本实用新型专利技术涉及电动助力领域。本实用新型专利技术公开了一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路，包括接触式扭矩传感器和与之连接的信号采集电路，所述信号采集电路包括滤波电路、过压保护电路、电压跟随电路和分压采集电路，接触式扭矩传感器的信号输出端经过滤波电路和过压保护电路后接电压跟随电路的输入端，所述电压跟随电路的输出端接分压采集电路的输入端，所述分压采集电路的输出端接控制器的输入端。本实用新型专利技术可以避免接触式扭矩传感器长期使用磨损后造成接触电阻增加对扭矩信号采集造成的干扰，使控制器采集的扭矩信号完全不受接触电阻的干扰，可以稳定正确地采集扭矩信号，有效地进行电动助力转向。
【技术实现步骤摘要】
一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路
本技术属于电动助力领域，具体地涉及一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路。
技术介绍
电动助力转向是利用扭矩传感器来检测驾驶员的动作，控制器通过采集扭矩传感器的信号判断驾驶员的意图，并提供不同方向和不同大小的助力电流，使驾驶员轻松稳定的转动方向盘。所以扭矩传感器在电动助力转向系统中起到至关重要的作用。如果信号错误将导致控制器提供的助力电流错误，从而导致方向盘转向错误。扭矩传感器分为两种类型，一种为接触式扭矩传感器，另外一种为非接触式扭矩传感器。由于接触式扭矩传感器价格便宜，原理、结构和安装简单，受到广大厂家的喜爱。接触式扭矩传感器的原理类似滑动变阻器，其长期使用会造成电刷与基板的接触表面磨损，造成接触电阻增加，使控制器采集到的信号将会有偏差，从而影响控制器的判断，最终导致电动助力转向失效。下面将具体说明：图1所示为接触式扭矩传感器的等效电路图1和现有的信号采集电路2，其中电阻R1表示接触电阻，理想状态电阻R1=0，在方向盘在左右转动时，电刷（即滑动变阻器RV1上的滑动触头）会左右滑动，传输给控制器的电压会随着变化，控制器根据采集到的不同电压值做出相应的动作。但是随着电刷与基板长时间接触滑动，会造成表面磨损，从而造成表面接触电阻即电阻R1增大，由于电阻R1与电阻R3形成分压，在电刷位于同个地方时，因为电阻R1阻值的递增，电阻R1端输出的电压势必递减，造成控制器采集到的电压变小，使控制器误判，从而做出其他动作，当接触电阻继续增大，甚至将造成转向系统失效。
技术实现思路
本技术目的在于为解决上述问题而提供一种可以避免接触式扭矩传感器长期使用磨损后造成接触电阻增加对扭矩信号采集造成的干扰，使控制器采集的扭矩信号完全不受接触电阻的干扰，可以稳定正确地采集扭矩信号，有效地进行电动助力转向的用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路。为此，本技术公开了一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路，包括接触式扭矩传感器和与之连接的信号采集电路，所述信号采集电路包括滤波电路、过压保护电路、电压跟随电路和分压采集电路，接触式扭矩传感器的信号输出端经过滤波电路和过压保护电路后接电压跟随电路的输入端，所述电压跟随电路的输出端接分压采集电路的输入端，所述分压采集电路的输出端接控制器的输入端。进一步的，所述滤波电路和过压保护电路包括电容C1和开关二极管D1，所述开关二极管D1的型号为BAV99，接触式扭矩传感器的信号输出端串联电阻R4接电压跟随电路的输入端，所述电容C1的第一端和开关二极管D1的公共端接在电阻R4与电压跟随电路的输入端之间的节点上，所述电容C1的第二端和开关二极管D1的阳极接地，所述开关二极管D1的阴极接+5V电压。进一步的，所述电压跟随电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的同相输入端经过滤波电路和过压保护电路接触式扭矩传感器的信号输出端，所述运算放大器U1的反相输入端接运算放大器U1的输出端，所述运算放大器U1的输出端接分压采集电路的输入端。进一步的，所述分压采集电路包括电阻R2和R3，所述电阻R2和R3串联后接在运算放大器U1的输出端与地之间，所述电阻R2和R3之间的节点接控制器的输入端。本技术的有益技术效果：本技术通过插入电压跟随电路，可以避免接触式扭矩传感器长期使用磨损后造成接触电阻增加对扭矩信号采集造成的干扰，使控制器采集的扭矩信号完全不受接触电阻的干扰，可以稳定正确地采集扭矩信号，有效地进行电动助力转向，且电路结构简单。附图说明图1为接触式扭矩传感器的等效电路图和现有的信号采集电路图；图2为本技术具体实施例的电路原理图及接触电阻R1为近似0K的Proteus仿真结果图；图3为本技术的接触电阻R1为5K的Proteus仿真结果图；图4为本技术的接触电阻R1为50K的Proteus仿真结果图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图2所示，一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路，包括接触式扭矩传感器和与之连接的信号采集电路，所述信号采集电路包括滤波电路、过压保护电路、电压跟随电路和分压采集电路，接触式扭矩传感器的信号输出端经过滤波电路和过压保护电路后接电压跟随电路的输入端，所述电压跟随电路的输出端接分压采集电路的输入端，所述分压采集电路的输出端接控制器的输入端。本具体实施例中，所述滤波电路和过压保护电路包括电容C1和开关二极管D1，所述开关二极管D1的型号为BAV99，，所述电压跟随电路包括运算放大器U1，所述分压采集电路包括电阻R2和R3。接触式扭矩传感器（在图2中等效为滑动变阻器RV1，电阻R1表示电刷与基板的接触电阻）的信号输出端R4（1）串联电阻R4接运算放大器U1的同相输入端，所述电容C1的第一端和开关二极管D1的公共端接在电阻R4与运算放大器U1的同相输入端之间的节点上，所述电容C1的第二端和开关二极管D1的阳极接地，所述开关二极管D1的阴极接+5V电压。所述运算放大器U1的反相输入端接运算放大器U1的输出端，所述运算放大器U1的输出端依次串联电阻R2和R3接地，所述电阻R2和R3之间的节点R3（2）接控制器（图中未示出，可以是单片机或MCU处理器）的输入端。根据运放的虚短虚断特性，由于运算放大器U1输入的高阻抗，相当于起到隔离作用，将接触电阻R1与电阻R3隔开，避免接触电阻R1与电阻R3形成分压，造成接触式扭矩传感器传输给信号采集电路的输入端的电压降低。由于运算放大器U1的反相输入端（2脚）与输出端（1脚）短路，形成1比1输出，所以电阻R2端的电压等于接触式扭矩传感器输出的真实电压，保证控制器采集得到正确的电压。下面利用Proteus软件对不同接触电阻R1的阻值进行电路仿真，接触式扭矩传感器RV1的电源输入+5V，电刷处于中间点位置（50%），接触电阻R1为近似0K的仿真结果如图2所示，接触电阻R1输出端的电压为2.5V，与理论值相等，电阻R2端采集到电压的也是2.5V。当接触电阻R1增大到5K时，其仿真结果如图3所示，接触电阻R1输出端和电阻R2端的电压仍然为2.5V。即使接触电阻R1增大到50K时，其仿真结果如图4所示，接触电阻R1输出端和电阻R2端的电压仍然为2.5V，控制器采集到的电压不受接触R1变化的干扰，能正确采集。综上所述，本技术通过插入电压跟随电路，可以避免接触式扭矩传感器长期使用磨损后造成接触电阻增加对扭矩信号采集造成的干扰，使控制器采集的扭矩信号完全不受接触电阻变化的干扰，可以稳定正确地采集扭矩信号，有效地进行电动助力转向。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本技术的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本技术做出各种变化，均为本技术的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路，包括接触式扭矩传感器和与之连接的信号采集电路，其特征在于：所述信号采集电路包括滤波电路、过压保护电路、电压跟随电路和分压采集电路，接触式扭矩传感器的信号输出端经过滤波电路和过压保护电路后接电压跟随电路的输入端，所述电压跟随电路的输出端接分压采集电路的输入端，所述分压采集电路的输出端接控制器的输入端。
【技术特征摘要】
1.一种用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路，包括接触式扭矩传感器和与之连接的信号采集电路，其特征在于：所述信号采集电路包括滤波电路、过压保护电路、电压跟随电路和分压采集电路，接触式扭矩传感器的信号输出端经过滤波电路和过压保护电路后接电压跟随电路的输入端，所述电压跟随电路的输出端接分压采集电路的输入端，所述分压采集电路的输出端接控制器的输入端。2.根据权利要求1所述的用于电动助力转向的接触式扭矩传感输出电路，其特征在于：所述滤波电路和过压保护电路包括电容C1和开关二极管D1，所述开关二极管D1的型号为BAV99，接触式扭矩传感器的信号输出端串联电阻R4接电压跟随电路的输入端，所述电容C1的第一端和开关二极管D1的公共端接在电阻R4与...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓秋，
申请(专利权)人：厦门嘉裕德汽车电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35
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