[發明專利]一種轉向機用光電式角度傳感器

在審

• 申請號: 202010908248.3
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN114199162A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 李偉;沈雨春;吳靜奇;戴培軍
• 申請（專利權）人: 博世華域轉向系統有限公司
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 上海專益專利代理事務所(特殊普通合伙) 31381
• 代理人: 方燕娜;王雯婷

1.一種轉向機用光電式角度傳感器，包括上蓋板、光電傳感器、漸變色環、連接器、外殼、電子控制單元，其特征在于：上蓋板（1）覆蓋在外殼（9）的頂部，外殼（9）內安裝有連接器（8），連接器（8）與轉向齒輪連接，連接器（8）外套設有漸變色環（10），漸變色環（10）的邊緣正下方設有光電傳感器一（5）和光電傳感器二（7），光電傳感器一（5）的感應電壓信號輸出端與電子控制單元（11）的微控制器（12）的模數轉化通道一連接，光電傳感器二（7）的感應電壓信號輸出端與電子控制單元（11）的微控制器（12）的模數轉化通道二連接。

2.根據權利要求1所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的光電傳感器一（5）或光電傳感器二（7）的發射接收面與漸變色環（10）之間的距離為2mm。

3.根據權利要求1所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的光電傳感器一（5）或光電傳感器二（7）的型號為ITR9909。

4.根據權利要求1所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的電子控制單元（11）所采用的微控制器的型號為TC299TP。

5.根據權利要求1所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的電子控制單元（11）設有電源管理模塊（13），電源管理模塊（13）的輸入端與12V電源連接，電源管理模塊（13）的輸出端分別與光電傳感器一（5）、光電傳感器二（7）、微控制器（12）的電源端連接。

6.根據權利要求1所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的漸變色環（10）隨著轉向齒輪轉動，光電傳感器一（5）和光電傳感器二（7）接收到漸變色環（10）反射的紅外光并將電信號輸出給微控制器（12），微控制器（12）將電信號進行模數轉換并形成傳感器一電壓值和傳感器二電壓值，根據傳感器一電壓值和傳感器二電壓值采用查表法及線性插值法獲得當前角度值；如當前角度值大于上一角度值，則判斷當前旋轉方向為逆時針旋轉，如當前角度值小于上一角度值，則判斷當前旋轉方向為順時針旋轉，將當前旋轉方向儲存至寄存器；在存儲器中設置計數器記錄經過0°位置的次數，計數器初始值為0，逆時針旋轉經過0°位置時，計數器數值加1，順時針旋轉經過0°位置，計數器數值減1；最終角度值=當前角度值+計數器數值*360°。

7.根據權利要求6所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的查表法為根據傳感器一電壓值和傳感器二電壓值的具體數值，在電壓角度表格內查找到對應的方向盤角度，即為當前角度值。

8.根據權利要求6所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的線性插值法具體如下：步驟1，通過取整索引在電壓角度表格內確定角度區域，再在區域內根據傳感器一電壓值檢索最鄰近的電壓值點P1及對應的角度Angle_P1，并記錄沿差值方向臨近點角度Angle_P1’，根據傳感器二電壓值檢索最鄰近的電壓值點P2及對應的角度Angle_P2，并記錄沿差值方向臨近點角度Angle_P2’；步驟2，計算傳感器一電壓值與最鄰近的電壓值點P1的差值一，差值百分比數值δ1等于差值一除以1度分辨電壓，計算傳感器二電壓值與最鄰近的電壓值點P2的差值二，差值百分比數值δ2等于差值二除以1度分辨電壓，傳感器一的角度=Angle _P1+（Angle _P1’- Angle _P1）*δ1，傳感器二的角度= Angle _P2+ （Angle _P2’- Angle _P2）*δ2，當前角度值 =（傳感器一的角度+傳感器二的角度）/2。

9.根據權利要求8所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的1度分辨電壓=（漸變色環最淺處對應的電壓值-漸變色環最深處對應的電壓值）/漸變色環從最深處到最淺處需轉動的角度。

10.根據權利要求1所述的一種轉向機用光電式角度傳感器，其特征在于：所述的漸變色環（10）為顏色深度線性漸變的圓環。