用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件(1)，其中，旋转构件(3)与至少一个测量值发送器(20、30)联接，该测量值发送器与至少一个测量值接收器(15、17)结合产生至少一个角度信息以确定旋转构件(3)的旋转角度，其中，第一测量值发送器(20)和第一测量值接收器(15)形成第一角度传感器(5)，该第一角度传感器产生与所述旋转构件(3)的旋转运动有关的第一角度信息，其中，第二测量值发送器(30)和第二测量值接收器(17)形成第二角度传感器(7)，该第二角度传感器产生与旋转构件(3)的旋转运动有关的第二角度信息，并且由第一角度信息和第二角度信息可获得旋转构件(3)的实际旋转角度。根据本发明专利技术，第一角度传感器(5)和第二角度传感器(7)实施成电感式传感器，其中，测量值发送器(20、30)分别具有至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)并且测量值接收器(15、17)分别具有至少一个探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)，其中，相应的测量值发送器(20、30)的至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)影响测量值接收器(15、17)的至少一个对应的探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的电感，从而至少一个探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的电感由于旋转构件(3)的旋转运动周期性地改变并且可作为旋转构件(3)的旋转角度的度量进行评估。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据独立权利要求1的类型的用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件。
技术介绍
转向角传感器应测量方向盘多达六圈的回转，这相应于约2000°的角度范围。因此，除了角度测量之外，必须确保旋转周期节段的计数。从现有技术中已知如下的转向角传感器，其借助于两个齿轮来测量方向盘的多次回转的转向角度，所述齿轮经由较大的齿轮联接在转向拉杆处。在齿轮的中心布置有永磁体，并且借助于磁场传感器可确定齿轮的角度。两个齿轮具有略微不同的齿数，从而根据角度相对彼此的比也可确定齿轮的相应的回转。因此，可确定方向盘在多圈回转中的角度。对于该已知的实施方式来说需要两个齿轮，并且因此还需要两个磁场传感器用于确定实际的旋转角度。例如在公开文献DE 10 2008 011 448 Α1中说明了一种用于获取旋转角度的组件。所说明的组件包括发送器和传感器，传感器根据旋转构件的旋转角度的改变探测由发送器产生的物理参数的改变，其作为可进行数字评估的信号。旋转构件具有至少一个联接在其周缘上、因为该旋转构件的旋转而转动的周长较小的行星齿轮，优选地，行星齿轮具有角度传感器，该角度传感器经由轴向联接的内摆线传动器驱动同样旋转的内摆线盘或内摆线齿轮，内摆线盘或内摆线齿轮的回转速度通过内摆线传动器进行减速，从而在转向轴的多次回转中利用回转传感器系统可由此测定旋转构件的回转圈数和绝对转向角度。
技术实现思路
相对于此，具有独立权利要求1所述特征的根据本专利技术的用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件具有如下优点，即能够以高准确性简单又可靠地确定在多圈回转中的旋转构件的旋转角度。因此，本专利技术的实施方式优选地可用于测定车辆中的方向盘的转向角度。本专利技术的实施方式提供了一种用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件。在此，旋转构件与至少一个测量值发送器联接，该测量值发送器与至少一个测量值接收器结合产生至少一个角度信息以确定旋转构件的旋转角度。第一测量值发送器和第一测量值接收器形成第一角度传感器，该第一角度传感器产生与旋转构件的旋转运动有关的第一角度信息。第二测量值发送器和第二测量值接收器形成第二角度传感器，该第二角度传感器产生与旋转构件的旋转运动有关的第二角度信息。由第一角度信息和第二角度信息可获得旋转构件的实际旋转角度。根据本专利技术，第一角度传感器和第二角度传感器实施成电感式传感器，其中，测量值发送器分别具有至少一个探测区域，并且测量值接收器分别具有至少一个探测线圈。相应的测量值发送器的至少一个探测区域影响测量值接收器的至少一个对应的探测线圈的电感，从而至少一个探测线圈的电感由于旋转构件的旋转运动周期性地改变并且可作为旋转构件的旋转角度的度量进行评估。电感式传感器优选地实施成涡流传感器。通常来说，利用涡流传感器可测量导体电路几何结构的电感。通常，金属导体在导体电路几何结构附近运动，该金属导体阻止电场的穿过，因此导体电路几何结构的电感改变。这时，利用导体电路几何结构构建振荡电路，因此其谐振频率与导体电路几何结构的电感有关、进而与金属导体在导体电路几何结构附近的位置有关。所以，通过评估导体电路几何结构的电感可确定金属导体的位置。在本专利技术的实施方式中，在测量值接收器中的探测线圈的电感与被测量值发送器的相应探测区域的掩盖或者说覆盖的程度有关。可经由对具有探测线圈的振荡电路进行频率测量，或者通过在固定频率的
情况下在振荡电路的阻抗的虚拟份额上直接的电感测量或通过与参考频率的混合来确定相应的探测线圈的电感。然后，该信号可根据探测线圈被探测区域覆盖的覆盖角度倒推计算出来。通过在从属权利要求中阐述的措施和改进方案能够得到在独立权利要求1中给出的用于获取车辆中旋转构件的旋转角度的传感器组件的有利的改善方案。特别有利的是，测量值发送器可分别实施成由旋转构件驱动的环形盘。至少一个探测区域可呈圆环区段的形式布置在环形盘的外边缘区域处并且基本上由导电材料或基本上由铁磁材料组成。不仅主要是导电的材料而且主要是铁磁的材料都影响探测线圈的电感并且实现测定期望的角度信息。在此，主要是导电的材料会通过涡流效应减少探测线圈的电感。主要是铁磁的材料则会提高探测线圈的电感。在根据本专利技术的传感器组件的一个有利的设计方案中，第一测量值发送器可具有四个探测区域并且在外周缘处包括具有第一齿数的第一齿圈，该第一测量值发送器被推到旋转构件上并且与该旋转构件不可相对旋转地连接。此外，第二测量值发送器可具有两个探测区域并且在外周缘处包括具有第二齿数的第二齿圈，该第二齿圈与第一测量值发送器的第一齿圈啮合，其中，第一齿数和第二齿数具有预定的齿数比。这也具有如下优点，围绕旋转构件的环形盘也可用作测量值发送器。因此，在实行已知的游标测量原理(Noniusprinzip)的情况下可节约一个齿轮。与具有三个齿轮的实施方式相比，这种几何结构的实施方式还具有如下优点，可明显减少测量的滞后。在使用三个齿轮的情况下，这时产生的平均滞后为1°至2°。因此，由于温度效应和尺寸公差出现齿轮间隙。于是，这在方向变化的情况下导致滞后，该滞后又在温度和公差方面不利的条件下可高达3°。如果较大的齿轮与旋转构件固定连接，则可总是按照测量原理计算旋转构件的回转或旋转角度。在获知回转圈数时，此时可经由与旋转构件固定连接的第一测量值发送器计算旋转角度。因为不再出现齿轮间隙，所以可由此实现小得多的滞后。由此，也可获取驾驶员的最小的转向运动。这可
有利地用于识别疲劳的驾驶员的某种“死区”、即不足的转向运动。在高速公路上，实际转向角度很小，并且在最不利的情况下转向角度的较大的滞后可导致错误识别到不足的转向运动，尽管实际上已进行了转向。长期下去，驾驶员则会不再认真对待发出的警报。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，第一测量值接收器的至少一个探测线圈和第二测量值接收器的至少一个探测线圈可呈圆环区段的形式布置在共同的电路基板上。由此可有利地节约布局面积，进而节约结构空间。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，第一测量值接收器例如可具有三个探测线圈并且可产生具有第一周期的第一角度信息。第二测量值接收器可具有三个探测线圈并且可产生具有第二周期的第二角度信息，其中，第一周期与第二周期的周期比可和第一齿数与第二齿数的齿数比成反比。三个探测线圈的信号分别在某种程度上冗余，从而从每一个信号曲线中都可确定第一角度信息或者第二角度信息。仅仅附加地从其他两个信号曲线评估信息，以确定上升或下降的曲线分支。因此，对于相应的测量值接收器的探测线圈的每个信号曲线来说都可确定角度信息，然后由该角度信息计算平均值并且继续使用平均值。由此，可有利地弥补测量值发送器的可能的倾斜并且进行计算。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，测量值接收器的探测线圈可分布地在电路基板中布置在多个位置中。由此可有利地提高探测线圈的有效的电感，进而简化信号评估。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，电路基板和测量值接收器可相对于彼此如此布置，即，第一测量值发送器以其外边缘区域至少部分地覆盖第一测量值接收器的至少一个探测线圈，并且第二测量值发送器以其外边缘区域至少部分地覆盖第二测量值接收器的至少一个探测线圈。在根据本专利技术的传感器组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件，其中，所述旋转构件(3)与至少一个测量值发送器(20、30)联接，该测量值发送器与至少一个测量值接收器(15、17)结合产生至少一个角度信息(α1、α2)以确定所述旋转构件(3)的旋转角度(α)，其中，第一测量值发送器(20)和第一测量值接收器(15)形成第一角度传感器(5)，该第一角度传感器产生与所述旋转构件(3)的旋转运动有关的第一角度信息(α1)，其中，第二测量值发送器(30)和第二测量值接收器(17)形成第二角度传感器(7)，该第二角度传感器产生与所述旋转构件(3)的旋转运动有关的第二角度信息(α2)，并且由所述第一角度信息(α1)和所述第二角度信息(α2)能获得所述旋转构件(3)的实际旋转角度(α)，其特征在于，所述第一角度传感器(5)和所述第二角度传感器(7)是电感式传感器，其中，所述测量值发送器(20、30)分别具有至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)并且所述测量值接收器(15、17)分别具有至少一个探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)，其中，相应的测量值发送器(20、30)的至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)影响所述测量值接收器(15、17)的至少一个对应的探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的电感，从而所述至少一个探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的电感由于所述旋转构件(3)的旋转运动周期性地改变并且能作为所述旋转构件(3)的旋转角度(α)的度量进行评估。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.26 DE 102013224098.81.一种用于获取车辆中的旋转构件的旋转角度的传感器组件，其中，所述旋转构件(3)与至少一个测量值发送器(20、30)联接，该测量值发送器与至少一个测量值接收器(15、17)结合产生至少一个角度信息(α1、α2)以确定所述旋转构件(3)的旋转角度(α)，其中，第一测量值发送器(20)和第一测量值接收器(15)形成第一角度传感器(5)，该第一角度传感器产生与所述旋转构件(3)的旋转运动有关的第一角度信息(α1)，其中，第二测量值发送器(30)和第二测量值接收器(17)形成第二角度传感器(7)，该第二角度传感器产生与所述旋转构件(3)的旋转运动有关的第二角度信息(α2)，并且由所述第一角度信息(α1)和所述第二角度信息(α2)能获得所述旋转构件(3)的实际旋转角度(α)，其特征在于，所述第一角度传感器(5)和所述第二角度传感器(7)是电感式传感器，其中，所述测量值发送器(20、30)分别具有至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)并且所述测量值接收器(15、17)分别具有至少一个探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)，其中，相应的测量值发送器(20、30)的至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)影响所述测量值接收器(15、17)的至少一个对应的探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的电感，从而所述至少一个探测线圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的电感由于所述旋转构件(3)的旋转运动周期性地改变并且能作为所述旋转构件(3)的旋转角度(α)的度量进行评估。2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述测量值发送器(20、30)分别是由所述旋转构件(3)驱动的环形盘，其中，所述至少一个探测区域(22、24、26、28、32、34)呈圆环区段的形式布置在所述环形盘的外边缘区域处并且基本上由导电材料或基本上由铁磁材料组成。3.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，所述第一测量值发送器(20)具有四个探测区域(22、24、26、28)并且在外周
\t缘处包括具有第一齿数的第一齿圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·弗雷泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE