[發明專利]轉向角傳感器

在審

• 申請號: 201310365463.3
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103963841A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 高柳尚樹;丸山辰義;白窪清隆
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統轉向器株式會社
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02;G01B7/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本發明涉及一種轉向角傳感器。

背景技術

作為這種技術，公開了下述專利文獻1所記載的技術。該公報中公開了如下內容：在與轉向軸一體旋轉的齒輪（下稱第一齒輪）上嚙合有齒數互不相同的兩個齒輪（以下稱為第二齒輪、第三齒輪），該兩個齒輪分別安裝有磁鐵，能夠根據第二齒輪和第三齒輪的旋轉差檢測出第一齒輪的360°以上的旋轉角。

專利文獻1：日本特表2001－505667號公報

但是，在上述專利文獻1所記載的技術中，由于第一齒輪和第二齒輪之間的齒隙及第一齒輪和第三齒輪之間的齒隙，存在轉向軸旋轉角的檢測誤差變大的可能。

發明內容

本發明是著眼于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種能夠減小轉向軸旋轉角的檢測誤差的轉向角傳感器。

第一方面的一種轉向角傳感器，其特征在于，具備：

傳感器外殼，其設置在隨著方向盤的轉向操作而旋轉的轉向軸上；

第一齒輪（大齒輪），其旋轉自如地設置在所述傳感器外殼上，具備以包圍所述轉向軸的方式形成為環狀的主體部、形成在所述主體部的外周側的多個齒和設置在所述主體部上的卡合部，該第一齒輪的內周面與所述轉向軸在徑向上隔開規定距離；

旋轉傳遞部（驅動銷），其以與所述轉向軸一體旋轉的方式設置在所述轉向軸上，具有被卡合部，通過所述被卡合部與所述第一齒輪的所述卡合部卡合，隨著所述轉向軸的旋轉而旋轉驅動所述第一齒輪；

第二齒輪（小齒輪1），其旋轉自如地設置在所述傳感器外殼上，具有磁性部件和多個齒，該磁性部件沿周向隔開規定間隔磁化N極和S極，該多個齒形成在該第二齒輪的外周側并與所述第一齒輪的齒嚙合；

第三齒輪（小齒輪2），其旋轉自如地設置在所述傳感器外殼上，具有沿周向隔開規定間隔磁化N極和S極的磁性部件和以與所述第一齒輪的齒或所述第二齒輪的齒嚙合且具有不能與所述第二齒輪相除盡的規定的減速比的方式形成在該第三齒輪的外周側的多個齒；

第一MR元件，其將所述第二齒輪的磁性部件所產生的磁場變化作為電阻元件的電阻值的變化來檢測，由此檢測所述第二齒輪的旋轉角即第一旋轉角；

第二MR元件，其將所述第三齒輪的磁性部件所產生的磁場變化作為電阻元件的電阻值的變化來檢測，由此檢測所述第三齒輪的旋轉角即第二旋轉角；

施力部件，其設置在所述傳感器外殼上，將所述第一齒輪向所述第二齒輪側施力，以使所述第一齒輪和所述第二齒輪之間的齒隙減小；

通過所述第一旋轉角和所述第二旋轉角的組合，求出方向盤從轉向輪朝向直行方向時的方向盤的旋轉位置即中立位置開始旋轉的旋轉量即轉向絕對角。

根據第一方面，通過減小第一齒輪和第二齒輪之間的齒隙，能夠抑制第一齒輪和第二齒輪之間的旋轉相位偏差，能夠提高轉向絕對角的檢測精度。

在第一方面的基礎上，第二方面的特征在于，

所述第一齒輪設置為與被所述施力部件施力之前相比，被施力后的旋轉中心接近所述轉向軸的旋轉中心。

根據第二方面，在第一齒輪的旋轉中心和轉向軸的旋轉中心偏離的情況下，在旋轉一圈的期間，第一齒輪相對于轉向軸的相位產生偏差，但通過使兩部件的旋轉中心進一步接近，能夠抑制相位偏差。

在第一方面的基礎上，第三方面的特征在于，

所述第一齒輪的主體部設置為在被所述施力部件施力的狀態下不與所述轉向軸不接觸。

根據第三方面，通過使轉向軸不與第一齒輪接觸，能夠使第一齒輪和第二齒輪可靠地嚙合。

在第一方面的基礎上，第四方面的特征在于，

所述第二旋轉角用于確定所述轉向軸從所述中立位置開始旋轉了幾圈，所述第一旋轉角用于確定所述轉向軸的一圈范圍內的旋轉角。

根據第四方面，由于對轉向軸的一圈的范圍的旋轉角要求檢測精度高，因此通過作為該旋轉角使用與第一齒輪之間齒隙較少的第二齒輪的第一旋轉角，能夠提高轉向角的檢測精度。另一方面，為了檢測轉向軸旋轉了幾圈，由于不要求精細的檢測精度，因此，即使使用第三齒輪的第二旋轉角，也不會降低轉向絕對角的檢測精度。

在第一方面的基礎上，第五方面的特征在于，

所述施力部件由螺旋彈簧構成，該螺旋彈簧具有包圍所述第一齒輪的主體部外周的環狀，在該螺旋彈簧的周向位置的一側與所述主體部抵接，而在另一側與所述傳感器外殼卡止，通過發揮彈性力而縮徑，由此將所述第一齒輪向所述第二齒輪側施力。

根據第五方面，通過包圍第一齒輪的主體部的螺旋彈簧構成施力部件，能夠謀求施力部件的設置容積的小型化。

在第一方面的基礎上，第六方面的特征在于，