[发明专利]用于获取在车辆中的旋转构件处的转角的传感器组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于获取在车辆中的旋转构件处的转角的传感器组件，其中，所述旋转构件与测量值发送器耦联，该测量值发送器与至少一个传感器结合产生表示所述旋转构件的转角的信号。

背景技术

在已知的转向角传感器中，无接触地借助于磁场传感器探测用于确定方向盘转数的计数轮。这种系统的缺点在于，在切断点火时必须提供静态电流，以能够在切断点火的情况下识别方向盘的旋转。这在车辆长时间不使用的情况下会导致不期望的车辆电池放空。如果不提供这种静态电流，则当在点火切断或电池中断的情况下方向盘转动时不再能清楚地确定转向角。

例如在公开DE 10 2008 011 448 A1中说明了一种用于获取转角的组件。所说明的该组件包括发送器和传感器，传感器根据旋转构件的转角变化探测由发送器产生的物理变量的变化作为可数字评估的信号。旋转构件具有至少一个耦联在其圆周处的、通过其旋转而转动的圆周较小的行星齿轮，该行星齿轮优选具有角度传感器，该角度传感器通过轴向耦联的内摆线传动机构驱动同样旋转的内摆线盘或内摆线齿轮，该内摆线盘或内摆线齿轮的转速通过内摆线传动机构降低，使得由此利用旋转传感器系统可获取旋转构件的转数和转向轴经过多圈转动的绝对转向角。

发明内容

而根据本发明的用于获取在车辆中的旋转构件处的转角的传感器组件具有的优点是，利用两个独立无接触的、优选基于涡流效应的测量方法获取旋转构件的实际转角。第一测量方法获取360°旋转，并且第二测量方法用作“圈计数器”，其通过距离变化探测旋转构件的多圈旋转。通过将待获取的转角分成转动和距离变化，根据本发明的传感器组件的实施方式可非常简单地达到更高的分辨率。此外，通过将旋转运动转变为机械转动和高度变化，即使在旋转构件的多圈旋转下也始终存在明确的旋转位置。以有利的方式将旋转运动保持为机械的改变的转动和高度变化，使得即使在切断点火或电池中断之后或者在电子系统有故障时也提供正确的绝对转角。由此可借助于涡流效应特别可靠地运行或特别可靠地识别转角。另一优点可表现为机械上的简化，这可促使成本节约，因为在根据本发明的传感器组件的实施方式中不需要具有彼此啮合的齿结构的小齿轮或磁体来获取在车辆中的旋转构件处的转角，这可促使成本节约。此外，根据本发明的用于获取在车辆中的旋转构件处的转角的传感器组件的实施方式由于可运动部件的减少可有利地非常低噪音地工作。优选地，根据本发明的传感器组件可用于确定车辆的转向角。在此，旋转构件优选实施为车辆的转向柱或与转向柱防止旋转地连接的套管。

本发明的实施方式提供了用于获取在车辆中的旋转构件处的转角的传感器组件。旋转构件与测量值发送器耦联，该测量值发送器与至少一个传感器结合产生表示旋转构件的转角的信号。根据本发明，测量值发送器与至少一个实施为转角传感器的传感器构成转角探测器，该转角探测器获取旋转构件在360°旋转的范围中的角位置。此外，测量值发送器与至少一个实施为距离传感器的传感器构成转动探测器，该转动探测器获取旋转构件的转数。另外，测量值发送器与旋转构件构成运动转换器，该运动转换器将旋转构件的转动转换成测量值发送器相对于旋转构件的轴向平动，其中，至少一个距离传感器获取测量值发送器所经过的轴向位移，该轴向位移代表旋转构件的转数。旋转构件的实际转角可从由转角探测器获取的角位置和由转动探测器获取的转数中求得。

特别有利的是，将测量值发送器实施为与旋转构件不可相对转动地耦联的、具有基体的圆盘，该基体具有中央开口和设置在外圆周上的外螺纹，该外螺纹旋入在壳体的容纳孔的内壁中引入的内螺纹中。壳体优选实施为具有底部和盖部的罐状体，底部和盖部具有孔，旋转构件延伸穿过该孔。这有利地使得根据本发明的用于获取在车辆中的旋转构件处的转角的传感器组件有紧凑的结构形式。

在根据本发明的传感器组件的有利的设计方案中，基体可通过传递旋转运动的带动件与旋转构件耦联，其中，基体通过在外圆周处的轴向引导实现强制的轴向运动。于是可评估基体所经过的轴向位移以获取转数。

在根据本发明的传感器组件的另一有利设计方案中，传感器可实施为具有预定数量的探测线圈和预定数量的对应的探测区域的涡流传感器，其通过相应磁场的变化获取距离或转角。优选地，至少一个实施为转角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。探测区域由可导电材料或铁磁性材料构成，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有利地匹配于所存在的安装条件。