CN203450195U - 电动转向管柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动转向管柱，包括输入轴、输出轴以及扭杆，所述扭杆的一端与所述输入轴固定连接，所述扭杆的另一端与所述输出轴固定连接；所述输出轴上固定连接有感应齿圈，所述输入轴上固定连接有用于检测所述感应齿圈角位移的角位移传感器总成,所述角位移传感器总成与所述感应齿圈之间具有间隙。本实用新型的电动转向管柱，所使用的角位移传感器总成与感应齿圈之间具有间隙，即为非接触式的传感器，不会发生任何磨损，从根本上解决了现有的接触式传感器由于长时间接触磨损而导致信号精度变差的问题，提高了电动转向系统安全性和舒适性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车转向系统，具体涉及一种应用于汽车转向系统上的采用非接触式传感器的电动转向管柱。
背景技术
电动转向管柱采用扭矩传感器来采集驾驶员作用于方向盘上的力矩，以此判断驾驶员的转向意图，从而提供转向助力，提高汽车的驾驶轻便性。第一代电动转向管柱采用接触式扭矩传感器。该接触式传感器采用电位计原理：滑块被下端的弹簧紧压在扭杆端部。驾驶员转动方向盘的力矩作用于扭杆端，扭杆受扭矩后带动钢球沿传感器轴上的滚道滚动，钢球在滚道上的滚动又带动滑块的上下移动。该接触式传感器将滑块的移动量转换为电压量，实现对驾驶员作用于方向盘扭矩的检测。这种结构的接触式扭矩传感器具有结构简单，成本较低的优点。
现有技术的缺点在于，由于钢球与传感器轴、滑块上的滚道接触滚动，在车辆行驶里程较大时，由于长期使用导致磨损量较大，其检测精度变差。驾驶员扭矩信号是电动转向系统最重要的输入信号，该信号的精度变差，会导致转向系统性能、操纵舒适性、行车安全性下降。
实用新型内容
针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种电动转向管柱，解决现有技术中的接触式传感器由于长时间接触磨损而导致信号精度变差的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电动转向管柱，包括输入轴、输出轴以及扭杆，所述扭杆的一端与所述输入轴固定连接，所述扭杆的另一端与所述输出轴固定连接；所述输出轴上固定连接有感应齿圈，所述输入轴上固定连接有用于检测所述感应齿圈角位移的角位移传感器总成,所述角位移传感器总成与所述感应齿圈之间具有间隙。
作为优选，所述角位移传感器总成为霍尔传感器。
作为优选，所述角位移传感器总成与输入轴通过铆压固定连接。
作为优选，所述感应齿圈与输出轴通过铆压固定连接。
作为优选，所述扭杆与输入轴通过花键固定连接。
作为优选，所述扭杆与输出轴通过紧固销固定连接。
本实用新型的电动转向管柱，所使用的角位移传感器总成与感应齿圈之间具有间隙，即为非接触式的传感器，不会发生任何磨损，从根本上解决了现有的接触式传感器由于长时间接触磨损而导致信号精度变差的问题，提高了电动转向系统安全性和舒适性。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例的电动转向管柱的示意图；
图2为图1沿A-A向的剖视图；
图3为图2的B部分的放大示意图；
图4为本实施例所采用的角位移传感器总成与感应齿圈的轴测图。
附图标记说明：
1-电动转向管柱、 2-输入轴、 3-角位移传感器总成、
4-感应齿圈、 5-输出轴、 6-扭杆、 7-紧固销。
具体实施方式
图1为本实用新型的一个实施例的电动转向管柱的示意图，图2为图1沿A-A向的剖视图，图3为图2的B部分的放大示意图，图4为本实施例所采用的角位移传感器总成与感应齿圈的轴测图。
如图1-图4所示，本实用新型的一个实施例的电动转向管柱1，包括输入轴2、输出轴5以及用于连接输入轴2和输出轴5的扭杆6，扭杆6一端与输入轴2固定连接，扭杆6的另一端与输出轴5固定连接；本实用新型的改进之处在于，输出轴5上固定连接有感应齿圈4，输入轴2上固定连接有用于检测感应齿圈4角位移的角位移传感器总成3,角位移传感器总成3与感应齿圈4之间具有间隙。角位移传感器总成3与感应齿圈4是相配套使用的，本实施例中角位移传感器总成3采用霍尔传感器，感应齿圈4上设有一周的齿，感应齿圈4在转动时，角位移传感器总成3中的霍尔元件产生变化的感应电压和/或电流，通过检测电路即可检测出感应齿圈4的相对角位移，其原理属于公知常识，在此不再赘述。
为了保证其连接强度及正常工作，如图3所示，本实施例中，角位移传感器总成3与输入轴2通过铆压固定连接，扭杆6与输入轴2之间通过花键固定连接，因此，角位移传感器总成3、输入轴2与扭杆6之间是固定连接的。另一端，感应齿圈4与输出轴5通过铆压固定连接，扭杆6与输出轴5通过紧固销7固定连接，因此，感应齿圈4、输出轴5与扭杆6之间也是固定连接的。
以下简述本实施例的工作过程：当方向盘（图中未示出）转动时，方向盘会在输入轴2施加转向力矩而使输入轴2发生转动；由于扭杆6的另一端是与输出轴5固定连接的，并且扭杆6是弹性的，因此，扭杆6会因为受到转向力矩而发生变形，因此，输入轴2与输出轴5之间会在旋转方向上产生角位移。因此角位移传感器总成3与感应齿圈4之间也产生相同的角位移；角位移传感器总成3将该角位移转化为电信号输出给转向助力控制器。转向助力控制器根据角位移及扭杆6刚度即可计算出方向盘所施加的扭矩，从而计算出需要提供的转向助力的大小。
由于在角位移传感器总成3在测量角位移的过程中，与感应齿圈4没有接触，不存在磨损，因此在使用一段时间以后也不会影响信号的检测精度，其可靠性大大提高。
在本实施例中，角位移传感器总成3为霍尔传感器(包括霍尔元件以及处理电路)，还可以为其他类型的非接触式传感器，例如采用电磁感应原理、磁感应原理进行工作的非接触式传感器。其共同的特征是，感应齿圈4不必与角位移传感器总成3接触，二者之间具有间隙，只要保持一定距离之内，感应齿圈4的转动会引起角位移传感器总成3内部的电压和/或电流的变化，从而检测感应齿圈的转动角度。
本实施例通过使用非接触式传感器来替代传统的接触式传感器，传感器与被测零件之间没有物理接触，而是通过霍尔原理测量被测零件，从根本上解决了现有技术采用接触式传感器，在车辆行驶里程较大时由于接触磨损而导致信号精度变差的问题。
虽然本实施例中没有穷举所有的非接触式传感器，本领域的技术人员应该理解，并不限于霍尔传感器，只要是非接触式的角位移传感器均可应用于本实用新型，即只要满足传感器与被测零件之间没有物理接触，而是通过电磁感应原理、霍尔原理或磁感应原理以及其他原理测量被测零件角位移的角位移传感器即可。
Claims (6)
1.电动转向管柱，包括输入轴、输出轴以及扭杆，所述扭杆的一端与所述输入轴固定连接，所述扭杆的另一端与所述输出轴固定连接；
其特征在于，
所述输出轴上固定连接有感应齿圈，所述输入轴上固定连接有用于检测所述感应齿圈角位移的角位移传感器总成,所述角位移传感器总成与所述感应齿圈之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的电动转向管柱，其特征在于，所述角位移传感器总成为霍尔传感器。
3.根据权利要求1或2所述的电动转向管柱，其特征在于，所述角位移传感器总成与输入轴通过铆压固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的电动转向管柱，其特征在于，所述感应齿圈与输出轴通过铆压固定连接。
5.根据权利要求1或2所述的电动转向管柱，其特征在于，所述扭杆与输入轴通过花键固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的电动转向管柱，其特征在于，所述扭杆与输出轴通过紧固销固定连接。
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