CN101685007A

CN101685007A - 用于转向角传感器的问题检测方法

Info

Publication number: CN101685007A
Application number: CN200910176933A
Authority: CN
Inventors: 金钟郁
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: Mando China Holdings Ltd; HL Mando Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: US20100076643A1; KR101329986B1; US8116935B2; KR20100034519A; CN101685007B; DE102009041918A1; DE102009041918B4

Abstract

本文公开了一种用于转向角传感器的问题检测方法，该传感器检测车辆的方向盘的转角、转向方向和中心位置。使用车辆的行驶状态来确定转向角传感器是否发生了问题，从而即使在转向角中心或转角未被正确地检测时，转向角传感器的问题也可以被有效地检测。此外，使用在传感器的脉冲信号之间不同的特性来确定转向角传感器是否发生了问题，从而即使从转向角传感器输出的三个脉冲信号中的任意一个出问题了，这些脉冲信号也可以被有效地检测到，由此车辆可以稳定地行驶。

Description

用于转向角传感器的问题检测方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年9月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请序号2008-0093706的权益，通过引用将其公开并入本文中。

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于转向角传感器的问题检测方法，该传感器检测车辆的方向盘的转角、转向方向和中心位置。

背景技术

一般来说，多个狭缝(slit)以有规律的间隔被设置在旋转盘(rotary disc)处，所述旋转盘被可操作地连接到方向盘以使得在方向盘转向时，旋转盘可以旋转，以检测方向盘的转角(turning angle)和转向方向。转向角传感器(steering angle sensor)被布置在邻近于与狭缝相对应的位置，来在方向盘的操作期间使用两个光耦合器检测光线是否通过了狭缝，并且对光通过狭缝的次数进行计数，从而输出具有相同波形和不同相位的脉冲信号，由此检测方向盘的转角和转向方向。

由于方向盘做两次或三次左转和右转，所以中心位置检测狭缝也被设置在旋转盘处以检测方向盘的中心位置。转向角传感器被布置在邻近于与中心位置检测狭缝相对应的位置，以在方向盘的操作期间第三光耦合器来确定光线是否通过了狭缝，从而输出脉冲信号，由此检测方向盘的中心位置。

如果从转向角传感器输出的三个脉冲信号中的任何一个出问题了，从而没有脉冲被产生，那么由于不正确的转向角信息，车辆就无法稳定地行驶。

发明内容

所以，本发明的一个方面是提供一种用于转向角传感器的问题检测方法，使用车辆的行驶状态来有效地检测转向角传感器是否发生了问题。

本发明的另一个方面是提供一种用于转向角传感器的问题检测方法，以使用在传感器的脉冲信号之间不同的特性来有效地检测转向角传感器是否发生了问题。

本发明的又一个方面将被部分地阐述在以下的描述中，根据说明或通过本发明的实施来学习，其中的一部分通过以下描述是显而易见的，或者可以通过实践本发明来了解。

根据本发明的一个方面，一种用于转向角传感器的问题检测方法，所述转向角传感器包括：旋转盘，可操作地连接到车辆的方向盘，以使得在所述方向盘转向时，所述旋转盘旋转；多个狭缝，形成在所述旋转盘的外圆周，以使得以所述旋转盘的旋转中心同心布置所述多个狭缝；中心位置检测狭缝，与所述多个狭缝分开地形成在所述旋转盘上；第一传感器单元和第二传感器单元，被设置以与所述多个狭缝中的两个相对应；以及第三传感器单元，被设置以与所述中心位置检测狭缝相对应，用于所述转向角传感器的所述问题检测方法，其基于从所述第一传感器单元、所述第二传感器单元和所述第三传感器单元输出的第一脉冲信号、第二脉冲信号和第三脉冲信号，所述问题检测方法包括：检测所述车辆的车轮速度、横摆角速度和横向加速度；基于所检测到的车轮速度、横摆角速度和横向加速度来确定所述车辆是否正在转向；在已确定所述车辆正在转向时，确定在所述车辆的转向期间的由所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号所决定的转向角是否小于预定的角度，并且在所述转向角小于所述预定的角度时，确定所述第一传感器单元和所述第二传感器单元出现问题；以及在已确定所述车辆正在转向时，确定在所述车辆的转向期间所述第三脉冲信号是否发生相位改变，并且在所述第三脉冲信号没有发生相位改变时，确定所述第三传感器单元出现问题。

所述问题检测方法可以进一步包括：在所述第三脉冲信号发生相位改变的部分中，当所述第一脉冲信号发生相位改变而所述第二脉冲信号没有发生相位改变时，确定所述第二传感器单元出现问题。

所述问题检测方法可以进一步包括：在所述第三脉冲信号发生相位改变的部分中，当所述第二脉冲信号发生相位改变而所述第一脉冲信号没有发生相位改变时，确定所述第一传感器单元出现问题。

附图说明

根据结合附图的实施例的以下的描述，本发明的这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易理解，在附图中：

图1是应用本发明的一个实施例的转向角传感器的透视图；

图2说明了从图1中所示的第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元输出的脉冲信号的波形图；

图3是说明了根据本发明的实施例的、使用在转向角传感器的STN、ST1和ST2之间不同的脉冲特性来检测ST1或ST2问题的方法的流程图；

图4是应用本发明的一个实施例的电子刹车装置的框图；

图5是说明了根据本发明的实施例的、使用车辆的行驶状态来检测转向角传感器的STN问题的方法的流程图；以及

图6是说明了根据本发明的实施例的、使用车辆的行驶状态来检测转向角传感器的ST1或ST2问题的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照本发明的实施例详细进行描述，在附图中说明了本发明的示例，其中，在附图相似的标记代表相似的元件。

图1是应用了本发明的实施例的转向角传感器10的透视图。如图1所示，转向角传感器10包括：旋转盘11，其可旋转地被安装在被连接到方向盘的旋转轴上；第一传感器单元12和第二传感器单元13，其被设置在旋转盘11处，以检测方向盘的转角和转向方向；第三传感器单元14，其被设置在旋转盘11处，以检测方向盘的中心位置。

旋转盘11被设置在邻近于其外圆周边沿的部分处，具有多个狭缝11a，所述狭缝11a以有规律的间隔沿着外圆周边沿布置。外圆周边沿的内侧设置了中心位置检测狭缝11b，以检测方向盘的中心位置。狭缝11a具有相同的圆周的宽度和统一的俯仰角。另一方面，狭缝11b具有比狭缝11a的每一个更宽的圆周宽度。

第一传感器单元12和第二传感器单元13被布置在狭缝11a之上和之下并且彼此相隔。第三传感器单元14被布置在狭缝11b之上和之下。

第一传感器单元12和第二传感器单元13中的每一个包括光线发射元件和光线接收元件。光线发射元件和光线接收元件被布置以使得旋转盘11的狭缝11a位于光线发射元件和光线接收元件之间。在光线发射元件经过狭缝11a与光线接收元件进行通信时，从光线发射元件所发射的光经过狭缝11a到达光线接收元件。在这种情况下，第一传感器单元12和第二传感器单元13输出脉冲信号“1”，其表明高电平H。另一方面，在光线发射元件没有经过狭缝11a与光线接收元件进行通信时，从光线发射元件所发射的光没有到达光线接收元件。在这种情况下，第一传感器单元12和第二传感器单元13输出脉冲信号“0”，其表明低电平L。

第三传感器单元14还包括光线发射元件和光线接收元件。光线发射元件和光线接收元件被布置以使得旋转盘11的狭缝11b位于在光线发射元件和光线接收元件之间。不同于第一传感器单元12和第二传感器单元13，在光线发射元件经过狭缝11b与光线接收元件进行通信时，第三传感器单元14输出脉冲信号“0”，其表明低电平L。在光线发射元件没有经过狭缝11b与光线接收元件进行通信时，第三传感器单元14输出脉冲信号“1”，其表明高电平H。

从第一传感器单元12、第二传感器单元13和第三传感器单元14输出的脉冲信号被传送到控制器50，其被电连接到转向角传感器10。控制器50基于脉冲信号来检测方向盘的转向角、转向方向和中心位置。此外，控制器50基于脉冲信号来确定转向角传感器10的问题。

在方向盘的旋转轴旋转时，旋转盘11旋转，并且检测到位于在第一传感器单元12和第二传感器单元13的光线发射元件和光线接收元件之间的狭缝11a，从而检测到方向盘的转向角和转向方向。

也就是说，在旋转盘11的狭缝11a位于光线发射元件和光线接收元件之间时，从光线发射元件所发射的光经过狭缝11a到达光线接收元件。另一方面，没有被形成狭缝11a的旋转盘11的部分位于光线发射元件和光线接收元件之间，从光线发射元件所发射的光没有到达光线接收元件。因此，第一传感器单元12和第二传感器单元13检测光线是否已经被传送和光线被传送的次数，以此来检测方向盘的转向角和转向方向。

图2说明了从图1所示的第一传感器单元、第二传感器单元和第三传感器单元输出的脉冲信号的波形图。在图2中，ST1表明了从第一传感器单元12输出的脉冲信号，ST2表明了从第二传感器单元13输出的脉冲信号，以及STN表明从第三传感器单元14输出的脉冲信号。

ST1、ST2、STN是通用转向角传感器10的输出信号。

在STN发生相位改变的部分中，在ST1发生相位改变时(具有不同情况的H/L)，ST2至少发生一次相位改变。也就是说，在转向角的计算期间边沿通常被进行计数。因此，如果在STN具有不同的相位的状态中当ST1为高电平时，在ST2的计数的值为0，就意味着没有下降沿或上升沿在ST2处产生，可以确定为ST2出问题了。

类似地，在STN发生相位改变的部分中，在ST2发生相位改变时，ST1至少发生一次相位改变。也就是说，在转向角的计算期间边沿通常被进行计数。因此，如果在STN具有不同的相位的状态中当ST2为高电平时，在ST1的计数的值为0，就意味着没有下降沿或上升沿在ST1处产生，可以确定为ST1出问题了。

如在图3中所示，控制器50确定STN是否发生相位改变(100)。在STN发生相位改变时，控制器50确定在STN发生相位改变的部分中ST1和ST2是否发生相位改变(101)。

在其中STN发生相位改变的部分中，如果ST1发生相位改变而ST2没有发生相位改变，就确定ST2出问题了(102)。在确定ST2出问题时(这表明第二传感器单元13的问题)，控制器50存储表明第二传感器单元13的问题的故障代码，并且将第二传感器单元13的问题告知给用户。

在STN发生相位改变的部分中，如果ST1和ST2两者都发生了相位改变，就确定ST1和ST2是正常的(103)。

在其中STN发生相位改变的部分中，如果ST2发生相位改变而ST1没有发生相位改变，就确定ST1问题了(104)。在确定ST1出问题时(这表明第一传感器单元12的问题)，控制器50存储表明第一传感器单元12的问题的故障代码，并且将第一传感器单元12的问题告知给用户。

在此实施例中，仅当STN为正常脉冲信号时才可以确定ST1和ST2是否发生了问题。

但是，在STN为异常的脉冲信号时(这意味着第三传感器单元14发生了问题)，无法确定ST1和ST2是否发生了问题。

所以如在下文中将描述，根据本发明的实施例使用车辆的行驶状态来确定STN是否发生了问题。

一般来说，电子稳定程序(在下文中，被称为ESP系统)是安装在车辆中的电子刹车装置的示例，其适当地控制车轮，在车辆的驾驶期间，在车辆的驾驶员遇到危险情况时(例如轮胎接触限制)，将车辆移动到驾驶员期望的方向。

将各种传感器连接到ESP系统以检测车辆的状态。除了具有上述结构的转向角传感器10之外，还将用于检测每一个车轮的速度的车轮速度传感器、用于检测车辆的横摆角速度(yaw rate)的横摆角速度传感器、用于检测车辆的横向加速度的横向加速度传感器连接到ESP系统。

在一个实施例中，一种用于转向角传感器10的问题检测设备包括用于执行整体控制的控制器50。将用于检测每一个车轮的速度的车轮速度传感器20、用于检测车辆的横摆角速度的横摆角速度传感器30、用于检测车辆的横向加速度的横向加速度传感器40和转向角传感器10电连接到控制器50的输入侧。将用于通过控制液压制动器的压力来调整车辆的制动力的制动力调整器60和用于通过控制发动机转矩来调整车辆的驱动力的驱动力调整器70电连接到控制器50的输出侧。

控制器50检测车辆的车轮速度、横摆角速度和横向加速度，以确定车辆是否正在转向。在确定车辆正在转向时，控制器50确定在车辆的转向期间STN是否发生相位改变。在STN没有发生相位改变时，控制器50确定第三传感器单元14出问题了。

如在图5中所示，控制器50通过车轮速度传感器20、横摆角速度传感器30和横向加速度传感器40来检测车辆的车轮速度、横摆角速度和横向加速度(200)。其后，控制器50基于所检测的车轮速度、横摆角速度和横向加速度来确定车辆是否正在转向(201)。在车辆的行驶期间，横摆角速度和横向加速度等于或大于预定的值时，可以确定车辆正在转向。

在车辆正在左转或右转时，通过转向角传感器10来检测转向角(202)，并且确定所检测的转向角的中心是否被检测到(203)。在转向角中心被检测到时，确定STN为正常(204)。在转向角中心没有被检测到时，确定STN出问题了(205)。在这种情况下，确定第三传感器单元14出问题了，并且相应的控制被执行。这意味着在车辆左转或右转时，转向角中心没有被检测到。因此，确定STN信号为异常，从而故障被检测到。

除了STN之外，控制器50还可以确定ST1和ST2是否同时出问题。也就是说，在车辆正在转向时，控制器50确定在车辆的转向期间，由ST1和ST2确定的转向角是否小于预定的值。在转向角小于预定的值时，控制器50确定第一传感器单元12和第二传感器单元13出问题了。

如在图6中所示，控制器50通过车轮速度传感器20、横摆角速度传感器30和横向加速度传感器40来检测车辆的车轮速度、横摆角速度和横向加速度(300)。其后，控制器50基于所检测的车轮速度、横摆角速度和横向加速度来确定车辆是否正在转向(301)。在车辆的行驶期间，当横摆角速度和横向加速度等于或大于预定的值时，可以确定车辆正在转向。

在车辆正在左转或右转时，通过转向角传感器10来检测转向角(302)，并且确定所检测的转向角是否等于或小于预定的转向角(303)。在所检测的转向角等于或小于预定的转向角时，确定ST1和ST2出问题了(304)。在这种情况下，确定第一传感器单元12和第二传感器单元13出问题了，并且相应的控制被执行。这意味着在车辆左转或右转时，预定的转向角被保持。因此，确定ST1和ST2信号为异常，从而故障被检测到。另一方面，在所检测的转向角大于预定的转向角时，确定ST1和ST2为正常(305)。

根据以上描述显而易见的是，使用车辆的行驶状态来确定转向角传感器10是否发生了问题，从而即使在转向角中心或转角无法正确地被检测时，转向角传感器10的问题也可以被有效地检测，从而车辆可以稳定地行驶。

此外，使用传感器的脉冲信号之间不同的特性来确定转向角传感器10是否发生了问题，从而即使从转向角传感器10输出的三个脉冲信号中的任意一个出问题了，这些脉冲信号也可以被有效地检测，由此车辆可以稳定地行驶。

虽然示出了并且描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解在不背离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例中进行修改，本发明的范围由权利要求和它们的对等体来定义。

Claims

1、一种用于转向角传感器的问题检测方法，所述转向角传感器包括：旋转盘，可操作地连接到车辆的方向盘，以使得在所述方向盘转向时，所述旋转盘旋转；多个狭缝，形成在所述旋转盘的外圆周，以使得以所述旋转盘的旋转中心同心布置所述多个狭缝；中心位置检测狭缝，与所述多个狭缝分开地形成在所述旋转盘上；第一传感器单元和第二传感器单元，被设置以与所述多个狭缝中的两个相对应；以及第三传感器单元，被设置以与所述中心位置检测狭缝相对应，用于所述转向角传感器的所述问题检测方法，其基于从所述第一传感器单元、所述第二传感器单元和所述第三传感器单元输出的第一脉冲信号、第二脉冲信号和第三脉冲信号，其中，所述问题检测方法包括：

检测所述车辆的车轮速度、横摆角速度和横向加速度；

基于所检测到的车轮速度、横摆角速度和横向加速度来确定所述车辆是否正在转向；

在已确定所述车辆正在转向时，确定在所述车辆的转向期间由所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号所决定的转向角是否小于预定的角度，并且在所述转向角小于所述预定的角度时，确定所述第一传感器单元和所述第二传感器单元出现问题；以及

在已确定所述车辆正在转向时，确定在所述车辆的转向期间所述第三脉冲信号是否发生相位改变，并且在所述第三脉冲信号没有发生相位改变时，确定所述第三传感器单元出现问题。

2、根据权利要求1所述的问题检测方法，进一步包括：在所述第三脉冲信号发生相位改变的部分中，当所述第一脉冲信号发生相位改变而所述第二脉冲信号没有发生相位改变时，确定所述第二传感器单元出现问题。

3、根据权利要求1所述的问题检测方法，进一步包括：在所述第三脉冲信号发生相位改变的部分中，当所述第二脉冲信号发生相位改变而所述第一脉冲信号没有发生相位改变时，确定所述第一传感器单元出现问题。