[發明專利]轉矩轉位傳感器

在審

• 申請號: 201110270326.2
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102435212A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 姜旼澈
• 申請（專利權）人: LG伊諾特有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01L3/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 許向彤;林錦輝

相關申請的交叉引用

本申請基于2010年9月13日提交的韓國專利申請No.10-2010-0089367，并要求其優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及一種轉矩轉位傳感器(torque?index?sensor)，更具體地，涉及一種構造為通過簡化轉位傳感器單元(index?sensor?unit)的磁體結構來以優異的經濟可行性提高生產率的轉矩轉位傳感器。

背景技術

在常規的車輛中，與車輪相連接的方向盤起到操縱行進方向的作用。然而，在車輪與路面之間的阻力大或者出現對轉向操作的阻礙情況下，操縱力會減小從而難以快速控制車輛。為了解決這個問題，提出了動力轉向系統。動力轉向系統用于提供動力傳輸設備以控制方向盤，由此減小控制力。

為了使動力轉向系統提供控制方向盤的力，需要測量作用到轉向軸的轉矩、轉向角和角速度。已經提出了各種方法的裝置，用來測量方向盤的轉矩。具體地，由于經濟的原因，大量采用檢測轉矩的方法，在該方法中，測量與轉向軸相聯結的磁體的磁場來檢測轉矩。此外，用于檢測電磁轉動的方法被廣泛采用，通過采用隨著方向盤一起轉動的齒輪和與該齒輪嚙合的從動齒輪，來檢測轉向角和角速度。

然而，檢測轉向角或角速度的設備或系統存在這樣的缺點，諸如，制備過程復雜和由于故障或誤操作導致的錯誤概率高，因此采用使用轉位傳感器的方法。

轉向結構通常包括與方向盤相聯結的輸入軸、聯結到與車輪側的齒條相嚙合的小齒輪(pinion)的輸出軸和將輸入軸與輸出軸相連的扭力桿。

在方向盤轉動時，轉動力被傳送到輸出軸，從而根據小齒輪和齒條的操作改變車輪方向。在這種情況下，如果阻力很大，更多地轉動輸入軸來扭轉扭力桿，其中，通過轉矩傳感器用磁場方法的來測量扭力桿的扭轉度。

提供一種轉位傳感器，用來通過檢測隨著輸出軸轉動的磁體的轉動，測量角速度和角加速度?？梢允罐D矩傳感器和轉位傳感器模塊化，模塊化的設備被稱為轉矩轉位傳感器(TIS)。就是說，轉矩轉位傳感器(TIS)是用于檢測轉向操縱中轉向轉矩的轉矩傳感器和用于檢測轉向軸的旋轉次數的轉位傳感器的集成設備，其中，這些傳感器安裝在例如汽車的轉向系統中。

TIS的優點在于結構簡單和經濟性，但是目前的缺點在于由兩種類型的磁化檢測設備相鄰布置的結構所導致的不可避免的磁場干擾的產生。為了克服這個缺點，轉矩傳感器和轉位傳感器需要保持預定距離，因此通常確保35mm的距離以避免磁場干擾的產生。

所以，存在的缺點是不必要地增大了TIS的尺寸以及將TIS制備成小巧尺寸時需要考慮到磁場干擾。

圖1是示出根據現有技術的轉矩轉位傳感器的透視圖，圖2是示出圖1的轉矩轉位傳感器的轉矩傳感器單元和轉位單元的主要部分的透視圖。

參照圖1和圖2，從上部插入到TIS(轉矩轉位傳感器)中的輸入軸與聯結到磁體的轉子12相聯結，轉子12呈環形。輸出軸通過定子11聯結，定子11布置與離轉子12的邊緣分開，并且包括軸向彎曲的垂直凸片13。

在通過與轉子12聯結的輸入軸和與定子11聯結的輸出軸之間的轉動差異使扭力桿產生扭轉時，轉子12和定子11相對地轉動，轉子12的邊緣與軸向彎曲的垂直凸片13之間的相對表面改變，以改變磁化強度值(magnetization?value)，并且所改變的磁化強度值可以用來測量轉矩。

收集器(collector)14被布置用來聚集磁化強度值，轉矩傳感器磁體設備15檢測收集器14所聚集的磁化強度值。

同時，轉位單元布置在轉矩傳感器單元的下部。該轉位單元包括轉位磁體31和轉位磁體設備35，轉位磁體31與沿著定子11的輸出軸連接并且隨著該輸出軸轉動。

盡管轉矩傳感器單元和轉位單元在外殼22內部被模塊化并且形成一體構造，但是轉矩傳感器單元和轉位單元各自的作用不同。就是說，轉矩傳感器單元測量根據磁化強度值變化的轉矩變化并且向PCB(印刷電路板)21發送檢測信號，而轉位單元發送磁化強度量的檢測信號，該磁化強度量被轉位磁體設備根據轉位磁體31的轉動而改變。

圖3包括在轉矩轉位傳感器中的轉位單元的主要部分的剖視圖和根據現有技術的轉位磁體(index?magnet)的放大圖。

參照圖3，轉位磁體40被構造為與轉位外殼(index?housing)32的邊緣聯結，或者被構造為形成轉位外殼32的邊緣的一部分。轉位磁體也可以靠近或遠離固定到外殼32的轉位磁體元件35，以便產生脈沖信號。