一种用于电动助力转向系统中的转矩传感器，其包括：第一轴、第二轴和扭力杆；中空套管，其固定到第一轴并且沿着扭力杆延伸以至少部分轴向重叠第二轴；角偏转指示器，其产生的信号取决于在将转矩施加在转矩传感器上时第一轴相对于第二轴的角偏转，所述转矩致使所述扭力杆扭转；固定到套管的至少一个传动牙嵌和固定到第二轴的至少一个对应的传动牙嵌，在正常运转中两个传动牙嵌偏置，使得它们允许扭力杆发生限定范围内的角偏转，而且在扭力杆发生故障的情况下将彼此接合，以提供将转矩从第一轴传递到第二轴的路径；和连接元件，其具有第一部分，第一部分固定在第二轴和套管中的一个的孔内，连接元件具有第二部分，第二部分延伸到第二轴和套管中的另一个的特征件中，在转矩传感器上为零转矩的情况下，连接元件与特征件周向间隔开的角距离大于传动牙嵌之间的间隔，并且沿着轴的轴线的方向与特征件间隔的距离小于传动牙嵌沿着该方向的重叠量，以便防止在扭力杆发生故障的情况中第一轴和第二轴移开的量将阻止传动牙嵌接合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转矩传感器中的改进
本专利技术涉及转矩传感器中的改进，特别地涉及应用于电动助力转向系统中的转矩传感器的改进。本专利技术还涉及一种电动助力转向系统，其包含转矩传感器。
技术介绍
已知提供了一种电动助力转向系统，在所述电动助力转向系统中电动机将转矩施加到转向器，所述转向器辅助驾驶员转动方向盘。在传统的转向柱驱动系统中，其包括转向柱轴，所述转向柱轴被支撑在护罩中。该轴的一个端部连接到方向盘而另一个端部接合变速箱。变速箱将轴连接到电动机以及车辆的转向轮。电动机由适当的驱动电路驱动，以便施加转矩，并且驱动电路响应由控制器产生的转矩需求信号。提供的转矩传感器测量由驾驶员施加到转向柱轴的转矩或者根据所生产的系统类型测量系统中某些其它部位处的转矩。这种转矩测量值被提供给控制器并且用作产生转矩需求信号的基础。一般而言，测量到的转矩越高，则辅助转矩值也越大。由电动机施加的辅助转矩还能够根据车速或者其它车辆运转参数变化。实际上，电动机还能够用于施加其它转矩，所述其它转矩可以帮助控制车辆。可以利用多种不同的转矩传感器，但是通常使用这样的转矩传感器，所述转矩传感器通过测量扭力杆的两个端部之间的微分角位移来工作，所述扭力杆成直线连接在转向柱轴和变速箱之间。能够使用各种不同的传感器测量角位移，其中，磁力或者感应型传感器因它们相对较低的制造成本而被广泛使用。因为传感器是众所周知的，所以在此将不再对其进行详细描述。转矩传感器通常容纳在变速箱内。通过将电动机固定到变速箱壳体中，能够将转向系统的所有电气辅助零件制成为一个紧凑的单元。扭力杆提供了方向盘和行路轮之间的机械连结。为了防止在施加过度扭力负荷(可能在车辆行路轮高速撞击障碍物时)的情况下损坏扭力杆，已知提供一种传动牙嵌，所述传动牙嵌接合以限制扭力杆将经受的扭转量。这在扭力杆发生故障的非常罕见的情况中也提供了持续的机械连接，不过将存在一些游隙。在这种情况中，面临这样的风险，即，转向柱轴能够轴向移动并且将转矩传感器的两个端部分离，使得传动牙嵌在方向盘旋转时不会接合。在本申请人较早的系统中，通过在转向柱轴上设置肩部来防止发生这种情况，在转向柱轴进入变速箱壳体时该肩部将与变速箱上的对应肩部或者支撑转向轴的护罩内的对应肩部接合。这运转良好但是具有组装缺点，因为其对变速箱或者护罩的设计添加了其它约束。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供了一种用于应用在电动助力转向系统中的转矩传感器，其包括：第一轴、第二轴和扭力杆，所述扭力杆将第一轴连接到第二轴；中空套管，所述中空套管在第一位置处固定到第一轴并且沿着扭力杆延伸以至少部分轴向重叠第二轴；角偏转指示器，其产生的信号取决于在将转矩施加在转矩传感器上时第一轴相对于第二轴的角偏转，所述转矩致使扭力杆扭转；固定到所述套管的至少一个传动牙嵌和固定到所述第二轴的至少一个对应的传动牙嵌，在正常运转中，两个传动牙嵌偏置，使得它们允许所述扭力杆发生限定范围内的角偏转，而且在所述扭力杆发生故障的情况下将彼此接合，以提供将转矩从所述第一轴传递到所述第二轴的路径；和连接元件，所述连接元件具有第一部分，所述第一部分固定在第二轴和套管中的一个的孔内，所述连接元件具有第二部分，所述第二部分延伸到第二轴和套管中的另一个的特征件中，在转矩传感器上为零转矩的情况下，所述连接元件与所述特征件周向间隔开的角距离大于所述传动牙嵌之间的间隔，并且沿着所述轴的轴线的方向与所述特征件间隔的距离小于所述传动牙嵌沿着该方向的重叠量，以便防止在所述扭力杆发生故障的情况中第一轴和第二轴移开的量将阻止所述传动牙嵌接合。连接元件可以包括销，所述销可以包括细长元件，所述细长元件沿着其全部长度或者其长度的大部分具有大体圆形横截面。所述销可以从两个端部朝向中心成锥形、呈现筒状、从一个端部至另一个端部成锥形或者沿着其全部长度或者长度的大部分具有大体均匀的直径。连接元件可以沿着其长度在间隔开的位置处包括一条或者多条圆周槽，所述圆周槽可以辅助连接元件抓持到其所固定的孔中。连接元件伸入到其中的特征件可以包括加大孔，连接元件的一部分延伸到所述加大孔中。特征件可以包括槽，所述槽在套管的内表面上或者第二轴的外表面上切向延伸。替代地，特征件可以包括加大孔，连接元件伸入到所述加大孔中。在作为孔的情况下，特征件可以在正交于扭力杆的轴线的平面中延伸，并且最优选地径向延伸到扭力杆的轴线中或者延伸离开扭力杆的轴线。连接元件可以压配，诸如干涉配合到其所固定的孔中。这确保其不会从孔中掉落出来，而同时又不需要粘合剂或者其它固定来保持其就位。连接元件可以用例如螺纹啮合的其它方式固定。在第一优选布置方案中，连接元件的一部分固定在套管的孔中而另一部分插入到第二轴中的呈加大孔形式的特征件中。每个孔均可以径向延伸向轴的轴线。这提供了简单组件，原因在于连接元件可以被轻易地向下驱动到外轴的孔中，直到其插入到内轴的孔中为止。当处于使用位置中时连接元件的端部可以与第二轴的毗邻外表面齐平，或者凹陷到第二轴中或者可以略微露出直立。在第二优选布置方案中，连接元件可以压配在第二轴的孔中并且连接元件的一部分可以位于套管的加大孔中。在第三优选布置方案中，连接元件的一部分可以固定在套管的孔中并且另一个部分插入呈槽形式的特征件中，所述槽在第二轴的圆周的一部分上直线延伸。这可以通过使用钻头钻掉第二轴的一部分形成，所述钻头垂直于第二轴的轴线延伸并且与轴线径向间隔开。在第四优选布置方案中，槽的基部可以是弯曲、旋转的槽而非直线槽。连接元件可以压配到套管中并且松弛地伸入到槽中。可以在套管和第二轴中的每一个上设置一个传动牙嵌，但是优选地可以设置与套管相关联的多个传动牙嵌和与第二轴相关联的多个传动牙嵌，所述传动牙嵌布置成围绕套管和第二轴的圆周间隔开的齿。在最优选的布置方案中，传动牙嵌包括：形成到第二轴的外表面中的平坦部；和形成到套管的内表面中的平坦部，处于静止位置中的平坦部面向彼此但是间隔开，而当施加过度转矩时平坦部接触以防止过度相对旋转。第一轴、第二轴和扭力杆可以共享公共轴线。第一轴可以包括输出轴而第二轴包括输入轴，角偏转指示器指示从输入轴施加到输出轴的转矩。在使用中，输入轴可以通过转向柱轴连接到车辆的方向盘，并且输出轴通过转向齿轮的其它部分连接到行路轮。转矩传感器可以位于变速箱的壳体内。变速箱壳体还可以支撑电动机，所述电动机具有转子，所述转子通过变速箱壳体中的齿轮组连接到转矩传感器的输出轴。套管可以包括大体圆筒管，所述大体圆筒管装配在扭力杆的周围。其可以是第一轴的一体部分，例如，通过挖空第一轴的端部以便形成接收扭力杆的孔而形成。在这个情况中，第二轴的端部可以带有花键，以便接合在孔的底部的对应花键。在替代实施例中，套管可以是通过适当的连接件组件固定到第一轴的分离部件，使得其不会相对于第一轴轴向旋转。套管不需要完全包围扭力杆。例如其可以是一个或者多个细长指状件，所述指状件从第一轴轴向伸出到重叠第二轴的位置。第一和第二轴可以设置有轴向延伸的花键，所述花键在距离扭力杆最远的端部部分周围延伸，以便允许将转矩传感器连接到一根或者多根轴，沿着所述轴施加转矩。刚性连接件可以利用形成为一体的轴和输出连接件部分，或者通过以其它方式固定连接。转矩传感器可以包括处理器，所述处理器从角偏转器的输出确定转矩。角本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于应用在电动助力转向系统中的转矩传感器，其包括：第一轴、第二轴和扭力杆，所述扭力杆将所述第一轴连接到所述第二轴；中空套管，所述中空套管在第一位置处固定到所述第一轴并且沿着所述扭力杆延伸以至少部分轴向重叠所述第二轴；角偏转指示器，其产生的信号取决于在将转矩施加在所述转矩传感器上时所述第一轴相对于所述第二轴的角偏转，所述转矩致使所述扭力杆扭转；固定到所述套管的至少一个传动牙嵌和固定到所述第二轴的至少一个对应的传动牙嵌，在正常运转中，两个传动牙嵌偏置，使得它们允许所述扭力杆发生限定范围内的角偏转，而且在所述扭力杆发生故障的情况下将彼此接合，以提供将转矩从所述第一轴传递到所述第二轴的路径；和连接元件，所述连接元件具有第一部分，所述第一部分固定在所述第二轴和所述套管中的一个的孔内，所述连接元件具有第二部分，所述第二部分延伸到所述第二轴和所述套管中的另一个的特征件中，在转矩传感器上为零转矩的情况下，所述连接元件与所述特征件周向间隔开的角距离大于所述传动牙嵌之间的间隔，并且沿着所述轴的轴线的方向与所述特征件间隔的距离小于所述传动牙嵌沿着该方向的重叠量，以便防止在所述扭力杆发生故障的情况中第一轴和第二轴移开的量将阻止所述传动牙嵌接合。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.19 GB 1500876.61.一种用于应用在电动助力转向系统中的转矩传感器，其包括：第一轴、第二轴和扭力杆，所述扭力杆将所述第一轴连接到所述第二轴；中空套管，所述中空套管在第一位置处固定到所述第一轴并且沿着所述扭力杆延伸以至少部分轴向重叠所述第二轴；角偏转指示器，其产生的信号取决于在将转矩施加在所述转矩传感器上时所述第一轴相对于所述第二轴的角偏转，所述转矩致使所述扭力杆扭转；固定到所述套管的至少一个传动牙嵌和固定到所述第二轴的至少一个对应的传动牙嵌，在正常运转中，两个传动牙嵌偏置，使得它们允许所述扭力杆发生限定范围内的角偏转，而且在所述扭力杆发生故障的情况下将彼此接合，以提供将转矩从所述第一轴传递到所述第二轴的路径；和连接元件，所述连接元件具有第一部分，所述第一部分固定在所述第二轴和所述套管中的一个的孔内，所述连接元件具有第二部分，所述第二部分延伸到所述第二轴和所述套管中的另一个的特征件中，在转矩传感器上为零转矩的情况下，所述连接元件与所述特征件周向间隔开的角距离大于所述传动牙嵌之间的间隔，并且沿着所述轴的轴线的方向与所述特征件间隔的距离小于所述传动牙嵌沿着该方向的重叠量，以便防止在所述扭力杆发生故障的情况中第一轴和第二轴移开的量将阻止所述传动牙嵌接合。2.根据权利要求1所述的转矩传感器，其中，所述连接元件包括销。3.根据权利要求1或者2所述的转矩传感器，其中，所述连接元件包括细长元件，所述细长元件沿着其全部长度或者其长度的大部分具有大体圆形横截面。4.根据权利要求1或者2所述的转矩传感器，其中，所述连接元件沿着其长度在间隔开的位置处包括一条或者多条圆周槽，所述圆周槽辅助所述连接元件抓持到其所固定的孔中。5.根据任意一项前述权利要求所述的转矩传感器，所述连接元件伸入到其中的特征件包括加大孔，所述连接元件的一部分延伸到所述加大孔中。6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·希尔，A·P·史密斯，J·S·艾恩赛德，M·拉纳，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。