一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器技术方案

本发明专利技术实现了一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器。该传感器采用电磁感应原理，设计了两组不同周期的线性位移传感器，将这两组输出信号采用简单的游标算法的数学计算就可以得到更长的线性位移测量值并且具有精度高，非接触式，结构简单，模块化设计以便适用于不同长度的线性位移的测量需求。以便适用于不同长度的线性位移的测量需求。以便适用于不同长度的线性位移的测量需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器


[0001]本专利技术涉及车辆工程线控转向系统
，尤其涉及一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器。

技术介绍

[0002]最近几年，随着汽车工业的飞速发展和人民生活水平的提高，对车辆的智能化和自动化要求越来越高,车辆控制技术主要分为三大类，即转向控制，加速与制动控制，车身控制，其中转向控制是实现智能化和自动化最为重要的组成部分，智能化和自动化意味着车辆的控制过程中减少了甚至不需要人为的操作，所以转向控制也由传统的电子助力转向系统向线控转向系统进化，取消了连接方向盘到转向执行机构之间的转向管柱，因此，在闭环控制系统中必须要将车轮实际转向的值反馈给转向控制器，即转向横杆的位移测量值必须反馈给转向控制器。
[0003]在实际应用中，前轴转向横杆的位移一般在160毫米到220毫米之间甚至更长，后轴转向横杆也有100毫米到160毫米的位移，在传感器测量原理中，磁传感器无法做到长距离的检测，光传感系统成本高，维护复杂。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器，具备结构独特，精度高且成本低等优点，解决了成本高且维护复杂的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器，由动片和传感器本体两部分组成。动片上设计有两排疏密不同的齿状叶片，总长度略大于量程；传感器本体内有印刷电路板，印刷电路板上有两组收发线圈，分别与两排叶片对应。印刷电路板上有电磁感应传感器芯片，负责给发射线圈施以交变的电流，从而产生交变的自建电磁场；同时将接收线圈中由于动片切割自建电磁场而产生的感应电动势转化成电信号，这个电信号通过连接器输出到转向控制器。转向控制器将两组电信号解析成数值，通过游标算法计算即可得到当前的位移值。
[0006]本专利技术采用电磁感应原理设计两组线性位移传感器，利用数学上的游标算法可以计算出更长量程的位移，从数学理论上，只要合里设计两组线性位移传感器的不同周期组合，可以得到任意长度甚至无限长的量程。
[0007]本专利技术中传感器本体结构小巧，无需做到量程那么长，与量程对应的测量动片采用简单的金属冲压片即可，制作方便造价低。
[0008]综上，本专利技术设计结构独特，精度高，成本低，有着广阔的应用前景。
附图说明
[0009]图1为本专利技术传感器本体和动片的结构示意图；
[0010]图2为本专利技术传感器的输出信号和控制器游标算法后得到的动片位移值的示意
图。
[0011]图中：10
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传感器本体、11
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传感器固定孔、12
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传感器连接器；20
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动片、21
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叶片组1、22
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叶片组2；31
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叶片组1输出信号、32
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叶片组2输出信号；33
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动片位移值。
具体实施方式
[0012]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。
[0013]将传感器本体10通过固定孔11安装在转向执行机构的横杆上，将动片20固定在转向执行机构的横拉杆上。若传感器本体10安装在横杆的一端，则动片20也安装在横拉杆对应的一端；若传感器本体10安装在横杆的中间某个位置，则动片的安装应使得当横拉杆左右移动时，动片的移动范围均覆盖传感器本体，输出信号通过传感器本体的连接器12连接到转向控制器。
[0014]当转向控制器发出转向指令，执行电机驱动横拉杆运动，即动片20相对于传感器本体10产生相对位移，亦即动片20切割传感器本体10的自建电磁场，亦即动片的两组叶片21和22同时切割自建磁场，根据电磁感应原理，传感器上对应于叶片21和22的接收线圈中产生感应电动势，并通过电磁感应芯片处理后通过连接器12输出信号给到转向控制器。
[0015]以叶片21设计为11齿，叶片22设计为10齿举例，控制器收到的信号经转化后分别对应31和32，则任意一点的位置X1可以通过31和32的值通过游标算法得出。由图二看出，叶片21和22的设计使得在21和22的最小公倍数内，31和32通过游标算法得到的值33有且仅有一个，从而使得在传感器和转向控制器的上电时刻，转向控制器就能测得动片的位移真值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器，其特征在于，动片切割传感器本体产生的自建电磁场，动片设有两组叶片。2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器，其特征在于：传感器包括壳体，PCB板以及电子组件。3.根据权利要求2所述的一种用于自动驾驶车辆的线控转向系统的线性位移传感器，其特征在于：所述的PCB板包含发射线圈、接收线圈、电磁感应传感器芯片及辅助电子零件，所述发射线圈设于所述PCB板上，产生所述的自建电磁场；所述接收线圈设...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雪，
申请(专利权)人：上海恩威科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：