用于探测位置的传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于探测在路径方向延伸的路径上的位置的传感器，包括：发射器元件，具有至少一个布置在中央的磁体和如在路径方向看到的在布置在中央的磁体前方和后方的两个布置在边缘的磁体，磁体的磁极被相对于路径方向横向地对准并且被设置为发射被发射器创造的在路径方向变化的磁场；测量换能器，被布置为输出取决于到达测量换能器的被发射器创造的磁场的测量信号，发射器元件和测量换能器被布置为使得是在路径方向相对于彼此可运动的；以及评价装置，其被设置为基于测量信号输出取决于测量换能器和发射器元件之间的相对位置的传感器信号；其中，在路径方向察看，布置在中央的磁体被布置为激发比布置在边缘的磁体大的磁通量。的磁通量。的磁通量。

【技术实现步骤摘要】
用于探测位置的传感器


[0001]本专利技术涉及用于探测在路径方向延伸的路径上的位置的传感器并且涉及具有该传感器的车辆。

技术实现思路

[0002]本专利技术的一个任务是指定一种用于探测在路径方向延伸的路径上的位置的传感器，其以最小的可能的测量误差输出待被探测的位置。
[0003]根据本专利技术的一个方面，一种用于探测在路径方向延伸的路径上的位置的传感器，包括：发射器元件，具有至少一个布置在中央的磁体和如在路径方向看到的在布置在中央的磁体前方和后方的两个布置在边缘的磁体，磁体的磁极被相对于路径方向横向地对准并且被设置为发射被发射器创造的在路径方向变化的磁场；测量换能器，被设置为发射取决于到达测量换能器的被发射器创造的磁场的测量信号，发射器元件和测量换能器被布置为使得它们能够在路径方向相对于彼此运动；以及评价装置，被布置为基于测量信号输出取决于测量换能器和发射器元件之间的相对位置的传感器信号；布置在中央的磁体，如在路径方向看到的，被布置为激发比布置在边缘的磁体大的磁通量。
[0004]本专利技术的传感器是基于以下构思，即当发射器元件相对于测量换能器运动时，到达测量换能器的磁场的场矢量围绕横向轴线旋转，并且到达测量换能器的场矢量的取向是合适的用于确定发射器元件的相对于测量换能器的位置以及因此待被探测的位置的指标。然而，场矢量的量级当在路径上察看时不保持恒定。这些场矢量波动最终地导致待被探测的位置的测量误差。
[0005]为了将场矢量的量级在路径上保持尽可能恒定，尽可能短的磁极可以在路径上被布置为一个在另一个后方。然而，在测量中发现，场矢量的量级也能够在路径上被保持更恒定，如果被布置在在路径方向察看的发射器元件的中部的磁极比被布置在在路径方向察看的发射器元件的端部的磁极长的话。
[0006]因此，本专利技术的传感器以小的测量误差输出在在一个路径方向延伸的路径上的位置。与在其中大的数量的短距离磁极必须被布置以将场矢量保持为尽可能恒定的发射器元件相比，本专利技术的传感器使用显著地更少的磁极实现这一点并且因此也能够被更便宜地并且使用更少的所需要的安装空间制造。
[0007]在本专利技术的传感器的实施方式中，用于激发更大的磁通量的布置在中央的磁体比布置在边缘的磁体中的每个大30％至60％、优选地40％至50％、特别优选地44％。如果布置在边缘的磁体是在路径方向过于短的，那么它们将具有过于小的效果。如果它们是过于长的，那么它们的效果不能够实现尽可能恒定的场矢量，如上文描述的。在给定的配置中，该布置在边缘的磁体在与布置在中央的磁体的相互作用中的效果是对于实现尽可能恒定的场矢量来说最优的。
[0008]在本专利技术的传感器的另外的实施方式中，一个过渡磁体被布置在发射器元件中在布置在中央的磁体之前和之后，如在路径方向看到的，其被布置在边缘的磁体跟随，如在路
径方向看到的。在与布置在中央的磁体的相互作用中，过渡磁体编码路径并且提供位置的能够通过路径被探测到的较高的分辨率。
[0009]在本专利技术的传感器的具体实施方式中，过渡磁体比布置在中央的磁体小或等于布置在中央的磁体并且比布置在边缘的磁体大。以这种方式，确保上述的获得在路径上尽可能恒定的场强度的效果被实现。
[0010]在本专利技术的传感器的优选的实施方式中，用于探测位置的测量范围如在路径方向看到的位于过渡磁体之间。本实施方式是基于以下构思，即场强度矢量的量级将总是相当大地朝向在路径方向看到的发射器元件的边缘改变。场强度矢量的最高的可能的恒定性主要地朝向在路径方向看到的发射器元件的中央被实现。这是为什么发射器元件的中央是对于利用本专利技术的传感器背后的构思特别地有利的位置。
[0011]在另一个实施方式中，本专利技术的传感器包括另外的测量换能器，另外的测量换能器被布置在测量换能器前方或后方，如在路径方向看到的，并且被设置为输出取决于到达测量换能器的被发射器创造的磁场的另外的测量信号，发射器元件和另外的测量换能器被布置为使得它们能够在路径方向相对于彼此运动，并且评价装置被设置为基于两个测量信号之间的差输出传感器信号。以这种方式，干扰性的平均值能够被从测量信号滤除并且位置探测中的任何误差能够被进一步地减少。
[0012]在本专利技术的传感器的特别地优选的实施方式中，被布置在边缘的磁体中的一个至少部分地位于用于探测位置的测量范围内。测试已经显示出，在该范围内，本专利技术的传感器的误差能够在上文提到的差示测量中被再一次显著地减少。
[0013]在本专利技术的传感器的又另一个实施方式中，路径方向是切线方向，使得待被探测的位置是角位置。
[0014]根据本专利技术的另一个方面，一种车辆包括：在驾驶方向可运动的底盘；两个前轮，支撑底盘，如在驾驶方向察看的在前部；两个后轮，支撑底盘，如在驾驶方向察看的在后部；方向盘，用于将转向轴围绕旋转轴线旋转以转动前轮；传感器中的一个，用于探测在转向轴的面向方向盘的部分和转向轴的面向前轮的部分之间的相对位置；以及马达，用于根据探测到的相对位置调整前轮的转动。
附图说明
[0015]本专利技术的上文描述的性质、特征和优点以及它们被实现的方式将参考下文的实施方式的描述变得更清楚，实施方式参考附图更详细地解释，在附图中：
[0016]图1是具有转向系统的车辆的示意性的透视图，
[0017]图2是用于探测位置的传感器的在作为用于来自图1的转向系统的扭矩传感器的应用中的形式的示意图，
[0018]图3是用于来自图1的转向系统的扭矩传感器的部分的配置的示意图，
[0019]图4是用于图2和3的扭矩传感器的可选择的可能的发射器元件的略图，
[0020]图5是用于图2和3的扭矩传感器的另外的可选择的可能的发射器元件的略图，
[0021]图6是用于图2和3的扭矩传感器的又另外的可选择的可能的发射器元件的略图，
[0022]图7示出了用于根据图3的扭矩传感器中的发射器元件的测量误差曲线的图解，
[0023]图8是根据图3的扭矩传感器的实施方式的略图，并且
[0024]图9示出了用于在根据图3的扭矩传感器中的根据图6使用的发射器元件的测量误差曲线的图解，
[0025]在附图中，相同的技术特征被提供相同的附图标记，并且仅被描述一次。附图是纯示意性的并且具体地不反映实际的几何比例。
具体实施方式
[0026]参考图1，图1是包括转向系统2的车辆1的示意性的透视图。
[0027]在本实施方式实施例中，车辆1包括被两个前轮3和两个后轮4支撑的底盘5。前轮3可以被转向系统2转动，使得车辆1能够被在曲线中驾驶。
[0028]转向系统2包括方向盘6，方向盘6被安装在第一转向轴7上，第一转向轴7进而被围绕旋转轴线8可枢轴转动地安装。第一转向轴7被引导入用于探测位置的传感器9中，在此以角位置的形式，并且在那里以未进一步地指定的方式被连接至扭转元件10。第二转向轴11在旋转轴线8上与第一转向轴7相反的侧部连接至扭转元件10，旋转轴线8进而在轮向齿轮12中结束。如果方向盘6被以转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于探测在路径方向延伸的路径上的位置的传感器，包括：
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发射器元件，具有至少一个布置在中央的磁体和如在所述路径方向看到的在所述布置在中央的磁体前方和后方的两个布置在边缘的磁体，所述磁体的磁极被相对于所述路径方向横向地对准并且被设置为发射被所述发射器创造的在所述路径方向变化的磁场，
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测量换能器，被布置为输出取决于到达所述测量换能器的被所述发射器创造的所述磁场的测量信号，所述发射器元件和所述测量换能器被布置为使得是在所述路径方向相对于彼此可运动的，以及
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评价装置，被设置为基于所述测量信号输出取决于所述测量换能器和所述发射器元件之间的相对位置的传感器信号，
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其中，在所述路径方向察看，所述布置在中央的磁体被布置为激发比所述布置在所述边缘的磁体大的磁通量。2.根据权利要求1所述的传感器，其中用于激发所述更大的磁通量的所述布置在中央的磁体比所述布置在所述边缘的磁体中的每个大30％至60％、优选地40％至50％、特别优选地44％。3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中一个过渡磁体被布置在所述发射器元件中在所述布置在中央的磁体之前和之后，如在所述路径方向看到的，其被所述布置在所述边缘的磁体跟随，如在所述路径方向看到的。4.根据权利要求3所述的传感器，其中所述过渡磁体比所述布置在中央的磁体小或等于所述布置在中央的磁体并且比所述布置在所述边缘的磁体大。5.根据权利要求3所述的传感器，其中用于探测所述位置的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：波恩斯公司，
类型：发明
国别省市：