[发明专利]一种扭矩和角度测量系统及扭矩和角度测量方法

说明书

本发明提供了一种扭矩和角度测量系统，包括输入轴及输出轴，输入轴与输出轴间连接有一扭杆，其中，输入轴与输出轴分别设有输入转子及输出转子，扭矩和角度测量系统还包括：第一角度测量设备、第二角度测量设备、齿轮组及控制模块；第一角度测量设备设于输入轴与输出轴间，第一角度测量设备分别测量输入转子旋转角度和输出转子旋转角度；齿轮组与输入轴啮合连接，输入轴基于齿轮组的传动比i传动齿轮组；第二角度测量设备设于齿轮组外，测量齿轮组旋转角度；控制模块接收输入转子旋转角度、输出转子旋转角度和齿轮组旋转角度，根据输入转子旋转角度、齿轮组旋转角度和输出转子旋转角度的差值测量扭矩和绝对角度。因此，扩大了扭矩和角度的测量范围。

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种扭矩和角度测量系统及扭矩和角度测量方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速增长、汽车电子行业及相关产业的急速发展，用户对于车辆的要求逐渐提高。尤其是汽车电子助力转向系统逐渐成为车辆的标配。在此发展形势下，对于车辆扭矩的测量也是用户对于汽车电子助力转向系统中必要的配置。为了测量车辆的扭矩，扭矩角度传感器被广泛的使用到，其主要作用是测量汽车方向盘转动的角度和受到的扭矩大小。然而现有的用于EPS的扭矩角度传感器，有以下的不足：

1.扭矩的测量范围不能满足所有应用车型的要求，目前主流的扭矩角度传感器的扭矩测量范围在±8°以内，对于更大的扭矩测量范围比如±10°，没有满足其需求的产品，一旦超过上述区间，将无法进行测量；

2.方向盘转动的绝对角度测量范围不能满足所有应用车型的要求，目前主流的扭矩角度传感器的角度测量范围在1600°以内，只能满足方向盘5圈左右的需求，而对于比如重型卡车7圈左右的需求，没有满足其要求的产品。

因此，需要一种用于车辆的新型扭矩和角度测量系统，可扩大扭矩和绝对角度的测量范围，满足用户的需求。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种扭矩和角度测量系统及扭矩和角度测量方法，可测量如重型卡车的各种车型在各种工况下的方向盘扭矩和绝对角度。

本发明公开了一种扭矩和角度测量系统，包括输入轴及输出轴，所述输入轴与输出轴间连接有一扭杆，其中，所述输入轴与输出轴互相相对的端部分别设有输入转子及输出转子，所述输入转子与所述输入轴同轴旋转，所述输出转子与所述输出轴同轴旋转，所述扭矩和角度测量系统还包括：第一角度测量设备、第二角度测量设备、齿轮组及控制模块；所述第一角度测量设备设于所述输入轴与输出轴间，所述第一角度测量设备产生一测量磁场，根据所述输入转子与输出转子切割所述测量磁场而产生的感应电压，分别测量输入转子旋转角度和输出转子旋转角度，其中所述输入转子包括第一扇叶组，所述输出转子包括第二扇叶组，所述第一扇叶组的数量是第二扇叶组数量的两倍；所述齿轮组与所述输入轴啮合连接，所述输入轴基于所述齿轮组的传动比i传动所述齿轮组；所述第二角度测量设备设于所述齿轮组外，测量齿轮组旋转角度；所述控制模块接收所述输入转子旋转角度、输出转子旋转角度和齿轮组旋转角度，根据所述输入转子旋转角度、齿轮组旋转角度和输出转子旋转角度的差值测量扭矩和绝对角度。

优选地，所述第一角度测量设备包括激励线圈、接收线圈、控制芯片及PCB板；所述激励线圈设于所述PCB板上，产生所述测量磁场；所述接收线圈设于所述PCB板上，并与所述接收线圈设于同一端面，测量所述输入转子和输出转子切割所述测量磁场而产生的感应电压；所述控制芯片设于所述PCB板上，接收所述感应电压，以测量所述输入转子旋转角度和输出转子旋转角度。

优选地，所述PCB板中部设有通孔，所述扭杆贯穿所述通孔。

优选地，所述齿轮组包括驱动齿轮及从动齿轮；所述输入轴包括延伸部，相对于所述输入轴转子而设，所述驱动齿轮套设于所述延伸部上与所述输入轴同轴旋转；所述从动齿轮以所述传动比i与所述驱动齿轮咬合。

优选地，所述传动比i＝45:37、45：41或45:43中的一种。