用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器組件(1)，其中，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)與至少一個(gè)測(cè)量值發(fā)送器(20、30)聯(lián)接，該測(cè)量值發(fā)送器與至少一個(gè)測(cè)量值接收器(15、17)結(jié)合產(chǎn)生至少一個(gè)角度信息以確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)角度，其中，第一測(cè)量值發(fā)送器(20)和第一測(cè)量值接收器(15)形成第一角度傳感器(5)，該第一角度傳感器產(chǎn)生與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第一角度信息，其中，第二測(cè)量值發(fā)送器(30)和第二測(cè)量值接收器(17)形成第二角度傳感器(7)，該第二角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第二角度信息，并且由第一角度信息和第二角度信息可獲得旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)本發(fā)明，第一角度傳感器(5)和第二角度傳感器(7)實(shí)施成電感式傳感器，其中，測(cè)量值發(fā)送器(20、30)分別具有至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域(22、24、26、28、32、34)并且測(cè)量值接收器(15、17)分別具有至少一個(gè)探測(cè)線圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)，其中，相應(yīng)的測(cè)量值發(fā)送器(20、30)的至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域(22、24、26、28、32、34)影響測(cè)量值接收器(15、17)的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的探測(cè)線圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的電感，從而至少一個(gè)探測(cè)線圈(L1、L2、L3、L4、L5、L6)的電感由于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)周期性地改變并且可作為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)角度的度量進(jìn)行評(píng)估。
【專利說明】
用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的類型的用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn) 角度的傳感器組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)向角傳感器應(yīng)測(cè)量方向盤多達(dá)六圈的回轉(zhuǎn)，運(yùn)相應(yīng)于約2000°的角度范圍。因 此，除了角度測(cè)量之外，必須確保旋轉(zhuǎn)周期節(jié)段的計(jì)數(shù)。從現(xiàn)有技術(shù)中已知如下的轉(zhuǎn)向角傳 感器，其借助于兩個(gè)齒輪來測(cè)量方向盤的多次回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向角度，所述齒輪經(jīng)由較大的齒輪 聯(lián)接在轉(zhuǎn)向拉桿處。在齒輪的中屯、布置有永磁體，并且借助于磁場(chǎng)傳感器可確定齒輪的角 度。兩個(gè)齒輪具有略微不同的齒數(shù)，從而根據(jù)角度相對(duì)彼此的比也可確定齒輪的相應(yīng)的回 轉(zhuǎn)。因此，可確定方向盤在多圈回轉(zhuǎn)中的角度。對(duì)于該已知的實(shí)施方式來說需要兩個(gè)齒輪， 并且因此還需要兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器用于確定實(shí)際的旋轉(zhuǎn)角度。
[0003] 例如在公開文獻(xiàn)DE 10 2008 011 448 A 1中說明了一種用于獲取旋轉(zhuǎn)角度的組 件。所說明的組件包括發(fā)送器和傳感器，傳感器根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的改變探測(cè)由發(fā) 送器產(chǎn)生的物理參數(shù)的改變，其作為可進(jìn)行數(shù)字評(píng)估的信號(hào)。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有至少一個(gè)聯(lián)接 在其周緣上、因?yàn)樵撔D(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)的周長較小的行星齒輪，優(yōu)選地，行星齒輪具有 角度傳感器，該角度傳感器經(jīng)由軸向聯(lián)接的內(nèi)擺線傳動(dòng)器驅(qū)動(dòng)同樣旋轉(zhuǎn)的內(nèi)擺線盤或內(nèi)擺 線齒輪，內(nèi)擺線盤或內(nèi)擺線齒輪的回轉(zhuǎn)速度通過內(nèi)擺線傳動(dòng)器進(jìn)行減速，從而在轉(zhuǎn)向軸的 多次回轉(zhuǎn)中利用回轉(zhuǎn)傳感器系統(tǒng)可由此測(cè)定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的回轉(zhuǎn)圈數(shù)和絕對(duì)轉(zhuǎn)向角度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 相對(duì)于此，具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的根據(jù)本發(fā)明的用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn) 構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器組件具有如下優(yōu)點(diǎn)，即能夠W高準(zhǔn)確性簡(jiǎn)單又可靠地確定在多圈 回轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式優(yōu)選地可用于測(cè)定車輛中的方向 盤的轉(zhuǎn)向角度。
[0005] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器 組件。在此，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與至少一個(gè)測(cè)量值發(fā)送器聯(lián)接，該測(cè)量值發(fā)送器與至少一個(gè)測(cè)量值接 收器結(jié)合產(chǎn)生至少一個(gè)角度信息W確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度。第一測(cè)量值發(fā)送器和第一測(cè) 量值接收器形成第一角度傳感器，該第一角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第 一角度信息。第二測(cè)量值發(fā)送器和第二測(cè)量值接收器形成第二角度傳感器，該第二角度傳 感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第二角度信息。由第一角度信息和第二角度信息可 獲得旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)本發(fā)明，第一角度傳感器和第二角度傳感器實(shí)施成電 感式傳感器，其中，測(cè)量值發(fā)送器分別具有至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域，并且測(cè)量值接收器分別具有 至少一個(gè)探測(cè)線圈。相應(yīng)的測(cè)量值發(fā)送器的至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域影響測(cè)量值接收器的至少一 個(gè)對(duì)應(yīng)的探測(cè)線圈的電感，從而至少一個(gè)探測(cè)線圈的電感由于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)周期性 地改變并且可作為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的度量進(jìn)行評(píng)估。
[0006] 電感式傳感器優(yōu)選地實(shí)施成滿流傳感器。通常來說，利用滿流傳感器可測(cè)量導(dǎo)體 電路幾何結(jié)構(gòu)的電感。通常，金屬導(dǎo)體在導(dǎo)體電路幾何結(jié)構(gòu)附近運(yùn)動(dòng)，該金屬導(dǎo)體阻止電場(chǎng) 的穿過，因此導(dǎo)體電路幾何結(jié)構(gòu)的電感改變。運(yùn)時(shí)，利用導(dǎo)體電路幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)建振蕩電路， 因此其諧振頻率與導(dǎo)體電路幾何結(jié)構(gòu)的電感有關(guān)、進(jìn)而與金屬導(dǎo)體在導(dǎo)體電路幾何結(jié)構(gòu)附 近的位置有關(guān)。所W，通過評(píng)估導(dǎo)體電路幾何結(jié)構(gòu)的電感可確定金屬導(dǎo)體的位置。
[0007] 在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在測(cè)量值接收器中的探測(cè)線圈的電感與被測(cè)量值發(fā)送器 的相應(yīng)探測(cè)區(qū)域的掩蓋或者說覆蓋的程度有關(guān)?？山?jīng)由對(duì)具有探測(cè)線圈的振蕩電路進(jìn)行頻 率測(cè)量，或者通過在固定頻率的情況下在振蕩電路的阻抗的虛擬份額上直接的電感測(cè)量或 通過與參考頻率的混合來確定相應(yīng)的探測(cè)線圈的電感。然后，該信號(hào)可根據(jù)探測(cè)線圈被探 測(cè)區(qū)域覆蓋的覆蓋角度倒推計(jì)算出來。
[0008] 通過在從屬權(quán)利要求中闡述的措施和改進(jìn)方案能夠得到在獨(dú)立權(quán)利要求1中給出 的用于獲取車輛中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器組件的有利的改善方案。
[0009] 特別有利的是，測(cè)量值發(fā)送器可分別實(shí)施成由旋轉(zhuǎn)構(gòu)件驅(qū)動(dòng)的環(huán)形盤。至少一個(gè) 探測(cè)區(qū)域可呈圓環(huán)區(qū)段的形式布置在環(huán)形盤的外邊緣區(qū)域處并且基本上由導(dǎo)電材料或基 本上由鐵磁材料組成。不僅主要是導(dǎo)電的材料而且主要是鐵磁的材料都影響探測(cè)線圈的電 感并且實(shí)現(xiàn)測(cè)定期望的角度信息。在此，主要是導(dǎo)電的材料會(huì)通過滿流效應(yīng)減少探測(cè)線圈 的電感。主要是鐵磁的材料則會(huì)提高探測(cè)線圈的電感。
[0010] 在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，第一測(cè)量值發(fā)送器可具有 四個(gè)探測(cè)區(qū)域并且在外周緣處包括具有第一齒數(shù)的第一齒圈，該第一測(cè)量值發(fā)送器被推到 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上并且與該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件不可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接。此外，第二測(cè)量值發(fā)送器可具有兩個(gè) 探測(cè)區(qū)域并且在外周緣處包括具有第二齒數(shù)的第二齒圈，該第二齒圈與第一測(cè)量值發(fā)送器 的第一齒圈曬合，其中，第一齒數(shù)和第二齒數(shù)具有預(yù)定的齒數(shù)比。運(yùn)也具有如下優(yōu)點(diǎn)，圍繞 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的環(huán)形盤也可用作測(cè)量值發(fā)送器。因此，在實(shí)行已知的游標(biāo)測(cè)量原理 (Noniusprinzip)的情況下可節(jié)約一個(gè)齒輪。與具有Ξ個(gè)齒輪的實(shí)施方式相比，運(yùn)種幾何結(jié) 構(gòu)的實(shí)施方式還具有如下優(yōu)點(diǎn)，可明顯減少測(cè)量的滯后。在使用Ξ個(gè)齒輪的情況下，運(yùn)時(shí)產(chǎn) 生的平均滯后為1°至2°。因此，由于溫度效應(yīng)和尺寸公差出現(xiàn)齒輪間隙。于是，運(yùn)在方向變 化的情況下導(dǎo)致滯后，該滯后又在溫度和公差方面不利的條件下可高達(dá)3°。如果較大的齒 輪與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件固定連接，則可總是按照測(cè)量原理計(jì)算旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的回轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)角度。在獲知 回轉(zhuǎn)圈數(shù)時(shí)，此時(shí)可經(jīng)由與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件固定連接的第一測(cè)量值發(fā)送器計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度。因?yàn)椴?再出現(xiàn)齒輪間隙，所W可由此實(shí)現(xiàn)小得多的滯后。由此，也可獲取駕駛員的最小的轉(zhuǎn)向運(yùn) 動(dòng)。運(yùn)可有利地用于識(shí)別疲勞的駕駛員的某種"死區(qū)"、即不足的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。在高速公路上， 實(shí)際轉(zhuǎn)向角度很小，并且在最不利的情況下轉(zhuǎn)向角度的較大的滯后可導(dǎo)致錯(cuò)誤識(shí)別到不足 的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，盡管實(shí)際上已進(jìn)行了轉(zhuǎn)向。長期下去，駕駛員則會(huì)不再認(rèn)真對(duì)待發(fā)出的警報(bào)。
[0011] 在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計(jì)方案中，第一測(cè)量值接收器的至少 一個(gè)探測(cè)線圈和第二測(cè)量值接收器的至少一個(gè)探測(cè)線圈可呈圓環(huán)區(qū)段的形式布置在共同 的電路基板上。由此可有利地節(jié)約布局面積，進(jìn)而節(jié)約結(jié)構(gòu)空間。
[0012] 在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計(jì)方案中，第一測(cè)量值接收器例如可 具有Ξ個(gè)探測(cè)線圈并且可產(chǎn)生具有第一周期的第一角度信息。第二測(cè)量值接收器可具有Ξ 個(gè)探測(cè)線圈并且可產(chǎn)生具有第二周期的第二角度信息，其中，第一周期與第二周期的周期 比可和第一齒數(shù)與第二齒數(shù)的齒數(shù)比成反比。Ξ個(gè)探測(cè)線圈的信號(hào)分別在某種程度上冗 余，從而從每一個(gè)信號(hào)曲線中都可確定第一角度信息或者第二角度信息。僅僅附加地從其 他兩個(gè)信號(hào)曲線評(píng)估信息，W確定上升或下降的曲線分支。因此，對(duì)于相應(yīng)的測(cè)量值接收器 的探測(cè)線圈的每個(gè)信號(hào)曲線來說都可確定角度信息，然后由該角度信息計(jì)算平均值并且繼 續(xù)使用平均值。由此，可有利地彌補(bǔ)測(cè)量值發(fā)送器的可能的傾斜并且進(jìn)行計(jì)算。
[0013] 在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計(jì)方案中，測(cè)量值接收器的探測(cè)線圈 可分布地在電路基板中布置在多個(gè)位置中。由此可有利地提高探測(cè)線圈的有效的電感，進(jìn) 而簡(jiǎn)化信號(hào)評(píng)估。
[0014] 在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計(jì)方案中，電路基板和測(cè)量值接收器 可相對(duì)于彼此如此布置，即，第一測(cè)量值發(fā)送器W其外邊緣區(qū)域至少部分地覆蓋第一測(cè)量 值接收器的至少一個(gè)探測(cè)線圈，并且第二測(cè)量值發(fā)送器W其外邊緣區(qū)域至少部分地覆蓋第 二測(cè)量值接收器的至少一個(gè)探測(cè)線圈。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計(jì)方案中，評(píng)估和控制單元可同時(shí)或 者依預(yù)設(shè)的次序評(píng)估測(cè)量值接收器的探測(cè)線圈。此外，評(píng)估和控制單元可使用布置在電路 基板上的參考線圈，用W與測(cè)量值接收器的探測(cè)線圈一起進(jìn)行差分測(cè)量。
【附圖說明】
[0016] 在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且在接下來的說明中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述。在 附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示執(zhí)行相同或相似功能的部件或元件。其中：
[0017] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的實(shí)施例的示意圖。
[0018] 圖2示出了測(cè)量值接收器的Ξ個(gè)探測(cè)線圈的覆蓋角度根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的 示意性的特性曲線圖。
[0019] 圖3示出了圖2中的測(cè)量值接收器的Ξ個(gè)探測(cè)線圈的覆蓋角度根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋 轉(zhuǎn)角度的詳細(xì)的特性曲線圖W及由此產(chǎn)生的一個(gè)角度信息。
[0020] 圖4示出了另一測(cè)量值接收器的Ξ個(gè)探測(cè)線圈的覆蓋角度根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角 度的詳細(xì)的特性曲線圖W及由此產(chǎn)生的另一角度信息。
[0021] 圖5示出了圖3和圖4中的根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的角度信息的示意性的特性曲 線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 如從圖1可見的那樣，根據(jù)本發(fā)明的用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)角度的傳 感器組件1的示出的實(shí)施例包括至少一個(gè)與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3相聯(lián)接的測(cè)量值發(fā)送器20、30,測(cè)量 值發(fā)送器與至少一個(gè)測(cè)量值接收器15、17結(jié)合產(chǎn)生至少一個(gè)角度信息αι、α2^確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件 3的旋轉(zhuǎn)角度α。在此，第一測(cè)量值發(fā)送器20和第一測(cè)量值接收器15形成第一角度傳感器5， 該第一角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第一角度信息αι。第二測(cè)量值發(fā)送 器30和第二測(cè)量值接收器17形成第二角度傳感器7,該第二角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第二角度信息02。由第一角度信息αι和第二角度信息02可獲得旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度α。根據(jù)本發(fā)明，第一角度傳感器5和第二角度傳感器7實(shí)施成電感式傳感器， 其中，測(cè)量值發(fā)送器20、30分別具有至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、34，并且測(cè)量值接 收器15、17分別具有至少一個(gè)探測(cè)線圈^、1^2^3^4、1^5、1^6。相應(yīng)的測(cè)量值發(fā)送器20、30的至 少一個(gè)探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、34影響測(cè)量值接收器15、17的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的探測(cè)線圈 1^1、L2、L3、L4、L5、L6的電感，從而至少一個(gè)探測(cè)線圈1^1、12、13、14、15、16的電感由于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)周期性地改變并且可作為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)角度α的度量進(jìn)行評(píng)估。
[0023] 例如可使用根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件1的實(shí)施方式作為用于確定車輛的轉(zhuǎn)向角度 的轉(zhuǎn)向角傳感器或者作為用于確定車輛中的踏板位置的旋轉(zhuǎn)角度傳感器。
[0024] 如由圖1進(jìn)一步可見的那樣，測(cè)量值發(fā)送器20、30分別實(shí)施成由旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3驅(qū)動(dòng)的 環(huán)形盤。至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、34呈圓環(huán)區(qū)段的形式布置在環(huán)形盤的外邊緣 區(qū)域處，并且在示出的實(shí)施例中基本上由導(dǎo)電材料構(gòu)成。因此，探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、 34例如可實(shí)施成金屬鑲件。替代地，探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、34可基本上由鐵磁材料構(gòu) 成。
[0025] 為了簡(jiǎn)化實(shí)施成環(huán)形盤的測(cè)量值發(fā)送器20、30的確定和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到 測(cè)量值發(fā)送器20、30上的傳遞，測(cè)量值發(fā)送器20、30在示出的實(shí)施例中實(shí)施成齒輪。所W，第 一測(cè)量值發(fā)送器20在示出的實(shí)施例中具有四個(gè)探測(cè)區(qū)域22、24、26、28并且在外周緣處具有 未詳細(xì)示出的具有第一齒數(shù)的第一齒圈。第一測(cè)量值發(fā)送器20被推到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3上并且與 該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件不可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接。在作為轉(zhuǎn)向角傳感器的實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3表示車輛 的轉(zhuǎn)向柱。第二測(cè)量值發(fā)送器30在示出的實(shí)施例中具有兩個(gè)探測(cè)區(qū)域32、34,并且在外周緣 處包括具有第二齒數(shù)的第二齒圈，該第二齒圈與第一測(cè)量值發(fā)送器20的第一齒圈曬合。在 此，第一測(cè)量值發(fā)送器20具有比第二測(cè)量值發(fā)送器30更大的直徑。因此，第一齒圈具有比第 二齒圈更多的齒，其中，第一齒數(shù)和第二齒數(shù)具有預(yù)設(shè)的齒數(shù)比。為了 W相近的周期產(chǎn)生兩 個(gè)測(cè)量值發(fā)送器20、30測(cè)量信號(hào)，較大的第一測(cè)量值發(fā)送器20具有比較小的第二測(cè)量值發(fā) 送器30更多的探測(cè)區(qū)域。運(yùn)使得較大的第一測(cè)量值發(fā)送器20的周期角度較小。
[0026] 在示出的實(shí)施例中，第一齒圈具有69個(gè)齒，并且第一測(cè)量值發(fā)送器20的實(shí)施成圓 環(huán)區(qū)段的四個(gè)探測(cè)區(qū)域22、24、26、28具有約45°的寬度并且均勻分布地布置在外邊緣處。較 小的第二齒圈具有33個(gè)齒，并且第二測(cè)量值發(fā)送器30的實(shí)施成圓環(huán)區(qū)段的兩個(gè)探測(cè)區(qū)域 32、34具有約90°的寬度并且彼此相對(duì)而置地布置在外邊緣處。
[0027] 如從圖1進(jìn)一步可見的那樣，第一測(cè)量值接收器15的至少一個(gè)探測(cè)線圈b、L2、L3和 第二測(cè)量值接收器17的至少一個(gè)探測(cè)線圈L4、Ls、L6呈圓環(huán)區(qū)段的形式布置在共同的電路基 板9上。評(píng)估和控制單元10可同時(shí)或者依預(yù)設(shè)的次序評(píng)估測(cè)量值接收器15、17的探測(cè)線圈 ^心心心心心。此外，評(píng)估和控制單元10使用布置在電路基板9上的參考線圈1^[?6：￡^，用^ 與測(cè)量值接收器15、17的探測(cè)線圈。心心心心心一起進(jìn)行差分測(cè)量?，F(xiàn)慢值接收器15、 17的探測(cè)線圈^^2^3^4^5^6^及參考線圈1^1^6:可分布地在電路基板9中布置在多個(gè)位 置，W提高電感和方便評(píng)估。出于可見性的原因，未不出在線圈1^1、1^2心心心、1^6、1[^:￡^與評(píng) 估和控制單元10之間的電氣連接。在示出的實(shí)施例中，第一測(cè)量值接收器15具有Ξ個(gè)探測(cè) 線圈^、L2、L3并且產(chǎn)生具有第一周期的第一角度信息。第二測(cè)量值接收器17同樣具有Ξ個(gè) 探測(cè)線圈L4、Ls、L6并且產(chǎn)生具有第二周期的第二角度信息。參考線圈LRef和探測(cè)線圈^心、 13、1^4^5、1^6都具有相似的大小。對(duì)于較大的第一測(cè)量值發(fā)送器20來說，第一測(cè)量值接收器 15的立個(gè)探測(cè)線圈b、L2、L3沿較大的第一測(cè)量值發(fā)送器20的半徑分別具有45°的寬度和15° 的間距。對(duì)于較小的第二測(cè)量值發(fā)送器30來說，第二測(cè)量值接收器17的Ξ個(gè)探測(cè)線圈L4、Ls、 L6沿較小的第二測(cè)量值發(fā)送器30的半徑具有90°的寬度和30°的間距。原則上，周期應(yīng)幾乎 與齒數(shù)比或者半徑比成反比。此處，圍繞旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的第一測(cè)量值發(fā)送器20具有約雙倍的齒 數(shù)和一半的周期角度。
[0028] 如從圖1中還可見的那樣，電路基板9和測(cè)量值接收器20相對(duì)于彼此如此布置，即， 第一測(cè)量值發(fā)送器20W其外邊緣區(qū)域至少部分地覆蓋第一測(cè)量值接收器15的探測(cè)線圈b、 L2、L3,并且第二測(cè)量值發(fā)送器30W其外邊緣區(qū)域至少部分地覆蓋第二測(cè)量值接收器17的探 測(cè)線圈14、1^5、1^6。在示出的實(shí)施例中，電路基板9未完全包圍旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3，而是具有一個(gè)缺口， 該缺口在約180°的角度上包圍旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3。因此，布置在缺口的邊緣處的第一測(cè)量值接收器 15同樣僅在約180°的角度上覆蓋第一測(cè)量值發(fā)送器20。與此相反，第二測(cè)量值接收器17完 全地、即在360°的角度上覆蓋第二測(cè)量值發(fā)送器30。
[0029] 各個(gè)探測(cè)線圈1^1心心心心心的電感取決于相應(yīng)的探測(cè)線圈1^1心心心心心 由對(duì)應(yīng)的測(cè)量值發(fā)送器20、30的探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、34中的一個(gè)覆蓋的覆蓋角度 巧1、巧2、Ψ3、φ4、巧5、巧6?？捎稍u(píng)估和控制單元10經(jīng)由振蕩電路巧包括相應(yīng)的探測(cè)線 圈b、L2、L3、L4、Ls、L6)的頻率測(cè)量，或者通過在固定頻率的情況下在振蕩電路的阻抗的虛擬 份額上直接的電感測(cè)量或通過與參考頻率的混合來確定電感。然后評(píng)估和控制單元10根據(jù) 相應(yīng)的探測(cè)線圈1^1、12、1^3、1^4、1^5、1^6的由探測(cè)區(qū)域22、24、26、28、32、34中的一個(gè)覆蓋的覆蓋 角度巧1、巧2、巧3、巧4、巧5、q>6側(cè)推計(jì)算出獲取的電感信號(hào)。
[0030] 圖2和圖3分別示出了第二測(cè)量值接收器17的Ξ個(gè)探測(cè)線圈L4、Ls、L6的覆蓋角度 巧4、巧5、巧6與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)角度α的相關(guān)性。從示出的；個(gè)覆蓋角度(|)4、φ;5、巧6的 信號(hào)變化中，運(yùn)時(shí)評(píng)估和控制單元10可確定較小的第二測(cè)量值發(fā)送器30直至180°的周期的 第二角度信息〇2。立個(gè)覆蓋角度取4、巧5、聲6的信號(hào)變化在某種程度上冗余。從運(yùn)些信號(hào) 變化的每一個(gè)中，評(píng)估和控制單元10可確定第二角度信息02,其中，評(píng)估和控制單元10僅附 加地由其他的兩個(gè)信號(hào)變化評(píng)估信息，W確定是否存在信號(hào)變化的上升分支或下降分支。 因此，對(duì)于覆蓋角度94、（(>5、巧6的每個(gè)信號(hào)變化來說，都可確定第二角度信息其中，評(píng) 估和控制單元10優(yōu)選地計(jì)算出平均值并且使用計(jì)算得的平均值作為用于進(jìn)一步的評(píng)估和 計(jì)算的第二角度信息02。由此，可彌補(bǔ)測(cè)量值發(fā)送器20、30的可能的傾斜并且進(jìn)行計(jì)算。
[0031] 圖4示出了第一測(cè)量值接收器15的Ξ個(gè)探測(cè)線圈Li、L2、L3的覆蓋角度 巧1、巧2、聲3與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)角度α的相關(guān)性。類似于第二角度信息的計(jì)算，評(píng)估和 控制單元10可從Ξ個(gè)覆蓋角度φ?、巧2、φ3的示出的信號(hào)變化中確定較大的第一測(cè)量值發(fā) 送器20直至90°的周期的第一角度信息口1。
[0032] 圖5示出了圖3和圖4中的兩個(gè)角度信息αι、α2與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度α的相關(guān)性，從 其中可確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的回轉(zhuǎn)。將較大的第一測(cè)量值發(fā)送器20的第一角度信息αι乘W2,則 可看出，兩個(gè)角度信息ai、ct2在轉(zhuǎn)過2000°、約6次回轉(zhuǎn)之后才重合。因此，能夠W高準(zhǔn)確性確 定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度曰。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)角度α的傳感器組件1的實(shí)施方 式具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即電路基板9不完全包圍旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3,進(jìn)而可節(jié)約布局面積。為了可使在 較小的第二測(cè)量值發(fā)送器30下方的面積保持得盡可能小，進(jìn)而電路基板9也保持得盡可能 小，在較大的第一測(cè)量值發(fā)送器20與較小的第二測(cè)量值發(fā)送器30之間的分配比可從2提高 至。3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于獲取車輛中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度的傳感器組件，其中，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3) 與至少一個(gè)測(cè)量值發(fā)送器(20、30)聯(lián)接，該測(cè)量值發(fā)送器與至少一個(gè)測(cè)量值接收器（15、17) 結(jié)合產(chǎn)生至少一個(gè)角度信息(αι、α2)以確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)角度(α)，其中，第一測(cè) 量值發(fā)送器(20)和第一測(cè)量值接收器（15)形成第一角度傳感器(5)，該第一角度傳感器產(chǎn) 生與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第一角度信息( 〇1)，其中，第二測(cè)量值發(fā)送器(30) 和第二測(cè)量值接收器（17)形成第二角度傳感器(7)，該第二角度傳感器產(chǎn)生與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu) 件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的第二角度信息(α 2)，并且由所述第一角度信息(Ql)和所述第二角度 信息(α2)能獲得所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度(α)，其特征在于，所述第一角度傳感器 (5)和所述第二角度傳感器(7)是電感式傳感器，其中，所述測(cè)量值發(fā)送器(20、30)分別具有 至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域(22、24、26、28、32、34)并且所述測(cè)量值接收器（15、17)分別具有至少一 個(gè)探測(cè)線圈〇^、1^山山上、1^)，其中，相應(yīng)的測(cè)量值發(fā)送器(20、30)的至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域 (22、24、26、28、32、34)影響所述測(cè)量值接收器(15、17)的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的探測(cè)線圈〇^、1^、 L3、L4、L5、L6 )的電感，從而所述至少一個(gè)探測(cè)線圈(Ll、L2、L3、L4、L5、L6 )的電感由于所述旋轉(zhuǎn) 構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)周期性地改變并且能作為所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)的旋轉(zhuǎn)角度(α)的度量進(jìn)行 評(píng)估。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，所述測(cè)量值發(fā)送器(20、30)分別是 由所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件（3)驅(qū)動(dòng)的環(huán)形盤，其中，所述至少一個(gè)探測(cè)區(qū)域(22、24、26、28、32、34)呈 圓環(huán)區(qū)段的形式布置在所述環(huán)形盤的外邊緣區(qū)域處并且基本上由導(dǎo)電材料或基本上由鐵 磁材料組成。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一測(cè)量值發(fā)送器(20)具有四 個(gè)探測(cè)區(qū)域(22、24、26、28)并且在外周緣處包括具有第一齒數(shù)的第一齒圈，該第一測(cè)量值 發(fā)送器被推到所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(3)上并且與該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件不能相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的傳感器組件，其特征在于，所述第二測(cè)量值發(fā)送器(30)具 有兩個(gè)探測(cè)區(qū)域(32、34)并且在外周緣處包括具有第二齒數(shù)的第二齒圈，該第二齒圈與所 述第一測(cè)量值發(fā)送器(20)的第一齒圈嚙合，其中，所述第一齒數(shù)和所述第二齒數(shù)具有預(yù)定 的齒數(shù)比。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一測(cè)量值接收 器（15)的至少一個(gè)探測(cè)線圈（1^丄2丄 3)和所述第二測(cè)量值接收器（17)的至少一個(gè)探測(cè)線圈 (L4、L5、L 6)呈圓環(huán)區(qū)段的形式布置在共同的電路基板(9)上。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一測(cè)量值接收器（15)具有三 個(gè)探測(cè)線圈并且產(chǎn)生具有第一周期的第一角度信息，其中，所述第二測(cè)量值接收 器(17)具有三個(gè)探測(cè)線圈(L 4、L5、L6)并且產(chǎn)生具有第二周期的第二角度信息，其中，所述第 一周期與所述第二周期的周期比和所述第一齒數(shù)與所述第二齒數(shù)的齒數(shù)比成反比。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的傳感器組件，其特征在于，所述測(cè)量值接收器（15、17)的探 測(cè)線圈0^、1^、1^、1^、1^丄 6)分布地在所述電路基板(9)中布置在多個(gè)位置中。8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述電路基板(9)和所 述測(cè)量值接收器相對(duì)于彼此布置成，所述第一測(cè)量值發(fā)送器(20)的外邊緣區(qū)域至少部分地 覆蓋所述第一測(cè)量值接收器（15)的至少一個(gè)探測(cè)線圈并且所述第二測(cè)量值發(fā)送 器（30)的外邊緣區(qū)域至少部分地覆蓋所述第二測(cè)量值接收器（17)的至少一個(gè)探測(cè)線圈 (L4、Ls、L6 ) 〇9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，評(píng)估和控制單元（10) 同時(shí)或者依預(yù)設(shè)的次序評(píng)估所述測(cè)量值接收器(15、17)的探測(cè)線圈（^、^山山上上）。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳感器組件，其特征在于，所述評(píng)估和控制單元（10)使用布 置在所述電路基板(9)上的參考線圈（L Ref)，用以與所述測(cè)量值接收器（15、17)的探測(cè)線圈 (Ll、L2、L3、L4、L5、L6 ) -起進(jìn)行差分測(cè)量。
【文檔編號(hào)】G01D5/20GK105992933SQ201480064230
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年9月22日
【發(fā)明人】V·弗雷澤
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司