本发明专利技术涉及一种扭矩传感器单元(1)，该扭矩传感器单元包括：‑可连接至第一部分轴(2)以与其共同旋转的环形磁体(4)；‑可连接至第二部分轴并布置在由环形磁体(4)引起的磁场中的至少一个磁轭(5)；以及‑可连接至第二部分轴并传导由所述至少一个磁轭(5)产生的磁通的至少两个磁通导体(6)；‑具有第一壳体(8)的传感器单元(7)，该传感器单元通过测量在磁通导体(6)之间产生的磁通的密度来检测部分轴(2)之间的旋转角度的变化；‑围绕环形磁体(4)、所述至少一个磁轭(5)、所述至少两个磁通导体(6)以及传感器单元(7)的第二壳体(12)，并且该第二壳体具有由壳体盖(13)至少部分地封闭的壳体开口(123)，其中，第二壳体(12)和壳体盖(13)由用于扭矩传感器单元(1)的磁屏蔽的导磁材料制成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车辆中的机电助力转向系统的扭矩传感器的磁屏蔽本专利技术涉及具有权利要求1的前序部分的特征的扭矩传感器单元，且涉及具有这种扭矩传感器单元的用于机动车辆的机电助力转向系统。扭矩传感器用于机动车辆中以测量由驾驶员引入到方向盘中的扭矩。当前使用的扭矩传感器是磁传感器，其测量值可能很容易受到外部磁场的干扰。在将来并且目前已经达到一定程度地，机动车辆将全部或部分地电动运行，这可能导致通过通常位于转向系统附近的高载流量电缆而受到高强度外部磁场影响的测量值。现有技术公开了一系列具有磁屏蔽的扭矩传感器。文献US7,021,161B2公开了一种转向角传感器，该转向角传感器具有连接至上转向轴的第一齿轮，该第一齿轮与较小的第二齿轮接合，其中，较小的齿轮被具有用于第一齿轮的切口的屏蔽罩围绕。该屏蔽罩为第二齿轮的传感器的磁场定界。公开文献EP3276317A1、EP3276318A1和EP3239678A1公开了具有磁屏蔽罩的扭矩传感器单元，该磁屏蔽罩的横截面呈C形，并且该磁屏蔽罩周向地围绕布置在下转向轴上的磁通导体。本专利技术的目的是提出一种扭矩传感器单元，该扭矩传感器单元在确定扭矩值方面受现有的外部磁干扰场的影响减小，并且与之相关联地具有提高的精度。该目的通过具有权利要求1的特征的扭矩传感器单元并通过具有该扭矩传感器单元的用于机动车辆的机电助力转向系统来实现。有利的扩展方案自从属权利要求中示出。因此，本专利技术提供了一种扭矩传感器单元，包括：-环形磁体，该环形磁体能够以防扭转的方式连接至第一部分轴，r>-至少一个磁轭，所述至少一个磁轭能够连接至第二部分轴并布置在源自环形磁体的磁场中，-至少两个磁通导体，所述至少两个磁通导体能够连接至第二部分轴并传导由所述至少一个磁轭产生的磁通，-传感器单元，该传感器单元具有第一壳体，该传感器单元通过测量在磁通导体之间产生的磁通的密度来检测部分轴之间的旋转角的变化，-第二壳体，该第二壳体围绕环形磁体、所述至少一个磁轭、所述至少两个磁通导体和传感器单元，并且该第二壳体具有由壳体盖至少部分地封闭的壳体开口，其中，第二壳体和壳体盖由用于扭矩传感器单元的磁屏蔽的导磁材料制成。由于整个扭矩传感器单元都被壳体包围，因此可以保护其免受破坏性外部磁场的影响。优选地，壳体盖具有切口，在安装时，第一部分轴穿过该切口，并且该切口中容置有内套管，其中，内套管同样由用于扭矩传感器单元的磁屏蔽的导磁材料制成。因此，屏蔽在扭矩传感器单元的整个周围延伸，并磁性地封闭。内套管优选地是可调节的转向柱的一部分。优选地，内套管被焊接至壳体盖。在优选的实施方式中，屏蔽的软磁材料具有高磁导率和低矫顽力，特别是铁素体钢。在优选的实施方式中，传感器单元包括至少一个磁通导体和布置在电路板上的磁传感器，该磁通导体和该布置在电路板上的磁传感器被容置在第一壳体中。根据诺纽斯(Nonius)原理，还可以使传感器单元与减速变速器一起工作。优选地，壳体盖通过螺钉固定至第二壳体的外壁。传感器壳体(第一壳体)同样优选地通过第二壳体内部的螺钉固定至第二壳体的基板。在有利的实施方式中，第二壳体在传感器元件的区域中具有壳体开口，用于使数据线和/或电源被引导穿过该壳体开口以固定至传感器元件。第二壳体的基板的远离开口的一侧可以附接有用于将第二壳体固定至变速器壳体的凸缘。此外，提供了一种用于机动车辆的机电转向系统，该机电转向系统包括：连接至第二部分轴并且与用于使轮转向的齿条接合的转向小齿轮，其中，齿条被安装成使得其能够在第三壳体中沿着纵向轴线移位；用于转向力辅助的至少一个电动马达；前文中描述的扭矩传感器单元，该扭矩传感器单元布置在连接至方向盘的第一部分轴与第二部分轴之间并检测由驾驶员引入到方向盘中的扭矩。这产生了前述优点。优选地，包括第一部分轴和第二部分轴的转向柱是能伸缩的，其中，转向柱具有外套管和内套管。在优选的实施方式中，电动马达布置在转向柱上，并通过布置在变速器壳体中的变速器将动力转向辅助引入下部分轴中。在下文中，将通过使用附图来描述本专利技术的示例性实施方式。相同的部件或具有相同功能的部件具有相同的附图标记。在附图中：图1：示出了扭矩传感器单元和带有传感器壳体的转向角传感器的三维视图，图2：示出了扭矩传感器单元的壳体的正面的平面图，图3：示出了沿线A-A穿过图2中所图示的扭矩传感器单元的壳体的截面，图4：示出了沿线B-B穿过图2中所图示的扭矩传感器单元的壳体的截面，图5：示出了图4中所图示的区域Y、X、W的三个局部视图。图6：示出了沿线C-C穿过图2中所图示的扭矩传感器单元的壳体的截面，图7：示出了沿线D-D穿过图2中所图示的扭矩传感器单元的壳体的截面，图8：示出了扭矩传感器单元的壳体的正面的另一平面图，图9：示出了图8中所图示的区域U的局部视图，以及图10：示出了图8中所图示的区域V的局部视图。图1图示出了扭矩传感器单元1，该扭矩传感器单元1测量上转向轴2相对于未图示出的下转向轴的旋转，以作为驾驶员手动施加在上转向轴2或与上转向轴2连接的方向盘上的扭矩的测量值。上转向轴2和下转向轴经由未示出的扭力杆以扭转上弹性的方式彼此可旋转地联接。扭矩传感器单元1具有旋转角传感器，该旋转角传感器也被称为扭矩传感器。根据扭矩传感器单元1测得的扭矩，伺服单元为驾驶员提供转向辅助。扭矩传感器单元1是整体组件的包括转向角传感器单元3的部分。转向角传感器单元3测量下转向轴的当前转向角。扭矩传感器单元1具有环形磁体(永磁体)4，该环形磁体4以防扭转的方式连接至上转向轴2，并且具有多个磁极。固定至下转向轴的一组磁轭5布置在由四极磁体4产生的磁场中。每个磁轭5由软磁材料制成并且具有沿周向方向等距地布置的多个爪极。各磁轭5布置成使得其爪极相互接合。该四磁极磁体4和组装的磁轭5被布置成使得磁轭5的每个爪极的中心与磁边界线(即，N极与S极之间的边界)重合，以获得中性点，在该中性点处，在扭力杆没有被扭转的情况下(即，在上转向轴与下转向轴之间无转向力传递时)，来自磁场传感器的输出信号(输出电压)变为零。一组磁通导体6传导并“聚集”由磁轭5产生的磁通。物理地固定的传感器单元7检测在轴向方向上彼此相反地定位的磁通导体6之间的气隙中产生的磁通的密度。传感器单元7具有第一壳体8，并且在该第一壳体8中布置有磁通导体9和布置在电路板10上的磁传感器11。磁通导体6、9用于将磁通集中在磁传感器11上。磁传感器11检测与磁环4连接的上转向轴2相对于与磁轭5和磁通导体6连接的下转向轴的旋转。在安装期间，传感器单元7的第一壳体8被插入到扭矩传感器单元1的第二壳体12中。当安装时，扭矩传感器单元的第二壳体12围绕环形磁体4、所述一组磁轭5、磁通导体6和传感器单元7。扭矩传感器单元的第二壳体12具有基座表面120，该基座表面120用作基座，并且在该基座表面120上安置有用作边缘且在基座120上大致垂直地布本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种扭矩传感器单元(1)，包括：/n-环形磁体(4)，所述环形磁体(4)能够以防扭转的方式连接至第一部分轴(2)，/n-至少一个磁轭(5)，所述至少一个磁轭(5)能够连接至第二部分轴并且所述至少一个磁轭(5)布置在源自所述环形磁体(4)的磁场中，以及/n-至少两个磁通导体(6)，所述至少两个磁通导体(6)能够连接至所述第二部分轴并且所述至少两个磁通导体(6)传导由所述至少一个磁轭(5)产生的磁通，/n-传感器单元(7)，所述传感器单元(7)具有第一壳体(8)，所述传感器单元(7)通过测量在所述磁通导体(6)之间产生的磁通的密度来检测所述部分轴(2)之间的旋转角的变化，/n-第二壳体(12)，所述第二壳体(12)围绕所述环形磁体(4)、所述至少一个磁轭(5)、所述至少两个磁通导体(6)和所述传感器单元(7)，并且所述第二壳体(12)具有由壳体盖(13)至少部分地封闭的壳体开口(123)，其特征在于，所述第二壳体(12)和所述壳体盖(13)由用于所述扭矩传感器单元(1)的磁屏蔽的导磁材料制成。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181211 DE 102018131712.31.一种扭矩传感器单元(1)，包括：
-环形磁体(4)，所述环形磁体(4)能够以防扭转的方式连接至第一部分轴(2)，
-至少一个磁轭(5)，所述至少一个磁轭(5)能够连接至第二部分轴并且所述至少一个磁轭(5)布置在源自所述环形磁体(4)的磁场中，以及
-至少两个磁通导体(6)，所述至少两个磁通导体(6)能够连接至所述第二部分轴并且所述至少两个磁通导体(6)传导由所述至少一个磁轭(5)产生的磁通，
-传感器单元(7)，所述传感器单元(7)具有第一壳体(8)，所述传感器单元(7)通过测量在所述磁通导体(6)之间产生的磁通的密度来检测所述部分轴(2)之间的旋转角的变化，
-第二壳体(12)，所述第二壳体(12)围绕所述环形磁体(4)、所述至少一个磁轭(5)、所述至少两个磁通导体(6)和所述传感器单元(7)，并且所述第二壳体(12)具有由壳体盖(13)至少部分地封闭的壳体开口(123)，其特征在于，所述第二壳体(12)和所述壳体盖(13)由用于所述扭矩传感器单元(1)的磁屏蔽的导磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器单元，其特征在于，所述壳体盖(13)具有切口(130)，所述第一部分轴(2)在安装时穿过所述切口(130)，并且在所述切口(130)中容置有内套管(14)，其中，所述内套管(14)由用于所述扭矩传感器单元(1)的磁屏蔽的导磁材料制成。
3.根据权利要求2所述的扭矩传感器单元，其特征在于，所述内套管(14)是能够调节的转向柱的一部分。
4.根据权利要求2或3所述的扭矩传感器单元，其特征在于，所述内套管(14)被焊接至所述壳体盖(13)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的扭矩传感器单元，其特征在于，所述材料包括铁素体钢。
6.根据前述权利要求中的一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·阿耶尔，迈克尔·多纳，彼得·克诺尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯普利斯坦股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：列支敦士登;LI
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