[发明专利]具有用于机动车辆的转向角传感器设备和扭矩传感器设备的装置、机动车辆、以及用于制造这样的装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的装置，其具有用于检测施加至机动车辆的转向轴的扭矩的扭矩传感器装置，并具有用于检测转向轴的当前转向角的转向角传感器装置。扭矩传感器装置包括磁定子，该磁定子设计为将磁通量从磁体传导至至少一个通量导体以及穿过该导体传导至至少一个磁传感器和两个定子部分，该两个定子部分设置为在轴向方向上相对于彼此移位，每个定子部分包括在径向方向上延伸的环状边缘元件。相对照地，转向角传感器装置包括至少一个具有永磁体的旋转传输元件(例如齿轮)和用于检测该旋转传输元件的旋转运动的磁场检测器。

背景技术

用于检测施加到机动车辆的转向轴的扭矩的扭矩传感器装置已是现有技术。这样的扭矩传感器装置可例如与电转向系统一起使用。扭矩传感器装置例如从文件US 2004/0194560 A1以及从文件DE 102 40 049 A1中已知。在该示例中，扭矩传感器装置附接至转向轴的两个轴段或部分轴，所述两个轴段或部分轴在轴向方向上相对并且借助于扭杆而彼此连结。磁体——例如环形磁体——设置在第一轴段上，而具有磁性定子的保持器被附接至另一轴段，在径向方向上跨过小的空气间隙而与永磁体相对。借助于定子(其通常由两个单独的定子部分组成)，磁体的磁通量经过第一和第二通量导体，该第一和第二通量导体则将磁通量传递至磁传感器——例如霍尔传感器。在该示例中，磁传感器设置在两个通量导体之间，例如可从文件US 2004/0194560A1的图7和8中清楚地看出。

这样的扭矩传感器装置也从文件DE 10 2007 043 502 A1中已知。

此外，用于检测转向轴的当前转向角的转向角传感器也从现有技术中已知。这样的装置可例如从文件DE 10 2008 011 448 A1看到并已知。转向轴的旋转运动在这里借助于传动装置而被传递至承载磁体的较小齿轮。较小齿轮的旋转则使用磁传感器而被检测。

目的主要是针对这样的装置，其中，一方面扭矩传感器装置以及另一方面转向角传感器装置作为共同组件一体地形成。具有扭矩传感器和旋转角度传感器的这种装置例如从文件DE 10 2010 033 769 A1已知。

通过组合的装置，诸如从现有技术中已知的，在径向方向上最小化装置的总体高度或尺寸是很大的挑战。特别地，在该情况下，转向角传感构件的齿轮(扭矩传递元件)在轴向方向上占据了相对较大的安装空间的情况下。

发明内容

本发明的目标是提出一种关于针对上述类型的装置、相比与现有技术如何能够减小轴向安装高度的解决方案。

该目标根据本发明通过具有根据相应独立权利要求的特征的装置、机动车辆以及方法而实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图中的主题。

根据本发明的用于机动车辆的装置包括设计为检测施加至机动车辆的转向轴的扭矩的扭矩传感器装置，以及设计为检测转向轴的当前转向角的转向角传感器装置。扭矩传感器装置包括磁传感器，该磁传感器设计为将磁通量从磁体传导至至少一个通量导通并且通过该通量导体到至少一个磁传感器。定子包括两个定子部分，该两个定子部分设置为相对于彼此在轴向方向上移位，每个定子部分都包括在径向方向上延伸的环形边缘元件。转向角传感器装置包括至少一个具有永磁体的旋转传输元件(例如齿轮)和用于检测该旋转传输元件的旋转运动的磁场检测器。转向轴的旋转运动可被传递至旋转传输元件。该至少一个具有永磁体的旋转传输元件在轴向方向上设置在边缘元件之间。

根据本发明，因此提出了将转向角传感器装置的基本部件(即该至少一个具有其永磁体的旋转传输元件)设置为不在定子的轴向外侧，而是在轴向方向上在相应的边缘元件之间或在两个定子部分之间。在定子部分之间具有恒定轴向距离的情况下，整个装置的轴向安装高度或轴向尺寸由此相比于现有技术或相比于具有其永磁体的旋转传输元件设置为相对于定子轴向移位的实施例而减小。从而整体上提供了一种在径向方向上非常紧凑并且以节约空间的方式集成的装置，其设计为既检测扭矩也检测转向角。

该至少一个旋转传输元件优选地具有至连接至一个轴段的转子的相互工作连接部。借助于该转子，转向轴的旋转运动可被传递至较小直径的旋转传输元件，并且该旋转传输元件的旋转运动可被磁场检测器检测，并且转向角可由此确定。该至少一个旋转传输元件优选地为具有周边齿结构的齿轮形式，所述周边齿结构接合转子，该转子旋转固定地连结到转向轴并且包括周边齿结构。转子可被设置在也附接有磁定子的保持器上。