1.一种力矩传感器,应用于电助力车,其特征在于,所述力矩传感器包括中轴、弹性连接体、TMR传感器模块、强磁磁铁对、随动PCB板、随动无线线圈、固定无线线圈、固定PCB板、磁环以及测速HALL模块,其中:所述随动PCB板、随动无线线圈以及磁环固定在所述中轴上,所述固定无线线圈、固定PCB板以及测速HALL模块固定在电助力车的中置电机内部机壳上,所述弹性连接体的两端分别通过齿轮与中轴和电助力车的牙盘连接,所述强磁磁铁对和TMR传感器模块分别与所述弹性连接体的两端固定,所述随动无线线圈和TMR传感器模块电连接至所述随动PCB板,所述固定无线线圈和测速HALL模块电连接至所述固定PCB板;
所述固定无线线圈与所述随动无线线圈为嵌套设置,所述测速HALL模块靠近所述磁环的外圈设置,在无力矩施加情况下,所述强磁磁铁对与TMR传感器模块靠近且位置对应。
2.根据权利要求1所述的力矩传感器,其特征在于,所述强磁磁铁对中的两个强磁磁铁在探测轴方向上为两个极性相反的强磁磁铁,并且两个强磁磁铁在探测轴方向上反向平行磁化。
3.根据权利要求1所述的力矩传感器,其特征在于,所述弹性连接体、TMR传感器模块、强磁磁铁对三者整体的外部套设有隔磁罩。
4.根据权利要求1所述的力矩传感器,其特征在于,所述随动PCB板上设有整流电路、ASK信号调制电路和随动控制器,所述随动无线线圈与所述整流电路连接,所述整流电路与所述随动控制器和ASK信号调制电路连接,所述随动控制器与所述ASK信号调制电路连接,所述TMR传感器模块连接至所述随动控制器的ADC模块;
所述固定PCB板上设有全桥逆变电路、ASK信号解调电路和固定控制器,所述固定无线线圈分别与所述全桥逆变电路和ASK信号解调电路连接,所述固定控制器分别与所述全桥逆变电路、ASK信号解调电路和测速HALL模块连接,且所述测速HALL模块连接至所述固定控制器的定时器模块。
5.一种力矩和踏频采集方法,应用于电助力车,基于权利要求1‑4任一项所述的力矩传感器实现,其特征在于,所述力矩和踏频采集方法,包括:执行初始零点标定得到零点标定值;
定时采集TMR传感器模块的测量值,根据所述测量值和零点标定值计算力矩值,并在定时采集及计算力矩值的过程中实时执行过程零点标定来更新零点标定值;
测速HALL模块与固定PCB板上的定时器模块连接,根据定时器模块触发高低电平中断的时间和次数计算踏频值。
6.根据权利要求5所述的力矩和踏频采集方法,其特征在于,所述初始零点标定,执行过程如下:(1)初始化初始计时时间为0;
(2)采集电压值,判断电压值是否超出限幅值;
(3)若超出限幅值,则重置初始计时时间为0,并返回步骤(2);若未超出限幅值,则计算当前初始计时时间内采集的所有电压值的均值,判断均值是否超出零点阈值;
(4)若超出零点阈值,则重置初始计时时间为0,并返回步骤(2);若未超出零点阈值,则判断初始计时时间是否达到初始时间阈值;
(5)若未达到初始时间阈值,则返回步骤(2);若达到初始时间阈值,则输出均值作为零点标定值。
7.根据权利要求6所述的力矩和踏频采集方法,其特征在于,所述过程零点标定,执行过程如下:(1)初始化过程计时时间为0;
(2)采集电压值,判断电压值是否超出限幅值;
(3)若超出限幅值,则重置过程计时时间为0,并返回步骤(2);若未超出限幅值,则计算当前过程计时时间内采集的所有电压值的均值,判断均值是否超出零点阈值;
(4)若超出零点阈值,则重置过程计时时间为0,并返回步骤(2);若未超出零点阈值,则判断过程计时时间是否达到过程时间阈值;
(5)若未达到过程时间阈值,则返回步骤(2);若达到过程时间阈值,则输出均值作为零点标定值,所述过程时间阈值大于初始时间阈值。
8.根据权利要求5所述的力矩和踏频采集方法,其特征在于,所述根据所述测量值和零点标定值计算力矩值,包括:T=(V1‑V0)/k
式中,T为力矩值,V1为测量值,V0为零点标定值,k为线性系数。
9.根据权利要求5所述的力矩和踏频采集方法,其特征在于,所述根据定时器模块触发高低电平中断的时间和次数计算踏频值,包括:式中,F为踏频值,m为采样总次数,n为第n次采样,Tmin为一分钟转换为us单位后的时间常数,Cn为第n次采样下的定时器计数次数,Tn_c为第n次采样下定时器经过分频后一个计数的时间,C0为磁环一圈中N极或S极的个数。
10.根据权利要求5所述的力矩和踏频采集方法,其特征在于,所述测速HALL模块由两个双极性锁存HALL传感器组成,对定时器模块触发高低电平中断时两个双极性锁存HALL传感器输入的高低电平进行正交编码检测,对比本次正交编码的值与上一次的正交编码的值确定中轴为正转或反转。