本發(fā)明涉及扭矩傳感裝置，特別涉及一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置。

背景技術(shù)：

1、在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，扭矩傳感裝置能夠?qū)崟r傳輸車輛的動力狀態(tài)、駕駛意圖以及路況信息等多種數(shù)據(jù)，為自動駕駛系統(tǒng)提供全方面的數(shù)據(jù)支持，通過感知和測量駕駛員施加在方向盤上的力矩大小和方向，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給電子控制單元(ecu)。ecu根據(jù)這些信號以及車速、轉(zhuǎn)向角度等因素，精確控制輔助動力的輸出，從而在不同行駛速度下提供適宜的轉(zhuǎn)向助力，使駕駛更加輕松、舒適以及安裝。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的扭矩傳感裝置的扭矩傳感原理主要是通過轉(zhuǎn)向軸上安裝的的磁體隨轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動過程中，與傳感器元件形成相對旋轉(zhuǎn)運動，引起磁場變化，傳感器元件檢測到這一磁場變化，從而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向扭矩的測量；

3、但現(xiàn)今扭矩傳感裝置中，轉(zhuǎn)向軸上使用的磁體主要為圓環(huán)狀，套設(shè)安裝在轉(zhuǎn)向軸的軸段上，在使用過程中，由于工作熱量的影響，轉(zhuǎn)向軸容易發(fā)生熱形變，而轉(zhuǎn)向軸與環(huán)形磁體的熱膨脹系數(shù)不同，兩者在熱形變的方向和尺寸上不同，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向軸與環(huán)形磁體之間出現(xiàn)錯位以及轉(zhuǎn)動不同步的問題，容易增大轉(zhuǎn)向扭矩測量的誤差，從而影響對轉(zhuǎn)向扭矩測量的準確性，為此，現(xiàn)提出一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，包括轉(zhuǎn)向軸和安裝在轉(zhuǎn)向軸外壁的扭矩傳感器裝置，所述扭矩傳感器裝置包括：

3、信號發(fā)生系統(tǒng)，所述信號發(fā)生系統(tǒng)包括載體套筒，所述載體套筒的周向外壁位置固定連接有磁體，所述磁體為圓弧形；

4、信號接收系統(tǒng)，所述信號接收系統(tǒng)上設(shè)有傳感器元件，所述傳感器元件位于磁體的外周向位置。

5、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向軸包括輸入軸段和輸出軸段，所述信號發(fā)生系統(tǒng)固定設(shè)置于轉(zhuǎn)向軸的輸入軸段位置，所述信號接收系統(tǒng)固定設(shè)置于轉(zhuǎn)向軸的輸出軸段位置。

6、優(yōu)選的，所述輸出軸段與輸入軸段相對的一端之間位置傳動連接有轉(zhuǎn)動桿，所述輸出軸段遠離輸入軸段的一端固定連接有齒輪。

7、優(yōu)選的，所述磁體通過載體套筒與轉(zhuǎn)向軸的輸入軸段固定連接，所述信號接收系統(tǒng)與傳感器元件通過轉(zhuǎn)向軸的輸出軸段固定連接。

8、優(yōu)選的，所述載體套筒外壁設(shè)有徑向凸出的凸緣，所述凸緣與磁體之間設(shè)有連接組件，所述載體套筒通過連接組件與磁體固定連接。

9、優(yōu)選的，所述連接組件包括兩個連接元件，所述連接元件沿凸緣周邊以徑向向外延伸呈鉤形，兩個所述連接元件之間的角度間隔與磁體相適配。且兩個所述連接元件遠離凸緣的端部與磁體兩側(cè)壁固定連接。

10、優(yōu)選的，所述載體套筒、凸緣和連接元件由鋼板采用注塑工藝一體成型，所述磁體采用注塑工藝注塑至兩個連接元件上。

11、優(yōu)選的，所述磁體在凸緣外周覆蓋的角度段小于九十度，所述磁體上的測量極位于磁體的中央位置，且所述磁體上測量極的角度段大于等于十五度。

12、另一方面，本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括如前所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括方向盤、轉(zhuǎn)向齒輪總成、助力裝置和兩個轉(zhuǎn)向前輪，所述轉(zhuǎn)向軸一端與方向盤固定連接，所述轉(zhuǎn)向軸另一端通過齒輪于轉(zhuǎn)向齒輪總成傳動連接，兩個所述轉(zhuǎn)向前輪與轉(zhuǎn)向齒輪總成之間傳動連接有轉(zhuǎn)向連桿，所述助力裝置位于轉(zhuǎn)向齒輪總成背離轉(zhuǎn)向軸的一側(cè)，且所述助力裝置與轉(zhuǎn)向齒輪總成傳動連接。

13、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)效果：

14、(1)本發(fā)明提供的扭矩傳感裝置中，采用弧形磁體作為扭矩傳感器裝置中的信號發(fā)生器，相較于現(xiàn)有技術(shù)中扭矩傳感裝置中使用的圓環(huán)形磁體，顯著簡化了結(jié)構(gòu)，減少了磁性材料的使用量，降低生產(chǎn)成本。

15、(2)本發(fā)明提供的扭矩傳感裝置中，磁體通過連接元件與載體套筒連接，不僅利用弧形結(jié)構(gòu)使磁體能夠更好地將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境，從而減少了熱量向載體套筒的傳導(dǎo)，同時載體套筒僅通過連接元件與磁體連接，載體套筒向磁體傳導(dǎo)的熱量也很少，而是將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境，這種較低的熱傳導(dǎo)使得磁體可以直接通過連接元件與載體套筒連接，而無需額外的中間塑料元件。整體上，這種設(shè)計顯著簡化了扭矩傳感裝置的結(jié)構(gòu)，同時提升了其熱管理性能和制造效率。

16、(3)本發(fā)明提供的扭矩傳感裝置中連接元件設(shè)置在載體套筒的外周，并在徑向上超出其外表面，使得載體套筒的兩個端面不會被分段式磁體覆蓋，從而能夠通過端面有效地將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境，并且圓弧形的磁體也可以通過其端面向環(huán)境散發(fā)熱量，從而進一步增強整個系統(tǒng)的散熱性能。

技術(shù)特征：

1.一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，包括轉(zhuǎn)向軸(3)和安裝在轉(zhuǎn)向軸(3)外壁的扭矩傳感器裝置(13)，其特征在于，所述扭矩傳感器裝置(13)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向軸(3)包括輸入軸段(16)和輸出軸段(18)，所述信號發(fā)生系統(tǒng)(8)固定設(shè)置于轉(zhuǎn)向軸(3)的輸入軸段(16)位置，所述信號接收系統(tǒng)(14)固定設(shè)置于轉(zhuǎn)向軸(3)的輸出軸段(18)位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述輸出軸段(18)與輸入軸段(16)相對的一端之間位置傳動連接有轉(zhuǎn)動桿(17)，所述輸出軸段(18)遠離輸入軸段(16)的一端固定連接有齒輪(19)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述磁體(12)通過載體套筒(9)與轉(zhuǎn)向軸(3)的輸入軸段(16)固定連接，所述信號接收系統(tǒng)(14)與傳感器元件(15)通過轉(zhuǎn)向軸(3)的輸出軸段(18)固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述載體套筒(9)外壁設(shè)有徑向凸出的凸緣(10)，所述凸緣(10)與磁體(12)之間設(shè)有連接組件，所述載體套筒(9)通過連接組件與磁體(12)固定連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述連接組件包括兩個連接元件(11)，所述連接元件(11)沿凸緣(10)周邊以徑向向外延伸呈鉤形，兩個所述連接元件(11)之間的角度間隔與磁體(12)相適配。且兩個所述連接元件(11)遠離凸緣(10)的端部與磁體(12)兩側(cè)壁固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述載體套筒(9)、凸緣(10)和連接元件(11)由鋼板采用注塑工藝一體成型，所述磁體(12)采用注塑工藝注塑至兩個連接元件(11)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述磁體(12)在凸緣(10)外周覆蓋的角度段小于九十度，所述磁體(12)上的測量極位于磁體(12)的中央位置，且所述磁體(12)上測量極的角度段大于等于十五度。

9.一種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(1)包括如權(quán)利要求7所述的一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(1)還包括方向盤(2)、轉(zhuǎn)向齒輪總成(4)、助力裝置(7)和兩個轉(zhuǎn)向前輪(6)，所述轉(zhuǎn)向軸(3)一端與方向盤(2)固定連接，所述轉(zhuǎn)向軸(3)另一端通過齒輪(9)于轉(zhuǎn)向齒輪總成(4)傳動連接，兩個所述轉(zhuǎn)向前輪(6)與轉(zhuǎn)向齒輪總成(4)之間傳動連接有轉(zhuǎn)向連桿(5)，所述助力裝置(7)位于轉(zhuǎn)向齒輪總成(4)背離轉(zhuǎn)向軸(3)的一側(cè)，且所述助力裝置(7)與轉(zhuǎn)向齒輪總成(4)傳動連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感裝置，涉及扭矩傳感裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括轉(zhuǎn)向軸和安裝在轉(zhuǎn)向軸外壁的扭矩傳感器裝置，所述扭矩傳感器裝置包括：信號發(fā)生系統(tǒng)，所述信號發(fā)生系統(tǒng)包括載體套筒，所述載體套筒的周向外壁位置固定連接有磁體，所述磁體為圓弧形；信號接收系統(tǒng)，所述信號接收系統(tǒng)上設(shè)有傳感器元件，所述傳感器元件位于磁體的外周向位置。本發(fā)明提供的扭矩傳感裝置中，采用弧形磁體作為扭矩傳感器裝置中的信號發(fā)生器，相較于現(xiàn)有技術(shù)中扭矩傳感裝置中使用的圓環(huán)形磁體，顯著簡化了結(jié)構(gòu)，減少了磁性材料的使用量，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：趙欣橋,趙鐵民,霍爾格·貝爾曼
受保護的技術(shù)使用者：貝爾曼磁電科技（蘇州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8