一种电动助力转向系统数字传感器接口电路技术方案

本实用新型专利技术提供了一种电动助力转向系统数字传感器接口电路，包括：单片机；与单片机相连接的迟滞比较电路组，所述迟滞比较电路组包括四路相互并联的迟滞比较电路，其中：四路迟滞比较电路包括与数字扭矩输入信号T1连接的第一迟滞比较电路、与数字扭矩输入信号T2连接的第二迟滞比较电路、与数字角度输入信号P连接的第三迟滞比较电路以及与数字角度输入信号S连接的第四迟滞比较电路；迟滞比较电路组连接相互串联的可调电阻R4和可调电阻R5；通过采用本实用新型专利技术电路，对于传感器输出信号驱动能力弱的情况，可以不进行滤波处理，直接通过迟滞比较器与正向输入信号进行比较，输出高低电平，延迟时间短，满足系统实时性要求。满足系统实时性要求。满足系统实时性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向系统数字传感器接口电路


[0001]本技术涉及汽车电动助力转向
，特别涉及一种电动助力转向系统数字传感器接口电路。

技术介绍

[0002]汽车方向盘在转向时，需要采用数字扭矩传感器与角度传感器进行配合，达到电动助力转向的目的；
[0003]数字信号传感器的抗干扰能力强、易于故障诊断、可靠性高等特点。数字信号传感器通常采用PWM或sent形式的信号，单片机通过捕捉端口可以实现高精度的测量。PWM的占空比大小可以表示扭矩的大小，数字扭矩传感器通过采集T1、T2占空比的大小即可采集扭矩的大小。数字角度传感器通过P、S信号占空比的大小，通过算法计算角度值。
[0004]现有技术中：
[0005]如图1－图2所示，数字扭矩信号T1与T2为2路互补的占空比数字量，之和为100％，采样频率2KHz。当没有扭矩输入时，中点的占空比为50％，表示扭矩为0，此时T1与T2的占空比分别为50％，即Duty(T1)+Duty(T2)＝100％。当检测到向左的扭矩时，T1随着扭矩的增加成线性增大，占空比逐渐接近100％，T2随着扭矩的增加成线性减小，占空比逐渐接近0％，当扭矩达到最大时T1不再增加，占空比保持100％，T2不再减小，占空比保持0％，在整个变化的过程中，T1与T2占空比之和恒为100％。当检测到向右的扭矩时，全过程相反，不再做赘述。
[0006]如图3所示：数字角度传感器的角度信号由两路信号P与S组成，P信号采样频率1KHz，S信号采样频率为200Hz。其中P信号的采样频率是S信号采样频率的5倍。在量程范围的中间位置0
°
时，P信号和S信号的占空比均为50％。P信号和S信号的占空比范围为0～100％。
[0007]现有技术存在以下缺点：
[0008]1、对于不同的数字传感器厂家，芯片IO输出驱动能力不同，数字扭矩信号(T1/T2)和角度信号(P/S)经过接口电路的多阶RC滤波处理后，根据τ＝RC，信号进行了一定的延时，PWM信号上升沿变缓，输出信号可能失真，导致输出的扭矩和角度占空比与实际占空比相差较大，影响转向系统的正常工作，在极限情况下有可能会导致安全事故。
[0009]2、当滤波电路中电容选择过大时，可以很好地抑制振荡，滤除信号上的干扰杂波，但是会导致延时时间过长，不能实时反应扭矩和角度的变化；当滤波电容选择过小时，振荡又无法消除，信号质量差，严重情况下，回勾在最大低电平和最小高电平附近出现，可能导致信号误触发，如图4所示，为滤波电容小与滤波电容大时产生的占空比误差示意图；
[0010]为解决这些问题，需要针对不同的传感器厂家做相应的数字接口电路的RC滤波处理，保证该种数字传感器的信号既不失真，也不振荡。
[0011]有时传统电路无法同时解决振荡和实时性问题，需要增加软件处理，算法实现复杂，软件成本高。
[0012]不同的传感器需要对应不同的数字接口电路，导致数字传感器接口电路不统一，需要增加多种元器件BOM管理，不利于后续生产管理，增加了管理成本，且易于出错；
[0013]为此，提出一种电动助力转向系统数字传感器接口电路。

技术实现思路

[0014]有鉴于此，本技术实施希望提供一种电动助力转向系统数字传感器接口电路，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
[0015]本技术实施例的技术方案是这样实现的：一种电动助力转向系统数字传感器接口电路，包括：
[0016]单片机；
[0017]与单片机相连接的迟滞比较电路组，所述迟滞比较电路组包括四路相互并联的迟滞比较电路，其中：四路迟滞比较电路包括与数字扭矩输入信号T1连接的第一迟滞比较电路、与数字扭矩输入信号T2连接的第二迟滞比较电路、与数字角度输入信号P连接的第三迟滞比较电路以及与数字角度输入信号S连接的第四迟滞比较电路；
[0018]迟滞比较电路组连接相互串联的可调电阻R4和可调电阻R5，迟滞比较电路组的输出端连接单片机。
[0019]进一步优选的：所述第一迟滞比较电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R15和迟滞比较器N1；
[0020]所述迟滞比较器N1的负相连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接数字扭矩输入信号T1，所述迟滞比较器N1的正相连接电阻R2的一端和电阻R3的一端，所述迟滞比较器N1的输出端连接电阻R3的另一端与电阻R15的一端，并输出信号CPU PWM T1至单片机。
[0021]进一步优选的：所述第二迟滞比较电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R16和迟滞比较器N2；
[0022]所述迟滞比较器N2的负相连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接数字扭矩输入信号T2，所述迟滞比较器N2的正相连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，所述迟滞比较器N2的输出端连接电阻R8的另一端与电阻R16的一端，并输出信号CPU PWM T2至单片机。
[0023]进一步优选的：所述第三迟滞比较电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R17和迟滞比较器N3；
[0024]所述迟滞比较器N3的负相连接电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端连接数字角度输入信号P，所述迟滞比较器N1的正相连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，所述迟滞比较器N3的输出端连接电阻R11的另一端与电阻R17的一端，并输出信号CPU PWM P至单片机。
[0025]进一步优选的：所述第四迟滞比较电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R18和迟滞比较器N4；
[0026]所述迟滞比较器N1的负相连接电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端连接数字角度输入信号S，所述迟滞比较器N4的正相连接电阻R13的一端和电阻R14的一端，所述迟滞比较器N4的输出端连接电阻R14的另一端与电阻R18的一端，并输出信号CPU PWM S至单片机。
[0027]进一步优选的：所述电阻R4的一端连接接口VCC，电阻R5的一端接地。
[0028]进一步优选的：所述四路迟滞比较电路中，输入信号通过迟滞比较器负相输入时，与正相输入进行比较，当信号高于阈值电压Vth1时，输出端为高电平(1)，当信号低于阈值
电压Vth2时，输出端为低电平(0)；
[0029]其中：
[0030][0031]Vth1电压为：
[0032][0033]Vth2电压为：
[0034]其中：Vref为比较电压，
[0035][0036]Vlow为比较器迟滞电压。
[0037]本技术还提供了一种电动助力转向系统数字传感器接口装置，包括：
[0038]调节模块，所述调节模块用于调节电阻R4和电阻R5，得到比较电压Vref，并调节迟滞比较电路中电阻，得到阈值电压；
[0039]比较模块，所述比较模块用于比较通过迟滞比较器负相输入的信号与正向输入进行比较；
[0040]判定模块，所述判定模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向系统数字传感器接口电路，其特征在于，包括：单片机；与单片机相连接的迟滞比较电路组，所述迟滞比较电路组包括四路相互并联的迟滞比较电路，其中：四路迟滞比较电路包括与数字扭矩输入信号T1连接的第一迟滞比较电路、与数字扭矩输入信号T2连接的第二迟滞比较电路、与数字角度输入信号P连接的第三迟滞比较电路以及与数字角度输入信号S连接的第四迟滞比较电路；迟滞比较电路组连接相互串联的可调电阻R4和可调电阻R5，迟滞比较电路组的输出端连接单片机。2.根据权利要求1所述的一种电动助力转向系统数字传感器接口电路，其特征在于：所述第一迟滞比较电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R15和迟滞比较器N1；所述迟滞比较器N1的负相连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接数字扭矩输入信号T1，所述迟滞比较器N1的正相连接电阻R2的一端和电阻R3的一端，所述迟滞比较器N1的输出端连接电阻R3的另一端与电阻R15的一端，并输出信号CPU PWM T1至单片机。3.根据权利要求1所述的一种电动助力转向系统数字传感器接口电路，其特征在于：所述第二迟滞比较电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R16和迟滞比较器N2；所述迟滞比较器N2的负相连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接数字扭矩输入信号T2，所述迟滞比较器N2的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞，高明，潘亮，龙佳城，王政，
申请(专利权)人：湖南东嘉智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：