[发明专利]用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器系统

说明书

提出一种用于确定围绕至少一个旋转轴线(112)旋转的旋转元件(113)的至少一个旋转特性的传感器系统(110)。该传感器系统(110)具有能够与旋转元件(113)连接的至少一个发送器轮(114)，其中，所述发送器轮(114)具有发送器轮轮廓(116)。所述传感器系统(110)具有至少一个感应式位置传感器(124)，其中，该感应式位置传感器(124)具有线圈组件(126)，所述线圈组件包括至少一个激励线圈(128)和至少两个接收器线圈(132)，其中，所述至少两个接收器线圈(132)至少局部地正弦形地成型。

背景技术

由现有技术已知检测旋转元件的至少一个旋转特性的多种传感器。例如在KonradReif(编)的《Sensoren im Kraftfahrzeug》(2012年，第二版，第63-74页和第120-129页)中描述这种传感器的示例。例如，可以借助霍尔传感器通过所谓的相位发生器确定内燃机的凸轮轴相对于曲轴的位置。

通常，在转动的轴上安装发送器轮(Geberrad)。在发送器轮上可以存在齿部，当凸轮轴转动时，通过霍尔传感器扫描到该齿部。例如，DE 10 2012 213 539 A1描述一种用于确定内燃机的可调节的凸轮轴的相位位置的方法，该内燃机包括发送器轮和凸轮轴调节器。根据通过发送器轮所引起的相位边缘中断(Phasenflankeninterrupt)和取决于凸轮轴调节器的至少一个运行参数的模型来确定凸轮轴的相位位置。

在US 2013 0057263中描述一种用于位置识别的系统，该系统包括具有多个扇区的增量磁道并且包括下级测量系统。该测量系统包括至少两个独立的读头，每个读头分别包括至少一个初级线圈和至少两个独立的次级线圈。次级线圈生成输出信号，输出信号的幅度由增量磁道的扇区调制。

尽管通过这种传感器设备实现了改善方案，但仍然存在改善潜力。许多已知的方法面临的挑战在于实现连续位置检测或绝对位置确定。通常只有在动态的情况下(在发送器轮转动时)才能够实现绝对位置确定。然而，期望的是在接通电压供给装置时瞬时地求取角位置，即——真通电功能(True-Power-On-Funktion)。尤其在启动内燃机的马达时，位置通常不是精确已知的。通常只有在经过至少两个齿面之后才能够进行转速测量。此外，在许多情况下，这种方法对于电磁干扰具有很高的灵敏度。然而在许多情况下，在确定角位置的方法中以及在相应的传感器设备中需要复杂的计算算法，以便由所检测的信号确定旋转特性(例如角位置)。

发明内容

因此，在本发明的范畴内，提出一种用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器系统。在本发明的范畴内，“传感器系统”原则上应理解为适用于检测至少一个测量参量的任何设备。因此，用于确定至少一个旋转特性的传感器系统应理解为以下传感器系统：该传感器系统设置用于检测(例如测量)至少一个旋转特性，并且该传感器系统例如可以产生相应于所检测的特性的至少一个电信号(例如电压或电流)。也可以检测特性的组合。在本发明的范畴内，“旋转特性”原则上理解为如下特性：该特性至少部分地描述旋转元件的旋转。在此，该旋转特性例如可以涉及角速度、转速、角加速度、角位置或可以部分地表征旋转元件的连续的或不连续的、均匀的或不均匀的旋转或转动的另一特性。例如，旋转特性可以涉及位置(尤其角位置)、转速、角加速度或这些参量中的至少两个的组合。也可以检测其他特性和/或其他特性组合。本发明的范畴内，“角位置”原则上理解为能够旋转的设备(例如旋转元件或发送器轮)相对于垂直于旋转轴线的轴线的旋转角。

传感器系统尤其可以设置用于机动车。在本发明的范畴内，“旋转元件”原则上理解为围绕至少一个轴线旋转的任何元件。旋转元件例如可以是轴、例如发动机中的轴、例如凸轮轴或曲轴。例如可以确定凸轮轴的角位置、凸轮轴的转速、凸轮轴的角加速度或这些参量中的至少两个的组合。也可以检测其他特性和/或其他特性组合。

用于确定围绕至少一个旋转轴线旋转的旋转元件的至少一种旋转特性的传感器系统具有能够与旋转元件连接的至少一个发送器轮。发送器轮例如可以永久地或可逆地与旋转元件连接或可连接，或者发送器轮也可以与旋转元件一体式地构造或集成到旋转元件中。