[實用新型]一種基于同軸式無觸點傳感器的新型扭矩限位裝置

有效

• 申請號: 201020585368.6
• 申請日: 2010-11-01
• 公開（公告）號: CN201914313U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 楊玲;劉晟昱;晏湘蓮;葛陽清;王享平
• 申請（專利權）人: 株洲易力達機電有限公司
• 主分類號: B62D6/10
• 分類號: B62D6/10;B62D5/04;G01L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及汽車，具體為一種作用于汽車電動助力轉向器(EPS)的基于同軸式無觸點傳感器的新型扭矩限位裝置。

背景技術

EPS是一種機電一體化的新一代汽車智能轉向助力系統，使汽車在各種工況下都能得到滿意的轉向助力和良好的操縱性能，其基本工作原理是：扭矩傳感器把轉向盤的轉向力矩信號送入ECU，同時車速傳感器傳遞的車速信號及發動機信號也送入ECU。ECU根據轉向盤力矩信號確定提供助力的時機。當需要提供助力時，ECU根據轉向力矩大小和車速快慢，依據轉向助力特性表，計算出提供助力所需的助力力矩值，控制助力電機，實現助力轉向，協助駕駛員完成轉向操作。

一般來說，傳統的此扭矩限位結構為四槽式結構，輸入軸和輸出軸通過四槽式扭矩限位結構將駕駛員施加在方向盤上的轉向扭矩進行傳遞，輸入軸與隔磁窗配合的八處凸鍵與下部四槽式扭矩限位結構在工藝上為兩次模塅成型，形位公差偏差大，整體裝配后固定在輸出軸上的隔磁窗窗口與輸入軸凸鍵的相對扭轉角度在理論設計范圍值內的一致性差，降低了扭矩傳感器采集扭轉信號的精確性；同時，輸入軸八處凸鍵與下部四槽式扭矩限位結構交接處會出現凹坑現象，毛刺翻邊會影響隔磁窗裝配，且加工處理凹坑會出現透磁現象，造成磁感強度發生變化，影響扭矩傳感器采集扭矩信號的效果。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種基于同軸式無觸點傳感器的新型扭矩限位裝置，以解決上述背景技術中的缺點。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種基于同軸式無觸點傳感器的新型扭矩限位裝置，主要由輸入軸、輸出軸、扭力桿、隔磁窗、線圈、線圈盒組合等零部件相配合實現扭矩信號的采集和轉換。主要包括輸入軸、止動銷、線圈、線圈盒組合、傳感器電路板、隔磁窗、輸出軸、扭力桿和上殼體，其中上殼體為最外層保護外殼，輸入軸為動力輸入部分，輸入軸下部連接輸出軸；輸入軸與輸出軸之間有一限位結構。另外輸入軸上部通過一止動銷與扭力桿連接，輸入軸八處凸鍵與隔磁窗配合，隔磁窗外有一線圈，通過線圈盒組合連接傳感器電路板，傳感器電路板內鑲在上殼體上。

將傳統的輸入軸和輸出軸之間的四槽式扭矩限位結構改為八槽式扭矩限位結構。輸入軸與隔磁窗配合的八處凸鍵與下部八槽式扭矩限位結構在工藝上為一次模塅成型，既降低了工藝難度同時又大大提高了兩者的形位精度，整體裝配后固定在輸出軸上的隔磁窗窗口與輸入軸凸鍵的相對扭轉角度在3.3°±0.7°范圍內的一致性大大提高，增強了扭矩傳感器采集扭轉信號的精確性。

在所述八槽式結構中，八槽輪廓結構可以是矩形也可以是梯形，可以是三角形也可以是齒輪漸開線形狀以及類似的衍生結構。

輸入軸八處凸鍵與下部八槽式扭矩限位結構交接處不會出現凹坑現象，不需再次機加處理，同時避免了透磁現象，提高了輸入軸左右扭轉時扭矩傳感器采集信號的對稱性。

本實用新型的工作原理為：扭矩傳感器測量駕駛員施加在方向盤上的轉矩大小，需要扭力桿與扭矩傳感器協同工作。駕駛員轉向時，對方向盤施加一定的扭矩，此扭矩通過與方向盤連接的輸入軸傳遞給扭力桿，從而使扭力桿發生扭轉變形并得到一個大小與方向盤扭矩成比例的扭轉角(角度范圍根據扭桿材料不同變化，一般最大為6～8°，對應最大轉矩不超過7～10Nm)，扭矩傳感器把這個扭轉角轉化為電壓信號作為扭矩傳感器的輸出。

出于保護助力電機的考慮，當扭力桿扭曲變形產生的扭矩小于某設定值時，電機不助力。而當扭力桿扭曲變形的扭矩大于某設定值時，此時對應的電機助力轉矩為一恒定值。介于兩者之間為一直線型助力特性關系。

考慮以上原因，有效的工作電壓區間為1V～4V。同時考慮駕駛員方向盤對中直行行駛時無需助力提供，左右對稱轉向需提供相應助力。

其具體參數為：扭力桿1N·m的扭轉變形，電壓變化值記錄為a?V，

扭力桿特性曲線遵循：Φ＝K*T*(1±5％)，

扭矩傳感器故障診斷要求扭力桿扭矩為6N·m時電壓值為3.5V。

由此：電氣設計思路與扭力桿特性的對應關系如下：