]图3在代表产生第一指数脉冲和第二指数脉冲(分别在顺时针方向和在逆时针方向)的图表中，示出沿位置以及参考位置的确定准则，参考位置在此处对应于所述指数脉冲的共同中心。【具体实施方式】[0041 ]本发明涉及动力转向系统1，以及确定动力转向系统中的参考位置的方法，所述动力转向系统1包括至少一个可动转向构件2，可动转向构件2的位置根据给予转向系统的方向变化。[〇〇42]如图1所示，根据本发明的动力转向系统1有利地可以以其本身已知的方式包括转向柱2，该转向柱优选地构成本发明意义上的可动转向构件2 (方便起见，在下文中该转向柱可以等同于所述可动构件2)，所述转向柱2在其一端承载方向盘3,驾驶员可以在方向盘上进行操作以选择转向系统的方向，并且在转向柱2的另一端是小齿轮4,该小齿轮优选地与齿条5嗤合，转而在转向器壳体内被平移引导，该转向器壳体固定于机动车车身(未不出)。
[0043]优选地，齿条5的左右两端通过转向拉杆8、9分别连接至转向轮6、7，使得齿条5的交替的位移(以偏转的方式)控制所述转向轮6、7的方向的改变，即控制转向系统的方向的改变。
[0044]转向系统1还包括双向旋转辅助电机10，电机的轴11与转向器的可动构件(例如转向柱2或齿条5)连接，从而能够根据预定的辅助规则，向所述可动构件2施加驱动力或可能的制动辅助力。
[0045]以特别优选的方式，所述辅助电机10是电动机，更特别地是直流电动机。
[0046]但是，本发明可能地可以应用另一种辅助电机，例如液压马达。
[0047]根据在图1中示出的可能的改变，辅助电机10可以通过带有传动带12和滚珠丝杠 13的驱动机构连接到齿条5.
[0048]但是，本发明优选地可以适用于配置有任何辅助机构的任何转向系统。
[0049]所以，转向器1例如可以包括双齿轮辅助机构或者单齿轮辅助机构，在该双齿轮辅助机构中固定在辅助电机10的轴11上的驱动齿轮与齿条5的齿啮合，距由转向柱2操作的齿轮4 一定的距离，在该单齿轮辅助机构中辅助电机10直接作用在转向柱2上，例如，通过带有蜗轮蜗杆的减速器。
[0050]根据本发明，确定参考位置0ref的方法包括跟踪步骤(a)，在该步骤中，当可动转向构件2经过预定位置时产生指数脉冲Tl、T2，该预定位置被称为“指数位置”。
[0051]具体地，为此目的使用指数传感器(在下文中称为“指数”14)，其能够在被视为是固定的参考系中物理地跟踪可动构件2的绝对位置，并相对于该参考系执行可动构件2的导向位移，该参考系例如为与机动车的本体相关联的参考系和/或与转向器壳体(其中所述转向器壳体优选地固定在所述本体上)相关联的参考系。[〇〇52]有利地，指数脉冲T1、T2可形成非零宽度的脉冲(该宽度可对应于例如方向盘的30 度旋转)，优选地，以模拟信号的形式，例如钟形曲线。
[0053]有利地，指数脉冲T1、T2由可动构件2在每次穿过对应于指数位置的位置(或在扇形区，尤其是角扇形区)时自动地产生。
[0054]优选地，如图2所示，可以使用包括磁铁15的指数传感器14,磁铁15固定到可动构件2上且用于与磁性探测器16(例如霍尔效应探针)协作，该探测器转而固定在传感器壳体 17(固定在转向器壳体)上，相对于传感器壳体17执行所述可动构件2的位移。
[0055]所以，所述磁铁15的通路在磁性探测器16的前面，例如在所述磁性探测器最近的距离处产生变化的磁场，该磁场穿过所述探测器16,在出现磁场峰值的情况下，产生指数脉冲T1、T2。
[0056]换言之，指数脉冲T1、T2优选地是由磁性指数传感器发送的模拟脉冲。
[0057]所以，可以通过具有相对简单、结实、紧凑、低成本结构的指数传感器14产生指数脉冲，并且有利地，该传感器无接触地运行，从而不会产生任何磨损。[〇〇58]适宜的是，指数传感器14可以根据除磁性以外的技术运行，特别地是光学技术。例如，可以在可动转向构件2上设置孔或者反射系统，其可利用固定在传感器壳体17(转而固定在转向器壳体上)上的光源发射的入射光光束通过相互作用、通过透射或者反射产生可见或不可见(例如红外线)光谱的光脉冲。透射、偏移或反射的光束随后被光学探测器(例如光电二极管或者(XD)感知，该光学探测器也位于传感器壳体17上。
[0059]根据优选的变体，指数传感器14形成旋转的传感器，跟踪与可动转向构件2的旋转移动的角位置对应的指数位置，角位置例如为可动转向构件2处于运行旋转的绝对角位置， 更特别地为方向盘3处于旋转时的绝对角位置。
[0060]此外，优选地，可动转向构件2由承载方向盘3的转向柱构成。
[0061]随后，优选地，可以在所述转向柱2在每次穿过预定的指数角位置时产生指数脉冲 T1、T2。
[0062]更特别地，根据一个实施例，指数脉冲信号T1、T2因此可以在承载面向(最近于)磁性探测器16的磁铁15的转向柱2部分的旋转通过时产生，磁性探测器16由传感器壳体17承载，在壳体17中所述转向柱2在方向盘3的作用下旋转，所述转向柱固定在方向盘上。
[0063]有利地，需要注意的是，在转向柱上设置指数传感器14,可实现简单且紧凑地集成所述传感器14。
[0064]因此，根据本发明的另一个可能的变体，该指数传感器可以由平移传感器构成。
[0065]所以，通过以不同的方式设置指数传感器14,例如在齿条5上承载磁铁，15本发明可以被完美地应用，从而探测所述齿条5的一段(例如所述齿条的中段(长度的中点))的纵向平移的通过，通过集成到引导所述齿条5平移的转向器壳体的磁性探测器16实现指数位置。
[0066]在所有的情况下，动力转向系统和指数传感器14被优选地设置，使得由指数传感器14跟踪的指数位置通过构建相当接近于转向系统中点。
[0067]有利地，这种选择实际上能够在转向系统解开和启动机动车后很短的时间内快速地产生指数脉冲T1、T2,由于方向盘的低幅度的运动随后足够引起通过指数位置，因此产生可用于计算参考位置的脉冲。
[0068]作为指示，由指数传感器14编码的指数位置，接着优选地被设置为相对于中点在包含_3度到+3度(方向盘的角度)的角度范围内。[0〇69]该中点优选地相当于方位(conf igurat1n)，根据该方位动力转向系统1基本上位于从其全转向到左边的位置和全转向到右边的位置的中间行程，方向盘3在中间角位置，既不转向左也不转向右，和/或以平均的方式，齿条在中心位置，在转向器壳体中沿纵向位移方向在中间行程。然后这样的中点在转向器机构本身的层面上确定相当于“方向盘零点”。
[0070]但是，需要注意的是，以代替的或者补充的方式，但是在原理上基本上相同，可以在机动车的层面确定中点，以“直线零点”形式，对应于转向轮6、7呈现零转向角的方位，该方位保持机动车在直线路径上。
[0071]此外，动力转向系统1是用方向盘3(手动)驾驶，优选地在方向盘3的每个满转产生最多一个指数脉冲n、T2。
[0072]这样的设置能够利用具有简单且非冗余结构的指数传感器14精确地识别指数位置，并且随后能够不造成可能的混乱地将该有关指数位置的信息与通过另一传感器测得的角位置信息相关联，优选地此处与辅助电机10的轴11相关联。
[0073]根据实施例的一个变体，在方向盘3的每个满转产生一个和仅仅一个指数脉冲是可能的。
[0074]根据这个变体，其特别地良好适应旋转指数传感器14的技术跟踪，例如跟踪转向柱2的指数角位置(每转产生一个)，在方向盘的每转中，指数传感器14因此可以提供一个单一的“峰值”，即，每次方向盘3机械旋转360度。
[0075]作为补充，如果方向盘3的满行程延伸超过几转，例如基本上超过3转，通过给指数传感器14增加转数指示器(典型的转数计数器)使之变得完整是可能的，转数指示器能够区分方向盘处于哪种旋转，例如确定是否是对应于左转向的旋转、右转向的旋转或者居中的中间旋转。
[0076]然后，在跟踪步骤(a)期间，只有在方向盘3处于中间旋转时，即仅当能够确认通过机械方式和通过消除手段可以排除明显的转向情形时，才可以考虑产生的指数脉冲T1、T2， 使得方向盘是必须位于允许所述方向盘实际地通过中点的旋转中。
[0077]根据实施例的另一变体，可以设置指数传感器14使其在可动转向构件2的整个行程内(在经过深思熟虑的单调的运行方向上)仅仅发送一个指数脉冲T1、T2，即，指数传感器 14在方向盘3旋转的整个角度范围内(从全转向到左侧的极限位置至全转向到右侧的极限位置)仅仅标记一个角位置。
[0078]实施例的这种变体特别地适于平移型传感器，例如能够相对于转向器壳体给齿条 5的单一位置编码。
[0079]此外，它物理地确保指数位置的独特性，从而避免在确定参考位置时与相位移动 (phase-shift)(相当于方向盘的一转)相关的任何误差。
[0080]有利地，根据本发明的方法包括跟踪步骤(a)之后的处理步骤(b)，在该步骤中，分析指数脉冲n、T2以检测其上升沿F1、F2和/或下降沿F3、F4,如图2所示。[0081 ]指数脉冲T1、T2的上升沿F1、F2可以在源自指数传感器14的所述脉冲T1、T2的模拟信号穿过(沿着向上的斜率)预定的高阈值SmaJ寸被检测到，如图2和图3所示。
[0082]类似地，指数脉冲T1、T2的下降沿可以在源自指数传感器14的所述脉冲T1、T2的模拟信号穿过(沿着向下的斜率)预定的低阈值Smin时被检测到，该低阈值Smin低于前述的高阈值 Smax 〇[〇〇83]因此，由于每个脉冲T1、T2可以由上升沿和下降沿(由脉冲宽度的特征值区分)表示特性，有利地可以将每个指数脉冲T1、T2转换(转化)成逻辑脉冲信号(例如布尔型二进制信号)，如图2和图3所示。
[0084]根据本发明的方法还包括特征描述步骤(c )，在该步骤中，将称为“沿位置”的数值 0打、0「2、0「3、0「4与在处理步骤(13)中确定的上升沿或下降沿？1^2{3、？4关联，“沿位置”代表当所述沿?1、？2、？3、？4出现时可动转向构件占据2的位置(更特别地是角位置)。
[0085]按惯例和为方便起见，不管涉及的可动转向构件2如何，所述转向构件2的位置优选地以当量角位置的形式表示，对应于为了使所述构件处于所考虑的方位而方向盘3应处的角位置。
[0086]作为指示，指数脉冲的两者之一的宽度(对于第一个指数脉冲T1，在这里是0F3-0F1)可以包括在20度和40度之间，例如基本上等于30度。[〇〇87] 对应于每个涉及的沿F1、F2、F3、F4的沿位置0F1、0F2、0F3、0F4优选地由第二传感器20 测量，该第二传感器20与指数传感器14完全不同，更优选地由相对位置传感器测量，典型的是“分析器(resolver)”型感应传感器，能够从任何自由选择的起点测量转向构件2的不同的位移，该构件2的位置变化取决于并代表转向系统1的方向。
[0088]这种相对位置传感器能够确定转向构件2相对于彼此的不同的连续位置，所述转向构件2相对于所述转向构件2之前占据的另一个位置是已知的，并且独立于任何固定起点。
[0089]以特别优选的方式，测量辅助电机10的轴11的相对角位置的(“分析器”型)传感器被用作第二传感器20。
[0090]由于辅助电机的轴11和涉及的可动转向构件(例如转向柱2)之间存在机械连接， 当考虑所述可动构件2的驱动机构的减速比时，所述电机轴11的位置是代表性所述可动构件2的位置，即例如代表转向柱2的(相对)角位置，从而代表方向盘3的(相对)角位置(并且更一般地代表转向系统的方向的相对改变)。[0〇91 ] 有利地，参照辅助电机10的轴11表不沿位置9F1、9F2、9F3、0F4，能够低成本地直接运行相对角位置传感器，该传感器由于整合到电动辅助电机1〇上已经是可用的，而不需要增加特定的传感器。
[0092]根据本发明，如图3所示，在一方面对于第一指数脉冲T1(当可动转向构件2穿过第一位移方向CW(此处通常指顺时针方向，优选参考以获得角位置)的指数位置时产生的)和另一方面对于第二指数脉冲T2(当可动转向构件穿过第二位移方向CCW(此处通常指逆时针方向，优选参考以获得角位置)的该相同的指数位置时产生的，与第一位移方向CW相反)，重复执行跟踪步骤(a)、处理步骤(b)、特征描述步骤(c)。[〇〇93]以这种方式，分别一方面获得第一沿位置0F1(与第一位移方向CW上产生的第一沿 F1相对应)和另一方面获得第二沿位置0F2，(与第二位移方向CCW上产生的第二沿F2相对应， 并且具有与第一沿F1相同的上升和下降属性)。
[0094]仅仅通过约定，可以考虑将顺时针运动CW与向右的转向操作相关联，而将逆时针运动CCW与相反的向左的转向操作相关联(或者相反)。
[0095]该方法包括计算参考位置0ref的步骤(d)，在该步骤中根据第一沿位置0^和第二沿位置0F2，更特别地根据第一沿位置0F1和第二沿位置0「2的平均值，计算动力转向系统1参考位置Lf。[〇〇96]换言之，根据本发明的方法包括:
[0097]-获得第一沿位置的步骤(对应于第一次执行跟踪步骤(a)、处理步骤(b)、特征描述步骤(c))，在所述步骤中检测第一沿F1(或相应的F3)，即上升沿F1或者(相应的)下降沿 F3,属于当可动转向构件2在第一位移方向CW上穿过指数位置时产生的第一指数脉冲T1，并且在所述步骤中获得第一沿位置9F1(相应的扣3)，第一沿位置对应于代表当所述第一沿FI (相应的F3)发生时可动转向构件2占据的位置的值，
[0098]-获得第二沿位置的步骤(对应于第二次执行跟踪步骤(a)、处理步骤(b)、特征描述步骤(c))，在所述步骤中检测第二沿F2(或相应的F4)，它与第一沿Fl(相应的F3)具有相同的上升或下降属性，它属于当可动转向构件2在第二位移方向CCW上穿过指数位置时产生的二指数脉冲T2,该方向与第一位移方向CW相反，并且在所述步骤中获得第二沿位置0F2(相应的0「4)，第二沿位置0F2对应于代表当所述第二沿F2(相应的F4)发生时可动转向构件2占据的位置的值，然后
[0099]-计算参考位置步骤(d)，在该步骤中根据第一沿位置0F1(相应的F3)和第二沿位置 0F2(相应的F4)，更特别地根据所述两个沿位置的平均值，计算动力转向系统1参考位置0rrf。
[0100]有利地，结合(在本例中求和以获得平均值)源自具有相同属性的沿(S卩，两个上升沿F1、F2或者相应的两个下降沿F3、F4)的沿位置0F1、0F2的信息，但是它们是在相反的位移方向CW、CCW获得的，能够通过对称补偿来消除误差和漂移现象，这些误差和漂移现象可以单独影响每个第一脉冲T1和第二脉冲T2。[〇1〇1]所以，可以非常简单地确定参考位置Irf，但是仍然非常精确。
[0102]值得注意的是，如果使用平均值，此处所述的参考位置0rrf严格地被包括第一沿位置0F1和第二沿位置如2之间。[〇1〇3]—旦确定所述参考位置0ref，可以在合适的位置通过给这个参考位置加上从工厂校准期间获得的偏移型修正值来设置绝对起点。然后从所述绝对起点开始(参照)进行位置的测量(通过第二传感器20，此处用来测相对位置)。
[0104]优选地，根据一种设置的可能性，所述绝对起点可对应于在前文中被称为转向系统1的“方向盘零点”的中点。
[0105]根据另一种设置的可能性，与终端机动车良好适应地，绝对起点可以对应于“直线零点”，即，转向轮6、7对应的方位具有零度转向角，以便机动车能够实现直线位移(方位不必与“方向盘零点”严格对应)。
[0106]有利地，无论如何选择设置绝对起点的确定方式，只要参照这个绝对起点(系统地)执行对相对位置(这里是指辅助电机10的轴11的)的测量，实际上，它们就变成对绝对位置的测量，例如，对转向柱2的绝对角位置的测量、对方向盘3的绝对角位置的测量和更一般地对转向系统的(相对于它的中点的)绝对方向的测量。
[0107]此外，应注意的是，为了能够执行根据本发明的方法，必须记住沿F1、F2、F3、F4& 及对应的沿位置0「1、0「2、0「3、0「4，和根据所述沿的属性(上升或下降)和根据已经获取的所述沿的位移方向(旋转方向)对所述沿(与它们各自的沿位置相关联)进行分类，直到获得足够的沿来执行步骤(d)中详细描述的计算。
[0108]为了简单、快速和对称地修正误差，以特别优选的方式选择计算沿位置的算术平均值(每个沿位置具有相同的权重)。
[0109]优选地，参考位置0ref可以特别地由第一沿位置0F1和第二沿位置0F2的平均值确定。
[0110]所以，可以以简单快速的方式通过与(仅)一组具有相同属性的沿F1、F2对应的仅仅两个沿位置来确定参考位置。
[0111] 更优选地，参考位置可以被(精确地)确定为等于第一沿位置和第二沿位置的算术平均值:9ref=l/2X(0Fl+0F2)。
[0112]特别地，这使得可以用两个涉及的指数脉冲T1、T2的平均中心确定参考位置0ref。
[0113]特别地，一旦驾驶员对方向盘3进行交替的操作使得可以获得两个相反的指数脉冲T1、T2，就允许该方法快速地收敛，S卩，快速确定可靠的参考位置。
[0114]根据本方法的实施例的另一个优选变体，获得第三沿位置0F3,其对应于当出现第三沿F3(在图中是下降沿)时可动转向构件2占据的位置的数值，该第三沿属于第一指数脉冲T1和具有与第一沿F1相反的属性，以及获得第四沿位置0F4,其对应于当出现第四沿F4时可动转向构件2占据的位置的数值，该第四沿属于第二指数脉冲T2和具有与第二沿F2相反与第三沿F3相同(在此处是下降)的属性。[〇115]在计算步骤(d)中，随后可以根据第一沿位置0F1、第二沿位置0F2、第三沿位置0F3、 第四沿位置如4的平均值确定参考位置0rrf，优选地所述参考位置被限定为等于第一沿位置、 第二沿位置、第三沿位置、第四沿位置的算术平均值:9ref = l/4X(0F1+0F2+0F3+0F4)。
[0116]有利地，获得参考位置的这个模型比之前使用两个沿F1、F2的模型更精确，尽管所述模型可能需要更长的阶段来获得指数脉冲模拟信号T1、T2。
[0117]既然如此，此处再次需要注意的是，在指数位置附近(其中所述指数位置依次优选地靠近转向器的中点)获得对应于两个交替的“方向盘3转向”的两个相反的脉冲T1、T2,足够用于获得向参考位置的收敛。[〇1 1 8]如上文中指明的，动力转向系统1包括辅助电机10，沿位置0F1、0F2、0F3、0F4优选地通过辅助电机10的轴11的角位置确定，以这样一种方式当涉及的沿？1』2、？3、？4(分别)出现时测量这些角位置。
[0119]换言之，在特征描述步骤(c)，电机轴11的(相对)角位置在涉及的沿F1、F2、F3、F4 出现的时刻进行测量，并且这些相对角位置的值被认为是沿位置(因此所有沿位置用辅助电机10的相同的参考系表不)。
[0120]优选地，所述角位置由相对位置传感器20(例如“分析器”)来测量。
[0121]当然，本发明可以涉及使用前述确定参考位置的方法的任何方法，特别是确定配置有设有辅助电机10的动力转向系统1的方向盘3的绝对角位置的方法，所述方法包括前置复位阶段(pre-sequence homing phase)，在该阶段中根据本发明的方法确定参考位置0ref 和优选地，根据前文中描述的通过工厂校准获得的修正项，从参考位置设立角参考系的起点，在角参考系中进行对方向盘的操作，然后所述方法包括位置测量阶段，在该阶段中测量辅助电机10的轴11的相对位置(或者属于由方向盘3操作的运动连接的任何其它可动转向构件的位置，并且其位置可以代表所述方向盘3的位置)，在所述角位置参考系中，通过相对位置传感器20，优选地是“分析器”型，来表示方向盘的绝对位置。
[0122]本发明还涉及一种计算器可读的且包含计算机程序的编码元素的数据介质，使得当所述介质被计算器读取时，可以执行根据本发明的任何一个变体的方法。
[0123]本发明还涉及，例如，动力转向系统1，其包括至少一个参考支撑件(例如转向器壳体)，以及至少一个辅助电机10和至少一个转向构件(例如转向柱2)，该转向构件是双向的， 即相对于支撑件可动地安装使得能够在第一位移方向CW和相反的第二位移方向CCW上交替移动，并且该转向构件与辅助电机10的轴11连接，从而能够执行转向操作，所述动力转向系统还包括指数传感器14,该指数传感器14在每次转向构件2经过预定的指数位置时产生指数脉冲T1、T2,以及相对位置传感器20能够测量辅助电机10的轴11的角位置。
[0124]根据本发明，所述动力转向系统包括分析单元30(典型地是电子计算器，其可以集成到辅助电机10中)，该分析单元30被构造为或者编程为检测指数脉冲T1、T2的上升沿F1、 F2和/或下降沿F3、F4,记忆角位置(被称为辅助电机的轴11的“沿位ff’0F1、0F2、0F3、0F4)^ 述沿位置对应于所述沿，根据属性对所述沿F1、F2、F3、F4进行分类，根据所述沿是否是上升还是下降，基于顺时针CW或者逆时针CCW位移方向对所述沿进行分类，在其中产生每个被考虑的沿所属的指数脉冲T1、T2,然后根据两个沿位置、更特别地根据两个沿位置的平均值计算参考位置fW，所述两个沿位置与具有相同属性的两个沿F1、F2(相应的F3、F4)相关联，所述两个沿各自分别源自对应于转向构件2的相反位移方向CW、CCW的第一指数脉冲T1和第二指数脉冲T2。[〇125]本发明本身还涉及一种分析单元30,更一般地涉及一种动力转向模块(动力转向系统的子集)，例如辅助电机/控制器集，用于集成到动力转向系统中，并且包括这样的车载分析单元30。
[0126]最后，本发明当然涉及一种机动车，并且特别地电动机动车，其配置有根据本发明的动力转向系统1，有利地，该系统可以控制所述机动车的转向(可能是驱动的)轮6，7的方向。
[0127]当然，本发明不限于单独描述的变体，本领域技术人员尤其能够自由地单独使用或组合前述特征的任何一个，或者使用与之等同的技术替代它们。
[0128]所以，需要注意的是，为了计算动力转向系统的参考位置，以通常的方式，使用检测两个不同的指数脉冲沿，所述脉冲沿具有相同属性(上升或下降)但是对应于在第一方向 CW上然后在相反的第二方向CCW上穿过相同指数位置时产生的脉冲，可以本身构成一个发明，不管源自所述沿的信息(尤其是关于位置的信息)如何，和不管应用到这些信息上的过程的属性，(以及尤其是不管计算步骤(d)的属性，只要计算步骤(d)能够根据沿的信息确定参考位置，尤其根据每个沿的各自的位置确定参考位置)。
【主权项】
1.一种确定动力转向系统(1)的参考位置的方法，所述动力转向系统(1)包括至 少一个可动转向构件(2 )，该可动转向构件(2)的位置根据所给的转向系统的方位变化，所 述方法包括:-跟踪步骤(a)，在该跟踪步骤中，当可动转向构件(2)经过预定位置时产生指数脉冲 (T1、T2)，该预定位置被称为“指数位置”，-处理步骤(b)，在该步骤中，分析指数脉冲(T1)以检测其上升沿(F1、F2)和/或下降沿 (F3、F4)，-特征描述步骤(c)，在该特征描述步骤中，将称为“沿位置 在处理步骤(b)中识别的上升沿或下降沿$1、？2』3、？4)相关联，“沿位置”代表当沿卬1、 F2、F3、F4)产生时可动转向构件(2)占据的位置，所述方法的特征在于:-一方面对于当可动转向构件(2)穿过第一位移方向(CW)上的指数位置时产生的第一 指数脉冲(T1)，另一方面对于当可动转向构件(2)穿过与第一位移方向(CW)相反的第二位 移方向(CCW)上的相同的指数位置时产生的第二指数脉冲(T2)，重复执行跟踪步骤(a)、处 理步骤(b)、特征描述步骤(c)，从而分别一方面获得与第一位移方向(CW)上产生的第一沿 (F1)相对应的第一沿位置(0F1)，另一方面获得与第二位移方向(CCW)上产生的第二沿(F2)相对应的第二沿位置(0F2)， 第二沿(F2)与第一沿(F1)具有相同的上升属性或下降属性，以及在所述方法中包括计算参考位置的步骤(d)，在该计算步骤中，根据第一沿 位置(0F1)和第二沿位置(0F2)计算动力转向系统的参考位置(0rrf)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:根据第一沿位置(0F1)和第二沿位置(0F2)的 平均值确定参考位置(9rrf)，优选地将参考位置限定为等于第一沿位置(9F1)和第二沿位置 (扣2)的算术平均值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:获得第三沿位置(扣3 )，所述第三沿位置对应于当出现第三沿(F3)时代表可动转向构件 (2)占据的位置的数值，该第三沿属于第一指数脉冲(T1)且具有与第一沿(F1)相反的属性， 以及获得第四沿位置(扣4)，所述第四沿位置对应于当出现第四沿(F4)时代表可动转向构件 (2)占据的位置的数值，该第四沿属于第二指数脉冲(T2)且具有与第二沿(F2)相反而与第 三沿(F3)相同的属性，并且，在计算步骤(d)中，根据平均值确定参考位置，优选地将所述参考位置限定为等于第 一、第二、第三、第四沿位置(9F1、9F2、9F3、9F4 )的算术平均值。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于:所述动力转向系统包括辅助 电机(10)，所述沿位置(9F1、如、如、如4)由辅助电机(10)的轴(11)的角位置确定，使得当被 考虑的沿$1、？2、？3、？4)出现时对这些角位置进行测量，优选地通过相对位置传感器(20) 进行测量。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于:所述可动转向构件(2)由转向 柱(2)构成，该转向柱承载方向盘(3)，并且当所述转向柱(2)经过预定的指数角位置时产生 指数脉冲(T1、T2)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于:动力转向系统(1)由方向盘 (3)驱动，每个方向盘(3)的满转产生最多一个指数脉冲(T1、T2)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于:所述指数脉冲(T1、T2)是模拟 脉冲，所述模拟脉冲优选地由磁性指数传感器(14)发送。8.—种确定配备设有辅助电机(10)的动力转向系统(1)的方向盘(3)的绝对角位置的 方法，所述方法包括:前置复位阶段，在该前置复位阶段中根据权利要求1-7中任一项所述 的方法确定参考位置(9rrf)，并且根据参考位置设定角参考系的起点，在该角参考系 中执行对方向盘的操作，然后所述方法包括位置测量阶段，在该位置测量阶段中通过“分析 器”型相对位置传感器(20)来测量辅助电机(10)的轴(11)在所述角位置参考系中的相对位 置，以便表示方向盘(3)的绝对位置。9.一种计算器可读的且包含计算机程序的代码元素的数据介质，当所述介质被计算器 读取时，允许执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。10.—种动力转向系统1，其包括至少一个例如转向器壳体的参考支撑件，以及至少一 个辅助电机(10)和至少一个例如转向柱的转向构件(2 )，该转向构件相对于支撑件可动地 安装使得能够在第一位移方向(CW)和相反的第二位移方向(CCW)交替地移动，并且该转向 构件与辅助电机的轴(11)连接，从而能够执行转向操作，所述动力转向系统还包括指数传 感器(14)和相对的位置传感器(20)，所述指数传感器(14)在每次转向构件(2)经过预定的 指数位置时产生指数脉冲(T1、T2)，所述相对的位置传感器(20)允许测量辅助电机的轴 (11)的角位置，所述动力转向系统的特征在于，其包括结构化或者程序化的分析单元(30)， 所述分析单元(30)用于:检测指数脉冲(T1、T2)的上升沿(F1、F2)和/或下降沿(F3、F4);记忆角位置，所述角位置被称为辅助电机的轴(11)的“沿位置”((^、(^、(^、^。，所述 沿位置对应于所述沿；根据所述沿是否是上升还是下降，按属性将所述沿卬1、？2』3、？4)分类，基于顺时针(CW)或者逆时针(CCW)位移方向将所述沿分类，产生每个被考虑的沿所属 的指数脉冲，然后基于与同一属性的两个沿相关联的两个沿位置计算参考位置(Irf)，所述两个沿 每个分别源自对应于转向构件(2)的相反位移方向的第一指数脉冲和第二指数脉冲。
【文档编号】B62D15/02GK106029474SQ201580006336
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】罗马里克·帕瑞特, 克里斯多夫·瑞维尔, 格扎维埃·帕兰德
【申请人】捷太格特欧洲公司