[发明专利]一种方向盘转角及扭矩的测量系统

说明书

本发明公开了一种方向盘转角及扭矩的测量系统，可实现方向盘的转角及扭矩的测量，步骤简洁、结构简单且误差较小。本发明增加了辅助方向盘，其通过连接轴与汽车方向盘固连，代替汽车方向盘控制转向；在辅助方向盘的中心位置安装第二加速度传感器，以测量辅助方向盘在转动时的加速度数据；在与车身水平面平行的地板平面上安装第一加速度传感器；第二处理单元通过有线连接第二加速度传感器和扭矩传感器的数据，再通过无线通信模块发送给第一处理单元；第一处理单元无线接收来自第二处理单元的加速度数据和扭矩数据；从第一加速度传感器获取车身的加速度数据；采用上述加速度数据计算出汽车方向盘的转角，而方向盘扭矩直接采用扭矩传感器测量数据。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是设计一种方向盘转角及扭矩的测量系统。

背景技术

汽车电子控制系统的不断发展，越来越多的基于方向盘转动角度或者驾驶员意图的控制系统得到广泛应用，如自动泊车系统、车身电子稳定系统等等。汽车方向盘转角及扭矩传感器的作用是测量方向盘的转动角度和扭矩，是汽车电子控制系统的重要部件之一。

传统的角度传感器有电位器式、光电式、磁电式、霍尔式等，这些传感器或结构复杂、成本高，或抗干扰性能差，且对于平台的安装精度要求较高，整个系统的体积较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种方向盘转角及扭矩的测量系统，能够实现方向盘的转角及扭矩的测量，而且步骤简洁、结构简单并且误差较小。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种方向盘转角及扭矩的测量系统，包括：辅助方向盘、第一加速度传感器、第二加速度传感器、扭矩传感器、第一处理单元和第二处理单元；

辅助方向盘，通过连接轴与汽车方向盘固连，代替汽车方向盘控制转向；辅助方向盘平面与汽车方向盘平面平行，所述连接轴的轴线与汽车方向盘转轴重合；

第一加速度传感器，安装在与车身水平面平行的地板平面上，安装点与辅助方向盘中心的连线垂直于该地板平面，用于测量车身的加速度数据；

第二加速度传感器，安装在所述辅助方向盘的中心位置，用于测量辅助方向盘在转动时的加速度数据；

扭矩传感器，安装在所述连接轴上，用于测量辅助方向盘的输入扭矩；

第一处理单元，用于通过无线通信模块接收来自第二处理单元的加速度数据和扭矩数据；从第一加速度传感器获取车身的加速度数据；并用来第一处理单元和第二处理单元的加速度数据计算出汽车方向盘的转角α；方向盘扭矩直接采用所述扭矩数据；

第二处理单元，设置在辅助方向盘上，通过有线连接所述第二加速度传感器和扭矩传感器的数据，再通过无线通信模块发送给第一处理单元。

优选地，所述第二处理单元包括2个信号调理模块、2个A/D采集模块、运算模块和无线通信模块；信号调理模块连接A/D采集模块；运算模块连接A/D采集模块和无线通信模块。

优选地，所述第一处理单元由信号调理模块、A/D采集模块、运算模块、无线通信模块、USB数据通信模块和CAN数据通信模块组成；信号调理模块连接A/D采集模块；运算模块连接A/D采集模块、无线通信模块、USB数据通信模块和CAN数据通信模块。

优选地，该系统进一步包括外部分析模块，用于从第一处理单元获取第一加速度传感器、第二加速度传感器和扭矩传感器的测量数据、汽车方向盘转角计算结果，进一步进行分析。

优选地，所述第一加速度传感器至少为单轴加速度计，将有效测量轴记为Ya轴；Ya轴的测量方向是车身坐标系的Y方向，车身坐标系的Y方向指向车身一侧；