[發明專利]用于獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角的傳感器組件

有效

• 申請號: 201480057071.3
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN105658505B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: R·哈斯;F·亨里齊
• 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;G01D5/14
• 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獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角的傳感器組件，其中，所述旋轉構件與測量值發送器耦聯，該測量值發送器與至少一個傳感器結合產生表示所述旋轉構件的轉角的信號。

背景技術

在已知的轉向角傳感器中，無接觸地借助于磁場傳感器探測用于確定方向盤轉數的計數輪。這種系統的缺點在于，在切斷點火時必須提供靜態電流，以能夠在切斷點火的情況下識別方向盤的旋轉。這在車輛長時間不使用的情況下會導致不期望的車輛電池放空。如果不提供這種靜態電流，則當在點火切斷或電池中斷的情況下方向盤轉動時不再能清楚地確定轉向角。

例如在公開DE 10 2008 011 448 A1中說明了一種用于獲取轉角的組件。所說明的該組件包括發送器和傳感器，傳感器根據旋轉構件的轉角變化探測由發送器產生的物理變量的變化作為可數字評估的信號。旋轉構件具有至少一個耦聯在其圓周處的、通過其旋轉而轉動的圓周較小的行星齒輪，該行星齒輪優選具有角度傳感器，該角度傳感器通過軸向耦聯的內擺線傳動機構驅動同樣旋轉的內擺線盤或內擺線齒輪，該內擺線盤或內擺線齒輪的轉速通過內擺線傳動機構降低，使得由此利用旋轉傳感器系統可獲取旋轉構件的轉數和轉向軸經過多圈轉動的絕對轉向角。

發明內容

而根據本發明的用于獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角的傳感器組件具有的優點是，利用兩個獨立無接觸的、優選基于渦流效應的測量方法獲取旋轉構件的實際轉角。第一測量方法獲取360°旋轉，并且第二測量方法用作“圈計數器”，其通過距離變化探測旋轉構件的多圈旋轉。通過將待獲取的轉角分成轉動和距離變化，根據本發明的傳感器組件的實施方式可非常簡單地達到更高的分辨率。此外，通過將旋轉運動轉變為機械轉動和高度變化，即使在旋轉構件的多圈旋轉下也始終存在明確的旋轉位置。以有利的方式將旋轉運動保持為機械的改變的轉動和高度變化，使得即使在切斷點火或電池中斷之后或者在電子系統有故障時也提供正確的絕對轉角。由此可借助于渦流效應特別可靠地運行或特別可靠地識別轉角。另一優點可表現為機械上的簡化，這可促使成本節約，因為在根據本發明的傳感器組件的實施方式中不需要具有彼此嚙合的齒結構的小齒輪或磁體來獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角，這可促使成本節約。此外，根據本發明的用于獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角的傳感器組件的實施方式由于可運動部件的減少可有利地非常低噪音地工作。優選地，根據本發明的傳感器組件可用于確定車輛的轉向角。在此，旋轉構件優選實施為車輛的轉向柱或與轉向柱防止旋轉地連接的套管。

本發明的實施方式提供了用于獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角的傳感器組件。旋轉構件與測量值發送器耦聯，該測量值發送器與至少一個傳感器結合產生表示旋轉構件的轉角的信號。根據本發明，測量值發送器與至少一個實施為轉角傳感器的傳感器構成轉角探測器，該轉角探測器獲取旋轉構件在360°旋轉的范圍中的角位置。此外，測量值發送器與至少一個實施為距離傳感器的傳感器構成轉動探測器，該轉動探測器獲取旋轉構件的轉數。另外，測量值發送器與旋轉構件構成運動轉換器，該運動轉換器將旋轉構件的轉動轉換成測量值發送器相對于旋轉構件的軸向平動，其中，至少一個距離傳感器獲取測量值發送器所經過的軸向位移，該軸向位移代表旋轉構件的轉數。旋轉構件的實際轉角可從由轉角探測器獲取的角位置和由轉動探測器獲取的轉數中求得。

特別有利的是，將測量值發送器實施為與旋轉構件不可相對轉動地耦聯的、具有基體的圓盤，該基體具有中央開口和設置在外圓周上的外螺紋，該外螺紋旋入在殼體的容納孔的內壁中引入的內螺紋中。殼體優選實施為具有底部和蓋部的罐狀體，底部和蓋部具有孔，旋轉構件延伸穿過該孔。這有利地使得根據本發明的用于獲取在車輛中的旋轉構件處的轉角的傳感器組件有緊湊的結構形式。

在根據本發明的傳感器組件的有利的設計方案中，基體可通過傳遞旋轉運動的帶動件與旋轉構件耦聯，其中，基體通過在外圓周處的軸向引導實現強制的軸向運動。于是可評估基體所經過的軸向位移以獲取轉數。

在根據本發明的傳感器組件的另一有利設計方案中，傳感器可實施為具有預定數量的探測線圈和預定數量的對應的探測區域的渦流傳感器，其通過相應磁場的變化獲取距離或轉角。優選地，至少一個實施為轉角傳感器的傳感器的線圈和至少一個實施為距離傳感器的傳感器的線圈布置在共同的線圈支架上。探測區域由可導電材料或鐵磁性材料構成，在其中對應的線圈感應出渦流。線圈以及探測區域的數量和形狀可有利地匹配于所存在的安裝條件。