专利名称：编码磁阻结合式esp绝对式多圈角度传感器的利记博彩app
技术领域：
编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器技术领域[0001]本实用新型涉及一种传感器，具体地说，是一种专为汽车ESP (Electrical Stability Program电子稳定性程序)开发的编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器。
背景技术：
[0002]角度的检测应用非常广泛，对于汽车领域，角度检测的是驾驶员操作方向盘的转 动角度，由于方向盘的转动是多圈的，因此需要使用多圈检测技术。多圈检测可以分为接触 式与非接触式，接触式中常用的是滑动变阻器式，角度的变化改变滑动变阻器电阻值；非接 触式中有电感式，光电式，电磁式等。非接触式在精度、噪声、使用寿命等方面都优于接触 式，其中电磁式因为应用式结构简单，运行可靠，近年来得到广泛应用。[0003]在专利CN1090315C中披露了一种检测可转动物体之转角的装置结构，用于检测 一个可转动多于360°之物体转角，其结构如图4所示，图中10为旋转轴，11为旋转轴10 带动的主齿轮，与11啮合的有2个齿数不同的从齿轮12和13，在从齿轮12和13内含有2 个磁体；当旋转轴10旋转时，从动齿轮12与13以不同速度转动，通过两个周期性的转角传 感器14与15分别探测从动齿轮12与13转动的角度；其中转角传感器周期为Ω，主齿轮 齿数为η,从动齿轮12齿数为m,转角为Θ，从动齿轮13齿数为z(=m+l),转角为Ψ。该技 术方案是基于游标原理，方向盘转动带动齿数不同的两个齿轮转动，通过检测两个齿轮单 圈的角度，进而得到方向盘转动的角度。其缺点有:[0004]1.必须使用两颗磁感应角度芯片检测两个齿轮的角度，磁感应角度芯片目前均为 国外产品，国内没有成熟产品，国内采购这类芯片的价格昂贵，在整个产品成本中占40%以 上，导致国内开发的传感器产品缺乏竞争力，无法打开市场。[0005]2.游标原理是基于两组不同齿数比的齿轮副传动，对齿轮精度要求高，同时两组 齿轮副之间齿数比不能超差否则超出游标原理适用范围。[0006]US7775129专利也公开了一种基于上述专利改进后的方案，如图5所示，也是使用 游标原理，但是将其中一个小齿轮29与另一小齿轮26相啮合，并设置两颗角度磁感应芯片 序号27和30来检测角度；图中25为主齿轮，2为传感器外壳，I为转动管柱。该技术方案 与前述专利一样，仍然使用两颗角度感应芯片，只是改变了齿轮的啮合对象，因此同样存在 对齿轮精度的要求以及齿数比超差问题。发明内容[0007]本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于霍尔开关和霍尔 角度传感器的磁感应技术的编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器。[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:[0009]一种编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器，包括与方向盘管柱一起转动的 齿轮，所述齿轮上设置有同心圆的编码盘，编码盘上分布有圆弧段的缺口 ；所述齿轮还啮合 着一个小齿轮，小齿轮包含径向分布的磁铁，可被磁感应角度传感器检测转动，其输出范围在0° -360° ;所述小齿轮的齿数为齿轮的l/k(k为齿轮与小齿轮的齿数比，k>l);在所述 编码盘的圆周上还间隔30°排列着4个带磁铁的霍尔开关芯片，当编码盘每转动30°，4个 霍尔开关芯片就输出变化一次。作为一种优选，所述编码盘上分布的圆弧段的缺口有4段，分别位于圆周的 0。 -60。 、90。 -120。 ,150° -180。和 270。 -300。。作为一种优选，所述4个霍尔开关芯片可结合编码盘实现单圈内由0与1构成的 4位二进制数字量表示每30°。作为一种优选，在方向盘转动多圈范围内，基于段数与磁感应角度传感器0 360°输出计算多圈方向盘转动角度的计算公式为(a)根据磁感应角度传感器4输出a与齿轮(2)与小齿轮3间传动比k，记当前 圈数i，则方向盘多圈角度A为A=(a+i*360° )/k(b)根据当前段数n与方向盘所在圈数j，总段数m，则方向盘多圈角度A为A ^ n*360° /m+j*360°(c)其中i，j均为整数，由以上两个公式与限定的误差范围确定最终的i值，进而 得到方向盘多圈角度值A。作为一种优选，方向盘转动多圈范围内，段数与磁感应角度传感器的输出值相对 关系没有重叠。本实用新型是将角度感应芯片的使用个数降低，因此在不降低传感器精度的同 时，降低了设计成本。相比现有技术，其有益效果具体表现在a)减少一个传动齿轮，减少了对应的模具开发。b)减少了一个磁感应角度芯片，从设计上降低了产品成本。c)将游标原理进行分段设计，扩大了产品的容差范围。d)由于本实用新型只有一个磁感应角度芯片使用，因此系统对MCU(Micro Controller Unit微型处理芯片)的要求降低,可以选择更为简单的MCU,从而进一步节省 了成本。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为转角和磁感应角度传感器输出与段数XY图；图3为段数和磁感应角度传感器输出的角度XY图；图4为现有技术(专利CN1090315C)的结构示意图；图5为现有技术(专利US7775129)的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型进行详细的描述。如图1所示，与方向盘管柱一起转动的齿轮2上设置着同心圆的编码盘1，编码盘 1为导磁体材料，其上分布有圆弧段缺口 ；如此时编码盘的图示位置为0°，则按逆时针方 向，缺口位置分别在圆周的0° -60。、90。-120。、150。-180。和270。-300。;编码盘1与齿轮2在机械上可做成一个整体，一起跟随方向盘转动。齿轮2还啮合着一个小齿轮3， 小齿轮3包含径向分布的磁铁,其齿数为齿轮2的Ι/k ；4为检测齿轮3转动的磁感应角度传感器，感应在小齿轮3内随之转动的磁铁方向变化，得出小齿轮3的转动角度，其范围在 0° -360°。图中，5、6、7、8为4个带磁铁的霍尔开关芯片，在编码盘I的圆周上间隔30° 地排列。当缺口到达霍尔开关芯片5时，开关闭合输出；缺口离开时，开关断开。[0031]4个霍尔开关芯片5、6、7、8可结合编码盘I实现单圈内由O与I构成的4位二进制数字量表示每30° ;如果记开关闭合时输出为1，断开时为0，则编码盘I顺时针旋转360° 时，其转动时对应的霍尔开关芯片输出列表如下:[0032]
权利要求1.一种编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器,包括与方向盘管柱一起转动的齿 轮(2)，其特征在于，所述齿轮(2)上设置有同心圆的编码盘(1)，编码盘(I)上分布有圆弧 段的缺口 ；所述齿轮(2)还啮合着一个小齿轮(3)，小齿轮(3)包含径向分布的磁铁，可被磁 感应角度传感器(4)检测转动，其输出范围在0° -360° ;所述小齿轮(3)的齿数为齿轮(2) 的l/k，k为齿轮2与小齿轮3的齿数比，k>l ;在所述编码盘(I)的圆周上还间隔30°排列 着4个带磁铁的霍尔开关芯片(5)、(6)、(7)、(8)，当编码盘(I)每转动30°，4个霍尔开关 芯片就输出变化一次。
2.根据权利要求1所述编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器，其特征在于， 所述编码盘(I)上分布的圆弧段的缺口有4段，分别位于圆周的0° -60°、90° -120°、 150。-180。和 270。-300。。
3.根据权利要求1或2所述编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器，其特征在于， 所述4个霍尔开关芯片(5)、(6)、(7)、(8)可结合编码盘(I)实现单圈内由O与I构成的4 位二进制数字量表示每30°。
专利摘要本实用新型提供了一种编码磁阻结合式ESP绝对式多圈角度传感器，包括与方向盘管柱一起转动的齿轮，齿轮上设置有同心圆的编码盘，编码盘上分布有圆弧段的缺口；齿轮还啮合着一个小齿轮，小齿轮包含径向分布的磁铁，可被磁感应角度传感器检测转动，其输出范围在0°-360°；小齿轮的齿数为齿轮的1/k；在编码盘的圆周上还间隔30°排列着4个带磁铁的霍尔开关芯片，当编码盘1每转动30°，4个霍尔开关芯片就输出变化一次；4个霍尔开关芯片可结合编码盘实现单圈内由0与1构成的4位二进制数字量表示每30°。本实用新型将角度感应芯片的使用个数降低，因此在不降低传感器精度同时，降低了设计成本。
文档编号G01B7/30GK203163676SQ20122073027
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者周良杰 申请人:万向钱潮(上海)汽车系统有限公司, 万向集团公司