專利名稱：用于控制汽車方向盤的位置傳感器的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于控制設置有動力轉向馬達的機動車的位置傳感器的裝置。
背景技術：
當今的車輛日益頻繁地設置有動力轉向馬達。這種車輛包括由轉向柱、支架和動力轉向馬達形成的轉向系統，其中，轉向柱在頂端支撐能由車輛駕駛員促動的方向盤，轉向柱的底端作用于支架上，動力轉向馬達機械地連接至支架。E⑶(電子控制單元)類型的電子管理系統控制動力轉向馬達以防止車輛的轉向在正常速度時變得太輕或在基本為零的速度時變得太重。為了動力轉向馬達的正確操作，必須具有反映方向盤的角度位置的信息項，以執行方向盤的自動返回功能。該信息通常由位于方向盤上的方向盤傳感器提供。但是專用于該功能的方向盤傳感器的存在導致相當大的額外成本。車輛的方向盤的角度位置還可通過位于動力轉向馬達上的位置傳感器獲得。但是，該類型的傳感器的使用具有某些問題。具體地，方向盤的位置必須在所有時間是已知的(即，當靜止和當運行時)。因此，必須保持動力轉向馬達的位置傳感器被供電， 即使在車輛的點火被關閉時。保持通電由此導致電池放電的危險。
發明內容
在本文中，本發明的目標是要通過提出一種裝置來消除現有技術的前述問題，該裝置在車輛的點火被關閉時能準確和精確地確定方向盤的角度位置，同時確保最小的電消耗且同時防止車輛的電池的放電的危險。為此，本發明提出一種用于控制機動車的方向盤的位置傳感器的裝置，所述裝置的特征在于其包括用于在車輛靜止時產生控制信號的器件，該控制信號用于位置傳感器的獲取周期，所述信號的頻率在所述方向盤的位置中的變化被檢測到時增加。除了上段中提到的主要特征以外，根據本發明的裝置可具有一個或多個下述的單獨或以所有可能技術組合考慮的附加特征-用于產生控制信號的所述器件產生待命頻率的信號，該待命頻率適于檢測轉子的半轉；-所述待命頻率是500Hz至IOOOHz；-在所述位置傳感器檢測到所述方向盤的旋轉運動時，用于產生控制信號的所述器件產生激活頻率的信號，該激活頻率絕對地高于所述待命頻率；-用于產生控制信號的所述器件產生與所述方向盤的旋轉速度的加速度或減速度成比例地變化的頻率的信號；-用于產生控制信號的所述器件在以下情況時降低所述激活頻率以得到所述待命
頻率-所述位置傳感器檢測到所述方向盤的旋轉速度的減速時；或
-所述傳感器在一定時間段內沒有檢測到所述方向盤旋轉時。本發明還涉及一種用于機動車的動力轉向系統，其特征在于，其至少包括-轉向柱，在其頂端支撐方向盤；-支架，所述轉向柱的底端作用在該支架上；-動力轉向馬達，機械地連接至所述支架；-扭矩傳感器，與轉向柱相關聯，使得可以測量駕駛員施加至所述方向盤的扭矩；
所述系統還包括根據本發明的控制裝置，該控制裝置可以保持所述位置傳感器警覺，以通過在所述轉子上和以下項上操作的減速比來計數所述馬達的轉子的轉數或半轉數；和-在所述支架上的；或-在所述轉向柱上的。
本發明的其它特征和優點從參考附圖在下面給出的作為示意的且非限制性的實施例的說明而清楚地浮現，其中圖1是用于機動車的轉向系統和根據本發明的控制裝置的簡化示意圖；圖2示意性地示出了由根據本發明的控制裝置產生的位置傳感器的各種控制信號。
具體實施例方式為了清楚，相同的元件由類似的附圖標記指示。同樣，僅那些用于理解本發明的元件被示出，不考慮比例且是以示意性的方式。圖1示意性地示出用于機動車的轉向系統1，以可以更容易地理解本發明，該轉向系統包括-轉向柱5，在其頂端支撐方向盤3，該方向盤能被機動車的駕駛員旋轉；-支架6，轉向柱5的底端作用在該支架上；-動力轉向馬達7，機械地連接至所述支架6；-扭矩傳感器4，與轉向柱5相關聯，以使得可以測量由駕駛員施加至方向盤3的扭矩；-位置傳感器13;-控制裝置2，使得可以保持位置傳感器13警覺的(alert)。位置傳感器13是一種傳感器，其使得可以通過在所述轉子上和支架6上操作的減速比來計數馬達7的轉子8的轉數或半轉數。該類型的傳感器被用于現有技術的動力轉向馬達中但是不使用從其獲得的信息。除了其他以外，控制裝置2接收來自扭矩傳感器4的和來自位置傳感器13的信息項。所述信息項分別反映由駕駛員施加至方向盤3的扭矩和轉子8的位置。控制裝置2還包括用于產生控制信號的器件9和用于控制所述器件9的調整器 15。而且，裝置2產生控制信號，該信號使得可以激活傳感器13。傳感器13包括數據儲存存儲器10和數據處理模塊18。數據處理模塊18包括-位置檢測器16，其能檢測轉子8的角度變化；-比較模塊11，其與存儲器10通訊；-計算模塊12。當車輛被駕駛員起動時，傳感器13由電源14 (例如電池)連續地提供電力。在另一方面，當車輛的點火被關閉時，調整器15調整位置傳感器13的獲取周期的頻率，以不通過對電源放電來不利地影響車輛的電源14的操作。具體地，當點火被關閉時， 傳感器13的過度耗電將具有使得電源14放電的作用。為了保護電源的壽命，傳感器13的電消耗在待命模式中被優選地小于或等于200 μ A。當車輛的點火被關閉時，調整器15給存儲器10和用于產生控制信號的器件9供 H1^ ο用于產生控制信號的器件9然后傳輸預定頻率(稱為待命頻率)的控制信號至數據處理模塊18。該裝置的總電消耗由此被降低。存儲器10使得可以儲存方向盤的被預先檢測的位置；換句話說，只要檢測到方向盤的位置中的變化，則信息被傳輸至存儲器10，該存儲器儲存該信息。并行地，位置檢測器16使得可以總是確定方向盤的位置中的變化，其對應于轉子 8的至少半轉或一轉。由于在支架6和轉子8之間存在減速比，應注意，所述轉子8的位置中的變化準確和精確地反映方向盤3的角度位置中的變化。根據未示出的一個實施方法，減速比可位于轉向柱5上。由此，當駕駛員轉動方向盤3時，檢測器16檢測轉子8進行的半轉數或轉數。該信息被同時傳輸至比較模塊11。該模塊還接收來自儲存器10的信息項。由此，比較模塊11將儲存的值與檢測的值進行比較然后傳輸這些數據至計算模塊12。該計算模塊12計算角度差異和/或轉子8的轉數或半轉數且傳輸該信息至存儲器10。該信息然后成為先前數據項。一旦被傳感器13處理，這些信息項被傳輸至控制裝置2且更特別地是傳輸至調整器15。所述裝置2還接收來自傳感器4的數據用于測量駕駛員施加至方向盤的扭矩。由此，由扭矩傳感器4和位置傳感器13獲得的所述數據使得可以分別確定由駕駛員施加在方向盤3上的扭矩和所述方向盤3的角度位置。由此，當駕駛員施加的扭矩超過預定閾值或低于所述閾值時，控制裝置2作用在馬達7上，該馬達通過轉子8產生輔助扭矩，在車輛的方向盤的轉動中提供輔助。而且，當計算模塊12檢測轉子8的位置中的變化時，傳感器13與調整器15通訊。該調整器將由此控制用于產生控制信號的器件9，而該器件產生控制信號至數據處理模塊18。作為例子，圖2示出了模塊18的控制信號的兩個例子，用于檢測方向盤的位置中的變化。這些信號是基于脈沖的信號，一個脈沖對應于一個獲取周期，在該獲取周期中模塊18是“喚醒的”(即執行檢測)。曲線加是車輛的駕駛員導致的方向盤3的旋轉中的加速度的示意表示。圖2C示出了由產生器件9產生的第一獲取周期的控制信號。該第一信號具有兩個頻率-低頻A，對應于待命頻率；-絕對地高于頻率A的高頻B，對應于激活頻率。在這種應用中，當傳感器13沒有檢測到轉子8的運動時，模塊18接收低頻信號A。 該待命頻率A適于使傳感器13醒著以在轉子8從固定不動變化至旋轉加速的階段時不錯過轉子8的半轉或一轉。為了在傳感器13在一定時間段沒有檢測到運動時最小化傳感器 13的耗電，待命頻率A盡可能地低。當檢測到方向盤3的旋轉運動時，器件9傳輸激活頻率B的控制信號至模塊18，該激活頻率絕對地高于待命頻率A且適于在方向盤3的旋轉速度最大時不錯過半轉或一轉。該特定特征給傳感器13提供理想耗電的特性。具體地，當沒有運動被檢測到時， 位置傳感器13的耗電較低且優選地低于或等于200 μ Α。由此，電源14被非常少地使用。然后，為了不“錯過”轉子8的半轉，該頻率被增加以移至激活頻率B，使得可以保持模塊18更頻繁地警覺。具體地，角度準確度的缺乏將特別妨礙由當前動力轉向裝置提供的方向盤返回功能。未示出的由本發明提供的一種變式包括-當沒有轉子8的旋轉運動被位置檢測器16檢測到時，以低頻產生數據處理模塊 18的控制信號；和-當轉子8的半轉或一轉被模塊18檢測到時，產生連續的控制信號。圖2B示出了由本發明提供的附加變式，包括以基本上與方向盤3的旋轉速度的加速度或減速度成比例的方式改變控制頻率。為了準確，優選的是該頻率不低于1000Hz。除了借助圖2示出的這些應用以外，根據本發明的方法可使得電源具有不同于上述的頻率。如圖2D所示，當沒有旋轉被檢測到時，電池消耗較低。當轉子的位置的變化被位置傳感器13檢測到時，器件9產生激活頻率的控制信號至模塊18，該激活頻率絕對地高于待命頻率且這具有增加電池消耗的作用。該消耗然后在以下情況時被減低-當位置傳感器13檢測到減速時；-在減速結束時；或-當所述傳感器在一定時間段內沒有檢測到旋轉時。應注意，本發明的優選應用領域是車輛。根據本發明的方法可被應用于裝備有動力轉向系統的任意類型的車輛，該系統需要較低耗電以確保理想的電源壽命。因此，本發明可被應用于巴士、轎車、卡車或任意類型的車輛。
權利要求
1.一種用于控制機動車的方向盤(3)的位置傳感器(1 的裝置O)，所述裝置(2)的特征在于，其包括用于在車輛靜止時產生控制信號的器件(9)，該控制信號用于位置傳感器 (13)的獲取周期，所述信號的頻率在檢測到所述方向盤(3)的位置中的變化時增加。
2.如前述權利要求所述的裝置O)，其特征在于，所述器件(9)產生待命頻率的信號， 該待命頻率適于檢測轉子(8)的半轉。
3.如前一項權利要求所述的裝置0)，其特征在于，所述待命頻率是500Hz至1000Hz。
4.如權利要求1所述的裝置O)，其特征在于，當所述位置傳感器(13)檢測到所述方向盤C3)的旋轉運動時，所述器件(9)產生激活頻率的信號，該激活頻率絕對地高于所述待命頻率。
5.如權利要求2至4中至少一項所述的裝置O)，其特征在于，所述器件(9)產生與所述方向盤(3)的旋轉速度的加速度或減速度成比例地變化的頻率的信號。
6.如權利要求1至5中至少一項所述的裝置O)，其特征在于，所述器件(9)在以下情況時降低所述激活頻率以得到所述待命頻率-所述位置傳感器(1 檢測到所述方向盤(3)的旋轉速度的減速；或-所述傳感器(1 在一定時間段內沒有檢測到所述方向盤(3)的旋轉。
7.一種用于機動車的輔助轉向系統(1)，其特征在于，其至少包括-轉向柱(5)，在其頂端支撐方向盤(3)；-支架(6)，所述轉向柱(5)的底端作用在該支架上；-動力轉向馬達(7)，機械地連接至所述支架(6)；-扭矩傳感器G)，與轉向柱(5)相關聯，以使得可以測量由駕駛員施加至所述方向盤 ⑶的扭矩；所述系統(1)的特征在于其還包括如權利要求1至6中的一項所述控制裝置O)，以使得可以保持所述位置傳感器(4)警覺，用于通過轉子(8)上和以下項上操作的減速比來計數所述馬達(7)的轉子(8)的半轉數或轉數-所述支架(6)上；或-所述轉向柱(5)上。
全文摘要
本發明涉及一種用于控制車輛的方向盤(3)的位置傳感器(13)的裝置(2)。所述裝置(2)包括用于在車輛被停止時產生控制信號的器件(9)，該信號用于位置傳感器的獲取周期，所述信號的頻率在檢測到所述方向盤(3)的位置中的變化時增加。本發明可被用于汽車領域，且位置傳感器可被與轉向助力馬達的轉子相關聯。
文檔編號B62D15/02GK102256862SQ200980151140
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月15日 優先權日2008年12月18日
發明者米歇爾.普萊迪奧, 菲利普.貝坦 申請人:法雷奧電機控制系統公司