电力辅助转向系统技术方案

一种电力辅助转向系统，包括：输入轴(5)和输出轴(3)；连接到输出轴(3)的电马达(2)；包括下述中的一个或多个的至少两个传感器：位置传感器(15)，转矩传感器(6)，和马达(2)位置传感器；以及马达控制器(8)，其使得马达(2)依据由转矩传感器(6)测量的转矩施加辅助转矩，其中，传感器中的每个产生由在离散时间捕获的一串数字样本代表的至少一个输出信号，且其中，所述设备还包括：处理装置，其设置成一起处理来自两个处理单元的输出信号以产生至少一个附加信号。每个输出信号的至少一个样本值标记有指示生成样本的时间的时间戳，且其中，处理装置在处理样本之前或期间校正时间戳样本中的每个，以减少可能由于生成样本的时间差异出现的误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电力辅助转向系统的改进。
技术介绍
在典型的电力辅助转向系统中，诸如三相DC电马达的电马达连接到转向机构的一部分，典型地连接到将车辆的转向轮连接到行路轮的转向轴。诸如转矩传感器的传感器产生指示由驱动器施加到转向轮的转矩的信号，且这个信号被供给到微处理器中。微处理器使用这个信号产生用于马达的控制信号，所述控制信号指示马达所需的转矩或电流。这些控制信号在微处理器内转换成用于马达的每个相位的电压波形，且这些电压波形继而从微处理器发送到马达桥驱动器。马达桥驱动器将通常是低电平电压波形的控制信号转换成施加到马达桥的相应相位的较高电平电压驱动信号。典型的桥包括一组开关，所述一组开关依据从桥驱动器电路施加到开关的高电平电压驱动信号而将电流从电源选择性施加到马达的相位。通过控制开关，能够相关于马达转子位置控制马达中的电流，从而允许控制马达产生的转矩。由此导致使用中的马达将辅助转矩施加到转向系统，转向系统帮助或辅助驱动器转动转向轮。因为这个转矩影响转矩传感器的输出，这形成闭环控制的类型，从而允许实现马达转矩的准确控制。转矩传感器典型地包括扭杆和两个角度位置传感器，所述两个角度位置传感器之一提供代表在扭杆的一侧上的转向系统的角度位置的输出信号，且所述两个角度位置传感器中的另一个提供代表在扭杆的另一侧上的转向系统的角度位置的输出信号。当无转矩施加时，所述两个输出信号将对准，但是在转矩被施加时，扭杆扭转引起所述两个角度位置传感器脱离对准。输出信号中的这个相对变化提供了所需的转矩测量值。为了在失效的情况下提供安全性的附加余量，通常使用产生两个信息通道的双通道转矩传感器，每个通道分别提供转矩测量值。使用中，将每个通道指示的转矩相对于另一个进行检查，如果它们是一致的，能够认为转矩值是可靠的。如果它们不一致，则一个或两个通道可能有错误且能够增加错误标记。通常当这发生时，马达不施加辅助转矩。虽然双通道转矩传感器给出提高的安全性，但是在一个通道有错误的情况下，即使另一通道没有错误，也不可继续安全地施加辅助转矩，部分原因是因为可能不能辨别哪个通道有错误而哪个通道可靠，而且也因为无法提供对于在剩余那个好通道中出现后续错误的防护。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种电力辅助转向设备，其改善当检测到错误时的与现有技术系统有关的问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种电力辅助转向系统，其包括：连接到转向轮的输入轴和连接到车辆的一个或多个行路轮的输出轴；连接到输出轴的电马达；包括下述传感器中的一个或多个的至少两个传感器：测量输入轴的位置的位置传感器、测量由转动车轮的驱动器施加到输入轴的转矩的转矩传感器、测量马达转子的角度位置的马达位置传感器；以及依据由转矩传感器测量的转矩使得马达施加辅助转矩的马达控制器，其中，传感器中的每个产生由在离散时间捕获的一串数字样本代表的至少一个输出信号，且其中，所述设备还包括：处理装置，其设置成一起处理来自两个处理单元的输出信号，以产生至少一个附加信号，其特征在于，每个输出信号的至少一个样本值标记有指示生成样本的时间的时间戳，且其中，处理装置在处理样本之前或期间校正每个时间戳样本，以减少可能由于生成样本的时间差异出现的误差。通过设置时间戳，能够减少可能由于样本的产生之间的定时不准确出现的误差。所述两个传感器中的每个可包括由共同的计时器或由分开的计时器驱动的处理器。时间戳可由处理器施加且指示生成样本的计时器周期。处理装置可设置成确定相应计时器的定时之间的差异，且在处理样本之前修改每个样本以校正定时差异。修改步骤可包括：基于在早期捕获的一个或多个样本和在后期捕获的一个或多个样本的分析而插入样本值。在细化方案中设置两个处理器，一个处理器将时间戳施加到样本且将时间戳发射到另一个处理器，每个处理器具有其自身的计时器，发射处理器可发射样本和指示样本年龄的值，接收处理器可使用样本年龄以及时间戳以确定所述两个处理器的计时器之间的定时差异。年龄的使用将允许由于计时器没有被同步引起的误差。接收处理器还可从年龄减去代表所述两个处理器之间的通讯延迟的量，以使得这在计算计时器之间的定时误差时不引入误差。年龄信息可包括在处理器发射样本的时间和施加到样本的时间戳之间的差。传感器之一可包括产生取决于输入轴的角度位置的至少一个输出信号的上柱角度位置感应器的一部分。另一传感器可包括产生取决于输出轴的角度位置的至少一个输出信号的下柱位置感应器的一部分。作为指示诸如角度的受测参数的样本值的替换或补充，也可产生指示受测参数之间的差或差分、例如两个传感器的输出之间的差的样本值。传感器的至少之一可包括：编码器，其包括多个隔开的编码区域；和检测器，其在编码区域的边缘由检测器看到时产生值变化的信号，且时间戳可与信号值变化的时间对应地施加。输入轴和输出轴可包括将转向轮连接到转向齿条的转向柱轴的相反两端。输入轴和输出轴可由扭杆连接。转矩传感器可包括定位在扭杆的每侧上的一组角度位置传感器，所述设备根据由这些传感器指示的输入轴和输出轴的相对位置确定转矩。这些传感器中的一个或两者可提供在至少(且优选大于)扭杆的一个完整转圈的范围内的绝对角度位置信号。由处理装置产生的附加信号可包括用于检验由转矩传感器产生的转矩信号的值的附加转矩信号。这个附加转矩信号可通过利用来自在输入轴上的至少一个位置传感器的输出信号处理来自马达位置传感器的输出信号而产生。生成转矩信号的处理装置可包括：基于扭杆的角度偏转生成第一转矩信号的第一转矩信号生成器，基于扭杆的角度偏转生成第一转矩信号的第二转矩信号生成器。所述设备可还包括绝对位置信号生成器，所述绝对位置信号生成器在使用中产生指示上柱轴的角度位置的绝对上柱位置信号。所述设备可还包括虚拟转矩信号生成器，所述虚拟转矩信号生成器在使用中适于从由处理装置产生的马达位置信号和绝对角度位置信号的组合来确定第三转矩信号。所述设备可包括：上柱角度位置感应器，所述上柱角度位置感应器产生取决于上柱轴的角度位置的至少一个输出信号；下柱位置感应器，其产生取决于下柱轴的角度位置的至少一个输出信号，且处理装置可配置成从来自上柱传感器和下柱传感器的输出信号产生第一转矩信号，且从来自上柱传感器和下柱传感器的输出信号产生独立的第二转矩信号。绝对位置信号生成器可包括次级角度位置传感器(典型的独立于在前述段落中提及的上柱角度位置传感器)，所述次级角度位置传感器附连到上柱且产生绝对位置信号，所述绝对位置信号在超过上柱的一圈旋转的范围内是独特的、优选在3圈或更多圈旋转是独特的。所述绝对位置信号应该在附连到转向设备的转向轮的完整范围旋转内是独特的。传感器可通过齿轮连接到上转向柱，所述上转向柱可增加或减少传感器相对于上柱轴的旋转。生成器可观察角度位置传感器的输出以产生角度位置信号。替换性地，绝对位置信号生成器可设置成利用来自上柱位置传感器和下柱位置传感器之一以及次级角度位置传感器的输出的输出信号之一而产生独立的绝对上柱角度位置信号。这可包括利用差分处理，在差分处理中，通过观察来自具有不同相位的两个传感器的信号之间的差异而得到角度。绝对位置生成器可与第一转矩信号生成器和/或与第二转矩信号生成器共享一个或多个传感器。所述设备可包括交叉检查器，所述交叉检查器设置成与第三转矩信号交叉检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力辅助转向系统，其包括：连接到转向轮的输入轴和连接到车辆的一个或多个行路轮的输出轴；连接到输出轴的电马达；包括下述传感器中的一个或多个的至少两个传感器：测量输入轴的位置的位置传感器、测量由转动车轮的驱动器施加到输入轴的转矩的转矩传感器、测量马达转子的角度位置的马达位置传感器；以及依据由转矩传感器测量的转矩使得马达施加辅助转矩的马达控制器，其中，每个传感器产生由在离散时间捕获的一串数字样本代表的至少一个输出信号，且其中，所述设备还包括：处理装置，其设置成一起处理来自两个处理单元的输出信号以产生至少一个附加信号，其特征在于，每个输出信号的至少一个样本值被标记有指示生成样本的时间的时间戳，且其中，处理装置在处理样本之前或期间校正每个时间戳样本，以减少可能由于生成样本的时间差异出现的误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 GB 1411298.11.一种电力辅助转向系统，其包括：连接到转向轮的输入轴和连接到车辆的一个或多个行路轮的输出轴；连接到输出轴的电马达；包括下述传感器中的一个或多个的至少两个传感器：测量输入轴的位置的位置传感器、测量由转动车轮的驱动器施加到输入轴的转矩的转矩传感器、测量马达转子的角度位置的马达位置传感器；以及依据由转矩传感器测量的转矩使得马达施加辅助转矩的马达控制器，其中，每个传感器产生由在离散时间捕获的一串数字样本代表的至少一个输出信号，且其中，所述设备还包括：处理装置，其设置成一起处理来自两个处理单元的输出信号以产生至少一个附加信号，其特征在于，每个输出信号的至少一个样本值被标记有指示生成样本的时间的时间戳，且其中，处理装置在处理样本之前或期间校正每个时间戳样本，以减少可能由于生成样本的时间差异出现的误差。2.根据权利要求1所述的电力辅助转向系统，其中，所述两个传感器中的每个包括由共同的计时器或由分开的计时器驱动的处理器。3.根据权利要求1或2所述的电力辅助转向系统，其中，时间戳由处理器施加且指示生成样本的计时器周期。4.根据任一前述权利要求所述的电力辅助转向系统，其中，处理装置设置成确定相应计时器的定时之间的差异，且在处理样...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·O·P·法雷利，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB