[发明专利]转向角传感器和具有转向角传感器的电动转向装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种转向角传感器(torque angle sensor)和具有转向角传感器的电动转向装置，尤其是涉及一种能消除将转向角传感器装配于外围组件过程中产生的周边方向和轴向上的间隙、吸收由于冲击而产生的位移，从而避免转向角传感器内的组件产生破损和误操作，有助于电动转向装置的组装。

【背景技术】

车辆一般使用电动转向装置减小转向轮(方向盘)的转向动力，以保证转向状态稳定。在这方面，传统的利用液体压力的液压动力系统(Hydraulic Power Steering System；HPS)已经被广泛应用于车辆的HPS。然而，与利用液体压力的传统方案相对，近来具有能使驾驶者容易利用马达的旋转力并且环境适应性好的转向性能的电动转向系统(Electronic Power Steering System；EPS)也已经被广泛安装于车辆中。

所述电动转向系统通过电子控制单元利用车辆上的车辆速度传感器、转向角传感器(steering angle sensor)、转向扭矩传感器等等所检测到的行驶状况来驱动一马达，以便在低速驾驶中产生轻微舒适的转向信号、在高速驾驶中产生剧烈的转向信号和充分的方向稳定性，并根据转向轮的旋转角提供迅速复位转向轮的回复力。因此，EPS使在紧急状况下转向成为可能，为驾驶者提供了最佳转向条件。

同时，在EPS中，马达安装于转向柱的外侧，转向柱定位于转向轮和齿轮箱之间，以便向下传递驾驶者转向轮的旋转力，从而在转向柱内旋转转向轴，根据转向轮的转向补偿驾驶者的转向力。

附图1所示是现有电动转向装置的结构示意图。如图1所示，所述电动转向装置100包括：转向系统130，其两侧延伸至转向轮102和车轮126，以及动力辅助装置140，用于向转向系统130提供辅助转向动力。

所述转向系统130包括转向轴106，其一侧连接方向盘102，以与方向盘102同步转动，另一侧通过一对万向接头104连接至小齿轮轴108。此外，小齿轮轴108通过齿条齿轮机构部110连接至齿条112，齿条112的两侧末端分别通过连杆122和转向臂124连接至所述车辆的车轮126。

动力辅助装置140包括：扭矩传感器142，用于检测驾驶者施加在方向盘102上的扭矩，并输出与检测到的扭矩成比例的电信号；电子控制单元144，用以基于来自扭矩传感器142的电信号产生控制信号；马达146，用以根据来自电子控制单元144的控制信号产生辅助动力，以及减速器150，包括蜗杆(worm gear)152以及蜗轮(worm wheel gear)156，用于将马达146产生的辅助动力传送至转向轴106。

根据不同情况而定，扭矩传感器142或角度传感器143的其中一个能设置于蜗轮156的一侧，或者扭矩传感器142和角度传感器143二者均被设置于蜗轮156的一侧，以构造电动转向装置100。

近来，在分别将扭矩传感器和角度传感器装配于转向轴时，存在电动转向装置体积和制造成本增大以及装配过程加长的问题。在这点上，同时具有扭矩传感器和角度传感器功能的转向角传感器已经被开发出来。

然而，同时具有扭矩传感器和角度传感器功能的转向角传感器包含大量精确组件，因此当将转向角传感器安装于转动轴上时，转向角传感器存在由于周边方向或轴向上的间隙而产生误操作、或者由于外部传来的即使很轻微的冲击而损坏内部组件或产生误操作等问题。

【发明内容】

因此，本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种转向角传感器及具有转向角传感器的电动转向装置，用以消除将转向角传感器装配于外围组件过程中产生的周边方向和轴向上间隙、吸收由于冲击而产生的位移，从而避免转向角传感器内的组件产生破损和误操作，有助于电动转向装置的组装。

根据本发明的一观点，其提供一种转向角传感器，包含：上层盘，通过中心部将输入轴和输出轴相互装配在一起，该上层盘的上侧装配于传感器壳体上，该上层盘包含固定装置，用于将上层盘固定于传感器壳体；转子(rotor)，装配于上层盘的内侧，该转子沿围绕着穿过转子之输出轴的外表面装设轴；中层盘，装配于上层盘的下侧；以及下层盘，其上侧装配于中层盘的下侧，下侧装配于端盖(space cover)上。

根据本发明的另一观点，其提供一种电动转向装置，包含：转向角传感器；电子控制装置，用以计算从转向角传感器输入的信号，并传递输出信号给马达；马达，接收来自电子控制装置的信号，并产生转向辅助动力；蜗杆，装配于马达上；以及蜗轮，与蜗杆啮合，将来自马达的转向辅助动力传递给转向轴。