专利名称：方向盘转角传感器装置以及汽车电子稳定系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车电子稳定系统(ESP)的方向盘转角传感器装置，更具体地，涉及一种包括转角传感器的方向盘转角传感器装置。此外，本发明还涉及一种包括所述方向盘转角传感器装置的汽车电子稳定系统。
背景技术：
随着汽车工业的发展，汽车制动、转向操作的稳定性和安全性已经越来越为人们重视。目前，汽车已经普遍地装备ABS系统(制动防抱死系统)。在汽车制动过程中，ABS系统一般是在某一车轮具有提前抱死趋势时才会发生作用，其主要是一种被动反应式安全系统。但是，在路况多变、交通日益拥挤的今天，这种被动反应式ABS系统已经远远不能满足人们的安全需要，人们需要一种能够防患于未然的主动反应式安全系统。在此情形下，越来越多的汽车开始采用汽车电子稳定系统(ESP)。 ESP主要由中央控制单元(ECU)、执行器、方向盘转角传感器、车速传感器、制动力传感器、横摆角速度传感器等组成，其在通过ECU对汽车的运行状态进行实时监控的前提下，对发动机及制动系统进行主动干预和调控。在汽车行驶过程中，所述方向盘转角传感器感知驾驶者试图操作的转弯方向和角度，所述车速传感器感知车速、油门开度和驱动力矩等，所述制动传感器感知制动力的大小，而所述横摆角速度传感器则检测汽车沿垂直轴线的偏转(该偏转的大小代表汽车的稳定程度，如果偏转角速度达到一个阈值，则说明汽车处于测滑或甩尾等危险工况)。ESP的中央控制单元了解到这些信息之后，通过计算后判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距，然后，由ECU发出指令，调整发动机的转速和车轮上的制动力，从而修正汽车的过度转向或转向不足，以避免汽车打滑、转向过度、转向不足或抱死，从而保证汽车的行驶安全。从严格的角度来讲，ESP系统实际上包括了ABS和TCS(牵引力控制系统)两大系统的功能，但又不是两者简单的叠加。它们之间的差别主要是ABS或TCS只能被动地作出反应，而ESP则能够主动探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。 公知地，ESP必须设置方向盘转角传感器，方向盘转角传感器用于将方向盘转角转换为一个可以代表驾驶员期望的行驶方向的信号，ESP通过计算方向盘转角的大小和转角变化速率来识别驾驶员的操作意图。但是，现有的ESP普遍采用的是依据光栅原理的传感器，其中，方向盘转角一般根据光电编码来确定，安装在转向轴上的编码盘上包含了经过编码的转动方向、转角等信息，所述编码盘上的信息由接近式光电耦合器进行扫描，当接通汽车点火开关并且方向盘转角传感器转过一定角度后，ESP的中央控制单元通过脉冲序列来确定当前的方向盘绝对转角。这种方向盘转角传感器的缺点是比较容易损坏，一旦其发生损坏，则ESP的中央控制单元将无法确定驾驶员的操作意图(尤其是汽车的转向方向)，从而会使得整个ESP失效。 目前，从信号产生的原理上而言，使用工作更可靠的磁感应式传感器来代替光栅传感器在技术上是可行的，在采用磁感应式传感器时，通过方向盘或方向盘转轴来带动磁感应式传感器的内部衬套，以切割磁感应式传感器的内部磁体形成的磁力线，从而由ECU根据产生的电流信号的脉冲宽度、脉冲幅度以及脉冲方向来确定方向盘转角的大小、转角的变化速率以及转向方向。 但是，采用工作更可靠的磁感应式传感器在安装上存在一定的困难，方向盘下方的安装空间有限，需要安装时钟弹簧机构以及组合开关等部件，尤其是在安装磁感应式传感器时，如果采用一些常规的轴向定位机构，例如简单的凸台与凹槽的配合、开口止挡环等，往往会对安装形成干涉以致无法安装磁感应式传感器，采用定位销等进行定位，由于销孔与定位销无法确保对准，因此更无法保证安装过程的顺利进行。在此情形下，如何能够实现磁感应式传感器的安装和精确定位，并准确地将方向盘的转动传递到磁感应式传感器上，这是一个比较难于解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于汽车电子稳定系统的方向盘转角传感器装置，该方向盘转角传感器装置不仅能够保证在方向盘下方的有限安装空间内实现磁感应式传感器的安装和精确定位，而且能够精确地将方向盘的转动传递到磁感应式传感器上。 此外，本发明还要提供一种包括所述方向盘转角传感器装置的汽车电子稳定系统。 为解决上述技术问题，本发明提供一种用于汽车电子稳定系统的方向盘转角传感器装置，该方向盘转角传感器装置安装在与方向盘连接的转向轴上，并位于组合开关与固定在所述方向盘下部的时钟弹簧机构之间，所述方向盘转角传感器装置包括磁感应式传感器以及转角传动部件，该转角传动部件的上管段的上端与所述时钟弹簧机构的下端之间形成有相互配合的传动结构，该上管段的内周面上设置有相对于所述转向轴定位的径向定位机构和能够沿该上管段的径向方向弹性变形的第一轴向定位机构，该上管段的外周面上设置有能够沿该上管段的径向方向弹性变形的第二轴向定位机构，所述磁感应式传感器的内衬套上设置有第三轴向定位机构，并且所述上管段的外周面与所述内衬套的内周面上还设置有相互配合的周向锁紧传动机构。 本发明还提供一种汽车电子稳定系统，该电子稳定系统包括通过信号线与中央控制单元连接的方向盘转角传感器装置，该方向盘转角传感器装置为上述的方向盘转角传感器装置。 本发明通过将转角传感器装配在时钟弹簧机构和组合开关之间，由时钟弹簧作为驱动件带动转角传感器的内衬套转动切割磁力线以实现转角角度和角速度传感功能。本发明的用于ESP的方向盘转角传感器装置采用了工作更可靠的磁感应式传感器，在方向盘下方的有限安装空间内实现了磁感应式传感器的安装和精确定位，并可靠地将方向盘的转动传递到磁感应式传感器上以形成转角信号。从而，本发明的方向盘转角传感器装置不仅工作稳定可靠，其比光栅式传感灵敏度更高，使用寿命更长，可靠性更好，而且结构简单，只需增加一个转角传动部件，并对时钟弹簧机构以及转向轴进行局部改动，即可完成磁感应式转角传感器的装配，其成本较低，比较容易实现产业化及产品平台化管理。除此之外，转角传感器装配在时钟弹簧和组合开关之间，与转角传感器匹配的转角传动部件自带转向回位机构，完全替代了时钟弹簧的转向回位机构，成功实现了组合开关的转向回位功能c
下面结合附图详细描述本发明的优选实施方式，通过详细描述，本发明的上述和 其它目的、特征和优点将是明显的 图1为本发明实施方式的方向盘转角传感器装置安装在转向轴上的安装立体图； 图2为本发明实施方式的时钟弹簧机构固定在方向盘上的安装示意图； 图3为本发明实施方式的转角传动部件与时钟弹簧机构的装配示意图； 图4为本发明实施方式的时钟弹簧机构的示意图； 图5为本发明实施方式的转角传动部件的立体图； 图6为本发明实施方式的转角传动部件安装在转向轴上的立体图； 图7为本发明实施方式的转角传动部件的另一立体图8为本发明实施方式的转角传动部件的俯视图，其中显示了该转角传动部件内 部的径向定位机构和第一轴向定位机构； 图9为本发明实施方式的转角传动部件内部的径向定位机构的放大示意图；
图IO为本发明实施方式的转角传动部件的截面示意图，其中显示了该转角传动 部件内部的径向定位机构和第一轴向定位机构； 图11为本发明实施方式的方向盘转角传感器装置的立体图，其中显示了磁感应 式传感器与转角传动部件之间的配合结构； 图12为本发明实施方式的转角传动部件的另一立体图，其中显示了转角传动部 件的与磁感应式传感器配合的传动凹槽和第二轴向定位机构； 图13为本发明实施方式的方向盘转角传感器装置安装在转向轴上的剖视图，其 中显示了磁感应式转角传感器、转角传动部件以及转向轴之间的配合结构；
图14为本发明实施方式的磁感应式传感器上的第三轴向定位机构与转角传动部 件配合的示意图； 图15为本发明实施方式的磁感应式传感器的锁紧凸台与转角传动部件的锁紧凹 槽配合的放大示意图； 图16为本发明实施方式的组合开关安装在转向管柱的外柱管上并位于转角传动 部件下方的立体示意图； 图17为组合开关安装在转向管柱的外柱管上的一种示例性的安装剖视图；以及 图18为转角传动部件的另一立体图，其中显示了该转角传动部件的下槽口。 参考标记说明
2转角传感器 4转向管柱
6转向管柱的转向轴 8转角传动部件的下管段 IO转角传动部件的上槽口 12第二卡爪
14时钟弹簧机构的配合凸台
1时钟弹簧机构 3组合开关 5转角传动部件 7径向定位机构 9第一卡爪
ll转角传动部件的下槽口 13转角传动部件的上管段
15方向盘16固定销17转角传动部件的上端凸台18转向管柱的外柱管19转角传动部件的传动凹槽20磁感应传感器的传动凸台21磁感应传感器的内衬套22第三卡爪23组合开关的转向回位拨叉24转向轴的轴向定位凹槽25组合开关的安装卡缘26第一卡爪的连接部分27第一卡爪的卡持部分28第一插槽29第二卡爪的连接部分30第二卡爪的卡持部分31第二插槽
具体实施例方式
下面结合附图对本发明实施方式的方向盘转角传感器装置进行具体描述。
如图1所示，本发明的方向盘转角传感器装置包括磁感应式传感器2和转角传动 部件5，该磁感应式传感器2和转角传动部件5相互组装后安装在转向管柱4的转向轴6 上，并位于时钟弹簧机构1和组合开关3之间。 其中，公知地，方向盘15(见图2)通过转向管柱4连接到汽车的转向器(未显示) 上，转向管柱4包括转向轴6和外柱管18，转向轴6穿过外柱管18(参见图6)并能够在外 柱管18内相对于外柱管18旋转。 一般而言，外柱管18固定在仪表板横梁支架等部件上， 以支撑其内部的转向轴6及方向盘15等部件，而转向轴6的上段部分则从外柱管18内伸 出，该上段部分包括螺纹部、花键部等以安装方向盘15，在方向盘15下方则依次地安装有 本发明实施方式的时钟弹簧机构1、转角传动部件5以及组合开关3等，其中，时钟弹簧结 构1中心的通孔直径较大，其与转向轴6并不接触，当然由于转向轴6与方向盘15同步旋 转，因此该时钟弹簧机构1的中心通孔也可以形成得较小，只要能够供转向轴6穿过即可； 转角传动部件5与转向轴6之间具有精确的定位机构(详见下述)，以实现转角传动部件5 与转向轴6之间的装配和定位并保证转动的同轴性；组合开关3 —般安装在转向管柱4的 外柱管18上，该组合开关3的中心同样具有通孔，以能够穿套在转向管柱4的外柱管18上 并安装固定。 以下结合图2至图18详细说明本发明实施方式的各个部件的配合结构，在此需要 说明的是，下述的配合结构仅是优选形式，在本发明的技术构思范围内可以具有多种变型 结构。 如图2所示，时钟弹簧机构1固定安装在方向盘15的下部，以在方向盘15旋转时 能够与方向盘15同步旋转。该时钟弹簧机构11固定到方向盘15上的方式可以采用各种 公知的方式，例如，在图2中采用固定销16进行固定，当然也可以采用螺钉、卡扣等固定方 式。 公知地，时钟弹簧机构1是用于汽车安全气囊中的电气旋转连接器，其能够在两 个相对转动部件之间提供可靠的电连接。它主要由柔性扁平电缆、能够作相对转动的壳体、 线束(导电引出线)和接插件等组成。当方向盘15左、右旋转时，时钟弹簧机构11能够保 证安全气囊、喇叭开关等电器部件的正常电连接。 为将方向盘15的转动传递到本发明的方向盘转角传感器装置上，本发明利用这种公知的安装在方向盘15下方的时钟弹簧机构1。如图3至图5所示，时钟弹簧机构1的 中心位置形成有通孔，以使得转向管柱4的转向轴6能够穿过。在时钟弹簧机构1下端的 相对位置上形成有两个配合凸台14，该配合凸台14用于与下述的转角传动部件5的上槽口 10配合，以带动转角传动部件5与方向盘15和转向轴6同步旋转。 如图5所示，转角传动部件5为一种中空的管件，其用于将方向盘15的转动传递
到下述的磁感应式传感器2上。转角传动部件5上端的相对位置上分别形成有两个上端凸
台17，相应地，在该两个上端凸台17之间自然形成有上槽口 10，当转角传动部件5安装在
转向轴6上并位于时钟弹簧机构1下方时，时钟弹簧机构1下端的配合凸台14便插入到转
角传动部件的上槽口 10内，从而在方向盘15转动而带动时钟弹簧机构l旋转时，该时钟弹
簧机构1能够进一步带动转角传动部件15旋转。需要说明的是，时钟弹簧机构1的下端和
转角传动部件5的上端之间可以形成其它的传动结构，并不限于上述的配合凸台14和上槽
口 10的配合，例如，可以在时钟弹簧机构1的下端形成径向凸缘，同时在转向传动部件5的
上端也形成对接的径向凸缘，然后在将两个径向凸缘通过螺栓进行连接。 以下结合图6至图10以及图13描述转角传动部件5安装到转向轴6上的安装结构。 如图6所示，本发明实施方式的转角传动部件5安装在方向盘下方的从外柱管18 内伸出的转向轴6上。参照图7至图IO，如上所述，转角传动部件5是一种中空的管件，优 选地，该中空的管件形成为阶梯轴的形式，其中转角传动部件5的上管段13用于与转向轴 6和磁感应式传感器2配合，而下管段8则用于形成下槽口 11 (参见图5)，该下槽口 11主 要用于拨动下述的组合开关3的转向回位拨叉23，以实现组合开关3的转向回位功能。由 图7可以明显看出，转角传动部件5的上管段13的外径明显小于下管段8的外径，这主要 是因为下管段8需要与组合开关3的转向回位拨叉23的位置相适应。
转角传动部件5的上管段13的内周面上形成有与转向轴6配合的径向定位机构 7和第一轴向定位机构。其中，径向定位机构7可以有多种形式，例如径向定位机构7可以 是与转向轴6的外周面接触的凸起部等，优选地，如图7至图10所示，径向定位机构7为三 条凸棱，该三条凸棱以等间隔角布置在转角传动部件5的上管段13的内周面上，并沿转角 传动部件5的轴向方向相互平行地延伸。当转角传动部件5安装在转向轴6上时，这三条 凸棱与转向轴6的外周面接触形成三点定位(形成适度的过盈配合)，从而确保转角传动部 件5实现相对于转向轴6的径向定位，并保证转角传动部件5与转向轴6和方向盘15转动 的同轴性。所述第一轴向定位机构为两个第一卡爪9(当然该第一卡爪9的数量可以根据 安装情况变化，但至少有一个第一卡爪9)，在转角传动部件5的上管段13的内周面上相对 地设置有沿轴向方向延伸的两个第一插槽28，该第一插槽28从转角传动部件5的上端向下 延伸上管段13的部分长度，即所述上管段13的内周面上形成有从该上管段13的上端向下 轴向延伸的第一插槽28，该第一插槽28的轴向延伸长度小于该上管段13的长度，在每个第 一插槽内设置有第一卡爪9，如图10所示，该第一卡爪9包括卡持部分27和连接部分26， 其中所述连接部分26的下端固定在所述第一插槽28的底部，从而形成一种悬臂形式并具 有一定的挠性，这种挠性对于保证转角传动部件5的顺利安装非常重要，具体地，在将转角 传动部件5安装在转向轴6上的过程中，转向轴6挤压第一卡爪9，使得第一卡爪9朝向第 一插槽28的侧壁挠曲，从而保证能够顺利地将转角传动部件5套装到转向轴6上的安装位置，当转角传动部件5安装到转向轴6上的要求位置时，该第一卡爪9的卡持部分27通过 弹性回弹而卡在转向轴6外周面上的凹槽24内(参见图13)，从而实现转角传动部件5相 对于转向轴6的轴向定位，以使得转角传动部件5不能相对于转向轴6沿轴向方向移位。
以下参照图11至图15说明磁感应式传感器2与转角传动部件的配合结构。
如上所述，磁感应式传感器2是一种应用磁感应原理来记录表示方向盘转向角度 的信号，并将所测转角值传送给汽车电子稳定系统的ECU，以使得ECU通过转角值、转角速 率以及转向方向来判断目前汽车的运动状态和驾驶员的驾驶意图。磁感应式传感器2—般 包括壳体、内部磁体、数据线以及能够转动以切割磁力线的内衬套等。 如图11所示，磁感应式传感器2通过其内衬套21安装在转角传动部件5的上管 段13的外周面上，磁感应式传感器2的内衬套21以及转角传动部件5的上管段13的外周 面上具有相应的配合结构，以实现磁感应式传感器2相对于转角传动部件5的定位，并使得 转角传动部件5能够带动磁感应式传感器的内衬套21转动，该内衬套21或由该内衬套21 进一步带动的其它构件切割磁感应式传感器2的内部磁体产生的磁力线，从而形成代表方 向盘转角、转向方向等的信号，并通过数据线将该产生的信号传递给汽车电子稳定系统的 ECU。 如图12所示，所述转角传动部件5的外周面上设置有第二轴向定位机构以及传动 凹槽19。其中，所述第二轴向定位机构与上述转角传动部件5内周面上的第一轴向定位机 构类似，该第二轴向定位机构为四个第二卡爪12(当然该第二卡爪12的数量可以根据安装 情况变化，但至少有一个第二卡爪12)，在转角传动部件5的上管段13的外周面上设置有 以等间隔角布置的四个沿轴向方向延伸的第二插槽31，该第二插槽31从转角传动部件5 的上端向下延伸上管段13的部分长度，即所述上管段13的外周面上形成有从该上管段13 的上端向下轴向延伸的第二插槽31，该第二插槽31的轴向延伸长度小于该上管段13的长 度，在每个第二插槽31内设置有第二卡爪12，如图12所示，该第二卡爪12包括卡持部分 30和连接部分29，其中所述连接部分29的下端固定在所述第二插槽31的底部，从而形成 一种悬臂形式并具有一定的挠性，这种挠性对于保证磁感应式传感器2的顺利安装非常重 要，具体地，在将磁感应式传感器2安装在转角传动部件5上的过程中，磁感应式传感器2 的内衬套21的内周面挤压第二卡爪12，使得第二卡爪12朝向第二插槽31的侧壁挠曲，从 而保证能够顺利地将转角传动部件5套装到转角传动部件5的安装位置上，当磁感应式传 感器2的内衬套21安装到该转角传动部件5的上管段13的外周面上时，如图11所示，该 第二卡爪12的卡持部分27通过弹性回弹而分别卡在磁感应式传感器2的内衬套21的上 端。但是，如果仅依靠转角传动部件5上的四个第二卡爪12，则只能防止磁感应式传感器2 在转角传动部件5的外周面上沿轴向方向向上窜动，因此，如图11和图14所示，磁感应式 传感器2的内衬套21上端的相对位置上还设置有第三轴向定位机构，优选地，该第三轴向 定位机构与转角传动部件5的第二轴向定位机构类似，其采用第三卡爪22的形式，该第三 卡爪22包括连接部分和卡持部分，该第三卡爪22的连接部分固定在内衬套21的上端，当 磁感应式传感器2的内衬套21安装在该转角传动部件5的上管段13的外周面上时，如图 11所示，该内衬套21上的两个第三卡爪22分别卡在转角传动部件5的上管段13的上端面 的周缘上。因此，通过转角传动部件5的第二卡爪12和磁感应式传感器的第三卡爪22能 够保证磁感应式传感器不会沿转角传动部件5的轴向方向发生向上或向下的窜动。此外，该第三轴向定位机构由于不需要发生弹性变形以保证安装，因此可以采用多种公知的定位 形式，例如在内衬套21的下端采用卡在转角传动部件5外周面上的开口卡环等。
在此需要说明的是，上述采用第一卡爪9和第二卡爪12的进行轴向定位只是一 种优选的安装形式，在本发明的技术启示下还可以采用其它的安装形式，例如，采用具有弹 簧的伸縮销或者弹性卡片等来代替第一卡爪9和第二卡爪12，虽然这些替代方式在构件强 度、安装的便利性等方面均不如采用卡爪形式的轴向定位机构，但基本也能保证既不影响 方向盘转角传感器装置的安装，又能够实现精确的轴向定位。由此可知，第一轴向定位机构 和第二轴向定位机构的技术要点在于在能够沿转角传动部件5(或上管段13)的径向方向 弹性变形或挠曲。此外，在采用上述采用第一卡爪9和第二卡爪12的进行轴向定位的情形 下，由于需要在转角传动部件5的内、外周面上形成用于安装卡爪的第一插槽28和第二插 槽31，为防止内、外插槽28， 31过分减小转角传动部件5的壁厚而减弱其强度，转角传动部 件5内周面上的第一卡爪9和外周面上的第二卡爪12优选地沿转角传动部件5的周向方向 错开设置，这样用于第一卡爪9的第一插槽28和用于安装第二卡爪12的第二插槽31在转 角传动部件5的内、外周面上就可以错开设置，以避免过分减小转角传动部件5的强度。该 第一卡爪9、第二卡爪12以及相应的第一插槽28和第二插槽31可以通过插削、切割、电弧 加工等工艺形成，这样第一卡爪9和第二卡爪12的连接部分26， 30的下端就与相应插槽的 底部形成为一体，这能够提高第一卡爪9和第二卡爪12在发生弹性挠曲时的强度和韧性。
为使得转角传动部件5能够带动磁感应式传感器2的内衬套21旋转，如图11和 图15所示，转角传动部件5的外周面和内衬套21的内周面上还形成有周向锁紧传动机构， 例如，转角传动部件5的外周面上形成有沿轴向方向延伸的传动凹槽19，磁感应式传感器2 的内衬套21的内周面上形成有与该传动凹槽19相配合的传动凸台20，当磁感应式传感器 2的内衬套21安装在该转角传动部件5的上管段13的外周面上时，如图15所示，该传动凸 台20插入传动凹槽19内，从而当转角传动部件5转动时，通过该传动凹槽19和传动凸台 20的配合，转角传动部件5能够带动磁感应式传感器2的内衬套21旋转，从而将方向盘15 的转动精确地传递到磁感应式传感器2上。 更优选地，如图16至图18所示，转角传动部件5还包括下管段8，该下管段上形成 有两个大小不等的下槽口 ll，该下槽口 11主要用于拨动组合开关3的转向回位拨叉23，以 实现组合开关3的转向回位功能。这种功能在现有技术中一般通过时钟弹簧机构1的下端 槽口实现，由于本发明在时钟弹簧机构1与组合开关3之间安装有本发明的方向盘转角传 感器装置，因此在转角传动部件5的下管段8上设置下槽口 11，当汽车转弯时，驾驶员需开 启转向灯，整车转弯过后，方向开始回正，此时即通过转角传动部件5下管段上的下槽口 11 拨动组合开关的转向回位拨叉23以实现组合开关的转向回位功能。 公知地，组合开关3主要用于控制汽车所需的转向灯，雾灯、前照灯等电器元件， 其一般装配在转向管柱4的外柱管18上，装配形式可以根据组合开关3的结构而定，图17 仅是示例性地显示了其中一种安装形式，其中，组合开关3主要通过安装卡缘25安装在转 向管柱4的外柱管18上。 以下描述本发明实施方式的方向盘转角传感器装置的工作工程。 当驾驶员操纵汽车转弯时，方向盘15即带动时钟弹簧机构1转动，同时时钟弹簧
机构1通过下端的配合凸台14带动转角传动部件5同步旋转。转角传动部件5的内周面上设置有径向定位机构7和第一卡爪9以保证与转向轴6的径向定位和轴向定位，并确保 与转向轴6转动的同轴性。转角传动部件5的外周面上设置有周向锁紧传动机构(即上述 的传动凹槽19和传动凸台20)，并设置有第二卡爪12，其中，通过传动凹槽19与磁感应式 传感器2上的传动凸台20的配合实现周向定位和转角传动，通过第二卡爪12实现与磁感 应式传感器2的轴向定位，从而通过转角传动部件5带动磁感应式传感器2的内衬套21转 动，以切割感应式传感器2的内部磁体形成的磁力线而产生转角信号。
此外，本发明提供的汽车电子稳定系统包括上述的方向盘转角传感器装置。
通过以上描述可以看出，本发明的用于ESP的方向盘转角传感器装置采用了工作 更可靠的磁感应式传感器2，在方向盘15下方的有限安装空间内实现了磁感应式传感器2 的安装和精确定位，并可靠地将方向盘15的转动传递到磁感应式传感器2上以形成转角信 号。因此，本发明的方向盘转角传感器装置不仅工作稳定可靠，不易损坏，而且结构简单，只 需增加一个转角传动部件5，并对时钟弹簧机构1以及转向轴6进行局部改动，即可完成磁 感应式转角传感器2的装配，成本较低，从而容易实现产业化及产品平台化管理。
本发明还可有其他多种实施方式，在不背离本发明精神及实质的前提下，本领域 的技术人员可以根据本发明作出各种相应的变型，但这些简单的变型均属于本发明所附的 权利要求的保护范围。
权利要求
一种用于汽车电子稳定系统的方向盘转角传感器装置，该方向盘转角传感器装置安装在与方向盘(15)连接的转向轴(6)上，并位于组合开关(3)与固定在所述方向盘(15)下部的时钟弹簧机构(1)之间，所述方向盘转角传感器装置包括磁感应式传感器(2)以及转角传动部件(5)，该转角传动部件(5)的上管段(13)的上端与所述时钟弹簧机构(1)的下端之间形成有相互配合的传动结构，该上管段(13)的内周面上设置有相对于所述转向轴(6)定位的径向定位机构(7)和能够沿该上管段(13)的径向方向弹性变形的第一轴向定位机构，该上管段(13)的外周面上设置有能够沿该上管段(13)的径向方向弹性变形的第二轴向定位机构，所述磁感应式传感器(2)的内衬套(21)上设置有第三轴向定位机构，并且所述上管段(13)的外周面与所述内衬套(21)的内周面上还设置有相互配合的周向锁紧传动机构。
2. 根据权利要求1所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述第一轴向定位机构包括 第一卡爪(9)，该第一卡爪(9)包括连接部分(26)和卡持部分(27)，所述上管段(13)的内 周面上形成有从该上管段(13)的上端向下轴向延伸的第一插槽(28)，该第一插槽(28)的 轴向延伸长度小于该上管段(13)的长度，所述第一卡爪(9)的连接部分(26)的下端固定 在所述第一插槽(28)的底部以使得所述第一卡爪(9)形成弹性悬臂，该第一卡爪(9)的卡 持部分(27)卡在所述转向轴(6)外周面上的定位凹槽(24)内。
3. 根据权利要求2所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述第一轴向定位机构包括 相对设置的两个所述第一卡爪(9)。
4. 根据权利要求1所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述第二轴向定位机构包括 第二卡爪(12)，该第二卡爪(12)包括连接部分(29)和卡持部分(30)，所述上管段(13)的 外周面上形成有从该上管段(13)的上端向下轴向延伸的第二插槽(31)，该第二插槽(31) 的轴向延伸长度小于该上管段(13)的长度，所述第二卡爪(12)的连接部分(29)的下端固 定在所述第二插槽(31)的底部以使得所述第二卡爪(12)形成弹性悬臂，该第二卡爪(12) 的卡持部分(30)卡在所述磁感应式传感器(2)的内衬套(21)的上端。
5. 根据权利要求4所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述第二轴向定位机构包括 以等间隔角布置的四个所述第二卡爪(12)。
6. 根据权利要求1所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述第三轴向定位机构包括 第三卡爪(22)，该第三卡爪(22)包括连接部分和卡持部分，该第三卡爪(22)的连接部分 的下端固定在所述内衬套(21)的上端，并且该第三卡爪(22)的卡持部分卡在所述上管段 (13)的上端。
7. 根据权利要求6所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述第三轴向定位机构包括 相对设置的两个所述第三卡爪(22)。
8. 根据权利要求l所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述转角传动部件(5)与所述 时钟弹簧机构(1)之间的传动结构包括形成在所述上管段(13)上端的上槽口 (10)和形成 在所述时钟弹簧机构(1)下端的配合凸台(14)。
9. 根据权利要求1所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述周向锁紧传动机构包括 形成在所述上管段(13)外周面上的传动凹槽(19)和形成在所述内衬套(21)内周面上的 传动凸台(20)，该传动凸台(20)插入在所述传动凹槽(19)内。
10. 根据权利要求l所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述径向定位机构(7)为以等间隔角形成在所述上管段(13)内周面上的轴向延伸的三个凸棱，该三个凸棱与所述转 向轴(6)的外周面接触。
11. 根据权利要求l所述的方向盘转角传感器装置，其中，所述转角传动部件(5)还 包括下管段(8)，该下管段(8)上形成有两个用于拨动所述组合开关(3)的转向回位拨叉 (23)的下槽口 (11)。
12. —种汽车电子稳定系统，该电子稳定系统包括通过信号线与中央控制单元连接的 方向盘转角传感器装置，该方向盘转角传感器装置为根据权利要求1至11中任一项所述的 方向盘转角传感器装置。
全文摘要
本发明提供一种方向盘转角传感器装置，其包括磁感应式传感器(2)以及转角传动部件(5)，该转角传动部件的上管段与时钟弹簧机构(1)之间形成有传动结构，该上管段的内周面上设置有径向定位机构和第一轴向定位机构，该上管段的外周面上设置有第二轴向定位机构，所述磁感应式传感器的内衬套上设置有第三轴向定位机构，并且所述上管段的外周面与所述磁感应式传感器的内衬套上还设置有周向锁紧传动机构。本发明的方向盘转角传感器装置采用了工作更可靠的磁感应式传感器，在方向盘下方的有限安装空间内实现了磁感应式传感器的安装和精确定位，并可靠地将方向盘的转动传递到磁感应式传感器上。此外，本发明还提供一种汽车电子稳定系统。
文档编号B62D15/02GK101708736SQ200910241790
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者刘明, 刘艳红, 叶树珩, 张俊茹, 张军, 曹立臣, 王万顺, 田俊涛, 阚文娟, 高志勇 申请人:北汽福田汽车股份有限公司