一種用于汽車eps系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車EPS用扭矩傳感器，具體涉及一種用于汽車EPS系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時，用于測量對方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動操作時在輸入軸與輸出軸之間產(chǎn)生的扭矩，屬于汽車轉(zhuǎn)向控制檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是通過電動機(jī)為汽車轉(zhuǎn)向提供助力從而提高駕駛員的駕駛舒適度，而安裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器則是為電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)提供扭矩信號從而控制轉(zhuǎn)向輔助電機(jī)，達(dá)到助力的目的。
[0003]扭矩傳感器作為EPS的重要組件，其性能直接影響到助力效果和駕駛安全性。扭矩傳感器主要分為接觸式和非接觸式兩類。其中，接觸式扭矩傳感器因其使用磨損和噪音，已經(jīng)逐漸被非接觸式扭矩傳感器所代替。常用非接觸式扭矩傳感器主要包括光電式，磁阻式，電感式和電磁感應(yīng)式。
[0004]常規(guī)電磁感應(yīng)式扭矩傳感器是通過在印刷電路板上布設(shè)多組線圈，在電路板兩側(cè)設(shè)置平面轉(zhuǎn)子，利用電磁感應(yīng)和渦流效應(yīng)等原理實現(xiàn)通過線圈電壓測量轉(zhuǎn)子角度。
[0005]此種扭矩傳感器，平面延展，傳感器體積較大，不能完全適應(yīng)各車型安裝空間狹小的問題。同時由于平面線圈的磁力線分布原因，平面轉(zhuǎn)子的渦流效應(yīng)不明顯，導(dǎo)致檢測信號微弱，測量精度受影響。由于兩組線圈布置在印刷電路板兩側(cè)，產(chǎn)生的磁場出現(xiàn)疊加，雖然可以通過改變單面轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和對應(yīng)的線圈組實現(xiàn)信號的單獨測量，干涉不可避免。
[0006]此外如果將兩組線圈布置在兩塊電路板上并附加電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，則會增加傳感器體積和制造成本。
[0007]因此，亟待設(shè)計一種新型的電磁感應(yīng)傳感器，改變整體結(jié)構(gòu)，避免電磁干涉和磁場疊加，同時縮小傳感器整體體積，以適應(yīng)安裝需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0009]鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于汽車EPS系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，以至少解決現(xiàn)有扭矩傳感器體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在電磁干涉的問題。本發(fā)明恰恰是一款具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，無電磁干涉，無需電磁屏蔽的扭矩傳感器，用于測量對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所施加的扭矩。
[0010]本發(fā)明提出的一種用于汽車EPS系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，該傳感器安裝在與汽車方向盤連接的輸入軸和與助力組件相連接的輸出軸之間，用于測量對方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動操作時在輸入軸與輸出軸之間產(chǎn)生的扭矩。
[0011]一種用于汽車EPS系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，包括齒軛轉(zhuǎn)子部分，F(xiàn)PC部分，處理電路部分，傳感器安裝殼體部分；
[0012]所述齒軛轉(zhuǎn)子部分包括第一齒軛轉(zhuǎn)子和第二齒軛轉(zhuǎn)子，第一齒軛轉(zhuǎn)子和第二齒軛轉(zhuǎn)子均包括連接部和多個齒軛，第一齒軛轉(zhuǎn)子的多個齒軛等間距環(huán)形陣列在其連接部的下側(cè)；第二齒軛轉(zhuǎn)子的多個齒軛等間距環(huán)形陣列在其連接部的上側(cè)；
[0013]所述FPC部分包括柔性電路板和中空筒體；柔性電路板貼附于中空筒體的外圓柱表面，所述FPC部分設(shè)置為與所述齒軛轉(zhuǎn)子部分外面表面有徑向間隔，柔性電路板上印刷有激勵線圈和接收線圈；
[0014]所述處理電路部分，其為包含信號發(fā)生電路和檢測處理電路的印刷電路板，印刷電路板的平面沿中空筒體外側(cè)面軸向布置；
[0015]所述傳感器安裝殼體部分由左安裝殼和右安裝殼組合形成，齒軛轉(zhuǎn)子部分、FPC部分、處理電路部分置于傳感器安裝殼體部分內(nèi)部。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述中空筒體采用絕緣非導(dǎo)磁材料制作，中空筒體設(shè)置為與所述齒軛轉(zhuǎn)子部分同軸，所述柔性電路板貼附于中空筒體外表面形成具有一定剛度的圓柱形立體線路板。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第一齒軛轉(zhuǎn)子和第二齒軛轉(zhuǎn)子均為高導(dǎo)磁材料制作，齒軛從連接部一端外表面向外突出后沿軸向方向延伸，齒軛與齒軛間空隙所占圓周角度相同。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述激勵線圈為螺旋結(jié)構(gòu)，布置在所述柔性電路板的中間位置，螺旋中心與柔性電路板同軸。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述接收線圈包括第一接收線圈組及第二接收線圈組；所述第一接收線圈組及第二接收線圈組布置在所述激勵線圈兩側(cè)，且位置對稱，第一接收線圈組及第二接收線圈組的接收線圈數(shù)目為多個，單個接收線圈呈折線形式，多個接收線圈逆時針布置，并在布置一個圓周后按順時針反向布置，順時針與逆時針布置的折線形成菱形回路，實際應(yīng)用不限于菱形結(jié)構(gòu)，菱形回路數(shù)目和所述齒軛數(shù)目相同。多個接收線圈結(jié)構(gòu)相同，在一個菱形回路的區(qū)域內(nèi)均勻陣列布置。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第一齒軛轉(zhuǎn)子和第一接收線圈組在同一高度位置，且齒軛與菱形回路一一對應(yīng)；所述第二齒軛轉(zhuǎn)子和第二接收線圈組在同一高度位置，且齒軛與菱形回路對應(yīng)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述左安裝殼和右安裝殼配合形成圓筒，圓筒中部設(shè)有FPC安裝位，圓筒兩端設(shè)有齒軛轉(zhuǎn)子安裝位，圓筒外圓表面沿突出平面為處理電路部分安裝位，所述突出平面與圓筒軸線平行，左安裝殼和右安裝殼上還設(shè)置有固定連接安裝孔。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述印刷電路板和所述柔性電路板通過絕緣壓條連接，以保證所述印刷電路板導(dǎo)線和柔性電路板導(dǎo)線導(dǎo)通。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述連接部的圓環(huán)外表面中部設(shè)有齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)，所述齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)為注塑材料(如PE)，所述齒軛轉(zhuǎn)子部分通過齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)與所述傳感器安裝殼體部分的齒軛轉(zhuǎn)子安裝位配合，并在預(yù)留一定徑向間距，使齒軛轉(zhuǎn)子部分和所述安裝殼體部分相對轉(zhuǎn)動。
[0024]本發(fā)明所達(dá)到的效果為:
[0025]本發(fā)明提供了一種用于汽車EPS系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，安裝在與汽車方向盤連接的輸入軸和與助力組件相連接的輸出軸之間，用于測量對方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動操作時在輸入軸與輸出軸之間產(chǎn)生的扭矩。通過電磁感應(yīng)原理，實現(xiàn)扭矩測量，無需外加磁場，體積小，穩(wěn)定性好，測量精度高。
【附圖說明】
[0026]圖1是立式非接觸電磁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是立式非接觸扭矩傳感器FPC部分示意圖；
[0028]圖3是立式非接觸扭矩傳感齒軛轉(zhuǎn)子示意圖；
[0029]圖4是立式非接觸扭矩傳感接收線圈示意圖；
[0030]圖5是立式非接觸扭矩傳感安裝殼體示意圖；
[0031]圖6是立式非接觸扭矩傳感安裝總成爆炸圖。
[0032]圖中:1-第一齒軛轉(zhuǎn)子，2-FPC部分，3-第二齒軛轉(zhuǎn)子，4-右安裝殼，5-印刷電路板，6-柔性電路板，7-第一接收線圈組，8-激勵線圈，9-第二接受線圈組，10-中空筒體，11-連接部，12-齒軛，13-齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)，14-固定連接安裝孔，15-處理電路部分安裝位，16-FPC安裝位，17-齒軛轉(zhuǎn)子安裝位，18-輸入軸，19-輸出軸，20-扭桿，21-左安裝殼。
【具體實施方式】
[0033]在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范性實施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費時的，但對得益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0034]在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0035]本發(fā)明的實施例提供了一種用于汽車EPS系統(tǒng)的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，包括齒軛轉(zhuǎn)子部分，F(xiàn)PC部分，處理電路部分，傳感器安裝殼體部分；
[0036]所述齒軛轉(zhuǎn)子部分包括第一齒軛轉(zhuǎn)子1和第二齒軛轉(zhuǎn)子3，第一齒軛轉(zhuǎn)子1和第二齒軛轉(zhuǎn)子3均包括連接部11和多個齒軛12，第一齒軛轉(zhuǎn)子1的多個齒軛12等間距環(huán)形陣列在其連接部11的下側(cè)；第二齒軛轉(zhuǎn)子3的多個齒軛12等間距環(huán)形陣列在其連接部11的上側(cè)；第一齒軛轉(zhuǎn)子1的連接部11與輸入軸18連接，第二齒軛轉(zhuǎn)子3的連接部11與輸出軸19連接，輸入軸18通過扭桿20與輸出軸19連接；
[0037]所述FPC部分2包括柔性電路板6和中空筒體10 ;柔性電路板6貼附于中空筒體10的外圓柱表面，所述FPC部分設(shè)置為與所述齒軛轉(zhuǎn)子部分外面表面有徑向間隔，柔性電路板6上印刷有激勵線圈8和接收線圈；
[0038]所述處理電路部分，其為包含信號發(fā)生電路和檢測處理電路的印刷電路板5，印刷電路板5的平面沿中空筒體10外側(cè)面軸向布置；
[0039]所述傳感