一种电磁感应式扭矩转角传感器制造技术

本发明专利技术提供一种电磁感应式扭矩转角传感器，包括：PCB板，分别连接输入转子、输出转子和霍尔传感器，并与套设在输入转子上的输入轴线圈和套设在输出转子的输出轴线圈同轴设置；霍尔传感器采集第一角度信号；PCB板上设置的第一信号采集单元连接输入轴线圈，采集第一角度采集信号，第二信号采集单元连接输出轴线圈，采集第二角度采集信号，控制器信号处理单元根据第一角度信号、第一角度采集信号、第二角度采集信号生成汽车的扭矩诊断结果。本发明专利技术的有益效果在于，可同时输出两路包括故障诊断信息的冗余扭矩信号的第一扭矩信号和第二扭矩信号，且输出的信号是SENT信号，可同时输出故障诊断信息，可实时检测产品内部故障，安全性能高。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁感应式扭矩转角传感器
本专利技术涉及一种传感器
，尤其涉及一种电磁感应式扭矩转角传感器。
技术介绍
随着社会的发展，人们对汽车节能、环保、安全的要求越来越高，汽车电子助力转向(ElectricPowerSteering简称EPS)系统因其具有节能、环保、助力特性好、结构简单、易于安装维修保养等优点，开始逐渐替代传统的机械液压助力转向系统。电子助力转向系统(EPS)的构成是由扭矩传感器、转角传感器、车速传感器、ECU、助力电动机、减速机构、转向器等部件组成，其中扭矩传感器、转角传感器测量信号的精确性是关系整个系统能否有效运行的重要保障，传感器性能的优劣直接影响到EPS系统的性能。扭矩传感器测量驾驶员施加作用在方向盘上的力矩的方向和大小，转角传感器测量方向盘转角的的方向和大小。目前EPS系统所采用的扭矩传感器从工作原理上分大致有以下几种：电位计式、光电式和电感式等；转角传感器按测量原理分类有以下几种：光电式、磁阻效应、霍尔效应、电位计式等。目前电子助力转向系统中对于扭矩和转角两类信号的获取，大多数采用分别安装扭矩和转角传感器的办法来解决，这种方法不但成本高，而且对信号的精度也有影响。研制出一款测量系统简单，测量值精确、可靠，低成本的扭矩转角信号测量一体的集成传感器仍是全世界EPS转向传感器的研制重点。专利文档CN201610532983例如描述了一种电磁感应式扭矩角度传感器，将扭矩和转角传感器集成一体，能够同时测量扭矩信号和转角信号。然而，尽管有这些改进，但是已知方案并未提供故障自动诊断功能。
技术实现思路
根据现有技术中存在的问题，现提供一种电磁感应式扭矩转角传感器的传感器组件，目的在于使得电磁感应式扭矩转角传感器能够实现故障自动诊断的功能，以便获得安全性能更高，更加智能的低成本扭矩转角传感器。上述技术方案具体包括：一种电磁感应式扭矩转角传感器，所述传感器包括：一输入轴线圈，所述输入轴线圈套设在与汽车方向盘连接的输入轴的输入转子上，并与所述输入转子同轴设置；一输出轴线圈，所述输出轴线圈套设在与汽车的助力组件连接的输出轴的输出转子上，并与所述输出转子同轴设置；一齿轮组，所述齿轮组设置于所述输入轴上；一霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述齿轮组的下方，用于采集所述齿轮组中磁钢的磁场变化并生成一第一角度信号，所述霍尔传感器将所述第一角度信号输出至一控制器信号处理单元；一PCB板，分别连接所述输入转子、所述输出转子和所述霍尔传感器，并与所述输入转子和所述输出转子同轴设置；所述PCB板上设有：一第一信号采集单元，所述第一信号采集单元的输入端连接所述输入轴线圈，输出端连接所述控制器信号处理单元，用于采集所述输入轴线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成一第一角度采集信号并输出至所述控制器信号处理单元，以及一第二信号采集单元，所述第二信号采集单元的输入端连接所述输出轴线圈，输出端连接所述控制器信号处理单元，用于采集所述输出轴线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成一第二角度采集信号并输出至所述控制器信号处理单元；所述控制器信号处理单元根据所述第一角度信号、所述第一角度采集信号以及所述第二角度采集信号生成所述汽车的扭矩诊断结果。优选的，所述第一角度采集信号为一第二角度信号和一第三角度信号，所述第二角度采集信号为一第四角度信号和一第五角度信号，所述扭矩诊断结果包括：一第一扭矩信号，所述第一扭矩信号根据所述第二角度信号和所述第四角度信号计算得出；一第二扭矩信号，所述第二扭矩信号根据所述第三角度信号和所述第五角度信号计算得出；一方向盘转角信号，所述方向盘转角信号根据所述第一角度信号和所述第二角度信号计算得出。优选的，所述输入轴线圈包括：一第一接收线圈，所述第一信号采集单元采集所述第一接收线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成所述第二角度信号；一第二接收线圈，所述第一信号采集单元采集所述第二接收线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成所述第三角度信号；所述第一接收线圈和所述第二接收线圈分别呈螺旋形结构绕制，其绕制轨迹在所述PCB板靠近所述输入转子的一层的平面上形成若干个依次相连的第一闭合回路；所述第一接收线圈与所述第二接收线圈以同轴设置的轴心为圆心相互旋转一定角度设置；一第一激励线圈，所述第一激励线圈包围在所述第一接收线圈和所述第二接收线圈的外侧；所述第一激励线圈与所述第一接收线圈和所述第二接收线圈同轴设置。优选的，所述输出轴线圈包括：一第三接收线圈，所述第二信号采集单元采集所述第三接收线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成所述第四角度信号；一第四接收线圈，所述第二信号采集单元采集所述第四接收线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成所述第五角度信号；所述第三接收线圈和所述第四接收线圈分别呈螺旋形结构绕制，其绕制轨迹在所述PCB板靠近所述输出转子的一层的平面上形成若干个依次相连的第二闭合回路；所述第三接收线圈与所述第四接收线圈以同轴设置的轴心为圆心相互旋转一定角度设置；一第二激励线圈，所述第二激励线圈包围在所述第三接收线圈和所述第四接收线圈的外侧；所述第二激励线圈与所述第三接收线圈和所述第四接收线圈同轴设置。优选的，所述第一信号采集单元设有一第一芯片，所述第一芯片的第一引脚连接一第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述PCB板的电源，以及所述第一芯片的第二引脚分别连接一第一电容的一端和所述第一接收线圈的一端，所述第一电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第三引脚分别连接一第二电容的一端和所述第一接收线圈的另一端，所述第二电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第四引脚分别连接一第三电容的一端和所述第二接收线圈的一端，所述第三电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第五引脚分别连接一第四电容的一端和所述第二接收线圈的另一端，所述第四电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第六引脚连接一第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别连接所述第一激励线圈的一端和一第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第七引脚连接一第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第一激励线圈的另一端和一第六电容的一端，所述第六电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第八引脚连接一第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地，以及所述第一芯片的第十引脚分别连接所述PCB板的电源、一第八电容的一端和一第九电容的一端，所述第八电容的一端连接所述第九电容的一端，所述第八电容的另一端和所述第九电容的另一端均接地，以及所述第一芯片的第十一引脚连接一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接一第十电容的一端，所述第十电容的另一端接地，所述第一芯片的第十一引脚引出的第一线路生成所述第三角度信号并输出，以及所述第一芯片的第十二引脚连接一第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁感应式扭矩转角传感器，其特征在于，所述传感器包括：/n一输入轴线圈，所述输入轴线圈套设在与汽车方向盘连接的输入轴的输入转子上，并与所述输入转子同轴设置；/n一输出轴线圈，所述输出轴线圈套设在与汽车的助力组件连接的输出轴的输出转子上，并与所述输出转子同轴设置；/n一齿轮组，所述齿轮组设置于所述输入轴上；/n一霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述齿轮组的下方，用于采集所述齿轮组中磁钢的磁场变化并生成一第一角度信号，所述霍尔传感器将所述第一角度信号输出至一控制器信号处理单元；/n一PCB板，分别连接所述输入转子、所述输出转子和所述霍尔传感器，并与所述输入转子和所述输出转子同轴设置；/n所述PCB板上设有：/n一第一信号采集单元，所述第一信号采集单元的输入端连接所述输入轴线圈，输出端连接所述控制器信号处理单元，用于采集所述输入轴线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成一第一角度采集信号并输出至所述控制器信号处理单元，以及/n一第二信号采集单元，所述第二信号采集单元的输入端连接所述输出轴线圈，输出端连接所述控制器信号处理单元，用于采集所述输出轴线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成一第二角度采集信号并输出至所述控制器信号处理单元；/n所述控制器信号处理单元根据所述第一角度信号、所述第一角度采集信号以及所述第二角度采集信号生成所述汽车的扭矩诊断结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电磁感应式扭矩转角传感器，其特征在于，所述传感器包括：
一输入轴线圈，所述输入轴线圈套设在与汽车方向盘连接的输入轴的输入转子上，并与所述输入转子同轴设置；
一输出轴线圈，所述输出轴线圈套设在与汽车的助力组件连接的输出轴的输出转子上，并与所述输出转子同轴设置；
一齿轮组，所述齿轮组设置于所述输入轴上；
一霍尔传感器，所述霍尔传感器设置于所述齿轮组的下方，用于采集所述齿轮组中磁钢的磁场变化并生成一第一角度信号，所述霍尔传感器将所述第一角度信号输出至一控制器信号处理单元；
一PCB板，分别连接所述输入转子、所述输出转子和所述霍尔传感器，并与所述输入转子和所述输出转子同轴设置；
所述PCB板上设有：
一第一信号采集单元，所述第一信号采集单元的输入端连接所述输入轴线圈，输出端连接所述控制器信号处理单元，用于采集所述输入轴线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成一第一角度采集信号并输出至所述控制器信号处理单元，以及
一第二信号采集单元，所述第二信号采集单元的输入端连接所述输出轴线圈，输出端连接所述控制器信号处理单元，用于采集所述输出轴线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成一第二角度采集信号并输出至所述控制器信号处理单元；
所述控制器信号处理单元根据所述第一角度信号、所述第一角度采集信号以及所述第二角度采集信号生成所述汽车的扭矩诊断结果。


2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一角度采集信号为一第二角度信号和一第三角度信号，所述第二角度采集信号为一第四角度信号和一第五角度信号，所述扭矩诊断结果包括：
一第一扭矩信号，所述第一扭矩信号根据所述第二角度信号和所述第四角度信号计算得出；
一第二扭矩信号，所述第二扭矩信号根据所述第三角度信号和所述第五角度信号计算得出；
一方向盘转角信号，所述方向盘转角信号根据所述第一角度信号和所述第二角度信号计算得出。


3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述输入轴线圈包括：
一第一接收线圈，所述第一信号采集单元采集所述第一接收线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成所述第二角度信号；
一第二接收线圈，所述第一信号采集单元采集所述第二接收线圈被所述输入转子覆盖的面积变化生成所述第三角度信号；
所述第一接收线圈和所述第二接收线圈分别呈螺旋形结构绕制，其绕制轨迹在所述PCB板靠近所述输入转子的一层的平面上形成若干个依次相连的第一闭合回路；
所述第一接收线圈与所述第二接收线圈以同轴设置的轴心为圆心相互旋转一定角度设置；
一第一激励线圈，所述第一激励线圈包围在所述第一接收线圈和所述第二接收线圈的外侧；
所述第一激励线圈与所述第一接收线圈和所述第二接收线圈同轴设置。


4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述输出轴线圈包括：
一第三接收线圈，所述第二信号采集单元采集所述第三接收线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成所述第四角度信号；
一第四接收线圈，所述第二信号采集单元采集所述第四接收线圈被所述输出转子覆盖的面积变化生成所述第五角度信号；
所述第三接收线圈和所述第四接收线圈分别呈螺旋形结构绕制，其绕制轨迹在所述PCB板靠近所述输出转子的一层的平面上形成若干个依次相连的第二闭合回路；
所述第三接收线圈与所述第四接收线圈以同轴设置的轴心为圆心相互旋转一定角度设置；
一第二激励线圈，所述第二激励线圈包围在所述第三接收线圈和所述第四接收线圈的外侧；
所述第二激励线圈与所述第三接收线圈和所述第四接收线圈同轴设置。


5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一信号采集单元设有一第一芯片，
所述第一芯片的第一引脚连接一第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述PCB板的电源，
以及所述第一芯片的第二引脚分别连接一第一电容的一端和所述第一接收线圈的一端，所述第一电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第三引脚分别连接一第二电容的一端和所述第一接收线圈的另一端，所述第二电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第四引脚分别连接一第三电容的一端和所述第二接收线圈的一端，所述第三电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第五引脚分别连接一第四电容的一端和所述第二接收线圈的另一端，所述第四电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第六引脚连接一第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别连接所述第一激励线圈的一端和一第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第七引脚连接一第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第一激励线圈的另一端和一第六电容的一端，所述第六电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第八引脚连接一第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地，
以及所述第一芯片的第十引脚分别连接所述PCB板的电源、一第八电容的一端和一第九电容的一端，所述第八电容的一端连接所述第九电容的一端，所述第八电容的另一端和所述第九电容的另一端均接地，
以及所述第一芯片的第十一引脚连接一第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接一第十电容的一端，所述第十电容的另一端接地，所述第一芯片的第十一引脚引出的第一线路生成所述第三角度信号并输出，
以及所述第一芯片的第十二引脚连接一第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接一第十一电容的一端，所述第十一电容另一端接地，所述第一芯片的第十二引脚引出的第二线路生成所述第二角度信号并输出，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄艳钦，周良杰，赵浩东，
申请(专利权)人：上海龙感汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31