[发明专利]转向角感测装置及转向角感测方法

说明书

技术领域

本发明涉及转向角感测装置及转向角感测方法。 

背景技术

作为机动车辆不可缺少的部分，转向机构是根据驾驶员愿望改变机动车辆行驶路线和方向的机构。这种转向机构包括：由驾驶员控制的方向盘；连接到方向盘用于传递驾驶员的转向输入的转向轴；以及安装在转向轴上用于感测方向盘的角度(转向角)的感测装置。 

典型地，连接到转向轴的方向盘能够顺时针和逆时针转动2到3圈。需要能够精确地检测转向轴的转动方向以及转向角的转向传感器。 

 发明内容

本发明提供一种转向角感测装置和方法，其能够通过对耦联到多个由轴齿轮驱动的次级齿轮的轴的磁铁的转动角进行数字处理而检测绝对转向角。 

本发明提供一种转向角感测装置和方法，其能够通过在感测多个磁铁的转动角之后进行数字处理而减小由于信号变化而产生的出错可能。 

一个实施方式提供了一种转向角感测装置，包括：轴齿轮，其耦联到转向轴；第一次级齿轮，其与轴齿轮一起转动；第二次级齿轮，其与第一次级齿轮啮合，并具有与第一次级齿轮的传动比不同的传动比；第一磁铁，其耦联在第一次级齿轮的轴上；以及第二磁铁，其耦联在第二次级齿轮的轴上。其中，所述转向角感测装置还包括第一角度检测部分和第二角度检测部分，二者分别与所述第一磁铁和所述第二磁铁以预定的距离隔开，并且分别输出与所述第一磁铁和所述第二磁铁的转动角相对应的转动比特值。所述第一角度检测部分和所述第二角度检测部分是旋转式霍尔集成电路。并且，所述转向角感测装置还包括转向角计算部分，所述转向角计算部分计算所述第一角度检测部分和所述第二角度检测部分输出的转动比特值之间的差值，并将计算得到的转动比特值之间的差值与固定的增益值相乘，以获得绝对转向角。 

一个实施方式提供一种转向角感测装置，包括：第一磁铁，其与耦联到轴齿轮的齿轮一起转动；第二磁铁，其以与第一磁铁不同的转动周期转 动；第一角度检测部分，其输出与转动的第一磁铁的磁场变化相对应的第一转动比特值；第二角度检测部分，其输出与转动的第二磁铁的磁场变化相对应的第二转动比特值；以及转向角计算部分，其利用第一角度检测部分的第一转动比特值和第二角度检测部分的第二转动比特值之间的差值而计算绝对转向角。 

一个实施方式提供一种转向角感测方法，包括：转动耦联到转向轴的轴齿轮；随着轴齿轮转动多个传动比互相不同的次级齿轮；通过角度检测部分来输出与多个磁铁的磁场变化相对应的各转动比特值，所述的多个磁铁分别耦联在各次级齿轮的轴上；以及通过利用所述多个磁铁中的任意两个磁铁的转动比特值的差值而获得转向轴的绝对转向角。 

根据本发明的上述构造的转向角感测装置及转向角感测方法的优点在于，利用通过数字化输出多个磁铁(这些磁铁随着轴齿轮的转动而分别以不同的速率转动)的转动角而进行的简单计算，能够检测绝对转向角。 

而且，由于没有模拟信号到数字信号的转换过程，因而能够减小信号转换过程中出现错误的可能性。 

此外，因为没有信号转换过程，提高了可靠性和处理速度，并且由于不需要模/数转换器，因而能够降低成本。 

而且，能够提供较小的转向角感测装置。 

此外，能够提供一种组合的传感器，该传感器感测转向角以及转向角扭矩。 

附图说明 

图1是根据第一实施方式的转向角感测装置的立体图。 

图2是根据第二实施方式的转向角感测装置的立体图。 

图3是根据第三实施方式的转向角感测装置的立体图。 

图4是根据第四实施方式的转向角感测装置的立体图。 

图5是根据第五实施方式的转向角感测装置的立体图。 

图6是图1中转向角传感器以及一转向角计算单元的框图。 

图7是示出利用根据前述转向角感测实施方式中的角度检测部分输出的值来导出转向角的实例的曲线图，其中所述输出的值是所述角度检测部分基于两个轴齿轮的转动而输出的值。 

图8是根据第一实施方式的转向角感测方法的流程图。 

图9是根据第二实施方式的转向角感测方法的流程图。 

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的优选实施方式，这些实施方式的实施例在附图中示出。在所有附图中将尽可能地使用相同的附图标记来表示相同或相似的构件。 

图1是根据第一实施方式的转向角感测装置的立体图。