本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種用于汽車自動制動、汽車自動駕駛技術中的汽車方向傳感器。

背景技術：

汽車自動緊急剎車系統（AEB，Automatic Emergency Braking）是一種汽車主動安全技術，系統依靠傳感器來監測前方目標物并檢測與目標物之間的相對速度和距離，計算即將發生的情況，并在危險情況下自動采取緊急剎車以避免或減輕碰撞，該系統已成為引領世界汽車產業升級又一新的核心技術。世界最具權威的汽車安全檢測機構Euro-NCAP（歐洲新車安全評鑒協會）已在2014年的汽車安全檢測評鑒規程中添加AEB作為5星級評價的加分項目。美國高速公路安全管理局（NHTSA）也宣布從2018年開始就會重新調整五星級評價制度，其中標配AEB是新車獲得五星評價的必要條件。另外，占美國汽車市場份額99%以上的20家汽車制造商也已同意在2022年讓AEB成為技術標準。

汽車自動駕駛技術是實現“智能汽車”與“智能交通”的關鍵技術，也是未來汽車發展的必然趨勢。據美國電氣和電子工程師協會（IEEE）預測，到2020年全球75%的新款汽車都將會是自動駕駛的。從技術本身來看，自動駕駛意味著“駕駛本質”的革命，可以減少駕駛壓力、提高安全性、避免擁堵并降低污染。從產業發展來看，自動駕駛將是物聯網、云計算和大數據技術融合發展的必然結果，也是未來諸多產業發展的重要引擎，自動駕駛的廣泛應用可以有效地帶動智能制造、新材料和新一代信息技術的快速發展。麥肯錫公司指出，到2025年自動駕駛汽車可以產生2000億至1.9萬億美元的產值，在中國汽車市場高速增長的拉動下，亞太市場可望在未來成為全球發展的重心。在市場前景預期向好的背景下，各大車企、互聯網企業紛紛加入自動駕駛技術研發。如谷歌自2010年開始布局自動駕駛技術研發，目前在多個領域已形成了核心技術優勢；日產開設日產硅谷研究中心，開展汽車自動駕駛與通信技術方面的研究；德國奔馳、大眾、博世等汽車公司均投入巨資研發復雜環境下的自動駕駛技術；沃爾沃一直致力于自動駕駛研發，計劃未來旗下全系車型搭載其“自動駕駛系統”；中國百度也利用其“百度汽車大腦”作為汽車自動駕駛的核心技術，對自動駕駛技術進行深入研究。

《中國制造2025》指出新一代信息技術與制造業的深度融合，正在引發影響深遠的產業變革，形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點。汽車行業是《中國制造2025》實施的十大重點領域之一，而智能汽車是實施《中國制造2025》和“兩化（信息化和工業化）融合”戰略的重要支撐，代表著汽車產業轉型升級的方向。科技部在車路協同、車聯網等方面已進行多個863計劃的國家立項和政策支持，并在“十三五”期間設立了“智能電動汽車”國家重點研發計劃課題，AEB、自動駕駛技術都是國家“十三五”計劃中重點助推的技術項目。

無論是汽車自動緊急剎車系統還是汽車自動駕駛技術，都需要各種車載傳感器技術對其提供有力支撐，多傳感器融合進行復雜環境感知是未來研發與應用的趨勢，環境感知的內容主要包括獲取行駛路徑、駕駛狀態和駕駛環境，而汽車方向傳感器則對駕駛狀態進行感知起著重要的作用。但現有技術中的汽車方向傳感器普遍存在裝配不便、通用性差、轉向檢測精度低的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題，在于提供一種裝配簡便且通用性強的汽車方向傳感器銜接結構。

本發明所要解決的技術問題，還在于提供一種轉向檢測精度高的汽車方向傳感器以及應用該汽車方向傳感器的汽車。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供了一種汽車方向傳感器銜接結構，其包括弧形瓣塊組合套、固位環以及套設于所述弧形瓣塊組合套外表面的定心襯套，所述弧形瓣塊組合套為一由至少兩片弧形瓣塊組成的有間隙的開環式套筒，所述固位環通過至少一個緊定螺釘鎖緊于所述弧形瓣塊組合套外表面，所述定心襯套能夠與所述弧形瓣塊組合套同步旋轉。

作為上述技術方案的進一步改進，還包括第一鎖緊環、第二鎖緊環以及緊配合于所述定心襯套外表面的軸承齒輪組件，所述第一鎖緊環套設于所述弧形瓣塊組合套外表面，所述第二鎖緊環與所述第一鎖緊環螺紋連接，所述弧形瓣塊組合套一端設有用于所述第一鎖緊環抵靠的環形凸緣，所述定心襯套設有用于所述軸承齒輪組件抵靠的襯套軸肩，所述第一鎖緊環和第二鎖緊環的鎖緊力能夠將所述軸承齒輪組件鎖緊于所述第二鎖緊環和襯套軸肩之間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述軸承齒輪組件包括第一齒輪、第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和第二軸承置于所述第一齒輪的兩側，所述第一軸承的內圈抵緊于所述第一齒輪和襯套軸肩之間，所述第二軸承的內圈抵緊于所述第一齒輪和第二鎖緊環之間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一鎖緊環的外沿設有用于施加旋轉力、截面輪廓為多邊形的第一旋轉部。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第二鎖緊環的外沿設有用于施加旋轉力、截面輪廓為多邊形的第二旋轉部。

作為上述技術方案的進一步改進，所述定心襯套的外沿設有用于施加旋轉力、截面輪廓為多邊形的第三旋轉部。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一旋轉部、第二旋轉部和第三旋轉部的截面輪廓都為尺寸相同的六邊形或八邊形。

本發明提供了一種汽車方向傳感器，其包括殼體組件、傳動組件、數據傳感組件以及如上所述的汽車方向傳感器銜接結構；所述殼體組件包括相互扣合形成一容置空間的第一殼體和第二殼體，所述傳動組件和汽車方向傳感器銜接結構都置于所述容置空間內；所述傳動組件包括第二轉軸以及固設于所述第二轉軸上的第四齒輪，所述第四齒輪直接或間接由所述第一齒輪帶動旋轉；所述數據傳感組件包括磁感應芯片以及與所述磁感應芯片相對應放置且相互不接觸的磁鋼，所述磁鋼固設于所述第二轉軸的端部并隨所述第二轉軸旋轉。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第二轉軸固定所述磁鋼的一端固設有由反磁材料制成的反磁容杯，所述磁鋼固設于所述反磁容杯之內。

作為上述技術方案的進一步改進，所述數據傳感組件還包括扣設于所述第一殼體或第二殼體外表面的金屬罩殼和用于放置所述磁感應芯片的PCB，所述PCB和所述磁鋼都置于所述金屬罩殼內部。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一殼體或第二殼體的外表面固設有固線卡，所述金屬罩殼開設有數據線引出孔，與所述PCB電連接的數據線從所述數據線引出孔穿出并由所述固線卡限位固定。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一殼體和/或第二殼體在兩個殼體接合的接合面設有環形槽，所述殼體組件還包括嵌設于所述環形槽內的環形密封條。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一殼體或第二殼體的外表面固設有固定片，所述固定片上設有安裝孔。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一殼體內壁設有第一軸承孔，所述第一軸承的外圈緊配合于所述第一軸承孔內，所述第二殼體內壁設有第二軸承孔，所述第二軸承的外圈緊配合于所述第二軸承孔內。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第二轉軸上緊配合有第三軸承和第四軸承，所述第三軸承和第四軸承分開放置于所述第四齒輪的兩側，所述第一殼體內壁設有第三軸承孔，所述第三軸承的外圈緊配合于所述第三軸承孔內，所述第二殼體內壁設有第四軸承孔，所述第四軸承的外圈緊配合于所述第四軸承孔內。

本發明還提供了一種汽車，其包括方向轉軸以及如上所述的汽車方向傳感器，所述弧形瓣塊組合套套設于所述方向轉軸之上。

本發明的有益效果是：

本發明汽車方向傳感器銜接結構對傳感器整體與汽車方向轉軸之間的安裝具有多項調節功能：(1) 能夠消除汽車轉向傳動軸因直徑加工精度誤差與方向傳感器配裝的影響，解決同型號車輛或配置相同規格轉向傳動軸的車輛與汽車方向傳感器裝配通用性問題；(2) 只需要更換不同內徑規格的弧形瓣塊組合套（外徑與其他尺寸不變），就能夠解決外徑相差不大的汽車轉向傳動軸的裝配與通用性問題；(3) 有的汽車轉向傳動軸兩端大、中間小，而方向傳感器與其裝配的位置又必須是中間部位，采用弧形瓣塊組合套的銜接方式（弧形瓣塊組合套的外徑要略大于汽車轉向傳動軸的大端），能夠有效地解決方向傳感器與轉向傳動軸的裝配問題。

本發明汽車方向傳感器能夠提升轉向檢測精度，定心襯套套設于弧形瓣塊組合套的外表面，第一齒輪與定心襯套的外表面緊配合，這樣就能夠使第一齒輪繞定心襯套外表面的軸心旋轉，定心襯套的外表面加工精度高且不存在偏心旋轉的問題，進而有效避免因汽車方向轉軸本身的加工誤差對轉角檢測精度造成影響。

本發明汽車方向傳感器能夠便捷地進行數據零點的校正操作，需要對傳感器進行零點校正時，只需要將第二鎖緊環與第一鎖緊環彼此旋松，再旋轉定心襯套即可帶動第一齒輪旋轉，再帶動第四齒輪、第二轉軸以及磁鋼進行旋轉，借以實現傳感器的微調、零點校正。

本發明汽車采用上述汽車方向傳感器，能夠準確測出方向轉軸的旋轉方向以及旋轉角度，采集的數據可以供汽車自動緊急剎車系統或者汽車自動駕駛技術有效應用，有效提升汽車的安全性能與智能化程度。

附圖說明

圖1是本發明汽車方向傳感器的全剖視圖；

圖2是本發明汽車方向傳感器的傳動組件與部分銜接結構的示意圖；

圖3是圖2中定心襯套的A向視圖；

圖4是本發明汽車方向傳感器的殼體組件的俯視圖；

圖5是圖4中K—K截面的剖視圖；

圖6是本發明汽車方向傳感器的數據傳感組件與第二轉軸的裝配結構示意圖；

圖7是本發明汽車方向傳感器的數據傳感組件的罩環與第二殼體的裝配結構示意圖；

圖8是本發明汽車方向傳感器的部分銜接結構示意圖；

圖9是銜接結構的弧形瓣塊組合套的剖視圖；

圖10是銜接結構的固位環的剖視圖；

圖11是銜接結構的第一鎖緊環的示意圖；

圖12是銜接結構的第二鎖緊環的示意圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發明的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯接/連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少聯接輔件，來組成更優的聯接結構。本發明中的各個技術特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

請一并參照圖1至圖12。

本發明汽車方向傳感器包括殼體組件、汽車方向傳感器銜接結構（下文簡稱銜接結構）、傳動組件以及數據傳感組件。

殼體組件包括第一殼體11、第二殼體12、環形密封條13、固線卡14以及固定片15；第一殼體11和第二殼體12通過第一螺釘161、第二螺釘162、第三螺釘163、第四螺釘164緊密扣合形成一容置空間，傳動組件和銜接結構都置于該容置空間內；環形密封條13嵌設于第一殼體11的環形槽內，第一殼體11和第二殼體12扣合之后，環形密封條13起到良好的密封作用；固線卡14通過第五螺釘165、第六螺釘166固定在第二殼體12的外表面，固線卡14的作用是引導與固定數據傳感組件的數據線46；固定片15的一端通過第七螺釘167裝配在第一殼體11的外表面，另一端通過安裝孔151與汽車車體上的方向機或其他固定部件固定連接，確保汽車方向傳感器在使用過程中其裝配位置不會改變。

銜接結構包括弧形瓣塊組合套21、定心襯套22、固位環23、第一鎖緊環24、第二鎖緊環25、第一緊定螺釘231、第二緊定螺釘232、軸承齒輪組件；弧形瓣塊組合套21為一由至少兩片弧形瓣塊211組成的有間隙的開環式套筒，最優方案為兩片，其用于環抱在汽車的方向轉軸上；定心襯套22以間隙配合的方式套設于弧形瓣塊組合套21的外表面；固位環23通過第一緊定螺釘231和第二緊定螺釘232鎖緊于弧形瓣塊組合套21的外表面，進而將弧形瓣塊組合套21鎖緊于汽車方向轉軸上，當然，緊定螺釘的數量并不局限于實施例中的2個，只要能夠滿足將固位環23與弧形瓣塊組合套21鎖緊即可；軸承齒輪組件包括都與定心襯套22外表面緊配合的第一齒輪26、第一軸承27和第二軸承28，第一軸承27和第二軸承28置于第一齒輪26的兩側；第一鎖緊環24以間隙配合的方式套設于弧形瓣塊組合套21的外表面，第二鎖緊環25與第一鎖緊環24螺紋連接，弧形瓣塊組合套21一端設有用于第一鎖緊環24抵靠的環形凸緣212，定心襯套22設有用于第一軸承27抵靠的襯套軸肩 221，第一軸承27的內圈抵緊于第一齒輪26和襯套軸肩221之間，第二軸承28的內圈抵緊于第一齒輪26和第二鎖緊環25之間，第一鎖緊環24和第二鎖緊環25的鎖緊力能夠將第一軸承27、第一齒輪26和第二軸承28鎖緊于第二鎖緊環25和襯套軸肩221之間，進而使定心襯套22能夠與固位環23抵緊且定心襯套22能夠與弧形瓣塊組合套21同步旋轉，緊配合于定心襯套22外表面的第一齒輪26就能夠與弧形瓣塊組合套21同步旋轉，也就實現了第一齒輪26與汽車方向轉軸的同步旋轉。在此較佳實施例中，固位環23與定心襯套22接觸的端面設有一環形凸臺233，以使固位環23與定心襯套22彼此間接觸面呈均勻的環狀，避免二者間受力不均。

銜接結構置于第一殼體11和第二殼體12扣合形成的容置空間內，具體而言，第一殼體11內壁設有第一軸承孔111，第一軸承27的外圈緊配合于第一軸承孔111內，第二殼體12內壁設有第二軸承孔121，第二軸承28的外圈緊配合于第二軸承孔121內。

銜接結構若要實現便捷拆裝，就需要能夠靈活調節第一鎖緊環24和第二鎖緊環25之間的鎖緊力，對此，優選地，第一鎖緊環24的外沿設有用于施加旋轉力、截面輪廓為八邊形的第一旋轉部241，第二鎖緊環25的外沿設有用于施加旋轉力、截面輪廓為八邊形的第二旋轉部251，定心襯套22的外沿設有用于施加旋轉力、截面輪廓為八邊形的第三旋轉部222，為了便于裝配，第一旋轉部241、第二旋轉部251、第三旋轉部222的截面輪廓尺寸相同，這樣可以采用統一型號的工具進行裝配操作。當然，第一旋轉部241、第二旋轉部251和第三旋轉部222的截面輪廓并不局限于八邊形，六邊形或其他多邊形狀亦能實現上述鎖緊力調節功能。

上述銜接結構對傳感器整體與汽車方向轉軸之間的安裝具有多項調節功能：(1) 能夠消除汽車轉向傳動軸因直徑加工精度誤差與方向傳感器配裝的影響，解決同型號車輛或配置相同規格轉向傳動軸的車輛與汽車方向傳感器裝配通用性問題；(2) 只需要更換不同內徑規格的弧形瓣塊組合套（外徑與其他尺寸不變），就能夠解決外徑相差不大的汽車轉向傳動軸的裝配與通用性問題；(3) 有的汽車轉向傳動軸兩端大、中間小，而方向傳感器與其裝配的位置又必須是中間部位，采用弧形瓣塊組合套的銜接方式（弧形瓣塊組合套的外徑要略大于汽車轉向傳動軸的大端），能夠有效地解決方向傳感器與轉向傳動軸的裝配問題。

另外，銜接結構中的定心襯套套設于弧形瓣塊組合套的外表面，第一齒輪與定心襯套的外表面緊配合，這樣就能夠使第一齒輪繞定心襯套外表面的軸心旋轉，定心襯套的外表面加工精度高且不存在偏心旋轉的問題，進而有效避免因汽車方向轉軸本身的加工誤差對轉角檢測精度造成影響，有效提升轉向檢測的精度。

傳動組件包括第一芯軸31、第二轉軸32、第二齒輪33、第三齒輪34、第四齒輪35、第三軸承36、第四軸承37、第一墊片331、第二墊片341、第三墊片351、軸套352。第三齒輪34的一端與第二齒輪33相互嵌套形成同步旋轉的同軸齒輪，第三齒輪34的內孔與第一芯軸31動配合，第二齒輪33與第一齒輪26嚙合；第一墊片331和第二墊片341都套設于第一芯軸31上且都由耐磨材料制成，第一墊片331置于第一殼體11的內壁與第三齒輪34之間，第二墊片341置于第二殼體12的內壁與第三齒輪34之間，第一墊片331和第二墊片341都用于對第二齒輪33、第三齒輪34提供旋轉支撐，且能夠避免第二齒輪33、第三齒輪34對殼體造成磨損；第四齒輪35的內孔、第三軸承36的內圈和第四軸承37的內圈都與第二轉軸32緊配合，第三軸承36的外圈與第一殼體11內壁的第三軸承孔112緊配合，第四軸承37的外圈與第二殼體12內壁的第四軸承孔122緊配合，第四齒輪35和第三齒輪34嚙合；第三墊片351和軸套352都套設于第二轉軸32上且都由耐磨材料制成，第三墊片351抵緊于第四軸承37內圈與第四齒輪35之間，軸套352抵緊于第三軸承36內圈與第四齒輪35之間。

采用上述傳動組件的優勢有二點：(1) 由于第三齒輪的分度圓直徑小于第二齒輪的分度圓直徑，而第四齒輪的分度圓直徑則大于第三齒輪的分度圓直徑，能夠通過第二齒輪向第三齒輪的過渡，大幅度地調整第一齒輪和第四齒輪之間的傳動比，即便是在實現大傳動比的基礎上也能保證傳感器整體的體積十分小巧；(2) 數據傳感組件輸出的數據能夠與汽車方向盤的轉動方向（逆時針或順時針）同向，利于裝配過程中直觀、方便地校準方向傳感器數據原點與汽車方向機原點的一致性。

數據傳感組件用于將方向轉軸的轉動信息轉換為數字信號并輸出，其包括金屬罩殼、PCB 42、磁感應芯片43、磁鋼44、反磁容杯45、數據線46。金屬罩殼包括置于第二殼體12外表面的罩環411和扣于所述罩環411開口的罩環蓋412，罩環411的側壁開設有用于數據線46穿過的數據線引出孔413，罩環411和罩環蓋412都采用金屬材質能夠有效地屏蔽外來電場或磁場的干擾；PCB 42置于罩環411內，PCB 42的邊緣置于罩環411內壁的承載臺階上，且PCB 42通過第八螺釘421和第九螺釘422與第二殼體12固連，進而使金屬罩殼與第二殼體12固連；反磁容杯45由反磁材料制成，且固設于第二轉軸28的端部并隨第二轉軸32同步旋轉，磁鋼44則固設于反磁容杯45之內，具體而言，反磁容杯45設有一環形凹槽，磁鋼44對應為環形并緊配合于環形凹槽內； 磁感應芯片43貼裝于PCB 42之上且與磁鋼44正對，用于感應環形磁鋼的旋轉方向和旋轉角度；數據線46與PCB 42電性連接并從數據線引出孔413穿出，再由固線卡14限位固定。

數據傳感組件中用于連接第二轉軸和磁鋼的反磁容杯主要有兩個作用：(1)阻止環形磁鋼的長期工作中的磁泄露；(2)防止環形磁鋼對數據傳感組件內其他電子元件產生磁干擾。另外，本發明汽車方向傳感器采用非接觸、數字傳輸方式，具備使用壽命長、測量精度高、數據傳送距離遠且不受干擾的特點。

本發明汽車包括方向轉軸、方向機以及如上所述的汽車方向傳感器，弧形瓣塊組合套21套設于方向轉軸之上，固定片15則將方向傳感器與方向機固定連接。

本發明汽車采用上述汽車方向傳感器，能夠準確測出方向轉軸的旋轉方向以及旋轉角度，采集的數據可以供汽車自動緊急剎車系統或者汽車自動駕駛技術有效應用，有效提升汽車的安全性能與智能化程度。

以上是對本發明的較佳實施例進行了具體說明，但本發明并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。