[发明专利]扭转角传感器

说明书

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的前序所述的扭转角传感器。

背景技术

例如从DE 101 60 717 A1(US 7,144,346B2)已知这种类型的扭 转角传感器。

本发明的优选应用是在机动车的转向系统中，其中也测量了作为 扭矩施加到转向组件上的力。举例而言，连接到机动车转向轮的转向 齿轮轴杆被经由扭杆而联接到小齿轮轴杆，小齿轮轴杆连接到转向齿 轮。在转向齿轮轴杆与小齿轮轴杆之间所生成的扭矩使扭杆扭曲，导 致转向齿轮轴杆和小齿轮轴杆在相反方向上旋转。转向齿轮轴杆与小 齿轮轴杆的相对扭曲被称作扭转角。扭转角与作用于扭杆上的扭矩相 对应。

在现有技术中已知相对于参考角而测量两个轴杆的旋转角的过 程。然后两个所测量到的角之间的差异对应于扭转角。这种测量可利 用磁的方式(US 2003/0062890 A1，DE 100 602 87 A1)，利用光学 的方式(DE 100 41 095 A1)或大体上使用其它旋转位置传感器(DE 101 60 717 A1、DE 198 34 322 A1、DE 10 2007 058 657 A1、EP 1 925 533 A1、DE 102 45 975 A1、FR 2 563 795 A1)来进行。

但一般而言，对于所有已知扭转角传感器的情况，差异信号必须 从至少两个传感器生成，需要使用计算系统；使用至少两个传感器也 增加了故障几率。

在DE 102 45 975 A1中，转向齿轮轴杆和小齿轮轴杆经由复式行 星齿轮组而彼此联接以形成动力转向机构，具体而言，使得第一行星 架不可旋转地连接到转向齿轮轴杆、且第二行星架不可旋转地连接到 小齿轮轴杆。行星齿轮组的两个太阳齿轮也在那里彼此连接。联接到 转向齿轮轴杆的行星齿轮组的内部齿轮是不可旋转的。连接到小齿轮 轴杆的内部齿轮的内部齿轮是可移动的且可受到促动或阻碍以产生 动力转向。但为了测量转向齿轮轴杆与小齿轮轴杆之间的扭转角，还 提供两个单独的旋转角传感器，其中之一连接到转向齿轮轴杆且另一 个连接到小齿轮轴杆。

发明内容

本发明的目的在于改进最初描述类型的扭转角传感器，从而使得 可由单个传感器来直接测量扭转角。

利用在专利权利要求1中所规定的表征特征来达成这个目的。在 附属权利要求书中规定了本发明的有利实施例和进一步改进。

本发明是基于以下原理：使用复式行星齿轮组使得复式行星齿轮 组的可移动部分的旋转位置直接对应于所讨论的扭转角且可经由单 个传感器来进行检测。

因此在本发明中，其扭转角将会被加以测量的两个轴杆经由扭杆 连接到彼此。提供两个行星齿轮组，其中每组的太阳齿轮连接到两个 轴杆之一。两个行星齿轮组的行星齿轮安装于共用行星架上。第一行 星齿轮组的行星齿轮与固定不动的内部齿轮相啮合，固定不动的内部 齿轮优选地也是共用扭转角传感器的外壳的一部分。第二行星齿轮组 的行星齿轮与可旋转的内部齿轮相啮合。可旋转的内部齿轮与旋转位 置传感器相啮合，旋转位置传感器的输出信号直接对应于所讨论的扭 转角。优选地，该两个行星齿轮组被实施为带有无间隙式 (backlash-free)带齿齿轮，其优选地经由齿轮的弹簧弹性张紧而达 成。这有效地防止了滞后效应。

可旋转的内部齿轮优选地具有外部齿并且啮合着与旋转位置传 感器相联接的齿轮。所述传感器可为任何类型的旋转位置传感器，且 提出磁性旋转位置传感器是优选的。

第一行星齿轮组的固定不动的内部齿轮也优选地集成到外壳内 且优选地在其中实施为单件。