用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的传感器组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于探测车辆中的旋转部件(10)的转动角度的传感器组件(1、1A)，其中，旋转部件(10)与至少一个测量值发送器(20、30)耦联，该测量值发送器结合至少一个传感器(40、50)产生代表旋转部件(10)的转动角度的信号。根据本发明专利技术，转动角度探测器(3)利用不可相对转动地与旋转部件(10)耦联的第一测量值发送器(20)和至少一个实施为转动角度传感器(50)的传感器探测旋转部件(10)在360°旋转的范围中的角度位置，并且回转探测器(5)利用第二测量值发送器(30)和至少一个实施为距离传感器(40)的传感器确定第二测量值发送器(30)的经过的轴向位移，该轴向位移代表旋转部件(10)的转数，第二测量值发送器可沿轴向运动地与旋转部件(10)耦联，并且与旋转部件(10)一起构造成运动转换器，该运动转换器将旋转部件(10)的旋转(12)转换成第二测量值发送器(30)相对旋转部件(10)的轴向平移(14)，其中，旋转部件(10)的实际的转动角度可由通过转动角度探测器(3)探测的角度位置和通过回转探测器(5)确定的转数来确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术以根据独立权利要求1的类型的用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的传感器组件为出发点。
技术介绍
在已知的转向角传感器中，用于确定方向盘的转数的计数轮非接触式地借助于磁场传感器来扫描。此类系统具有如下缺点，即，在切断点火的情况下须提供静态电流，以便可识别出方向盘在切断点火时的扭转。在车辆长期未使用的情况下，这导致车辆电池的并非所期望的排空。如果未提供这样的静态电流，当在切断点火或断开电池的情况下转动了方向盘，不再可明确地确定转向角。在公开文献DE102008011448A1中例如描述了一种用于探测转动角度的组件。所描述的组件包括发送器和传感器，传感器取决于旋转部件的转动角度变化将由发送器产生的物理量的变化探测为可数字评估的信号。旋转部件具有至少一个在其周边处耦联的、通过该旋转部件的旋转来转动的、较小周长的、优选带有角度传感器的卫星部，该卫星部经由沿轴向耦联的内摆线传动机构驱动同样旋转的摆线盘或内摆线齿轮，其转速通过内摆线传动机构如此减低，即，由此旋转部件的转数和经过转向轴的多圈回转的绝对的转向角可利用回转传感器系统来确定。
技术实现思路
而具有独立权利要求1所述特征的用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的根据本专利技术的传感器组件具有如下优点，即，旋转部件的实际的转动角度利用优选基于电涡流效应的两种分离的非接触式的测量方法来确定。第一种测量方法探测360°旋转，而第二种测量方法充当“冗余计数器”，其经由距离变化探测旋转部件的多圈回转。通过将待确定的转动角度分成旋转和距离变化，根据本专利技术的传感器组件的实施方式可非常简单地实现更高的分辨率。此外，通过将转动运动转变成机械旋转和高度变化，即使在旋转部件的多圈回转的情况下也总是存在明确的转动位置。有利地，该转动运动保留在机械的变化的旋转和高度变化中，从而在切断点火或断开电池之后或在电子装置失效的情况下也提供正确的绝对的转动角度。由此可借助于电涡流效应实现特别可靠的运行或者转动角度的特别可靠的识别。另一优点可为机械方面的简化，这可引起成本节省，因为在用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的根据本专利技术的传感器组件的实施方式中不需要带有彼此接合的齿结构的小齿轮或者磁体，这可引起成本节省。此外，用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的根据本专利技术的传感器组件的实施方式由于可运动的构件的减少而可以有利的方式非常低噪音地工作。优选地，根据本专利技术的传感器组件可用于确定车辆的转向角。在此，旋转部件优选实施为车辆的转向柱或实施为不可相对转动地与转向柱相连接的套管。本专利技术的实施方式提供了一种用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的传感器组件。该旋转部件与至少一个测量值发送器耦联，该测量值发送器结合至少一个传感器产生代表旋转部件的转动角度的信号。根据本专利技术，转动角度探测器利用不可相对转动地与旋转部件耦联的第一测量值发送器和至少一个实施为转动角度传感器的传感器探测旋转部件在360°旋转的范围中的角度位置。此外，回转探测器利用第二测量值发送器(该第二测量值发送器可沿轴向运动地与旋转部件耦联并且与旋转部件一起构造成运动转换器，该运动转换器将旋转部件的旋转转换成第二测量值发送器相对旋转部件的轴向平移)和至少一个实施为距离传感器的传感器确定第二测量值发送器的经过的轴向位移，该轴向位移代表旋转部件的转数。在此，旋转部件的实际的转动角度可由通过转动角度探测器所探测的角度位置和通过回转探测器所确定的转数来确定。通过在从属权利要求中阐明的措施和改进方案可实现用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的、在独立权利要求1中所说明的传感器组件的有利的改善方案。特别有利的是，测量值发送器中的一个实施为带有基体的碗形圆盘，该基体具有中央开口和凹处，并且测量值发送器中的一个实施为带有基体的圆盘，该基体具有中央开口。在此，实施为圆盘的测量值发送器如此实施，即，至少可实现部分地沉入实施为碗形圆盘的测量值发送器的凹处中。优选地，第一测量值发送器和第二测量值发送器可彼此嵌套地布置。这以有利的方式能够实现用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的根据本专利技术的传感器组件的紧凑的构型。在根据本专利技术的传感器组件的有利的设计方案中，可沿轴向运动地与旋转部件耦联的测量值发送器的基体可在中央开口的壁部处和/或在该基体的外周边处和/或在凹处的内壁处沿轴向引导。旋转部件例如可具有外螺纹，并且可沿轴向运动地与旋转部件耦联的测量值发送器的基体例如可具有对应的引入到中央开口中的内螺纹，从而使得测量值发送器可被拧到旋转部件上并且可沿轴向引导。外螺纹例如可直接被切削到旋转部件上。通过外螺纹直接切削到旋转部件中，可以有利的方式降低用于将转动运动转换成直线运动的所需构件的数量，这可引起成本节省。备选地，带有外螺纹的套管可沿轴向推到旋转部件上并且不可相对转动地与旋转部件相连接。通过套管可以有利的方式实现使测量值发送器的尺寸匹配于旋转部件或者转向柱。备选地，实施为碗形圆盘的测量值发送器的基体可在凹处的内壁处具有内螺纹，并且实施为圆盘的测量值发送器的基体可在其外周边处具有对应的外螺纹，从而可实现在测量值发送器之间的有引导的轴向的相对运动。有利地可设置有至少一个锚定件，其阻止可沿轴向运动的测量值发送器的转动运动并且使得该测量值发送器能够轴向运动。为了避免该测量值发送器的旋转，例如至少两个实施为导杆的锚定件可引导通过相应的间隔开的在可沿轴向运动的测量值发送器的基体中的缺口，该锚定件沿轴向引导测量值发送器并且阻止测量值发送器的转动运动。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，传感器可实施为带有预定数量的探测线圈和预定数量的对应的探测区域的电涡流传感器，其经由相关磁场的变化确定距离或者转动角度。优选地，至少一个实施为转动角度传感器的传感器的线圈和至少一个实施为距离传感器的传感器的线圈布置在共同的线圈支架上。探测区域由可导电的材料或铁磁材料形成，在其中对应的线圈感应出涡流。线圈以及探测区域的数量和形状可以有利的方式匹配于现有的安装条件。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，传感器的探测线圈可在多个位置中分布地布置在线圈支架中。由此可以有利的方式获得较高的灵敏度，即，通过多个位置串联的更大的线圈电感。在根据本专利技术的传感器组件的另一有利的设计方案中，评估和控制单元可同时或以预定的顺序评估至少一个转动角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的传感器组件，其中，所述旋转部件(10)与至少一个测量值发送器(20、30)耦联，该测量值发送器结合至少一个传感器(40、50)产生代表所述旋转部件(10)的转动角度的信号，其特征在于，转动角度探测器(3)利用不能相对转动地与所述旋转部件(10)耦联的第一测量值发送器(20)和至少一个实施为转动角度传感器(50)的传感器探测所述旋转部件(10)在360°旋转的范围中的角度位置，并且回转探测器(5)利用第二测量值发送器(30)和至少一个实施为距离传感器(40)的传感器确定所述第二测量值发送器(30)的经过的轴向位移，该轴向位移代表所述旋转部件(10)的转数，该第二测量值发送器能沿轴向运动地与所述旋转部件(10)耦联，并且与所述旋转部件(10)一起构造成运动转换器，该运动转换器将所述旋转部件(10)的旋转(12)转换成所述第二测量值发送器(30)相对所述旋转部件(10)的轴向平移(14)，其中，所述旋转部件(10)的实际的转动角度能由通过所述转动角度探测器(3)探测的角度位置和通过所述回转探测器(5)确定的转数来确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.18 DE 102013221193.71.一种用于探测车辆中的旋转部件的转动角度的传感器组件，其
中，所述旋转部件(10)与至少一个测量值发送器(20、30)耦联，
该测量值发送器结合至少一个传感器(40、50)产生代表所述旋转部
件(10)的转动角度的信号，其特征在于，转动角度探测器(3)利
用不能相对转动地与所述旋转部件(10)耦联的第一测量值发送器
(20)和至少一个实施为转动角度传感器(50)的传感器探测所述旋
转部件(10)在360°旋转的范围中的角度位置，并且回转探测器(5)
利用第二测量值发送器(30)和至少一个实施为距离传感器(40)的
传感器确定所述第二测量值发送器(30)的经过的轴向位移，该轴向
位移代表所述旋转部件(10)的转数，该第二测量值发送器能沿轴向
运动地与所述旋转部件(10)耦联，并且与所述旋转部件(10)一起
构造成运动转换器，该运动转换器将所述旋转部件(10)的旋转(12)
转换成所述第二测量值发送器(30)相对所述旋转部件(10)的轴向
平移(14)，其中，所述旋转部件(10)的实际的转动角度能由通过
所述转动角度探测器(3)探测的角度位置和通过所述回转探测器(5)
确定的转数来确定。
2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述测量值
发送器(20、30)中的一个实施为带有基体(22、32)的碗形圆盘(20B、
20C、30A)，该基体具有中央开口(26、36)和凹处(24、34)，
并且所述测量值发送器(20、30)中的一个实施为带有基体(22、32)
的圆盘(20A、30B、30C)，该基体具有中央开口(26、36)，其中，
实施为圆盘(20A、30B、30C)的测量值发送器(20、30)实施成能
至少实现部分地沉入到实施为碗形圆盘(20B、20C、30A)的测量值
发送器(20、30)的凹处(24、34)中。
3.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其特征在于，所述第
一测量值发送器(20)和所述第二测量值发送器(30)彼此嵌套地布
置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件，其特征在于，
能沿轴向运动地与所述旋转部件(10)耦联的测量值发送器(30)的
基体(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·弗莱舍尔，R·哈斯，F·亨里齐，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE