方向盘角度传感器和用于方向盘角度传感器的故障检测的方法技术

本发明专利技术描述了一种方向盘角度传感器，包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分可在旋转方向上相对于彼此移动，并且所述第一部分包括响应于所述第二部分的角位置而产生正弦信号(x2、x5)的至少一个第一信号产生装置(1、2)和响应于所述第二部分的所述角位置而产生余弦信号(y2、y5)的至少一个第二信号产生装置(3、4)。这样的方向盘角度传感器应当允许简单的故障检测。为了这个目的，提供了故障检测装置(9)，其中，所述故障检测装置(9)形成所述正弦信号(x2、x5)的平方与所述余弦信号(y2、y5)的平方之和，并且如果所述和不在预定范围内，则产生故障信号。

Steering wheel angle sensor and fault detection method for steering wheel angle sensor

The present invention describes a steering wheel angle sensor comprising the first and second parts, wherein the first part and the second part can move relative to each other in a rotating direction, and the first part includes at least one first signal generating device (1, 2) and a response second part that generates a sinusoidal signal (x2, x5) in response to the angular position of the second part. At least one second signal generating device (3, 4) that generates cosine signals (y2, y5) at the angular position of the partition. Such steering wheel angle sensors should allow for simple fault detection. For this purpose, a fault detection device (9) is provided, in which the fault detection device (9) forms the sum of the squares of the sinusoidal signals (x2, x5) and the cosine signals (y2, y5) and generates a fault signal if and not within a predetermined range.

【技术实现步骤摘要】
方向盘角度传感器和用于方向盘角度传感器的故障检测的方法专利
本专利技术涉及一种方向盘角度传感器，其包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分可在旋转方向上相对于彼此移动，并且所述第一部分包括响应于所述第二部分的角位置而产生正弦信号的至少一个第一信号产生装置和响应于所述第二部分的所述角位置而产生余弦信号的至少一个第二信号产生装置。此外，本专利技术涉及一种用于方向盘角度传感器的故障检测的方法，所述传感器包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分可在旋转方向上相对于彼此移动，并且所述第一部分包括响应于所述第二部分的角位置而产生正弦信号的至少一个第一信号产生装置和响应于所述第二部分的所述角位置而产生余弦信号的至少一个第二信号产生装置。
技术介绍
方向盘角度传感器被用于检测方向盘的旋转角度或角位置。举例来说，在车辆经由GPS(全球定位系统)自动转向并且驾驶员举例来说在紧急情况下对车辆接管控制的情况下，可能需要关于方向盘的角位置的信息。在这样的情况下，需要方向盘角度作为方向盘与转向轮之间的相关性的基础。然而，当转向布置配备有方向盘角度传感器时，重要的是检查传感器是否正常工作。为了这个目的，通常使用第二个传感器，并且将两个传感器所检测到的角度相互比较。当两个传感器都指示相同的方向盘角度时，假定这个角度是正确的。否则，系统将被设置为故障安全状态。然而，使用第二传感器使得建构复杂并且昂贵。
技术实现思路
本专利技术的任务是具有检测传感器故障的简单可能性。这个目的通过如开始处所描述的方向盘角度传感器来解决，其中提供了故障检测装置，其中，所述故障检测装置形成所述正弦信号的平方与所述余弦信号的平方之和，并且如果所述和不在预定范围内，则产生故障信号。已知响应于两个部分之间的旋转角度而产生正弦信号和余弦信号。举例来说，有可能在第一部分上使用发射器/接收器布置，在第二部分上使用靶子。所述发射器/接收器布置包括一个或多个线圈，所述线圈被提供有具有高频的电压。靶子也包括线圈。这个线圈被激发并且产生反向场，所述反向场由发射器/接收器布置的接收器中的另一或相同线圈布置检测。理论上，在相同角度正弦信号的平方与余弦信号的平方之和对于所有角度都是恒定的。举例来说，在角度传感器的初始化步骤中，和的值是已知的或者可被学习。当信号中的一个受到干扰时，两个平方的所得和不再与恒定值匹配。如果无故障角度传感器的值与实际检测值之间的差大于预定阈值，则产生故障信号。在本专利技术的实施例中，提供了至少两个第一信号产生装置和至少两个第二信号产生装置，所述第一信号产生装置产生至少第一正弦信号和第二正弦信号，并且所述第二信号产生装置产生至少第一余弦信号和第二余弦信号，并且所述故障检测装置形成所述第一正弦信号的平方与所述第一余弦信号的平方的第一和以及所述第二正弦信号的平方与所述第二余弦信号的平方的第二和，并且如果所述第一和不在第一预定范围内和/或所述第二和不在第二预定范围内，则所述故障检测装置产生故障信号。在一些情况下，使用两对正弦/余弦产生装置是有用的，其中这两对产生针对360°的不同周期数的正弦和余弦信号。这对于增强所述角度传感器的精度或分辨率是有用的。然而，在这种情况下，有更多的信号可用于故障检测。在本专利技术的实施例中，提供放大装置，其在所述正弦信号和所述余弦信号进入所述故障检测装置之前放大所述正弦信号和所述余弦信号。当所述信号被放大时，噪声的影响较小。在本专利技术的实施例中，所述放大装置具有用于所述正弦信号和所述余弦信号的共同放大路径。所述放大路径不会更改所得总和。在本专利技术的实施例中，所述放大装置具有用于所述第一正弦信号、所述第二正弦信号、所述第一余弦信号和所述第二余弦信号的共同放大路径。即使使用一对以上的正弦/余弦信号，所有信号也都以相同的方式被放大。在本专利技术的实施例中，提供了将正弦信号和余弦信号交替地引导到所述放大装置的多路复用器。这是所述正弦信号和所述余弦信号使用相同放大路径的简单方式。在本专利技术的实施例中，所述多路复用器将所述第一正弦信号、所述第二正弦信号、所述第一余弦信号和所述第二余弦信号引导到所述放大装置。在这种情况下，所有信号可由相同的放大装置放大。该目的通过如开始处所描述的方法来解决，其中，形成所述正弦信号的平方和所述余弦信号的平方之和，并且如果所述和不在预定范围内，则产生故障信号。如上所提及，对于相同方向盘角度，所述正弦信号的平方和所述余弦信号的平方之和对于所有角度都是恒定的。如果有偏差，这是故障已经发生的相当清楚的指示。在本专利技术的实施例中，所述传感器包括至少两个第一信号产生装置和至少两个第二信号产生装置，所述第一信号产生装置产生至少第一正弦信号和第二正弦信号，并且所述第二信号产生装置产生至少第一余弦信号和第二余弦信号，并且形成所述第一正弦信号的平方和所述第一余弦信号的平方的第一和，并且形成所述第二正弦信号的平方和所述第二余弦信号的平方的第二和，并且如果所述第一和不在第一预定范围内和/或所述第二和不在第二预定范围内，则产生故障信号。如上所提及，在一些情况下，具有一个以上正弦/余弦信号对是有用的，以便增加传感器的精度或分辨率。在这种情况下，有更多可用信号可用于故障检测。在本专利技术的实施例中，所述正弦信号和所述余弦信号在形成所述和之前被放大。在这种情况下，噪声的影响可保持低。在本专利技术的实施例中，所述正弦信号和所述余弦信号由相同的放大装置放大。放大不会不利地完善总和的形成。在本专利技术的实施例中，所述正弦信号和所述余弦信号由相同的放大路径交替地放大。以这种方式，所述正弦信号和所述余弦信号可以使用相同的放大路径。附图说明现在将参考附图更详细地描述本专利技术的实施例，其中：图1是无故障情况的示意性图示，图2是故障情况的示意性图示，并且图3是故障检测装置的示意电路图。具体实施方式方向盘角度传感器包括第一部分和第二部分。第一部分是静止的，并且，举例来说，固定到壳体上。第二部分可旋转地固定到方向盘轴上。第一部分包括两个第一信号产生装置1、2和两个第二信号产生装置3、4。为了这个目的，举例来说，第一部分可以包括发射线圈，所述发射线圈仅仅是围绕方向盘轴的轴线的圆形线圈。这个发射线圈在第二部分处提供了基本垂直的场。第二部分呈靶子的形式，其具有缠绕在方向盘轴的轴线周围的线圈，使得发射线圈在靶子中感应电压。感应电压比发射线圈(即发射线圈中的电流)超前90°。靶子与其感应电流、感应电压同相共振。第一部分也包括接收线圈，在围绕方向盘轴的圆周上，一个接收线圈具有两个周期并且一个接收线圈具有五个周期。靶子还具有以产生周期2的场和周期5的场的图案布置的垂直线。这使得靶子能够联接到周期2接收线圈和周期5接收线圈。由靶子所感应的接收电压比发射电流超前180°。在两个周期的线圈中有可能获得第一正弦信号和第一余弦信号，在五个周期的线圈中有可能获得第二正弦信号和第二余弦信号。这四个信号，即，两个正弦信号和两个余弦信号，可以被用于确定第二部分相对于第一部分的角位置。获得正弦和余弦信号的其它方式也是可能的。图1和图2示出了如何检测故障。图1示出了正确获得正弦信号和余弦信号(即，没有任何干扰)的情况。与角度α无关，和x2+y2在圆5上。在这种情况下，“x”是正弦信号，并且“y”是余弦信号。点“x”在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方向盘角度传感器，包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分能够在旋转方向上相对于彼此移动，并且所述第一部分包括响应于所述第二部分的角位置而产生正弦信号(x2、x5)的至少一个第一信号产生装置(1、2)和响应于所述第二部分的所述角位置而产生余弦信号(y2、y5)的至少一个第二信号产生装置(3、4)，其特征在于，设置了故障检测装置(7‑9)，其中，所述故障检测装置(9)形成所述正弦信号(x2、x5)的平方与所述余弦信号(y2、y5)的平方之和，并且如果所述和不在预定范围内，则产生故障信号。

【技术特征摘要】
2017.07.25 DE 102017116764.11.一种方向盘角度传感器，包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分能够在旋转方向上相对于彼此移动，并且所述第一部分包括响应于所述第二部分的角位置而产生正弦信号(x2、x5)的至少一个第一信号产生装置(1、2)和响应于所述第二部分的所述角位置而产生余弦信号(y2、y5)的至少一个第二信号产生装置(3、4)，其特征在于，设置了故障检测装置(7-9)，其中，所述故障检测装置(9)形成所述正弦信号(x2、x5)的平方与所述余弦信号(y2、y5)的平方之和，并且如果所述和不在预定范围内，则产生故障信号。2.根据权利要求1所述的方向盘角度传感器，其特征在于，设置了至少两个第一信号产生装置(1、2)和至少两个第二信号产生装置(3、4)，所述第一信号产生装置(1、2)至少产生第一正弦信号(x2)和第二正弦信号(x5)，并且所述第二信号产生装置至少产生第一余弦信号(y2)和第二余弦信号(y5)，并且所述故障检测装置(9)形成所述第一正弦信号(x2)的平方和所述第一余弦信号(y5)的平方的第一和以及所述第二正弦信号(x5)的平方与所述第二余弦信号(y5)的平方的第二和，并且如果所述第一和不在第一预定范围内和/或所述第二和不在第二预定范围内，则产生故障信号。3.根据权利要求1或2所述的方向盘角度传感器，其特征在于，设置了放大装置(6)，所述放大装置(6)在所述正弦信号(x2、x5)和所述余弦信号(y2、y5)进入所述故障检测装置(9)之前放大所述正弦信号(x2、x5)和所述余弦信号(y2、y5)。4.根据权利要求3所述的方向盘角度传感器，其特征在于，所述放大装置(6)具有用于所述正弦信号(x2、x5)和所述余弦信号(y2、y5)的共同放大路径。5.根据权利要求4所述的方向盘角度传感器，其特征在于，所述放大装置(6)具有用于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利·福尔克·索伦森，乔根·克鲁斯博格，索伦·温克勒·拉斯马森，丹尼斯·格雷格森，
申请(专利权)人：丹佛斯动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK