通过车轮差速测量和增量测量确定方向盘的绝对角位置制造技术

技术编号:2528303 阅读:297 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于确定机动车辆的方向盘(1)相对于其底盘的绝对角位置θ的系统,其包括:用于对所述方向盘的相对角位置δ进行增量测量的装置;用于测量位于同一轴上的车轮的差速△V/V的装置(2);和用于以周期t对角位置和差速进行采样的处理装置(8)。所述装置包括一计算装置,该计算装置适合在每个t↓[n]时刻:根据差速△V/V确定绝对角位置θ(t↓[n])的估计值θ*(t↓[n]);确定角位置θ*(t↓[i])和δ(t↓[i])之间的平均偏移(t↓[n])差,其中i从0到n;通过加和平均偏移(t↓[n])差和角位置δ(t↓[n]),确定绝对角位置θ(t↓[n])。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及确定机动车辆的方向盘(steering wheel)相对于所述车辆底盘的绝对角位置的方法,以及使用该系统的方法。
技术介绍
在很多应用中,主要是在集成底盘控制系统和电力转向操纵系统中,必须要知道方向盘相对于底盘的绝对角位置。我们用绝对角位置表示任何时间方向盘的位置与参考位置分开的角度,该参考位置相对于底盘固定设置。另一方面,相对角位置是方向盘的位置与一任意起始位置分开的角度,并且其相对于底盘是可变的。为了确定方向盘的绝对角位置,已知的一种方法利用了对相同轴上的车轮的差速的测量。事实上,可以在该差速和角位置之间建立双向单映射关系,因为,当车辆沿着直线或弯曲轨迹行进时,每个车轮具有有着相同曲率中心的轨迹。出现的一个问题是,这种确定策略仅使得可以以中等精度估计绝对角位置,而这种精度可能低至+/-50°,所述精度还依赖于车辆的行驶条件。此外,存在已知的用于方向盘角位置的增量测量的装置,其可以以高精度水平获得方向盘的相对角位置。但是,为了获取绝对角位置,则必须考虑至少一个参考位置的确定。例如在文献EP1167927中描述了这样一种策略。这些装置的一个限制在于每次回转仅有一次机会检测参考角位置,这在一定的行驶条件下会导致只能在相当长时间之后(从而,在车辆进行相当长距离之后)才能确定绝对角位置。
技术实现思路
本专利技术目的在于通过提出一种用于确定方向盘绝对角位置的系统来解决这些问题,所述系统可以围绕测量得到的相对角位置,计算由测量车轮的差速得到的对绝对角位置的估计值的移动逐点平均值,所述平均值被用于重新校准相对角位置,以便获得相应的绝对角位置。为此,根据第一方面,本专利技术提供了一种用于确定机动车辆的方向盘相对于所述车辆的底盘的绝对角位置θ的系统,所述系统包括用于对所述方向盘的相对角位置δ进行增量测量的装置,其包括·设定成与所述方向盘一起旋转的编码器,所述编码器包括一主多极轨道;·相对于所述编码器设置并与之相距一定间距的固定传感器,其包括相对于所述主轨道定位以提供两个周期性正交电信号S1、S2的至少两个敏感元件,所述传感器包括一适合的电子电路,以便基于所述信号S1、S2提供所述方向盘的相对角位置δ;用于测量位于同一轴上的车轮的差速ΔV/V的装置;能够以周期t对角位置δ(ti)和差速ΔV/V(ti)进行采样的处理装置(8),所述装置包括计算装置,所述计算装置适合在每个tn时刻·根据差速ΔV/V(tn)确定绝对角位置θ(tn)的估计值θ*(tn);·确定角位置θ*(ti)和δ(ti)之间的平均偏移(tn)差,其中i从0到n;·通过加和平均偏移(tn)差和角位置δ(tn),确定绝对角位置θ(tn)。根据第二方面,本专利技术提供了利用这样的系统确定角位置θ的方法,所述方法包括重复的步骤,所述步骤目的在于·测量角位置δ(ti)和差速ΔV/V(ti);·根据差速ΔV/V(tn)确定绝对角位置θ(tn)的估计值θ*(tn);·确定矢量θ^*(tn)=]]>和δ^(tn)=]]>的平均值的差,从而获得平均偏移(tn)差;·通过加和平均偏移(tn)差和角位置δ(tn),确定绝对角位置θ(tn)。附图说明在以下参照附图的描述中,本专利技术的其它目的和优点将变得显而易见。所述附图是装备有用于确定方向盘绝对角位置的系统的、用于机动车辆的转向组件的示意性局部视图。具体实施例方式本专利技术涉及用于确定机动车辆的方向盘1相对于所述车辆的底盘的绝对角位置θ的系统。在一具体示例中,该位置意图被用于集成的底盘控制系统中或电力转向操纵系统中。该系统包括用于测量车辆的同一轴上的车轮的差速ΔV/V的装置2和用于对方向盘1的相对角位置δ进行增量测量的装置。对于该图,所述系统描绘成安装在一转向组件(steering assembly)上,所述转向组件包括与方向盘1相关联的转向杆(steering column)3,驾驶员通过该转向杆施加扭矩,从而施加一转向锁定角。此外,杆3设置成将转向锁定角传递到车辆的转向轮(turning wheel)。为此,车轮可以通过齿轮齿条机械联接到杆3,以便将转向杆3的旋转运动转变成车轮的角位移,或者可以与杆3脱开。转向系统还包括固定元件4,其牢固地附接至机动车辆的底盘。方向盘1设置成能够进行若干种转向,一般为车轮保持正直的“直线”位置两侧的两种转向。图中所示增量测量装置包括牢固地环绕附接至杆3的编码器5和与元件4相关联的固定传感器6,使得所述传感器的敏感元件相对于编码器5设置并与之保持一间距。根据本专利技术的系统可以确定编码器5相对于固定元件4以及从而相对于底盘的绝对角位置,从而确定方向盘1相对于固定元件以及从而相对于底盘的绝对角位置。编码器5包括主多极轨道(main multipolar track)。在一具体示例中,编码器5由磁性多极环形成,其上极化出多对南、北极,它们以恒定角宽度均匀分布,从而形成所述主轨道。此外,传感器6包括至少两个敏感元件,例如从包括霍尔效应探针、磁致电阻和巨磁致电阻的组选出。所使用的传感器6能够通过敏感元件提供周期性正交电信号S1、S2。在例如本申请人所提出的文献FR 2792403中描述了从多个校准的敏感元件获取信号S1和S2的原理。但是包括两个能提供信号S1和S2的敏感元件的传感器6也是已知的。此外,该传感器包括一电子电路7,其由信号SI、S2提供正交的平方数字位置信号A、B,从而使得可以计算方向盘1的相对角位置δ。具体而言,电子电路7包括能够确定编码器5角位置相对于起始位置的变化的计数装置。在本专利技术实施例的一个示例中,该计数装置包括一寄存器,其中的角位置值在起动系统时是固定的(例如为零),并根据对应于检测到的信号A和B的波前数的角度值而增大或减小。这样,电子电路7可以确定编码器5相对于起始位置的相对位置。根据本专利技术的实施例,电子电路7还包括例如本申请人提出的文献FR2754063中描述的类型的内插器(interpolator),使得能够提高输出信号分辨率。具体而言,可以获得小于1°的角位置δ的分辨率。具有其电子电路7的传感器6可以结合在硅衬底或例如AsGa的类似物上,以便形成专用于特定应用的集成电路,有时被称为专用集成电路(ASIC)的电路指的是完全或部分地根据其特定用途设计的集成电路。尽管这里针对磁性编码器/传感器组件进行描述,但是还可以将本专利技术实现为使用光学传感器的类似形式。例如,编码器5可以由金属或玻璃跟踪图案(tracking pattern)形成,所述跟踪图案上刻有主轨道,以便形成类似于上述多极磁性图案的光学图案,敏感元件则由光学检测器形成。位于同一轴上的左车轮Vg和右车轮Vd各自的速度被提供给用于测量差速ΔV/V的装置2,并且所述装置包括设置用于提供所述差速的计算装置。确定系统还包括能够以周期t、对角位置δ(ti)和差速ΔV/V(ti)采样的处理装置8。另外,处理装置包括计算装置,其适于在每个tn时刻根据差速ΔV/V(tn)确定绝对角位置θ(tn)的估计值θ*(tn);确定角位置θ*(ti)和δ(ti)之间的平均偏移(tn)差,其中i从0到n;通过将平均偏移(tn)差和角位置δ(tn)相加,确定绝对角位置θ(tn)。以下将描述根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用一系统确定机动车辆的方向盘(1)相对于所述车辆的底盘的绝对角位置θ的方法,所述系统包括:用于对所述方向盘的相对角位置δ进行增量测量的装置,其包括:.设定成与所述方向盘(1)一起旋转的编码器(5),所述编码器包括一主多 极轨道;.相对于所述编码器(5)设置并与之相距一定间距的固定传感器(6),其包括相对于所述主轨道定位以提供两个周期性正交电信号S1、S2的至少两个敏感元件,所述传感器(6)包括一适合的电子电路(7),以便基于所述信号S1、S2提供所 述方向盘(1)的相对角位置δ;用于测量位于同一轴上的车轮的差速△V/V的装置(2);能够以周期t对角位置δ(t↓[i])和差速△V/V(t↓[i])进行采样的处理装置(8),所述装置包括计算装置,所述计算装置适合在每个t↓[ n]时刻:.根据差速△V/V(t↓[n])确定绝对角位置θ(t↓[n])的估计值θ*(t↓[n]);.确定角位置θ*(t↓[i])和δ(t↓[i])之间的平均偏移(t↓[n])差,其中i从0到n;.通过加和平均偏移( t↓[n])差和角位置δ(t↓[n]),确定绝对角位置θ(t↓[n])。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:帕斯卡尔德斯比奥莱斯克里斯托弗杜里特
申请(专利权)人:SNR鲁尔门斯公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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