[发明专利]用于检测旋转部件上的旋转角的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照独立权利要求1的前序部分所述的用于检测旋转部件上的旋转角的装置。

背景技术

在已知的转向角传感器中，通过磁场传感器无接触地对用于确定方向盘的转动圈数的计数轮进行扫描。这种转向角传感器可以基于磁性游标原理，该原理使用两个带齿圈的齿轮，这些齿轮的齿数相差一个齿。这样的系统的缺点是，在点火系统关闭的情况下必须提供静电流，以在点火系统关闭的情况下能够识别方向盘的转动。在汽车长时间不使用的情况下，这会导致不希望的汽车电池耗尽。如果不提供这样的静电流，则当方向盘在点火系统关闭的情况下或者电池断开的情况下转动时，不再能够明确地确定转向角。

在公开文献DE4409892A1中描述了一种用于检测转向角的传感器。所描述的传感器包括第一代码盘，该代码盘被多个接收器扫描并且以与方向盘相同的速度转动。第二代码盘与第一代码盘的四分之一速度转动并且具有三条代码道，这三条代码道被相应的接收器扫描。通过将由此产生的精密和粗略信号适当地结合可以进行明确的角度确定。作为接收器，例如可以使用霍尔磁传感器。

在公开文献DE102007052162A1中例如描述了一种用于无接触地对旋转角或者线性位移进行检测的测量装置以及一种具有这种测量装置的踏板模块。检测到的旋转角或者检测到的线性位移是根据至少两个物体之间的相对运动而得到，这两个物体通过弹簧装置相互抵靠地被预紧在它们的初始位置上。弹簧装置具有由导电材料制成的多个圈并且这两个物体的相对运动引起弹簧装置的长度变化。规定，弹簧装置的多个圈中的至少一部分被包括在磁性线圈中，该磁性线圈与至少一个电容器一起被包括在振荡电路中。此外，设有评价装置，该评价装置根据振荡电路的谐振频率的变化发出可被评价以识别和计算相对运动的信号，其中谐振频率的变化是基于由于两个物体的相对运动而引起的弹簧装置的长度变化。为了将加速踏板杠杆相对于支座的旋转运动转换成在测量原理方面更加简单的线性运动，弹簧元件的一端支撑在构造在支座上的支撑面上而另一端支撑在加速踏板杠杆的相对于摆动轴线位于加速踏板杠杆与支座之间的构成杠杆臂的支撑臂上。

发明内容

与此相比，根据本发明的具有独立权利要求1所述特征的用于检测例如汽车中的旋转部件上的旋转角的装置具有以下优点：通过将旋转运动转化成机械位移变化，即使在旋转部件旋转多圈的情况下也总是能提供明确的旋转位置。有利地，在电子装置失灵时，旋转运动仍保留在已改变的机械位移位置中。基于机械位移变化，即使在点火系统关闭或者电池断开的情况下也可提供正确的绝对旋转角，其中，同时可实现特别可靠的操作或更确切地说可借助于频率检测实现对旋转角的特别可靠的识别。通过测量谐振频率，可以以这种方式确定旋转部件的位置。另一优点可能是机械简化，这可节省成本。优选地，根据本发明的装置可以被用于在汽车中确定转向角锁止角或者踏板位置。在这里，旋转部件优选与汽车的转向柱或者加速踏板不可相对转动地联接。本发明的实施方式将转向运动或者踏板运动转化成位移变化，该位移变化可以通过频率测量无接触地被检测并且被换算成转向角或者踏板位置。在根据本发明的装置的一种有利设计方案中，运动转换器可以将旋转部件的旋转转换成相对于旋转部件的切向或者轴向平移。频率测量有利地可以非常高的精度实现。此外，本发明的实施方式基于较少的机械部件实现了成本低廉的结构。此外，转向角有利地紧接在第一次频率测量之后是固定的，从而提供一种“真实功率接通能力”。有利地，本发明的实施方式仅吸收很小的电功率。

本发明的实施方式提供一种用于检测旋转部件上的旋转角的装置。旋转部件与测量值传送器联接，该测量值传送器包括运动转换器和带有至少一个电感和至少一个电容的振荡电路，该运动转换器将旋转部件的旋转转换成平移，该振荡电路根据旋转部件的旋转角改变其谐振频率。在这里，评价和控制单元确定振荡电路的谐振频率并且提供表示旋转部件的旋转角的输出信号。根据本发明，运动转换器具有至少一个移动元件，该移动元件执行平移并且基于该平移设定振荡电路的谐振频率。

通过在从属权利要求中提及的措施和改进方案可以对在独立权利要求1中给出的用于检测汽车中旋转部件上的旋转角的装置进行有利改进。