[发明专利]一种采用应变片方式检测扭矩的EPS扭矩传感器在审

专利信息
申请号: 201911247182.1 申请日: 2019-12-09
公开(公告)号: CN110793687A 公开(公告)日: 2020-02-14
发明(设计)人: 邹奇峰 申请(专利权)人: 邹奇峰
主分类号: G01L3/10 分类号: G01L3/10;G01L5/22
代理公司: 34134 安徽知问律师事务所 代理人: 侯晔
地址: 243000 安徽省马*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 应变片 扭矩传递轴 扭矩传感器 方式检测 外壳体 电压信号 扭矩信号 输出扭矩 同轴设置 周向对称 转向管柱 体内部 方向盘 插座 包覆 量程 扭杆 扭力 变形 外围 采集 测试
【说明书】:

本发明公开了一种采用应变片方式检测扭矩的EPS扭矩传感器,属于EPS扭矩传感器技术领域。本发明的一种采用应变片方式检测扭矩的EPS扭矩传感器,扭矩传递轴和外壳体,所述外壳体设置在扭矩传递轴中部并包覆在其外围;所述外壳体内部同轴设置有PCB板,所述PCB板上连接有插座;所述扭矩传递轴中部的圆柱体的外表面沿周向对称设置有应变片,当扭矩传递轴受到来自方向盘上的扭力时,所述应变片发生变形,从而产生电压信号;采用应变片采集扭矩信号,使得扭矩值精度高、测试的扭矩量程大即输出扭矩值范围大;本装置可直接连接在EPS转向管柱上,取消了扭杆,结构上更简单。

技术领域

本发明涉及EPS扭矩传感器技术领域,更具体地说是一种采用应变片方式检测扭矩的EPS扭矩传感器。

背景技术

电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS)一般包括控制器、电机、转向管柱、传感器、减速箱和方向机等。控制器根据车速信号以及扭矩转角传感器采集的转向盘扭矩与转角信号,控制助力电机输出相应大小和方向的转矩,实现汽车转向随速助力及转向盘主动回正等功能。

EPS扭矩传感器是汽车电动助力转向系统关键零部件之一,通常有两种类型,一种是电位计式EPS扭矩传感器,一种是非接触式EPS扭矩传感器;这两种EPS扭矩传感器都内置了扭杆,作用在方向盘上的扭矩通过扭杆得到转角位移量,并由扭杆的刚度即可计算出实际扭矩值的大小。

如中国专利申请公布号为:CN103303365A、申请公布日为:2013年9月18日,公开了一种商用车EPS行车控制系统,包括方向盘、与所述方向盘连接的转向管柱、轮胎、可逆永磁直流电机、磁粉制动器及ECU电子控制单元(Electronic Control Unit,简称ECU)微机控制器,所述转向管柱上设有转角传动器A和转角传动器B,所述方向盘下端设有扭矩传感器,所述轮胎的车轮轴上设有速度传感器和重力传感器。车辆行驶中驾驶员转动方向盘,扭矩传感器检测到方向盘扭转杆变形,将扭转杆变化信息转化为电子信号,并通过ECU微机控制器上的扭矩信号输入端口输入ECU微机控制器,此时安装于轮胎的车轮轴上的速度传感器及重力传感器也将数据输入ECU微机控制器,通过算法软件计算输入的三个数据值对ECU微机控制器的电压进行可变化控制。这样即可实现车辆行驶过程中加速中的惯性补偿控制及转弯时的助力补偿控制;采用这种方式的缺点是:扭杆在实际机械加工制作中受加工尺寸、材料、热处理等因素其刚度系数很难做到一致,这样导致扭矩值误差较大,同时因扭杆的扭转角度的限制,输出扭矩值最大范围也有了一定的限制,此外因内置了扭杆,EPS扭矩传感器在结构上较为复杂。

另外目前EPS扭矩传感器输出信号多为占空比信号,在接入ECU后需将占空比信号转换成扭矩数值数据,在数据处理上不方便,也存在一定的转换误差。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中EPS扭矩传感器扭杆扭矩值误差较大、输出扭矩值最大范围也有一定的限制等问题,本发明公开了一种采用应变片方式检测扭矩的EPS扭矩传感器,所述EPS扭矩传感器取消了扭杆,结构上更简单;利用应变片采集扭矩信号,使得扭矩值精度高、测试的扭矩量程大即输出扭矩值范围大。

2.技术方案

为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:

一种采用应变片方式检测扭矩的EPS扭矩传感器,包括扭矩传递轴和外壳体,所述外壳体设置在扭矩传递轴中部并包覆在所述扭矩传递轴外围;所述外壳体内部同轴设置有PCB板,所述PCB板上连接有插座,所述插座头部穿出外壳体并置于外部;所述扭矩传递轴中部设置有台阶Ⅰ和台阶Ⅱ,所述两台阶之间设置有圆柱体,圆柱体的外表面沿周向对称设置有应变片,当扭矩传递轴受到来自方向盘上的扭力时,所述应变片发生变形,从而产生电压信号;采用应变片采集扭矩信号,使得扭矩值精度高、测试的扭矩量程大即输出扭矩值范围大。

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