專利名稱：方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，尤其是涉及一種包括轉(zhuǎn)角傳感器的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置。
背景技術(shù)：
公知地，ESP電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器(監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度)、車輪傳感器(監(jiān)測各個車輪的速度轉(zhuǎn)動)、側(cè)滑傳感器(監(jiān)測車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的狀態(tài))、橫向加速度傳感器(監(jiān)測汽車轉(zhuǎn)彎時的離心力)等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號對車輛的運行狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而發(fā)出控制指令。在汽車行駛過程中，轉(zhuǎn)向傳感器感知駕駛者試圖操作的轉(zhuǎn)彎方向和角度，車輪傳感器感知車速、油門開度和驅(qū)動力矩等，制動傳感器感知制動力的大小，而側(cè)滑傳感器則檢測汽車沿垂直軸線的偏轉(zhuǎn)(該偏轉(zhuǎn)的大小代表汽車的穩(wěn)定程度，如果偏轉(zhuǎn)角速度達(dá)到一個閾值，則說明汽車處于測滑或甩尾等危險工況)。ESP的中央控制單元ECU 了解到這些信息之后，通過計算后判斷汽車正常安全行駛和駕駛者操縱汽車意圖的差距，然后，由ECU發(fā)出指令，調(diào)整發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪上的制動力，從而修正汽車的過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足，以避免汽車打滑、轉(zhuǎn)向過度、轉(zhuǎn)向不足或抱死，從而保證汽車的行駛安全。從嚴(yán)格的角度來講，ESP系統(tǒng)實際上包括了 ABS和TCS(牽引力控制系統(tǒng))兩大系統(tǒng)的功能，但又不是兩者簡單的疊加。它們之間的差別主要是ABS或TCS只能被動地作出反應(yīng)，而ESP則能夠主動探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。ESP必須設(shè)置方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于將方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為一個可以代表駕駛員期望的行駛方向的信號，ESP通過計算方向盤轉(zhuǎn)角的大小和轉(zhuǎn)角變化速率來識別駕駛員的操作意圖。但是，現(xiàn)有的ESP普遍采用的是依據(jù)光柵原理的傳感器，其中，方向盤轉(zhuǎn)角一般根據(jù)光電編碼來確定，安裝在轉(zhuǎn)向軸上的編碼盤上包含了經(jīng)過編碼的轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)角等信息，所述編碼盤上的信息由接近式光電耦合器進(jìn)行掃描，當(dāng)接通汽車點火開關(guān)并且方向盤轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)過一定角度后，ESP的中央控制單元通過脈沖序列來確定當(dāng)前的方向盤絕對轉(zhuǎn)角。這種方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的缺點是比較容易損壞，一旦其發(fā)生損壞，貝U ESP的中央控制單元將無法確定駕駛員的操作意圖(尤其是汽車的轉(zhuǎn)向方向)，從而會使得整個ESP失效。目前，從信號產(chǎn)生的原理上而言，使用工作更可靠的磁感應(yīng)式傳感器來代替光柵傳感器在技術(shù)上是可行的，在采用磁感應(yīng)式傳感器時，通過方向盤或方向盤轉(zhuǎn)軸來帶動磁感應(yīng)式傳感器的內(nèi)部襯套，以切割磁感應(yīng)式傳感器的內(nèi)部磁體形成的磁力線，從而由ECU根據(jù)產(chǎn)生的電流信號的脈沖寬度、脈沖幅度以及脈沖方向來確定方向盤轉(zhuǎn)角的大小、轉(zhuǎn)角的變化速率以及轉(zhuǎn)向方向。但是，采用工作更可靠的磁感應(yīng)式傳感器在安裝上存在一定的困難，方向盤下方的安裝空間有限，需要安裝時鐘彈簧機(jī)構(gòu)以及組合開關(guān)等部件，尤其是在安裝磁感應(yīng)式傳感器時，如果采用一些常規(guī)的軸向定位機(jī)構(gòu)，例如簡單的凸臺與凹槽的配合、開口止擋環(huán)等，往往會對安裝形成干涉以致無法安裝磁感應(yīng)式傳感器，采用定位銷等進(jìn)行定位，由于銷孔與定位銷無法確保對準(zhǔn)，因此更無法保證安裝過程的順利進(jìn)行。在此情形下，如何能夠?qū)崿F(xiàn)磁感應(yīng)式傳感器的安裝和精確定位，并準(zhǔn)確地將方向盤的轉(zhuǎn)動傳遞到磁感應(yīng)式傳感器上，這是一個比較難于解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，能夠保證在方向盤下方的有限安裝空間內(nèi)實現(xiàn)磁感應(yīng)式傳感器的安裝和精確定位，而且能夠精確地將方向盤的轉(zhuǎn)動傳遞到磁感應(yīng)式傳感器上。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，其技術(shù)方案如下一種用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，所述方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置安裝在與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸上，包括具有三個安裝齒輪的定位凹槽的底座；安裝于第一定位凹槽內(nèi)與方向盤的轉(zhuǎn)向軸傳動連接的第一齒輪；安裝于第二定位凹槽內(nèi)的第二齒輪；安裝于第三定位凹槽內(nèi)的第三齒輪；固定于第二齒輪第一端面上的第一磁鐵；固定于第三齒輪第一端面上的第二磁鐵；安裝于底座上位于第二齒輪第二端面一側(cè)的第一磁感應(yīng)式傳感器；安裝于底座上位于第三齒輪第二端面一側(cè)的第二磁感應(yīng)式傳感器；所述第二齒輪和第三齒輪分別與第一齒輪嚙合連接，所述第一磁鐵、第二齒輪、第一磁感應(yīng)式傳感器的位置對中，其中心與第二齒輪的軸心重合，所述第二磁鐵、第二磁感應(yīng)式傳感器、第三齒輪的位置對中，其中心與第三齒輪的軸心重合。進(jìn)一步地，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器裝置的第一齒輪還具有至少兩個軸向定位卡爪，所述卡爪用于與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸連接，使與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸和第一齒輪同步旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器裝置的第二齒輪和第三齒輪的安裝磁鐵端具有至少兩卡槽，所述磁鐵具有與所述卡槽配合的卡爪，所述卡爪安裝在卡槽內(nèi)。汽車方向盤轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)時，方向盤轉(zhuǎn)向軸帶動第一齒輪旋轉(zhuǎn)，第一齒輪帶動第二齒輪和第三齒輪旋轉(zhuǎn)，第二齒輪和第三齒輪分別帶動第一磁鐵和第二磁鐵旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵旋轉(zhuǎn)時，第一磁感應(yīng)式傳感器、第二磁感應(yīng)式傳感器檢測磁場旋轉(zhuǎn)變化，發(fā)出正弦波和余弦波，經(jīng)濾波，穩(wěn)定，放大后由CPU采集，并對4路信號進(jìn)行運算，判斷，分析。然后輸出穩(wěn)定的輸出信號。本發(fā)明帶來的有益效果本發(fā)明提供的用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，因巧妙地采用磁感應(yīng)式傳感器，具有大范圍，高精度，高穩(wěn)定性的優(yōu)點。同步采用兩套磁感應(yīng)式傳感器，可做到兩路信號平行輸出，可跟蹤正反旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的角度旋轉(zhuǎn)度。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1為方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1實施例的底座結(jié)構(gòu)意 圖3為圖1的齒輪之間的連接結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖1的齒輪與磁鐵的連接結(jié)構(gòu)示意 圖5為圖1實施例的齒輪、磁鐵、磁感應(yīng)式傳感器位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1至圖5所示的用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，該方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置安裝在與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸上；底座2具有三個安裝齒輪的定位凹槽21、22、23，第一齒輪I安裝于第一定位凹槽21內(nèi)，與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸傳動連接，第一齒輪I具有至少兩個軸向定位卡爪11，所述卡爪11用于與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸連接，使與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸和第一齒輪I同步旋轉(zhuǎn)；第二齒輪5安裝于第二定位凹槽22內(nèi)；第三齒輪4安裝于第三定位凹槽23內(nèi)；第一磁鐵6固定于第二齒輪5的第一端面上，第二磁鐵3固定于第三齒輪4的第一端面上；第二齒輪5和第三齒輪4的安裝磁鐵端具有至少兩卡槽41,所述磁鐵具有與所述卡槽41配合的卡爪,所述卡爪安裝在卡槽41內(nèi)；第一磁感應(yīng)式傳感器7安裝于底座2上,位于第二齒輪5第二端面的一側(cè)；第二磁感應(yīng)式傳感器8安裝于底座2上，位于第三齒輪4第二端面的一側(cè)；第二齒輪5和第三齒輪4分別與第一齒輪I哨合連接，第一磁鐵6、第二齒輪5、第一磁感應(yīng)式傳感器7的位置對中,其中心與第二齒輪5的軸心重合，所述第二磁鐵3、第二磁感應(yīng)式傳感器8、第三齒輪4的位置對中，其中心與第三齒輪4的軸心重合。汽車方向盤轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)時，方向盤轉(zhuǎn)向軸帶動第一齒輪I旋轉(zhuǎn)，第一齒輪I帶動第二齒輪5和第三齒輪4旋轉(zhuǎn)，第二齒輪5和第三齒輪4分別帶動第一磁鐵6和第二磁鐵3旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝淮盆F6和第二磁鐵3旋轉(zhuǎn)時，第一磁感應(yīng)式傳感器、第二磁感應(yīng)式傳感器檢測磁場旋轉(zhuǎn)變化，發(fā)出正弦波和余弦波，經(jīng)濾波，穩(wěn)定，放大后由CPU采集，并對4路信號進(jìn)行運算，判斷，分析。然后輸出穩(wěn)定的輸出信號。顯然，本發(fā)明不限于以上優(yōu)選實施方式，還可在本發(fā)明權(quán)利要求和說明書限定的精神內(nèi)，進(jìn)行多種形式的變換和改進(jìn)，能解決同樣的技術(shù)問題，并取得預(yù)期的技術(shù)效果，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接或聯(lián)想到的所有方案，只要在權(quán)利要求限定的精神之內(nèi)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，所述方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置安裝在與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸上，其特征在于:包括具有三個安裝齒輪的定位凹槽(21、22、23)的底座(2);安裝于第一定位凹槽(21)內(nèi)與方向盤的轉(zhuǎn)向軸傳動連接的第一齒輪(I);安裝于第二定位凹槽(22)內(nèi)的第二齒輪(5);安裝于第三定位凹槽(23)內(nèi)的第三齒輪(4);固定于第二齒輪(5)第一端面上的第一磁鐵(6);固定于第三齒輪(4)第一端面上的第二磁鐵(3);安裝于底座(2)上位于第二齒輪(5)第二端面一側(cè)的第一磁感應(yīng)式傳感器(7);安裝于底座(2)上位于第三齒輪(4)第二端面一側(cè)的第二磁感應(yīng)式傳感器(8);所述第二齒輪(5)和第三齒輪(4)分別與第一齒輪(I)哨合連接，所述第一磁鐵(6)、第二齒輪(5)、第一磁感應(yīng)式傳感器(7)的位置對中，其中心與第二齒輪(5)的軸心重合，所述第二磁鐵 (3)、第二磁感應(yīng)式傳感器(8)、第三齒輪(4)的位置對中，其中心與第三齒輪(4)的軸心重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器裝置，其特征在于:所述第一齒輪(I)還具有至少兩個軸向定位卡爪(11 )，所述卡爪(11)用于與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸連接，使與方向盤連接的轉(zhuǎn)向軸和第一齒輪(I)同步旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器裝置，其特征在于:所述第二齒輪(5)和第三齒輪(4)的安裝磁鐵端具有至少兩卡槽(41 )，所述磁鐵具有與所述卡槽(41)配合的卡爪，所述卡爪安裝在卡槽(41)內(nèi)。
全文摘要
一種用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器裝置，包括具有三個定位凹槽(21、22、23)的底座(2)；安裝于第一定位凹槽(21)內(nèi)的第一齒輪(1)；安裝于第二定位凹槽(22)內(nèi)的第二齒輪(5)；安裝于第三定位凹槽(23)內(nèi)的第三齒輪(4)；固定于第二齒輪(5)上的第一磁鐵(6)；固定于第三齒輪(4)上的第二磁鐵(3)；安裝于底座(2)上第一磁感應(yīng)式傳感器(7)和第二磁感應(yīng)式傳感器(8)；第二齒輪(5)和第三齒輪(4)分別與第一齒輪(1)嚙合連接，第一磁鐵(6)、第二齒輪(5)、第一磁感應(yīng)式傳感器(7)的位置對中，第二磁鐵(3)、第二磁感應(yīng)式傳感器(8)、第三齒輪(4)的位置對中。
文檔編號B62D6/00GK103072622SQ201310061319
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者趙群, 周雙 申請人:湖南時代卓越汽車電子技術(shù)有限公司