CN203485997U - 一种汽车方向盘转角传感器 - Google Patents
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Abstract
为解决现有利用巨磁阻测量方向盘转动的绝对角度的汽车方向盘转角传感器对结构件精度要求高和容易造成圈数误判的问题，本实用新型提供了一种汽车方向盘转角传感器，包括主动轴、第一电容板、第二电容板、电路板及盒体；所述主动轴设置有外螺纹，所述第一电容板设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述第二电容板固定在所述盒体底部且与所述第一电容板间隔设置；所述盒体上设置有凸起件，所述第一电容板上设置有与所述凸起件相配合的滑动槽；所述第一电容板、第二电容板与所述电路板之间通过电气线路连接。本实用新型提供的汽车方向盘转角传感，通过检测第一电容板和第二电容板之间的电容变化，可以判断出方向盘转动的绝对角度。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种汽车方向盘转角传感器。
背景技术
随着汽车行业的发展，消费者对汽车安全性能要求以及驾驶舒适性的要求也逐步提高，开发更加安全，舒适的安全控制系统是汽车安全系统发展的必然趋势，主动安全系统被越来越多的车辆作为标配，而诸如ESP、AFS、防疲劳驾驶、辅助倒车系统等主动安全系统都使用了方向盘转角传感器，因此，方向盘转角传感器的性能直接影响行车安全，精准的方向盘转动角度输出直接影响主动安全系统对驾驶员行驶意图的判断，进而影响行车的安全。
目前使用的汽车方向盘转角传感器多使用磁阻原理或光栅对方向盘转角进行测量，对汽车方向盘转角传感器的结构精度要求较高，例如专利CN101966856，它的处理方法是获得小齿轮旋转的角度α，获得大齿轮旋转的角度β，再由微处理器根据α、β及大小齿轮转角关系图算出大齿轮旋转的圈数P，最后由转动的圈数P和大齿轮旋转的角度β算出主齿轮旋转的角度θ。该方案是利用单个齿轮及其转动圈数来计算方向盘转动的绝对角度的，对结构精度要求非常高，也容易造成对齿轮转动圈数的误判，增加了设计难度和成本。
实用新型内容
为解决现有利用巨磁阻测量方向盘转动的绝对角度的汽车方向盘转角传感器对结构件精度要求高和容易造成圈数误判的问题，本实用新型提供了一种汽车方向盘转角传感器。
一种汽车方向盘转角传感器，包括：主动轴、第一电容板、第二电容板、电路板及盒体；所述主动轴设置有外螺纹，所述第一电容板设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述第二电容板固定在所述盒体底部且与所述第一电容板间隔设置；所述盒体上设置有凸起件，所述第一电容板上设置有与所述凸起件相配合的滑动槽；所述第一电容板、第二电容板与所述电路板之间通过电气线路连接。
本实用新型技术方案，通过盒体上的凸起件和第一电容板上的滑动槽的配合，在方向盘转动带动主动轴转动时，主动轴转动带动第一电容板相对第二电容板上下移动，防止第一电容板随主动轴的旋转而转动，从而将方向盘的转动变为第一电容板相对于第二电容板的上下移动，而第一电容板与第二电容板之间距离的变化影响到二者之间电容大小，通过检测第一电容板与第二电容板之间的电容变化可以判断出方向盘转动的绝对角度，有效地解决了现有利用巨磁阻测量方向盘转动的绝对角度的汽车方向盘转角传感器对结构件精度要求高和容易造成圈数误判的问题。
优选地，所述主动轴空心轴。
优选地，所述第二电容板中间开孔。
优选地，所述盒体底部开孔。
优选地，所述电路板用于检测所述第一电容板与所述第二电容板之间的电容。
优选地，所述电路板上设有电源芯片、微处理器芯片。
优选地，所述电源芯片为DC-DC芯片。
优选地，其特征在于，所述电路板设置在所述主动轴及第一电容板的一侧。
附图说明
图1是本实用新型一实施例提供的汽车方向盘转角传感器的结构示意图；
图2是沿图1的B-B方向的剖视图；
图3是图2中A处所示的局部放大图。
其中，1、主动轴；2、第一电容板；3、第二电容板；4、盒体；5、电路板；21、滑动槽；41、凸起件。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1、图2及图3所示，本实用新型一实施例提供的汽车方向盘转角传感器，包括：主动轴1、第一电容板2、第二电容板3、电路板5及盒体4；所述主动轴1设置有外螺纹，所述第一电容板2设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述第二电容板3固定在所述盒体4底部且与所述第一电容板2间隙设置；所述盒体4上设置有凸起件41，所述第一电容板2上设置有与所述凸起件41相配合的滑动槽21；所述第一电容板2、第二电容板3与所述电路板5之间通过电气线路连接。本实施例中，所述凸起件41可以是定位柱、凸台、固定顶针等各种形式的结构，而所述滑动槽21与所述凸起件41相对应，可以是定位槽、凹槽、方孔及其他不规则孔，只要能够保证所述凸起件41与所述滑动槽21相配合，在方向盘转动带动主动轴1转动时，所述主动轴1转动带动所述第一电容板2相对所述第二电容板3上下移动，防止所述第一电容板2随所述主动轴1的旋转而转动即可。在本实新型另一实施例中，所述第一电容板2上设置有凸起件，所述盒体4上设置有与所述凸起件相对应的滑动槽，只要能够保证所述凸起件与所述滑动槽相配合，在方向盘转动带动所述主动轴1转动时，所述主动轴1转动带动所述第一电容板2相对于所述第二电容板3上下移动，防止所述第一电容板2随所述主动轴1的旋转而转动即可。
本实用新型提供的汽车方向盘转角传感器，由于通过盒体4上的凸起件41与第一电容板2上的滑动槽21的配合，在方向盘转动带动主动轴1转动时，主动轴转动带动第一电容板2相对第二电容板3上下移动，防止了第一电容2随着主动轴1的旋转而转动，从而将方向盘的转动变为第一电容板相对于第二电容板的上下移动，而第一电容板2和第二电容板3之间的距离变化影响到二者之间电容大小，通过电路板5检测第一电容板2与第二电容板3之间的电容变化可以判断出方向盘转动的绝对角度，其中，所述方向盘转动的绝对角度θ与第一电容板2移动距离δ的关系如下：δ＝P＊Z，其中，δ为第一电容板2移动的距离、P为主动轴1的螺距、Z为主动轴1转动的圈数。
优选地，所述主动轴1为空心轴。本实施例中，所述主动轴1为空心轴，该空心轴的中间是供转向杆通过的，转向杆是用来连接汽车前轮转向节和转向齿轮，使方向盘转动时，可使前轮由一边摆向另一边。
优选地，所述第二电容板3中间开孔。本实施例中，所述第二电容板3中间开孔，转向杆贯穿装配入所述开孔。
优选地，所述盒体4底部开孔。本实施例中，所述盒体4底部开孔，转向杆贯穿装配入所述开孔。
优选地，所述电路板5用于检测所述第一电容板2与所述第二电容板3之间的电容。本实施例中，所述电路板5通过电气线路检测所述第一电容板2与所述第二电容板3之间的电容变化C，所述电路板5根据公式方式C＝ε＊S／δ计算出所述第一电容板2和所述第二电容板3之间的电容C，其中，ε是所述第一电容板2和所述第二电容板2的极板间介质的介电常数、S是极板面积以及δ是所述第一电容板2移动距离。
优选地，所述电路板5上设有电源芯片、微处理器芯片。本实施例中，所述电路板5在检测到所述第一电容板2与所述第二电容板3之间的电容变化后，所述电路板5通过微处理器芯片判断出方向盘转动的绝对角度，其中，所述微处理器芯片是根据公式方式θ＝C＊ε＊S／(360＊P)判断出向盘转动的绝对角度，其中，ε是所述第一电容板2和所述第二电容板3的极板间介质的介电常数、S是极板面积、P是螺距以及C是所述第一电容板2和所述第二电容板3之间的电容。
优选地，所述电源芯片为DC-DC芯片。本实施例中，所述电源芯片采用低功耗、低压降、载流能力达150mA的DC-DC芯片，在电源源端增加过流保护期间，保证各个功能芯片的稳定工作。
优选地，所述电路板5设置在所述主动轴1及第一电容板2的一侧。本实施例中，所述电路板5检测所述第一电容板2与所述第二电容板3之间的电容变化后，可以判断出方向盘转动的绝对角度，并通过CAN收发器芯片将所述方向盘转动的绝对角度传输到汽车CAN总线网络为ESP、AFS、辅助倒车系统等主动安全系统的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)提供精确的实时方向盘转动的绝对角度，为主动安全系统对驾驶员行驶意图的判断提供了精准的方向盘转动的绝对角度的信息依据，从而达到了主动保护作用并保证了行车安全。
具体的安装位置和装配及使用过程描述如下，本实用新型提供的汽车方向盘传感器可以安装在方向盘下方的方向柱内。其装配过程如下，将第二电容板3固定在盒体4底部且与所述第一电容板2间隙设置，而第一电容板2通过内螺纹与主动轴1的外螺纹配合与主动轴1连接，并通过盒体4上设置的凸起件41和第一电容板2上设置的滑动槽21，实现凸起件41与滑动槽21相配合，将电路板5设置在主动轴1及第一电容板2的一侧，并通过电气线路将电路板5与第一电容板2和第二电容板3相连接，从而将主动轴1、第一电容板2、第二电容板3及电路板5容纳于盒体4中。使用过程如下，第一电容板2通过内螺纹与主动轴1的外螺纹配合，在方向盘转动带动主动轴1转动时，主动轴1转动带动第一电容板2相对于第二电容板3上下移动，而第一电容板2与第二电容板3之间距离的变化影响到二者之间电容大小，通过电路板5检测第一电容板2和第二电容板3之间的电容变化可以判断出向盘转动的绝对角度，并通过CAN收发器将方向盘转动的绝对角度传输到CAN总线网络，以备ESP、ABS等主动安全系统的ECU使用。
本实用新型上述实施例提供的汽车方向盘转角传感器，通过盒体4上的凸起件41与第一电容板2上的滑动槽21的配合，在方向盘转动带动主动轴1转动时，主动轴1转动带动第一电容板2相对第二电容板3上下移动，防止了第一电容2随着主动轴1的旋转而转动，从而将方向盘的转动变为第一电容板1相对于第二电容板3的上下移动，而第一电容板2和第二电容板3之间距离的变化影响到二者之间电容大小，通过电路板5检测第一电容板2和第二电容板3之间的电容变化可以判断出方向盘转动的绝对角度。另外，本实用新型提供的汽车方向盘转角传感器可以自动识别方向盘转动方向，不需要额外的方向信号，对结构件的设计要求相对降低，从而降低了成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种汽车方向盘转角传感器，其特征在于，包括主动轴、第一电容板、第二电容板、电路板及盒体；所述主动轴设置有外螺纹，所述第一电容板设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述第二电容板固定在所述盒体底部且与所述第一电容板间隔设置；
所述盒体上设置有凸起件，所述第一电容板上设置有与所述凸起件相配合的滑动槽；
所述第一电容板、第二电容板与所述电路板之间通过电气线路连接。
2.如权利要求1所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述主动轴为空心轴。
3.如权利要求2所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述第二电容板中间开孔。
4.如权利要求3所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述盒体底部开孔。
5.如权利要求1所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述电路板用于检测所述第一电容板与所述第二电容板之间的电容。
6.如权利要求5所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述电路板上设有电源芯片、微处理器芯片。
7.如权利要求6所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述电源芯片为DC-DC芯片。
8.如权利要求1至7中任一项所述的汽车方向盘转角传感器，其特征在于，所述电路板设置在所述主动轴及第一电容板的一侧。
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- 2013-09-27 CN CN201320599984.0U patent/CN203485997U/zh not_active Expired - Fee Related
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