[發明專利]用于獲取在轉動部件上的旋轉角的組件

無效

• 申請號: 201310062677.3
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN103256901A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: C·舍林
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01D5/347
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;馮思思

技術領域

本發明涉及一種根據獨立權利要求1所述的類型的用于獲取在轉動部件上的旋轉角的組件。

背景技術

在一種已知的轉向角傳感器中，借助于磁場傳感器對用于確定方向盤的旋轉圈數的計數輪無接觸地進行探測。這種轉向角傳感器可以磁性的游標原理為基礎，其使用兩個齒數相差一個齒的帶有齒圈的齒輪。這種類型的系統具有下列缺點，即，在切斷點火裝置時，必須提供靜電流，用于在切斷點火裝置時能夠識別方向盤的轉動。在長時間不使用車輛的情況下，這導致不期望的車輛電池耗盡。如果不提供這種靜電流，則可能在切斷點火裝置或斷開電池的情況下旋轉方向盤時無法明確地確定轉向角。

例如，在公開文獻DE4409892A1中描述了一種用于獲取轉向角的傳感器。所描述的傳感器包括被多個接收器探測并且以與方向盤相同的速度旋轉的第一編碼盤、以及以第一編碼盤的速度的四分之一旋轉的第二編碼盤、以及被相應的接收器探測的三個編碼軌道。通過合適地結合如此產生的精確信號和粗略信號，能夠進行單值的角度確定。例如，應用磁性霍爾傳感器作為接收器。

發明內容

帶有獨立權利要求1所述的特征的根據本發明的用于獲取在轉動部件上的旋轉角的組件以有利的方式通過少量機械的組件實現簡化地、成本適宜地對旋轉角的獲取。此外，緊接在第一光強度測量之后當前的旋轉角是固定的，從而可提供“真實功率接通(true?power?on)”能力。此外，該用于獲取在轉動部件上的旋轉角的組件的實施方式僅僅具有非常小的電功率并且實現高的精度，因為僅需考慮小的機械誤差。

本發明的實施方式提供了一種用于測量在轉動部件上的旋轉角的組件，其包括：第一測量器件，所述第一測量器件包括與轉動部件相聯接的具有相應的接收器的第一盤，該第一測量器件根據轉動部件的轉動運動提供重復的精確信號，所述精確信號可被評價用于確定轉動部件的角度位置；以及該組件還包括用于產生粗略信號的第二測量器件，該粗略信號可被評價用于獲得轉動部件的旋轉圈數。根據本發明，第一測量器件被構造成光學的測量系統，其包括至少兩個分別具有光發射器和實施成光探測器的接收器的精測量通道和布置在該至少兩個精測量通道的照射路徑中的被實施成具有偏振濾波器的檢偏振輪的第一盤，其中，該至少兩個精測量通道引導具有不同的偏振面的偏振光穿過被實施成具有偏振濾波器的檢偏振輪的第一盤。

根據本發明的用于獲取在轉動部件上的旋轉角的組件的實施方式例如可用于確定在機動車中的轉向角回轉或油門踏板位置。

通過在從屬權利要求中提出的措施和改進方案，實現了對在獨立權利要求1中給出的用于獲取在車輛中的轉動部件上的旋轉角的傳感器組件的有利改進。

特別有利的是，被實施成具有偏振濾波器的檢偏振輪的第一盤可具有預先規定的優選為π或2π的周期。在π周期的檢偏振輪中，濾波器線彼此平行，并且在2π周期的檢偏振輪中，濾波器線分別旋轉了一個小的角度。

在根據本發明的用于獲取在轉動部件上的旋轉角的組件的有利的設計方案中，第二測量器件可構造成具有至少一個粗測量通道的光學的測量系統，該粗測量通道具有光發射器和被實施成光探測器的接收器。由此，可以有利的方式以相同的測量原理獲得用于獲取或獲得在轉動部件上的旋轉角的所有物理參數，從而需要較少的組件。為了將轉動部件的旋轉圈數編碼，第二測量器件可具有與轉動部件相聯接的帶有可透光的區域和不可透光的區域的編碼盤，其中，可透光的區域具有至少一個可透光的圓環段，其在至少一個粗測量通道的照射范圍中作用并且被該粗測量通道探測。通過合適地選擇在編碼盤中的可透光的圓環段及其數量，可確定轉動部件的粗略旋轉圈數。此外，帶有可透光的區域和不可透光的區域的編碼盤可通過傳動機構與轉動部件相聯接，其中，該傳動機構可具有優選為1∶8或1∶16的預先規定的傳動比。由此，用于旋轉圈數測量的轉動部件的角度變化可根據所選擇的檢偏振輪的周期被轉換成較小的角度變化。同時，轉動部件的旋轉運動可以1∶1或1∶2的比例被傳遞到檢偏振輪上，利用該檢偏振輪進行精確測量。備選地，轉動部件的旋轉圈數可作為在至少一個粗測量通道的光發射器和光探測器之間的距離變化求出，其中，轉動部件的旋轉被轉換成至少一個粗測量通道的光探測器的線性的運動，并且其中，可通過光強度測量求出該距離變化。光探測器的線性的移動例如可通過蝸輪蝸桿機構實現。在求出該距離變化時能夠利用這種情況，即，點狀光源的光強度隨著與光源的距離而二次方地減小。那么，通過在不同的距離/旋轉時在光強度中的區別能夠獲得轉動部件的旋轉圈數。