[發明專利]電流環路的位置傳感器以及配有該傳感器的軸承

有效

• 申請號: 200580043534.1
• 申請日: 2005-12-19
• 公開（公告）號: CN101080611A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·迪雷;奧利維耶·布朗尚
• 申請（專利權）人: S.N.R魯爾門斯公司
• 主分類號: G01D5/16
• 分類號: G01D5/16;G01P3/487
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余剛;尚志峰

技術領域

本發明涉及一個活動元件相對于一個固定結構的位置測定系統以及一個配有該系統的軸承，用于測定轉動環相對于固定環的角度位置。

背景技術

在眾多的應用中，人們希望始終實時清楚地了解一個活動元件相對于一個固定結構的位置。特別是，這種了解還可以用來測定元件的速度、加速度、或移動方向。

我們從專利US5047716中了解到移動傳感器的基本原理，其包括一個支撐件，該支撐件具有一個轉動或線性的磁性編碼。在現有技術的這種解決方案中，編碼支撐件具有空間頻率λ。它和一系列磁控電阻傳感器相互作用，該傳感器間隔(n-1/2)λ并釋放與相位相反的信號。這個探測器需要大量的傳感器。此外，該方案涉及基本應用領域，并非結合到汽車的輪軸承。

本發明典型地應用于測定機動車輛的至少一個移動參數，該機動車輛的至少一個車輪軸承包括一個測定系統，該參數可以用于車輛動力的控制系統，例如ABS或ESP。

尤其在文獻FR-A-2?792?403中已知使用一個編碼器和一個固定傳感器，該編碼器用于與一個活動元件連接在一起，該傳感器包括敏感元件，它們位于編碼器的讀取范圍內。敏感元件被設置成釋放近乎理想的正交信號，編碼器相對于傳感器的位置以及該編碼器的移動參數可以從該信號中計算出來。

當霍爾效應敏感元件被設置在與一個多極磁性編碼器的距離為空氣隙(或稱鐵間空隙)時，這類的測定系統完全滿足要求。

然而，尤其對于電阻類型的敏感元件，還需要一個調節裝置(conditioning)，它能以安全準確的方式測定一個活動元件的位置。具體而言，這樣一個調節裝置應該可以在模擬領域中進行：

放大，以便為信號提供足夠的電平用于處理鏈的剩余部分；

偏移量的校正，以便為它去掉一個不希望的連續分量；

消除噪音，比如普通形式的噪音或高頻率噪音；

偏差現象的調整，比如在溫度上的(偏差)；

過濾，比如避免光譜折疊。

為此，已知使用惠斯通電橋線路，該線路需要使用完全匹配的電阻以取消橋的偏移量，需要將這些電阻相對于編碼器所發出的信號準確地定位，并且不能引入額外的測量噪音。由于所有這些限制很難以工業的方式完成，因此使用這種類型的線路導致測定的準確度并不總是令人滿意。

另外，在用磁控電阻類型的電阻元件探測一個偽正弦空間信號的特殊情況中，尤其是在隧道效應中，惠斯通電橋的所有限制更難實現。特別是由于這種包含納米層疊加的電阻元件的結構，在沒有激勵的情況下很難準確地固定電阻值。

發明內容

本發明尤其在于解決上面提到的問題并提出一個測定系統，其規定了電阻元件的測定裝置(尤其是磁控電阻類型)，它適用于活動元件位置的安全可調節的測定。

具體而言，根據本發明的測定系統允許編碼器發出的偽正弦信號的空間取樣以及信號處理，該信號處理可以以這樣一種方式實現精確測定，即不計較電阻元件發出信號的可能差錯的限制，以及該元件相對于所發出的偽正弦信號的位置的限制。

為了達到這個目的，根據第一個方面，本發明提出一個活動元件相對于一個固定結構的位置測定系統，該系統包括：

用于與活動元件穩固連接以便和它一起移動的編碼器，該編碼器被設置成用于發射代表編碼器位置的偽正弦空間信號；

用于與固定結構穩固連接的傳感器，該傳感器包括：

至少兩個電阻元件，每個元件均適用于發出一個隨所發射的偽正弦信號變化的信號V_i，該電阻元件被設置在編碼器發射的偽正弦信號的讀取范圍內；

電阻元件之間的電流環路線路(current?loop?assembly)；

信號V_i的處理裝置，它被設置成根據信號V_i分別提供正交的并且振幅相同的正弦和余弦兩個信號；

用于計算元件位置的計算裝置，該裝置包括從正弦和余弦信號中計算編碼器位置的裝置，以便從計算出的編碼器的位置中推斷元件的位置。

根據第二個方面，本發明提出一種軸承，該軸承包括一個固定環和一個通過轉動體相對于該固定環轉動的環，該軸承配有這樣一種系統，用于測定轉動環相對于固定環的角度位置，其中編碼器與轉動環穩固連接，傳感器與固定環穩固連接。

附圖說明

本發明的其它目的和優勢將出現在隨后的參照附圖的說明中，在附圖中：

圖1是根據本發明的測定系統的傳感器的第一個實施例的功能圖；

圖2是兩個電阻元件相對于一個空間信號的定位圖，該空間信號局部近似于正弦曲線的一部分，以便在來自電阻元件的信號之間獲得π/2的相位差；