专利名称：一体化电动汽车转向与转速传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种一体化电动汽车转向与转速传感器，可同时通过非接触方式将电动汽车行走时的转速和转向信号转化为SPI总线式信号。
背景技术：
传感器技术是电动车的核心技术之一，传感器的小型化、一体化和集成化，不仅可以减少占用的空间，还能降低能耗，减少电磁干扰，提高传感器的可靠性及抗干扰能力，使其更符合环保的要求，这恰恰是汽车产业的发展大趋势。本实用新型所述的电动车转速传感器是检测电动车的车速，并将车速信号转化为电脉冲信号，送至电机控制器的电子控制单元ECU，进行传动控制的装置。本实用新型所述的电动汽车转向转速传感器，是控制电动汽车行驶路线和方向的重要装置，它直接影响电动汽车的操纵性、稳定性和安全性，是电动汽车最重要的传感装置之一。
实用新型内容技术问题值得注意的是，迄今为止，电动汽车的转向传感器与转速传感器无论在结构上和电路上都是独立存在的，需要两套装置，两个电路。就转向传感器而言，主要还是以电阻式转向传感器为主，它由电位计、集成电路IC部分、电流信号输出部分组成，其电位计实际上是一个滑动可变电阻器，其滑动触点固定在输出轴上，滑动部分的电阻线固定在输入轴上，当操作方向盘时，滑动触点在电阻线上的移动使电位计的电阻值随之变化，这种电阻值的变化经IC处理最终以电流变化的形式从滑环与电刷输出结构将方向盘转向信号送至E⑶中，ECU先将该模拟的电流信号A/D变换后，从而可以判断出方向盘的回转方向，电阻式转向传感器最大的缺点是，体积大，由于是接触式结构，工作时产生的摩擦使其易于磨损，可靠性较差。技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种一体化电动汽车转向与转速传感器，本实用新型的巧妙之处在于，在满足电子兼容性的条件下将电动汽车的转向传感与转速传感两者统一在一个一体化的结构中，传感信号通过一个同步串行总线SPI输出，真正实现传感信号的数字化，这种设计思想代表了汽车传感器系统集成的发展趋势。其技术方案具体如下一体化电动汽车转向与转速传感器，电路上由电子控制单元ECU(18)、转速信号调理电路(19)、转速感应霍尔元件组(20)、转向信号调理电路(22)、平面霍尔传感器(23)组成，结构上由转速磁传动机构(21)、方向机磁传动机构(24)、空心多棱柱体(I)、单耳固定支架(2)、双耳固定支架(3)、连接器插座(4)、插针(5)、弧形连杆￠)、转盘(7)、弧形连杆定位螺丝(10)、转盘中心孔(14)、空心圆柱体(16)、斜齿轮⑶和空心圆柱体台阶(17)部分组成，具体为[0009](A)所述的空心多棱柱体⑴上同时集成包含了一个电动汽车转向传感器和一个转速传感器，所述的斜齿轮(8)与单耳固定支架(2)之间包含了一个转速磁传动机构(21)，转速磁传动机构(21)包括斜齿轮(8)和斜齿轮转动轴(9)，在斜齿轮转动轴(9)上安装了一个永磁体； (B)所述的空心多棱柱体(I)上的单耳固定支架(2)与双耳固定支架(3)之间还突出一个空心圆柱体(16)，空心圆柱体(16)与空心多棱柱体(I)正交，在空心圆柱体(16)的另一端有一个空心圆柱体台阶(17),围绕空心圆柱体(16)内包含有一个方向机磁传动机构(24)，所述的方向机磁传动机构(24)包括转盘轴(11)、上轴承(12)、下轴承(13)和永磁体(15)，在转盘中心孔(14)上嵌入有一个中间大两头小的转盘轴(11)，转盘轴(11)的两端分别套接一个上轴承(12)和一个下轴承(13)，然后插入空心圆柱体(16)中，转盘轴的一端嵌入一根长方体的永磁体(15)，另一端插入一个转盘中心孔(14)与转盘(7)相连，转盘(7)上有一个定位螺丝(10)，通过该定位螺丝(10)连接有一个弧形连杆￠)，弧形连杆出)的另一端接电动车方向机转动轴。(C)所述双耳固定支架(3)上还有一个连接器插座(4)，连接器插座(4)内部包括四根插针(5)。优选的，所述的电子控制单元ECU(IS)、转速信号调理电路(19)、转速感应霍尔元件组(20)和转向信号调理电路(22)均嵌入在空心多棱柱体(I)中，并位于斜齿轮转动轴
(9)的端口和空心多棱柱体(I)的中点之间。优选的，所述的转向信号调理电路(22)、平面霍尔传感器(23)均嵌入在空心圆柱体(16)中。优选的，单耳固定支架(2)上有一个固定孔，双耳固定支架(3)上有两个固定孔，单耳固定支架(2)与双耳固定支架(3)在空间上相互垂直正交，传感器通过其单耳固定支架(2)和双耳固定支架(3)固定安装在电动车上。单耳固定支架上有一个固定孔，双耳固定支架上有两个固定孔，单耳固定支架与双耳固定支架在空间上相互垂直正交，传感器通过其单耳固定支架和双耳固定支架固定安装在电动车上。技术效果本实用新型所提出的一体化电动汽车转向与转速传感器具有如下有益效果传统的电动汽车转向传感器与转速传感器无论在结构上和电路上都是独立的，需要两套装置，两个电路，分开接线，本实用新型的巧妙之处在于，在满足电磁兼容性的条件下将两者统一在一个一体化的结构中，一套装置、SPI总线式输出，这种设计思想代表了汽车传感器系统集成的发展趋势。本实用新型在电磁兼容性设计方面独具匠心，采用了转向传感与转速传感为正交的结构形式，使其电磁干扰的相互串扰减少到最小，从而大大提高了传感器的抗干扰能力。本实用新型还在安装结构上采用了空间上正交的双耳固定支架和单耳固定支架链接方式，使得连接简单可靠。本实用新型还通过弧形连杆放大运动，减少结构上的交叉干涉。显然，本实用新型并不是将电动汽车的转向传感器与转速传感器作简单的组合，如果是作简单组合拼装的话，必然会同时遇到安装结构上和电磁干扰方面的麻烦，这正是本实用新型解决的巧妙之处。[0022]总之，与传统的转向传感器与转速传感器相比，转向传感和转速传感均采用非接触方式，它产生意想不到的效果是，一种装置实现两种信号传感，一块ECU同时处理两种传感信号，并将其输出传感信号数字化和总线化，真正实现系统最省，整体最优。
图I 一体化电动汽车转向与转速传感器正面外形图之一；图2 —体化电动汽车转向与转速传感器正面外形图之二 ；图3 —体化电动汽车转向与转速传感器反面外形图之一；图4 一体化电动汽车转向与转速传感器正面分解图之一；图5 —体化电动汽车转向与转速传感器正面分解图之二 ；图6 —体化电动汽车转向与转速传感器正面分解图之三；图7 —体化电动汽车转向与转速传感器正面分解图之四；图8 一体化电动汽车转向与转速传感器正面分解图之五；图9 一体化电动汽车转向与转速传感器转盘轴局部图；图10 —体化电动汽车转向与转速传感器内部电原理图。标号说明I 空心多棱柱体2 单耳固定支架3 双耳固定支架4 连接器插座5 插针6 弧形连杆7 转盘8 斜齿轮9 斜齿轮转动轴10 定位螺丝11 转盘轴12 上轴承13 下轴承14 转盘中心孔15 永磁体16 空心圆柱体17 空心圆柱体台阶18 电子控制单元E⑶19 转速信号调理电路20 转速感应霍尔元件组21 转速磁传动机构22 转向信号调理电路23 平面霍尔传感器[0057]24 方向机磁传动机构25 电机控制器
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。一体化电动汽车转向与转速传感器，电路上由电子控制单元ECU(18)、转速信号调理电路(19)、转速感应霍尔元件组(20)、转向信号调理电路(22)、平面霍尔传感器(23)组成，结构上由转速磁传动机构(21)、方向机磁传动机构(24)、空心多棱柱体(I)、单耳固定支架(2)、双耳固定支架(3)、连接器插座(4)、插针(5)、弧形连杆￠)、转盘(7)、弧形连杆定位螺丝(10)、转盘中心孔(14)、空心圆柱体(16)、斜齿轮⑶和空心圆柱体台阶(17)部分组成，具体为
(A)所述的空心多棱柱体⑴上同时集成包含了一个电动汽车转向传感器和一个转速传感器，所述的斜齿轮(8)与单耳固定支架(2)之间包含了一个转速磁传动机构(21)，转速磁传动机构(21)包括斜齿轮(8)和斜齿轮转动轴(9)，在斜齿轮转动轴(9)上安装了一个永磁体；(B)所述的空心多棱柱体⑴上的单耳固定支架(2)与双耳固定支架(3)之间还突出一个空心圆柱体(16)，空心圆柱体(16)与空心多棱柱体(I)正交，在空心圆柱体(16)的另一端有一个空心圆柱体台阶(17),围绕空心圆柱体(16)内包含有一个方向机磁传动机构(24)，所述的方向机磁传动机构(24)包括转盘轴(11)、上轴承(12)、下轴承(13)和永磁体(15)，在转盘中心孔(14)上嵌入有一个中间大两头小的转盘轴(11)，转盘轴(11)的两端分别套接一个上轴承(12)和一个下轴承(13)，然后插入空心圆柱体(16)中，转盘轴
(11)的一端嵌入一根长方体的永磁体(15)，另一端插入一个转盘中心孔(14)与转盘(7)相连，转盘(7)上有一个定位螺丝(10)，通过该定位螺丝(10)连接有一个弧形连杆￠)，弧形连杆出)的另一端接电动车方向机转动轴。(C)所述双耳固定支架(3)上还有一个连接器插座(4)，连接器插座(4)内部包括四根插针(5)。优选的，所述的电子控制单元ECU(IS)、转速信号调理电路(19)、转速感应霍尔元件组(20)和转向信号调理电路(22)均嵌入在空心多棱柱体(I)中，并位于斜齿轮转动轴
(9)的端口和空心多棱柱体(I)的中点之间。优选的，所述的转向信号调理电路(22)、平面霍尔传感器(23)均嵌入在空心圆柱体(16)中。优选的，单耳固定支架(2)上有一个固定孔，双耳固定支架(3)上有两个固定孔，单耳固定支架(2)与双耳固定支架(3)在空间上相互垂直正交，传感器通过其单耳固定支架(2)和双耳固定支架(3)固定安装在电动车上。应指出的是，为了防止两个传感器在结构上顾此失彼的情况，本实用新型通过转盘(7)上连接的弧形连杆(6)来放大运动，对于不同的车型，弧形连杆(6)可长可短，弧度可大可小，一切因地制宜。综上所述，本实用新型并不是将电动汽车的转向传感器与转速传感器作简单的组合，如果是作简单组合拼装的话，必然会同时遇到安装结构上和电磁干扰方面的麻烦，而这正是本实用新型解决方案的巧妙之处。[0068]总之，传统的电动汽车转向传感器与转速传感器无论在结构上和电路上都是独立的，需要两套装置，两个电路，分开接线，本实用新型的巧妙之处在于，在满足电磁兼容性的条件下将两者统一在一个一体化的结构中，一套装置、SPI总线式输出，这种设计思想代表了汽车传感器系统集成的发展趋势。本实用新型不是将电动汽车的转向传感器与转速传感 器作简单的组合，它产生意想不到的效果是，一种装置实现两种信号传感，一块ECU同时处理两种传感信号，并将其数字化，真正实现系统最省，整体最优。
权利要求1.一体化电动汽车转向与转速传感器，电路上由电子控制单元ECU (18)、转速信号调理电路(19)、转速感应霍尔元件组(20)、转向信号调理电路(22)、平面霍尔传感器(23)组成，结构上由转速磁传动机构(21)、方向机磁传动机构(24)、空心多棱柱体(I)、单耳固定支架(2)、双耳固定支架(3)、连接器插座(4)、插针(5)、弧形连杆￠)、转盘(7)、弧形连杆定位螺丝(10)、转盘中心孔(14)、空心圆柱体(16)、斜齿轮⑶和空心圆柱体台阶(17)部分组成，其特征在于 所述的空心多棱柱体(I)上同时集成包含了一个电动汽车转向传感器和一个转速传感器，所述的斜齿轮(8)与单耳固定支架(2)之间包含了一个转速磁传动机构(21)，转速磁传动机构(21)包括斜齿轮(8)和斜齿轮转动轴(9)，在斜齿轮转动轴(9)上安装了一个永磁体； 所述的空心多棱柱体(I)上的单耳固定支架(2)与双耳固定支架(3)之间还突出一个空心圆柱体(16)，空心圆柱体(16)与空心多棱柱体(I)正交，在空心圆柱体(16)的另一端有一个空心圆柱体台阶(17),围绕空心圆柱体(16)内包含有一个方向机磁传动机构(24)，所述的方向机磁传动机构(24)包括转盘轴(11)、上轴承(12)、下轴承(13)和永磁体(15)，在转盘中心孔(14)上嵌入有一个中间大两头小的转盘轴(11)，转盘轴(11)的两端分别套接一个上轴承(12)和一个下轴承(13)，然后插入空心圆柱体(16)中，转盘轴(11)的一端嵌入一根长方体的永磁体(15)，另一端插入一个转盘中心孔(14)与转盘(7)相连，转盘(7)上有一个定位螺丝(10)，通过该定位螺丝(10)连接有一个弧形连杆￠)，弧形连杆(6)的另一端接电动车方向机转动轴；所述双耳固定支架(3)上还有一个连接器插座(4)，连接器插座(4)内部包括四根插针(5)。
2.根据权利要求I所述的一体化电动汽车转向与转速传感器，其特征在于，所述的电子控制单元ECU(18)、转速信号调理电路(19)、转速感应霍尔元件组(20)和转向信号调理电路(22)均嵌入在空心多棱柱体(I)中，并位于斜齿轮转动轴(9)的端口和空心多棱柱体(I)的中点之间。
3.根据权利要求I所述的一体化电动汽车转向与转速传感器，其特征在于，所述的转向信号调理电路(22)、平面霍尔传感器(23)均嵌入在空心圆柱体(16)中。
4.根据权利要求I所述的一体化电动汽车转向与转速传感器，其特征在于，单耳固定支架(2)上有一个固定孔，双耳固定支架(3)上有两个固定孔，单耳固定支架(2)与双耳固定支架(3)在空间上相互垂直正交，传感器通过其单耳固定支架(2)和双耳固定支架(3)固定安装在电动车上。
专利摘要一体化电动汽车转向与转速传感器，电路上由电子控制单元ECU、转速信号调理电路、转速感应霍尔元件组、转向信号调理电路、平面霍尔传感器组成，结构上由转速磁传动机构、方向机磁传动机构、空心多棱柱体、单耳固定支架、双耳固定支架、连接器插座、插针、弧形连杆、转盘、弧形连杆定位螺丝、转盘中心孔、空心圆柱体和空心圆柱体台阶部分组成，其要点在于所述的空心多棱柱体上同时集成包含了一个电动汽车转向传感器和一个转速传感器，在满足电子兼容性的条件下将两者统一在一个一体化的结构中，这种设计思想代表了汽车传感器系统集成的发展趋势。
文档编号B62D5/04GK202358161SQ201120513369
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者不公告发明人 申请人:湖南晟通科技集团有限公司