專利名稱：一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車零部件，尤其是涉及一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法。
背景技術(shù)：
方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為一個可以代表駕駛員期望的行駛方向的 信號。目前常見的方向盤轉(zhuǎn)角一般是采用電位計(jì)、光電編碼和電磁感應(yīng)原理來檢測的。電 位計(jì)式方向盤轉(zhuǎn)角傳感器屬于接觸式傳感器，由于電位計(jì)存在磨損，因此壽命比較短，可靠 性也較低。光電式和電磁感應(yīng)式方向盤轉(zhuǎn)角傳感器屬于非接觸式傳感器，感應(yīng)部件不存在 磨損，但是當(dāng)轉(zhuǎn)動范圍大于360度時，就需要采用特殊手段處理了。一般是通過變速齒輪產(chǎn) 生另一路轉(zhuǎn)動信號，通過游標(biāo)原理，對兩路信號進(jìn)行解調(diào)，得出更寬量程的轉(zhuǎn)角值。但是該 技術(shù)采用變速齒輪使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，同時，檢測精度也受齒輪精度的影響。解調(diào)電路使 產(chǎn)品成本上升，影響產(chǎn)品的市場競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、量程 寬的測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于，該方法載體包括方向盤、轉(zhuǎn)向柱、齒輪、 齒條、彈簧、力敏元件，所述的方向盤與轉(zhuǎn)向柱固定連接，所述的轉(zhuǎn)向柱與齒輪固定連接，所 述的齒輪與齒條嚙合連接，所述的彈簧一端固定在齒條上，另一端與力敏元件連接，所述的 方向盤轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動，所述的轉(zhuǎn)向柱帶動齒輪轉(zhuǎn)動，所述的齒輪帶動齒條作直線運(yùn) 動，所述的齒條帶動彈簧受力，所述彈簧受力的大小計(jì)算后可以得出齒條直線位移的大小， 所述齒條直線位移的大小計(jì)算后可以得出方向盤轉(zhuǎn)角的大小。所述的方向盤轉(zhuǎn)角α的計(jì)算方法如下α = F/(kXiXd)；其中d為齒輪的直徑、i為齒輪與齒條的傳動比、α為方向盤 轉(zhuǎn)動角度、k為彈簧的彈力系數(shù)、F為力敏元件上的受力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單該方法直接利用汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)，將測量轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為測量直 線位移。2、量程寬可對大于360的轉(zhuǎn)角進(jìn)行直接測量。3、成本低敏感元件為彈簧和(力敏元件)此次不要括號，不需要專用的解碼芯 片。4、響應(yīng)速度快不需要大量的解碼運(yùn)算，縮短響應(yīng)時間


圖1為本發(fā)明一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，當(dāng)方向盤1左右旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)向柱2將轉(zhuǎn)動傳遞給齒輪3，齒輪3帶動齒條4做直線運(yùn)動。在該裝置中添加一個彈簧5，將彈簧5 —端固定在可以移動的齒條4上， 另一端與力敏元件6連接，力敏元件6固定在靜止的機(jī)構(gòu)上。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)1動引起齒條4 運(yùn)動時，彈簧5受力被拉伸或壓縮，受力大小與方向盤1轉(zhuǎn)動的角度直接相關(guān)。從力敏元件 6獲取力的大小信息，即可得出方向盤1轉(zhuǎn)角信息。
權(quán)利要求
1.一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于，該方法所包括的組件有方向盤、轉(zhuǎn)向柱、 齒輪、齒條、彈簧、力敏元件，所述的方向盤與轉(zhuǎn)向柱固定連接，所述的轉(zhuǎn)向柱與齒輪固定連 接，所述的齒輪與齒條嚙合連接，所述的彈簧一端固定在齒條上，另一端與力敏元件連接， 所述的方向盤轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動，所述的轉(zhuǎn)向柱帶動齒輪轉(zhuǎn)動，所述的齒輪帶動齒條作 直線運(yùn)動，所述的齒條帶動彈簧作拉伸或收縮運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法，其特征在于，所述的方向盤轉(zhuǎn) 角α的計(jì)算方法如下α =F/(kXiXd)；其中d為齒輪的直徑、i為齒輪與齒條的傳動比、α為方向盤轉(zhuǎn)動 角度、k為彈簧的彈力系數(shù)、F為力敏元件上的受力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量方向盤轉(zhuǎn)角的方法，該方法載體包括方向盤、轉(zhuǎn)向柱、齒輪、齒條、彈簧、力敏元件，所述的方向盤與轉(zhuǎn)向柱固定連接，所述的轉(zhuǎn)向柱與齒輪固定連接，所述的齒輪與齒條嚙合連接，所述的彈簧一端固定在齒條上，另一端與力敏元件連接，所述的方向盤轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動，所述的轉(zhuǎn)向柱帶動齒輪轉(zhuǎn)動，所述的齒輪帶動齒條作直線運(yùn)動，所述的齒條帶動彈簧作拉伸或收縮運(yùn)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、量程寬、成本低、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01B5/24GK102039932SQ20091019705
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者程立強(qiáng), 羅志軍, 趙學(xué)平 申請人:上海航天汽車機(jī)電股份有限公司