[发明专利]机电动力转向系统、用于确定绝对旋转角度的方法、以及用于校准用于测量绝对旋转角度的测量装置的方法

说明书

本发明涉及用于确定可枢转地安装的转向轴(300)的旋转位置的高度准确的绝对旋转角度Xt的装置和方法，其中，借助用于动力辅助的具有传动装置传动系数K的传动装置(6，40)将电动机(2)的转子的旋转耦合到转向轴(300)的旋转中，其中，在该方法中借助转子位置传感器(7)并且利用已经发生的转子旋转数来测量转子旋转的旋转位置，这个值直接用于确定转向轴(300)的高度准确的绝对旋转角度Xt。在校准方法中，确定根据其进行旋转计数或计算的初始值。

本发明涉及具有权利要求1的前序部分所述的特征的机电动力转向系统以及具有权利要求10的前序部分所述的特征的用于测量机电动力转向系统的转向轴的绝对转向角度的方法。此外，本发明涉及用于校准用于测量机电动力转向系统的转向轴的绝对转向角度的这种测量装置的方法。

转向角度传感器测量机动车辆方向盘的转动角度。因此，在本说明书中的术语“转向角”含义下，应当理解的是转向轴和与之联接的方向盘的旋转角度，而不是车辆方向盘的转动角度。除了别的以外，该信息对于车辆动态控制、电子稳定程序(ESP)来说是必需的。关于对旋转角度的这种确定的一般问题在于，转向轴可能进行多次旋转以将转向系统从转向限止器移动到转向限止器。因此，在最常用的传感器的情况下，需要连续记录并存储方向盘的当前旋转角度位置，因为常见的角度传感器可以测量最多360°，然而机动车辆方向盘的角度范围为+/-720°(共四次旋转)或更大。

在公布文献DE 10 2008 011 448 A1中提出了一种解决方案，其中，通过两个齿轮传动装置来检测转向轴，其中第一齿轮传动装置是内摆线传动装置，利用该装置可以通过多次旋转来确定绝对角度值。第二齿轮传动装置用于改善角分辨率，从而可以更准确地确定旋转角度。借助计算出的两个检测到的角度信号的组合可以确定绝对角度。然而，所提出的解决方案由于使用了两个传动装置因而特别复杂，并且对绝对角度的校准也较复杂，因为必须首先分别找到空挡位置或直线位置。

DE 600 11 684 T2公开了一种解决方案，其中，使用两个传感器，其中一个传感器监测转向轴的位置，另一个传感器监测伺服电机的转子的位置，以便生成对超出完整旋转的角度范围的转向轴角度的清楚度量。由此，执行旋转增量增加或减少以便借助两个信号的组合来确定绝对角度。该解决方案的缺点是将测量信号复杂地校准成绝对角度。

从WO 2015/078664 A1中已知一种由转向角度传感器和扭矩传感器构成的整体构造单元，其中，转向角度传感器有传动装置，其中确定两个齿轮的位置以计算绝对转向角度。

常规的系统还需要一种即使在点火关闭时也检测转向角的装置，从而在启动车辆时可得到正确的转向角并且机电动力转向的控制系统可以起作用。此外，使用常规的系统只有付出极大努力才能实现测量准确性。

因此，本发明的目的是：提供一种机电动力转向系统，其具有用于确定其转向轴的绝对角度的系统，该系统可以以高水平的准确度容易地被校准并且另外还具有简单且廉价的构造。

特别地，应该确定转向轴的高度准确的绝对旋转角度。

旋转角度应被理解为绝对旋转角度，其可以扩展跨过轴的多次旋转，例如+/-1800°。

高度准确的测量应被理解为角度度量的测量准确度至少与所使用的转子位置传感器的准确度对应。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的机电动力转向系统以及具有权利要求10、11和12所述的特征的用于测量高度准确的绝对转向角度的方法得以解决。在权利要求13至16中示出了用于描绘高度准确的绝对转向角度的度量的校准方法。在从属权利要求中示出了本发明的有利的进一步发展。

因此，本发明提出了一种用于机动车辆的机电动力转向系统，包括：

●转向轴，其绕转向轴旋转轴线可枢转地安装，并且可以采取各种旋转位置，

●电动机，其具有：转子，该转子的旋转被耦合到动力转向系统中；以及转子位置传感器，其用于测量该转子的转子角度Yt，