[发明专利]用于确定轴的绝对旋转角度的传感器系统、用于确定轴的绝对旋转角度的方法以及具有传感器系统的车辆

说明书

本发明涉及一种传感器系统(1)和一种用于确定旋转角度范围大于一圈的轴(10)的绝对旋转角度(δ)的方法，以及涉及一种具有传感器系统(1)的车辆，其中，所述传感器系统(1)具有主转子(2)，其能够旋转同步地连接至轴(10)；第一辅助转子(3)，其机械地联接到主转子(2)；第二辅助转子(4)，其机械地联接到主转子(2)；第一传感器装置(SE1)，其被分配给第一辅助转子(3)且用于根据第一辅助转子的旋转角度产生第一传感器信号；第二传感器装置(SE2)，其被分配至第二辅助转子(4)且用于根据第二辅助转子(4)的旋转角度产生第二传感器信号；第三传感器装置(SE3)，其被分配至主转子(2)并且用于根据所述主转子(2)的相对旋转角度(γ)产生第三传感器信号；以及评估装置，其用于从传感器装置(SE1、SE2、SE3)的传感器信号确定主转子(2)的绝对旋转角度(δ)。所述第三传感器装置的检测范围(α)小于360°。

技术领域

本发明涉及一种传感器系统，所述传感器系统用于确定具有大于一圈的旋转角度的轴的绝对旋转角度，特别是用于确定车辆中转向角度大于一圈的转向轴的绝对转向角度。其中所述传感器系统包括能够与轴旋转同步地连接的主转子；第一辅助转子，其机械地联接至所述主转子，具有恒定且均匀的第一齿数比；第二辅助转子，其机械地连接至所述主转子，具有与第一齿数比不同的恒定且均匀的第二齿数比；第一传感器装置，其被分配给第一辅助转子并用于根据第一辅助转子的旋转角度来产生第一传感器信号；第二传感器装置，其被分配给第二辅助转子并用于根据第二辅助转子的旋转角度来产生第二传感器信号；第三传感器装置，其被分配给所述主转子并且用于根据主转子的相对旋转角度产生来第三传感器信号；以及评估装置，其用于从传感器装置的传感器信号来确定所述主转子的绝对旋转角度。本发明还涉及一种利用如上所述的传感器系统确定轴的绝对旋转角度的方法，以及涉及具有这种传感器系统的车辆。

背景技术

从现有技术中大概已知，例如从DE 195 06 938 A1或DE 10 2009 031 176 A1中已知的为了确定轴的绝对旋转角度的通用传感器系统，其具有可以与所述轴旋转同步地连接的轴；第一辅助转子，其机械地联接至所述主转子，具有恒定且均匀的第一齿数比；第二辅助转子，其机械地连接至所述主转子，具有与第一齿数比不同的恒定且均匀的第二齿数比；第一传感器装置，其被分配给第一辅助转子并用于根据第一辅助转子的旋转角度产生第一传感器信号；第二传感器装置，其被分配给第二辅助转子并用于根据第二辅助转子的旋转角度产生第二传感器信号；以及评估装置，其用于从传感器装置的传感器信号来确定所述主转子的绝对旋转角度。借助于第一传感器装置和第二传感器装置，可以确定所述主转子的绝对旋转角度。

用这种传感器系统确定轴的绝对旋转角度的相关方法通常也是已知的，例如，从首先提到的DE 195 06 938 A1或DE 101 10 785 A1，其特别涉及关于确定轴的绝对旋转角度的进一步细节。

为了提高确定轴的绝对旋转角度的精度，在DE 10 2009 031 176 A1中描述的传感器系统中还设置了第三传感器装置，其设计用于以高分辨率检测主转子的相对旋转角度。借助于所述第一传感器装置和所述第二传感器装置，能够以第一精度确定所述轴的绝对旋转角度，特别是主转子定位的旋转角度范围。借助于第三高分辨率传感器装置，能够以更高的第二精度确定所述主转子在该旋转角度范围内的相对旋转角度，从而可以总体上以改进的精度确定绝对旋转角度。

为此，所述第三传感器装置具有磁传感器以及磁环，所述磁传感器在共用印刷电路板上的两个辅助转子之间相对于所述主转子以静止的方式布置，所述磁环布置在所述主转子上并形成在整个圆周上，其由在圆周方向上交替排列的磁北极和南极组成，它们在所述主转子旋转期间移动经过s磁传感器。北极和相邻的南极一起形成极对。从检测到的磁场方向或磁传感器检测到的磁通密度，可以确定所述主转子在旋转角度范围内的相对旋转角度。

这种传感器系统当然可以用于以高精度确定轴的绝对旋转角度。然而，这种传感器系统，特别是上述第三传感器装置，制造复杂并且因此昂贵。