[发明专利]基于游标原理的转向角度传感器的运行期稳定性监测

权利要求书

1.一种用于确定机动车辆的转向轴(3)的角度φ的计算的不稳定性的风险的方法，其中，第一齿轮(11)固定至所述转向轴(3)，所述第一齿轮(11)与其他至少两个较小齿轮(13、14)配合，其中，所述第一齿轮的齿数为n，第一较小齿轮(13)的齿数为m，并且第二较小齿轮(14)的齿数为m+1，其中，所述第一较小齿轮(13)的角度ψ以及所述第二较小齿轮(14)的角度θ被确定，并且所述转向轴(3)的旋转角度φ通过对以下等式求值来计算：

其中，Ω为传感器范围的角度并且整数k由下式给出：

其特征在于，通过根据下式计算稳定性裕度t来确定不稳定性的风险：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下式设定用于t的阈值thr：

其中，超过所述阈值thr指示转向轴的旋转角度φ的计算是不稳定的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阈值thr在0.3至0.45之间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阈值thr为0.4。

5.根据前述权利要求2-4中的一项所述的方法，其特征在于，对t的对称性进行分析，并且如果检测到预定阈值thr_a范围内的不对称性，则使用以下值对所述两个较小齿轮(13、14)的角度测量结果进行精细调节：

其中，接着通过下式计算所述转向轴的旋转角度φ：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将经精细调节的值保存在非易失性存储器中，使得所述值能够在系统重启后被查询。

7.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述较小齿轮的传感器的校准丢失的情况下，执行自校准，其中，在第一步骤中，基于系统启动后的第一传感器读数来计算t，并且将较小齿轮角度传感器校准成具有常规的零输出，其中，较小齿轮角度偏差由下式计算：

并且所述较小齿轮角度偏差作为常数被应用在旋转角度φ的计算中。

8.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，m＝14并且n＝44。

9.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，Ω＝360°。

10.一种用于通过根据权利要求1所述的方法检测角度位置的装置(10)，其中，所述角度θ和ψ借助于传感器检测，并且转向轴的旋转角度φ通过求值电路来确定。

11.根据权利要求10所述的装置(10)，其特征在于，所述角度θ和ψ各自借助于一个传感器来检测。

12.一种电动转向设备(1)，所述电动转向设备(1)用于通过将由电动马达(8)产生的支承扭矩赋予转向机构来辅助机动车辆转向，所述电动转向设备(1)包括：转向柱，所述转向柱具有通过扭杆连结的上转向轴(3)和下转向轴(4)；以及根据权利要求10或11所述的装置(10)。

13.根据权利要求12所述的电动转向设备(1)，其特征在于，检测所述第一较小齿轮和所述第二较小齿轮的角度的传感器为GMR角度传感器，所述GMR角度传感器扫描与所述较小齿轮连接的磁体。