專利名稱：方向盤轉角測量傳感器和相關測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及轉角測量技術領域，特別涉及方向盤轉角測量技術領域，具體是指一種方向盤轉角測量傳感器和相關測量系統(tǒng)。
背景技術：
傳感器在汽車現(xiàn)代化系統(tǒng)中扮演著重要的角色。隨著社會對安全、節(jié)能環(huán)保汽車的需求的提高，更多的汽車裝備了電動轉向器(EPS)和電子穩(wěn)定程序(ESP)以及其他智能控制系統(tǒng)。這些汽車電控系統(tǒng)的有效運行，需要轉向角度信號。對此，目前有以下幾種角度傳感器I)測量方式，有使用差動變壓器式和電位器式工作原理的傳感器，在使用過程中 存在精度差，響應時間慢等不足，對安裝的要求也比較高。2)通信方式，用戶通過讀取電壓信號，串口數(shù)據(jù)雖然解決對角度信息的采集工作。但是電壓信號易受干擾，串口通信缺少直觀的監(jiān)測設備和軟件，用戶就沒辦法確認收獲的角度信息是否及時，正確。隨著非接觸式霍爾技術的應用越來越廣，以及CAN總線在汽車電子產(chǎn)品中占有主流地位。希望提出一種方向盤轉角測量傳感器和相關測量系統(tǒng)，從而既能使用戶使用方便，又具備很高的可靠性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種方向盤轉角測量傳感器和相關測量系統(tǒng)，該方向盤轉角測量傳感器設計巧妙、結構簡潔，既能使用戶使用方便，又具備很高的可靠性，適于大規(guī)模推廣應用。為了實現(xiàn)上述目的，在本實用新型的第一方面，提供了一種方向盤轉角測量傳感器，其特點是，包括第一齒圈、第二齒圈、第三齒圈、第一磁鐵、第二磁鐵、第一霍爾芯片和第二霍爾芯片，所述第一齒圈和所述第二齒圈分別與所述第三齒圈嚙合，所述第一齒圈和所述第二齒圈中分別嵌設有所述第一磁鐵和所述第二磁鐵，所述第三齒圈、所述第一磁鐵和所述第二磁鐵均可轉動設置，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均位于所述第一齒圈、所述第二齒圈和所述第三齒圈外并分別與所述第一磁鐵和所述第二磁鐵間隔設置。較佳地，所述第一霍爾芯片與所述第一磁鐵間隔2_，所述第二霍爾芯片與所述第二磁鐵間隔2mm。較佳地，所述方向盤轉角測量傳感器還包括電子線路板，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片安裝在所述電子線路板上并與所述電子線路板電路連接。較佳地，所述方向盤轉角測量傳感器還包括外殼，所述第一齒圈、所述第二齒圈、所述第三齒圈、所述第一磁鐵、所述第二磁鐵、所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均位于所述外殼內(nèi)，所述第三齒圈、所述第一磁鐵和所述第二磁鐵均可轉動安裝在所述外殼中。在本實用新型的第二方面，提供了一種方向盤轉角測量系統(tǒng)，其特點是，包括CAN芯片、轉角計算芯片和上述的方向盤轉角測量傳感器，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均分別與所述CAN芯片和所述轉角計算芯片電路連接，所述CAN芯片與所述轉角計算芯片電路連接。較佳地，所述方向盤轉角測量系統(tǒng)還包括存儲器，所述存儲器電路連接所述CAN
-H-* I I
心/T O更佳地，所述存儲器是電可擦除存儲器。較佳地，所述方向盤轉角測量系統(tǒng)還包括電源，所述電源分別電路連接所述第一霍爾芯片、所述第二霍爾芯片、所述轉角計算芯片和所述CAN芯片。 本實用新型的有益效果具體在于I、本實用新型的方向盤轉角測量傳感器包括第一齒圈、第二齒圈、第三齒圈、第一磁鐵、第二磁鐵、第一霍爾芯片和第二霍爾芯片，所述第一齒圈和所述第二齒圈分別與所述第三齒圈嚙合，所述第一齒圈和所述第二齒圈中分別嵌設有所述第一磁鐵和所述第二磁鐵，所述第三齒圈、所述第一磁鐵和所述第二磁鐵均可轉動設置，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均位于所述第一齒圈、所述第二齒圈和所述第三齒圈外并分別與所述第一磁鐵和所述第二磁鐵間隔設置，測量時第三齒圈安裝在轉向管柱上，轉向管柱與汽車方向盤固定連接，第三齒圈轉動帶動第一齒圈和第二齒圈轉動，進而帶動第一磁鐵和第二磁鐵旋轉，由第一霍爾芯片和第二霍爾芯片測量到，通過算法計算就可以得到當前的方向盤轉動絕對角度，設計巧妙、結構簡潔，既能使用戶使用方便，又具備很高的可靠性，適于大規(guī)模推廣應用。2、本實用新型的方向盤轉角測量系統(tǒng)包括CAN芯片、轉角計算芯片和上述的方向盤轉角測量傳感器，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均分別與所述CAN芯片和所述轉角計算芯片電路連接，所述CAN芯片與所述轉角計算芯片電路連接，轉角計算芯片接收第一霍爾芯片和第二霍爾芯片的數(shù)據(jù)，經(jīng)過相應的算法得到方向盤的實際轉動的角度值，然后通過CAN總線和外界通信，設計巧妙、結構簡潔，既能使用戶使用方便，又具備很高的可靠性，適于大規(guī)模推廣應用。

圖I是本實用新型的方向盤轉角測量傳感器的一具體實施例的結構示意圖。圖2是本實用新型的方向盤轉角測量系統(tǒng)的一具體實施例的結構示意圖。圖3是圖2所示的具體實施例的工作流程示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。請參見圖I所示，本實用新型的方向盤轉角測量傳感器包括第一齒圈I、第二齒圈
2、第三齒圈3、第一磁鐵4、第二磁鐵5、第一霍爾芯片6和第二霍爾芯片7,所述第一齒圈I和所述第二齒圈2分別與所述第三齒圈3嚙合，所述第一齒圈I和所述第二齒圈2中分別嵌設有所述第一磁鐵4和所述第二磁鐵5，所述第三齒圈3、所述第一磁鐵4和所述第二磁鐵5均可轉動設置，所述第一霍爾芯片6和所述第二霍爾芯片7均位于所述第一齒圈I、所述第二齒圈2和所述第三齒圈3外并分別與所述第一磁鐵4和所述第二磁鐵5間隔設置。[0023]所述第一霍爾芯片6與所述第一磁鐵7間隔距離根據(jù)實際情況確定，在本實用新型的具體實施例中，所述第一霍爾芯片6與所述第一磁鐵4間隔2_，所述第二霍爾芯片7與所述第二磁鐵5間隔2mm。電子線路板(未示出)可以包括，也可以不包括，在本實用新型的具體實施例中，所述方向盤轉角測量傳感器還包括電子線路板，所述第一霍爾芯片6和所述第二霍爾芯片7安裝在所述電子線路板上并與所述電子線路板電路連接。外殼(未示出)可以包括，也可以不包括，較佳地，所述方向盤轉角測量傳感器還包括外殼，所述第一齒圈I、所述第二齒圈2、所述第三齒圈3、所述第一磁鐵4、所述第二磁鐵5、所述第一霍爾芯片6和所述第二霍爾芯片7均位于所述外殼內(nèi)，所述第三齒圈3、所述第一磁鐵4和所述第二磁鐵5均可轉動安裝在所述外殼中。在本實用新型的具體實施例中，電子線路板也位于外殼中。請參見圖2所示，本實用新型的方向盤轉角測量系統(tǒng)包括CAN芯片、轉角計算芯片和上述的方向盤轉角測量傳感器，所述第一霍爾芯片6和所述第二霍爾芯片7 (即圖2中的 傳感器芯片)均分別與所述CAN芯片和所述轉角計算芯片電路連接，所述CAN芯片與所述轉角計算芯片電路連接。為了及時存儲相關信息，請參見圖2所示，在本實用新型的具體實施例中，所述方向盤轉角測量系統(tǒng)還包括存儲器，所述存儲器電路連接所述CAN芯片。所述存儲器可以是任何合適的存儲器，在本實用新型的具體實施例中，所述存儲器是電可擦除存儲器E2prom。電源可以包括，也可以不包括，較佳地，所述方向盤轉角測量系統(tǒng)還包括電源，所述電源分別電路連接所述第一霍爾芯片6、所述第二霍爾芯片7、所述轉角計算芯片和所述CAN芯片。請參見圖2所示，在本實用新型的具體實施例中，所述電源還電路連接所述存儲器。請參見圖3所示，使用時，第三齒圈3安裝在轉向管柱上，轉向管柱與汽車方向盤固定連接，車輛點火后，首先初始化通過CAN芯片對方向盤轉角測量傳感器進行啟動標定(例如通過CAN芯片使用特定的ID對第一霍爾芯片6和第二霍爾芯片7發(fā)送標定命令)，第一霍爾芯片6和第二霍爾芯片7把當前位置作為零點，接著，隨著方向盤轉動，第三齒圈3轉動帶動第一齒圈I和第二齒圈2轉動，進而帶動第一磁鐵4和第二磁鐵5旋轉，由第一霍爾芯片6和第二霍爾芯片7測量到；然后讀取芯片數(shù)據(jù)角計算芯片接收第一霍爾芯片6和第二霍爾芯片7的數(shù)據(jù)；再數(shù)據(jù)處理第一霍爾芯片6和第二霍爾芯片7獲得各自相對應的磁鐵的轉角數(shù)據(jù)，通過轉角/各齒之間的角度差計算出齒圈轉過的齒數(shù)，通過第三齒圈3各齒之間的角度差*齒數(shù)，得到方向盤的實際轉動的角度值；然后通過霍爾芯片發(fā)出的數(shù)據(jù)幀的標志位判斷是否為有效數(shù)據(jù)，若為無效數(shù)據(jù)，則通過CAN總線向車身網(wǎng)絡報警，若為有效數(shù)據(jù)，則發(fā)送角度數(shù)據(jù)至CAN芯片，然后通過CAN芯片和外界通信，把當前的角度信息通過CAN總線傳送到車身網(wǎng)絡，每次斷電后把當前的信息儲存起來，下次工作時再讀取出來。本實用新型的方向盤轉角測量傳感器為一種非接觸式霍爾轉角傳感器，用戶可以測量方向盤轉動的角度和速度。本實用新型的方向盤轉角測量系統(tǒng)通過CAN總線進行標定和傳輸數(shù)據(jù)。通過CAN總線對方向盤轉角測量傳感器進行標定后，方向盤轉角測量傳感器就可以以當前位置為零點對方向盤的轉動角度進行測量。[0032]本實用新型與現(xiàn)有技術相比有以下優(yōu)點對環(huán)境要求低，性價比高，適用性強，由于可以更改外殼形狀尺寸，這樣用戶可以根據(jù)自己的想法選擇安裝的位置，同時操作簡單，不需要進行復雜的操作，即可使系統(tǒng)正常工作。具有使用方便、響應速度快，抗干擾性能好等特點。綜上，本實用新型的方向盤轉角測量傳感器設計巧妙、結構簡潔，既能使用戶使用方便，又具備很高的可靠性，適于大規(guī)模推廣應用。 在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求1.一種方向盤轉角測量傳感器，其特征在于，包括第一齒圈、第二齒圈、第三齒圈、第一磁鐵、第二磁鐵、第一霍爾芯片和第二霍爾芯片，所述第一齒圈和所述第二齒圈分別與所述第三齒圈嚙合，所述第一齒圈和所述第二齒圈中分別嵌設有所述第一磁鐵和所述第二磁鐵，所述第三齒圈、所述第一磁鐵和所述第二磁鐵均可轉動設置，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均位于所 述第一齒圈、所述第二齒圈和所述第三齒圈外并分別與所述第一磁鐵和所述第二磁鐵間隔設置。
2.根據(jù)權利要求I所述的方向盤轉角測量傳感器，其特征在于，所述第一霍爾芯片與所述第一磁鐵間隔2mm，所述第二霍爾芯片與所述第二磁鐵間隔2mm。
3.根據(jù)權利要求I所述的方向盤轉角測量傳感器，其特征在于，所述方向盤轉角測量傳感器還包括電子線路板，所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片安裝在所述電子線路板上并與所述電子線路板電路連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的方向盤轉角測量傳感器，其特征在于，所述方向盤轉角測量傳感器還包括外殼，所述第一齒圈、所述第二齒圈、所述第三齒圈、所述第一磁鐵、所述第二磁鐵、所述第一霍爾芯片和所述第二霍爾芯片均位于所述外殼內(nèi)，所述第三齒圈、所述第一磁鐵和所述第二磁鐵均可轉動安裝在所述外殼中。
專利摘要本實用新型涉及一種方向盤轉角測量傳感器，包括第一齒圈、第二齒圈、第三齒圈、第一磁鐵、第二磁鐵、第一霍爾芯片和第二霍爾芯片，第一齒圈和第二齒圈分別與第三齒圈嚙合，第一齒圈和第二齒圈中分別嵌設有第一磁鐵和第二磁鐵，第三齒圈、第一磁鐵和第二磁鐵均可轉動設置，第一霍爾芯片和第二霍爾芯片均位于第一齒圈、第二齒圈和第三齒圈外并分別與第一磁鐵和第二磁鐵間隔設置。較佳地，第一霍爾芯片與第一磁鐵間隔2mm，第二霍爾芯片與第二磁鐵間隔2mm。還提供了相關的方向盤轉角測量系統(tǒng)。本實用新型的方向盤轉角測量傳感器設計巧妙、結構簡潔，既能使用戶使用方便，又具備很高的可靠性，適于大規(guī)模推廣應用。
文檔編號G01B7/30GK202547590SQ20122008940
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者曹晨軍, 蔡旸, 陳曉青 申請人:東風電子科技股份有限公司