[實用新型]車載數(shù)字化扭矩傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120516638.2
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN202372285U
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周莉芳;李昭燦;趙斌;張寶明;姚常瓦
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲易力達機電有限公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及車輛傳感器，具體為一種能檢測到汽車方向盤的扭矩信號并進行數(shù)字化處理和傳輸?shù)能囕d數(shù)字化扭矩傳感器。

背景技術(shù)

目前汽車產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展時期，作為汽車上一種不可缺少的部件——電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS(?Electric?Power?Steering)，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)由電動助力機直接提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護了環(huán)境。另外，還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點。

目前使用的車載扭矩傳感器是由簡單的電子電路組合而成，不可編程調(diào)試，需人工調(diào)整電位和對中，準確度和抗干擾性差，只能輸出模擬電壓信號，使用具有局限性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種車載數(shù)字化扭矩傳感器，這種扭矩傳感器可獲得方向盤上操作力的相關(guān)信息（即扭矩的大小和方向信號），通過扭矩傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞到EPS控制器，并通過控制器進行柔性輸出，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。

本實用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

車載數(shù)字化扭矩傳感器，包括線圈組合和一個扭矩傳感器電路，其中，線圈組合由一對極性相反的電磁感應線圈組合而成，用于接收來自汽車方向盤傳來的扭矩信號，其前端連接汽車方向盤，后部連接扭矩傳感器電路；而所述扭矩傳感器電路包括電源模塊、放大電路以及扭矩傳感器元件，所述電源模塊用于為各器件提供電源，放大電路包括至少一個運放放大器元件及外圍電路，主要用于對電壓信號進行放大、濾波，并在其后連接扭矩傳感器元件。

為方便信息傳輸，在扭矩傳感器后部還設(shè)置有信息傳輸串口，信息傳輸串口后部連接控制器，且輸出電機的控制端也連接到控制器的輸出端上，方便控制器對其進行輸出控制。

在本實用新型中，線圈組合、放大電路、扭矩傳感器元件以及信息傳輸串口為串聯(lián)連接，電源模塊位于線圈組合、放大電路、扭矩傳感器元件以及信息傳輸串口的側(cè)旁，同時為各模塊電路提供穩(wěn)定電源。

本實用新型的工作原理為：汽車方向盤上的轉(zhuǎn)動扭矩經(jīng)過扭力桿、隔磁窗產(chǎn)生變化，通過線圈組合產(chǎn)生感應電壓，通過扭矩傳感器電路上的放大電路進行放大、濾波，扭矩傳感器元件進行A/D采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號，并將這種信號通過信息傳輸串口與控制器進行通訊，控制器根據(jù)此信號對電機輸出電流，產(chǎn)生符合安全要求的助力。

在本實用新型中，所述電源模塊可以由外部電源接入，也可以由組合電路（包括電源芯片和其外圍電路）產(chǎn)生，其后可連接電容濾波器，方便對電源進行管理。

在本實用新型中，扭矩傳感器自帶數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，用于處理放大信號、并進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。

在本實用新型中，扭矩傳感器電路優(yōu)選為雙層單面PCB板，可大大減少布線和裝配的差錯，提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率，同時亦可方便量產(chǎn)。

有益效果：本實用新型的優(yōu)點在于。

1．可通過對扭矩傳感器進行軟件編程控制，得到一個扭矩參考中間點，實現(xiàn)自動對中與線性校正功能，自適應程度高。

2．通過放大電路對信號進行放大處理，具有更高的精度。

3．用數(shù)字信號代替模擬信號，具有更好的抗干擾性。

4．采用串口通訊方式，能與控制器進行數(shù)字信號編碼、解碼通訊，使結(jié)果更為精確。?

附圖說明

圖1?為本實用新型的示意圖。

圖2為本實用新型的線圈組合與扭矩傳感器電路各模塊之間的組合關(guān)系圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

參見圖1的車載數(shù)字化扭矩傳感器的示意圖，汽車方向盤1上的轉(zhuǎn)動扭矩經(jīng)過扭力桿2產(chǎn)生形變（形變量的大小根據(jù)輸入扭矩的不同而不同）、隔磁窗3產(chǎn)生變化，通過線圈組合4產(chǎn)生感應，通過扭矩傳感器電路11上的放大電路5進行放大、濾波，扭矩傳感器元件7進行AD采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號，通過信息傳輸串口8與控制器9進行通訊，控制器9根據(jù)此信號對輸出電機10輸出控制信號，指導輸出電機10輸出安全行車需要的合理扭矩。