[发明专利]手轮位置测量系统和方法

说明书

一种用于转向系统的位置测量系统，包括转向轴。该位置测量系统还包括联接到转向轴的蜗轮。该位置测量系统还包括与蜗轮啮合的蜗杆，该蜗杆由电机驱动。该位置测量系统还包括第一传感器，该第一传感器可操作地联接到蜗杆，以检测蜗杆和驱动蜗杆的电机的角位置。该位置测量系统还包括联接到转向轴的驱动齿轮。该位置测量系统还包括与驱动齿轮啮合的正齿轮。该位置测量系统还进一步包括第二传感器，该第二传感器可操作地联接到正齿轮，以检测正齿轮的角位置。

技术领域

本公开涉及转向系统，更具体而言涉及用于手轮位置测量的系统和方法。

背景技术

在电子动力转向(EPS)系统中，需要获取手轮的位置。该位置例如可用于在转向输入后使手轮返回至中心，或用于其他有用的功能。手轮位置传感器分为相对位置传感器和绝对位置传感器。绝对位置传感器能够获取方向盘(steering wheel，转向轮)在车辆起动阶段时的实际位置。绝对位置传感器还能够用于EPS内部功能，并能够扩展至其他车辆功能。与绝对位置传感器相比，相对角度传感器结构简单，但不能在车辆启动后立即获取实际的方向盘角度。通常，需要利用学习算法或计算算法，并且功能有限。

由于上述的原因，绝对位置传感器似乎比相对位置传感器更可取(desirable)，但与相对位置传感器相比，绝对手轮位置传感器成本更高，结构更复杂，尺寸更大。

发明内容

根据本公开的一个方案，用于转向系统的位置测量系统包括转向轴。该位置测量系统还包括与转向轴联接的蜗轮。该位置测量系统还包括与蜗轮啮合的蜗杆(worm)，该蜗杆由电机(马达)驱动。该位置测量系统还进一步包括第一传感器，该第一传感器可操作地联接到蜗杆，以检测蜗杆和驱动该蜗杆的电机的角位置。该位置测量系统还包括联接到转向轴的驱动齿轮。该位置测量系统还包括与驱动齿轮啮合的正齿轮(spur gear，直齿轮)。该位置测量系统还进一步包括第二传感器，该第二传感器可操作地联接到正齿轮，以检测正齿轮的角位置。

根据本公开的另一个方案，用于转向系统的位置测量系统包括输入转向轴。该位置测量系统还包括输出转向轴，其可操作地联接到输入转向轴，输入转向轴和输出转向轴设置在转向柱轴线上。该位置测量系统还包括由设置在电机轴线上的电机驱动的齿轮装置，以向输出转向轴提供转向辅助。该位置测量系统还进一步包括沿着电机轴线定位的第一传感器。该位置测量系统还包括位于转向柱轴线上的第二传感器。

根据本公开的又一个方案，提供了一种测量转向系统的手轮的角位置的方法。该方法包括利用位于转向轴的轴线上的第一传感器来测量可操作地联接到输出转向轴的齿轮的角位置。该方法还包括利用第二传感器测量蜗杆的角位置，蜗杆与可操作地联接到输出转向轴的蜗轮接合。该方法还包括通过结合齿轮和蜗杆的所测得的角位置来计算手轮的绝对位置。

通过下面结合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书随附的权利要求书中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，将易见本发明的前述和其他的特征和优点，在附图中：

图1是一车辆的示例性转向系统的示意图；

图2是手轮位置测量系统的立体图；

图3是根据本公开另一方案的手轮位置测量系统的立体图；

图4是手轮角度对应第一传感器的信号输出的线图(plot，绘图)；

图5是手轮角度对应第二传感器的信号输出的线图；

图6是手轮角度对应根据本公开另一方案的第二传感器的信号输出的线图；

图7是手轮角度对应两个传感器的信号输出的线图；以及

图8是手轮角度对应代表绝对手轮角度的两个传感器的信号输出的线图。

具体实施方式