本发明专利技术提供了一种角旋转传感器系统，该角旋转传感器系统由以下项构成：第一目标，该第一目标具有从该第一目标的纵向轴线径向延伸并围绕该纵向轴线旋转的构件；第二目标，该第二目标具有从该第二目标的纵向轴线径向延伸并围绕该纵向轴线旋转的构件；第一接收线圈，该第一接收线圈包括多个环路，该多个环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；第二接收线圈，该第二接收线圈包括多个环路，该多个环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；以及输出部，该输出部耦合到第一接收线圈和第二接收线圈中的每一者，其中这些构件中的每个构件的形状和尺寸被设定成大致匹配一对环路的形状和尺寸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】角旋转传感器
技术介绍
本专利技术整体涉及电感式传感器领域，并且具体地涉及用于感测两个目标之间的角旋转的系统和方法。已经开发出电动转向盘系统以满足以满足更严格的燃料经济性标准。这通过用无刷直流(DC)电机(BLDC)替换带传动液压泵来实现，无论是否需要辅助，该带传动液压泵都持续运行。电动电机仅在需要转向辅助时才被激活，从而节省能量。另一个主要优点是消除了带传动引擎附件，以及安装在引擎上的液压泵与安装在底盘上的转向齿轮之间的若干高压液压软管。这大大简化了制造和维护。通过结合电子稳定控制，电动转向系统可立即改变扭矩辅助水平以帮助驾驶员进行校正操纵。因此，存在对低成本且可靠的转向盘感测系统的需求的快速增加。图1示出了现有技术已知的电动转向盘系统10的高级框图，电动转向盘系统10包括：转向盘20；转向角位置传感器30；扭矩传感器40；车辆速度传感器50；电子控制单元(ECU)60；电机70，在一个实施方案中包括BLDC电机；减速齿轮80；以及转向柱90。转向角位置传感器30被布置成跟踪转向盘20的旋转，并且ECU60被布置成响应于转向角位置传感器30的跟踪来确定转向盘20的角位置。ECU60还被布置成与扭矩传感器40协作，以确定施加到转向盘20的扭矩。响应于所确定的角位置和所施加的扭矩，ECU60被布置成经由电机70向减速齿轮80施加辅助扭矩以递送至转向柱90。所施加的辅助扭矩进一步响应于由车辆速度传感器50检测到的车辆速度。如图所示，系统10主要依赖于转向角位置传感器30和扭矩传感器40。2010年6月1日授予Hoeller等人的美国专利7,726,208涉及一种组合式转向和扭矩传感器，该专利的全部内容以引用方式并入本文。遗憾的是，Hoeller的设计需要若干传感器电路，因此这需要用于转向角度传感器元件和转向扭矩传感器元件的单独集成电路，这是不期望的。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是克服角旋转测量的现有技术方法和布置的缺点。在本公开中，这通过一种角旋转传感器系统来提供，该角旋转传感器系统包括：第一目标，第一目标包括从第一目标的纵向轴线径向延伸的至少一个目标构件，第一目标被布置成围绕第一目标的纵向轴线旋转；第二目标，第二目标包括从第二目标的纵向轴线径向延伸的至少一个目标构件，第二目标被布置成围绕第一目标的纵向轴线旋转；发射线圈；以及第一接收线圈，该第一接收线圈包括多个环路，第一接收线圈的环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；第二接收线圈，该第二接收线圈包括多个环路，第一接收线圈的铺设的环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性，其中第一目标和第二目标的目标构件中的每个目标构件的形状和尺寸被设定成大致匹配多个环路中的一对相邻环路的形状和尺寸。从以下附图和描述中，本专利技术的附加特征和优点将变得显而易见。附图说明为了更好地理解本专利技术并示出可如何实行本专利技术，现在将仅通过示例的方式参考附图，在附图中，相同的数字始终表示对应的元件或区段。现在具体参考附图，强调了所示的细节仅为示例且仅用于说明性讨论本专利技术的优选实施方案的目的，并且为了提供被认为是本专利技术的原理和概念方面的最有用和易于理解的描述的原因而被呈现。就此而言，没有试图比对本专利技术的基本理解所需更详细地示出本专利技术的结构细节，关于附图进行的描述使得本专利技术的若干形式可如何在实践中体现对于本领域技术人员而言是显而易见的。在附图中：图1示出了如现有技术已知的电动转向盘系统的高级框图；图2A至图2J示出了角旋转感测系统的第一实施方案的各种视图；图3A至图3C示出了不同数量的环路对和对应的目标构件的各种实施方案；图4A至图4C示出了角旋转感测系统的第二实施方案的各种视图；并且图5示出了根据某些实施方案的角旋转感测方法的高级流程图。具体实施方式在详细解释本专利技术的至少一个实施方案之前，应当理解，本专利技术的应用不限于在下面的描述中阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本专利技术适用于其他实施方案或以各种方式实践或进行。而且，应当理解，本文所采用的措辞和术语是用于描述的目的并且不应当被认为是限制性的。图2A至图2H示出了角旋转感测系统100的各种高级示意图，图2A至图2H一起描述。角旋转感测系统100包括：第一目标110；第二目标120；以及电路板130。如图2B所示，第一目标110和第二目标120中的每一者具有纵向轴线135并且包括：基座140和远离基座140径向延伸的一个或多个目标构件150。第一目标110和第二目标120在图2B中各自被示出为包括一个目标构件150以与电路板130的电路布置相对应，然而这并不意在以任何方式进行限制。在其中第一目标110和第二目标120各自包括多个目标构件150的实施方案中，如下所述，第一目标110的目标构件150围绕其纵向轴线135径向排列。类似地，第二目标120的目标构件150围绕其纵向轴线135径向排列。因此，第一目标110和第二目标120围绕共享的纵向轴线135旋转。在一个实施方案中，第一目标110和第二目标120中的每一者的基座140通常是环形的。在另一个实施方案中，第一目标110和第二目标120的每个目标构件150通常被成形为部分圆盘。在图2B的例示实施方案中，目标构件150被成形为从纵向轴线135延伸的1/3的圆盘。在一个实施方案中，在提供多个目标构件150的情况下，第一目标110和第二目标120中的每一者的目标构件150中的每个目标构件通常具有相同的尺寸，并且相邻目标构件150的竖直中心线之间的径向距离全部大致相等。第一目标110的目标构件150中的每个目标构件的形状与第二目标120的目标构件150的形状大致相同。如图2C所示，电路板130包括：发射线圈160，该发射线圈具有第一端部161和与第一端部161相对的第二端部162；第一接收线圈170，该第一接收线圈具有第一端部171和与第一端部171相对的第二端部172；第二接收线圈180，该第二接收线圈具有第一端部181和与第一端部181相对的第二端部182；以及控制电路190。第一接收线圈170和第二接收线圈180中的每一者磁耦合到发射线圈160。发射线圈160、接收线圈170和接收线圈180中的每一者耦合到控制电路190。在一个实施方案中，发射线圈160的第一端部161、发射线圈160的第二端部162、第一接收线圈170的第一端部171和第二接收线圈180的第一端部181中的每一者耦合到控制电路190的相应端子。控制电路190进一步耦合到电源(未示出)。第一接收线圈170的第二端部172和第二接收线圈180的第二端部182中的每一者耦合到公共电位。在一个实施方案中，接收线圈160和170电偏移约90度。如图2D所示，在电路板130的预定层132上，第一接收线圈170和第二接收线圈180各自包括多个环路190，其中相邻环路分别以点划线和虚线示出。具体地，第一接收线圈170和第二接收线圈180中的每一者被铺设在电路板13本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种角旋转传感器系统，包括：/n第一目标，所述第一目标包括从所述第一目标的纵向轴线径向延伸的目标构件，所述第一目标被布置成围绕所述纵向轴线旋转；/n第二目标，所述第二目标包括从所述第二目标的纵向轴线径向延伸的目标构件，所述第二目标被布置成围绕所述第一目标的所述纵向轴线旋转；/n发射线圈；/n第一接收线圈，所述第一接收线圈包括多个环路，所述第一接收线圈的所述环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到所述发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；和/n第二接收线圈，所述第二接收线圈包括多个环路，所述第一接收线圈的所述环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到所述发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；/n其中所述第一目标和所述第二目标的所述目标构件中的每个目标构件的形状和尺寸被设定成大致匹配所述多个环路中的一对相邻环路的形状和尺寸。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181005 US 16/152,8021.一种角旋转传感器系统，包括：
第一目标，所述第一目标包括从所述第一目标的纵向轴线径向延伸的目标构件，所述第一目标被布置成围绕所述纵向轴线旋转；
第二目标，所述第二目标包括从所述第二目标的纵向轴线径向延伸的目标构件，所述第二目标被布置成围绕所述第一目标的所述纵向轴线旋转；
发射线圈；
第一接收线圈，所述第一接收线圈包括多个环路，所述第一接收线圈的所述环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到所述发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；和
第二接收线圈，所述第二接收线圈包括多个环路，所述第一接收线圈的所述环路被铺设成使得相邻环路响应于注入到所述发射线圈中的射频电流而表现出相反的磁极性；
其中所述第一目标和所述第二目标的所述目标构件中的每个目标构件的形状和尺寸被设定成大致匹配所述多个环路中的一对相邻环路的形状和尺寸。
2.根据权利要求1所述的角旋转传感器系统，其中所述第一接收线圈和所述第二接收线圈位于所述第一目标与所述第二目标之间。
3.根据权利要求1所述的角旋转传感器系统，其中所述第一目标位于所述第二目标与所述第一接收线圈和所述第二接收线圈之间。
4.根据权利要求1所述的角旋转传感器系统，还包括耦合到所述第一接收线圈和所述第二接收线圈中的每一者的控制电路，所述控制电路被布置成响应于所述第一接收线圈和所述第二接收线圈的输出来确定所述第一目标围绕所述第一目标的所述纵向轴线的旋转角度与所述第二目标围绕所述第二目标的所述纵向轴线的旋转角度之间的差值。
5.根据权利要求4所述的角旋转传感器系统，其中所述第一目标耦合到电机轴，并且所述第二目标耦合到转向轴，并且
其中所述控制电路还被布置成响应于所确定的旋转角度差值来确定施加到所述转向轴的扭矩量。
6.根据权利要求1所述的角旋转传感器系统，还包括耦合到所述第一接收线圈和所述第二接收线圈中的每一者的控制电路，所述控制电路被布置成响应于所述第一接收线圈和所述第二接收线圈的输出来确定所述第一目标和所述第二目标中的任一者相对于预定点的角位置。
7.根据权利要求1所述的角旋转传感器系统，其中所述第一目标和所述第二目标中的每一者包括至少一个附加目标构件，所述相应目标构件和所述至少一个附加目标构件围绕所述纵向轴线排列。
8.根据权利要求7所述的角旋转传感器系统，其中所述第一接收线圈的所述多个环路的所述相邻环路对的数量为偶数，并且附加目标构件的数量小于所述对的数量的1/2。
9.一种角旋转感测方法，所述方法包括：
提供第一目标，所述第一目标包括从所述第一目标的纵向轴线径向延伸的目标构件，所述第一目标被布置成围绕所述纵向轴线旋转；
提供第...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·小史密斯，
申请(专利权)人：美高森美公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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