本发明专利技术涉及一种机电转向系统(1)，该机电转向系统(1)包括转向轴(2)、转向传动装置(3)和磁性扭矩传感器装置(40)，利用转向轴(2)，能够借助于转向操纵装置(7)指定转向命令，转向传动装置(3)被设计成在考虑到至少一个输入变量的情况下将转向命令转换成机动车辆的可转向轮(4)的转向运动，磁性扭矩传感器装置(40)用于测量施加至转向轴(2)的扭矩，其中，扭矩传感器装置(40)具有用于检测未补偿的测量信号(T)的传感器(12)。扭矩传感器装置(40)包括计算单元(35)，该计算单元(35)被设计成提供用于对未补偿的测量信号(T)进行补偿的第一参数和第二参数，并且基于未补偿的测量信号(T)和两个参数计算补偿的测量信号(T*)并且提供该补偿的测量信号(T)作为至少一个输入变量。此外，本发明专利技术还涉及一种用于对机动车辆的机电转向系统所用的扭矩传感器装置的测量信号进行补偿的方法。偿的方法。偿的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于补偿来自扭矩传感器装置的测量信号的方法和机电转向系统
[0001]本专利技术涉及机电转向系统，该机电转向系统包括转向轴、转向齿轮和磁性扭矩传感器装置，通过转向轴，可以借助于转向操纵装置指定转向命令，转向齿轮被设计成在考虑到至少一个输入变量的情况下将转向命令转换成机动车辆的可转向轮的转向运动，磁性扭矩传感器装置用于测量施加至转向轴的扭矩，其中，旋转式传感器装置具有用于检测未补偿的测量信号的传感器。此外，本专利技术涉及用于对机动车辆的机电转向系统所用的扭矩传感器装置的测量信号进行补偿的方法。
[0002]用于机动车辆的机电转向系统的磁性扭矩传感器装置可以使用所谓的移动磁体技术形成。在这种情况下，通过检测由以不可旋转的方式连接至输入轴的磁性环产生的磁场来测量由机动车辆驾驶员借助于转向操纵装置、特别是方向盘引入到输入轴中的扭矩，该扭矩也被称为转向扭矩。扭矩根据检测到的旋转角度、也被称为转向旋转角度或差动角度来确定。由于这是不接触或无接触的扭矩检测、即相对于彼此移动的部件彼此不机械地接触，因此扭矩传感器装置是无磨损的，并且因此实际上是免维护的，并且因此进而在操作成本方面是成本有效的。因此，其特别适合在汽车技术中使用。
[0003]这样的磁性扭矩传感器装置从现有技术中已知，例如从EP 2 664 906A2和WO 2017/115922 A1中已知。
[0004]然而，成问题的是，扭矩传感器装置的测量信号具有信号伪影，所述信号伪影降低了测量结果的质量，并且因此限制了扭矩传感器装置的应用可能性。这些信号伪影特别地包括非线性和不对称性。接收由这种扭矩传感器装置提供的用于使车轮转向的输入变量的机电转向系统在这方面的工作具有一定的不准确性。
[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种改进的机电转向系统，该改进的机电转向系统特别地使得能够在机动车辆的待转向车轮处更精确地执行转向指令。此外，将提供一种方法，以提高通用扭矩传感器装置的测量结果的质量，并且因此使通用扭矩传感器装置更加通用。
[0006]本专利技术的基本目的通过根据权利要求1所述的机电转向系统和具有权利要求10的特征的用于对机动车辆的机电转向系统所用的扭矩传感器装置的测量信号进行补偿的方法来实现。有利的发展方案从从属权利要求、说明书和附图中所示出的示例性实施方式中产生。
[0007]所提出的机电转向系统包括转向轴、转向齿轮和磁性扭矩传感器装置，通过转向轴，可以借助于转向操纵装置指定转向命令，转向齿轮被设计成在考虑到至少一个输入变量的情况下将转向命令转换成机动车辆的可转向轮的转向运动，磁性扭矩传感器装置用于测量施加至转向轴的扭矩。扭矩传感器装置包括用于检测未补偿的测量信号的传感器，其中，扭矩传感器装置被分配有计算单元，该计算单元被设计成提供用于对未补偿的测量信号进行补偿的第一参数和第二参数，并且基于未补偿的测量信号以及第一参数和第二参数计算补偿的测量信号，并且提供补偿的测量信号作为至少一个输入变量。特别地，信号伪影得到了补偿。有利地，转向命令可以利用所提出的转向系统更精确地实现。对于机动车辆的
驾驶员，驾驶体验也因此得到改进。驾驶安全性、特别是关于自动驾驶的驾驶安全性也可以因此有利地提高。
[0008]特别地，设置的是，扭矩传感器装置包括计算单元。然而，还特别设置的是，计算单元可以是机动车辆的中央控制单元的一部分，其中，计算单元可以有利地经由接口连接至扭矩传感器装置，并且计算单元以这种方式分配给扭矩传感器装置。此外，特别设置的是，计算单元被设计成将补偿的测量信号作为输入变量提供给转向控制器、特别是转向齿轮。
[0009]根据本专利技术的特别有利的实施方式，设置的是，转向轴包括输入轴和输出轴，输入轴可以以不可旋转的方式连接至转向操纵装置，输出轴经由可以扭转的扭力杆连接至输入轴。有利地，扭矩传感器装置还包括以不可旋转的方式连接至输入轴的用于产生磁场的多极磁性环、以不可旋转的方式连接至输出轴并封围磁性环的定子环形元件以及磁通量收集器。扭矩传感器装置的传感器有利地被设计成基于施加至磁通量收集器的磁场来检测未补偿的测量信号。有利地，传感器是磁性传感器、特别地是霍尔传感器。特别地，设置的是，传感器相对于转向轴是静止的，并且当转向轴旋转时，传感器的位置不会改变。
[0010]有利地，该实施方式对于干扰影响、比如污染是特别稳固的，由此测量信号的质量以及因此最终转向系统的转向行为得到进一步改进。
[0011]进一步有利地，计算单元被设计成提供第一参数作为用于对非线性行为进行补偿的线性化参数。对非线性行为的补偿有利地进一步提高了测量信号的质量，并且因此最终提高了转向系统的转向行为。优选地，线性化参数是设计特定参数。有利地，线性化参数特别地考虑到或建模了磁性环的几何形状和/或磁性环的磁极的数目。此外，特别设置的是，线性化参数是三阶多项式参数，其中，线性化参数有利地用于S形曲线补偿。
[0012]进一步有利地，计算单元被设计成提供第二参数作为用于对未补偿的测量信号的不对称行为进行补偿的对称化参数。有利地，特别是由于扭矩传感器装置的各个部件的制造中的公差或不对称性和/或由于各个部件的组装中的公差或不对称性、特别是磁性环相对于扭矩传感器装置的定子环形元件的组装或布置中的公差或不对称性而导致的测量不准确由此被抵消。对称化参数优选地是部件特定参数。特别地，设置的是，对称化参数是二阶多项式参数。
[0013]本专利技术的另一特别有利的实施实施方式设置的是，计算单元被设计成根据以下计算公式计算补偿的测量信号：
[0014]T
*
＝T+T2*p
symm
+T3*p
lin
；
[0015]其中：
[0016]T*＝补偿的测量信号；T＝未补偿的测量信号；
[0017]p
symm
＝第二参数；p
lin
＝第一参数。
[0018]这意味着，补偿的测量信号有利地包括未补偿的测量信号和未补偿的测量信号的平方与第二参数的乘积以及未补偿的测量信号的三次幂与第一参数的乘积之和。
[0019]根据前述计算公式的计算有利地实现了通过二阶补偿或近似计算对不对称行为进行的补偿。这是用以对未补偿的测量信号中的不对称行为进行补偿或平衡的有效且可自动化的方式。
[0020]为实现前述目的而进一步提出的用于对机动车辆的机电转向系统所用的扭矩传感器装置的测量信号进行补偿的方法提供了以下步骤：通过传感器产生未补偿的测量信号
(T)；提供用于对未补偿的测量信号(T)进行补偿的至少第一参数和第二参数；基于未补偿的测量信号(T)以及第一参数和第二参数计算补偿的测量信号(T*)。特别地，设置的是，以不可旋转的方式连接至转向操纵装置的输入轴经由可以扭转的扭力杆连接至输出轴，并且扭矩传感器装置有利地包括以不可旋转的方式连接至输入轴的用于产生磁场的多极磁性环、以不可旋转的方式连接至输出轴并封围磁性环的定子环形元件、磁通量收集器以及用于产生测量信号的传感器。特别地，设置的是，传感器也连接至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机电转向系统(1)，所述机电转向系统(1)包括转向轴(2)、转向齿轮(3)和磁性扭矩传感器装置(40)，通过所述转向轴(2)，能够借助于转向操纵装置(7)指定转向命令，所述转向齿轮(3)被设计成在考虑到至少一个输入变量的情况下将转向命令转换成机动车辆的可转向轮(4)的转向运动，所述磁性扭矩传感器装置(40)用于测量施加至所述转向轴(2)的扭矩，其中，所述扭矩传感器装置(40)包括用于检测未补偿的测量信号(T)的传感器(12)，其特征在于，所述扭矩传感器装置(40)被分配有计算单元(35)，所述计算单元(35)被设计成提供用于对所述未补偿的测量信号(T)进行补偿的第一参数(p_lin)和第二参数(p_symm)，并且基于所述未补偿的测量信号(T)以及所述第一参数(p_lin)和所述第二参数(p_symm)计算补偿的测量信号(T*)，并且提供所述补偿的测量信号(T*)作为所述至少一个输入变量。2.根据权利要求1所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述转向轴(2)包括输入轴(201)和输出轴(202)，所述输入轴(201)能够以不可旋转的方式连接至转向操纵装置(7)，所述输出轴(202)通过能够扭转的扭力杆(203)连接至所述输入轴(201)，其中，所述扭矩传感器装置(40)还包括以不可旋转的方式连接至所述输入轴(201)的用于产生磁场的多极磁性环(9)、以不可旋转的方式连接至所述输出轴(202)并封围所述磁性环(9)的定子环形元件(10)以及磁通量收集器(11)，其中，所述传感器(12)被设计成基于施加至所述磁通量收集器(11)的磁场来检测所述未补偿的测量信号(T)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述计算单元(35)被设计成提供所述第一参数(p_lin)作为用于对非线性行为进行补偿的线性化参数。4.根据权利要求3所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述线性化参数是设计特定参数。5.根据权利要求3或权利要求4所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述线性化参数是三阶多项式参数。6.根据前述权利要求中的任一项所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述计算单元(35)被设计成提供所述第二参数(p_lin)作为用于对所述未补偿的测量信号(T)的不对称行为进行补偿的对称化参数(p_symm)。7.根据权利要求6所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述对称化参数(p_symm)是部件特定参数。8.根据权利要求6或权利要求7所述的机电转向系统(1)，其特征在于，所述对称化参数(p_symm)是二阶多项式参数。9.根据前述权利要求中的任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂瓦达尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：
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