CN207843065U - 一种方向盘转角检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方向盘转角检测装置，包括：蜗杆，其设置在方向盘下部，并与方向盘转向柱同轴连接；蜗轮，其与所述蜗杆啮合，并能够在所述蜗杆带动下转动；角度读取装置，其包括：圆环形光栅，其为径向光栅，所述圆环形光栅与所述蜗轮间隔一定距离同轴固定安装在所述蜗轮轴上；光敏元件，其固定设置在所述蜗轮与所述圆环形光栅之间；光源，其与所述圆环形光栅间隔一定距离设置在与所述光敏元件相对的一侧，并与所述光敏元件的位置相对应，所述光源发出的光线照射在所述圆环形光栅上；其中，所述光敏元件用于感应透过所述圆环形光栅的光线变化并将其转化为电脉冲信号。本实用新型提供的方向盘转角检测装置具有较高的精度。

Description

一种方向盘转角检测装置

技术领域

本实用新型属于汽车方向盘转角检测技术领域，特别涉及一种方向盘转角检测装置。

背景技术

汽车方向盘转角传感器是测量方向盘转向角度的电子部件，为汽车主动安全系统提供必需的方向盘转角信号。例如：电子稳定系统(ESP)有了方向盘转角信号可以实现防滑和防侧摆等高级功能；电动助力转向系统(EPS)有了精确的方向盘转角信号可以实现方向盘抖动的阻尼控制功能和将方向盘带到零位的主动回正控制功能；自适应前照灯系统(AFS)有了方向盘转角信号就可以自动调节照明角度，避免在坡道和弯道处出现照明盲区。因此，汽车方向盘转角检测与行车安全息息相关。

方向盘转角检测依赖于转角传感器，通过转角传感器、中间传动机构和相关感知元件及电路，可以得到汽车方向盘的绝对转角信息。传统的转角传感器依赖于不同的工作原理，如光电效应、电阻分压作用、磁阻效应等，不同的转角传感器都具有不同的优缺点，在汽车方向盘的转角检测中得到的应用。一般的转角传感器只能检测一周(360°)范围内的绝对转角位置，即单圈转角传感器。而方向盘的转动范围一般不止一周，如家用轿车的方向盘转动范围接近正负两周半(即±900°)。

因此，一种具有高的转角测量精度和分辨率的汽车方向盘转角检测装置成为解决问题的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有方向盘转角检测装置测量精度低的缺陷，提供了一种精度较高的方向盘转角检测装置。

本实用新型提供的技术方案为：

一种方向盘转角检测装置，包括：

蜗杆，其设置在方向盘下部，并与方向盘转向柱同轴连接；所述蜗杆能够随方向盘转向柱同步转动；

蜗轮，其与所述蜗杆啮合，并能够在所述蜗杆带动下转动；

角度读取装置，其包括：

圆环形光栅，其为径向光栅，所述圆环形光栅与所述蜗轮间隔一定距离同轴固定安装在所述蜗轮轴上；

光敏元件，其固定设置在所述蜗轮与所述圆环形光栅之间；

光源，其与所述圆环形光栅间隔一定距离设置在与所述光敏元件相对的一侧，并与所述光敏元件的位置相对应，所述光源发出的光线照射在所述圆环形光栅上；

其中，所述光敏元件用于感应透过所述圆环形光栅的光线变化并将其转化为电脉冲信号。

优选的是，所述圆环形光栅，光源及光敏元件分别连接方向盘内部电路。

优选的是，所述光敏元件连接信号处理器。

优选的是，所述蜗轮轴可旋转的连接在方向盘下侧的箱体上。

优选的是，所述蜗轮轴通过轴承与所述箱体连接。

优选的是，所述蜗杆的螺纹升角小于5度。

优选的是，所述蜗轮蜗杆的传动比为5。

优选的是，所述光源固定连接在方向盘下侧的箱体上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的方向盘转角检测装置，通过蜗轮蜗杆配合光敏元件检测方向盘转角，具有较高的分辨率及检测精度。

附图说明

图1为本实用新型所述的方向盘转角传感器的总体结构示意图。

图2为本实用新型所述蜗轮蜗杆结构示意图。

图3为本实用新型所述蜗杆结构示意图。

图4为本实用新型所述蜗轮结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种方向盘转角检测装置，其包括蜗杆110，其设置在方向盘100下部，并与方向盘转向柱同轴连接。所述蜗杆110上端111与方向盘固定连接，所述蜗杆110下端112连接刚性万向节120，并通过所述刚性万向节120连接在方向盘转向柱上，使所述蜗杆110与所述方向盘转向柱同步转动。蜗轮130，其与所述蜗杆110啮合，并能够在所述蜗杆110带动下转动。所述蜗轮130通过盘面两侧向外延伸的蜗轮轴131连接在汽车方向盘下侧的箱体140上。所述箱体140上开设圆孔，并在所述圆孔中固定安装轴承，所述蜗轮轴131配合安装在所述轴承中。

角度读取装置，其包括：圆环形光栅210，其为径向光栅，所述圆环形光栅210与所述蜗轮130间隔一定距离同轴固定安装在所述蜗轮轴131上，使圆环形光栅210与所述蜗轮130同步转动。光敏元件220，其固定设置在所述蜗轮130与所述圆环形光栅210之间。光源230，其与所述圆环形光栅210间隔一定距离设置在与所述光敏元件220相对的一侧，并与所述光敏元件210的位置相对应，所述光源230发出的光线照射在所述圆环形光栅210上；在本实施例中，所述光敏元件220及光源230分别通过支架固定连接在方向盘100下侧的箱体140上。所述圆环形光栅210，光源230及光敏元件220分别连接方向盘内部电路，由方向盘内部电路供电。当蜗杆110随方向盘转动时，圆环形光栅210与蜗轮130同步转动，所述光敏元件220感应透过所述圆环形光栅210的光线变化并将其转化为电脉冲信号。所述光敏元件220连接信号处理器，所述信号处理器通过计算将所述电脉冲信号转化为方向盘转角。

在本实施例中，所述蜗杆的螺纹升角小于5度，以实现蜗轮蜗杆结构的自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮,蜗轮不能带动蜗杆。所述蜗轮蜗杆的传动比为其中Z₂为蜗轮的齿数，Z₁为蜗杆的头数；优选的是，所述传动比设置为5，既能有效保证测量精度，又能够控制蜗轮占用的空间。

本实用新型提供的方向盘转角检测装置，通过蜗轮蜗杆配合光敏元件检测方向盘转角，具有较高的分辨率及检测精度。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种方向盘转角检测装置，其特征在于，包括：

蜗杆，其设置在方向盘下部，并与方向盘转向柱同轴连接；所述蜗杆能够随方向盘转向柱同步转动；

蜗轮，其与所述蜗杆啮合，并能够在所述蜗杆带动下转动；

角度读取装置，其包括：

圆环形光栅，其为径向光栅，所述圆环形光栅与所述蜗轮间隔一定距离同轴固定安装在所述蜗轮轴上；

光敏元件，其固定设置在所述蜗轮与所述圆环形光栅之间；

光源，其与所述圆环形光栅间隔一定距离设置在与所述光敏元件相对的一侧，并与所述光敏元件的位置相对应，所述光源发出的光线照射在所述圆环形光栅上；

其中，所述光敏元件用于感应透过所述圆环形光栅的光线变化并将其转化为电脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述圆环形光栅，光源及光敏元件分别连接方向盘内部电路。

3.根据权利要求2所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述光敏元件连接信号处理器。

4.根据权利要求1或3所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述蜗轮轴可旋转的连接在方向盘下侧的箱体上。

5.根据权利要求4所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述蜗轮轴通过轴承与所述箱体连接。

6.根据权利要求1所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述蜗杆的螺纹升角小于5度。

7.根据权利要求6所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆的传动比为5。

8.根据权利要求7所述的方向盘转角检测装置，其特征在于，所述光源固定连接在方向盘下侧的箱体上。