传感器组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆的机电转向系统的传感器组件(1)，该传感器组件(1)包括测量装置(2)和控制装置(3)，其中，测量装置(2)包括扭矩传感器单元(4)和转位传感器单元(5)，其中，扭矩传感器单元(4)经由电源线(6)连接至控制装置(3)，以向所述单元供应电能，其特征在于，传感器组件(1)设计成通过对可以经由电源线(6)传输的信号进行调制来将转位信号从转位传感器单元(5)传输至控制装置(3)。传感器单元(5)传输至控制装置(3)。传感器单元(5)传输至控制装置(3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器组件
现有技术
[0001]本专利技术涉及用于机动车辆的机电转向系统的传感器组件，该传感器组件包括测量装置和控制装置，其中，测量装置包括扭矩传感器单元和转位传感器单元，并且扭矩传感器单元借助于电源线连接至控制装置，以向所述传感器单元供应电能。此外，本专利技术还涉及用于借助于根据本专利技术的传感器组件来检测包括转向主轴的机动车辆的直行行驶的方法。
[0002]在用于机动车辆的机电转向系统、特别是线控转向式转向系统中，传感器组件可以用来检测输入到转向主轴中的扭矩和转向主轴的旋转角度，其中，转向主轴固定地连接至手动转向控制器例如方向盘。转位传感器单元也可以用来检测转向主轴的旋转角度。这种具有转位传感器单元的传感器组件也称为扭矩和转位传感器或TIS。输入到转向主轴中的扭矩也称为转向扭矩，并且转向主轴的旋转角度也称为转向旋转角度。
[0003]对机动车辆直行行驶的检测在机动车辆的状态监测中起着关键作用。机动车辆的状态监测又有助于提高车辆安全性。特别地结合驾驶员辅助系统，对直行行驶的识别是与安全相关的功能。这是因为对直行行驶的不正确的检测可能会给机动车辆的驾驶员和乘员以及其他道路使用者造成危险情况。因此，确保对直行行驶进行可靠且失效安全的检测、特别是符合汽车安全完整性级别(ASIL)在现代机动车辆的发展中非常重要。
[0004]文献DE 10 2012 200 239A1公开了一种冗余设计的传感器组件。为了提高操作安全性，设置成增加传感器单元的数目，并将传感器单元经由总线布置结构连接至控制装置。然而，该解决方案增加了实施工作、特别是布线要求。
[0005]可以使用来自各种传感器单元的信号比如扭矩信号、车辆速度信号、车辆加速度信号或基于时间的信号来检测直行行驶。通常，驾驶员辅助系统在其工作和/或操作程序中可用于完成即将到来的任务的时间间隔相对较短，例如在毫秒或秒范围内。因此，为了确保驾驶员辅助系统最佳地操作，至关重要的是，不仅要尽可能可靠地检测直行行驶，而且要尽可能快速地检测。在检测直行行驶时，可以使用转位传感器单元来提高响应速度。
[0006]然而，使用转位传感器需要附加的布线工作。这是因为转位传感器单元在传感器组件内必须电连接或布线至控制装置。由于具有转位传感器单元的传感器组件的材料和组装成本较高，这导致与没有转位传感器单元的传感器组件相比成本增加。此外，实施附加的线缆和/或电导体可能意味着不再保证使用以前可能使用的标准化接口。
[0007]为了减少布线工作，从文献US 6,987,444 B2和US 9,035,484 B2中已知，在各个装置之间使用已有的电源引线，以实现这些装置之间的数据交换或通信。这样就不需要在这些装置之间使用单独的通信线缆。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种适当类型的传感器组件，用于以尽可能少的实施工作可靠且快速地检测直行行驶。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的通过具有权利要求1的特征的传感器组件以及通过具有权利要求10的特征的方法来实现。有利的扩展方案根据从属权利要求获得。
[0010]提出了一种用于机动车辆的机电转向系统的传感器组件，该传感器组件包括测量装置和控制装置，该测量装置包括扭矩传感器单元和转位传感器单元，并且该扭矩传感器单元通过电源线连接至控制装置，以向其供应电能、即向扭矩传感器单元供应电能，其特征在于，传感器组件设计成通过对能够经由电源线传输的信号进行调制来将转位传感器单元的转位信号传输至控制装置。
[0011]转位传感器单元优选地提供用于检测直行行驶的转位脉冲。转位脉冲不是复杂的数据结构；特别地，转位脉冲不提供循环冗余检查。相反地，转位脉冲优选地是能够由硬件部件产生的简单的异步模拟脉冲或冲击。不需要用于信号生成或附加信号处理的专用软件。转位传感器单元允许根据本专利技术的传感器组件提供对直行行驶的相对快速的检测。直行行驶检测可以是在控制装置上或在控制装置中实现的算法或软件。
[0012]转位传感器单元可以设计成当满足转位传感器单元与待检测对象之间的限定空间条件时将内部计数器递增一。待检测对象可以是在转向系统的以可枢转的方式安装的转向主轴的周向方向上限定的点例如金属凸起。优选地，转位传感器单元包括霍尔效应传感器。
[0013]传感器组件设计成通过对能够经由电源线传输的信号进行调制来将转位传感器单元的转位信号传输至控制装置的事实使得可以在测量装置与控制装置之间传输转位信号而不需要附加的布线。因此，还可以继续使用先前使用的标准化接口，尽管附加信息以转位信号的形式传输。这有助于减少或避免增加成本。
[0014]优选地，扭矩传感器单元设计成接收来自转位传感器单元的转位信号，并将其调制到经由电源线传输的信号上。转位传感器单元还优选地设计成将转位信号传输至扭矩传感器单元。这确保了来自转位传感器单元的转位信号经由扭矩传感器单元传输至控制装置。电源线可以以电源引线的形式实现。
[0015]有利地，可以经由电源线传输的信号是电压的信号、即电压信号。替代性地，可以经由电源线传输的信号有利地是电流强度的信号、即电流强度信号或电流信号。
[0016]更有利地，扭矩传感器单元和/或转位传感器单元包括调制单元。调制单元用于将有用信号或要传输的调制信号调制到载波信号上、即以限定的方式对其进行修改。在这种情况下，转位信号对应于有用信号，而电压或电流信号对应于载波信号。调制单元优选地是模拟硬件部件。
[0017]甚至更有利地，控制装置设计成对经调制的转位信号进行解调。以这种方式，控制装置重新产生先前调制到载波信号上的有用信号，并且然后可以向进一步的处理阶段、特别是直行行驶检测供应有用信号。
[0018]优选地，控制装置包括解调单元。替代性地，控制装置可以包括设计为微处理器的控制单元以及解调单元。解调单元用于恢复先前调制到载波信号上的有用信号，以用于进一步处理有用信号。在这种情况下，转位信号对应于有用信号，而电压或电流信号对应于载波信号。解调单元优选地是模拟硬件部件。
[0019]还优选的是，调制是对电压或电流强度的调制。对电压的调制以限定的方式修改电压信号。对电流强度的调制以限定的方式修改电流信号。
[0020]调制优选地是频率调制或幅度调制。这意味着以限定的方式对描述信号的频率或幅度的参数进行修改。
[0021]在优选实施方式中，扭矩传感器单元包括至少两个扭矩传感器，其中，至少两个扭矩传感器经由电源线连接至控制装置，以向所述传感器供应电能。这增加了冗余水平，并且因此有助于确保对直行行驶进行可靠且失效安全的检测。
[0022]传感器组件有利地设计成在直流(DC)中操作。当转位传感器单元或转位传感器启用时，其DC电流消耗改变。当转位传感器单元或转位传感器再次停用时，DC电流消耗恢复到其原始值。因此，转位传感器单元或转位传感器用作可以随某些动态特性而变化的DC电源。所获得的优势是所需的信号引线的数目较少。换句话说：使用更少的信号线缆就足够了。的确，从信号评估的角度来看，这构成了一定的挑战。然而，通过适当的滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于机动车辆的机电转向系统的传感器组件(1)，所述传感器组件(1)包括测量装置(2)和控制装置(3)，所述测量装置(2)包括扭矩传感器单元(4)和转位传感器单元(5)，所述扭矩传感器单元(4)通过电源线(6)连接至所述控制装置(3)以向所述单元供应电能，其特征在于，所述传感器组件(1)被设计成通过对能够经由所述电源线(6)传输的信号进行调制来将所述转位传感器单元(5)的转位信号传输至所述控制装置(3)。2.根据前一权利要求所述的传感器组件(1)，其特征在于，能够经由所述电源线(6)传输的所述信号是电压的信号或电流强度的信号。3.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述扭矩传感器单元(4)包括调制单元。4.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述控制装置(3)设计成对经调制的所述转位信号进行解调。5.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述控制装置(3)包括解调单元(9)。6.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述调制是对所述电压的调制或对所述电流强度的调制。7.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述调制是频率调制或幅度调制。8.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器组件(1)，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿拜尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：