專利名稱：一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)涉及一種汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前已有的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)矩傳感器通常有四種類型1可變電阻式；2差動(dòng)變壓器式；3光電式；4電磁式。這4種轉(zhuǎn)矩傳感器工作原理與本發(fā)明明顯不同；其中電磁式是使對(duì)向端開有齒隙的轉(zhuǎn)向盤主動(dòng)軸與從動(dòng)軸處于一個(gè)有氣隙的閉合磁路中，當(dāng)二軸因受轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒隙相對(duì)位置變化使磁路磁阻改變，從而使繞在磁路上的線圈電感量變化而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳感的。這四種傳感器都存在結(jié)構(gòu)零件多，機(jī)械部分加工精度要求高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。本發(fā)明是由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、橫拉桿和伺服直流電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、汽車車速檢測(cè)單元、電子控制單元等構(gòu)成，其特征在于機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向柱分為兩段，構(gòu)成轉(zhuǎn)矩輸入部件和轉(zhuǎn)矩輸出部件；轉(zhuǎn)矩輸入部件與轉(zhuǎn)向盤固定連接，用來傳遞要被轉(zhuǎn)向車輪所需的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩輸出部件通過萬(wàn)向傳動(dòng)裝置及齒條式轉(zhuǎn)向裝置與要轉(zhuǎn)向的車輪工作連接。轉(zhuǎn)矩的輸入部件與輸出部件通過扭桿相互連接。所述轉(zhuǎn)矩的輸入部件轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器是由激勵(lì)磁鐵部件和信號(hào)發(fā)生器等組成，其中所述的激勵(lì)磁鐵部件內(nèi)裝有三個(gè)激勵(lì)磁鐵，所述三個(gè)磁鐵中的兩個(gè)磁極極性與第三個(gè)磁鐵的磁極極性相反。所述信號(hào)發(fā)生器部件內(nèi)裝的磁敏傳感器組件中的2個(gè)差動(dòng)磁敏元件，分別處于三個(gè)激勵(lì)磁鐵構(gòu)成的方向相反的外部磁場(chǎng)之中。所述激勵(lì)磁鐵部件套裝固定在轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸入部件上；信號(hào)發(fā)生器套裝固定在轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸出部件上。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸入部件與轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸出部件間發(fā)生角位移，則固定在轉(zhuǎn)矩輸入部件上的磁敏傳感器組件中的2個(gè)差動(dòng)磁敏元件感受到固定在轉(zhuǎn)距輸出部件的永磁體產(chǎn)生的2個(gè)方向相反、大小相等的磁場(chǎng)的線性變化，而輸出與轉(zhuǎn)矩的變化大小及方向有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的直流電壓變化，經(jīng)差動(dòng)放大后輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)向盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，輸出電壓線性減小或增大；轉(zhuǎn)向盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，輸出電壓線性增大或減小。磁敏傳感器組件的差動(dòng)特性可以使環(huán)境溫度變化引起的輸出直流電壓的溫度偏移減小。有刷或無(wú)刷伺服直流電動(dòng)機(jī)設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱管上，通過該電動(dòng)機(jī)可以將輔助力徑蝸輪-蝸桿減速機(jī)構(gòu)施加給轉(zhuǎn)矩輸出部件。用于獲取汽車車速檢測(cè)單元裝置在汽車儀表盤上，或者安裝在可以檢測(cè)車速的其它部位。本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受環(huán)境影響變化小。


圖一為本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖二為本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖一所示，本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，將機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向柱2分為兩段，構(gòu)成轉(zhuǎn)矩輸入部件和轉(zhuǎn)距輸出部件。轉(zhuǎn)矩輸入部件與轉(zhuǎn)向盤1固定連接，用來傳遞要被轉(zhuǎn)向車輪所需的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩輸出部件通過萬(wàn)向傳動(dòng)裝置3及齒條式轉(zhuǎn)向裝置4與要轉(zhuǎn)向的車輪工作連接。轉(zhuǎn)矩輸入部件與轉(zhuǎn)距輸出部件通過扭桿相互連接。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置4，齒條式轉(zhuǎn)向裝置的輸入端通過萬(wàn)向傳動(dòng)裝置3以及轉(zhuǎn)向柱2與轉(zhuǎn)向盤1工作連接；其輸出端通過兩側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿5、6與轉(zhuǎn)向車輪工作連接。也可以采用其它的轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向裝置，例如循環(huán)球式轉(zhuǎn)向裝置。助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)裝在轉(zhuǎn)向柱管上，可將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)向盤1傳遞到要轉(zhuǎn)向的車輪。轉(zhuǎn)矩傳感器7用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤1作用在轉(zhuǎn)矩輸入部件上的轉(zhuǎn)矩大小與方向，轉(zhuǎn)矩傳感器7裝置在轉(zhuǎn)矩輸入部件和轉(zhuǎn)距輸出部件上，也可以裝置在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的其它位置。所述轉(zhuǎn)矩傳感器7為磁敏轉(zhuǎn)矩傳感器，包括與轉(zhuǎn)矩輸入部件連接的信號(hào)發(fā)生器部件和與轉(zhuǎn)距輸出部件連接的激勵(lì)磁鐵部件，獲取汽車轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的方向和大小，將轉(zhuǎn)矩檢測(cè)信號(hào)傳給電子控制單元10。伺服直流電動(dòng)機(jī)9設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱管上，與轉(zhuǎn)向柱呈90°或者平行安裝，通過該電動(dòng)機(jī)9可以將輔助力徑蝸輪-蝸桿減速機(jī)構(gòu)8施加給轉(zhuǎn)矩輸出部件。用于獲取汽車車速檢測(cè)單元裝置11在汽車儀表盤上，或者安裝在可以檢測(cè)車速的其它部位，將車速信號(hào)傳遞給電子控制單元10。電子控制單元10獲取當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)和車速的特征值，與內(nèi)存的轉(zhuǎn)向特性曲線相比較，控制電動(dòng)機(jī)9的輸出轉(zhuǎn)矩方向和大小。
如圖二所示，所述的信號(hào)發(fā)生器部件12和激勵(lì)磁鐵部件13，分別套裝固定在轉(zhuǎn)向柱2的主動(dòng)軸14和轉(zhuǎn)向柱2的從動(dòng)軸15上。激勵(lì)磁鐵部件13內(nèi)裝有激勵(lì)磁鐵17、18、19、，磁鐵17和磁鐵19的磁極極性與磁鐵18的磁極極性相反，信號(hào)發(fā)生器部件12內(nèi)裝的磁敏傳感器組件16中的2個(gè)差動(dòng)磁敏元件20與21分別處于這兩個(gè)方向相反的外部磁場(chǎng)之中。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、橫拉桿等構(gòu)成，機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向柱分為兩段，構(gòu)成轉(zhuǎn)矩輸入部件和轉(zhuǎn)矩輸出部件；轉(zhuǎn)矩輸入部件與轉(zhuǎn)向盤固定連接，用來傳遞要被轉(zhuǎn)向車輪所需的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩輸出部件通過萬(wàn)向傳動(dòng)裝置及齒條式轉(zhuǎn)向裝置與要轉(zhuǎn)向的車輪工作連接，轉(zhuǎn)矩的輸入部件與輸出部件通過扭桿相互連接；本發(fā)明其特征在于所述轉(zhuǎn)矩的輸入部件轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器是由激勵(lì)磁鐵部件和信號(hào)發(fā)生器等組成，其中所述的激勵(lì)磁鐵部件內(nèi)裝有三個(gè)激勵(lì)磁鐵，所述三個(gè)磁鐵中的兩個(gè)磁極極性與第三個(gè)磁鐵的磁極極性相反；所述信號(hào)發(fā)生器部件內(nèi)裝的磁敏傳感器組件中的2個(gè)差動(dòng)磁敏元件，分別處于三個(gè)激勵(lì)磁鐵構(gòu)成的方向相反的外部磁場(chǎng)之中；所述激勵(lì)磁鐵部件套裝固定在轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸入部件上；信號(hào)發(fā)生器套裝固定在轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸出部件上。
全文摘要
本發(fā)明一種采用磁敏式轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)矩傳感器的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。本發(fā)明是由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、橫拉桿和伺服直流電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、汽車車速檢測(cè)單元、電子控制單元等構(gòu)成，其特征在于所述轉(zhuǎn)矩的輸入部件轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器是由激勵(lì)磁鐵部件和信號(hào)發(fā)生器等組成，所述激勵(lì)磁鐵部件套裝固定在轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸入部件上；信號(hào)發(fā)生器套裝固定在轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)矩輸出部件上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受環(huán)境影響變化小。
文檔編號(hào)G01L9/14GK1587941SQ20041006090
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者肖生發(fā), 許夢(mèng)清, 羅永革, 佘建強(qiáng), 馮櫻, 簡(jiǎn)煒 申請(qǐng)人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院