一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器的制造方法
【專利摘要】一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，其基本組成包括殼體、新型非接觸式傳感器、回縮卡位裝置、通過軸承可轉(zhuǎn)動連接于殼體的中間軸和輸出軸，中間軸與輸出軸通過有固定銷的扭桿連接。非接觸式測量元件兩端安裝有磁環(huán)檢測線圈，所述磁環(huán)由相互交錯(cuò)的磁極圓周纏繞而成。上支架固定于殼體上端蓋。作為安全性設(shè)計(jì)，本助力轉(zhuǎn)向裝置有獨(dú)特的回縮卡位設(shè)計(jì)，當(dāng)車前部遭到撞擊時(shí)，沖壓點(diǎn)會感受到這種狀態(tài)，管柱會自動回縮，避免了方向盤對人產(chǎn)生的巨大沖擊，從而保障了駕駛者的生命安全，由于扭矩傳感器采用非接觸式的工作方式，有使用壽命長、可靠性高、不易受到磨損等特點(diǎn)，因而具有相當(dāng)好的發(fā)展前景。
【專利說明】一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，用于保障駕駛員生命安全的電動汽車的轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering,縮寫EPS)作為汽車的必要組成部分，一直以來備受關(guān)注和廣泛的研究。它是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)HPS(Hydraulic Power Steering)相比,EPS系統(tǒng)具有降低燃油消耗、操作穩(wěn)定性和回正性好、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元(ECU)等組成。其工作原理如下:首先，轉(zhuǎn)矩傳感器測出駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力矩，車速傳感器測出車輛當(dāng)前的行駛速度，然后將這兩個(gè)信號傳遞給ECU ;ECU根據(jù)內(nèi)置的控制策略，計(jì)算出理想的目標(biāo)助力力矩，轉(zhuǎn)化為電流指令給電機(jī);然后，電機(jī)產(chǎn)生的助力力矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)放大作用在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上，和駕駛員的操縱力矩一起克服轉(zhuǎn)向阻力矩，實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。其中轉(zhuǎn)向盤扭矩傳感器是電動助力轉(zhuǎn)向器的關(guān)鍵部件，因此轉(zhuǎn)向盤扭距傳感器的品質(zhì)優(yōu)劣直接影響電動助力轉(zhuǎn)向器的性能。
[0003]傳統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向裝置傳感器是電阻接觸式，使用壽命短，使用過程中易產(chǎn)生偏差。當(dāng)汽車遭到碰撞時(shí)，現(xiàn)有電動助力轉(zhuǎn)向器如無回縮功能，由于駕駛員的前傾作用，方向盤會對駕駛員造成人身傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:實(shí)現(xiàn)一種靈敏度高，不易受干擾的新型非接觸式傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對駕駛者的安全保護(hù)功能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述功能，開發(fā)了一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，其基本組成包括殼體、非接觸式傳感器、回縮卡位裝置、通過軸承可轉(zhuǎn)動連接于殼體的中間軸和輸出軸、分布壓力檢測點(diǎn)的管柱。中間軸與輸出軸通過有固定銷的扭桿連接。非接觸式傳感器兩端安裝有磁環(huán)檢測線圈，所述磁環(huán)由相互交錯(cuò)的磁極圓周纏繞而成。管柱固定于殼體的上面的端蓋上。
[0006]作為實(shí)用新型改進(jìn)，所述新型傳感器的外檢測環(huán)連接于殼體上，內(nèi)檢測環(huán)左右導(dǎo)磁環(huán)相對的環(huán)面上沿軸向方向設(shè)有相向的多對感應(yīng)齒。當(dāng)輸入軸和輸出軸有相對作用力時(shí)，內(nèi)檢測環(huán)相對磁環(huán)有角度變化，磁變化通過內(nèi)檢測環(huán)傳遞至外檢測環(huán)，外檢測環(huán)輸出電壓信號，新型非接觸式傳感器輸出的電信號給電動助力轉(zhuǎn)向器，當(dāng)兩個(gè)磁道環(huán)之間的磁通量變化時(shí)，新型非接觸式傳感器輸出與磁通量變化成比例的電信號變化輸出。新型非接觸式傳感器的輸出信號與扭桿變化量成比例，而扭桿變形量與作用在中間軸、輸出軸上的扭矩成比例，從而達(dá)到測量作用在中間軸、輸出軸上的扭矩的目的。
[0007]作為實(shí)用新型改進(jìn)，內(nèi)檢測環(huán)通過注塑固定兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)磁環(huán)，外檢測環(huán)通過注塑固定外導(dǎo)磁環(huán)。內(nèi)檢測環(huán)通過過盈配合連接于輸出軸上。磁環(huán)上相互交錯(cuò)的磁極設(shè)有多對，磁環(huán)為永磁磁環(huán)。中間軸與輸出軸通過軸承連接于殼體內(nèi)。
[0008]作為實(shí)用新型改進(jìn)，兩處回縮位置的設(shè)計(jì)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況，外力作用于系統(tǒng)時(shí)，通過彈性卡圈，傳感器中間軸向方向盤中間軸方向回縮；兩端管柱上分布壓力檢測點(diǎn)，在一圈360°內(nèi)平均分布4個(gè)檢測點(diǎn)，共兩圈8點(diǎn)，其在外力作用下會產(chǎn)生相對回縮。兩處回縮避免了方向盤對駕駛員產(chǎn)生的沖擊，從而保障了駕駛者的安全。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明裝置由于采取了回縮式設(shè)計(jì)，當(dāng)車前部遭到撞車緊急情況時(shí)，管柱上的沖擊點(diǎn)會感受到這種狀態(tài)，從而回縮管柱，避免了方向盤對人產(chǎn)生的巨大沖擊，因而可以有效的保障駕駛員的人身安全。而且由于采用了非接觸式轉(zhuǎn)向盤扭距傳感器，整個(gè)裝置具有體積小，精度高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了既能保障安全又能方便實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖中:1為方向盤輸入軸；2為管柱⑴；3為沖壓點(diǎn)；4為管柱⑵；5為減速器總成；6為軸承；7為輸出軸；8為扭桿；9為內(nèi)檢測環(huán)；10為內(nèi)檢測環(huán)上的連上內(nèi)導(dǎo)磁環(huán)的左右磁環(huán)；11為檢測元件上檢測芯片；12為外檢測環(huán)13上的外導(dǎo)磁環(huán)；13為外檢測環(huán)；14為磁環(huán)；15為中間軸；16為彈性卡圈。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本系統(tǒng)組成主要包括5-減速器總成、新型非接觸式傳感器、通過6-軸承可轉(zhuǎn)動連接于5-減速器總成的15-中間軸，7-輸出軸，15-中間軸與7-輸出軸通過銷固定連接在8-扭桿上，8-扭桿的一端設(shè)有14-磁環(huán)，另一端設(shè)有與14-磁環(huán)配合的檢測環(huán)，檢測磁通量的新型非接觸式傳感器設(shè)置于檢測環(huán)外的適當(dāng)位置。
[0013]14-磁環(huán)固定于15-中間軸上，檢測環(huán)包括內(nèi)外檢測環(huán)，9-內(nèi)檢測環(huán)通過過盈配合連接于7-輸出軸上，9-內(nèi)檢測環(huán)包括通過注塑固定于其上的兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)磁環(huán)，13-外檢測環(huán)通過注塑固定有一個(gè)外導(dǎo)磁環(huán)，新型非接觸式傳感器設(shè)置于12-外導(dǎo)磁環(huán)的適當(dāng)位置，檢測13-外檢測環(huán)的磁通量。
[0014]15-中間軸和7-輸出軸之間沒有作用扭矩時(shí)，新型非接觸式傳感器上11-檢測芯片的磁通量Φ。最小作為初始值。
[0015]15-中間軸和7-輸出軸之間有作用扭矩時(shí)，新型非接觸式傳感器檢測到磁通量 ，磁通量變化和磁環(huán)與內(nèi)檢測環(huán)的相位變化成比例，Δ ΦΜΦ/ -(J)tl),上述變化經(jīng)過
12-外導(dǎo)磁環(huán)傳遞給新型非接觸式傳感器的11-檢測芯片，并有新型非接觸式傳感器檢測出磁通量的變化，以電信號的形式輸出。
[0016]作為實(shí)用新型改進(jìn)，3-沖壓點(diǎn)在一圈360°內(nèi)平均分布4個(gè)點(diǎn)，共兩圈8點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)一定大小的外力突然作用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)2-管柱(I)和4-管柱(2)的相對位置回縮，16-彈性卡圈當(dāng)受到一定大小的外力突然作用時(shí)，實(shí)現(xiàn)15-中間軸向1-方向盤輸入軸方向的回縮。兩處回縮的設(shè)計(jì)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況，外力作用于系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)駕駛者的安全。
【權(quán)利要求】
1.一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，包括殼體、非接觸式傳感器、回縮卡位裝置、通過軸承可轉(zhuǎn)動連接于殼體的中間軸和輸出軸、分布壓力檢測點(diǎn)的管柱；其特征在于:所述的中間軸與輸出軸通過有固定銷的扭桿連接，非接觸式傳感器兩端安裝有磁環(huán)檢測線圈，所述磁環(huán)由相互交錯(cuò)的磁極圓周纏繞而成，管柱固定于殼體的上面的端蓋上。
2.如權(quán)利要求1中所述的一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于:所述的磁環(huán)連接于中間軸上，內(nèi)檢測環(huán)連接于輸出軸上，外檢測環(huán)連接于殼體上，左右導(dǎo)磁環(huán)相對的環(huán)面上沿軸向方向設(shè)有相向的多對感應(yīng)齒。
3.如權(quán)利要求1中所述的一種新型傳感器的電動助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于:所述的壓力檢測點(diǎn)在一圈360°內(nèi)平均分布4個(gè)檢測點(diǎn)，共兩圈8點(diǎn)。
【文檔編號】B62D5/04GK203612043SQ201320407882
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】王豪, 李志杰, 黃錢, 李偉 申請人:天津德科汽車部件有限公司