[發明專利]用于確定金屬物體的位置的傳感器裝置、轉向角傳感器裝置、方法

有效

• 申請號: 201480020731.0
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN105102307B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: V·弗雷澤
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02;G01D5/20;G01B7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明涉及一種用于確定機動車的轉向裝置的金屬體、尤其是調整元件的位置的傳感器裝置，該傳感器裝置具有：至少一個電渦流傳感器，其具有用于產生高頻交變電磁場的至少一個勵磁線圈和用于使線圈運行且用于探測線圈的阻抗、尤其是阻抗變化的至少一個裝置；和評估裝置，其借助所探測的阻抗確定金屬體相對于線圈的位置。

此外，本發明涉及一種用于探測機動車的轉向角的轉向角傳感器裝置，該轉向角傳感器裝置具有：確定轉向角的調整元件、尤其是轉向軸，在其上尤其均勻分布地布置有至少一個、尤其多個金屬體；和用于探測至少一個金屬體的位置的傳感器裝置。

此外，本發明涉及一種用于借助于至少一個電渦流傳感器且借助于用于探測線圈的阻抗、尤其是阻抗變化的裝置確定機動車的轉向裝置的金屬體、尤其是調整元件的位置的方法，該至少一個電渦流傳感器具有用于產生高頻交變電磁場且被供以高頻交流電的至少一個線圈，其中，依賴于所探測的阻抗來確定金屬體相對于線圈的位置。

背景技術

由現有技術已知用于確定金屬體的位置的傳感器裝置和方法。電渦流傳感器具有被供以高頻交流電的線圈，由此形成圍繞線圈的交變電磁場。在此，高頻交變場的場線從傳感器平面中離開。當導電物體、尤其是金屬體靠近電渦流傳感器時，交變場在金屬體中通過感應引起電渦流。該電渦流自身形成自己的電磁場，其反作用于線圈場，由此線圈的阻抗或電感變化。在此，線圈的阻抗與金屬體相對于線圈的距離成比例地變化，從而基于阻抗或阻抗變化可確定金屬體與線圈的間距或間距變化。為了以高頻交流電供應或者運行線圈且為了探測線圈的阻抗或者阻抗變化，電渦流傳感器一般具有相應的裝置，其可由一個或多個電氣/電子部件形成。

目前力求盡可能小地設計相應的電渦流傳感器或者傳感器裝置，以便于節省尤其在機動車中的結構空間。由此，相應較小的導體電路幾何結構對于此類電渦流傳感器變得必要。然而，該導體電路幾何結構具有小的電感。因此，由此得到的振蕩電路必須以直至100MHz的高的頻率進行驅動。為了可利用頻率計數器評估該頻率，評估裝置同樣必須以相應高的頻率工作。通常在汽車工業中所使用的評估裝置或者計算單元不可容易地應對如此高的頻率。為此需要所謂的高端評估裝置，然而其在制造成本上反映出令人難以接受。

發明內容

根據本發明的具有權利要求1的特征的傳感器裝置具有如下優點，即，盡管線圈的較小的電感和與此伴隨的較高的頻率，簡單的計算單元或者微控制器仍可被用于評估阻抗數據以用于確定金屬體的位置。為此，根據本發明作如下設置，即，傳感器裝置具有參考電渦流傳感器，該參考電渦流傳感器具有至少一個參考線圈和用于探測線圈的阻抗的至少一個參考裝置，且該參考電渦流傳感器如此構造和/或取向，即，交變電磁場無金屬體，其中，評估裝置構造成由被裝置所探測的、作為具有相應頻率的信號發出的阻抗形成差拍且依賴于該差拍確定金屬體的位置。于是作如下設置，即，除了電渦流傳感器之外設置有參考電渦流傳感器，該參考電渦流傳感器取向或者布置成使得其高頻交變場未到達金屬體的區域中。因此，參考電渦流傳感器的裝置根據線圈的高頻饋電確定參考阻抗。評估裝置由通過參考電渦流傳感器和電渦流傳感器的測量裝置所探測的頻率形成所謂的差拍。對此可將測量值裝置的信號的以相加的方式疊加(重疊)的結果理解成，信號在其頻率方面依賴于金屬體相對電渦流傳感器的接近度而有所不同。差拍相比于所探測的頻率具有小得多的頻率，其同樣利用簡單的如經常在汽車制造中使用的那樣的計算單元來評估。由此可以簡單的方式實現測量裝置的即使高頻信號的評估。

特別優選地作如下設置，即，評估裝置具有觸發器模塊。借助觸發器模塊可將測量裝置的所探測的頻率或者信號以簡單且低成本的方式匯成差拍。

此外，優選地作如下設置，即，傳感器裝置具有兩個振蕩器裝置，其中一個與觸發器模塊的時鐘輸入端相連接，而另一個與觸發器模塊的主輸入端(Mastereingang)相連接。振蕩器裝置首先用于產生高頻饋電到相應線圈中。通過與觸發器模塊的有利的互聯，優選在觸發器模塊的從輸出端(Slave-Ausgang)處產生差拍。

根據本發明的一種優選的改進方案作如下設置，即，裝置和參考裝置分別具有帶有變換器(Inverter)的振蕩電路。通過操控變換器可以簡單的方式在相應的振蕩電路中產生振蕩或者諧振頻率。尤其可由此以低成本的方式呈現出先前所提及的振蕩器裝置。