专利名称：方向盘转角测量传感器和相关测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及转角测量技术领域，特别涉及方向盘转角测量技术领域，具体是指一种方向盘转角测量传感器和相关测量系统。
背景技术：
传感器在汽车现代化系统中扮演着重要的角色。随着社会对安全、节能环保汽车的需求的提高，更多的汽车装备了电动转向器(EPS)和电子稳定程序(ESP)以及其他智能控制系统。这些汽车电控系统的有效运行，需要转向角度信号。对此，目前有以下几种角度传感器I)测量方式，有使用差动变压器式和电位器式工作原理的传感器，在使用过程中 存在精度差，响应时间慢等不足，对安装的要求也比较高。2)通信方式，用户通过读取电压信号，串口数据虽然解决对角度信息的采集工作。但是电压信号易受干扰，串口通信缺少直观的监测设备和软件，用户就没办法确认收获的角度信息是否及时，正确。随着非接触式霍尔技术的应用越来越广，以及CAN总线在汽车电子产品中占有主流地位。希望提出一种方向盘转角测量传感器和相关测量系统，从而既能使用户使用方便，又具备很高的可靠性。

实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种方向盘转角测量传感器和相关测量系统，该方向盘转角测量传感器设计巧妙、结构简洁，既能使用户使用方便，又具备很高的可靠性，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，在本实用新型的第一方面，提供了一种方向盘转角测量传感器，其特点是，包括第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈、第一磁铁、第二磁铁、第一霍尔芯片和第二霍尔芯片，所述第一齿圈和所述第二齿圈分别与所述第三齿圈啮合，所述第一齿圈和所述第二齿圈中分别嵌设有所述第一磁铁和所述第二磁铁，所述第三齿圈、所述第一磁铁和所述第二磁铁均可转动设置，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均位于所述第一齿圈、所述第二齿圈和所述第三齿圈外并分别与所述第一磁铁和所述第二磁铁间隔设置。较佳地，所述第一霍尔芯片与所述第一磁铁间隔2_，所述第二霍尔芯片与所述第二磁铁间隔2mm。较佳地，所述方向盘转角测量传感器还包括电子线路板，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片安装在所述电子线路板上并与所述电子线路板电路连接。较佳地，所述方向盘转角测量传感器还包括外壳，所述第一齿圈、所述第二齿圈、所述第三齿圈、所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均位于所述外壳内，所述第三齿圈、所述第一磁铁和所述第二磁铁均可转动安装在所述外壳中。在本实用新型的第二方面，提供了一种方向盘转角测量系统，其特点是，包括CAN芯片、转角计算芯片和上述的方向盘转角测量传感器，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均分别与所述CAN芯片和所述转角计算芯片电路连接，所述CAN芯片与所述转角计算芯片电路连接。较佳地，所述方向盘转角测量系统还包括存储器，所述存储器电路连接所述CAN
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心/T O更佳地，所述存储器是电可擦除存储器。较佳地，所述方向盘转角测量系统还包括电源，所述电源分别电路连接所述第一霍尔芯片、所述第二霍尔芯片、所述转角计算芯片和所述CAN芯片。 本实用新型的有益效果具体在于I、本实用新型的方向盘转角测量传感器包括第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈、第一磁铁、第二磁铁、第一霍尔芯片和第二霍尔芯片，所述第一齿圈和所述第二齿圈分别与所述第三齿圈啮合，所述第一齿圈和所述第二齿圈中分别嵌设有所述第一磁铁和所述第二磁铁，所述第三齿圈、所述第一磁铁和所述第二磁铁均可转动设置，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均位于所述第一齿圈、所述第二齿圈和所述第三齿圈外并分别与所述第一磁铁和所述第二磁铁间隔设置，测量时第三齿圈安装在转向管柱上，转向管柱与汽车方向盘固定连接，第三齿圈转动带动第一齿圈和第二齿圈转动，进而带动第一磁铁和第二磁铁旋转，由第一霍尔芯片和第二霍尔芯片测量到，通过算法计算就可以得到当前的方向盘转动绝对角度，设计巧妙、结构简洁，既能使用户使用方便，又具备很高的可靠性，适于大规模推广应用。2、本实用新型的方向盘转角测量系统包括CAN芯片、转角计算芯片和上述的方向盘转角测量传感器，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均分别与所述CAN芯片和所述转角计算芯片电路连接，所述CAN芯片与所述转角计算芯片电路连接，转角计算芯片接收第一霍尔芯片和第二霍尔芯片的数据，经过相应的算法得到方向盘的实际转动的角度值，然后通过CAN总线和外界通信，设计巧妙、结构简洁，既能使用户使用方便，又具备很高的可靠性，适于大规模推广应用。

图I是本实用新型的方向盘转角测量传感器的一具体实施例的结构示意图。图2是本实用新型的方向盘转角测量系统的一具体实施例的结构示意图。图3是图2所示的具体实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参见图I所示，本实用新型的方向盘转角测量传感器包括第一齿圈I、第二齿圈
2、第三齿圈3、第一磁铁4、第二磁铁5、第一霍尔芯片6和第二霍尔芯片7,所述第一齿圈I和所述第二齿圈2分别与所述第三齿圈3啮合，所述第一齿圈I和所述第二齿圈2中分别嵌设有所述第一磁铁4和所述第二磁铁5，所述第三齿圈3、所述第一磁铁4和所述第二磁铁5均可转动设置，所述第一霍尔芯片6和所述第二霍尔芯片7均位于所述第一齿圈I、所述第二齿圈2和所述第三齿圈3外并分别与所述第一磁铁4和所述第二磁铁5间隔设置。[0023]所述第一霍尔芯片6与所述第一磁铁7间隔距离根据实际情况确定，在本实用新型的具体实施例中，所述第一霍尔芯片6与所述第一磁铁4间隔2_，所述第二霍尔芯片7与所述第二磁铁5间隔2mm。电子线路板(未示出)可以包括，也可以不包括，在本实用新型的具体实施例中，所述方向盘转角测量传感器还包括电子线路板，所述第一霍尔芯片6和所述第二霍尔芯片7安装在所述电子线路板上并与所述电子线路板电路连接。外壳(未示出)可以包括，也可以不包括，较佳地，所述方向盘转角测量传感器还包括外壳，所述第一齿圈I、所述第二齿圈2、所述第三齿圈3、所述第一磁铁4、所述第二磁铁5、所述第一霍尔芯片6和所述第二霍尔芯片7均位于所述外壳内，所述第三齿圈3、所述第一磁铁4和所述第二磁铁5均可转动安装在所述外壳中。在本实用新型的具体实施例中，电子线路板也位于外壳中。请参见图2所示，本实用新型的方向盘转角测量系统包括CAN芯片、转角计算芯片和上述的方向盘转角测量传感器，所述第一霍尔芯片6和所述第二霍尔芯片7 (即图2中的 传感器芯片)均分别与所述CAN芯片和所述转角计算芯片电路连接，所述CAN芯片与所述转角计算芯片电路连接。为了及时存储相关信息，请参见图2所示，在本实用新型的具体实施例中，所述方向盘转角测量系统还包括存储器，所述存储器电路连接所述CAN芯片。所述存储器可以是任何合适的存储器，在本实用新型的具体实施例中，所述存储器是电可擦除存储器E2prom。电源可以包括，也可以不包括，较佳地，所述方向盘转角测量系统还包括电源，所述电源分别电路连接所述第一霍尔芯片6、所述第二霍尔芯片7、所述转角计算芯片和所述CAN芯片。请参见图2所示，在本实用新型的具体实施例中，所述电源还电路连接所述存储器。请参见图3所示，使用时，第三齿圈3安装在转向管柱上，转向管柱与汽车方向盘固定连接，车辆点火后，首先初始化通过CAN芯片对方向盘转角测量传感器进行启动标定(例如通过CAN芯片使用特定的ID对第一霍尔芯片6和第二霍尔芯片7发送标定命令)，第一霍尔芯片6和第二霍尔芯片7把当前位置作为零点，接着，随着方向盘转动，第三齿圈3转动带动第一齿圈I和第二齿圈2转动，进而带动第一磁铁4和第二磁铁5旋转，由第一霍尔芯片6和第二霍尔芯片7测量到；然后读取芯片数据角计算芯片接收第一霍尔芯片6和第二霍尔芯片7的数据；再数据处理第一霍尔芯片6和第二霍尔芯片7获得各自相对应的磁铁的转角数据，通过转角/各齿之间的角度差计算出齿圈转过的齿数，通过第三齿圈3各齿之间的角度差*齿数，得到方向盘的实际转动的角度值；然后通过霍尔芯片发出的数据帧的标志位判断是否为有效数据，若为无效数据，则通过CAN总线向车身网络报警，若为有效数据，则发送角度数据至CAN芯片，然后通过CAN芯片和外界通信，把当前的角度信息通过CAN总线传送到车身网络，每次断电后把当前的信息储存起来，下次工作时再读取出来。本实用新型的方向盘转角测量传感器为一种非接触式霍尔转角传感器，用户可以测量方向盘转动的角度和速度。本实用新型的方向盘转角测量系统通过CAN总线进行标定和传输数据。通过CAN总线对方向盘转角测量传感器进行标定后，方向盘转角测量传感器就可以以当前位置为零点对方向盘的转动角度进行测量。[0032]本实用新型与现有技术相比有以下优点对环境要求低，性价比高，适用性强，由于可以更改外壳形状尺寸，这样用户可以根据自己的想法选择安装的位置，同时操作简单，不需要进行复杂的操作，即可使系统正常工作。具有使用方便、响应速度快，抗干扰性能好等特点。综上，本实用新型的方向盘转角测量传感器设计巧妙、结构简洁，既能使用户使用方便，又具备很高的可靠性，适于大规模推广应用。 在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种方向盘转角测量传感器，其特征在于，包括第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈、第一磁铁、第二磁铁、第一霍尔芯片和第二霍尔芯片，所述第一齿圈和所述第二齿圈分别与所述第三齿圈啮合，所述第一齿圈和所述第二齿圈中分别嵌设有所述第一磁铁和所述第二磁铁，所述第三齿圈、所述第一磁铁和所述第二磁铁均可转动设置，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均位于所 述第一齿圈、所述第二齿圈和所述第三齿圈外并分别与所述第一磁铁和所述第二磁铁间隔设置。
2.根据权利要求I所述的方向盘转角测量传感器，其特征在于，所述第一霍尔芯片与所述第一磁铁间隔2mm，所述第二霍尔芯片与所述第二磁铁间隔2mm。
3.根据权利要求I所述的方向盘转角测量传感器，其特征在于，所述方向盘转角测量传感器还包括电子线路板，所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片安装在所述电子线路板上并与所述电子线路板电路连接。
4.根据权利要求I所述的方向盘转角测量传感器，其特征在于，所述方向盘转角测量传感器还包括外壳，所述第一齿圈、所述第二齿圈、所述第三齿圈、所述第一磁铁、所述第二磁铁、所述第一霍尔芯片和所述第二霍尔芯片均位于所述外壳内，所述第三齿圈、所述第一磁铁和所述第二磁铁均可转动安装在所述外壳中。
专利摘要本实用新型涉及一种方向盘转角测量传感器，包括第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈、第一磁铁、第二磁铁、第一霍尔芯片和第二霍尔芯片，第一齿圈和第二齿圈分别与第三齿圈啮合，第一齿圈和第二齿圈中分别嵌设有第一磁铁和第二磁铁，第三齿圈、第一磁铁和第二磁铁均可转动设置，第一霍尔芯片和第二霍尔芯片均位于第一齿圈、第二齿圈和第三齿圈外并分别与第一磁铁和第二磁铁间隔设置。较佳地，第一霍尔芯片与第一磁铁间隔2mm，第二霍尔芯片与第二磁铁间隔2mm。还提供了相关的方向盘转角测量系统。本实用新型的方向盘转角测量传感器设计巧妙、结构简洁，既能使用户使用方便，又具备很高的可靠性，适于大规模推广应用。
文档编号G01B7/30GK202547590SQ20122008940
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者曹晨军, 蔡旸, 陈晓青 申请人:东风电子科技股份有限公司