[发明专利]用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器装置和方法

说明书

本发明提出一种用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器装置。所述传感器装置包括至少一个可与所述旋转元件连接的发送轮。所述旋转元件和所述发送轮具有旋转轴。所述传感器装置具有至少一个线圈组件。所述线圈组件包括至少一个励磁线圈和至少一个接收线圈。所述线圈组件布置在至少一个电路载体上。所述发送轮具有发送轮轮廓。所述传感器装置设置成用于根据所述发送轮的位置确定所述励磁线圈和所述接收线圈之间的感应耦合的改变。所述电路载体与所述发送轮的旋转轴同轴地布置。所述电路载体至少部分圆形地围绕所述发送轮。

技术领域

本发明涉及一种用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器装置。

背景技术

从现有技术已知大量传感器，所述传感器感测旋转元件的至少一个旋转特性。在此，旋转特性通常理解为至少部分地描述旋转元件的旋转的特性。在这里，例如可以是角速度、转速、角加速度、转动角度、角度位置或者能够描述旋转元件的连续或者不连续、均匀或者不均匀的旋转或转动的特征的其他特性。在Konrad Reif(编者)：汽车中的传感器(Sensoren im Kraftfahrzeug)，2012年第2版，63-74页和120-129页中描述了这类传感器的例子。

例如可以借助于霍尔传感器确定内燃机的凸轮轴相对于具有所谓的相位传感器的曲轴的位置。典型地，在转动的轴上安装发送轮。当凸轮轴转动时，由霍尔传感器探测的齿部可以位于发送轮上。因此，在DE 10 2012 213539A1中说明了一种用于确定内燃机的可调节的凸轮轴的相位位置的方法，该内燃机包括发送轮和凸轮轴调节器。参照由发送轮所引起的相位侧面中断(Phasenflankeninterrupt)和取决于凸轮轴调节器的至少一个运行特征参数的模型确定凸轮轴的相位位置。

然而，这类方法不允许连续的位置感测。在360°的测量范围内的绝对角度感测是不可能的。分辨率同样由于所使用的发送轮的小直径而受到限制。通过小直径得出必须遵循的最小间隙尺寸。此外，绝对位置确定仅在动态的情况下、在发送轮转动时是可能的。因此，在电压供给装置接通时绝对位置值的瞬时可用性、即准确通电功能(True-Power-On-Funktion)是不存在的。尤其在内燃机的发动机启动时，不能准确获知位置。此外，这类方法具有相对于磁干扰场的高敏感性。

在US 7,499,878 B2中说明了一种感应式直线和旋转位置传感器。说明了一种具有励磁线圈和接收线圈的装置。励磁线圈通过励磁源激励并且产生磁流。接收线圈通过在励磁线圈和接收线圈之间的感应耦合产生接收信号。

尽管通过这类传感器装置实现改进，但始终存在改进可能性。这类传感器装置可以具有复杂的结构。因此，传感器装置的简单的安装和拆卸尤其是不可能的。

发明内容

因此，提出用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的一种传感器装置和一种方法，所述传感器装置和方法至少在很大程度上避免已知的装置和方法的上述问题，尤其能够实现在360°的测量范围中对旋转元件的旋转特性、尤其是绝对角度的高分辨率的感测。

在本发明的第一方面，提出一种用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器装置。旋转特性一般可以理解为至少部分描述旋转元件的旋转的特性。在这里，例如可以是角速度、转速、角加速度、转动角度、角度位置或者能够描述旋转元件的连续或者不连续、均匀或者不均匀的旋转或转动的特征的其他特性。旋转特性例如可以是位置、尤其是角度位置。原则上，旋转元件可以理解为具有旋转轴线并且围绕该旋转轴线旋转的任意元件。旋转元件例如可以是在驱动机中的轴，例如凸轮轴。例如可以确定凸轮轴的角度位置。凸轮轴的角度位置可以理解为凸轮轴关于垂直于旋转轴线的轴线的转动角度。