[发明专利]组合的转向力矩-转向角传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的转向力矩-转向角传感器，或一种组合的转向力矩-转向角传感器以及转向力矩-转向角传感器在机动车的转向系统中的应用。

背景技术

由印刷文献FR2872896A1已知了一种转矩传感器，该转矩传感器通过扭力杆或其偏转检测差分角。在此，测量作为编码器的径向磁化多极永磁体相对于作为定子的导流的齿环的移动。基于磁编码器和定子之间的相对角位置影响磁通量并借助于霍尔探针测量。由DE102004023801已知了转向角-和转动力矩传感器的组合，然而在此需要成本高的和额外的组件。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种转向力矩-转向角传感器，其设计为价廉和/或紧凑的。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的转向力矩-转向角传感器实现。

第二编码器优选设计为磁编码器且第三传感器元件设计为磁场传感器元件，该磁场传感器元件检测第二磁编码器的磁场。可选地，第二编码器和第三传感器元件优选按照电感或电容测量原理设计。

第一磁编码器优选布置在第一可转动的轴区段上，所述第一可转动的轴区段具有尤其是形式为外部环绕的齿部的传动机构部段，借助于所述齿部，第一轴区段和第一磁编码器形成第一传动轮。

有利地，第一磁编码器借助于尤其由注射成型形成的连接元件和第一轴区段连接。在此，该连接元件尤其优选是第一传动轮的一部分。

第二磁编码器优选布置在第二传动轮上或者可选地优选内置在第二传动轮中，其中，第二传动轮与第一传动轮啮合。

转向力矩传感器模块优选如此设计以用于测量作用在轴上的转矩，即所述轴具有第一轴区段和第二轴区段，且这两个轴区段能相对彼此转动，其中，在第一轴区段上布置有第一磁编码器且在第二轴区段上布置有定子，其中，所述定子具有两个定子元件，所述定子元件分别具有突出的指形件，其中，两个定子元件的所述指形件无接触地彼此交错啮合，所述定子元件尤其分别或共同地分配有通量集中器（Fluss-Konzentrator），该通量集中器直接地或间接地把待检测的、通过第一磁编码器产生的磁场至少输送到所述第一磁场传感器元件。

两个定子元件的指形件有利地设计为轴向地关于所述轴突出。在此，定子元件尤其如此设计，即指形件设计为同样大小且等距地布置在基本上为圆形的线上。指形件尤其优选设计为分别从其根部向其尖部渐缩或变窄，更尤其优选具有梯形的基面。

转向角传感器模块优选如此设计，即转向角传感器模块借助于游标原理检测转向角。

有利地，具有规定的尤其大于360°的旋转角测量范围的、用于测量轴的旋转角的转向角传感器模块如此设计，即具有至少一个编码器轨道的第一磁编码器和第一传动轮随着轴转动，该编码器轨道具有多个极偶，其中，所述第二传动轮和第二磁编码器共同转动且所述第一传动轮与第二传动轮相对彼此啮合，其中，为了检测角度，所述第一磁编码器分配有第二磁场传感器元件，所述第二磁编码器分配有第三磁场传感器元件，其中，所述第一传动轮和第二传动轮在其共同的传动比方面以及所述第一磁编码器和第二磁编码器在其极数量方面如此设计，即在角检测方面配属于第一磁编码器或第二磁编码器的磁场传感器元件关于角传感器布置的整个旋转角测量范围检测n个极或极偶，以及在角检测方面配属于第二磁编码器或第一磁编码器的磁场传感器元件关于角传感器布置的整个旋转角测量范围检测n-1+Δ个极或极偶，其中，Δ为0和1之间的实数，n为自然数。

优选地，所述第一传动轮和第二传动轮在其共同的传动比方面以及所述第一磁编码器和第二磁编码器在其极数量/极偶数量方面如此设计，即为Δ分配大于0且小于0.5的值，尤其是大于0且小于0.04的值。

第一传动轮和第二传动轮优选两个都设计为齿轮。

第一传动轮和第一磁编码器的连接元件优选结合为一结构部件。

第一磁编码器和第二磁编码器优选分别包括至少一个设计为永磁体的且磁化的编码器轨道，该编码器轨道包括交替地磁化的磁极，所述磁极尤其优选基本上布置在圆周上。

优选在使用游标算法或游标原理的情况下由磁场传感器元件的输出信号或信息计算绝对角信息。为此，转向力矩-转向角传感器尤其优选包括信号处理装置。

有利地，用于在第一磁编码器处进行测量的第二磁场传感器元件沿径向方向或可选地优选沿轴向方向（端侧）布置在第一磁编码器之前。

通量集中器优选理解为集电极或集电极板。

第一轴区段和第二轴区段优选借助于扭力杆彼此连接或者直接地或间接地彼此耦联且相对彼此可转动地耦联。