[发明专利]一种汽车电动助力转向用角度和扭矩传感器总成

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电动助力转向系统，尤其是涉及一种汽车电动助力转向用角度和扭矩传感器总成。

背景技术

方向盘角度和扭矩传感器是汽车EPS系统的重要组成部件之一。角度传感器测定方向盘转动时的转角和中间位置的角度差。扭矩传感器测定方向盘与转向器输出轴之间传递的扭矩。最后将角度值和扭矩值转化成电信号，通过串口传送给ECU，ECU通过计算分析后对驱动电机输出特定的电流，实现转向系统的助理。

如中国专利公开号为200820099469.5公开了一种非接触型车用角度和扭矩传感器总成，第一传动轴套和第二传动轴套前段同轴间隙配合；扭杆套设于所述第一传动轴套和第二传动轴套同轴的空腔之中，扭杆的两端分别通过第一传动轴套和第二传动轴套与输入轴和输出轴耦合；第一传动轴套的中段外沿设有第一主动齿轮并啮合三个相同的第一从动齿轮，第二传动轴套的前段外沿设有第二主动齿轮啮合另外三个相同的第二从动齿轮；还设有圆环形电路板，电路板两面板上分别设有巨磁电阻GMR传感器；第一从动齿轮和第二从动齿轮上分别设有径向极化的磁缸，并分别与电路板上的巨磁电阻GMR传感器相对应。

上述专利虽然采用了非接触式，磨损小，但结构相对复杂，拆装不方便，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车电动助力转向用角度和扭矩传感器总成，解决现有扭力杆式传感器总成结构复杂，拆装不方便的问题。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：一种汽车电动助力转向用角度和扭矩传感器总成，包括壳体，与方向盘连接的输入轴，与输入轴固定连接的扭力杆，传感器；还包括套在扭力杆上的套圈，套圈与壳体间设置有平衡压簧，所述扭力杆上平行设置有一组螺旋轨迹槽，所述套圈内壁上设置有第一圆弧槽，每个螺旋轨迹槽与圆弧槽间均设置有一个钢球；套圈一端的外壁上设置有第二圆弧槽，传感器的测量端置于第二圆弧槽内。

进一步的，所述的螺旋轨迹槽至少平行设置有三个。

优选的，所述的螺旋轨迹槽均匀设置有4个。

为保证套圈的运动更平稳，所述的第一圆弧槽设置有两个。

所述的扭力杆沿轴向设置有安装孔，输入轴的配合端置于安装孔内并通过固定销与扭力杆固定连接。

本发明的有益效果：通过钢球带动套圈上下运动，测量端固定在套圈上的传感器通过检测套圈的运动距离和运动时间计算出输入轴的转角和扭矩，本结构在实现对电动助力转向转角及扭矩计算的同时，结构简单，摩擦阻力小，且套圈和钢球的安装方便，精度要求低，制造成本低。所述的螺旋轨迹槽设置4个，使套圈的运动更加平稳，抗干扰性强，所述的第一圆弧槽设置2个，进一步提高了套圈运动的稳定性。

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的纵向剖视图。

图2为本发明的横向剖视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种汽车电动助力转向用角度和扭矩传感器总成，包括壳体9，壳体9内设置有一个型腔，与方向盘连接的输入轴1，输入轴1的一端置于型腔内，与输入轴1固定连接的扭力杆5，扭力杆5与输入轴1连接的一端也置于型腔内，所述的扭力杆5沿轴向设置有安装孔51，输入轴1的配合端置于安装孔51内并通过固定销6与扭力杆5固定连接。所述扭力杆5上套装有套圈3，套圈3与壳体9型腔的端面间设置有平衡压簧4，所述扭力杆5上平行设置有一组螺旋轨迹槽10，所述套圈3内壁上设置有第一圆弧槽11，每个螺旋轨迹槽10与圆弧槽11间均设置有一个钢球2；所述的螺旋轨迹槽10至少平行设置有三个，优选的，所述的螺旋轨迹槽10均匀设置有4个。为提高套圈3的稳定性，所述的第一圆弧槽11设置有两个，两个第一圆弧槽11与螺旋轨迹槽10间均设置有钢球2。位于套圈3一端的外壁上设置有第二圆弧槽12，传感器7的测量端置于第二圆弧槽12内。

本发明的工作原理：方向盘处在初始状态时，套圈的重力与平衡压簧的弹性力保持平衡，当转动方向盘时，方向盘带动输入轴转动，输入轴带动扭力杆旋转，用于安装套圈的钢球受扭力杆的转动和套圈的惯性共同作用下，会在扭力杆的螺旋导轨中产生绕中心轴的转动运动和平行于中心轴方向的相对运动，带动与钢球连接的套圈沿扭力杆的轴向运动，套圈的运动带动传感器的测量端一起运动，传感器通过计算分析测量端的角度变化及响应时间计算出输入轴的转角及扭矩，并将信号传递给ECU，ECU根据事先设定好的程序对所有反馈过来信息进行运算、处理；使电动助力转向系统能够根据驾驶员的驾驶意图配合汽车的车速、发动机转速等综合情况，对驱动电机输出特定的电流，从而实现汽车操控的舒适性及安全性。