[发明专利]检测可转动物体之转角的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法和一种装置，其用于检测一个可转动物体的转角，特别是一个可转动多于360°的物体的转角。

背景技术

在不同的应用场合，特别在借助所述装置应该检测一个可转动的转角位置时，产生的需求是，在装置正在运行的同时要识别轴的精确位置。这一要求最好是借助模拟的转角传感器例如电位器来实现，它们可在任何位置并在接通以后立即发出电压形式的有效转角位置值。

如果这种装置用于检测转角时的转角范围大于360°，则产生的问题是，不能确定该转轴处于哪一转数中。但是为了评估大于360°的转角区域，可以应用增量式发送器，其中，转角位置通过脉冲的向前及向后的数目加以检测。然而，应用这种增量式发送器，不能进行绝对的转角测量，因为，它仅仅可以计算出经过一个接收器的增量值。

为了一个转角测量能够用于大于360°的转角区域，在此时还未公开的德国专利申请DE-P4409892就一个机动车的控制转角之检测作了建议，借助于一个行星式回转传动装置将控制转角的确定扩展至±720°的区域。其中，这个行星式回转传动装置关于它的齿数如此确定，即，对于控制轴和要扫描的发送器盘之间的转换比可精确地产生一个数值4。亦即该要扫描的发送器盘只要转动一次，此时，控制转角就改变±720°。通过将一编码置于发送器盘上和借助一个适当的接收器进行扫描就可以在接通该装置后立即检测出该发送器盘的位置，依此，就能够立即进行一个转向盘转角的确定。

这个公知的用于大于360°转角范围的转角检测装置具有的缺陷是，必需一个精确尺寸的星行式回转传动装置并另外需要一个昂贵的绝对值发送系统。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于检测可转动物体的转角的方法和装置，以合理的价格确定出可转动物体、特别是转动角度范围大于360°的可转动物体的转角绝对值。

根据本发明，提出一种用于检测一个可转动物体之转角、而且转角大于360°的方法，该可转动物体具有数个相同形式的转角标记或齿，并且与两个另外可转动的物体配合作用，其具有另外数目的相同形式的标记或齿；还具有两个传感器，其与该两个另外可转动的物体对应设置并提供信号，这些信号与所述两个另外可转动物体的转角位置相对应，其中：根据测量出的所述两个另外可转动的物体的转角θ和ψ以及一个整数k求出被检测物体的转角位置，其中，整数k被定义为转角θ乘以齿数m+1和转角ψ乘以齿数m的乘积之差再除以Ω而得到的下一个整数，其中，m和m+1分别是所述两个另外可转动的物体的齿数，Ω是传感器信号的周期；在第一步骤中，整数k被求出；在第二步骤中，根据上述k值并通过公式的计算来确定要检测的转角，亦即

其中，n为一个第一齿轮的齿数，并且，在负的转角时，被加上完整的转角周期。

根据本发明，提出一种用于检测一个可转动物体之转角、而且转角大于360°的装置，该可转动物体具有数个相同形式的转角标记或齿，并且与两个另外可转动的物体配合作用，其具有另外数目的相同形式的标记或齿；还具有两个传感器，其与该两个另外可转动的物体对应设置并提供信号，这些信号与所述两个另外可转动物体的转角位置相对应，其中，根据所述另外两个可转动物体的转角ψ和θ按照公式

来确定所需检测物体的转角，其中，k被定义为转角θ乘以齿数m+1和转角ψ乘以齿数m的乘积之差再除以Ω而得到的下一个整数，m和m+1分别是所述两个另外可转动的物体(12和13)的齿数，Ω是传感器信号的周期，n为一个第一齿轮(11)的齿数，并且，在负的转角时，被加上完整的转角周期。

本发明方法和装置用于检测一个可转动物体的转角，特别是一个可转动多于360°之物体的转角，其优点是，即使在多个回转数情况下也能实现一个完全普通绝对的转角检测，同时，不需要一个昂贵的行星传动装置。通过应用两个检测不同转角的传感器就可减少测量误差。这种测量原理可以应用所有的转角传感器类型如光学的，磁性的，电容式的，感应式，或阻抗式传感器，以及任何接触式和非接触的传感器。

这些优点是如此实现的，即，要检测其转角位置的轴设有一个齿轮或一个齿环，其与两个另外的齿轮相配合作用，这两个另外齿轮的转角位置各借助一个传感器被连续地检测，其中，所述要检测的转角根据该两个测出的转角并以适当的方式计算得出。

特别有利的是，该转角区域和转角精度通过适当地选择所述单个齿轮或齿环的转角标记或齿之数目就可以自由地校正。齿轮的配置可以如此地选择，即应获得所希望的优点。为此，齿轮可以设置在一个平面内或不同的平面内。