[实用新型]角度扭矩传感器

说明书

技术领域

    本实用新型涉及汽车部件，具体为一种能同时检测到方向盘扭矩及方向盘旋转角度的角度扭矩传感器。

背景技术

    目前国内电动助力转向系统（Electronic Power Steering简称EPS）的发展迅速， EPS的安全及技术的要求也更高，其中扭矩传感器必不可少，而为了保护驾驶者的安全及技术的发展，则还必须需要检测方向盘角度位置用到角度传感器。

    传感器在EPS上应用时，因控制算法及发展的需要，要求得到方向盘扭矩及方向盘旋转角度。所以在EPS上需要安装扭矩传感器，及角度传感器，这就给转向器的结构设计和安装带来了一定的难度，并且在成本上也有所增加。现有的非接触式传感器有许多不同的原理，如光电，电磁感应，霍尔效应等，但还没有一款能同时检测到角度及扭矩的非接触式传感器。因此，设计出一种把角度传感器与扭矩传感器结合为一体的传感器，具有很强的实用价值。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种角度扭矩传感器，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

角度扭矩传感器，主要包括两个主动齿轮，三个从动齿轮，所述从动齿轮中心填充有磁铁，在从动齿轮上方有霍尔元件，霍尔元件通过检测磁铁的磁通量变化可得出从动齿轮的角度；上部主动齿轮固定在输入轴上，其边缘装有两个从动齿轮，通过这两个从动齿轮之间的转换与计算可得所需角度，其相当于角度传感器检测部分。

同样，下部也有一主动齿轮固定在输出轴上，其边缘装有一个从动齿轮，通过这两个平行放置从动齿轮的之间的转换与计算可得扭矩，其相当于扭矩传感器。

本实用新型是利用霍尔元件检测从动齿轮上磁铁的磁通量变化，得出从动齿轮的角度变化；其齿轮齿数的关系：上部主动齿轮的齿数等于下部主动齿轮的齿数，其中从动齿轮中，连接上部主动齿轮的两个从动齿轮的齿数不相等。霍尔元件感受到装在旋转从动齿轮上磁铁的磁通变化量，并把这个量值转换成电压(或PWM、SPI)信号送到相关处理器进行处理，即可得到角度和扭矩信号，再把角度及扭矩信号送入汽车电动助力转向器的控制器中进行相应的算法控制。

本实用新型在使用时，把角度扭矩传感器安装在EPS机械总成的相应部分位置处，其两个主动齿轮分别固定在输入轴，输出轴上；霍尔元件通过感应从动齿轮上的磁铁的磁通量得出从动齿轮的角度位置。

有益效果：本实用新型同时具有扭矩传感器及角度传感器的功能，同时更稳定，寿命更长，易于安装和控制成本，其具体表现在：

1、本实用新型把角度传感器及扭矩传感器结合为一体，利用霍尔感应及相互关系得到方向盘角位置和扭矩大小，可以使生产成本大大降低；

2、本实用新型由于主要应用在汽车EPS上，同时测得扭矩与角度，使EPS安装传感器的困难及测量范围不足的问题得以解决；

3、本实用新型由于是靠霍尔感应测量角度，这就使得传感器的稳定性高，使用寿命更长久。

附图说明

图1 为本实用新型较佳实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1的角度扭矩传感器，输入轴1上套有第一主动齿轮3，第一主动齿轮上有两个配套的从动齿轮进行啮合，分别为第一从动齿轮7和第二从动齿轮4，另外，在第一从动齿轮7、第二从动齿轮4和第三从动齿轮5上均设有霍尔元件2；另外，在输出轴6上，套有第二主动齿轮8，与第二主动齿轮8啮合的只有一个第三从动齿轮5，其中第三从动齿轮5与第二从动齿轮4中心线处于同一轴线上。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。