[發(fā)明專利]用于確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的傳感器系統(tǒng)、用于確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的方法以及具有傳感器系統(tǒng)的車輛

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780062959.X
• 申請(qǐng)日: 2017-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN109804225B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L.坦德耶-翠西;O.因蒂尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法雷奧開關(guān)和傳感器有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01D5/14
• 分類號(hào): G01D5/14;B62D15/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 譚華

本發(fā)明涉及一種傳感器系統(tǒng)(1)和一種用于確定旋轉(zhuǎn)角度范圍大于一圈的軸(10)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度(δ)的方法，以及涉及一種具有傳感器系統(tǒng)(1)的車輛，其中，所述傳感器系統(tǒng)(1)具有主轉(zhuǎn)子(2)，其能夠旋轉(zhuǎn)同步地連接至軸(10)；第一輔助轉(zhuǎn)子(3)，其機(jī)械地聯(lián)接到主轉(zhuǎn)子(2)；第二輔助轉(zhuǎn)子(4)，其機(jī)械地聯(lián)接到主轉(zhuǎn)子(2)；第一傳感器裝置(SE1)，其被分配給第一輔助轉(zhuǎn)子(3)且用于根據(jù)第一輔助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)；第二傳感器裝置(SE2)，其被分配至第二輔助轉(zhuǎn)子(4)且用于根據(jù)第二輔助轉(zhuǎn)子(4)的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生第二傳感器信號(hào)；第三傳感器裝置(SE3)，其被分配至主轉(zhuǎn)子(2)并且用于根據(jù)所述主轉(zhuǎn)子(2)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度(γ)產(chǎn)生第三傳感器信號(hào)；以及評(píng)估裝置，其用于從傳感器裝置(SE1、SE2、SE3)的傳感器信號(hào)確定主轉(zhuǎn)子(2)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度(δ)。所述第三傳感器裝置的檢測(cè)范圍(α)小于360°。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)用于確定具有大于一圈的旋轉(zhuǎn)角度的軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，特別是用于確定車輛中轉(zhuǎn)向角度大于一圈的轉(zhuǎn)向軸的絕對(duì)轉(zhuǎn)向角度。其中所述傳感器系統(tǒng)包括能夠與軸旋轉(zhuǎn)同步地連接的主轉(zhuǎn)子；第一輔助轉(zhuǎn)子，其機(jī)械地聯(lián)接至所述主轉(zhuǎn)子，具有恒定且均勻的第一齒數(shù)比；第二輔助轉(zhuǎn)子，其機(jī)械地連接至所述主轉(zhuǎn)子，具有與第一齒數(shù)比不同的恒定且均勻的第二齒數(shù)比；第一傳感器裝置，其被分配給第一輔助轉(zhuǎn)子并用于根據(jù)第一輔助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度來產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)；第二傳感器裝置，其被分配給第二輔助轉(zhuǎn)子并用于根據(jù)第二輔助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度來產(chǎn)生第二傳感器信號(hào)；第三傳感器裝置，其被分配給所述主轉(zhuǎn)子并且用于根據(jù)主轉(zhuǎn)子的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生來第三傳感器信號(hào)；以及評(píng)估裝置，其用于從傳感器裝置的傳感器信號(hào)來確定所述主轉(zhuǎn)子的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明還涉及一種利用如上所述的傳感器系統(tǒng)確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的方法，以及涉及具有這種傳感器系統(tǒng)的車輛。

背景技術(shù)

從現(xiàn)有技術(shù)中大概已知，例如從DE 195 06 938 A1或DE 10 2009 031 176 A1中已知的為了確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的通用傳感器系統(tǒng)，其具有可以與所述軸旋轉(zhuǎn)同步地連接的軸；第一輔助轉(zhuǎn)子，其機(jī)械地聯(lián)接至所述主轉(zhuǎn)子，具有恒定且均勻的第一齒數(shù)比；第二輔助轉(zhuǎn)子，其機(jī)械地連接至所述主轉(zhuǎn)子，具有與第一齒數(shù)比不同的恒定且均勻的第二齒數(shù)比；第一傳感器裝置，其被分配給第一輔助轉(zhuǎn)子并用于根據(jù)第一輔助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)；第二傳感器裝置，其被分配給第二輔助轉(zhuǎn)子并用于根據(jù)第二輔助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生第二傳感器信號(hào)；以及評(píng)估裝置，其用于從傳感器裝置的傳感器信號(hào)來確定所述主轉(zhuǎn)子的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。借助于第一傳感器裝置和第二傳感器裝置，可以確定所述主轉(zhuǎn)子的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。

用這種傳感器系統(tǒng)確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的相關(guān)方法通常也是已知的，例如，從首先提到的DE 195 06 938 A1或DE 101 10 785 A1，其特別涉及關(guān)于確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

為了提高確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的精度，在DE 10 2009 031 176 A1中描述的傳感器系統(tǒng)中還設(shè)置了第三傳感器裝置，其設(shè)計(jì)用于以高分辨率檢測(cè)主轉(zhuǎn)子的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。借助于所述第一傳感器裝置和所述第二傳感器裝置，能夠以第一精度確定所述軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，特別是主轉(zhuǎn)子定位的旋轉(zhuǎn)角度范圍。借助于第三高分辨率傳感器裝置，能夠以更高的第二精度確定所述主轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，從而可以總體上以改進(jìn)的精度確定絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。

為此，所述第三傳感器裝置具有磁傳感器以及磁環(huán)，所述磁傳感器在共用印刷電路板上的兩個(gè)輔助轉(zhuǎn)子之間相對(duì)于所述主轉(zhuǎn)子以靜止的方式布置，所述磁環(huán)布置在所述主轉(zhuǎn)子上并形成在整個(gè)圓周上，其由在圓周方向上交替排列的磁北極和南極組成，它們?cè)谒鲋鬓D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間移動(dòng)經(jīng)過s磁傳感器。北極和相鄰的南極一起形成極對(duì)。從檢測(cè)到的磁場(chǎng)方向或磁傳感器檢測(cè)到的磁通密度，可以確定所述主轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。

這種傳感器系統(tǒng)當(dāng)然可以用于以高精度確定軸的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。然而，這種傳感器系統(tǒng)，特別是上述第三傳感器裝置，制造復(fù)雜并且因此昂貴。