專利名稱：一體化電動汽車轉向與轉速傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，可同時通過非接觸方式將電動汽車行走時的轉速和轉向信號轉化為SPI總線式信號。
背景技術：
傳感器技術是電動車的核心技術之一，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，這恰恰是汽車產業(yè)的發(fā)展大趨勢。本實用新型所述的電動車轉速傳感器是檢測電動車的車速，并將車速信號轉化為電脈沖信號，送至電機控制器的電子控制單元ECU，進行傳動控制的裝置。本實用新型所述的電動汽車轉向轉速傳感器，是控制電動汽車行駛路線和方向的重要裝置，它直接影響電動汽車的操縱性、穩(wěn)定性和安全性，是電動汽車最重要的傳感裝置之一。

實用新型內容技術問題值得注意的是，迄今為止，電動汽車的轉向傳感器與轉速傳感器無論在結構上和電路上都是獨立存在的，需要兩套裝置，兩個電路。就轉向傳感器而言，主要還是以電阻式轉向傳感器為主，它由電位計、集成電路IC部分、電流信號輸出部分組成，其電位計實際上是一個滑動可變電阻器，其滑動觸點固定在輸出軸上，滑動部分的電阻線固定在輸入軸上，當操作方向盤時，滑動觸點在電阻線上的移動使電位計的電阻值隨之變化，這種電阻值的變化經IC處理最終以電流變化的形式從滑環(huán)與電刷輸出結構將方向盤轉向信號送至E⑶中，ECU先將該模擬的電流信號A/D變換后，從而可以判斷出方向盤的回轉方向，電阻式轉向傳感器最大的缺點是，體積大，由于是接觸式結構，工作時產生的摩擦使其易于磨損，可靠性較差。技術方案為解決上述技術問題，本實用新型提出了一種一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，本實用新型的巧妙之處在于，在滿足電子兼容性的條件下將電動汽車的轉向傳感與轉速傳感兩者統(tǒng)一在一個一體化的結構中，傳感信號通過一個同步串行總線SPI輸出，真正實現(xiàn)傳感信號的數(shù)字化，這種設計思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。其技術方案具體如下一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，電路上由電子控制單元ECU(18)、轉速信號調理電路(19)、轉速感應霍爾元件組(20)、轉向信號調理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)組成，結構上由轉速磁傳動機構(21)、方向機磁傳動機構(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￠)、轉盤(7)、弧形連桿定位螺絲(10)、轉盤中心孔(14)、空心圓柱體(16)、斜齒輪⑶和空心圓柱體臺階(17)部分組成，具體為[0009](A)所述的空心多棱柱體⑴上同時集成包含了一個電動汽車轉向傳感器和一個轉速傳感器，所述的斜齒輪(8)與單耳固定支架(2)之間包含了一個轉速磁傳動機構(21)，轉速磁傳動機構(21)包括斜齒輪(8)和斜齒輪轉動軸(9)，在斜齒輪轉動軸(9)上安裝了一個永磁體； (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)的另一端有一個空心圓柱體臺階(17),圍繞空心圓柱體(16)內包含有一個方向機磁傳動機構(24)，所述的方向機磁傳動機構(24)包括轉盤軸(11)、上軸承(12)、下軸承(13)和永磁體(15)，在轉盤中心孔(14)上嵌入有一個中間大兩頭小的轉盤軸(11)，轉盤軸(11)的兩端分別套接一個上軸承(12)和一個下軸承(13)，然后插入空心圓柱體(16)中，轉盤軸的一端嵌入一根長方體的永磁體(15)，另一端插入一個轉盤中心孔(14)與轉盤(7)相連，轉盤(7)上有一個定位螺絲(10)，通過該定位螺絲(10)連接有一個弧形連桿￠)，弧形連桿出)的另一端接電動車方向機轉動軸。(C)所述雙耳固定支架(3)上還有一個連接器插座(4)，連接器插座(4)內部包括四根插針(5)。優(yōu)選的，所述的電子控制單元ECU(IS)、轉速信號調理電路(19)、轉速感應霍爾元件組(20)和轉向信號調理電路(22)均嵌入在空心多棱柱體(I)中，并位于斜齒輪轉動軸
(9)的端口和空心多棱柱體(I)的中點之間。優(yōu)選的，所述的轉向信號調理電路(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)上有一個固定孔，雙耳固定支架(3)上有兩個固定孔，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)固定安裝在電動車上。單耳固定支架上有一個固定孔，雙耳固定支架上有兩個固定孔，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車上。技術效果本實用新型所提出的一體化電動汽車轉向與轉速傳感器具有如下有益效果傳統(tǒng)的電動汽車轉向傳感器與轉速傳感器無論在結構上和電路上都是獨立的，需要兩套裝置，兩個電路，分開接線，本實用新型的巧妙之處在于，在滿足電磁兼容性的條件下將兩者統(tǒng)一在一個一體化的結構中，一套裝置、SPI總線式輸出，這種設計思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。本實用新型在電磁兼容性設計方面獨具匠心，采用了轉向傳感與轉速傳感為正交的結構形式，使其電磁干擾的相互串擾減少到最小，從而大大提高了傳感器的抗干擾能力。本實用新型還在安裝結構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。本實用新型還通過弧形連桿放大運動，減少結構上的交叉干涉。顯然，本實用新型并不是將電動汽車的轉向傳感器與轉速傳感器作簡單的組合，如果是作簡單組合拼裝的話，必然會同時遇到安裝結構上和電磁干擾方面的麻煩，這正是本實用新型解決的巧妙之處。[0022]總之，與傳統(tǒng)的轉向傳感器與轉速傳感器相比，轉向傳感和轉速傳感均采用非接觸方式，它產生意想不到的效果是，一種裝置實現(xiàn)兩種信號傳感，一塊ECU同時處理兩種傳感信號，并將其輸出傳感信號數(shù)字化和總線化，真正實現(xiàn)系統(tǒng)最省，整體最優(yōu)。

圖I 一體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面外形圖之一；圖2 —體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面外形圖之二 ；圖3 —體化電動汽車轉向與轉速傳感器反面外形圖之一；圖4 一體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面分解圖之一；圖5 —體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面分解圖之二 ；圖6 —體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面分解圖之三；圖7 —體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面分解圖之四；圖8 一體化電動汽車轉向與轉速傳感器正面分解圖之五；圖9 一體化電動汽車轉向與轉速傳感器轉盤軸局部圖；圖10 —體化電動汽車轉向與轉速傳感器內部電原理圖。標號說明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 轉盤8 斜齒輪9 斜齒輪轉動軸10 定位螺絲11 轉盤軸12 上軸承13 下軸承14 轉盤中心孔15 永磁體16 空心圓柱體17 空心圓柱體臺階18 電子控制單元E⑶19 轉速信號調理電路20 轉速感應霍爾元件組21 轉速磁傳動機構22 轉向信號調理電路23 平面霍爾傳感器[0057]24 方向機磁傳動機構25 電機控制器
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，電路上由電子控制單元ECU(18)、轉速信號調理電路(19)、轉速感應霍爾元件組(20)、轉向信號調理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)組成，結構上由轉速磁傳動機構(21)、方向機磁傳動機構(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￠)、轉盤(7)、弧形連桿定位螺絲(10)、轉盤中心孔(14)、空心圓柱體(16)、斜齒輪⑶和空心圓柱體臺階(17)部分組成，具體為
(A)所述的空心多棱柱體⑴上同時集成包含了一個電動汽車轉向傳感器和一個轉速傳感器，所述的斜齒輪(8)與單耳固定支架(2)之間包含了一個轉速磁傳動機構(21)，轉速磁傳動機構(21)包括斜齒輪(8)和斜齒輪轉動軸(9)，在斜齒輪轉動軸(9)上安裝了一個永磁體；(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)的另一端有一個空心圓柱體臺階(17),圍繞空心圓柱體(16)內包含有一個方向機磁傳動機構(24)，所述的方向機磁傳動機構(24)包括轉盤軸(11)、上軸承(12)、下軸承(13)和永磁體(15)，在轉盤中心孔(14)上嵌入有一個中間大兩頭小的轉盤軸(11)，轉盤軸(11)的兩端分別套接一個上軸承(12)和一個下軸承(13)，然后插入空心圓柱體(16)中，轉盤軸
(11)的一端嵌入一根長方體的永磁體(15)，另一端插入一個轉盤中心孔(14)與轉盤(7)相連，轉盤(7)上有一個定位螺絲(10)，通過該定位螺絲(10)連接有一個弧形連桿￠)，弧形連桿出)的另一端接電動車方向機轉動軸。(C)所述雙耳固定支架(3)上還有一個連接器插座(4)，連接器插座(4)內部包括四根插針(5)。優(yōu)選的，所述的電子控制單元ECU(IS)、轉速信號調理電路(19)、轉速感應霍爾元件組(20)和轉向信號調理電路(22)均嵌入在空心多棱柱體(I)中，并位于斜齒輪轉動軸
(9)的端口和空心多棱柱體(I)的中點之間。優(yōu)選的，所述的轉向信號調理電路(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)上有一個固定孔，雙耳固定支架(3)上有兩個固定孔，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)固定安裝在電動車上。應指出的是，為了防止兩個傳感器在結構上顧此失彼的情況，本實用新型通過轉盤(7)上連接的弧形連桿(6)來放大運動，對于不同的車型，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，本實用新型并不是將電動汽車的轉向傳感器與轉速傳感器作簡單的組合，如果是作簡單組合拼裝的話，必然會同時遇到安裝結構上和電磁干擾方面的麻煩，而這正是本實用新型解決方案的巧妙之處。[0068]總之，傳統(tǒng)的電動汽車轉向傳感器與轉速傳感器無論在結構上和電路上都是獨立的，需要兩套裝置，兩個電路，分開接線，本實用新型的巧妙之處在于，在滿足電磁兼容性的條件下將兩者統(tǒng)一在一個一體化的結構中，一套裝置、SPI總線式輸出，這種設計思想代表了汽車傳感器系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。本實用新型不是將電動汽車的轉向傳感器與轉速傳感 器作簡單的組合，它產生意想不到的效果是，一種裝置實現(xiàn)兩種信號傳感，一塊ECU同時處理兩種傳感信號，并將其數(shù)字化，真正實現(xiàn)系統(tǒng)最省，整體最優(yōu)。
權利要求1.一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，電路上由電子控制單元ECU (18)、轉速信號調理電路(19)、轉速感應霍爾元件組(20)、轉向信號調理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)組成，結構上由轉速磁傳動機構(21)、方向機磁傳動機構(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￠)、轉盤(7)、弧形連桿定位螺絲(10)、轉盤中心孔(14)、空心圓柱體(16)、斜齒輪⑶和空心圓柱體臺階(17)部分組成，其特征在于 所述的空心多棱柱體(I)上同時集成包含了一個電動汽車轉向傳感器和一個轉速傳感器，所述的斜齒輪(8)與單耳固定支架(2)之間包含了一個轉速磁傳動機構(21)，轉速磁傳動機構(21)包括斜齒輪(8)和斜齒輪轉動軸(9)，在斜齒輪轉動軸(9)上安裝了一個永磁體； 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)的另一端有一個空心圓柱體臺階(17),圍繞空心圓柱體(16)內包含有一個方向機磁傳動機構(24)，所述的方向機磁傳動機構(24)包括轉盤軸(11)、上軸承(12)、下軸承(13)和永磁體(15)，在轉盤中心孔(14)上嵌入有一個中間大兩頭小的轉盤軸(11)，轉盤軸(11)的兩端分別套接一個上軸承(12)和一個下軸承(13)，然后插入空心圓柱體(16)中，轉盤軸(11)的一端嵌入一根長方體的永磁體(15)，另一端插入一個轉盤中心孔(14)與轉盤(7)相連，轉盤(7)上有一個定位螺絲(10)，通過該定位螺絲(10)連接有一個弧形連桿￠)，弧形連桿(6)的另一端接電動車方向機轉動軸；所述雙耳固定支架(3)上還有一個連接器插座(4)，連接器插座(4)內部包括四根插針(5)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，其特征在于，所述的電子控制單元ECU(18)、轉速信號調理電路(19)、轉速感應霍爾元件組(20)和轉向信號調理電路(22)均嵌入在空心多棱柱體(I)中，并位于斜齒輪轉動軸(9)的端口和空心多棱柱體(I)的中點之間。
3.根據(jù)權利要求I所述的一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，其特征在于，所述的轉向信號調理電路(22)、平面霍爾傳感器(23)均嵌入在空心圓柱體(16)中。
4.根據(jù)權利要求I所述的一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，其特征在于，單耳固定支架(2)上有一個固定孔，雙耳固定支架(3)上有兩個固定孔，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)固定安裝在電動車上。
專利摘要一體化電動汽車轉向與轉速傳感器，電路上由電子控制單元ECU、轉速信號調理電路、轉速感應霍爾元件組、轉向信號調理電路、平面霍爾傳感器組成，結構上由轉速磁傳動機構、方向機磁傳動機構、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、轉盤、弧形連桿定位螺絲、轉盤中心孔、空心圓柱體和空心圓柱體臺階部分組成，其要點在于所述的空心多棱柱體上同時集成包含了一個電動汽車轉向傳感器和一個轉速傳感器，在滿足電子兼容性的條件下將兩者統(tǒng)一在一個一體化的結構中，這種設計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B62D5/04GK202358161SQ201120513369
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:湖南晟通科技集團有限公司