[发明专利]一种用于汽车EPS系统的立式非接触电磁感应扭矩传感器在审

专利信息
申请号: 201510845063.1 申请日: 2015-11-26
公开(公告)号: CN105333982A 公开(公告)日: 2016-02-17
发明(设计)人: 李志鹏;常子凡;那少聃 申请(专利权)人: 哈尔滨力盛达机电科技有限公司
主分类号: G01L3/10 分类号: G01L3/10
代理公司: 哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙) 23209 代理人: 张伟
地址: 150040 黑龙江省哈尔滨市*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 汽车 eps 系统 立式 接触 电磁感应 扭矩 传感器
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种汽车EPS用扭矩传感器,具体涉及一种用于汽车EPS系统的立式非接触电磁感应扭矩传感器,当方向盘转动时,用于测量对方向盘进行转动操作时在输入轴与输出轴之间产生的扭矩,属于汽车转向控制检测技术领域。

背景技术

汽车电动助力转向系统(EPS)是通过电动机为汽车转向提供助力从而提高驾驶员的驾驶舒适度,而安装在转向轴上的扭矩传感器则是为电动助力转向控制系统提供扭矩信号从而控制转向辅助电机,达到助力的目的。

扭矩传感器作为EPS的重要组件,其性能直接影响到助力效果和驾驶安全性。扭矩传感器主要分为接触式和非接触式两类。其中,接触式扭矩传感器因其使用磨损和噪音,已经逐渐被非接触式扭矩传感器所代替。常用非接触式扭矩传感器主要包括光电式,磁阻式,电感式和电磁感应式。

常规电磁感应式扭矩传感器是通过在印刷电路板上布设多组线圈,在电路板两侧设置平面转子,利用电磁感应和涡流效应等原理实现通过线圈电压测量转子角度。

此种扭矩传感器,平面延展,传感器体积较大,不能完全适应各车型安装空间狭小的问题。同时由于平面线圈的磁力线分布原因,平面转子的涡流效应不明显,导致检测信号微弱,测量精度受影响。由于两组线圈布置在印刷电路板两侧,产生的磁场出现叠加,虽然可以通过改变单面转子结构和对应的线圈组实现信号的单独测量,干涉不可避免。

此外如果将两组线圈布置在两块电路板上并附加电磁屏蔽结构,则会增加传感器体积和制造成本。

因此,亟待设计一种新型的电磁感应传感器,改变整体结构,避免电磁干涉和磁场叠加,同时缩小传感器整体体积,以适应安装需求。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述,以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分,也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此,根据本发明的一个方面,提供了一种用于汽车EPS系统的立式非接触电磁感应扭矩传感器,以至少解决现有扭矩传感器体积大,结构复杂,存在电磁干涉的问题。本发明恰恰是一款具有体积小,结构简单,无电磁干涉,无需电磁屏蔽的扭矩传感器,用于测量对转向系统所施加的扭矩。

本发明提出的一种用于汽车EPS系统的立式非接触电磁感应扭矩传感器,该传感器安装在与汽车方向盘连接的输入轴和与助力组件相连接的输出轴之间,用于测量对方向盘进行转动操作时在输入轴与输出轴之间产生的扭矩。

一种用于汽车EPS系统的立式非接触电磁感应扭矩传感器,包括齿轭转子部分,FPC部分,处理电路部分,传感器安装壳体部分;

所述齿轭转子部分包括第一齿轭转子和第二齿轭转子,第一齿轭转子和第二齿轭转子均包括连接部和多个齿轭,第一齿轭转子的多个齿轭等间距环形阵列在其连接部的下侧;第二齿轭转子的多个齿轭等间距环形阵列在其连接部的上侧;

所述FPC部分包括柔性电路板和中空筒体;柔性电路板贴附于中空筒体的外圆柱表面,所述FPC部分设置为与所述齿轭转子部分外面表面有径向间隔,柔性电路板上印刷有激励线圈和接收线圈;

所述处理电路部分,其为包含信号发生电路和检测处理电路的印刷电路板,印刷电路板的平面沿中空筒体外侧面轴向布置;

所述传感器安装壳体部分由左安装壳和右安装壳组合形成,齿轭转子部分、FPC部分、处理电路部分置于传感器安装壳体部分内部。

根据本发明的一个方面,所述中空筒体采用绝缘非导磁材料制作,中空筒体设置为与所述齿轭转子部分同轴,所述柔性电路板贴附于中空筒体外表面形成具有一定刚度的圆柱形立体线路板。

根据本发明的一个方面,所述第一齿轭转子和第二齿轭转子均为高导磁材料制作,齿轭从连接部一端外表面向外突出后沿轴向方向延伸,齿轭与齿轭间空隙所占圆周角度相同。

根据本发明的一个方面,所述激励线圈为螺旋结构,布置在所述柔性电路板的中间位置,螺旋中心与柔性电路板同轴。

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