提出了一种传感器装置，其具有至少两个在旋转的主体(03)的旋转轴(02)的轴向方向上相互隔开并且分别围绕该主体(03)安置的相位跟踪器(04、05)，并且其中对于每个相位跟踪器(04、05)具有至少一个相对于该旋转的主体(03)静止安置的、获取各个相位跟踪器(04、05)的传感器元件(11、12、13、14、15、16、17)。依据本发明专利技术设置有，至少一个关联至第一相位跟踪器(04)的第一传感器元件(11、15)与至少一个同样关联至该第一相位跟踪器(04)的第二传感器元件(12、16)连接成至少一个第一传感器元件桥(09)，该第一传感器元件桥(09)在俯视情况下实质上平行于该相位跟踪器(04、L)并且垂直于该旋转的主体(03)的该旋转轴(02)而延伸，并且至少一个关联至第二相位跟踪器(05)的传感器元件(14、17)与至少一个关联至该第一相位跟踪器(04)的传感器元件(13、15)连接成至少一个第二传感器元件桥，该第二传感器元件桥在俯视情况下与两个相位跟踪器(04、05、L)交叉地延伸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种根据权利要求I的前序部分的用于联合获取转数和转矩的传感器装置。
技术介绍
为了获取轴或一般旋转的主体的转数，例如曲轴处的电机转数，已知如下传感器装置，其具有以重复的、周期的标记(Markierung)的序列的形式围绕旋转的主体安置的、、被描述为相位跟踪器(Phasenspur)的量具(Massverkorperung )以及至少ー个相对于旋转的主体静止安置的、获取相位跟踪器的传感器元件。在此，该传感器元件对于相位跟踪器的标记敏感并且例如当标记通过时和/或当相邻的标记变化时，传感器元件分别生成传感器信号，以便当超过确定的旋转角，例如超过完整的一周时，生成已知数量的传感器信号或传感器信号的已知序列，根据该些传感器信号，结合时间信号并借助于分析单元来确定转数或能够推出该类数据。相位跟踪器的标记能够是视觉标记，以便传感器元件能够获取例如亮-暗-过渡。出于相同的目的，其他的传感器原理例如磁性或电容的传感器原理也是可能的。相位跟踪器能够直接安置在旋转的主体上或安置在不可扭转的与该主体连接的元件上，例如传送轮(Geberrad)上。传感器元件优选地使用霍尔元件，其中磁性地实施相位跟踪器的标记，例如，以交替安置磁的北极和南极的序列实施。除了霍尔元件，还已知使用磁阻元件，例如GMR元件(GMR = Giant Magnetoresistance 巨磁阻)。已知传送轮可以是所谓的多极传送轮，其由有磁化能力的材料构成。在此，相应于齿轮的齿、所谓的钢传送轮的齿，如上所述，相位跟踪器的标记被磁化为沿圆周方向交替安置的磁的北极和南扱。在此，还已知，以同类的铁磁性的材料，例如钢来制造并且磁化传送轮，也已知可使用塑料粘结的可磁化的材料来制造传送轮。在将霍尔元件用作传感器元件时，能够进行例如差动分析，其中分析两个在圆周方向上相继安置的霍尔元件的信号之间的差值。在此，还已知所谓的霍尔ASIC，其能够分析磁场方向。此外，已知应用双通道的差动霍尔元件装置(以所谓的双差动传感器元件的形式)，以此除了转数之外还能够获取转动方向。这由总共三个传感器元件组成，其中两个传感器元件分别连接成反并联地连接的传感器元件桥。在此，两个传感器元件桥平行于相位跟踪器的运行方向而延伸，相位跟踪器的运行方向在俯视情况下垂直于旋转轴。此外，例如通过EP I 861 681 BI已知，至少在已知扭转刚度的旋转的主体的两个在沿着旋转轴的轴向方向上以已知的间隔相互隔开的横截面处分别以环绕的方式安置相位跟踪器，以便确定在旋转的主体的两个横截面之间传输的转矩，通过确定在两个横截面之间的扭转角并且借助于该扭转角通过扭转刚度来得出存在于两个横截面之间的转矩。直观上，扭转角是扭カ(Drillung)而扭矩是作用的(angreifend)旋转カ矩。此外，通过EP I 861 681 BI已知，在获取旋转的主体的转角时，通过使用多个互相平行的、环形安置的相位跟踪器和所有相位跟踪器的矩阵结合(matrixgebunden)分析来补偿在通过最优地获取或辨别标记的经过而在传感器元件处给出的传感器轨迹与在俯视情况下垂直于旋转轴运行的相位跟踪器的运行方向之间的歪斜。
技术实现思路
依据本专利技术，传感器装置至少设置有分别以环绕的方式安置在已知扭转刚度的旋转的主体的至少两个在沿着旋转轴的轴向方向上以已知的间隔相互隔开的横截面处的相位跟踪器。传感器装置对于每个相位跟踪器具有至少ー个相对于旋转的主体静止安置的、获取各个相位跟踪器的传感器元件，在主体旋转的情况下，与旋转轴交叉的每个相位跟踪器经过传感器元件。在与传感器元件分别相关联的相位跟踪器的标记经过时和/或当与传感器元件分别相关联的相邻的标记变化吋，每个传感器元件分别生成传感器信号。至少两个关联至第一相位跟踪器的传感器元件连接成至少ー个第一传感器元件桥，以用于至少获取旋转的主体的转数。在俯视情况下，第一传感器元件桥基本上平行于相位跟踪器并且基本上垂直于旋转的主体的旋转轴而延伸。至少ー个关联至第二相位跟踪器的传感器元件与至少ー个关联至第一相位跟踪器的传感器元件连接成至少ー个第二传感器元件桥，其用于 获取在旋转的主体的两个横截面之间传输的转矩。对于后者，通过借助于两个传感器桥来确定在两个横截面之间的扭转角并且借助于该扭转角通过旋转的主体的已知的扭转刚度来得出存在于两个横截面之间的转矩也是可行的。在此，在俯视情况下，第二传感器元件桥与两个相位跟踪器交叉地延伸，例如基本上垂直于两个相位跟踪器并且平行于旋转的主体的旋转轴而延伸。由此，在俯视情况下，第一传感器元件桥刚好在第一相位跟踪器上以平行地运行的相位跟踪器的运行方向延伸，然而在俯视情况下，第二传感器桥与相位跟踪器的运行方向交叉地(例如与相位跟踪器的运行方向成直角)延伸，以便第一和第二传感器元件桥形成不等于0°至180°的整数倍的角度。尤其优选地，第一和第二传感器元件桥相互垂直。优选地，数字地分析为了获取转数而设置的第一传感器元件桥和为了获取转矩而设置的第二传感器元件桥。替代地，还能够模拟地分析一个或两个传感器元件桥。此外，能够双差动地(例如能够通过平行地安置两个传感器元件桥)实现转数获取，由此可识别转动方向。相位跟踪器够直接安置在旋转的主体上或安置在不可扭转地与该主体连接的元件，例如传送轮上。相位跟踪器的标记能够是视觉标记，以便传感器元件能够获取例如亮-暗-过渡。也能够考虑其他的传感器原理例如磁性或电容的传感器原理。同样，也能够考虑它们的结合，例如能够分别以不同的传感器元件来实施获取。替代地或附加地，还能够磁性地实施相位跟踪器的标记或至少ー个相位跟踪器的标记，例如以交替安置磁的北和南极的序列来实施，由此实现了将霍尔元件用作传感器元件的可能性。因此，此外以仅用可安置在共同的外壳和/或共同的芯片中的传感器装置来实现用于获取旋转的主体的转数以及通过该旋转的主体传输的转矩的整体的应用。相对于现有技术，依据本专利技术的传感器装置的优点特别在于，通过借助于两个例如相互成直角安置的传感器桥来联合获取转数和转矩，能够尤其节省空间地并且低成本地将两个功能集成在一个外壳中。此外可能的是，例如在使用智能的电接ロ的情况下，仅通过一条信号线路来输出两个信息，有关转数的信息和有关转矩的那些信息，由此例如实现了节省了成本、材料和时间，因为仅需要建立一条电连接。此外，在安装在机动车中时，该传感器装置例如实现了将转矩用作控制变量，由此能够省去目前所必需的其他传感器。例如借助于该传感器装置，电机控制装置能够将驾驶员期望的例如通过踏板位置而预先给定的转矩与实际上电机所输出的转矩之间的差用作控制变量。根据本专利技术的有利的设计方案，设置有，与关联至第二相位跟踪器的传感器元件连接成第二传感器元件桥的、关联至第一相位跟踪器的传感器元件是第一传感器元件桥的一个传感器元件。因此，为了一次就能可靠地获取转数和转矩，需要三个对相位跟踪器的标记敏感的传感器元件，由此能够尤其低成本并且紧凑地构造传感器装置。此外，传感器装置用少量的接线端与分析单元连接，例如刚好四个接线端用于接地、电源电压、转数信号和转矩信号。也能够考虑如下的实施形式，其中通过共同的信号线路来输出有关转数和转矩的两个信息。 第一和第二传感器兀件桥能够安置在传感器的共同的外壳中。替代地或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：WM·米勒，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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