CN105593105A - 电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种电动助力转向装置，其通过对每次接收到的来自各个传感器的检测信号赋予时间戳来实现正确的同步，以便能够抑制角度误差并提高转向角检测成立的转向速度，本发明是具有检测出转向速度的功能的电动助力转向装置，其具备时间戳赋予单元(301，302)、缓冲存储器(303)、同步信号检索单元(310)、游标运算装置(43)、初始转向角运算单元(44)和加法单元(46B)，其中，时间戳赋予单元(301，302)对检测信号(Ai)赋予时间戳(ATi)，对检测信号(Bj)赋予时间戳(BTj)；缓冲存储器(303)保存被赋予了时间戳(BTj)的检测信号(Bj)；同步信号检索单元(310)基于时间戳(ATi)和(BTj)检索与检测信号(Ai)最同步的检测信号(Bj)；游标运算装置(43)进行由同步信号检索单元(310)检索到的同步信号的角度差的运算和游标运算，并输出传感器基准的绝对转向角；初始转向角运算单元(44)从绝对转向角运算出转向角初始值；加法单元(46B)求出操舵转向角。

Description

电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及一种电动助力转向装置，其将电动机产生的辅助扭矩赋予给车辆的转向系统。本发明尤其涉及一种电动助力转向装置。该电动助力转向装置通过对复数个传感器的各个检测信号赋予时间戳(即，通过使时间戳与复数个传感器的各个检测信号相关联)来实现正确的同步，以便能够抑制与转向速度成比例的角度误差并提高操舵转向角(操舵角)的检测成立的转向速度。
背景技术
利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助扭矩)的电动助力转向装置，将电动机的驱动力经由减速装置由齿轮或皮带等传送机构，向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，现有的电动助力转向装置(EPS)进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，电动机外加电压的调整通常用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。
如图1所示，对电动助力转向装置的一般结构进行说明。转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴、方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2连接。电池13对控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30中。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等得到的电流控制值E，来控制供给电动机20的电流。此外，车速Vel也能够从CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)等处获得。
控制单元30主要由CPU(也包含MPU等)构成，该CPU内部由程序执行的一般功能如图2所示。
参照图2来说明控制单元30的功能和动作。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel被输入到用于运算出电流指令值Iref1的电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于被输入进来的转向扭矩Th和车速Vel，利用辅助图表(アシストマップ)等来运算出作为供给电动机20的电流的控制目标值的电流指令值Iref1。电流指令值Iref1经过加法单元32A后被输入到电流限制单元33中，被限制了最大电流的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中，减法单元32B运算出电流指令值Irefm与被反馈回来的电动机电流值Im之间的偏差I(Irefm-Im)，该偏差I被输入到用于进行转向动作的特性改善的PI控制单元35中。在PI控制单元35中被改善了特性的电压控制指令值Vref被输入到PWM控制单元36，然后，再经过作为驱动单元的逆变器电路37对电动机20进行PWM控制。电动机电流检测器38检测出电动机20的电流值Im，检测出的电流值Im被反馈到减法单元32B。逆变器电路37作为驱动元件使用场效应晶体管(FET)，由FET的电桥电路构成。
另外，加法单元32A进行来自补偿单元34的补偿信号CM的加法运算，通过补偿信号CM的加法运算来进行系统的补偿，以便改善收敛性和惯性特性等。补偿单元34先在加法单元344将自对准扭矩(SAT)343与惯性342相加，然后，在加法单元344得到的加法结果在加法单元345再与收敛性341相加，最后，将在加法单元345得到的加法结果作为补偿信号CM。
在这样的电动助力转向装置中，具备用于检测出柱轴(转向轴、方向盘轴)的操舵角、电动机旋转角等的各种传感器。
在现有技术中，为了提高旋转角传感器的旋转位置的检测精度(检测分解能)，提出了一种旋转位置检测装置，其将具有位移特性的复数个传感器组合到一起，利用游标方式来检测出旋转位置(例如，日本特公平6-65967号公报：专利文献1)。也就是说，专利文献1的旋转位置检测装置为这样一种结构，即，其具备具有一次旋转、一个节距的第1模式(1回転、1ピッチの第1パターン)的传感器和具有以第1模式的一个圆周为基准分割成n个部份的第2模式(第1パターンの1円周を基準にn分割した第2パターン)的传感器；其检测出绝对旋转位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平6-65967号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在将专利文献1所记载的旋转位置检测装置应用于电动助力转向装置的情况下，如果将用于经过扭力杆检测出转向扭矩的转向的扭矩传感器与用于检测出绝对转向角(绝对操舵角)的转向角传感器组合起来使用的话，则需要在专利文献1的装置中，经过扭力杆，通过再与另一个传感器组合到一起来构成扭矩传感器，以便检测出转向扭矩。
还有，转向的转向角范围通常为1080°左右(单侧540°)，如果使用单个转向角传感器来进行转向角检测的话，则存在角度分解能变粗的问题。因此，需要利用基于复数个传感器的组合的游标(副尺，vernier)运算来检测出角度。随此，需要实现两个传感器之间的同步，并且，对其精度也有要求。
另外，在使用上述复数个传感器组合到一起的传感器的情况下，因为各自为独立的传感器，所以存在根据转向速度，角度误差变大的问题。尤其在数字通信的情况下，因为还包含起因于通信的误差，所以角度误差变得更大。
本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种高性能的电动助力转向装置，其通过对每次接收到的来自各个传感器的检测信号赋予时间戳(即，通过使时间戳与每次接收到的来自各个传感器的检测信号相关联)来实现正确的同步，以便能够抑制与转向速度成比例的角度误差并提高操舵转向角(操舵角)的检测成立的转向速度。
解决技术问题的手段
本发明涉及一种电动助力转向装置，其通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来驱动电动机以便对转向进行辅助控制，并且，至少具备周期不同的传感器A和B，还具有检测出转向速度的功能，本发明的上述目的可以通过下述这样实现，即：具备时间戳赋予单元、保存单元、同步信号检索单元、游标运算装置、初始转向角运算单元和转向角输出单元，所述时间戳赋予单元对所述传感器A的检测信号Ai赋予时间戳ATi，对所述传感器B的检测信号Bj赋予时间戳BTj；所述保存单元保存被赋予了所述时间戳BTj的所述检测信号Bj；所述同步信号检索单元基于所述时间戳ATi和BTj从所述保存单元中检索与所述检测信号Ai最同步的所述检测信号Bj；所述游标运算装置进行由所述同步信号检索单元检索到的同步信号的角度差的运算和游标运算，并输出传感器基准的绝对转向角；所述初始转向角运算单元从所述绝对转向角运算出转向角初始值；所述转向角输出单元基于来自所述传感器B的相对转向角和所述转向角初始值求出操舵转向角。
本发明的上述目的还可以通过下述这样更有效地实现，即：还具备用于将所述转向速度与阈值进行比较的比较单元，当所述转向速度等于或小于所述阈值的时候，进行所述同步信号的检索、所述角度差的运算和所述游标运算；或，所述阈值为实用转向速度；或，所述同步信号检索单元的检索为二分检索。
发明的效果
因为转向角检测(游标)成立的角度误差取决于传感器，所以转向角检测(游标)成立的角度误差为一定值，此时的角度误差成为转向角速度和时间误差的乘法值。根据本发明的电动助力转向装置，通过实施传感器检测信号间的同步，既可以减小时间误差，也可以减小与时间误差成比例的角度误差。另外，因为可以抑制并减小角度误差，所以可以提高能够检测出转向角的转向速度。
附图说明
图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。
图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构例的结构框图。
图3是表示两个传感器(A,B)的检测信号的误差的主要原因和改善方法的图。
图4是表示本发明的基本结构的结构框图。
图5是表示转向角运算的动作例的流程图。
图6是表示操舵转向角的检测动作例的流程图。
图7是表示电动助力转向装置和传感器的一个安装例和其检测信号之间的关系的图。
图8是表示各个传感器的信号周期的一个示例的波形图。
图9是表示转向角检测装置的结构例的结构框图。
图10是表示40°周期和296°周期的角度信号的波形图。
图11是表示本发明的效果(通过减小角度误差来提高转向角检测成立的转向速度)的图。
具体实施方式
本发明的电动助力转向装置，通过利用包括角度差的运算的游标(副尺，vernier)的原理，从被安装在电动助力转向装置上的各自独立的角度传感器A和B的角度信号，来检测出(运算出)操舵角(转向角)。在本发明中，角度传感器A的周期大；角度传感器B为扭矩传感器的输出侧的传感器，角度传感器B的一个周期变小。因为角度传感器A和角度传感器B为各自独立的传感器，所以角度传感器A没有与角度传感器B同步。还有，为了使操舵角检测成立，在游标运算的原理上，需要角度传感器A和角度传感器B的角度误差等于或小于一定值(各个传感器的检测角度范围的最大公约数)。
在复数个传感器之间没有同步的情况下，各个传感器的检测定时(検出タイミング)会偏离。另外，在传感器旋转(被操舵)的情况下，在检测出的角度中产生误差，角度误差与旋转次数(转向速度)成比例地增大。因此，在转向角检测中，有关转向的制约条件「只有在等于或小于一定转向速度的情况下，才可以检测出转向角」发生。因为这个制约条件，所以基于转向角控制等提供给驾驶员的驾驶支援系统、车辆侧的转向角控制(EPS等)的起动延迟。
因此，在本发明中，对每次接收到的来自复数个传感器的各个检测信号赋予时间戳，使时间戳与检测信号相关联后，将规定的时间份(所定の時間分)保存在缓冲存储器中。然后，在本发明中，从缓冲存储器中检索离角度传感器A和角度传感器B的角度检测定时(角度検出タイミング)最近的信号(同步信号)，以最低限度的角度误差使转向角运算成为可能。据此，因为可以抑制与转向角速度成比例的角度误差的增加，所以即使为快的转向速度，游标运算也成立。
下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。
图3是用于说明基于本发明的信号同步的原理的时序图，其示出了来自两个传感器A和B的检测信号的误差的主要原因和改善方法。如图3所示，当接收完了来自传感器A的信号A1的时候，在选择了来自传感器B的信号B1作为用于游标运算的信号的情况下，传感器A和传感器B的角度检测定时的时间误差成为Δt1，包含了大的时间误差。因此，在本发明中，通过对来自传感器A的信号Ai(i＝1，2，…)和来自传感器B的信号Bj(j＝1，2，…)赋予时间戳并对其进行信号检索，来实现同步。此时，例如从信号Bj的缓冲存储器中检索离信号A1的检测定时最近的信号Bj。其结果为，在本示例中，针对信号A1，选择信号B7。通过使信号A与信号B同步，将时间误差从Δt1改善到Δt2。然后，使用同步后的信号(信号A1、信号B7)来进行游标运算，以便计算出转向角。
此外，在图3中，Δt为信号Ai和信号Bj的角度检测定时的时间误差，Δt1为同步之前的时间误差，Δt2为同步之后的时间误差。还有，Δai为传感器A(信号Ai)的内部处理时间+通信时间，Δbj为传感器B(信号Bj)的内部处理时间+通信时间。
图4示出了本发明(转向角运算装置)的基本结构例。如图4所示，车辆侧的传感器201(传感器A)和传感器202(传感器B)的检测信号SN1和SN2通过通信被输入到ECU侧的信号接收单元300。传感器201的检测信号SN1被赋予时间戳，被输入到角度接收单元301中被接收后，被输入到同步信号检索单元310。还有，传感器202的检测信号SN2被赋予时间戳，被输入到角度接收单元302中被接收后，被暂时保存在缓冲存储器303中，被保存的检测信号SN2b被读取出来后，被输入到同步信号检索单元310。由同步信号检索单元310检索到的作为同步信号的传感器检测信号SN1s和SN2s被输入到用于进行角度差的运算和游标运算的游标运算单元320。由游标运算单元320进行包括角度差的运算的游标运算而得到的转向角(传感器基准的绝对转向角)被从游标运算单元320输出。另外，转向速度ω被输入到ECU中。
依照图5所示的流程图，来说明这样的转向角运算装置的动作例。
图5示出了转向角运算的动作例。如图5所示，角度接收单元301接收来自传感器201(传感器A)的检测信号SN1(步骤S10)，角度接收单元301接收到的检测信号SN1在角度接收单元301中被赋予时间戳A1后，被输入到同步信号检索单元310中(步骤S11)。被输入到同步信号检索单元310中的检测信号SN1a为“SN1+时间戳A1”。还有，角度接收单元302接收来自传感器202(传感器B)的检测信号SN2(步骤S12)，角度接收单元302接收到的检测信号SN2在角度接收单元302中被赋予时间戳B1后(步骤S13)，也就是说作为“SN2+时间戳B1”被依次保存在缓冲存储器303中(步骤S14)。当被赋予了时间戳B1，B2，B3，…的检测信号SN2a1，SN2a2，SN2a3，…被保存在缓冲存储器303中之后，从缓冲存储器303中被读取出来的检测信号SN2b1(SN2a1+时间戳B1)，SN2b2(SN2a2+时间戳B2)，SN2b3(SN2a3+时间戳B3)，…被输入到同步信号检索单元310中。
然后，输入转向速度ω(步骤S15)，判定转向速度ω是否等于或小于作为阈值的限制转向速度ω0(步骤S20)。因为如果转向速度ω太快的话则角度误差会变得过大，所以限制在转向的实用范围内。在转向速度ω等于或小于限制转向速度ω0的情况下，进行时间戳(A1，B1，B2，B3，…)的读取(步骤S21)，例如通过二分检索来进行同步信号(时间戳A1和时间戳Bj)的检索(步骤S22)。基于检索结果，读取检测信号，即，读取同步后的检测信号A1和同步后的检测信号Bj(步骤S23)，进行角度差的运算(步骤S24)，在游标运算单元320中再进行公知的游标运算，输出传感器基准的绝对转向角(步骤S25)。然后，基于绝对转向角、相对转向角、车辆的中立位置(存储在EEPROM中)进行初始转向角的运算，输出转向角初始值(步骤S26)。
图6示出了操舵转向角的检测动作例。如图6所示，基于来自传感器的角度信号TS_OS进行相对转向角的运算(步骤S30)，将如上述那样求出的转向角初始值与相对转向角相加(步骤S31)，输出操舵转向角。
接下来，关于上述检测信号A与B之间的同步和转向角检测，说明将其应用于电动助力转向装置的情况。
在具备扭力杆的电动助力转向装置中，需要在复数个位置检测出角度，例如图7所示的传感器被安装在柱轴(方向盘轴)2上，各种检测信号被输出。也就是说，作为角度传感器的霍尔IC传感器21和扭矩传感器输入侧转子的20°转子传感器22被安装在方向盘轴2的方向盘1侧的输入轴2A上。霍尔IC传感器21输出296°周期的AS_IS角度θh，AS_IS角度θh被输入到转向角运算单元40。与扭力杆23相比被安装在方向盘1侧的20°转子传感器22输出20°周期的TS_IS角度θs1(主)和θs2(副)，TS_IS角度θs1被输入到转向角运算单元40。还有，扭矩传感器输出侧转子的40°转子传感器24被安装在方向盘轴2的输出轴2B上，40°转子传感器24输出TS_OS角度θr1(主)和θr2(副)，TS_OS角度θr1被输入到转向角运算单元40。转向角运算单元40基于AS_IS角度θh、TS_IS角度θs1、TS_OS角度θr1和转向角速度ω，运算出绝对值的转向角θab并将其输出。
图8示出了各个传感器的检测信号的信号周期的一个示例。图8(A)示出了作为来自霍尔IC传感器21的检测信号的AS_IS角度θh的信号周期(296°)，图8(B)示出了作为来自20°转子传感器22的检测信号的TS_IS角度θs1的信号周期(20°)，图8(C)示出了作为来自40°转子传感器24的检测信号的TS_OS角度θr1的信号周期(40°)。关于这三个传感器的零点调整(0点调整)，在组装时通过校准来调整。
图9示出了转向角运算单元40的结构例。如图9所示，转向角速度ω被输入到实行判定单元41，在实行判定单元41被进行了判定的转向角速度ω1被输入到运算单元50。来自相当于传感器A的霍尔IC传感器21的AS_IS角度θh被加法输入到运算单元50内的减法单元46A；来自相当于传感器B的20°转子传感器22的TS_IS角度θs1和来自相当于传感器B的40°转子传感器24的TS_OS角度θr1被输入到角度差运算单元42；角度差运算单元42运算出角度差(＝θs1－θr1)，运算出的该角度差被减法输入到减法单元46A。由减法单元46A求出的减法角度AS_OS(＝θh－(θs1－θr1))被输入到游标运算单元43。角度差运算单元42、减法单元46A和游标运算单元43构成游标运算装置。还有，来自相当于传感器B的40°转子传感器24的TS_OS角度θr1被输入到游标运算单元43，同时也被输入到相对转向角运算单元45。
由游标运算单元43运算出的转向角(传感器基准的绝对转向角)θbr被输入到初始转向角运算单元44，由初始转向角运算单元44运算出的转向角初始值θint被输出。运算单元50在起动时进行一次上述的运算，输出转向角初始值θint。来自运算单元50的转向角初始值θint被输入到加法单元46B，由相对转向角运算单元45运算出的相对转向角Rel_OS也被输入到加法单元46B。通过在加法单元46B中进行的加法运算而得到的操舵转向角θab(＝θint+Rel_OS)被从作为转向角输出单元的加法单元46B输出。
因为转向角运算单元40总是输出将车辆的中立位置设为0点的操舵转向角θab，所以转向角运算单元40在起动时通过游标运算单元43从减法角度AS_OS和TS_OS角度θr1来进行一次游标运算，以便求出用于补正TS_OS角度θr1的相对转向角成为基于传感器基准的绝对转向角(センサ基準での絶対舵角)的补正值。并且，从该补正值和车辆的中立位置求出转向角初始值θint。在求出转向角初始值θint后，通过将TS_OS角度θr1的相对转向角Rel_OS与该转向角初始值θint相加，可以从作为转向角输出单元的加法单元46B总是输出绝对值的操舵转向角θab。
游标运算为这样一种运算，即，其利用周期不同的传感器信号(例如，40°周期、296°周期)之间的相位差，来求出被安装在输出轴侧上的40°转子传感器24的周期位置「0～36」(从转向角0°第几次的旋转？(舵角0°から何回転目か))。因此，可以判定40°转子传感器24为转向角领域「0～1480°」的哪个位置。还有，为了游标运算，生成减法角度AS_OS(296°周期的输出轴侧角度)。也就是说，从作为来自被安装在输入轴侧上的霍尔IC传感器21的检测信号的AS_IS角度θh中，减去扭力杆23的扭转角度(TS_IS角度θs1与TS_OS角度θr1之间的角度差)。
一般来说，在进行游标运算的情况下，作为基准的大的周期(大きい周期)与小的周期(小さい周期)之间的差小的话，误差也小。如果小周期的周期(小さいサイクルの周期)太细的话，即，如果大周期(大きいサイクル)与小周期(小さいサイクル)之间的差大的话，则有可能会被误认为是小周期的附近的值。还有，因为在EPS装置中具有扭力杆，所以在转向盘本身的旋转角与车辆的转向角之间会产生扭力杆的扭转特性份(捩れ特性分)的偏离。因此，本发明采用这样一种结构，即，其在与扭力杆(23)相比被安装在齿条齿轮侧的传感器(24)与与扭力杆(23)相比被安装在转向盘侧的传感器(21，22)之间进行游标运算，设置与扭力杆(23)相比被安装在转向盘侧的传感器(22)，通过扭力杆前后的传感器来补正扭转份(捩れ分)。
图11示出了本发明的效果，作为前提，因为转向角检测(游标)成立的角度误差Δθ’取决于传感器，所以转向角检测(游标)成立的角度误差为一定值。此时，关于角度误差Δθ，下述式1成立。也就是说，角度误差Δθ与转向速度ω成比例地增大或减小。
式1
角度误差Δθ＝转向速度ω×时间误差Δt
作为对策，通过实施信号间的同步，来减小传感器A与传感器B的信号间的检测定时的时间误差Δt。也就是说，通过实现检测信号间的同步，角度误差会变小。其结果为，转向角检测成立的转向速度ω如ω1→ω2那样变高(变快)。就这样，如果转向角检测成立的转向速度从ω1(例如，20°/s)提高到ω2(例如，200°/s)的话，则转向角检测的功能作为EPS充分成立。
此外，尽管在上述实施方式中只检索周期小的传感器B，如果可以获得CPU的运算能力和缓冲存储器的容量的话，同样，也可以保存带有时间戳的数据并检索周期大的传感器A。
附图标记说明
1转向盘(方向盘)
2柱轴(转向轴、方向盘轴)
10扭矩传感器
12车速传感器
13电池
20电动机
21霍尔IC传感器
2220°转子传感器
23扭力杆
2440°转子传感器
30控制单元(ECU)
31电流指令值运算单元
33电流限制单元
34补偿单元
35PI控制单元
36PWM控制单元
37逆变器电路
40转向角运算单元
41实行判定单元
42角度差运算单元
43游标运算单元
44初始转向角运算单元
45相对转向角运算单元
200转向角控制单元
201传感器(A)
202传感器(B)
300信号接收单元
301、302角度接收单元
303缓冲存储器
310同步信号检索单元
320游标运算单元

Claims (4)

1.一种电动助力转向装置，其通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来驱动电动机以便对转向进行辅助控制，并且，至少具备周期不同的传感器A和B，还具有检测出转向速度的功能，其特征在于：
具备时间戳赋予单元、保存单元、同步信号检索单元、游标运算装置、初始转向角运算单元和转向角输出单元，
所述时间戳赋予单元对所述传感器A的检测信号Ai赋予时间戳ATi，对所述传感器B的检测信号Bj赋予时间戳BTj；
所述保存单元保存被赋予了所述时间戳BTj的所述检测信号Bj；
所述同步信号检索单元基于所述时间戳ATi和BTj从所述保存单元中检索与所述检测信号Ai最同步的所述检测信号Bj；
所述游标运算装置进行由所述同步信号检索单元检索到的同步信号的角度差的运算和游标运算，并输出传感器基准的绝对转向角；
所述初始转向角运算单元从所述绝对转向角运算出转向角初始值；
所述转向角输出单元基于来自所述传感器B的相对转向角和所述转向角初始值求出操舵转向角。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于：还具备用于将所述转向速度与阈值进行比较的比较单元，
当所述转向速度等于或小于所述阈值的时候，进行所述同步信号的检索、所述角度差的运算和所述游标运算。
3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述阈值为实用转向速度。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动助力转向装置，其特征在于：所述同步信号检索单元的检索为二分检索。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110371181A (zh) * 2018-04-12 2019-10-25 奥迪股份公司 对叠加式转向系统的振荡进行衰减的方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610634B1 (ko) * 2014-09-15 2016-04-11 현대모비스 주식회사 Mdps 구동용 모터의 속도 측정 장치 및 방법
CN106794809B (zh) * 2014-09-25 2018-02-13 日本精工株式会社 车载用电子设备的控制装置以及控制方法
JP6428980B2 (ja) * 2016-09-16 2018-11-28 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
US20180360284A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-20 Nilfisk, Inc. Floor scrubber machine with enhanced steering and solution flow functionality
US10821881B2 (en) * 2017-07-05 2020-11-03 Ford Global Technologies, Llc Determining a steering angle for an automobile application
FR3088717B1 (fr) * 2018-11-15 2021-09-17 Electricfil Automotive Systeme de detection pour direction d'un vehicule permettant la mesure du couple et de l'angle volant absolu multi tours
CN111976832B (zh) * 2019-05-21 2021-12-21 上海汽车集团股份有限公司 一种方向盘转角数据的计算方法、装置及电子设备
FR3102841B1 (fr) 2019-11-06 2022-01-07 Electricfil Automotive Système de mesure du couple et de l’angle volant absolu multi tours pour direction de véhicule à l’aide de deux capteurs de position angulaire

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3934459A (en) * 1974-10-10 1976-01-27 General Electric Company Torque monitoring system for rotating shaft
US20030145663A1 (en) * 1999-12-06 2003-08-07 David Heisenberg Device for measuring the angle and/or the angular velocity of a rotatable body and/or the torque acting upon said body
JP2012088116A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Tokai Rika Co Ltd 回転角度検出装置
JP2012098166A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Tokai Rika Co Ltd バーニア式位置検出装置
CN103196360A (zh) * 2012-01-10 2013-07-10 罗伯特·博世有限公司 传感器装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665967B2 (ja) 1985-08-27 1994-08-24 株式会社エスジー アブソリュート回転位置検出装置
US5734108A (en) * 1992-04-10 1998-03-31 Walker; Dana A. System for sensing shaft displacement and strain
JP3256766B2 (ja) 1992-08-19 2002-02-12 日本ドライブイット株式会社 コンクリート用アンカ
DE10041095B4 (de) * 1999-12-06 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Messung eines Winkels und/oder eines Drehmomentes eines drehbaren Körpers
DE50114645D1 (de) 2000-08-31 2009-02-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur bestimmung einer winkeldifferenz aus phasensignalen
DE10140616A1 (de) * 2001-08-18 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur optischen Messdatenerfassung
JP4852964B2 (ja) * 2005-10-14 2012-01-11 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4948276B2 (ja) * 2007-06-15 2012-06-06 三菱電機株式会社 データベース検索装置及びデータベース検索プログラム
US8077302B2 (en) * 2009-11-30 2011-12-13 Bi Technologies Corporation Rotation and differential angle optical sensor which does not require keyed installation
AU2012229530A1 (en) * 2011-02-23 2013-09-12 Deere & Company Method and system for controlling an electric motor with compensation for time delay in position determination
JP5822108B2 (ja) * 2011-03-31 2015-11-24 Ｋｙｂ株式会社 ステアリングシャフト回転角度検出装置
KR101484271B1 (ko) * 2011-12-22 2015-01-19 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그의 조향각 검증 방법
JP6067325B2 (ja) 2012-10-25 2017-01-25 セーレン株式会社 記録装置及び記録方法
JP6052038B2 (ja) * 2013-04-17 2016-12-27 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3934459A (en) * 1974-10-10 1976-01-27 General Electric Company Torque monitoring system for rotating shaft
US20030145663A1 (en) * 1999-12-06 2003-08-07 David Heisenberg Device for measuring the angle and/or the angular velocity of a rotatable body and/or the torque acting upon said body
JP2012088116A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Tokai Rika Co Ltd 回転角度検出装置
JP2012098166A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Tokai Rika Co Ltd バーニア式位置検出装置
CN103196360A (zh) * 2012-01-10 2013-07-10 罗伯特·博世有限公司 传感器装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110371181A (zh) * 2018-04-12 2019-10-25 奥迪股份公司 对叠加式转向系统的振荡进行衰减的方法
US11377147B2 (en) 2018-04-12 2022-07-05 Audi Ag Damping of an oscillation of a superimposed steering system

Also Published As

Publication number Publication date
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WO2016035136A1 (ja) 2016-03-10
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EP3031700A4 (en) 2017-07-26

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