用于获取车辆中的旋转构件处的转角的传感器装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于获取车辆中的旋转构件处的转角的传感器装置，旋转构件与两个测量值发送器耦合，第一测量值发送器和第一测量值接收器形成第一角度传感器，第二测量值发送器和第二测量值接收器形成第二角度传感器，能够从这两个角度信息中求取旋转构件的实时转角，测量值发送器具有各一个导电的侦测区域且测量值接收器分别具有多个侦测线圈，相应的测量值发送器的侦测区域影响相应的测量值接收器的对应的侦测线圈的电感，从而至少一个侦测线圈的对应的线圈信号由于旋转构件的旋转运动因而周期地改变并且能够作为用于旋转构件的转角的尺度被评定，其中评定和控制单元接收测量值接收器的线圈信号且标准化相应的测量值接收器的单个的线圈信号。
【专利说明】
用于获取车辆中的旋转构件处的转角的传感器装置
技术领域
[0001] 本发明基于一种按照独立权利要求1的类型的用于获取车辆中的旋转构件处的转 角的传感器装置。
【背景技术】
[0002] 转向角度传感器应测量方向盘的直至六个回转，这对应大约2000°的角范围。由 此，额外于角度测量必须保证对回转周期区段的计数。从现有技术中已知这样的转向角度 传感器，其借助两个齿轮测量用于方向盘的多个回转的转向角度，所述齿轮通过大齿轮耦 合至转向杆。在齿轮的中部布置有永磁体且借助磁场传感器能够确定齿轮的角度。所述两 个齿轮具有轻微不同的齿数，从而在角度彼此的关系处也能够确定齿轮的相应的回转。由 此，能够确定基于多个回转的方向盘的角度。对这种已知的实施方式而言，需要两个齿轮且 由此也需要两个磁场传感器以用于确定实时的转角。
[0003] 此外能够使用这样的涡流传感器，其能够测量导体线路几何特征的电感。在大多 情况下，金属导体在导体线路几何特征的附近移动。这一点阻碍了电场的穿透且因而改变 了导体线路几何特征的电感。如果现在利用导体线路建立振荡回路，则共振频率与导体线 路几何特征的电感有关且由此与附近的金属导体的位置有关。这样地，能够确定金属导体 的位置。
[0004] 在公开文件DE 10 2008 011 448 Al中例如描述了一种用于获取转角的装置。所 描述的装置包括发送器和传感器，该传感器依据旋转构件的转角变化侦测由发送器产生的 物理参量的变化作为能够数字地评定的信号。旋转构件具有至少一个耦合在其外周处的、 通过该构件的旋转而自转的更小外周的尤其带有角度传感器的卫星件，该卫星件通过轴向 耦合的摆线传动装置驱动同样旋转的摆线板或摆线齿轮，该摆线板的回转速度通过摆线传 动装置如此地减速，使得由此利用回转传感器系统能够求取基于转向轴的多个回转的绝对 转向角和旋转构件的回转转速。
【发明内容】
[0005] 带有独立权利要求1的特征的用于车辆的根据本发明的传感器单元相应与此具有 的优点是，能够降低通过在测量值发送器和测量值接收器之间的间距变化所引起的测量误 差。这样的间距变化能够例如导致:对应的测量值曲线能够具有带有不同大小的最大值。因 而例如导电的侦测区域会不准确地平行于侦测线圈移动而是会具有相对于侦测线圈的斜 度。
[0006] 本发明的实施方式提供了用于获取车辆中的旋转构件处的转角的传感器装置。在 此，旋转构件与两个测量值发送器耦合，其中第一测量值发送器和第一测量值接收器形成 第一角度传感器，该角度传感器产生与旋转构件的旋转运动有关的第一角度信息，并且其 中第二测量值发送器和第二测量值接收器形成第二角度传感器，该第二角度传感器产生与 旋转构件的旋转运动有关的第二角度信息。能够从第一角度信息和第二角度信息中求取旋 转构件的实时的转角。根据本发明，测量值发送器相应地具有导电的侦测区域且测量值接 收器相应地具有多个侦测线圈，其中相应的测量值发送器的侦测区域影响相应的测量值接 收器的对应的侦测线圈的电感，从而至少一个侦测线圈的对应的线圈信号由于旋转构件的 旋转运动因而周期地改变并且能够作为用于旋转构件的转角的尺度被评定。在此，评定和 控制单元接收测量值接收器的线圈信号且标准化相应的测量值接收器的单个的线圈信号。
[0007] 在本发明的实施方式中，在测量值接收器中的侦测线圈的电感与和测量值发送器 的对应的侦测区域的覆盖或者说重叠有关。能够通过带有侦测线圈的振荡回路的频率测 量，或者使用基于该振荡回路的电阻的虚数成分的直接的电感测量，在固定频率情况下或 基于与参考频率的混合，确定相应的侦测线圈的电感。然后，所述信号反算至侦测线圈与侦 测区域的重叠角。
[0008] 通过设计在从属权利要求中的措施和改型方案，可以有利地改进在独立权利要求 1中所说明的用于获取车辆中的旋转构件处的转角的传感器装置。
[0009] 尤其有利的是，评定和控制单元能够为线圈信号中的每一个产生标准化的第一线 圈信号，能够从线圈信号的实时值、其最小值和其最大值中计算出所述第一线圈信号。优选 地，评定和控制单元能够将标准化的第一线圈信号计算作为第一差和第二差的比，所述第 一差由对应的线圈信号的实时值和最小值形成，所述第二差由对应的线圈信号的最大值和 最小值形成。基于测量值发送器的回转的对应的线圈信号的最大值和最小值能够例如由评 定和控制单元预先求取和储存。
[0010]在根据本发明的传感器装置的有利的设计方案中，评定和控制单元能够为相应的 测量值接收器的标准化的第一线圈信号中的每一个计算出标准化的第二线圈信号，该第二 线圈信号由标准化的第一线圈信号和合计信号形成，从相应的测量值接收器的至少两个标 准化的第一线圈信号中计算出所述合计信号。评定和控制单元能够将相应的测量值接收器 的标准化的线圈信号彼此比较并且从对应的侦测线圈的标准化的第一线圈信号和具有最 大值的另外的侦测线圈的标准化的第一线圈信号中形成用于标准化的第二线圈信号的合 计信号。
[0011]在根据本发明的传感器装置的另一个有利的设计方案中，测量值发送器能够分别 被设计为带有齿环的环形板，该环形板由旋转构件通过主齿环驱动，其中侦测区域分别以 圆环节段的形式布置在相应的环形板的外部的边缘区域处且能够包围至少180°的角度。此 外，测量值接收器能够分别具有三个侦测线圈，所述侦测线圈设计为圆环节段的形式且在 圆的外周处均匀分布地布置在共同的线路载体上且分别包围90°的角度。线路载体上的测 量值接收器和测量值发送器能够如此彼此相向地布置，使得第一测量值发送器能够用其外 部的边缘区域重叠第一测量值接收器的侦测线圈，且第二测量值发送器能够用其外部的边 缘区域重叠第二测量值接收器的侦测线圈。此外，第一测量值接收器能够基于第一测量值 发送器的第一齿环的齿数产生带有第一周期的第一角度信息，且第二测量值接收器能够基 于第二测量值发送器的第二齿环的齿数产生带有第二周期的第二角度信息，该第二周期与 第一周期不同。
[0012]在附图中展示了且在下文的说明中具体阐释了本发明的一个实施例。在附图中， 相同的附图标记描述实施相同的或者说类似的功能的组件或者说元件。
【附图说明】
[0013] 图1示出了对用于获取车辆中的旋转构件处的转角的根据本发明的传感器装置的 一个实施例的示意的俯视图。
[0014] 图2示出了对用于图1中的用于获取车辆中的旋转构件处的转角的根据本发明的 传感器装置的第二测量值发送器的俯视图。
[0015] 图3到6分别示出了对用于图1中的用于获取车辆中的旋转构件处的转角的根据本 发明的传感器装置的角度传感器的示意的俯视图，其中图3至6中的每幅图示出了该角度传 感器的不同的角度位置。
[0016] 图7示出了带有由角度传感器的侦测线圈所产生的三个原始值特性曲线的特性曲 线图表。
[0017] 图8示出了图7中的特性曲线图表的较高解析的第一区域(DI)。
[0018] 图9示出了图7中的特性曲线图表的较高解析的第二区域(DII)。
[0019] 图10示出了在标准化之后的图7中的特性曲线图表的较高解析的第三区域 (DIII)0
[0020] 图11示出了在标准化之后的图7中的特性曲线图表的较高解析的第四区域(DIV)。
[0021] 图12示出了图11中的特性曲线图表的较高解析的区域(DV)。
[0022] 图13示出了带有测量值曲线的截取部分的以及带有对应的适配特性曲线的截取 部分的特性曲线图表。
[0023]图14示出了带有由图1中的用于获取车辆中的旋转构件处的转角的根据本发明的 传感器装置的角度传感器产生的反算的两个角度曲线的特性曲线图表。
【具体实施方式】
[0024] 正如从图1和2中可见的那样，在用于获取车辆中的旋转构件3处的转角α的根据本 发明的传感器装置1的所展示的实施例中，旋转构件3与两个测量值发送器20、30耦合。在 此，第一测量值发送器20和第一测量值接收器14形成第一角度传感器7,该角度传感器产生 与旋转构件3的旋转运动有关的第一角度信息Ct 1，并且其中第二测量值发送器30和第二测 量值接收器16形成第二角度传感器9,该第二角度传感器产生与旋转构件3的旋转运动有关 的第二角度信息α 2。能够从第一角度信息<^和第二角度信息句中求取旋转构件3的实时的转 角α。根据本发明，测量值发送器20、30具有各一个导电的侦测区域26、36且测量值接收器 14、16分别具有多个侦测线圈1^、1^、1^丄4、1^、1^，其中相应的测量值发送器20、30的侦测区 域26、36影响相应的测量值接收器14、16的对应的侦测线圈1^、1^、1^山上、1^的电感，从而 至少一个侦测线圈LlL^L 3丄4丄5丄6的对应的线圈信号由于旋转构件3的旋转运动因而周 期地改变并且能够作为用于旋转构件3的转角α的尺度被评定，其中评定和控制单元12接收 测量值接收器14、16的线圈信号Ci且标准化相应的测量值接收器14、16的单个的线圈信号 Ci0
[0025] 根据本发明的传感器装置1的实施方式能够例如作为用于确定车辆的转向角的转 向角度传感器或作为用于确定车辆中的踏板位置的转角传感器被使用。
[0026]正如从图1和2中进一步可见的那样，测量值发送器20、30分别被设计为带有齿环 24、34的环形板，该环形板由旋转构件3通过主齿环5驱动。主齿环5在所展示的实施例中被 推移至旋转构件3且与该旋转构件防止转动地相连。在作为转向角度传感器的设计方案中， 旋转构件3代表车辆的转向柱。侦测区域26、36分别以圆环节段的形式布置在相应的环形板 的外部的边缘区域处且包围至少180°的角度。在所展示的实施例中，测量值发送器20、30的 侦测区域26、36各包围大约190°的角度，用以降低所产生的涡流的边缘效应。侦测区域26、 36能够例如设计为金属置入件。与旋转构件3耦合的主齿环5设计有预先设定的齿数。齿环 5、24、34的齿数是不同的。从而，主齿环5具有例如42齿，第一齿环24具有例如26齿且第二齿 环34具有例如28齿。正如进一步从图1中可见的那样，旋转构件3的转动运动α被传动至两个 测量值发送器10、20。
[0027]正如进一步从图1中可见的那样，测量值接收器14、16在所展示的实施例中分别具 有三个侦测线圈LlL^L3丄4、1^丄6，所述侦测线圈设计为圆环节段的形式且在圆的外周处 均匀分布地布置在共同的线路载体10上。评定和控制单元12能够同时或以预先设定的顺序 评定测量值接收器14、16的侦测线圈Lhl^L^L^L^U。此外，评定和控制单元12使用布置 在线路载板10上的参考线圈L Ref以用于与测量值接收器14、16的侦测线圈LhI^L3J4U6 的差值测量。测量值接收器14、16的侦测线圈L1、L2、L3、L 4、L5、L6以及参考线圈LRef能够在多 个位置中分布地布置在线路载体10上，以便提高电感且易化所述评定。在线圈 L5、L6、LRrf与评定和控制单元12之间的电连接为清楚起见未被展示。在所展示的实施例中， 第一测量值接收器14具有第一侦测线圈L 1、第二侦测线圈LdP第三侦测线圈L3。第一测量值 接收器14产生带有第一周期的第一角度信息Ct 1。第二测量值接收器16在所展示的实施例中 包括第四侦测线圈L4、第五侦测线圈LdP第六侦测线圈L 6。第二测量值接收器16产生带有第 二周期的第二角度信息α2。所有的参考线圈Uef和侦测线圈1^^ 3山上丄6具有类似的参 量。这样，第一测量值接收器14的三个侦测线圈1^丄2、1^，第二测量值接收器30的三个侦测 线圈1^上上，各具有大约90°的宽度和大约30°的间距。参考线圈1^同样具有大约90°的宽 度。
[0028]正如进一步从图1中可见的那样，线路载体10和测量值接收器14、16如此彼此相向 地布置，使得第一测量值发送器20用其外部的边缘区域至少部分地重叠第一测量值接收器 14的侦测线圈1^丄2、1^，且第二测量值发送器30用其外部的边缘区域至少部分地重叠第二 测量值接收器16的侦测线圈1^丄 5丄6。在所展示的实施例中，借助涡流效应完成对旋转构件 3的转角的获取。正如进一步从图1和2中可见的那样，测量值发送器10、20的板状的本体分 别具有设计为能够导电的金属面的侦测区域26、36。测量值接收器30、40分别具有三个扁平 的侦测线圈1^、1^、1^山上上，所述侦测线圈以预先设定的间距在相应的测量值发送器10、 20之上或之下布置在电路板10上。在此，能够导电的侦测区域26、36通过涡流效应、依据重 叠度影响对应的侦测线圈1^、1^、1^、1^上上的电感。通过涡流效应改变对应的侦测线圈1^、 L2、L3、L4、L5、L6的电感，从而电感的值明确地在0到360°的范围内反映所属的测量值发送器 10、20的位置。由此，角度传感器7、9把在0到360°的范围内的相应的角度信息化为对 应的电感信号，该电感信号与对应的测量值发送器10、20的位置有关。评定和控制单元12从 电感信号中产生或者说计算出相应的线圈信号Ci，该线圈信号被配设给各一个侦测线圈 Ll、L2、L3、L4、L5、L6〇
[0029]正如从图3到6中进一步可见的是，单个的侦测线圈1^、1^、1^、1^、1^、1^的电感与相 应的侦测线圈1^、1^、1^、1^、1^上与对应的相应测量值发送器20、30的侦测区域26、36的重叠 角f i、爭2、f3、f 4、f 5、f 6有关。本发明的所展示的优选的实施例对角度传感器7、9而言，结 合侦测线圈11、1^丄 3丄4、1^丄6使用各一个侦测区域26、36，所述侦测区域分别包围至少180° 的角度且由此覆盖测量值发送器20、30的至少一半的圆环面，所述侦测线圈各包围90°的角 度。由此，侦测区域26、36与侦测线圈1^山山山上、1^相比覆盖了两倍的面积。乍一看，通 过这种设计方案能够省去在信号获取时的冗余。在一些角度位置中，评定和控制单元12还 能够仅评定一个线圈信号。
[0030] 在图3到6中展示的角度位置类似地适用于两个角度传感器7、9,从而在下文的说 明中代表性地论述第一角度传感器7。
[0031] 在图3中展示的第一角度位置中，第一测量值发送器20的侦测区域26完全遮盖第 一测量值接收器14的第一侦测线圈1^。此外，第一测量值发送器20的侦测区域26分别部分 地重叠第一测量值接收器14的第二和第三侦测线圈L 2、L3。由此，第一重叠角在所展示的 第一角度位置中具有90°的值。第二重叠角f2和第三重叠角f 3在所展示的第一角度位置中 各具有15°的值。因为在所展示的第一角度位置中的第一侦测线圈1^被完全重叠，则即便在 小的角度改变时也不改变第一侦测线圈L 1的电感，从而能够从第二侦测线圈LdP/或第三侦 测线圈L3的电感信息中计算实时的第一角度信息Ct 1。这样地，第一角度信息〇1例如能够被计 算作为从第二和第三侦测线圈L2、L 3的电感信息中计算出的角度信息的平均值。完全重叠的 第一侦测线圈L1的电感信息能够用于间距标准化。
[0032]在图4中展示的第二角度位置中，第一测量值发送器20的侦测区域26同样完全遮 盖第一测量值接收器14的第一侦测线圈1^。此外，第一测量值发送器20的侦测区域26部分 地重叠第一测量值接收器14的第二侦测线圈L 2。第三侦测线圈L3根本未被重叠。由此，第一 重叠角在所展示的第二角度位置中具有90°的值。第二重叠角零 2在所展示的第二角度位 置中具有30°的值，且第三重叠角f 3具有0°的值。因为第一侦测线圈L1在所展示的第二角度 位置中被完全重叠且第三侦测线圈L 3根本未被重叠，则仅能够从第二侦测线圈1^的电感信 息中计算出实时的第一角度信息。完全重叠的第一侦测线圈L 1的电感信息能够用于间距标 准化。
[0033]在图5中展示的第三角度位置中，第一测量值发送器20的侦测区域26分别部分地 重叠第一测量值接收器14的第一侦测线圈LjP第二侦测线圈L2。第三侦测线圈L3根本未被 重叠。由此，第一重叠角在所展示的第三角度位置中具有80°的值。第二重叠角f 2在所展 示的第三角度位置中具有70°的值，且第三重叠角f3具有0°的值。因为第三侦测线圈L 3在所 展示的第三角度位置中根本未被重叠，则仅能够从第一侦测线圈L1的和/或第二侦测线圈1^ 2 的电感信息中计算出实时的第一角度信息au
[0034]在图6中展示的第四角度位置中，第一测量值发送器20的侦测区域26部分地重叠 第一测量值接收器14的第一侦测线圈1^且完全地重叠第一测量值接收器14的第二侦测线 圈L2。第三侦测线圈L 3根本未被重叠。由此，第一重叠角在所展示的第二角度位置中具有 45°的值。第二重叠角f2在所展示的第二角度位置中具有90°的值，且第三重叠角f 3具有0° 的值。因为第二侦测线圈L2在所展示的第四角度位置中被完全重叠且第三侦测线圈L 3根本 未被重叠，则仅能够从第一侦测线圈L1的电感信息中计算出实时的第一角度信息。完全重 叠的第二侦测线圈L2的电感信息能够用于间距标准化。
[0035] 在图7至9中示意展示了用于第一测量值接收器14的侦测线圈LhI^L3的这样的线 圈信号(：1、02、03。在此，图7示出了由第一角度传感器7的侦测线圈1^、1^丄 3所产生的三个线 圈信号C1、C2、C3作为原始值特性曲线，其中左侧展示的区域L代表转动构件3的向左转动且 右侧展示的区域R代表转动构件3的向右转动。图8和9分别示出了图7中的特性曲线图表的 较高解析的区域DUDII。能够由评定和控制单元12例如通过包括相应的侦测线圈 L4、L5、L6的振荡回路的频率测量，或者通过基于振荡回路的电阻的虚数成分的直接的电感 测量，在固定频率情况下或基于与参考频率的混合，确定所述电感。评定和控制单元12然后 把所获取的电感信号反算至相应的侦测线圈LhL^L 3丄4、1^、1^与对应的侦测区域26、36的 重叠角fl、零2、f3、f4、f5、f6。
[0036] 其实，在完全重叠的情况下，对配设给侦测线圈L1、L2、L3的原始信号Cl、C2、C3中的 每个而言所期待的是稳定阶段(Plateaus)，这是因为侦测区域26比相应的侦测线圈L^Ls、 L3大得多。正如从图7至9中可见的那样，原始信号C1、C2、C3分别具有斜坡。这种斜坡很可能 通过侦测区域26在第一测量值发送器20中的这样的位置引起，该位置不准确平行于电路板 平面或者说线圈平面。
[0037] 为了补偿安装位置和间距变化，评定和控制单元12为线圈信号Ci中的每一个产生 标准化的第一线圈信号Cijnorm，能够从线圈信号的实时值Ci_a、其最小值Ci_min和其最 大值Ci_max中计算出所述第一线圈信号。在所展示的实施例中，评定和控制单元12根据作 为第一差(该第一差由对应的线圈信号Ci的实时值(^_ &和最小值Cijnin形成)和第二差(该 第二差由对应的线圈信号Ci的最大值Ci_max和最小值Ci_min形成）的比的方程（1)计算出 标准化的第一线圈信号Ci_lnorm。
[0038] 在此，基于测量值发送器20、30的回转的对应的线圈信号Ci的最大值Ci_max和最 小值Ci_min被预先求取和储存。通过这种第一标准化，电路板10上的线圈几何特征的不准 确性(该线圈几何特征例如通过蚀刻、引线、回引线等引起）、电容器的不准确性和门电路运 行时间的不准确性能够被至少部分地补偿。
[0039] 此外，评定和控制单元12为相应的测量值接收器14、16的标准化的第一线圈信号 Cijnorm中的每一个产生标准化的第二线圈信号Ci_2norm，该第二线圈信号根据方程(2) 由标准化的第一线圈信号CiJnorm和合计信号形成，从相应的测量值接收器14、16的至少 两个标准化的第一线圈信号Ci_lnorm、Ck_lnorm计算出该合计信号。
[0040] 在所展不的买施例中，评足和捏制早兀12将相应的测重值接叹器14、16的标准化 的线圈信号Ci_norm彼此比较并且从对应的侦测线圈L 1的标准化的第一线圈信号CiJnorm 和具有最大值的另外的侦测线圈Lk的标准化的第一线圈信号CkJnorm中形成用于标准化 的第二线圈信号Ci_2norm的合计信号。
[0041]通过这种第二标准化，能够至少部分地补偿在侦测区域25、36和侦测线圈L^Ls、 L3、L4、L5、L6、之间的间距变化。
[0042]对上文结合图3描述的第一角度位置而言，评定和控制单元12从第一侦测线圈1^ 的标准化的第一线圈信号Cljnorm以及从第二侦测线圈L2的标准化的第一线圈信号C2_ Inorm中或从第三侦测线圈L3的标准化的第一线圈信号C3_lnorm中形成用于第一侦测线圈 L1的标准化的第二线圈信号Cl_2norm的合计信号，这是因为第二和第三侦测线圈L2、L 3与侦 测区域26的重叠角零2、爭3是相同大小。对第二侦测线圈L 2的标准化的第二线圈信号C2_ 2norm而言，评定和控制单元12从第二侦测线圈L2的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第 一侦测线圈L 1的标准化的第一线圈信号Cl_lnorm中形成合计信号，这是因为第一侦测线圈 L1与侦测区域26的重叠角淨:最大。对第三侦测线圈L3的标准化的第二线圈信号C2_2norm而 言，评定和控制单元12从第三侦测线圈L 3的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第一侦测线 圈1^的标准化的第一线圈信号Cl_lnorm中形成合计信号，这是因为第一侦测线圈L 1与侦测 区域26的重叠角零i最大。
[0043]对上文结合图4描述的第二角度位置而言，评定和控制单元12从第一侦测线圈1^ 的标准化的第一线圈信号Cljnorm以及从第二侦测线圈L2的标准化的第一线圈信号C2_ Inorm中形成用于第一侦测线圈L1的标准化的第二线圈信号Cl_2norm的合计信号，这是因 为第二侦测线圈1^ 2与侦测区域26的第二重叠角f2大于第三侦测线圈L3与侦测区域26的第 三重叠角f 3。对第二侦测线圈1^2的标准化的第二线圈信号C2_2norm而言，评定和控制单元 12从第二侦测线圈1^ 2的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第一侦测线圈1^的标准化的第一 线圈信号Cl_lnorm中形成合计信号，这是因为第一侦测线圈L 1与侦测区域26的重叠角擊:最 大。
[0044]对第三侦测线圈L3的标准化的第二线圈信号C2_2norm而言，评定和控制单元12从 第三侦测线圈L3的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第一侦测线圈1^的标准化的第一线圈 信号Cl_lnom中形成合计信号，这是因为第一侦测线圈L 1与侦测区域26的重叠角1^最大。 [0045]对上文结合图5描述的第三角度位置而言，评定和控制单元12从第一侦测线圈1^ 的标准化的第一线圈信号Cljnorm以及从第二侦测线圈L 2的标准化的第一线圈信号C2_ Inorm中形成用于第一侦测线圈L1的标准化的第二线圈信号Cl_2norm的合计信号，这是因 为第二侦测线圈1^ 2与侦测区域26的第二重叠角f2大于第三侦测线圈L3与侦测区域26的第 三重叠角f 3。对第二侦测线圈1^2的标准化的第二线圈信号C2_2norm而言，评定和控制单元 12从第二侦测线圈1^ 2的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第一侦测线圈1^的标准化的第一 线圈信号Cl_lnorm中形成合计信号，这是因为第一侦测线圈L 1与侦测区域26的重叠角<^最 大。
[0046]对第三侦测线圈L3的标准化的第二线圈信号C2_2norm而言，评定和控制单元12从 第三侦测线圈L3的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第一侦测线圈1^的标准化的第一线圈 信号Cl_lnom中形成合计信号，这是因为第一侦测线圈L 1与侦测区域26的重叠角1^最大。 [0047]对上文结合图6描述的第四角度位置而言，评定和控制单元12从第一侦测线圈1^ 的标准化的第一线圈信号Cljnorm以及从第二侦测线圈L 2的标准化的第一线圈信号C2_ Inorm中形成用于第一侦测线圈L1的标准化的第二线圈信号Cl_2norm的合计信号，这是因 为第二侦测线圈1^ 2与侦测区域26的第二重叠角f2最大。对第二侦测线圈1^的标准化的第二 线圈信号C2_2norm而言，评定和控制单元12从第二侦测线圈1^2的标准化的第一线圈信号 C2_lnorm和第一侦测线圈1^的标准化的第一线圈信号Cl_lnorm中形成合计信号，这是因为 第一侦测线圈L1与侦测区域26的重叠角爭:大于第三侦测线圈L 3与侦测区域26的第三重叠 角f3。对第三侦测线圈L3的标准化的第二线圈信号C2_2norm而言，评定和控制单元12从第 三侦测线圈L 3的标准化的第一线圈信号C2_lnorm和第二侦测线圈1^的标准化的第一线圈信 号Cl_lnom中形成合计信号，这是因为第二侦测线圈L 2与侦测区域26的重叠角零2最大。 [0048]图10至12分别示出了第一测量值接收器20的侦测线圈LlI^L3的标准化的第二线 圈信号(：1_211〇^11、02_211〇^11、03_211〇^11，其中图12示出了图11中的特性曲线图表的较高解析 的区域DV。
[0049] 正如从图10至12中进一步可见的是，对每个角度传感器7、9而言得到了多个区域， 在图12中绘出了其中的例如五个相关的区域1(1、1(2、1(3、1(4、1(5。然后对这些区域1(1、1(2、1(3、 K4、K5而言，标准化的第二线圈信号Cl_2norm、C2_2norm、C3_2norm的相应的测量值曲线能 够校准至简单的适配曲线。
[0050] 正如进一步从图13中可见的那样，在所展示的实施例中，测量值曲线Ml适配至适 配曲线Al，该适配曲线的走势对应二阶的多项式。当然，也还能够使用更加繁琐的适配方 法。图13示出了带有作为X值的标准化了的值和作为所配设的角度的y值的区段，该角度代 表旋转构件的实时的转角。适配曲线修正了侦测区域26、36的几何位置。
[0051] 图14示出了使用两个角度传感器7、9获取的和反算的两个角度信息α1、α2的特性 曲线。此外，从图14中可见游尺配置，其中特性曲线α2代表第二测量值发送器30的第二角 度信息，该第二测量值发送器的第二齿环34具有比第一测量值发送器20的第一齿环24更多 的齿且因此稍微更慢地转动。从两个特性曲线的间距中能够计算出完全的回转的数量。在 此，左侧展示的区域L代表转动构件3的向左转动，且右侧展示的区域R代表转动构件3的向 右转动。
【主权项】
1. 一种用于获取车辆中的旋转构件(3)处的转角(α)的传感器装置（I)，其中，旋转构件 (3)与两个测量值发送器（20、30)耦合，其中第一测量值发送器（20)和第一测量值接收器 (14)形成第一角度传感器(7)，该角度传感器产生与旋转构件(3)的旋转运动有关的第一角 度信息（^)，其中第二测量值发送器（30)和第二测量值接收器（16)形成第二角度传感器 (9)，该第二角度传感器产生与旋转构件(3)的旋转运动有关的第二角度信息(α 2)，并且其 中能够从第一角度信息(αι)和第二角度信息(α2)中求取旋转构件(3)的实时的转角(α)，其 特征在于，测量值发送器（20、30)分别具有导电的侦测区域（26、36)且测量值接收器（14、 16)分别具有多个侦测线圈（1^、1^、1^丄4、1^、1^)，其中相应的测量值发送器(20、30)的侦测 区域(26、36)影响相应的测量值接收器（14、16)的对应的侦测线圈0^、1^、1^丄4、1^、1^)的电 感，从而至少一个侦测线圈（1^、1^、1^丄4、1^、1^)的对应的线圈信号由于旋转构件(3)的旋转 运动因而周期地改变并且能够作为用于旋转构件(3)的转角(α)的尺度被评定，其中评定和 控制单元（12)接收测量值接收器（14、16)的线圈信号（Ci)且标准化相应的测量值接收器 (14、16)的单个的线圈信号(Ci)。2. 按照权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，评定和控制单元（12)为线圈信号 (Ci)中的每一个产生标准化的第一线圈信号(Cijnorm)，能够从线圈信号的实时值(Ci_ a)、其最小值(Ci_min)和其最大值(Ci_max)中计算出所述第一线圈信号。3. 按照权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，评定和控制单元（12)将标准化的第 一线圈信号(Ci_lnorm)计算作为第一差和第二差的比，所述第一差由对应的线圈信号(Ci) 的实时值(Ci_a)和最小值(Cijnin)形成，所述第二差由对应的线圈信号(Ci)的最大值(Ci_ max)和最小值(Ci_min)形成。4. 按照权利要求2或3所述的传感器装置，其特征在于，基于测量值发送器(20、30)的回 转的对应的线圈信号(Ci)的最小值(Ci_min)和最大值(Cijnax)被预先求取和储存。5. 按照权利要求2到4中任一项所述的传感器装置，其特征在于，评定和控制单元（12) 为相应的测量值接收器(14、16)的标准化的第一线圈信号(Ci_lnorm)中的每一个产生标准 化的第二线圈信号(Ci_2norm)，该第二线圈信号由标准化的第一线圈信号(Ci_lnorm)和合 计信号形成，从相应的测量值接收器（14、16)的至少两个标准化的第一线圈信号（Ci_ I norm、Ck_l norm )计算出所述合计信号。6. 按照权利要求5所述的传感器装置，其特征在于，评定和控制单元（12)将相应的测量 值接收器（14、16)的标准化的线圈信号(Ci_norm)彼此比较并且从对应的侦测线圈（L 1)的 标准化的第一线圈信号(Cijnorm)和具有最大值的另外的侦测线圈（U)的标准化的第一 线圈信号(Ck_lnorm)中形成用于标准化的第二线圈信号(Ci_2norm)的合计信号。7. 按照前述权利要求1到6中任一项所述的传感器装置，其特征在于，测量值发送器 (20、30)分别被设计为带有齿环(24、34)的环形板，该环形板由旋转构件(3)通过主齿环(5) 驱动，其中侦测区域(26、36)分别以圆环节段的形式布置在相应的环形板的外部的边缘区 域处且包围至少180°的角度。8. 按照权利要求1到7中任一项所述的传感器装置，其特征在于，测量值接收器（14、16) 分别具有三个侦测线圈（LhL^L 3丄4丄5丄6)，所述侦测线圈设计为圆环节段的形式且在圆 的外周处均匀分布地布置在共同的线路载体(10)上且分别包围90°的角度。9. 按照权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，线路载体（10)上的测量值接收器 (14、16)和测量值发送器(20、30)如此彼此相向地布置，使得第一测量值发送器(20)用其外 部的边缘区域重叠第一测量值接收器（14)的侦测线圈（LhL^L3)，且第二测量值发送器 (30)用其外部的边缘区域重叠第二测量值接收器(16)的侦测线圈（L 4、L5、L6)。10.按照权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，第一测量值接收器（14)基于第一 测量值发送器(20)的第一齿环(24)的齿数产生带有第一周期的第一角度信息(α?)，且第二 测量值接收器（16)基于第二测量值发送器(30)的第二齿环(34)的齿数产生带有第二周期 的第二角度信息(α2)。
【文档编号】G01B7/30GK105890514SQ201610085709
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月15日
【发明人】V.弗雷泽
【申请人】罗伯特·博世有限公司