[实用新型]车载数字化扭矩传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及车辆传感器，具体为一种能检测到汽车方向盘的扭矩信号并进行数字化处理和传输的车载数字化扭矩传感器。

背景技术

目前汽车产业处于快速发展时期，作为汽车上一种不可缺少的部件——电动助力转向系统EPS( Electric Power Steering)，是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。

目前使用的车载扭矩传感器是由简单的电子电路组合而成，不可编程调试，需人工调整电位和对中，准确度和抗干扰性差，只能输出模拟电压信号，使用具有局限性。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种车载数字化扭矩传感器，这种扭矩传感器可获得方向盘上操作力的相关信息（即扭矩的大小和方向信号），通过扭矩传感器转换成数字信号传递到EPS控制器，并通过控制器进行柔性输出，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

车载数字化扭矩传感器，包括线圈组合和一个扭矩传感器电路，其中，线圈组合由一对极性相反的电磁感应线圈组合而成，用于接收来自汽车方向盘传来的扭矩信号，其前端连接汽车方向盘，后部连接扭矩传感器电路；而所述扭矩传感器电路包括电源模块、放大电路以及扭矩传感器元件，所述电源模块用于为各器件提供电源，放大电路包括至少一个运放放大器元件及外围电路，主要用于对电压信号进行放大、滤波，并在其后连接扭矩传感器元件。

为方便信息传输，在扭矩传感器后部还设置有信息传输串口，信息传输串口后部连接控制器，且输出电机的控制端也连接到控制器的输出端上，方便控制器对其进行输出控制。

在本实用新型中，线圈组合、放大电路、扭矩传感器元件以及信息传输串口为串联连接，电源模块位于线圈组合、放大电路、扭矩传感器元件以及信息传输串口的侧旁，同时为各模块电路提供稳定电源。

本实用新型的工作原理为：汽车方向盘上的转动扭矩经过扭力杆、隔磁窗产生变化，通过线圈组合产生感应电压，通过扭矩传感器电路上的放大电路进行放大、滤波，扭矩传感器元件进行A/D采样和模数转换后输出数字信号，并将这种信号通过信息传输串口与控制器进行通讯，控制器根据此信号对电机输出电流，产生符合安全要求的助力。

在本实用新型中，所述电源模块可以由外部电源接入，也可以由组合电路（包括电源芯片和其外围电路）产生，其后可连接电容滤波器，方便对电源进行管理。

在本实用新型中，扭矩传感器自带数模转换装置，用于处理放大信号、并进行数模转换。

在本实用新型中，扭矩传感器电路优选为双层单面PCB板，可大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率，同时亦可方便量产。

有益效果：本实用新型的优点在于。

1．可通过对扭矩传感器进行软件编程控制，得到一个扭矩参考中间点，实现自动对中与线性校正功能，自适应程度高。

2．通过放大电路对信号进行放大处理，具有更高的精度。

3．用数字信号代替模拟信号，具有更好的抗干扰性。

4．采用串口通讯方式，能与控制器进行数字信号编码、解码通讯，使结果更为精确。 

附图说明

图1 为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型的线圈组合与扭矩传感器电路各模块之间的组合关系图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1的车载数字化扭矩传感器的示意图，汽车方向盘1上的转动扭矩经过扭力杆2产生形变（形变量的大小根据输入扭矩的不同而不同）、隔磁窗3产生变化，通过线圈组合4产生感应，通过扭矩传感器电路11上的放大电路5进行放大、滤波，扭矩传感器元件7进行AD采样和模数转换后输出数字信号，通过信息传输串口8与控制器9进行通讯，控制器9根据此信号对输出电机10输出控制信号，指导输出电机10输出安全行车需要的合理扭矩。