一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，基于霍尔感应传感器原理，在电动助力转向系统EPS的输入轴和输出轴上分别安装有一个具有一定周期的多极磁环，在磁环的侧面安装有多路输出的线性霍尔芯片，用于检测输入输出轴的转角，并计算出两个角度的角度差，得到扭力杆的相对转角，本实用新型专利技术的扭矩传感器架构具有灵活的可扩展性，能够冗余输出一组扭力杆转角信号T3、T4，使得传感器更加安全，保障数据的有效性，且一定程度上能够自检，提高EPS扭矩转角传感器的安全等级达到ASIL

【技术实现步骤摘要】
一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器


[0001]本技术涉及EPS扭矩传感器
，尤其是一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器。

技术介绍

[0002]扭矩传感器，一般用来测量驾驶员作用在方向盘上力矩的大小和方向，并将其转换为电信号，动力转向ECU接收此信号及车速信号，决定辅助动力的方向和大小，从而在低速行驶时控制转向力矩变小，在高速行驶时控制转向力矩适度增大，它是电动助力转向系统(EPS)的重要组成元件之一。
[0003]扭矩与扭力杆转角呈线性相关，通过采集扭力杆转角信号即可得到扭矩。
[0004]经检索，中国技术专利授权公开号为CN213932929U的一种四路PWM信号的扭矩传感器，其结构如图7所示，具体包括：与汽车方向盘的输入轴耦接相连的磁环01，多对磁极沿磁环外表面均匀分布；导磁体02，两个该导磁体呈上下位置套设在磁环外周，磁环与导磁体可相对转动，两个该导磁体沿磁环轴线突出的突出条呈交错嵌合分布并在轴向位置产生部分重叠；集磁块03，两个导磁体分别配置有一个集磁块，且该两个集磁块呈上下位置对称分布；贴片型霍尔芯片04，位于两个集磁块上下位置之间的间隙中，具有四路PWM信号输出引脚。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中的缺陷，本技术提供一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，采用一种与现有技术结构不同的新结构，通过分别测量输入轴转角和输出轴转角得到扭力杆转角，具有很好的可扩展性。
[0006]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案，包括：
[0007]一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，包括：输入轴上安装的输入轴磁环，放置在输入轴磁环侧面的霍尔芯片即输入轴第一芯片，输出轴上安装的输出轴磁环，放置在输出轴磁环侧面的霍尔芯片即输出轴第一芯片；
[0008]所述输入轴第一芯片和输出轴第一芯片分别用于测量输入轴转角和输出轴的转角。
[0009]优选的，所述输入轴第一芯片和输出轴第一芯片均为双Die的霍尔芯片，所述双Die的霍尔芯片包括Die
‑
A和Die
‑
B，输出两路独立的信号。
[0010]优选的，所述输入轴第一芯片的Die
‑
A与输出轴第一芯片的Die
‑
B相连接，用于接收输出轴第一芯片所测得的输出轴转角，并根据输入轴第一芯片所测得的输入轴转角和输出轴第一芯片所测得的输出轴转角，得到第一路扭力杆转角信号T1；
[0011]所述输出轴第一芯片的Die
‑
A与输入轴第一芯片的Die
‑
B相连接，用于接收输入轴第一芯片所测得的输入轴转角，并根据输出轴第一芯片所测得的输出轴转角和输入轴第一芯片所测得的输入轴转角，得到与第一路扭力杆转角信号T1互为相关的第二路扭力杆转角
信号T2。
[0012]优选的，所述输入轴第一芯片的Die
‑
A与输出轴第一芯片的Die
‑
B采用第一路供电电源VCC1供电；所述输出轴第一芯片的Die
‑
A与输入轴第一芯片的Die
‑
B采用第二路供电电源VCC2供电。
[0013]优选的，在输入轴磁环的侧面还冗余放置有输入轴第二芯片；在输出轴磁环的侧面也冗余放置有输出轴第二芯片。
[0014]优选的，所述输入轴第二芯片和输出轴第二芯片均为双Die的霍尔芯片，所述双Die的霍尔芯片包括Die
‑
A和Die
‑
B，输出两路独立的信号；
[0015]所述输入轴第二芯片的Die
‑
A与输出轴第二芯片的Die
‑
B相连接，用于接收输出轴第二芯片所测得的输出轴转角，并根据输入轴第二芯片所测得的输入轴转角和输出轴第二芯片所测得的输出轴转角，得到第三路扭力杆转角信号T3；
[0016]所述输出轴第二芯片的Die
‑
A与输入轴第二芯片的Die
‑
B相连接，用于接收输入轴第二芯片所测得的输入轴转角，并根据输出轴第二芯片所测得的输出轴转角和输入轴第二芯片所测得的输入轴转角，得到与第三路扭力杆转角信号T3互为相关的第四路扭力杆转角信号T4。
[0017]优选的，所述输入轴第二芯片的Die
‑
A与输出轴第二芯片的Die
‑
B采用第一路供电电源VCC1供电；所述输出轴第二芯片的Die
‑
A与输入轴第二芯片的Die
‑
B采用第二路供电电源VCC2供电。
[0018]优选的，芯片所输出的信号为PWM、数字SENT、SPC信号中的任意一种。
[0019]优选的，互为相关的两路扭力杆转角信号采用SENT或SPC输出且共用一个输出端。
[0020]本技术的优点在于：
[0021](1)本技术采用一种与现有技术结构不同的新结构，在电动助力转向系统EPS的输入轴和输出轴上分别安装有一个具有一定周期的多极磁环，在磁环的侧面安装有线性霍尔芯片，用于检测输入输出轴的转角，并计算出两个角度的角度差，得到扭力杆的相对转角，具有很好的可扩展性。
[0022](2)随着智能驾驶和无人驾驶汽车的研究和发展，整车功能安全的提高同样对汽车零部件提出了更高安全等级的要求，尤其是像电动助力转向系统(EPS)这种核心零部件更是需要达到ASIL
‑
D等级的功能安全指标，因此，起到位置测量反馈的EPS扭矩传感器也需要达到ASIL
‑
D等级。本技术利用结构的可扩展性，在输入轴磁环的侧面冗余放置有另外一个双Die霍尔芯片；在输出轴磁环的侧面也冗余放置有另外一个双Die霍尔芯片，从而冗余输出一组扭力杆转角信号T3、T4，使得传感器更加安全，保障数据的有效性，且一定程度上能够自检，提高EPS扭矩传感器的安全等级达到ASIL
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D等级，从而满足当下车辆智能驾驶以及未来无人驾驶系统对EPS扭矩传感器功能安全的需求。
[0023](3)本技术采用两组供电电源，进一步提高EPS扭矩传感器的安全性能。
[0024](4)现有技术中多采用模拟信号或PWM信号的输出方式，信号中不能包含传感器的故障诊断信号，且随着输出信号的冗余增加，传感器的pin针数量也随之增加，成本也增加。本技术的扭矩传感器输出接口采用SENT或SPC通讯方式，可增加信号传输的抗干扰能力，同时，这种通讯方式中可以增加信号校验、可以传输传感器的诊断信息，更能满足传感器的安全可靠性要求。
[0025](5)SENT和SPC协议输出，可以让多路信号共用一根线束，减少连接线束，减少传感器PIN针的数量，有利于降低成本。
附图说明
[0026]图1为本实施例的EPS扭矩传感器的整体示意图。
[0027]图2为本实施例的EPS扭矩传感器的输入轴端示意图。
[0028]图3为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，其特征在于，包括：输入轴上安装的输入轴磁环(10)，放置在输入轴磁环(10)侧面的霍尔芯片即输入轴第一芯片(1A)，输出轴上安装的输出轴磁环(20)，放置在输出轴磁环(20)侧面的霍尔芯片即输出轴第一芯片(2A)；所述输入轴第一芯片(1A)和输出轴第一芯片(2A)分别用于测量输入轴转角和输出轴的转角。2.根据权利要求1所述的一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，其特征在于，所述输入轴第一芯片(1A)和输出轴第一芯片(2A)均为双Die的霍尔芯片，所述双Die的霍尔芯片包括Die
‑
A和Die
‑
B，输出两路独立的信号。3.根据权利要求2所述的一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，其特征在于，所述输入轴第一芯片(1A)的Die
‑
A与输出轴第一芯片(2A)的Die
‑
B相连接，用于接收输出轴第一芯片(2A)所测得的输出轴转角，并根据输入轴第一芯片(1A)所测得的输入轴转角和输出轴第一芯片(2A)所测得的输出轴转角，得到第一路扭力杆转角信号T1；所述输出轴第一芯片(2A)的Die
‑
A与输入轴第一芯片(1A)的Die
‑
B相连接，用于接收输入轴第一芯片(1A)所测得的输入轴转角，并根据输出轴第一芯片(2A)所测得的输出轴转角和输入轴第一芯片(1A)所测得的输入轴转角，得到与第一路扭力杆转角信号T1互为相关的第二路扭力杆转角信号T2。4.根据权利要求3所述的一种基于多极磁环结构的EPS扭矩传感器，其特征在于，所述输入轴第一芯片(1A)的Die
‑
A与输出轴第一芯片(2A)的Die
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B采用第一路供电电源VCC1供电；所述输出轴第一芯片(2A)的Die
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A与输入轴第一芯片(1A)的Die
‑
B采用第二路供电电源VCC2供电。5.根据权利要求1所述的一种基于多极磁环结构的EPS扭...

【专利技术属性】
技术研发人员：白宇，
申请(专利权)人：上海精传电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：