[發明專利]用于確定旋轉滾動體的轉速的裝置和方法

有效

• 申請號: 201780050879.2
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN109642914B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: P·鮑庫茨;M·格布呂
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01P3/44
• 分類號: G01P3/44
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及一種用于確定圍繞旋轉軸線(102)旋轉的滾動體(100)或物體的轉速(n)的裝置(10)。電子的處理單元(20)能固定在所述滾動體(100)上。加速度傳感器(30)沿第一方向感測加速度的加速度信號(32)。所述第一方向在相對于所述滾動體(100)的旋轉軸線(102)的徑向方向或切向方向上延伸。對所感測的加速度信號(32)進行低通濾波和高通濾波、尤其進行自適應高通濾波。通過對經濾波的信號進行時間求導、接下來的求值和求滑動平均值可以進一步優化信號。所述經濾波的加速度信號(33)的頻率(f)被求取并且相應于所述滾動體(100)的轉速(n)。本發明還涉及一種具有至少一個本發明裝置(10)的滾動體(100)以及涉及一種用于確定圍繞旋轉軸線(102)旋轉的滾動體(100)的轉速(n)的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于確定圍繞旋轉軸線旋轉的滾動體的轉速的裝置，其中，所述裝置具有處理單元并且可固定在滾動體上。

背景技術

例如在公開文獻DE 102007018238A1中公開了這樣的裝置。在該文獻中，磁體固定在旋轉物體上，然后如此確定旋轉物體的轉速，即在物體每轉一圈時借助傳感器元件、例如霍爾傳感器來感測脈沖，其中，可以由兩個脈沖之間的時間段推斷出物體的轉速。旋轉物體例如可以是滾動體。

此外，本發明還涉及一種具有至少一個本發明裝置的滾動體以及一種用于確定圍繞旋轉軸線旋轉的滾動體的轉速的方法。

發明內容

本發明涉及一種用于確定圍繞旋轉軸線旋轉的滾動體的轉速的裝置，其中，所述裝置具有電子處理單元并且可固定在滾動體上。

本發明的核心在于，所述裝置具有至少單軸的加速度傳感器，并且所述處理單元被設立為用于借助于加速度傳感器在第一時間段內沿第一方向感測加速度的加速度信號。在此，所述裝置可以這樣安置在滾動體上，使得所述第一方向在相對于滾動體旋轉軸線的徑向方向上延伸，或者所述第一方向垂直于所述旋轉軸線和所述徑向方向定向。

此外，所述處理單元被設立為用于對所感測的加速度信號進行低通濾波和高通濾波、尤其進行自適應高通濾波，以便得到經濾波的加速度信號。此外，所述處理單元被設立為用于求取經濾波的加速度信號的頻率，其中，所述頻率相應于滾動體的轉速。

在此有利的是，加速度傳感器可以構型得非常小并由此可以實現所述裝置的緊湊結構。此外，所述裝置也可以精確地確定金屬滾動體的轉速，因為與磁場傳感器相比，加速度傳感器的測量結果幾乎不或根本不受金屬滾動體影響。由于濾波，還可以利用具有一定噪聲的低成本加速度傳感器。

本發明的一個有利構型設置，所述處理單元被設立為用于確定經濾波的加速度信號的k個相鄰過零點之間的第二時間段并根據該第二時間段求取頻率，其中，k是正整數，并且該第二時間段為經濾波的加速度信號的k減1個半周期時長。在此有利的是，這為一種用于確定滾動體轉速的簡單可能性，其中，這尤其適用于在一定程度上恒定的轉速。

本發明的另一個有利構型設置，所述處理單元被設立為用于確定經濾波的加速度信號的k個相鄰最大值或最小值之間的第三時間段并根據該第三時間段求取頻率，其中，k是正整數，并且該第三時間段為經濾波的加速度信號的k減1個周期時長。在此有利的是，這為一種用于確定滾動體轉速的簡單可能性，其中，這尤其適用于在一定程度上恒定的轉速。

根據本發明的一個有利構型設置，所述處理單元被設立為用于在數學上對經濾波的加速度信號進行時間求導、由經時間求導的加速度信號確定絕對值信號并且以一個時間常數對該絕對值信號求滑動平均值，其中，所述處理單元被設立為用于確定經求滑動平均值的絕對值信號的k個相鄰最大值之間的第四時間段并根據該第四時間段求取頻率，其中，k是正整數，并且該第四時間段為經濾波的加速度信號的k減1個半周期時長。

在此有利的是，即使在快速的轉速變化情況下也可以確定轉速。此外，通過求導、求絕對值和借助于滑動平均值進行平滑可以更好地提供經濾波的加速度信號，以便能夠由此確定準確的轉速。