一种装置（１），用于检测电动机的轴（２）相对于非旋转元件的角度位置，其特征在于它包括减速齿轮（５）、单转式角度位置传感器（２６）和角度位置传感器（２７），其中该减速齿轮（５）包括旋转连接到轴（２）的输入端和输出端，使得减速齿轮的输出端在小于２π的角度内移动，该单转式角度位置传感（２６）被设置以便于测量减速齿轮输出端的角度，且该角度位置传感器（２７）被设置在减速齿轮输入端上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动机轴的角度位置检测领域。本专利技术还涉及机动车转向柱 领域，其中期望精确地确定该转向柱的角度位置。
技术介绍
具体地说，越来越多的车辆使用电力辅助转向柱和转向柱偏转角度传感 器以便于确定方向盘的角度并由此对制动器施加作用以用于轨迹校正。电力 辅助转向柱往往使用无刷直流电动机，其开关动作对于闭环控制是必需的， 且由此必须知道转子的绝对角度位置。助力电动才几由此促动取向系统(orientation system),且它们机械连接到一起。依赖于制造者和车辆的类型， 在阻力电机和方向盘取向系统之间的机械连接可以在各种可能的位置形成， 例如在转向柱轴上或者在方向盘取向台架(orientation rack)上。在转向柱 中，通常在转向柱的旋转速度和电动机的旋转速度之间存在约为10-20的齿 轮减速，以致当转向柱一转(revolution)时，电机轴转10-20转。转向柱从 一个最大的偏转方向到另一个偏转方向的最大转数约为4转。由此必须确定 电机轴在轴40到80转中的绝对角度以及转向柱在4转中的绝对角度。文献EP 1 026 068(TRW)描述了电力辅助转向器，其包括转向轴、电动 机、第一检测器件、第二检测器件和处理器件，其中电动机具有通过具有非 整数减速比的齿轮箱操作地连接到转向轴的转子，第 一检测器件产生作为转 向轴角度位置的函数的输出，第二检测器件产生作为转子的角度位置的函数 的输出，处理器件设计为处理两个输出信号以便于产生在大于完整一转的范 围上指示转向轴的角度位置的角度位置信号。绝对角度位置传感器被设置在 电机轴或转向柱轴上，该传感器由于是多转绝对传感器因此成本较高。此外， 可以在转向柱轴或电机轴上设置分度(index)。然而，这些分度也不能提供 足够的精度。文献EP 1 413 499(Toyoda)描述了电力辅助转向器，其在转向柱上设置有 两个传感器并在电机上设置有一个传感器。具有三个传感器是昂贵的且需要相对比较复杂的处理电子器件。文献US 5 646 523(Kaiser)描述了一种用于确定方向盘偏转角度位置的 设备,其包括精确传感器和近似传感器(approximate sensor),其与转向柱轴 相关联，精确传感器具有四重齿轮减速(quadruple gear reduction )， 由于这 些齿轮它可以更加快速地驱动相应的编码器。该装置相对比较复杂且不能确 定电动机电极的位置。文献US 6 248 993(柯世达，Leopold Kostal)描述了 一种偏转角度传感器 以便于确定方向盘偏转的绝对角度位置，该传感器包括两个传感器单元，一 个检测整个偏转角度范围的角度段中的角度位置，另 一单元检测通过具有不 是l的比的齿轮的偏转，使得由两个传感器说检测到的旋转速度是不同的以 便于检测绝对角度位置。同样，该文献的技术方案并不能确定电动马达的转 子的绝对角度位置。文献JP2005 053 416(Toyoda Mach Works)的摘要描述了 一种用于完全电 转向类型的测量的偏转设备.电转向马达与两个减速齿轮相关联,一个用于方 向盘的偏转且另 一个用于在从中间位置一转中的旋转的旋转检测，就是说总 共旋转两转。
技术实现思路
本专利技术的目的是弥补上述文献中的缺点和限制。本专利技术目的是通过单个模块来测量电转向电机的轴的绝对角度位置和 转向方向盘的偏转角度。通常方向盘的偏转角度与转向柱的角度位置成一一 对应关系。本专利技术的目的是通过可靠和成本低廉的装置来提供所述角度位置。 用于检测电动机的轴相对于旋转元件的角度位置的装置包括减速齿轮、 单转式角度位置传感器和角度位置传感器，其中该减速齿轮包括旋转连接到 轴的输入端(input)和输出端(output),使得减速齿轮的输出端在小于2tt 的角度内移动，该单转式角度位置传感被安置以便于测量减速齿轮输出端的 角度，且该角度位置传感器被安置在减速齿轮输入端上。这由此给出了设置 有输入端角度位置传感器和输出端角度位置传感器的减速齿轮，且其在安装 到转向机构中时可以提供两个信号使得可以具有足够精度地确定电动机转 子的角度位置和方向盘的偏转的角度位置。由此辅助系统可以在车辆的轨迹上发挥作用。安装有两个传感器的减速齿轮形成一子组件，其可以安装到通 常类型的电转向电机上。减速齿轮的减速比在5和100之间在一个实施例中，减速齿轮包括滚动轴承和壳体。滚动轴承包括安装在 轴上的内滚道和安装在壳体上的外滚道。编码器可以由内滚道支撑，并与角 度位置传感器相互作用。在一个实施例中，该单转式传感器是绝对角度位置传感器。与多转式绝 对角度位置传感器相比，单转式绝对角度位置传感器显著地降低了成本。在一个实施例中，单转式传感器安装在由所述减速齿轮的壳体支撑的电 路板上。两个传感器可以安装在电路板上。编码器可以安装在滚动轴承上。在一个实施例中，该装置包括旋转内滚道和非旋转外滚道，该旋转内滚 道安装在轴上。在一个实施例中，减速齿轮包括至少一个行星轮系。这使得可以获得约为5到20的减速比。在另一个实施例中，减速齿轮包括至少一个谐波减速齿轮。这使得可以 获得在15和100之间的减速比。在一个实施例中，输出端被设计为处于力矩中以用于装置本身的阻力 矩。装置的阻力矩可以主要包括减速齿轮的滚动轴承的阻力矩和减速齿轮的 齿轮的阻力矩。装置的阻力矩非常微小。在一个实施例中，该输入端角度位置适于测量以2丌为模的角度。由此 可以使用绝对或增量型的经济的角度位置传感器。在一个实施例中，该轴连接到由传动装置驱动的元件，其中该传动装置 具有在1和5之间的减速比。在一个实施例中，输入端角度位置传感器包括多极编码器。角度位置传感器处于编码器的径向外侧。单转式角度位置传感器与编码 器具有轴向气隙。单转式角度位置传感器可以安置在角度位置传感器的径向外侧。传感器可以包括设置为与编码器元件相对的一个或多个敏感元件，例如 一个或多个设置为与多极,兹性编码环相对的霍尔效应单元。电动机包括转子、定子和轴，其中轴支撑转子和用于检测轴相对于非旋 转元件的角度位置的装置。减速齿轮包括旋转连接到轴的输入端和输出端。减速齿轮的减速比被选择为在5和100之间，使得减速齿轮的输出端在一个小于2丌的角度上移动。单转式角度位置传感器被设置以测量减速齿轮的输出端的角度，以及角度位置传感器被设置在减速齿轮的输入端上。动力辅助转向装置可以包括如上所述的电动机，以及由设置了由电动机驱动的轴以使得车辆的方向盘偏转。减速齿轮包括减速机构、输入端和输出端、设置为用来测量输出端的角度的单转式位置传感器，所述减速齿轮的减速比被选择为使得减速齿轮的输出端在一个小于2兀的角度上移动，和被设置在减速齿轮的输入端上的角度位置传感器。减速齿轮包括滚动轴承和壳体，滚动轴承包括安装在轴上的内滚道、安 装在壳体上的外滚道和编码器，该编码器由内滚道支撑并与角度位置传感器 相互作用。附图说明在阅读了作为示例的实施例的具体描述之后，将会更好的理解本专利技术，其中实施例并不是限制性的且通过附图示出，其中 图1是角度位置检测装置的轴向截面图； 图2是图1的装置的分解透视图；和 图3是图1的装置的正视图。具体实施方式如在这些图中可以看出，角度位置检测装置1安装在电动机的轴2上。 轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置（１），用于检测电动机的轴（２）相对于非旋转元件的角度位置，其特征在于，它包括减速齿轮（５）、单转式角度位置传感器（２６）和角度位置传感器（２７），其中该减速齿轮（５）包括旋转连接到轴（２）的输入端和输出端，使得减速齿轮的输出端在小于２π的角度内移动，该单转式角度位置传感（２６）被安置以便于测量减速齿轮输出端的角度，且该角度位置传感器（２７）被安置在减速齿轮输入端上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克德布雷利，
申请(专利权)人：SKF公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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