專利名稱:一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構的制作方法
技術領域:
本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構涉及一種汽車電動助力轉向機構。
背景技術:
目前已有的汽車電動助力轉向機構中的轉矩傳感器通常有四種類型1可變電阻式;2差動變壓器式;3光電式;4電磁式。這4種轉矩傳感器工作原理與本發(fā)明明顯不同;其中電磁式是使對向端開有齒隙的轉向盤主動軸與從動軸處于一個有氣隙的閉合磁路中,當二軸因受轉向轉矩發(fā)生相對轉動時,齒隙相對位置變化使磁路磁阻改變,從而使繞在磁路上的線圈電感量變化而實現轉矩傳感的。這四種傳感器都存在結構零件多,機械部分加工精度要求高等缺點。
發(fā)明內容
本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構的目的是提供一種具有結構簡單轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構。本發(fā)明是由轉向盤、轉向柱、萬向傳動裝置、橫拉桿和伺服直流電動機、減速機構、汽車車速檢測單元、電子控制單元等構成,其特征在于機械轉向機構的轉向柱分為兩段,構成轉矩輸入部件和轉矩輸出部件;轉矩輸入部件與轉向盤固定連接,用來傳遞要被轉向車輪所需的轉向轉矩。轉矩輸出部件通過萬向傳動裝置及齒條式轉向裝置與要轉向的車輪工作連接。轉矩的輸入部件與輸出部件通過扭桿相互連接。所述轉矩的輸入部件轉向轉矩傳感器是由激勵磁鐵部件和信號發(fā)生器等組成,其中所述的激勵磁鐵部件內裝有三個激勵磁鐵,所述三個磁鐵中的兩個磁極極性與第三個磁鐵的磁極極性相反。所述信號發(fā)生器部件內裝的磁敏傳感器組件中的2個差動磁敏元件,分別處于三個激勵磁鐵構成的方向相反的外部磁場之中。所述激勵磁鐵部件套裝固定在轉向柱的轉矩輸入部件上;信號發(fā)生器套裝固定在轉向柱的轉矩輸出部件上。轉動時,轉向柱的轉矩輸入部件與轉向柱的轉矩輸出部件間發(fā)生角位移,則固定在轉矩輸入部件上的磁敏傳感器組件中的2個差動磁敏元件感受到固定在轉距輸出部件的永磁體產生的2個方向相反、大小相等的磁場的線性變化,而輸出與轉矩的變化大小及方向有線性對應關系的直流電壓變化,經差動放大后輸出電壓信號轉向盤順時針轉動轉矩增大時,輸出電壓線性減小或增大;轉向盤逆時針轉動轉矩增大時,輸出電壓線性增大或減小。磁敏傳感器組件的差動特性可以使環(huán)境溫度變化引起的輸出直流電壓的溫度偏移減小。有刷或無刷伺服直流電動機設置在轉向柱管上,通過該電動機可以將輔助力徑蝸輪-蝸桿減速機構施加給轉矩輸出部件。用于獲取汽車車速檢測單元裝置在汽車儀表盤上,或者安裝在可以檢測車速的其它部位。本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構結構簡單,受環(huán)境影響變化小。
圖一為本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構的結構示意圖;圖二為本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構的磁敏式轉矩傳感器結構示意圖。
具體實施例方式
如圖一所示,本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構,將機械轉向機構的轉向柱2分為兩段,構成轉矩輸入部件和轉距輸出部件。轉矩輸入部件與轉向盤1固定連接,用來傳遞要被轉向車輪所需的轉向轉矩。轉矩輸出部件通過萬向傳動裝置3及齒條式轉向裝置4與要轉向的車輪工作連接。轉矩輸入部件與轉距輸出部件通過扭桿相互連接。電動助力轉向機構包括齒輪齒條式機械轉向裝置4,齒條式轉向裝置的輸入端通過萬向傳動裝置3以及轉向柱2與轉向盤1工作連接;其輸出端通過兩側的轉向橫拉桿5、6與轉向車輪工作連接。也可以采用其它的轉向器轉向裝置,例如循環(huán)球式轉向裝置。助力轉向機構裝在轉向柱管上,可將轉向轉矩從轉向盤1傳遞到要轉向的車輪。轉矩傳感器7用于檢測轉向盤1作用在轉矩輸入部件上的轉矩大小與方向,轉矩傳感器7裝置在轉矩輸入部件和轉距輸出部件上,也可以裝置在轉向機構的其它位置。所述轉矩傳感器7為磁敏轉矩傳感器,包括與轉矩輸入部件連接的信號發(fā)生器部件和與轉距輸出部件連接的激勵磁鐵部件,獲取汽車轉向時轉向轉矩的方向和大小,將轉矩檢測信號傳給電子控制單元10。伺服直流電動機9設置在轉向柱管上,與轉向柱呈90°或者平行安裝,通過該電動機9可以將輔助力徑蝸輪-蝸桿減速機構8施加給轉矩輸出部件。用于獲取汽車車速檢測單元裝置11在汽車儀表盤上,或者安裝在可以檢測車速的其它部位,將車速信號傳遞給電子控制單元10。電子控制單元10獲取當時的轉向狀態(tài)和車速的特征值,與內存的轉向特性曲線相比較,控制電動機9的輸出轉矩方向和大小。
如圖二所示,所述的信號發(fā)生器部件12和激勵磁鐵部件13,分別套裝固定在轉向柱2的主動軸14和轉向柱2的從動軸15上。激勵磁鐵部件13內裝有激勵磁鐵17、18、19、,磁鐵17和磁鐵19的磁極極性與磁鐵18的磁極極性相反,信號發(fā)生器部件12內裝的磁敏傳感器組件16中的2個差動磁敏元件20與21分別處于這兩個方向相反的外部磁場之中。
權利要求
1.本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構是由轉向盤、轉向柱、萬向傳動裝置、橫拉桿等構成,機械轉向機構的轉向柱分為兩段,構成轉矩輸入部件和轉矩輸出部件;轉矩輸入部件與轉向盤固定連接,用來傳遞要被轉向車輪所需的轉向轉矩,轉矩輸出部件通過萬向傳動裝置及齒條式轉向裝置與要轉向的車輪工作連接,轉矩的輸入部件與輸出部件通過扭桿相互連接;本發(fā)明其特征在于所述轉矩的輸入部件轉向轉矩傳感器是由激勵磁鐵部件和信號發(fā)生器等組成,其中所述的激勵磁鐵部件內裝有三個激勵磁鐵,所述三個磁鐵中的兩個磁極極性與第三個磁鐵的磁極極性相反;所述信號發(fā)生器部件內裝的磁敏傳感器組件中的2個差動磁敏元件,分別處于三個激勵磁鐵構成的方向相反的外部磁場之中;所述激勵磁鐵部件套裝固定在轉向柱的轉矩輸入部件上;信號發(fā)生器套裝固定在轉向柱的轉矩輸出部件上。
全文摘要
本發(fā)明一種采用磁敏式轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構的目的是提供一種具有結構簡單轉矩傳感器的汽車電動助力轉向機構。本發(fā)明是由轉向盤、轉向柱、萬向傳動裝置、橫拉桿和伺服直流電動機、減速機構、汽車車速檢測單元、電子控制單元等構成,其特征在于所述轉矩的輸入部件轉向轉矩傳感器是由激勵磁鐵部件和信號發(fā)生器等組成,所述激勵磁鐵部件套裝固定在轉向柱的轉矩輸入部件上;信號發(fā)生器套裝固定在轉向柱的轉矩輸出部件上。本發(fā)明結構簡單,受環(huán)境影響變化小。
文檔編號G01L9/14GK1587941SQ20041006090
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月22日 優(yōu)先權日2004年9月22日
發(fā)明者肖生發(fā), 許夢清, 羅永革, 佘建強, 馮櫻, 簡煒 申請人:湖北汽車工業(yè)學院