[發明專利]扭轉角傳感器

有效

• 申請號: 201010130370.9
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101825425A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: V·克利門科;M·羅澤
• 申請（專利權）人: 波恩斯公司
• 主分類號: G01B5/24
• 分類號: G01B5/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武;劉華聯

技術領域

本發明涉及根據專利權利要求1的前序所述的扭轉角傳感器。

背景技術

例如從DE?101?60?717?A1(US?7,144,346B2)已知這種類型的扭 轉角傳感器。

本發明的優選應用是在機動車的轉向系統中，其中也測量了作為 扭矩施加到轉向組件上的力。舉例而言，連接到機動車轉向輪的轉向 齒輪軸桿被經由扭桿而聯接到小齒輪軸桿，小齒輪軸桿連接到轉向齒 輪。在轉向齒輪軸桿與小齒輪軸桿之間所生成的扭矩使扭桿扭曲，導 致轉向齒輪軸桿和小齒輪軸桿在相反方向上旋轉。轉向齒輪軸桿與小 齒輪軸桿的相對扭曲被稱作扭轉角。扭轉角與作用于扭桿上的扭矩相 對應。

在現有技術中已知相對于參考角而測量兩個軸桿的旋轉角的過 程。然后兩個所測量到的角之間的差異對應于扭轉角。這種測量可利 用磁的方式(US?2003/0062890?A1，DE?100?602?87?A1)，利用光學 的方式(DE?100?41?095?A1)或大體上使用其它旋轉位置傳感器(DE 101?60?717?A1、DE?198?34?322?A1、DE?10?2007?058?657?A1、EP?1?925 533?A1、DE?102?45?975?A1、FR?2?563?795?A1)來進行。

但一般而言，對于所有已知扭轉角傳感器的情況，差異信號必須 從至少兩個傳感器生成，需要使用計算系統；使用至少兩個傳感器也 增加了故障幾率。

在DE?102?45?975?A1中，轉向齒輪軸桿和小齒輪軸桿經由復式行 星齒輪組而彼此聯接以形成動力轉向機構，具體而言，使得第一行星 架不可旋轉地連接到轉向齒輪軸桿、且第二行星架不可旋轉地連接到 小齒輪軸桿。行星齒輪組的兩個太陽齒輪也在那里彼此連接。聯接到 轉向齒輪軸桿的行星齒輪組的內部齒輪是不可旋轉的。連接到小齒輪 軸桿的內部齒輪的內部齒輪是可移動的且可受到促動或阻礙以產生 動力轉向。但為了測量轉向齒輪軸桿與小齒輪軸桿之間的扭轉角，還 提供兩個單獨的旋轉角傳感器，其中之一連接到轉向齒輪軸桿且另一 個連接到小齒輪軸桿。

發明內容

本發明的目的在于改進最初描述類型的扭轉角傳感器，從而使得 可由單個傳感器來直接測量扭轉角。

利用在專利權利要求1中所規定的表征特征來達成這個目的。在 附屬權利要求書中規定了本發明的有利實施例和進一步改進。

本發明是基于以下原理：使用復式行星齒輪組使得復式行星齒輪 組的可移動部分的旋轉位置直接對應于所討論的扭轉角且可經由單 個傳感器來進行檢測。

因此在本發明中，其扭轉角將會被加以測量的兩個軸桿經由扭桿 連接到彼此。提供兩個行星齒輪組，其中每組的太陽齒輪連接到兩個 軸桿之一。兩個行星齒輪組的行星齒輪安裝于共用行星架上。第一行 星齒輪組的行星齒輪與固定不動的內部齒輪相嚙合，固定不動的內部 齒輪優選地也是共用扭轉角傳感器的外殼的一部分。第二行星齒輪組 的行星齒輪與可旋轉的內部齒輪相嚙合。可旋轉的內部齒輪與旋轉位 置傳感器相嚙合，旋轉位置傳感器的輸出信號直接對應于所討論的扭 轉角。優選地，該兩個行星齒輪組被實施為帶有無間隙式 (backlash-free)帶齒齒輪，其優選地經由齒輪的彈簧彈性張緊而達 成。這有效地防止了滯后效應。

可旋轉的內部齒輪優選地具有外部齒并且嚙合著與旋轉位置傳 感器相聯接的齒輪。所述傳感器可為任何類型的旋轉位置傳感器，且 提出磁性旋轉位置傳感器是優選的。

第一行星齒輪組的固定不動的內部齒輪也優選地集成到外殼內 且優選地在其中實施為單件。