CN111442863A - 转向柱监视***及传感器 - Google Patents

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Abstract

一种用于至少检测钢制转向柱的转向扭矩的传感器包括：磁场发生元件，其配置成产生磁场，该磁场穿过转向柱以使其钢材料磁化；磁场检测元件，其配置成在转向柱承受扭矩应力时检测因转向柱的磁化钢材料的磁弹性效应引起的磁场变化，磁场检测元件的输出信号表征转向扭矩；和基板，其承载着所述磁场发生元件和磁场检测元件。

Description

转向柱监视***及传感器
技术领域
本申请涉及用于监视车辆转向状态的扭矩传感器和集成式扭矩和转角传感器(TAS)以及包括所述传感器的主动转向状态监视***。
背景技术
当前和未来的车辆转向***，诸如EHPS(电控动力转向***)、EPS(电动助力转向***)、适应性EPS，以及一些驾驶辅助功能，诸如ESP(电子车身稳定程序)、ADAS(高级驾驶辅助***)、HAD(高级自动驾驶)，要求采用可靠的转向扭矩和/或角度信息。用于转向检测的各种传感器必须适用于多种应用形式(不同的转向柱，独立传感器架，集成于组合开关中，等等)，并且还希望传感器价格很低但又可靠。现有技术中的任何传感器方案都尚且不能同时满足这些要求。
发明内容
考虑到前述现有技术状况，本申请的一个目的是提供一种转向状态监视用传感器，其能够以简单的构造和低成本实现至少是转向扭矩的检测。
为此，本申请在其一个方面提供了一种用于检测钢制转向柱的转向扭矩的扭矩传感器，其包括：磁场发生元件，其配置成产生磁场，该磁场穿过转向柱以使其钢材料磁化；磁场检测元件，其配置成在转向柱承受扭矩应力时检测因转向柱的磁化钢材料的磁弹性效应引起的磁场变化，磁场检测元件的输出信号表征转向扭矩；和基板，其承载着所述磁场发生元件和磁场检测元件。
在本申请的扭矩传感器中，可选地，所述磁场发生元件和磁场检测元件布置成面向转向柱，优选大致垂直于转向柱中心轴线布置。
在本申请的扭矩传感器中，可选地，所述磁场发生元件包括磁场发生线圈，所述磁场检测元件包括至少一对布置在所述磁场发生线圈相反两侧的磁场检测线圈。
在本申请的扭矩传感器中，可选地，所述磁场检测元件包括围绕磁场发生线圈布置的两对或更多对磁场检测线圈。
在本申请的扭矩传感器中，可选地，每对中的两个磁场检测线圈沿彼此相反的方向定向。
本申请在其另一方面提供了一种用于检测钢制转向柱的转向扭矩和转角的集成式扭矩和转角传感器，包括：磁场发生元件，其配置成产生第一磁场，该第一磁场穿过转向柱以使其钢材料磁化；第一磁场检测元件，其配置成在转向柱承受扭矩应力时检测因转向柱的磁化钢材料的磁弹性效应引起的第一磁场变化，第一磁场检测元件的输出信号表征转向扭矩；磁性从动件，其与转向柱关联并且配置成随动于转向柱的转动；第二磁场检测元件，其配置成检测穿过磁性从动件的第二磁场的变化，第二磁场检测元件的输出信号表征转向角度；和基板，其承载着所述磁场发生元件和第一和第二磁场检测元件。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述磁场发生元件和第一磁场检测元件布置成面向转向柱，优选大致垂直于转向柱中心轴线布置。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述第二磁场由磁性从动件本身产生，例如由磁性从动件携带的磁体产生；或者，所述第二磁场也由所述磁场发生元件产生；或者，所述第二磁场由附加的磁场发生元件产生。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述磁场发生元件包括磁场发生线圈，所述第一磁场检测元件包括至少一对布置在所述磁场发生线圈相反两侧的磁场检测线圈。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，每对中的两个磁场检测线圈沿彼此相反的方向定向。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述第一磁场检测元件包括围绕磁场发生线圈布置的两对或更多对磁场检测线圈。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述第二磁场检测元件包括面对所述磁性从动件布置的多个磁场检测线圈。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述磁性从动件包括围绕转向柱固定在转向柱上以便与转向柱一起转动的检测环，所述检测环的不同角位置处具有不同的轴向高度和/或宽度和/或斜度和/或形状；所述检测环由可磁化材料、例如钢制成，或者，检测环承载着分布在检测环的不同圆周部位处的磁体。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述磁性从动件包括围绕转向柱安装成与转向柱一起转动的驱动齿轮和至少两个具有不同齿数且都与所述驱动齿轮啮合的磁性从动齿轮。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述磁性从动件包括围绕转向柱安装成与转向柱一起转动的驱动齿轮和与所述驱动齿轮啮合的磁性齿条。
在本申请的集成式扭矩和转角传感器中，可选地，还集成有用于检测转向柱温度的温度传感器。
在本申请的扭矩传感器或集成式扭矩和转角传感器中，可选地，所述基板包括围绕转向柱布置的两个或更多个基板，基板之间由柔性电缆连接。
本申请在其另一方面提供了一种转向柱主动转向状态监视***，包括前面所述的扭矩传感器，和数据处理单元，其构造成基于扭矩传感器的输出信号确定转向柱的转向扭矩。可选地，所述扭矩传感器的磁场检测元件包括两对或更多对的磁场检测线圈；并且所述数据处理单元还配置成对确定的转向扭矩进行综合处理和可信度评估，以获得综合的转向扭矩数据。
本申请在其另一方面提供了一种转向柱主动转向状态监视***，包括前面描述的集成式扭矩和转角传感器，和数据处理单元，其构造成基于集成式扭矩和转角传感器的输出信号确定转向柱的转向扭矩和转角。可选地，所述扭矩和转角传感器的第一磁场检测元件包括两对或更多对的磁场检测线圈，第二磁场检测元件包括两个或更多个磁场检测线圈；并且所述数据处理单元还配置成对确定的转向扭矩和转角进行综合处理和可信度评估，以获得综合的转向扭矩和转角数据。
根据本申请，扭矩传感器或集成式扭矩和转角传感器包括电磁线圈，其基于转向柱中因转向扭矩引起的应力检测转向柱的转向扭矩。传感器中的各传感元件可集成式在单一的PCB上，并且不需要采用ASIC，因此传感器成本低。此外，传感器基于磁场中发生的变化检测扭矩(或扭矩和转角二者)，检测迟滞量小。
本申请的传感器可被用于各种车辆功能，诸如ESP、ADAS、HAD，以及用于故障下安全或故障下操作方案。
附图说明
通过下面结合附图所做详细描述，本申请的上述以及其它方面可被更充分地理解，在附图中：
图1是根据本申请一种实施方式的扭矩传感器的示意性剖视图；
图2是图1所示扭矩传感器的示意性俯视图；
图3示意性示出了图1所示扭矩传感器中的线圈的定向；
图4是根据本申请一种实施方式的扭矩和转角传感器的示意性剖视图；
图5是图4所示扭矩和转角传感器的示意性俯视图；
图6示意性示出了扭矩和转角传感器工作期间扭矩和转角传感器的角度检测部分中的检测环的状态；
图7是展现扭矩和转角传感器的扭矩检测部分和转角检测部分的信号计算和综合的示意性框图；
图8和9是扭矩和转角传感器检测的角度信号和扭矩信号的示意性曲线图；
图10是角度信号和扭矩信号融合后的示意性曲线图；
图11是根据本申请的一种改型的传感器的示意性俯视图；
图12是根据本申请的另一种改型的传感器的示意性俯视图；
图13是根据本申请另一实施方式的扭矩和转角传感器的示意性剖视图；以及
图14是根据本申请又一实施方式的扭矩和转角传感器的示意性剖视图。
具体实施方式
本申请在其一个方面涉及一种扭矩传感器，其构造成用于检测车辆转向柱的转向扭矩。
所述扭矩传感器可以形成为各种构造，其一种实施方式如图1所示。图1示出了车辆的转向柱1以及安装在检测转向柱1的侧面用于检测转向扭矩的扭矩传感器2。
扭矩传感器2主要包括基板3，其安装在壳体(未示出)中。壳体可以固定在车辆中，例如，借助独立的传感器架。扭矩传感器2还包括主动磁场发生线圈4和至少一对布置在磁场发生线圈4的径向相反两侧(优选对称布置)的磁场检测线圈(检测磁通门)5。磁场发生线圈4和磁场检测线圈5由基板3承载。
磁场发生线圈4和磁场检测线圈5面对着转向柱1，优选大致垂直于转向柱1的中心轴线，并且在它们前面限定出扭矩检测区8。
扭矩传感器2还包括安装在基板3上的连接器7，用于与配对连接器耦合以便与其它元件建立电连接。
在图2所示布局中，有四对磁场检测线圈5围绕磁场发生线圈4布置。可以理解，不同数量的成对磁场检测线圈5可被使用。
此外，如图2所示，连接器7的一组连接器针7a沿着基板3边缘布置。
在每对径向对置的磁场检测线圈5中，这两个磁场检测线圈5沿彼此相反的方向定向，如图3中示意性显示。这样，来自一对磁场检测线圈5的信号基本上彼此相反并且优选地基本上彼此相等，从而二者的信号可以被综合处理以便提高信号的可靠性。
转向柱1由钢制成。当磁场发生线圈4通电以产生磁场时，磁场穿过转向柱1，并且磁场检测线圈5处的磁通可被磁场检测线圈5检测到。转向柱1的钢材料被磁场磁化。在这种情况下，如果转向柱1承受扭矩，由于磁化钢材料的磁弹性效应，穿过磁化钢材料的磁场透过率发生变化，并且磁场检测线圈5检测到的磁通量也发生变化。基于磁场检测线圈5的输出信号，转向柱1承受的扭矩可以被确定。由不同的磁场检测线圈5产生的扭矩数据可被比较和进行可信度(合理性)评估，例如，借助数据处理单元，以获得精确的综合转向扭矩。数据处理单元可包括信号计算模块，其构造成基于来自磁场检测线圈5的信号计算转向扭矩，和可信度评估模块，用于对来自信号计算模块的计算数据进行综合处理和可信度评估，以获得综合的转向扭矩数据。
本申请还涉及一种主动转向状态监视***，其包括扭矩传感器2，并且基于传感器2检测的转向扭矩信号，主动转向状态监视***监视转向柱1的状态，特别是在转向柱1的操作期间。主动转向状态监视***还可包括前面描述的数据处理单元。
本申请在另一方面涉及一种集成式扭矩和转角传感器(TAS)，其构造成用于同时检测车辆转向柱的转向扭矩和转角。为此，扭矩和转角传感器包括扭矩检测部分，用于检测转向扭矩，和角度检测部分，用于检测转向角度。这两部分集成为单一的传感器，并且都通过检测磁场变化而操作。
所述扭矩和转角传感器可以形成为各种构造，其一种实施方式如图4所示。图4示出了车辆的转向柱1以及安装在检测转向柱1的侧面用于检测转向扭矩和转角的扭矩和转角传感器10。
扭矩和转角传感器10主要包括基板3，其安装在壳体(未示出)中。壳体可以固定在车辆中，例如，借助独立的传感器架。扭矩和转角传感器10还包括主动磁场发生线圈4和至少一对布置在磁场发生线圈4的径向相反两侧(优选对称布置)的磁场检测线圈(检测磁通门)5。磁场发生线圈4和磁场检测线圈5由基板3承载。扭矩和转角传感器10还包括至少一个磁场检测线圈6，其也由该基板3承载。扭矩和转角传感器10还包括安装在基板3上的连接器7，用于与配对连接器耦合以便与其它元件建立电连接。
磁场发生线圈4和磁场检测线圈5面对着转向柱1的第一段，优选大致垂直于转向柱1的中心轴线，并且在它们前面限定扭矩检测区8，而磁场检测线圈6面对着转向柱1的第二段并且在其前面限定角度检测区9。
转向柱1由钢制成。当磁场发生线圈4通电以产生磁场时，磁场穿过转向柱1，并且磁场检测线圈5处的磁通可被磁场检测线圈5检测到。转向柱1的钢材料被磁场磁化。在这种情况下，如果转向柱1承受扭矩，由于磁化钢材料的磁弹性效应，穿过磁化钢材料的磁场透过率发生变化，并且磁场检测线圈5检测到的磁通量也发生变化。基于磁场检测线圈5的输出信号，转向柱1承受的扭矩可以被确定。
检测环11围绕转向柱1的第二段固定在转向柱1上，以便与转向柱1一起转动。检测环11由可磁化材料、例如钢制成。或者，检测环11承载着分布在检测环11的不同圆周部位处的磁体(例如，相邻磁体的极轴相反定向)。检测环11的不同角位置处具有不同的轴向高度和/或宽度和/或斜度和/或形状，从而随着检测环11与转向柱1一起转动，由于检测环11的不同的部位面对着磁场检测线圈6，穿过磁场检测线圈6的磁场发生变化。磁场中发生的变化可被磁场检测线圈6检测到。基于磁场检测线圈6的输出信号，转向柱1的转角可以被确定。
穿过磁场检测线圈6的磁场可以是穿过转向柱1的第一段的同一磁场；换言之，磁场发生线圈4被用于产生同时覆盖扭矩检测区8和角度检测区9的磁场。然而，为了实现更高的检测精度，单独的磁场发生线圈可被用于产生穿过磁场检测线圈6的磁场(主要覆盖角度检测区9)，而磁场发生线圈4只产生穿过转向柱1的第一段的磁场(主要覆盖扭矩检测区8)。或者，穿过磁场检测线圈6的磁场可以检测环11承载的磁体产生的磁场。
磁场发生线圈4和磁场检测线圈5可以布置在基板3的第一区间中，磁场检测线圈6(及其相应的磁场发生线圈，如果有的话)可以布置在基板3的第二区间中。在图5所示的布局中，有四对磁场检测线圈5围绕磁场发生线圈4布置，四个磁场检测线圈6成阵列布置。可以理解，不同数量的成对磁场检测线圈5和不同数量的磁场检测线圈6可被使用。
此外，如图5所示，连接器7的一组连接器针7a布置在磁场检测线圈5和磁场检测线圈6之间。
在每对径向对置的磁场检测线圈5中，这两个磁场检测线圈5沿彼此相反的方向定向。这样，来自一对磁场检测线圈5的信号基本上彼此相反并且优选地基本上彼此相等，从而二者的信号可以被综合处理以便提高信号的可靠性。
检测环11可以形成为封闭的圆环形。在图6所示的实施方式中，检测环11具有大致恒定的轴向宽度，但在圆周方向上沿着弯曲或倾斜的路径延伸。当检测环11与转向柱1一起转动时，检测环11以其不同的部位面对着磁场检测线圈6，不同的部位的至少轴向位置彼此不同。在0°转角，检测环11的一个倾斜部位(其右侧高于左侧)面对着磁场检测线圈6；在90°转角，一个弯曲部位(其右侧和左侧高于中部)面对着磁场检测线圈6；在180°转角，一个倾斜部位(其左侧高于右侧)面对着磁场检测线圈6；在270°转角，一个弯曲部位(其中部高于右侧和左侧)面对着磁场检测线圈6。磁场检测线圈6检测到穿过转向柱1的第二段、但被检测环11部分地阻挡的磁场中发生的变化。磁场检测线圈6的输出信号可被用于确定转向柱1的转角。当一个以上的磁场检测线圈6被使用时，来自它们的信号可被综合处理以便提高信号的可靠性。
如图7所述，来自扭矩和转角传感器10磁场检测线圈5和磁场检测线圈6的信号可被输入到数据处理单元20，该数据处理单元20包括信号计算模块30和可信度评估模块40。在信号计算模块30中，来自磁场检测线圈5的信号Torque 1、Torque 2…被用于确定转向扭矩数据，来自磁场检测线圈6的信号Angle 1、Angle 2…被用于确定转向角度数据。所确定的数据被输入到可信度评估模块40，在此，基于不同的磁场检测线圈5产生的扭矩数据被比较和可信度评估以获得精确的综合转向扭矩，基于不同的磁场检测线圈6产生的角度数据被比较和可信度评估以获得精确的综合转向角度。另外，基于磁场检测线圈5产生的扭矩数据和基于磁场检测线圈6产生的角度数据还可以在可信度评估模块40被综合处理和可信度评估以获得更高精度的转向扭矩和转角。例如，基于检测的角度数据，转向柱1的角加速度可以计算出来，并且基于转向柱1的该角加速度以及转向柱1和由转向柱1带动的部件的总转动惯量可以计算出理论转向扭矩。通过将计算出的理论转向扭矩与检测到的转向扭矩相比较，可实现转向扭矩的可信度评估。
综合的数据转向扭矩和转角数据由数据处理单元20输出，以便提供给使用所述数据的功能单元，如ESP、EPS…。
扭矩和转角传感器10还可以集成有温度传感器(未示出)，用于检测转向柱1的温度。所述温度传感器同样由基板3承载。所述温度传感器，例如，可以包括热电偶。
本申请还涉及一种主动转向状态监视***，其包括扭矩和转角传感器10，并且基于检测的转向扭矩和转角信号，主动转向状态监视***监视转向柱1的状态，特别是在转向柱1的操作期间。主动转向状态监视***还可包括前面描述的数据处理单元20。
图8和9示意性展示了来自扭矩和转角传感器10的原始信号。从图8可以看到，检测的角度信号是周期性变化的。从图9可以看到，在转向柱2的-360°至+360°转角内，检测的扭矩信号以较小的速率变化，而在-360°和+360°之外，检测的扭矩信号以较大的速率变化。基于检测到的角度信号和扭矩信号，对于±360°范围的应用，信号计算模块30可直接计算出转向角度和扭矩。
对于±720°或更大角度范围的应用，检测的角度信号被与检测到扭矩信号融合以确定转向角度，例如借助Ackermann转向模型(Ackermann steering model)。图10示意性示出了融合的转向角度数据(与扭矩信号融合后)。融合的数据可以被与存储器(如EEPROM)中存储的角位置作比较，以便修正。
为了进一步提高可靠性和精度，可以并联设置两个或更多个数据处理单元20。从一个数据处理单元20输出的综合的转向扭矩数据和转角数据可被单独使用；或者，从两个数据处理单元20输出的综合的转向扭矩和转角数据可被用于相互比较和修正。
扭矩传感器2或扭矩和转角传感器10可以被构造成其它形式，以便适应于不同的应用或提高其性能。
例如，扭矩传感器2或扭矩和转角传感器10的基板3可以是平坦的；或者，在改型例中，基板3可以是弯曲段以便大致随从于转向柱1的外轮廓，如图11中示意性展示。
在图12所示的另一种改型中，扭矩传感器2或扭矩和转角传感器10包括围绕转向柱1分布的一个以上的基板3(分别具有相应的磁场发生和检测元件)。各基板3之间通过柔性电缆40连接，公共的连接器7被用于与配对连接器耦合。
根据本申请的扭矩和转角传感器10的另一种实施方式，如图13所示，为了检测转向角度，一组齿轮被使用，以取代前面描述的检测环11。这些齿轮中包括驱动齿轮(圆锥齿轮)41，其围绕转向柱1安装成与转向柱1一起转动，和与齿轮41啮合的两个磁性的从动齿轮(圆锥齿轮)42(图13中仅示出了一个)。这两个磁性的从动齿轮42的齿数不同，并且为每个从动齿轮42分别配备有相应的磁场检测元件43。通过两组磁场检测元件43，可基于Nonius原理计算出转向角度。图13所示的实施方式的其它方面与图4所示且在前面描述的相同或相似，因而不在重复描述。可以理解，被磁场检测元件43检测的磁场可来自从动齿轮42，例如来自嵌于从动齿轮42中的磁体。或者，可以由单独的磁场发生元件来产生被磁场检测元件43检测的磁场。或者，在磁场发生线圈4产生的磁场足以覆盖从动齿轮42(角度检测区)的情况下，可以由磁场发生线圈4产生被磁场检测元件43检测的磁场。还可以理解，图13中所示的齿轮41和齿轮42都为圆锥齿轮，但齿轮41和齿轮42也可以采用圆柱齿轮。
根据本申请的扭矩和转角传感器10的又一实施方式，如图14所示，为了检测转向角度，驱动齿轮51和齿条52被使用，以取代前面描述的检测环11。齿轮51围绕转向柱1安装成与转向柱1一起转动，并且齿轮51与齿条52啮合。齿条52被磁化并且配备有相应的磁场检测元件53。通过检测覆盖齿条52的磁场的变化，转向角度可被计算出来。图14所示的实施方式的其它方面与图4所示且在前面描述的相同或相似，因而不在重复描述。可以理解，被磁场检测元件53检测的磁场可来自齿条52，例如来自齿条52携带的磁体(诸如彼此极轴相反地交替布置在齿条52上的多个磁体)。或者，可以由单独的磁场发生元件来产生被磁场检测元件53检测的磁场。或者，在磁场发生线圈4产生的磁场足以覆盖齿条52(角度检测区)的情况下，可以由磁场发生线圈4产生被磁场检测元件43检测的磁场。
基于本申请的原理，本领域技术人员可以设计出扭矩传感器或扭矩和转角传感器的其它构造。
根据本申请，扭矩传感器或集成式扭矩和转角传感器包括电磁线圈，用于基于转向柱承受转向扭矩时的磁弹性效应检测转向柱的转向扭矩。扭矩和转角传感器的各传感元件可被集成在单一的PCB中，而且不需要采用ASIC，因此传感器成本较低。此外，扭矩传感器或扭矩和转角传感器基于磁场中发生的变化检测转向扭矩或检测扭矩和转角二者，因此检测迟滞量小。
对于图1所示扭矩传感器的实施例和图4所示扭矩和转角传感器的实施例来说，它们可被称作无接触型传感器，传感器中没有与转向柱接触的元件，因此传感器的操作不会影响转向柱的操作及其刚度(和感触)。
此外，对于扭矩和转角传感器中利用公共的磁场发生线圈产生同时覆盖扭矩检测区和角度检测区的磁场的实施例，可以减少零件数量，由此进一步降低传感器的成本。
虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (15)

1.一种用于检测钢制转向柱的转向扭矩的扭矩传感器，其包括：
磁场发生元件，其配置成产生磁场，该磁场穿过转向柱以使其钢材料磁化；
磁场检测元件，其配置成在转向柱承受扭矩应力时检测因转向柱的磁化钢材料的磁弹性效应引起的磁场变化，磁场检测元件的输出信号表征转向扭矩；和
基板，其承载着所述磁场发生元件和磁场检测元件。
2.根据权利要求1的扭矩传感器，其中，所述磁场发生元件和磁场检测元件布置成面向转向柱，优选大致垂直于转向柱中心轴线布置。
3.根据权利要求1或2的扭矩传感器，其中，所述磁场发生元件包括磁场发生线圈，所述磁场检测元件包括至少一对布置在所述磁场发生线圈相反两侧的磁场检测线圈；
可选地，所述磁场检测元件包括围绕磁场发生线圈布置的两对或更多对磁场检测线圈；
可选地，每对中的两个磁场检测线圈沿彼此相反的方向定向。
4.一种用于检测钢制转向柱的转向扭矩和转角的集成式扭矩和转角传感器，包括：
磁场发生元件，其配置成产生第一磁场，该第一磁场穿过转向柱以使其钢材料磁化；
第一磁场检测元件，其配置成在转向柱承受扭矩应力时检测因转向柱的磁化钢材料的磁弹性效应引起的第一磁场变化，第一磁场检测元件的输出信号表征转向扭矩；
磁性从动件，其与转向柱关联并且配置成随动于转向柱的转动；
第二磁场检测元件，其配置成检测穿过磁性从动件的第二磁场的变化，第二磁场检测元件的输出信号表征转向角度；和
基板，其承载着所述磁场发生元件和第一和第二磁场检测元件。
5.根据权利要求4的集成式扭矩和转角传感器，其中，所述磁场发生元件和第一磁场检测元件布置成面向转向柱，优选大致垂直于转向柱中心轴线布置；
可选地，所述第二磁场由磁性从动件本身产生，例如由磁性从动件携带的磁体产生；或者，所述第二磁场也由所述磁场发生元件产生；或者，所述第二磁场由附加的磁场发生元件产生。
6.根据权利要求4的集成式扭矩和转角传感器，其中，所述磁场发生元件包括磁场发生线圈，所述第一磁场检测元件包括至少一对布置在所述磁场发生线圈相反两侧的磁场检测线圈；可选地，第一磁场检测元件每对中的两个磁场检测线圈沿彼此相反的方向定向；可选地，所述第一磁场检测元件包括围绕磁场发生线圈布置的两对或更多对磁场检测线圈；
可选地，所述第二磁场检测元件包括面对所述磁性从动件布置的多个磁场检测线圈。
7.根据权利要求4至6中任一项的集成式扭矩和转角传感器，其中，所述磁性从动件包括围绕转向柱固定在转向柱上以便与转向柱一起转动的检测环，所述检测环的不同角位置处具有不同的轴向高度和/或宽度和/或斜度和/或形状；所述检测环由可磁化材料、例如钢制成，或者，检测环承载着分布在检测环的不同圆周部位处的磁体。
8.根据权利要求4至7中任一项的集成式扭矩和转角传感器，其中，所述磁性从动件包括围绕转向柱安装成与转向柱一起转动的驱动齿轮和至少两个具有不同齿数且都与所述驱动齿轮啮合的磁性从动齿轮。
9.根据权利要求4至7中任一项的集成式扭矩和转角传感器，其中，所述磁性从动件包括围绕转向柱安装成与转向柱一起转动的驱动齿轮和与所述驱动齿轮啮合的磁性齿条。
10.根据权利要求4至9中任一项的集成式扭矩和转角传感器，其中，还集成有用于检测转向柱温度的温度传感器。
11.根据权利要求1至3中任一项的扭矩传感器或根据权利要求4至10中任一项的集成式扭矩和转角传感器，其中，所述基板包括围绕转向柱布置的两个或更多个基板，基板之间由柔性电缆连接。
12.一种转向柱主动转向状态监视***，包括根据权利要求1至3和11中任一项的扭矩传感器，和数据处理单元，其构造成基于扭矩传感器的输出信号确定转向柱的转向扭矩。
13.根据权利要求12的转向柱主动转向状态监视***，其中，所述扭矩传感器的磁场检测元件包括两对或更多对的磁场检测线圈；并且
所述数据处理单元还配置成对确定的转向扭矩进行综合处理和可信度评估，以获得综合的转向扭矩数据。
14.一种转向柱主动转向状态监视***，包括根据权利要求4至11中任一项的集成式扭矩和转角传感器，和数据处理单元，其构造成基于集成式扭矩和转角传感器的输出信号确定转向柱的转向扭矩和转角。
15.根据权利要求14的转向柱主动转向状态监视***，其中，所述扭矩和转角传感器的第一磁场检测元件包括两对或更多对的磁场检测线圈，第二磁场检测元件包括两个或更多个磁场检测线圈；并且
所述数据处理单元还配置成对确定的转向扭矩和转角进行综合处理和可信度评估，以获得综合的转向扭矩和转角数据。
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