[发明专利]用于联合获取转数和转矩的传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于联合获取转数和转矩的传感器装置。

背景技术

为了获取轴或一般旋转的主体的转数，例如曲轴处的电机转数，已知如下传感器装置，其具有以重复的、周期的标记(Markierung)的序列的形式围绕旋转的主体安置的、被描述为相位跟踪器(Phasenspur)的量具以及至少一个相对于旋转的主体静止安置的、获取相位跟踪器的传感器元件。在此，该传感器元件对于相位跟踪器的标记敏感并且例如当标记通过时和/或当相邻的标记变化时，传感器元件分别生成传感器信号，以便当超过确定的旋转角，例如超过完整的一周时，生成已知数量的传感器信号或传感器信号的已知序列，根据该些传感器信号，结合时间信号并借助于分析单元来确定转数或能够推出该类数据。

相位跟踪器的标记能够是视觉标记，以便传感器元件能够获取例如亮-暗-过渡。出于相同的目的，其他的传感器原理例如磁性或电容的传感器原理也是可能的。

相位跟踪器能够直接安置在旋转的主体上或安置在不可扭转的与该主体连接的元件上，例如传送轮(Geberrad)上。

传感器元件优选地使用霍尔元件，其中磁性地实施相位跟踪器的标记，例如，以交替安置磁的北极和南极的序列实施。除了霍尔元件，还已知使用磁阻元件，例如GMR元件(GMR＝Giant Magnetoresistance巨磁阻)。

已知传送轮可以是所谓的多极传送轮，其由有磁化能力的材料构成。在此，相应于齿轮的齿、所谓的钢传送轮的齿，如上所述，相位跟踪器的标记被磁化为沿圆周方向交替安置的磁的北极和南极。在此，还已知，以同类的铁磁性的材料，例如钢来制造并且磁化传送轮，也已知可使用塑料粘结的可磁化的材料来制造传送轮。

在将霍尔元件用作传感器元件时，能够进行例如差动分析，其中分析两个在圆周方向上相继安置的霍尔元件的信号之间的差值。在此，还已知所谓的霍尔ASIC，其能够分析磁场方向。此外，已知应用双通道的差动霍尔元件装置(以所谓的双差动传感器元件的形式)，以此除了转数之外还能够获取转动方向。这由总共三个传感器元件组成，其中两个传感器元件分别连接成反并联地连接的传感器元件桥。在此，两个传感器元件桥平行于相位跟踪器的运行方向而延伸，相位跟踪器的运行方向在俯视情况下垂直于旋转轴。

此外，例如通过EP 1 861 681 B1已知，至少在已知扭转刚度的旋转的主体的两个在沿着旋转轴的轴向方向上以已知的间隔相互隔开的横截面处分别以环绕的方式安置相位跟踪器，以便确定在旋转的主体的两个横截面之间传输的转矩，通过确定在两个横截面之间的扭转角并且借助于该扭转角通过扭转刚度来得出存在于两个横截面之间的转矩。直观上，扭转角是扭力(Drillung)而扭矩是作用的(angreifend)旋转力矩。

此外，通过EP 1 861 681 B1已知，在获取旋转的主体的转角时，通过使用多个互相平行的、环形安置的相位跟踪器和所有相位跟踪器的矩阵结合(matrixgebunden)分析来补偿在通过最优地获取或辨别标记的经过而在传感器元件处给出的传感器轨迹与在俯视情况下垂直于旋转轴运行的相位跟踪器的运行方向之间的歪斜。

发明内容