DE102019106568A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Sensoroffsets - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren bestimmt einen Sensoroffset eines Sensors (12) in einer Vorrichtung (10), insbesondere in einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung weist eine erste Komponente (14), eine gegenüber der ersten Komponente (14) bewegliche zweite Komponente (16), ein Rückstellelement (18), einen Aktuator (30) und einen Sensor (12) zur Bestimmung der relativen Bewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16) auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Zunächst wird eine vorbestimmte Relativbewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16) durch den Aktuator (30) erzeugt. Die daraus resultierende Relativbewegung wird mittels des Sensors (12) vermessen und die aus der Messung erhaltenen Sensordaten gespeichert. Anhand der gespeicherten Sensordaten wird anschließend ein konstanter Sensoroffset des Sensors (12) bestimmt. Des Weiteren wird eine Vorrichtung (10) beschrieben, deren Sensoroffset mittels des Verfahrens bestimmt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Sensoroffsets eines Sensors in einer Vorrichtung, insbesondere in einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug.
  • In modernen Kraftfahrzeugen finden eine Vielzahl verschiedener Unterstützungssysteme Anwendung, beispielsweise elektrische Lenkunterstützungssysteme. Diese benötigen einen Sensor zur Überwachung mehrerer am Unterstützungssystem beteiligter Bauteile. So muss beispielsweise die Stellung des Lenkrads in einem Kraftfahrzeug bestimmt werden, damit ein Lenkunterstützungssystem in gewünschter Weise die vom Fahrer vorgegebene Bewegung verstärken kann.
  • Die Sensoren dienen dazu, mechanische Größen, wie beispielsweise Länge, Kraft oder Drehmoment, zu bestimmen. Jedoch weisen Sensoren häufig einen bauartbedingten konstanten Offset auf, welcher die gemessenen Größen verfälschen kann. Daher sind Methoden zur Offsetkorrektur notwendig, um eine ausreichende Messgenauigkeit erzielen zu können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Sensoroffsets bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Sensoroffsets eines Sensors in einer Vorrichtung, insbesondere in einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, die eine erste Komponente, eine gegenüber der ersten Komponente bewegliche zweite Komponente, ein Rückstellelement, einen Aktuator und einen Sensor zur Bestimmung der relativen Bewegung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente aufweist. Zunächst wird eine vorbestimmte Relativbewegung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente durch den Aktuator erzeugt. Die daraus resultierende Relativbewegung wird mittels des Sensors vermessen und die aus der Messung erhaltenen Sensordaten gespeichert. Anhand der gespeicherten Sensordaten wird anschließend ein konstanter Sensoroffset des Sensors bestimmt.
  • Das Verfahren kann entsprechend in allen Situationen angewandt werden, in denen zwei zueinander beweglich angeordnete Komponenten vorliegen und mittels eines Sensors überwacht werden. Die Relativbewegung kann dabei sowohl eine Translation als auch eine Rotation sein. Die beiden Komponenten müssen sich frei bewegen können, damit die Relativbewegung ausschließlich vom Aktuator gesteuert wird.
  • Durch das Erzeugen und Vermessen einer Bewegung werden Beiträge durch Haftreibung zwischen den Komponenten der Vorrichtung, welche die Messung verfälschen können oder sogar unmöglich machen, aufgehoben. Entsprechend wird ein Messverfahren genutzt, in dem ausschließlich dynamische Reibungskomponenten berücksichtigt werden müssen. Dadurch wird die Messung deutlich vereinfacht.
  • Das Verfahren kann auch nur einmalig, beispielsweise noch während der Herstellung eines Kraftfahrzeugs, durchgeführt werden, da ein konstanter Sensoroffset bestimmt wird. Jedoch kann die Messung auch nachträglich bei Bedarf wiederholt werden, um Änderungen des Sensoroffsets bestimmen zu können.
  • Das Rückstellelement kann auch Teil einer der Komponenten sein. Zusätzlich kann die Vorrichtung eine Steuereinheit aufweisen, die das Verfahren zum Bestimmen eines Sensoroffsets durchführt. Die Steuereinheit ist in diesem Fall mit dem Aktuator und dem Sensor verbunden.
  • Die erzeugte Relativbewegung kann eine periodische und symmetrische Bewegung mit Maximalamplituden sein. Auf diese Weise treten während der Relativbewegung im dynamischen Zustand nur symmetrische Reibungskomponenten auf, wodurch die Auswertung der Sensordaten erleichtert wird, da sich die Beiträge der Reibungskomponenten gegenseitig aufheben.
  • Bevorzugt kann die Relativbewegung sinusförmig sein oder in Form von Rechteck- oder Dreieckssignalen vom Sensor erfasst werden. Eine sinusförmige Relativbewegung kann beispielsweise erzeugt werden, in dem der Aktuator eine Schwingungsbewegung auslöst.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Relativbewegung über mehrere Schwingungsperioden gemessen. Damit wird es möglich, Messfehler in Bezug auf die Bestimmung der Maximalamplituden zu reduzieren.Bevorzugt wird eine periodische Bewegung mit einer Frequenz von 10 Hz über eine Gesamtdauer von einer Sekunde ausgeführt.
  • Der konstante Sensoroffset kann als arithmetisches Mittel der Maximalamplituden der Relativbewegung in positive und negative Richtung innerhalb der wenigstens einen Schwingungsperiode aus den gespeicherten Sensordaten bestimmt werden. Die Maximalamplituden in positive und negative Richtung weisen durch die Symmetrie der Anregung den gleichen durch den Aktuator verursachten Wert auf, jedoch mit unterschiedlichem Vorzeichen. Da der konstante Sensoroffset im Gegensatz dazu mit dem gleichen Vorzeichen in die positive und negative Maximalamplitude eingeht, kann dieser mittels des arithmetischen Mittels aus den beiden Maximalamplituden ermittelt werden. Dadurch ist die Auswertung sehr einfach.
  • Die Bewegung kann bevorzugt erzeugt werden, wenn die Vorrichtung ansonsten unbetätigt ist, insbesondere wenn ein Lenkrad des Lenksystems unbetätigt und/oder ohne Kontakt zu Händen ist. Da das Verfahren über den Aktuator eine Relativbewegung zwischen erster und zweiter Komponente auslöst, wird die freie Bewegung der zweiten Komponente in Relation zur ersten Komponente vermessen. Wird die zweite Komponente während der Relativbewegung zusätzlich betätigt oder festgehalten, wird die erzeugte Bewegung modifiziert und entsprechend das Ergebnis der Kalibration verfälscht. Das Verfahren kann daher, beispielsweise wenn es zur Kalibration eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, bevorzugt am Ende der Herstellung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Benutzer der Vorrichtung durch die erzeugte Bewegung auf eine Untätigkeit hingewiesen werden. So kann das Verfahren beispielsweise durchgeführt werden, wenn ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs während der Fahrt das Lenkrad loslässt. Dies kann durch ein Hands-Off-Detektionssystem festgestellt werden. Anschließend kann der Fahrer durch eine Vibration des Lenkrads darauf hingewiesen werden, dass sich seine Hände nicht am Lenkrad befinden. Diese Vibration kann gleichzeitig zur Kalibration des Sensors genutzt werden.
  • Die Relativbewegung kann eine rotatorische Bewegung oder eine translatorische Bewegung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente sein. Welche Art der Bewegung genutzt wird, hängt von der Art des zu kalibrierenden Sensors und den vorhandenen ersten und zweiten Komponenten ab. So kann beispielsweise ein Drehmomentsensor über eine Rotationsbewegung eines oberen Lenkstrangs relativ zu einem unteren Lenkstrang eines Kraftfahrzeugs kalibriert werden.
  • Ferner kann eine positionsabhängige Abweichung der gemessenen Sensordaten bestimmt werden auf Basis einer maximalen Störung, einer Störungsposition, an der die maximale Störung auftritt, und der aktuellen Position der Komponenten zueinander, insbesondere wobei die maximale Störung und Störungsposition vorbekannt sind. Eine Störung kann beispielsweise aufgrund von unsymmetrischen Gewichtsverteilungen an der ersten und/oder zweiten Komponente auftreten, wodurch zusätzliche positionsabhängige Kräfte auftreten, die sich im Sensorsignal niederschlagen.
  • Das Ausmaß sowie die positionsabhängige Änderung der Störung kann bereits vor der Kalibrierung experimentell ermittelt oder anhand von Kenntnissen über die beteiligten Komponenten bekannt sein.
  • Im Fall von rotatorischer Bewegung zur Bestimmung des Sensoroffsets, beispielsweise bei Verdrehen eines Lenkstrangs, kann die Störungsposition als Störungswinkel definiert sein.
  • Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung, insbesondere ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Komponente, einer gegenüber der ersten Komponente beweglichen zweiten Komponente, einem Rückstellelement, einem Aktuator zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente, einem Sensor zur Bestimmung der Relativbewegung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente und einer Steuereinheit zur Steuerung des Aktuators und des Sensors, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Der Sensor kann dabei ein Kraftsensor, ein Drehmomentsensor, ein Gewichtssensor, ein Beschleunigungssensor und/oder ein Drehbeschleunigungssensor sein. Alle diese Sensoren basieren auf der Messung einer mechanischen Größe, die auf eine Relativbewegung zweier Elemente zueinander zurückgeführt werden kann. Der Sensor kann beispielsweise ein optischer Sensor oder ein Dehnungsmessstreifen sein. Damit ein Sensor für das Verfahren geeignet ist, muss der Sensor eine Verschiebung beziehungsweise Drehung einer Komponente relativ zur anderen Komponente messen können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, das einen oberen Lenkstrang, der die erste Komponente darstellt, und einen unteren Lenkstrang, der die zweite Komponente darstellt, aufweist.
  • Ferner kann das Rückstellelement ein Torsionsstab sein, der den oberen Lenkstrang mit dem unteren Lenkstrang drehmomentübertragend verbindet, wobei der Sensor dazu eingerichtet ist, eine Verdrehung des Torsionsstabs zu messen.
  • Zusätzlich kann der obere Lenkstrang ein Lenkrad aufweisen, wobei die aktuelle Position der Komponenten zueinander zur Bestimmung der positionsabhängigen Abweichung der Lenkwinkel ist.
  • Entsprechend dient der Sensor im Betrieb des Kraftfahrzeugs dazu, die Stellung des Lenkrads zu überwachen. Dies kann beispielsweise genutzt werden, um einem elektrischen Lenkunterstützungssystem die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs gewünschte Richtung anzuzeigen.
  • Auch kann eine ausreichend hohe Genauigkeit des Sensors erreicht werden, um auch kleine Winkeländerungen des Lenkrads zu detektieren. Diese können beispielsweise auftreten, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeugs das Lenkrad während der Fahrt loslässt. Eine zuverlässige Detektion in diesem Fall ist beispielsweise für ein Hands-Off-Detektionssystem von großer Bedeutung.
  • Es ist möglich, dass das Lenkrad eine unsymmetrische Gewichtsverteilung aufweist, sodass die maximale Störung von der Gewichtsverteilung und/oder dem Montagewinkel des Lenkrads abhängig ist. Da die Gewichtsverteilung des Lenkrads im Vorfeld bekannt ist, kann der Einfluss dieser Störung in der Bestimmung des Sensoroffsets entsprechend berücksichtigt werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. In diesen zeigen:
    • - 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen eines Sensoroffsets;
    • - 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    • - 3 eine während des Verfahrens aufgenommene Messreihe.
  • In 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Bestimmen eines Sensoroffsets eines Sensors 12 gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) mit einer ersten Komponente 14, einer zweiten Komponente 16, einem Rückstellelement 18, einer Steuereinheit 28 sowie einem Aktuator 30.
  • Die erste Komponente 14 ist ein oberer Lenkstrang 20, der ein Lenkrad 22 aufweist. Die zweite Komponente 16 ist ein unterer Lenkstrang 24. Der obere Lenkstrang 20 ist mittels des Rückstellelements 18 mit dem unteren Lenkstrang 24 verbunden.
  • Das Rückstellelement 18 ist im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Torsionsstab 26, wodurch der obere Lenkstrang 20 und der untere Lenkstrang 24 drehmomentübertragend verbunden sind.
  • Am unteren Lenkstrang 24 ist der Aktuator 30 vorgesehen, der den unteren Lenkstrang 24 in Bewegung versetzen kann.
  • Der Sensor 12 ist ein Positionssensor, der die Position beziehungsweise Verdrehung des Torsionsstabs 26 überwacht und damit das aufgebrachte Drehmoment am Lenkrad 22 detektieren kann.
  • Der Sensor 12 ist mit der Steuereinheit 28 verbunden, welche das Verfahren zur Bestimmung des Sensoroffsets ausführen kann. Dazu ist die Steuereinheit 28 zusätzlich mit dem Aktuator 30 verbunden.
  • Zur Bestimmung des Sensoroffsets wird der untere Lenkstrang 24 durch den Aktuator 30, der von der Steuereinheit 28 gesteuert wird, in eine periodische Bewegung versetzt (Schritt S1 in 2). Diese Bewegung kann beispielsweise sinusförmig erfolgen, um eine periodische Vibration auszulösen. Dabei ist es ausreichend, etwa eine Sekunde lang eine Vibration mit einer Frequenz von 10 Hz zu erzeugen.
  • Die Bewegung des unteren Lenkstrangs 24 wird mittels des Torsionsstabs 26 auf den oberen Lenkstrang 20 übertragen, sodass der obere Lenkstrang 20 und zum Beispiel das Lenkrad 22 ebenfalls periodisch bewegt wird.
  • Dadurch ergibt sich eine periodische Verdrehung des Torsionsstabs 26, die mittels des Sensors 12 erfasst und so die resultierende Relativbewegung des unteren Lenkstrangs 24 und des oberen Lenkstrangs 20 gemessen wird (Schritt S2 in 2). 3 zeigt eine Messreihe der resultierenden Relativbewegung über mehrere Perioden hinweg.
  • Die vom Sensor 12 erhaltenen Sensordaten werden in der Steuereinheit 28 gespeichert und anschließend genutzt, um den konstanten Sensoroffset des Sensors 12 zu bestimmen.
  • Dazu wird die Maximalamplitude M in positive und negative Richtung während der Vibration bestimmt, wobei diese über mehrere Schwingungsperioden verfolgt wird (Schritt S3 in 2). Anschließend wird das arithmetische Mittel der Maximalamplituden in positive und negative Richtung berechnet (Schritt S4 in 2) und so der Sensoroffset des Sensors 12 erhalten. Dieser kann in der Steuereinheit 28 gespeichert werden, sodass alle künftig erhaltenen Messwerte des Sensors 12 um den Sensoroffset korrigiert werden können.
  • Bei der Bestimmung des Sensoroffsets muss gewährleistet sein, dass sich der obere Lenkstrang 20 frei bewegen kann. Entsprechend darf das Lenkrad 22 nicht festgehalten werden. Da der Sensoroffset konstant ist, wird dieser daher bevorzugt bereits am Ende der Montage des Kraftfahrzeugs bestimmt, da dort eine freie Bewegung garantiert werden kann.
  • Alternativ und/oder zusätzlich kann der Sensoroffset in regelmäßigen Abständen neu überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. So kann beispielsweise eine Kalibrierung erfolgen, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeugs das Lenkrad 22 loslässt. In diesem Fall sorgt ein Hands-Off-Detektionssystem (nicht gezeigt) dafür, dass das Lenkrad 22 nach einer vorgegebenen Zeitspanne vibriert, um den Fahrer darauf hinzuweisen, dass er das Lenkrad 22 nicht mehr kontrolliert. Hierzu kann auch der Aktuator 30 verwendet werden. Das Hands-Off-Detektionssystem kann mit der Steuereinheit 28 verbunden sein, sodass gleichzeitig die Vibration zur Kalibrierung des Sensoroffsets genutzt werden kann.
  • Wenn das Lenkrad 22 eine unsymmetrische Gewichtsverteilung aufweist, können entsprechende winkelabhängige Korrekturterme in der Steuereinheit 28 hinterlegt und mit den vom Sensor 12 erhaltenen Sensordaten verrechnet werden.
  • Der gemessene Sensorwert kann in einem solchen Fall nach der Formel v S e n s o r ( φ ) = v + o + o ˜  cos ( φ − ϑ )
    Figure DE102019106568A1_0001
    bestimmt werden, wobei νSensor(φ) der vom Winkel φ abhängige gemessene Sensorwert, υ der reale Wert, der vom Sensor erfasst werden sollte,, o der Sensoroffset, õ die maximale positionsabhängige Abweichung, die aufgrund der unsymmetrischen Gewichtsverteilung entsteht, und ϑ der Winkel ist, bei dem õ auftritt. Der gemessene Sensorwert verändert sich entsprechend winkelabhängig in Form einer Kreisfunktion.
  • Während der Bestimmung des Sensoroffsets wird der entsprechende Beitrag herausgerechnet und anschließend im Betrieb des Kraftfahrzeugs auf die gemessenen Sensordaten wieder eingerechnet.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Bestimmen eines Sensoroffsets eines Sensors (12) in einer Vorrichtung (10), insbesondere in einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, die eine erste Komponente (14), eine gegenüber der ersten Komponente (14) bewegliche zweite Komponente (16), ein Rückstellelement (18), einen Aktuator (30) und einen Sensor (12) zur Bestimmung der relativen Bewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Erzeugen einer vorbestimmten Relativbewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16) durch den Aktuator (30); - Messen der resultierenden Relativbewegung mittels des Sensors (12); - Speichern der während der Relativbewegung erhaltenen Sensordaten; und - Bestimmen eines konstanten Sensoroffsets des Sensors (12) anhand der gespeicherten Sensordaten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Relativbewegung eine periodische und symmetrische Bewegung mit Maximalamplituden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung sinusförmig ist oder in Form von Rechteck- oder Dreieckssignalen vom Sensor erfasst wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung über zumindest eine Schwingungsperiode gemessen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Sensoroffset als arithmetisches Mittel der Maximalamplituden der Relativbewegung in positive und negative Richtung innerhalb der wenigstens einen Schwingungsperiode aus den gespeicherten Sensordaten bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung erzeugt wird, wenn die Vorrichtung (10) ansonsten unbetätigt ist, insbesondere wenn ein Lenkrad (22) des Lenksystems unbetätigt und/oder ohne Kontakt zu Händen ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Benutzer der Vorrichtung (10) durch die erzeugte Bewegung auf eine Untätigkeit hingewiesen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung eine rotatorische Bewegung oder eine translatorische Bewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16) ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine positionsabhängige Abweichung bestimmt wird auf Basis einer maximalen Störung, einer Störungsposition, an der die maximale Störung auftritt, und der aktuellen Position der Komponenten zueinander, insbesondere wobei die maximale Störung und die Störungsposition vorbekannt sind.
  10. Vorrichtung, insbesondere ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Komponente (14), einer gegenüber der ersten Komponente (14) beweglichen zweiten Komponente (16), einem Rückstellelement (18), einem Aktuator (30) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16), einem Sensor (12) zur Bestimmung der Relativbewegung zwischen der ersten Komponente (14) und der zweiten Komponente (16) und einer Steuereinheit (28) zur Steuerung des Aktuators (30) und des Sensors (12), wobei die Steuereinheit (28) dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) ein Kraftsensor, ein Drehmomentsensor, ein Gewichtssensor, ein Beschleunigungssensor und/oder ein Drehbeschleunigungssensor ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug ist, das einen oberen Lenkstrang (20), der die erste Komponente (14) darstellt, und einen unteren Lenkstrang (24) aufweist, der die zweite Komponente (16) darstellt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (18) ein Torsionsstab (26) ist, der den oberen Lenkstrang (20) mit dem unteren Lenkstrang (24) drehmomentübertragend verbindet, wobei der Sensor (12) dazu eingerichtet ist, eine Verdrehung des Torsionsstabs (26) zu messen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Lenkstrang (20) ein Lenkrad (22) aufweist, wobei die aktuelle Position der Komponenten (14, 16) zueinander zur Bestimmung des positionsabhängigen Sensoroffsets der Lenkwinkel ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Störung von der Gewichtsverteilung und/oder dem Montagewinkel des Lenkrads (22) abhängig ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005052015A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-01 Denso Corp., Kariya Motorsteuerung und Lenkvorrichtung
DE102011089950A1 (de) * 2011-01-05 2012-07-05 Gm Global Technology Operations, Llc Verfahren und Systeme für die Evaluierung von Fahrzeuglenksystemen
DE102013209459A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Kontakts von Händen mit dem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs
EP2674348B1 (de) * 2011-02-10 2017-10-04 JTEKT Corporation Elektrische servolenkvorrichtung und vorrichtung zur erkennung von sensoranomalien
DE102017117610A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Trw Automotive Gmbh Verfahren zum Erkennen von Händen eines Fahrers auf einem Lenkrad eines Fahrzeuges

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4697168A (en) * 1983-03-25 1987-09-29 Baker Alan J Angle transducer storing an integral number of revolutions' worth of rotor-pole transition data in memory
US4691192A (en) * 1983-03-25 1987-09-01 Baker Alan J Method and apparatus for measuring angular displacement
KR100226633B1 (ko) * 1997-04-25 1999-10-15 오상수 차량용 조향장치의 토오크 센서
DE19844914B4 (de) * 1998-09-30 2005-12-15 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung eines in einem Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensors
JP4058516B2 (ja) * 2003-04-03 2008-03-12 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置におけるトルクセンサのゼロ点設定装置
JP2005009951A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Unisia Jkc Steering System Co Ltd トルクセンサの中立点調整方法及びその方法を用いた装置
JP2005219573A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Denso Corp 車両の電動パワーステアリング制御装置
KR20060035878A (ko) * 2004-10-21 2006-04-27 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 시스템내 토크센서의 옵셋 보상방법
KR100968066B1 (ko) * 2005-03-22 2010-07-08 주식회사 만도 능동 전륜 조향 시스템에서의 조향각 센서의 오프셋보상제어방법
DE112006002671B4 (de) * 2005-10-06 2011-06-16 Ford Otomotiv Sanayi Anonim Sirketi Ein System für Fehlerdiagnose
US7212935B1 (en) * 2005-12-21 2007-05-01 Honeywell International, Inc. Method for in-system auto zeroing of a torque sensor in an automatic transmission drive train
DE102006049960A1 (de) * 2006-05-29 2007-12-06 Conti Temic Microelectronic Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Einstellen eines Offsets eines Sensorelements
US7543679B2 (en) * 2006-07-28 2009-06-09 Delphi Technologies, Inc. Compensation of periodic sensor errors in electric power steering systems
KR100833565B1 (ko) * 2006-12-27 2008-05-30 (재)대구경북과학기술연구원 스티어 바이 와이어 시스템 및 이를 이용한 제어방법
JP4831425B2 (ja) * 2007-03-19 2011-12-07 株式会社ジェイテクト ステアリング装置の試験装置
DE102007029299B4 (de) * 2007-06-22 2011-12-22 Fraba Ag Optischer Sensor für Positionieraufgaben
KR101158301B1 (ko) * 2007-07-31 2012-07-03 주식회사 만도 종가속도 센서의 오프셋 추정장치 및 그 방법
GB0807935D0 (en) * 2008-05-01 2008-06-11 Trw Ltd Improvements relating to steering systems
DE112009002094T8 (de) * 2008-08-25 2012-01-12 Kelsey-Hayes Company Verfahren zum Korrigieren dynamischer Ausgangssignale von Trägheitssensoren mit Montageversatz
JP2010132253A (ja) * 2008-11-10 2010-06-17 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
GB201006290D0 (en) * 2010-04-15 2010-06-02 Trw Ltd Electric power steering system
JP5613537B2 (ja) * 2010-11-18 2014-10-22 カヤバ工業株式会社 電動パワーステアリング装置の調整装置及び調整方法
JP5621581B2 (ja) * 2010-12-24 2014-11-12 株式会社デンソー トルク異常検知装置および輸送機器
US20130332030A1 (en) * 2011-03-02 2013-12-12 Continental Teves Ag & Co. Ohg Intelligent vehicle sensor device
WO2012149980A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 öHLINS RACING AB Steering damper with active adjustment of damping characteristics
GB201118619D0 (en) * 2011-10-27 2011-12-07 Jaguar Cars Improvements in electric power assisted steering (EPAS) systems
KR101895867B1 (ko) * 2011-11-11 2018-09-07 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 토크센서 옵셋 보정장치 및 보정방법
KR101962890B1 (ko) * 2012-03-02 2019-08-01 현대모비스 주식회사 차량 센서 오프셋 보정 시스템 및 그 방법
US20140025330A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-23 Mcube, Inc. Dynamic temperature calibration
CA2882529C (en) * 2012-08-21 2020-03-24 James E. Walters System and method for error correction in angular position sensors
RU2582517C1 (ru) * 2012-10-04 2016-04-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Устройство управления рулением
US9446792B2 (en) * 2012-10-04 2016-09-20 Nissan Motor Co., Ltd. Steering control device
KR20140047991A (ko) * 2012-10-15 2014-04-23 현대모비스 주식회사 Ｍｄｐｓ 모터의 전류 센서 오프셋 검출 방법
JP6030459B2 (ja) * 2013-01-24 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵制御装置
KR20140110424A (ko) * 2013-03-07 2014-09-17 주식회사 한라홀딩스 토크 센서의 고장을 검출하는 장치 및 방법
US10132654B2 (en) * 2013-07-10 2018-11-20 Infineon Technologies Ag Error compensation in an angle sensor
CN105377660A (zh) * 2013-07-17 2016-03-02 日立汽车***株式会社 车辆控制装置
WO2015084980A2 (en) * 2013-12-03 2015-06-11 The Regents Of The University Of California Offset suppression in micromachined lorentz force magnetic sensor by current chopping
JP5910621B2 (ja) * 2013-12-12 2016-04-27 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置、キャリブレーション装置及びキャリブレーション方法
WO2015134685A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Ashton Instruments, Inc. Measurement systems
DE102014207628A1 (de) * 2014-04-23 2015-10-29 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Ermittlung eines Offsets eines Inertialsensors
JP6032257B2 (ja) * 2014-10-09 2016-11-24 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御方法、電動パワーステアリング装置及びそれを搭載した車両
JP6409509B2 (ja) * 2014-10-31 2018-10-24 株式会社ジェイテクト センサシステム
CN104677266B (zh) * 2015-01-20 2017-11-10 江苏多维科技有限公司 强磁场误差校准的磁电阻角度传感器及其校准方法
KR101628736B1 (ko) * 2015-03-18 2016-06-10 현대모비스 주식회사 회전변위 차를 이용한 조향각 센서의 영점 보정 장치 및 방법
US20180231393A1 (en) * 2015-06-23 2018-08-16 Ipcomm Llc Method for Calibrating Local Coordinates and Force Reference of Motion and Ground Reaction Force Analysis System
JP6459827B2 (ja) * 2015-07-28 2019-01-30 株式会社デンソー センサ装置
JP2017077830A (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 Ｋｙｂ株式会社 電動パワーステアリング装置
DE102015121910A1 (de) * 2015-12-16 2017-06-22 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren zur Plausibilisierung von Sensorsignalen, insbesondere in Lenksystemen
US10005488B2 (en) * 2015-12-18 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Electrically controlled steering assistance actuator
JP2017132346A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 上銀科技股▲分▼有限公司 ハンドル回転角度センサーの故障を検出するシステム
CN105799771A (zh) * 2016-03-16 2016-07-27 奇瑞汽车股份有限公司 一种可手动/自动切换的汽车转向装置
JP6579006B2 (ja) * 2016-03-17 2019-09-25 株式会社デンソー センサ装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
US11300463B2 (en) * 2016-04-29 2022-04-12 Thyssenkrupp Presta Ag Optical rotary angle sensor for an electric power assisted steering system of a motor vehicle
US20190210598A1 (en) * 2016-06-21 2019-07-11 Mitsubishi Electric Corporation Vehicle driving assistance apparatus and vehicle driving assistance method
DE102016222206A1 (de) * 2016-11-11 2018-05-17 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Erfassen von Lenkungsfehlstellungen einer adaptiven Lenkung eines Kraftfahrzeugs
US10071764B2 (en) * 2016-11-11 2018-09-11 Steering Solutions Ip Holding Corporation Methods to control a steering system
JP6838215B2 (ja) * 2016-12-21 2021-03-03 日立Astemo株式会社 電子制御装置、制御システム、リセット判定方法
SE541512C2 (en) * 2017-06-07 2019-10-22 Scania Cv Ab Method and system for determining offset of a steering wheel angle sensor
DE102017216536B4 (de) * 2017-09-19 2023-07-06 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zur Kompensation von Störungen eines gemessenen Winkelsignals eines magnetischen Winkelsensors einer elektrischen Maschine und ein entsprechend ausgebildeter Mikrokontroller, eine elektrische Maschine, sowie ein Computerprogrammprodukt
US10408638B2 (en) * 2018-01-04 2019-09-10 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. System and method for controlling a vehicle under sensor uncertainty
US11009522B2 (en) * 2018-09-07 2021-05-18 Caterpillar Inc. Systems and methods for calibrating an acceleration sensor using a payload system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005052015A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-01 Denso Corp., Kariya Motorsteuerung und Lenkvorrichtung
DE102011089950A1 (de) * 2011-01-05 2012-07-05 Gm Global Technology Operations, Llc Verfahren und Systeme für die Evaluierung von Fahrzeuglenksystemen
EP2674348B1 (de) * 2011-02-10 2017-10-04 JTEKT Corporation Elektrische servolenkvorrichtung und vorrichtung zur erkennung von sensoranomalien
DE102013209459A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Kontakts von Händen mit dem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs
DE102017117610A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Trw Automotive Gmbh Verfahren zum Erkennen von Händen eines Fahrers auf einem Lenkrad eines Fahrzeuges

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