[发明专利]传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器装置和一种用于提供转动角和转矩的信号的方法。

背景技术

在具有电子动力转向(EPS，electronic power steering)和电子稳定程序(ESP，electronic stability program)的车辆中，既需要转矩传感器(TSS，torque sensor steering)也需要转向角传感器(LWS)。这些传感器的信号也用于其他附加功能。上述两种传感器安装在车辆内部空间或者发动机空间内的转向装置上。此外提出，转矩传感器和转向角传感器的功能组合在所谓的TAS传感器(torque and angle sensor：转矩与角度传感器)内，以便实现成本节约并且辅助提升EPS、ESP以及附加功能的装备率。

发明内容

在此背景下提出一种具有权利要求1的特征的传感器装置和一种根据权利要求4的方法。本发明的其他构型由从属权利要求和说明书得出。

借助本发明可以提供一种传感器装置，其包括转矩传感器和转向角传感器的组合，其中至少两个传感器元件通过至少一个作为数据总线系统的总线设备彼此连接以及与控制设备连接。在此提出，所述至少一个总线设备作为传感器装置的一部分具有至少一个转动角传感器——即至少一个用于检测转动角、例如转向角的传感器元件和至少一个转矩传感器——即至少一个用于检测转矩的传感器元件。

在此，可以通过至少一个转矩传感器磁地检测转矩的信号，可以由至少一个转动角传感器磁地检测转动角的信号。可以进一步组合检测到的信号。

在一个构型中，设有至少四个传感器元件。在此，为了确定作为旋转运动的第一参量的转矩，出于安全架构和/或冗余的原因，使用至少两个转矩传感器作为用于检测转矩的传感器元件。为了确定作为旋转运动的第二参量的转动角——例如转向角，同样使用至少两个转动角传感器作为传感器元件，其中可以借助所述传感器元件在实现游标原理的情况下检测转动角。替代地或者补充地，还可以使用冗余的传感器元件来检测转动角。

所有上述传感器元件或者所述传感器元件的一部分可以通过至少一个总线设备——也就是说一个总线设备或者多个总线设备彼此电连接。这由于减少了插针和缆线的数量导致成本降低。作为所述至少一个总线设备的参与者通常设有至少一个转动角传感器、至少一个转矩传感器以及与所述传感器元件连接的控制设备。

在使用至少一个同步的总线设备的情况下——借助所述同步的总线设备同步地并且因此在时间上协调一致地传输信号，可以利用由所述总线设备的至少一个传感器元件提供的至少一个信号的、通常至少一个原始信号的时效(信号时效)的准确知识。通常使用多个可以与所述总线设备互连的传感器元件。

在构型中，总线设备可以具有n个传感器元件作为参与者。可以按照在时间上预给定的模式传输由所述n个传感器元件构造为原始信号的信号，其中在第一时刻传输第一传感器元件的第一信号，在第k时刻传输第k传感器元件的第k信号，在第n时刻传输第n传感器元件的第n信号。可以至少如此长地调节两个上述时刻之间的间隔，使得所述间隔至少如待在这两个时刻之间传输的信号的传输时间那样长，从而相继地传输信号。可以恒定地预给定和/或根据需要在运行过程中调节所设置的间隔，因为信号的传输时间可能变化。在一个传输序列期间，能够如同通过上述模式说明的那样，根据预给定的顺序在时间上相继地传输信号，使得控制设备根据所述模式和/或根据所述顺序识别哪个信号来自于哪个传感器元件。

可以将至少一个转动角传感器和至少一个转矩传感器作为已经安装的传感器元件连接、互连(verschalten)到至少一个待新安装的总线设备上以及与控制设备连接。所述控制设备可以从由传感器元件提供的并且通过总线设备作为信号同步传输至总线设备的原始信号中计算出转动角以及转矩。

在此，可以使用磁传感器元件，其通过总线设备彼此电连接，从而提供了可以用于确定转动角和转矩的TAS传感器。例如可以使用利用霍尔效应的霍尔传感器、利用各向异性的磁阻效应的AMR传感器或者利用巨磁阻(giant magnetoresistance)的GMR传感器作为磁传感器元件。

对于包括转动角传感器和转矩传感器的组合并且用于确定转矩以及转动角作为旋转运动的参量的传感器装置(TAS)的实现存在各种可能性。