[发明专利]拉杆力感测系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月26日申请的美国临时专利申请61/909,087的权益，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明主要涉及用于转向装置的系统和方法，且更特别地，涉及用于感测电子助力转向装置中的力以对其进行控制的系统和方法。

背景技术

一些已知的车辆可包括传感器，测量至车辆转向系统的车辆操作者输入，以辅助车辆转向。然而，即使具有辅助转向，一些已知的车辆经历例如震动、撞击和发出格格声的力，驾驶员会通过车辆转向系统感受到这些力。

因此，需要提供一种传感器系统，接近力的源来测量这些力，从而补偿行驶期间经历的不想要的或不希望的感受。

发明内容

依照本发明的示例性实施方式，提供了一种控制系统，用于控制具有拉杆的转向系统。控制系统包括连接至拉杆的传感器，该传感器构造为测量施加于拉杆上的力并产生指示所测量力的信号，以及控制模块，其通信地连接至传感器，以接收来自传感器的信号。控制模块被编程为，基于产生的信号产生电动机辅助指令以控制转向系统。

依照本发明的另一个示例性实施方式，提供了一种转向系统。转向系统包括转向轴，连接至转向轴的方向盘，连接至转向轴的转向齿轮组件，转向齿轮组件包括连接至拉杆的齿条，以及连接至拉杆的传感器。传感器构造为测量施加于齿条和拉杆中至少一者上的力。

依照本发明的又一个示例性实施方式，提供了一种控制具有拉杆的转向系统的方法。该方法包括，通过连接至拉杆的传感器测量施加至拉杆上的力；通过控制模块接收指示所测量力的信号；以及通过控制模块基于接收的信号产生电动机辅助指令来控制转向系统。

这些和其它优点及特征将从下面结合附图的描述中变得更为清晰。

附图说明

本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中被特别指出且清楚地保护。本发明的前述和其它特征以及优点从下面结合附图的详细描述中变得清晰，图中：

附图1是示出了依照本发明的一个示例性实施方式的包括转向控制系统的车辆的框图；以及

附图2是附图1所示车辆的示例性转向齿轮组件的透视图。

具体实施方式

现在参考附图，将参考不同实施方式描述本发明，但并不限制于此，在附图1中示出的车辆10包括转向系统12。在不同实施方式中，转向系统12包括连接至转向轴16的方向盘14。在一个实施方式中，转向系统12是电子助力转向(EPS)系统，其进一步包括转向辅助单元18，其连接至转向系统12的转向轴16以及连接至车辆10的拉杆20、22。转向辅助单元18包括例如齿条小齿轮转向机构19(附图2)，其可通过转向轴16被连接至转向致动器电动机和传动装置。在操作期间，当方向盘14被车辆操作者旋转时，转向辅助单元18的电动机提供帮助来移动拉杆20、22，拉杆又分别移动转向节24、26。转向节24、26分别连接至车辆10的路面轮28、30。

虽然附图1中示出和在此描述了EPS系统，但是应意识到，本发明的转向系统12可包括各种受控的转向系统，包括但不限于，具有液压结构的转向系统，以及通过线束配置进行的转向。

如图1所示，车辆10包括多个传感器31、32、33，和34，检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测条件。传感器31、32、33、34基于可观察条件产生传感器信号。在一个示例中，传感器31是力矩传感器，其感测由车辆10的操作者施加至方向盘14的力矩。力矩传感器31基于此产生方向盘力矩信号。在另一示例中，传感器32是电动机速度传感器，其感测转向辅助单元18的电动机的转速和方向。传感器32基于此产生电动机速度信号。在又一个示例中，传感器33是方向盘位置传感器，其感测方向盘14的位置。传感器33基于此产生方向盘位置信号。在又一个示例中，传感器34是拉杆力传感器，其感测在车辆10操作期间施加至拉杆20、22的力。拉杆力传感器34基于此产生拉杆力信号。

控制模块40基于一个或多个传感器信号且进一步基于本发明的转向控制和/或力矩校正系统和方法控制转向系统12的操作。总的来说，本发明的转向控制和/或力矩校正系统和方法产生最终辅助指令或电动机辅助指令至转向辅助单元18的电动机。例如，该系统和方法从拉杆力传感器34接收拉杆力信号，且使用这一信息来修改补偿算法。然而，控制模块40可基于来自任意传感器31、32、33、34或其组合的信号确定转向控制值。