[发明专利]用于车辆动力转向系统的扭矩传感器组件

说明书

一种用于车辆动力转向系统的扭矩传感器组件具有：磁体；围绕磁体同轴的第一通量封闭构件、第二通量封闭构件、以及第三通量封闭构件；以及第一磁传感器和第二磁传感器。多个磁体中的每个磁体均发出磁场。第二通量封闭构件在第一通量封闭构件与第三通量封闭构件之间。第一通量封闭构件和第三通量封闭构件收集具有第一极性的磁场。第二通量封闭构件收集具有与第一极性相反的第二极性的磁场。第一磁传感器和第二磁传感器被定位成具有相似的极性。第一传感器在第一通量封闭构件与第二通量封闭构件之间。第二传感器在第二通量封闭构件与第三通量封闭构件之间。通过由第一传感器产生的第一信号减由第二传感器产生的第二信号来计算扭矩信号。

技术领域

本发明总体上涉及车辆动力转向系统，并且尤其涉及一种用于这种车辆动力转向系统的扭矩传感器组件。

背景技术

机动车辆典型地包括动力转向系统，以辅助转动车辆的可转向车轮。动力转向系统典型地将包括齿条齿轮组件，以将车辆的方向盘的旋转运动转换成线性运动，从而实现可转向车轮的转动。扭矩传感器组件通常用于测量车辆驾驶员施加至方向盘的转向力矩的方向和大小。然后，电子控制单元使用测得的转向力矩的方向和大小来操作辅助转动可转向车轮的动力源。

扭矩传感器组件可以通过使用磁传感器检测由固定至与方向盘一起旋转的转向部件上的磁体产生的磁场的变化来操作。然而，这种扭矩传感器组件易受外部磁场的影响，这可能导致扭矩传感器的输出错误地表示驾驶员施加的转向力矩。外部磁场可以由车辆外部和/或车辆内部的源产生。例如，外部磁场可能是大电流电缆(例如起动机缆线)由于车辆的封装需求而布线在扭矩传感器组件附近造成的。此外，预期自主式车辆需要扭矩传感器组件越来越精确的转向系统，这些扭矩传感器组件不易受外部磁场的影响。

扭矩传感器组件可以屏蔽外部磁场，以防止错误地表示驾驶员施加的转向力矩。然而，这种屏蔽增加了车辆的成本、重量以及复杂性。因此，期望具有一种无需屏蔽即可减轻外部磁场的扭矩传感器组件。

发明内容

本发明涉及一种用于车辆动力转向系统的扭矩传感器组件。

根据一个实施例，扭矩传感器组件可以单独地和/或组合地包括以下特征中的一个或多个：多个磁体；围绕磁体同轴的第一通量封闭构件、第二通量封闭构件、以及第三通量封闭构件；以及第一磁传感器和第二磁传感器。所述多个磁体中的每个磁体均发出磁场。第二通量封闭构件在第一通量封闭构件与第三通量封闭构件之间。第一通量封闭构件和第三通量封闭构件收集具有第一极性的磁场，并且第二通量封闭构件收集具有与第一极性相反的第二极性的磁场。第一磁传感器和第二磁传感器被定位成具有相似的极性。第一传感器在第一通量封闭构件与第二通量封闭构件之间，并且第二传感器在第二通量封闭构件与第三通量封闭构件之间。

根据本实施例，所述扭矩传感器组件进一步包括：由所述第一传感器响应于所述磁场而输出的第一信号；以及由所述第二传感器响应于所述磁场而输出的第二信号。

根据本实施例，所述扭矩传感器组件进一步包括通过所述第一信号减所述第二信号而计算出的扭矩信号。

根据本实施例，所述第一通量封闭构件、所述第二通量封闭构件、以及所述第三通量封闭构件是铁磁性环。

根据本实施例，所述扭矩传感器组件进一步包括：第一指状物，所述第一指状物从所述第一通量封闭构件延伸；第二指状物，所述第二指状物从所述第二通量封闭构件延伸；以及第三指状物，所述第三指状物从所述第三通量封闭构件延伸，其中，当所述第二指状物与所述磁体的第二极对准时，所述第一指状物和所述第三指状物与所述磁体的第一极对准，所述第一极具有第一极性，并且所述第二极具有第二极性。

根据本实施例，所述第一指状物的第一数量等于所述第二指状物的第二数量、所述第三指状物的第三数量、以及所述磁体的第四数量。