[发明专利]激发式转向感测装置及其感测方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种感测技术，特别是关于一种激发式转向感测装置及其感测方法。

背景技术

由于汽车属于必须受到车辆驾驶控制的机电装置，尤其车辆的油门与转向更是必须受到车辆驾驶的控制。一般来说，油门、转向的控制分别是通过节汽阀、方向盘与车辆驾驶互动，亦即通过油门控制器、转向控制器或其他通过量测转向轴旋转而进行控制的控制器，车辆驾驶才可以直觉地控制车辆。传统上，当油门踏板被踏下、方向盘被转动时均会带动相关转轴的转动，若利用角度传感器量测此相关转轴的旋转角度后，就可得知油门踏板被踏下的幅度、方向盘被转动的幅度，进而通过控制特定微电脑实际控制或辅助驾驶操控车辆的运动姿态。所以角度传感器在车辆中所扮演的角色是相当重要的。

一般现有角度传感器包含接触式传感器、磁铁感应式传感器与解角器(resolver)，但其中接触式传感器在运作中常会磨损，磨损久了导致精准度不够必须淘汰，此外，还需配合角度解析程序进行运作，运作复杂度也高；磁铁感应式传感器则其组成需要磁铁，有材料来源以及可靠度的限制。至于现有的解角器，多用于马达转子电气角度侦测或单圈绝对角度感测，并较少有多圈绝对角度感测的应用。如在公开号201124699的台湾专利中，其是使用两个磁极数互为质数的解角器来实现角度解析，通过电气角度的差异变化与机械角度的对应关系来进行角度换算，进而得到真实的机械角度。但此专利仅能针对单圈进行机械角度感测，无法进行多圈绝对角度感测。再者，现有的角度传感器鲜有结合侦测力矩的功能，无法配合电动辅助转向系统的发展趋势。

因此，本发明是在针对上述的困扰，提出一种激发式转向感测装置及其感测方法，以解决现有所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种激发式转向感测装置及其感测方法，其利用主动轮带动两被动轮以相异速度进行转动，使两解角器产生两不同周期的弦波信号，以由此取得方向盘转动的多圈绝对角度、力矩方向及力矩值，并同时具备高稳定性、高精确性与高耐候性。

为达上述目的，本发明提供一种激发式转向感测装置，其包含二主动轮，主动轮设于一方向盘的一转向柱上，激发式转向感测装置更包含一处理器，其是产生一激发信号，并预设一信号角度对照表与一信号差异力矩对照表。二主动轮分别与二被动轮接触，主动轮随方向盘与转向柱转动时，带动二被动轮以相异速度转动。处理器连接二解角器，每一解角器分别与每一被动轮结合，二解角器接收激发信号，并依据每一被动轮的转动速度，输出二第一弦波信号至处理器中，处理器分析第一弦波信号，以得到相异周期的二第二弦波信号，并由此与信号角度对照表、信号差异力矩对照表取得方向盘转动的第一绝对角度值、力矩方向与力矩值。

本发明亦提供一种激发式转向感测方法，其是利用二被动轮与二主动轮接触，主动轮设于一方向盘的一转向柱上。首先，主动轮随方向盘与转向柱转动，以带动二被动轮以相异速度转动。接着，接收一激发信号，并依据每一被动轮的转动速度，输出二第一弦波信号。再来，接收并分析二第一弦波信号，以得到相异周期的二第二弦波信号，且由此与一信号角度对照表、一信号差异力矩对照表取得方向盘转动的第一绝对角度值、力矩方向与力矩值，并将其输出。

本发明利用主动轮带动两被动轮以相异速度进行转动，以轻易达到力矩与多圈绝对角度感测，并可同时应用于EP S系统上。

兹为使贵审查委员对本发明的结构特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后：

附图说明

图1为本发明的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的电路方块示意图。

图3(a)为本发明的第一弦波信号波形图。

图3(b)为本发明的第二弦波信号波形图。

图4为本发明的第一实施例的感测方法流程图。

图5为本发明的具有不同轮径的一主动轮与被动轮接触的结构示意图。

图6为本发明的作为主动轮的平面轮与被动轮接触的结构示意图。

图7为本发明的主动轮结构分解图。

图8为本发明的第二实施例的结构示意图。

图9为本发明的零力矩弦波信号与第二弦波信号波形图。

图10为本发明的零力矩弦波信号、第三弦波信号与第二弦波信号波形图。

图11为本发明的第二实施例的感测方法流程图。

图12为本发明的具有倾斜面的二主动轮与被动轮接触的结构示意图。