[发明专利]用于确定方向盘转向角的装置及与其配备的转向柱模块

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定方向盘转向角的装置，特别是在机动车辆中用于确定方向盘转向角的装置，并且涉及转向柱模块。

背景技术

用于确定方向盘转向角的装置，特别是在机动车辆中用于确定方向盘转向角的装置是众所周知的。它们也被称为转向角传感器装置或简称转向角传感器，在这些装置中，通常一部分形成固定的定子，其例如是由壳体或固定器形成，其中与机动车辆方向盘或转向柱连接的第二部分作为转子可旋转地安装。

具有模拟或数字角度传感器的旋转编码器通常用于精确确定旋转角或转向角。数字角度传感器基本上由被编码的装置和扫描编码的传感器组成，它们彼此相对旋转。在数字增量式旋转编码器中，被编码的装置通常是编码盘或具有均匀地分布在圆周上的均匀标记的编码轮，传感器探测这些标记并通过相应脉冲的输出发出信号。根据旋转方向计算出连续脉冲以便由累计总和确定最终的旋转角度。为了据此确定实际的位置，需要设定基准位置，计算的量可以参考该基准位置。该基准位置通常由可被传感器探测到的单独的基准或零刻度得知。相比之下，在数字绝对旋转编码器中，编码是由位置决定的，以致对于每个角位置，可以产生单独的信号，其直接且明确地表示有关的位置。连续完整周转中的相同角位置不能在几何形状上将它们彼此区分开，这就为什么在必要时不得不采取额外措施。

用于确定上述类型的转向角的装置通常包含体现为转子的编码盘或编码轮，其中传感器或扫描装置与定子连接。因此方向盘的旋转使编码盘产生相应的旋转，该相应的旋转以上述方式被固定的传感器探测并且以相应的电信号的形式提供，可以根据该电信号确定转向角。

例如，DE 101 10 785 A1公开了一种方向盘传感器，其包含可旋转地安装的复制方向盘旋转角度的编码盘，以及固定的扫描单元，其扫描编码盘的编码，用于确定方向盘或转向柱在周转范围内的角位置。所述转向角传感器另外包含计算单元，其与转向柱或编码盘机械连接，用于计算方向盘或转向柱相对于零位置的完整周转。

EP 1 069 026 B1公开了一种用于机动车辆的转向柱模块，其包含通过设计成平面螺旋弹簧的宽带电缆在方向盘和机动车辆之间传输信息和/或电流的信号传输盒、转向角传感器和至少一个转向柱开关。该转向角传感器包含可旋转地安装的编码盘，该编码盘以可旋转地接合的方式与可绕机动车辆方向盘旋转的信号传输盒的一部分连接。将实质上由光发射器和光接收器组成的固定的扫描装置设置在印刷电路板上，其在转向柱模块的壳体中相对于编码盘静止。

如果方向盘中现在需要由定子侧的扫描装置或传感器输出的转向角信息，在根据现有技术的转向角传感器装置中，可在定子上获得的转向角信号必须通过连接方向盘和机动车辆供电系统的通常的螺旋缠绕、柔性的电导体传输，该电导体也被称为“游丝（clockspring）”或平面螺旋弹簧。然而，该螺旋导体在信号传送质量方面具有负作用，特别是在螺旋导体上有高刷新率或数据传输速率、高精确度和/或高负载电流时，因为该螺旋导体本身以公知的方式充当了将要传输的信号的导电线圈（扼流圈）。

发明内容

在此基础上，本发明的目的是提出一种用于确定方向盘转向角的装置，特别是在机动车辆中，以及一种转向柱模块，其允许在方向盘中以高刷新率和数据传送速率、高精确度和/或高负载电流提供转向角信息，其还具有低空间要求而且易于安装。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种用于确定方向盘转向角的装置，包含编码载体和至少一个用于扫描编码载体上提供的编码的扫描装置，当转向角改变时，所述编码载体和扫描装置彼此相对旋转，所述扫描装置产生输出信号，可以由该输出信号确定转向角，其中，所述扫描装置可相对于固定的编码载体旋转并且可以以可旋转地接合的方式与方向盘或转向柱连接。

在该装置中，不能与方向盘或转向柱一起移动的固定的壳体部分，其同时形成所述编码载体。

在该装置中，提供用于由扫描装置提供的输出信号测定转向角的电子测定系统，所述电子测定系统可以以可旋转地接合的方式与方向盘或转向柱连接。

在该装置中，通过根据电力、磁性或光学原理的扫描装置扫描所述编码。