[发明专利]转矩角传感器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年5月17日提交的韩国申请编号10-2012-0052340以及2012年6月5日提交的韩国申请编号10-2012-0060437并要求享有其优先权，在此通过引用的方式将其公开内容全部并入本文中。

技术领域

根据本发明的示例性和非限制性实施例的教导总体上涉及一种安装于车辆上以检测输入轴与输出轴之间转矩变化的转矩传感器，并且涉及一种配置成测量输入轴与输出轴之间旋转角变化的转矩角传感器。

背景技术

通常，几乎每辆车都采用了电动助力转向系统。也就是说，使用以独立动力辅助车辆转向力的转向系统来增强车辆的运动稳定性。

常规上，辅助转向装置使用的是液压，但从减小发动机载荷、减小重量、增强转向稳定性和加快回复力的角度考虑，当今越来越多地采用了电动助力转向（EPS）系统，其适于经由减速机构向转向轴传送电动机的旋转输出。

配置EPS系统，使得电子控制单元（ECU）响应于速度传感器、转矩传感器和角度传感器检测到的转向状态和驾驶员操纵信息来驱动电动机，以增强转向稳定性并提供快速回复力，由此驾驶员能够安全地使车辆转向。

速度传感器是检测行驶车辆行驶速度的装置，转矩传感器是输出与转矩成比例的电信号的装置，该信号是通过将转矩施加到转向轴检测出来的，角度传感器是输出与转向柱的旋转角成比例的电信号的装置。

同时，配置转矩传感器，使得使用至少两个磁装置来测量施加到转向柱的转矩，由此，即使一个磁装置发生故障或执行错误操作，另一个磁装置仍在正常状态工作。不过，这种配置还存在弊端，即转矩传感器变得庞大，每个磁装置必须单独安装在印刷电路板上。

同时，转矩角传感器是这样的：在外壳内设置转子和定子，并且转矩角传感器包括安装于转子上的主齿轮和至少两个与主齿轮相啮合的子齿轮。磁铁沿转矩传感器中转子的周边布置，将具有与磁铁一极相对应的凸块的定子布置在外围，从而响应于磁铁和定子之间相互转数差异以检测磁荷，由此检测到输入轴和输出轴的转矩，然后将其传送到ECU。

就角度传感器而言，驾驶员旋转方向盘以引起由连接到转向柱的主齿轮旋转与转向柱的旋转联合产生的转向柱和驱动轴之间的旋转角差，此时，磁装置识别出连接到与主齿轮相啮合的子齿轮的磁铁的磁场和旋转方向，并将其信号传送到ECU。通常，AMR IC和Hall IC被广泛应用于磁装置。

同时，就常规角度传感器而言，其中主齿轮每旋转一圈子齿轮旋转大致两圈，子齿轮每旋转一圈的最大误差大约为一度，因此，需要在控制器安装一种能够减小由角度传感器输出的角度非线性的影响的算法，结果，需要开发一种能够使误差最小化的角度传感器。

发明内容

本发明旨在克服上述问题/缺点，本发明的一个目的是提供一种转矩角传感器，包括转矩传感器单元和角度传感器单元，转矩传感器单元能够通过减少部件数量并在结构上加以改进以实现微型化而降低制造成本，角度传感器单元被配置成通过减少主齿轮和子齿轮的齿数使主齿轮和子齿轮微型化，并通过优化子齿轮的布置位置使产品微型化。

本发明的另一个目的是提供一种具有角度传感器单元的转矩角传感器，角度传感器单元被配置成通过优化子齿轮的旋转来减小角度传感器的误差，从而改善输出的线性度。

本发明要解决的技术问题不限于上述问题，本领域的技术人员从以下描述将清楚地认识到至此尚未提到的任何其他技术问题。

在本发明的一般方面中，提供了一种转矩角传感器，所述转矩角传感器包括：中心布置有旋转轴的壳体；安装在所述壳体内的转矩传感器单元，以检测输入轴与输出轴之间的转矩变化；以及安装在所述壳体内的角度传感器单元，以检测所述输入轴与所述输出轴之间的角度变化，其中每个所述转矩传感器单元和所述角度传感器单元安装在所述壳体不同部分。

优选地，但并非必要地，转矩传感器单元可以包括：安装在壳体内的定子，可旋转地安装于定子中心；结合所述旋转轴的旋转操作的转矩磁体；安装在壳体的收集器，以传送所述转矩磁体的磁场；在一个封装中形成有独立工作的第一磁装置和第二磁装置的磁装置模块，以检测所述收集器传送的磁场，以及安装有磁装置模块的PCB（印刷电路板），其中所述PCB安装在垂直于所述旋转轴的轴向上并在远端安装有所述磁装置模块。

优选地，但并非必要地，收集器可以包括布置在定子的上表面的上收集器，以及布置在定子的下表面的下收集器，其中上、下收集器对称设置并在其中心处与第一传输构件和第二传输构件一体地形成。