[发明专利]机动车转向轴转角扭矩传感装置及其测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及机动车转向轴转角扭矩测试技术领域，更具体地说，是涉及一种机动车转向轴转角扭矩传感装置以及测定方法。

背景技术

在现代机动车控制系统中，需要得到精确、可靠的机动车转向轴转角信号和扭矩信号。机动车的转向轴是这样设计的，它包括输入轴、输出轴以及两端连接所述输入轴和输出轴的扭杆。所述输入轴连接方向盘，可与方向盘一起转动，所述输出轴连接转向系统。当所述扭杆受到扭力变形时，在输入轴和输出轴间就产生一旋转角差，此旋转角差与机动车转向轴所受扭矩成正比，因此测定出旋转角差即测得扭矩。

现有技术中测定转角、扭矩的传感装置中，要么将测定转角的传感装置和测定扭矩的传感装置分别单独设置，要么采用一套接触式传感装置同时完成转角和扭矩的测定。前种方式存在传感装置位置不好布置、成本高、连线复杂等问题。而后种方式则存在可靠性及寿命问题，并且随着使用时间的逐渐增加，其测量精度会相应逐渐降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种机动车转向轴转角扭矩传感装置，其可同时测定机动车转向轴的转角和扭矩，并具有较高的可靠性。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种机动车转向轴转角扭矩的测定方法，其可同时实现转角扭矩的测定。

对于本发明机动车转向轴转角扭矩传感装置来说，上述技术问题是这样加以解决的：提供一种机动车转向轴转角扭矩传感装置，所述机动车转向轴包括输入轴、输出轴以及两端连接所述输入轴和输出轴的扭杆，所述传感装置包括第一齿轮组、第二齿轮组以及角位信息处理系统，

所述第一齿轮组包括与所述输入轴固定连接的第一主动轮以及受所述第一主动轮驱动并具有不同齿数的至少两个第一从动轮，所述至少两个第一从动轮齿数的最小公倍数不小于所述第一主动轮的齿数与所述第一主动轮要求的最大旋转圈数的乘积；

所述第二齿轮组包括与所述输出轴固定连接的第二主动轮以及受所述第二主动轮驱动并具有不同齿数的至少两个第二从动轮，所述至少两个第二从动轮齿数的最小公倍数不小于所述第二主动轮的齿数与所述第二主动轮要求的最大旋转圈数的乘积；

所述角位信息处理系统包括单片机、与所述单片机电连接并可探测所述第一、第二从动轮角位信息的角度侦测单元。

对于本发明机动车转向轴转角扭矩测定方法来说，上述技术问题是这样加以解决的：采用上述的传感装置，包括以下步骤：

1)进行工作状态的判定，如果第一、第二从动轮的旋转圈数N已知并可靠，则采用常规测定方法测定各从动轮的旋转圈数，其它情况则采用非常规测定方法测定各从动轮的旋转圈数；

2)将所述角位信息处理系统测得的第一、第二从动轮的角位信息J和在步骤1)中得出的第一、第二从动轮的旋转圈数N，代入公式M＝360*N+J算出各第一从动轮的绝对转角和各第二从动轮的绝对转角，进而得出输入轴和输出轴的转角信号；

3)根据传动比关系，利用在步骤2)中得出的第一、第二从动轮的绝对转角得出输入轴和输出轴之间的角差，进而得出输入轴和输出轴之间的扭矩信号。

这样，由于本发明采用分别与输入轴和输出轴固定连接的第一齿轮组和第二齿轮组，所述角位信息处理系统包括可探测所述第一、第二从动轮角位信息的角度侦测单元，从而可通过采用常规或非常规测定方法测定各从动轮的旋转圈数N，将旋转圈数N和通过角位信息处理系统测得的各个从动轮的角位信息J结合即得各从动轮的绝对旋转角度，进而得出输入轴和输出轴的转角信号；两者相减即得出正比于输入轴和输出轴之间扭矩的信号，进而得出输入轴和输出轴扭矩的信号，改变了现有技术中采用接触式传感装置的做法，不仅可同时测得转角和扭矩，而且可靠性和精度也得到了提高。

附图说明

图1是本发明机动车转向轴转角扭矩传感装置一较佳实施例的立体示意图；

图2是本发明机动车转向轴转角扭矩测定方法一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，为本发明机动车转向轴转角扭矩传感装置的一较佳实施例，所述机动车转向轴包括输入轴1、输出轴2以及两端连接所述输入轴和输出轴的扭杆(图中未示出)。而且，输入轴1与输出轴2之间设有旋转限位结构，一般情况下，两者之间的角差不大于10°。所述传感装置包括第一齿轮组3、第二齿轮组4以及角位信息处理系统5。