[发明专利]电动汽车方向盘位置传感器

说明书

本发明公开一种电动汽车方向盘位置传感器，属于电动汽车方向检测装置技术领域，包括：外齿小齿轮，位于位置传感器本体最内侧，外齿小齿轮套装在方向盘轴上，且可随方向盘轴同步转动；内齿大齿轮，位于外齿小齿轮的外侧，且与外齿小齿轮啮合转动联接；遮光板，联接于内齿大齿轮的外边缘且随内齿大齿轮转动；位置检测环，位于内齿大齿轮的外侧，位置检测环上左半环和右半环对称且均匀放置多个光电门，分别用于方向盘的左转位置和右转位置检测；光电门，可通过遮光板的遮挡产生相应的检测信号。能够为分布式驱动电动汽车动力管理系统提供方向盘位置信息，结构简单，算法简单，为分布式驱动电动汽车技术的研究和推广提供了一种有效的配套技术方案。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车方向盘位置传感器，属于电动汽车方向检测装置技术领域。

背景技术

电动汽车未来的发展方向是将电动机直接装在驱动轮上，这种电动汽车叫分布式驱动电动汽车。分布式驱动电动汽车在转弯时需要采集方向盘位置信息，通过“整车动力分配管理系统”对内外侧车轮实施电子差速。用于检测方向盘位置信息的部件称方向盘位置传感器，也称方向盘转角位置传感器，现有的方向盘位置传感器分成接触式和非接触式两类。由于接触式转角位置传感器具有产生噪音以及耐久性较差的问题，所以目前优选的是非接触式转角位置传感器。由于汽车转向系统方向盘的转向最大转角一般在±540°，所以现有技术的转向系统的转角传感器一般采用转向柱连接的主动齿轮分别啮合两个不同齿数的从动齿轮的结构。转角位置传感器的输出信号主要是利用两个具有不同齿数的从动齿轮的转动周期信号的相位差计算方向盘的转向角度位置。这种转角位置传感器导致了较复杂的角度位置的计算公式，同时这种转角位置传感器的结构导致了安装和标定的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于用较简单的结构和最简单的算法提供一种电动汽车方向盘位置传感器，能够为分布式驱动电动汽车动力管理系统提供方向盘位置信息。

本发明所述的电动汽车方向盘位置传感器，其特征在于：所述的位置传感器包括：

外齿小齿轮，位于位置传感器最内侧，外齿小齿轮套装在方向盘轴上，且可随方向盘轴同步转动；

内齿大齿轮，位于外齿小齿轮的外侧，且与外齿小齿轮啮合转动联接；

内齿大齿轮的齿数是外齿小齿轮的三倍；

遮光板，固定在内齿大齿轮的外边缘随内齿大齿轮同步转动；

位置检测环，位于内齿大齿轮的外侧，用于放置光电门元件，位置检测环上左半环和右半环对称且均匀放置多个光电门，分别用于方向盘的左转位置和右转位置检测；

光电门，放置在位置检测环上，可通过遮光板的遮挡产生相应的检测信号。

外齿小齿轮套装在方何盘轴上，随方向盘同步转动；外齿小齿轮和内齿大齿轮紧密啮合且可灵活转动。传感器内的位置检测环实际是一块环形PCB线路板，固定在传感器外壳上，其左半环和右半环分别布置多个光电门，检测电路其它元件也焊接在上面。内齿大齿轮外圆半径稍小于位置检测环内圆半经，在内齿大齿轮的外边缘固定有遮光板，当外齿小齿轮随方向盘轴转动时，内齿大齿轮被带动，遮光板随内齿大齿轮同步旋转对光电门遮光，以此检测方向盘位置。

所述的光电门，包括光电发射部分和光电接收部分，由一对光电发射和接收对管分别串电阻R₁和R₂构成。光电发射和接收对管分别装在一个槽型塑料架两侧，遮光板从槽中间穿过时遮光，光电门输出相应的位置信号。

汽车电源启动后，光电门的发射管处常通电状态，遮光板不遮光前提下，接收管受光照射是低电阻状态，与接收管串联的R₂上端(即光电门输出端)高电平输出，输出端信号状态为“1”；遮光板遮光时，接收管无光照射是高电阻状态，R₂上端低电平输出，输出端信号状态为“0”。