專利名稱：一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，可同時(shí)通過非接觸方式將電動(dòng)汽車行走時(shí)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向信號(hào)轉(zhuǎn)化為SPI總線式信號(hào)。
背景技術(shù)：
傳感器技術(shù)是電動(dòng)車的核心技術(shù)之一，傳感器的小型化、一體化和集成化，不僅可以減少占用的空間，還能降低能耗，減少電磁干擾，提高傳感器的可靠性及抗干擾能力，使其更符合環(huán)保的要求，這恰恰是汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大趨勢。本發(fā)明所述的電動(dòng)車轉(zhuǎn)速傳感器是檢測電動(dòng)車的車速，并將車速信號(hào)轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)，送至電機(jī)控制器的電子控制單元ECU，進(jìn)行傳動(dòng)控制的裝置。本發(fā)明所述的電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速傳感器，是控制電動(dòng)汽車行駛路線和方向的重要裝置，它直接影響電動(dòng)汽車的操縱性、穩(wěn)定性和安全性，是電動(dòng)汽車最重要的傳感裝置之一。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題值得注意的是，迄今為止，電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器無論在結(jié)構(gòu)上和電路上都是獨(dú)立存在的，需要兩套裝置，兩個(gè)電路。就轉(zhuǎn)向傳感器而言，主要還是以電阻式轉(zhuǎn)向傳感器為主，它由電位計(jì)、集成電路IC部分、電流信號(hào)輸出部分組成，其電位計(jì)實(shí)際上是一個(gè)滑動(dòng)可變 電阻器，其滑動(dòng)觸點(diǎn)固定在輸出軸上，滑動(dòng)部分的電阻線固定在輸入軸上，當(dāng)操作方向盤時(shí)，滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻線上的移動(dòng)使電位計(jì)的電阻值隨之變化，這種電阻值的變化經(jīng)IC處理最終以電流變化的形式從滑環(huán)與電刷輸出結(jié)構(gòu)將方向盤轉(zhuǎn)向信號(hào)送至E⑶中，ECU先將該模擬的電流信號(hào)A/D變換后，從而可以判斷出方向盤的回轉(zhuǎn)方向，電阻式轉(zhuǎn)向傳感器最大的缺點(diǎn)是，體積大，由于是接觸式結(jié)構(gòu)，工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦使其易于磨損，可靠性較差。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，本發(fā)明的巧妙之處在于，在滿足電子兼容性的條件下將電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向傳感與轉(zhuǎn)速傳感兩者統(tǒng)一在一個(gè)一體化的結(jié)構(gòu)中，傳感信號(hào)通過一個(gè)同步串行總線SPI輸出，真正實(shí)現(xiàn)傳感信號(hào)的數(shù)字化，這種設(shè)計(jì)思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。其技術(shù)方案具體如下:一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，電路上由電子控制單元ECU(18)、轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路(19)、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組(20)、轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)組成，結(jié)構(gòu)上由轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)、方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)、空心多棱柱體(I)、單耳固定支架(2)、雙耳固定支架(3)、連接器插座(4)、插針(5)、弧形連桿￠)、轉(zhuǎn)盤(7)、弧形連桿定位螺絲(10)、轉(zhuǎn)盤中心孔(14)、空心圓柱體(16)、斜齒輪⑶和空心圓柱體臺(tái)階(17)部分組成，具體為:
(A)所述的空心多棱柱體⑴上同時(shí)集成包含了一個(gè)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向傳感器和一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，所述的斜齒輪(8)與單耳固定支架(2)之間包含了一個(gè)轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)，轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)包括斜齒輪(8)和斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)，在斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)上安裝了一個(gè)永磁體；(B)所述的空心多棱柱體(I)上的單耳固定支架(2)與雙耳固定支架(3)之間還突出一個(gè)空心圓柱體(16)，空心圓柱體(16)與空心多棱柱體(I)正交，在空心圓柱體(16)的另一端有一個(gè)空心圓柱體臺(tái)階(17),圍繞空心圓柱體(16)內(nèi)包含有一個(gè)方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)，所述的方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)包括轉(zhuǎn)盤軸(11)、上軸承(12)、下軸承(13)和永磁體(15)，在轉(zhuǎn)盤中心孔(14)上嵌入有一個(gè)中間大兩頭小的轉(zhuǎn)盤軸(11)，轉(zhuǎn)盤軸(11)的兩端分別套接一個(gè)上軸承(12)和一個(gè)下軸承(13)，然后插入空心圓柱體(16)中，轉(zhuǎn)盤軸的一端嵌入一根長方體的永磁體(15)，另一端插入一個(gè)轉(zhuǎn)盤中心孔(14)與轉(zhuǎn)盤(7)相連，轉(zhuǎn)盤(7)上有一個(gè)定 位螺絲(10)，通過該定位螺絲(10)連接有一個(gè)弧形連桿￠)，弧形連桿出)的另一端接電動(dòng)車方向機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。(C)所述雙耳固定支架(3)上還有一個(gè)連接器插座(4)，連接器插座(4)內(nèi)部包括四根插針(5)。優(yōu)選的，所述的電子控制單元ECU(IS)、轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路(19)、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組(20)和轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)均嵌入在空心多棱柱體(I)中，并位于斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸
(9)的端口和空心多棱柱體(I)的中點(diǎn)之間。優(yōu)選的，所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)均嵌入在空心圓柱體(16)中。優(yōu)選的，單耳固定支架(2)上有一個(gè)固定孔，雙耳固定支架(3)上有兩個(gè)固定孔，單耳固定支架(2)與雙耳固定支架(3)在空間上相互垂直正交，傳感器通過其單耳固定支架(2)和雙耳固定支架(3)固定安裝在電動(dòng)車上。單耳固定支架上有一個(gè)固定孔，雙耳固定支架上有兩個(gè)固定孔，單耳固定支架與雙耳固定支架在空間上相互垂直正交，傳感器通過其單耳固定支架和雙耳固定支架固定安裝在電動(dòng)車上。技術(shù)效果本發(fā)明所提出的一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器具有如下有益效果:傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器無論在結(jié)構(gòu)上和電路上都是獨(dú)立的，需要兩套裝置，兩個(gè)電路，分開接線，本發(fā)明的巧妙之處在于，在滿足電磁兼容性的條件下將兩者統(tǒng)一在一個(gè)一體化的結(jié)構(gòu)中，一套裝置、SPI總線式輸出，這種設(shè)計(jì)思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。本發(fā)明在電磁兼容性設(shè)計(jì)方面獨(dú)具匠心，采用了轉(zhuǎn)向傳感與轉(zhuǎn)速傳感為正交的結(jié)構(gòu)形式，使其電磁干擾的相互串?dāng)_減少到最小，從而大大提高了傳感器的抗干擾能力。本發(fā)明還在安裝結(jié)構(gòu)上采用了空間上正交的雙耳固定支架和單耳固定支架鏈接方式，使得連接簡單可靠。本發(fā)明還通過弧形連桿放大運(yùn)動(dòng)，減少結(jié)構(gòu)上的交叉干涉。顯然，本發(fā)明并不是將電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器作簡單的組合，如果是作簡單組合拼裝的話，必然會(huì)同時(shí)遇到安裝結(jié)構(gòu)上和電磁干擾方面的麻煩，這正是本發(fā)明解決的巧妙之處。
總之，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器相比，轉(zhuǎn)向傳感和轉(zhuǎn)速傳感均采用非接觸方式，它產(chǎn)生意想不到的效果是，一種裝置實(shí)現(xiàn)兩種信號(hào)傳感，一塊ECU同時(shí)處理兩種傳感信號(hào)，并將其輸出傳感信號(hào)數(shù)字化和總線化，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最省，整體最優(yōu)。


圖1 一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面外形圖之一；圖2 —體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面外形圖之二 ；圖3 —體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器反面外形圖之一；圖4 一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面分解圖之一；圖5 —體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面分解圖之二 ；圖6 —體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面分解圖之三；圖7 —體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面分解圖之四；圖8 一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器正面分解圖之五；圖9 一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)盤軸局部圖；圖10 —體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部電原理圖。標(biāo)號(hào)說明:I 空心多棱柱體2 單耳固定支架3 雙耳固定支架4 連接器插座5 插針6 弧形連桿7 轉(zhuǎn)盤8 斜齒輪9 斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸10 定位螺絲11 轉(zhuǎn)盤軸12 上軸承13 下軸承14 轉(zhuǎn)盤中心孔15 永磁體16 空心圓柱體17 空心圓柱體臺(tái)階18 電子控制單元E⑶19 轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路20 轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組21 轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)22 轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路23 平面霍爾傳感器
24 方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)25 電機(jī)控制器
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，電路上由電子控制單元ECU(18)、轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路(19)、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組(20)、轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)組成，結(jié)構(gòu)上由轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)、方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)、空心多棱柱體(I)、單耳固定支架(2)、雙耳固定支架(3)、連接器插座(4)、插針(5)、弧形連桿￠)、轉(zhuǎn)盤(7)、弧形連桿定位螺絲(10)、轉(zhuǎn)盤中心孔(14)、空心圓柱體(16)、斜齒輪⑶和空心圓柱體臺(tái)階(17)部分組成，具體為:(A)所述的空心多棱柱體⑴上同時(shí)集成包含了一個(gè)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向傳感器和一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，所述的斜齒輪(8)與單耳固定支架(2)之間包含了一個(gè)轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)，轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)包括斜齒輪(8)和斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)，在斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)上安裝了一個(gè)永磁體；(B)所述的 空心多棱柱體⑴上的單耳固定支架(2)與雙耳固定支架(3)之間還突出一個(gè)空心圓柱體(16)，空心圓柱體(16)與空心多棱柱體(I)正交，在空心圓柱體(16)的另一端有一個(gè)空心圓柱體臺(tái)階(17),圍繞空心圓柱體(16)內(nèi)包含有一個(gè)方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)，所述的方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)包括轉(zhuǎn)盤軸(11)、上軸承(12)、下軸承(13)和永磁體(15)，在轉(zhuǎn)盤中心孔(14)上嵌入有一個(gè)中間大兩頭小的轉(zhuǎn)盤軸(11)，轉(zhuǎn)盤軸(11)的兩端分別套接一個(gè)上軸承(12)和一個(gè)下軸承(13)，然后插入空心圓柱體(16)中，轉(zhuǎn)盤軸
(11)的一端嵌入一根長方體的永磁體(15)，另一端插入一個(gè)轉(zhuǎn)盤中心孔(14)與轉(zhuǎn)盤(7)相連，轉(zhuǎn)盤(7)上有一個(gè)定位螺絲(10)，通過該定位螺絲(10)連接有一個(gè)弧形連桿￠)，弧形連桿出)的另一端接電動(dòng)車方向機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。(C)所述雙耳固定支架(3)上還有一個(gè)連接器插座(4)，連接器插座(4)內(nèi)部包括四根插針(5)。優(yōu)選的，所述的電子控制單元ECU(IS)、轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路(19)、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組(20)和轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)均嵌入在空心多棱柱體(I)中，并位于斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸
(9)的端口和空心多棱柱體(I)的中點(diǎn)之間。優(yōu)選的，所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)均嵌入在空心圓柱體(16)中。優(yōu)選的，單耳固定支架(2)上有一個(gè)固定孔，雙耳固定支架(3)上有兩個(gè)固定孔，單耳固定支架(2)與雙耳固定支架(3)在空間上相互垂直正交，傳感器通過其單耳固定支架(2)和雙耳固定支架(3)固定安裝在電動(dòng)車上。應(yīng)指出的是，為了防止兩個(gè)傳感器在結(jié)構(gòu)上顧此失彼的情況，本發(fā)明通過轉(zhuǎn)盤(7)上連接的弧形連桿(6)來放大運(yùn)動(dòng)，對(duì)于不同的車型，弧形連桿(6)可長可短，弧度可大可小，一切因地制宜。綜上所述，本發(fā)明并不是將電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器作簡單的組合，如果是作簡單組合拼裝的話，必然會(huì)同時(shí)遇到安裝結(jié)構(gòu)上和電磁干擾方面的麻煩，而這正是本發(fā)明解決方案的巧妙之處。
總之，傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器無論在結(jié)構(gòu)上和電路上都是獨(dú)立的，需要兩套裝置，兩個(gè)電路，分開接線，本發(fā)明的巧妙之處在于，在滿足電磁兼容性的條件下將兩者統(tǒng)一在一個(gè)一體化的結(jié)構(gòu)中，一套裝置、SPI總線式輸出，這種設(shè)計(jì)思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。本發(fā)明不是將電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)向傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器作簡單的組合，它產(chǎn)生意想不到的效果是，一種裝置實(shí)現(xiàn)兩種信號(hào)傳感，一塊ECU同時(shí)處理兩種傳感信號(hào)，并將其數(shù)字化，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最省，整體最優(yōu)。
權(quán)利要求
1.一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，電路上由電子控制單元ECU (18)、轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路(19)、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組(20)、轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)組成，結(jié)構(gòu)上由轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)、方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)、空心多棱柱體(I)、單耳固定支架(2)、雙耳固定支架(3)、連接器插座(4)、插針(5)、弧形連桿￠)、轉(zhuǎn)盤(7)、弧形連桿定位螺絲(10)、轉(zhuǎn)盤中心孔(14)、空心圓柱體(16)、斜齒輪⑶和空心圓柱體臺(tái)階(17)部分組成，其特征在于: (A)所述的空心多棱柱體(I)上同時(shí)集成包含了一個(gè)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向傳感器和一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，所述的斜齒輪(8)與單耳固定支架(2)之間包含了一個(gè)轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)，轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(21)包括斜齒輪(8)和斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)，在斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)上安裝了一個(gè)永磁體； (B)所述的空心多棱柱體(I)上的單耳固定支架(2)與雙耳固定支架(3)之間還突出一個(gè)空心圓柱體(16)，空心圓柱體(16)與空心多棱柱體(I)正交，在空心圓柱體(16)的另一端有一個(gè)空心圓柱體臺(tái)階(17),圍繞空心圓柱體(16)內(nèi)包含有一個(gè)方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)，所述的方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)包括轉(zhuǎn)盤軸(11)、上軸承(12)、下軸承(13)和永磁體(15)，在轉(zhuǎn)盤中心孔(14)上嵌入有一個(gè)中間大兩頭小的轉(zhuǎn)盤軸(11)，轉(zhuǎn)盤軸(11)的兩端分別套接一個(gè)上軸承(12)和一個(gè)下軸承(13)，然后插入空心圓柱體(16)中，轉(zhuǎn)盤軸(11)的一端嵌入一根長方體的永磁體(15)，另一端插入一個(gè)轉(zhuǎn)盤中心孔(14)與轉(zhuǎn)盤(7)相連，轉(zhuǎn)盤(7)上有一個(gè)定位螺絲(10)，通過該定位螺絲(10)連接有一個(gè)弧形連桿￠)，弧形連桿(6)的另一端接電動(dòng)車方向機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。(C)所述雙耳固定支架(3)上還有一個(gè)連接器插座(4)，連接器插座(4)內(nèi)部包括四根插針(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，其特征在于，所述的電子控制單元ECU(18)、 轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路(19)、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組(20)和轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)均嵌入在空心多棱柱體(I)中，并位于斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)的端口和空心多棱柱體(I)的中點(diǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)均嵌入在空心圓柱體(16)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，其特征在于，單耳固定支架(2)上有一個(gè)固定孔，雙耳固定支架(3)上有兩個(gè)固定孔，單耳固定支架(2)與雙耳固定支架(3)在空間上相互垂直正交，傳感器通過其單耳固定支架(2)和雙耳固定支架(3)固定安裝在電動(dòng)車上。
全文摘要
一體化電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速傳感器，電路上由電子控制單元ECU、轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、轉(zhuǎn)速感應(yīng)霍爾元件組、轉(zhuǎn)向信號(hào)調(diào)理電路、平面霍爾傳感器組成，結(jié)構(gòu)上由轉(zhuǎn)速磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、方向機(jī)磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、空心多棱柱體、單耳固定支架、雙耳固定支架、連接器插座、插針、弧形連桿、轉(zhuǎn)盤、弧形連桿定位螺絲、轉(zhuǎn)盤中心孔、空心圓柱體和空心圓柱體臺(tái)階部分組成，其要點(diǎn)在于所述的空心多棱柱體上同時(shí)集成包含了一個(gè)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向傳感器和一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，在滿足電子兼容性的條件下將兩者統(tǒng)一在一個(gè)一體化的結(jié)構(gòu)中，這種設(shè)計(jì)思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。
文檔編號(hào)G01P13/04GK103158757SQ20111041006
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
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