本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨立權(quán)利要求1的類型的用于探測旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)角的角度傳感器和根據(jù)獨立權(quán)利要求6的類型的用于探測車輛中的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的傳感器組件。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)向角傳感器應(yīng)測量方向盤的最多六轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動，這相當(dāng)于約2000°的角域。因此，除了角度測量值外，必須保證轉(zhuǎn)動周期間隔的計數(shù)。由現(xiàn)有技術(shù)已知轉(zhuǎn)向角傳感器，其借助于兩個齒輪測量方向盤的多轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向角，該齒輪通過大齒輪與方向盤軸耦聯(lián)。在齒輪的中部中布置有永磁體，并且借助于磁場傳感器可確定齒輪的角度。兩個齒輪具有稍微不同的齒數(shù)，從而由角度彼此的關(guān)系還可確定齒輪的相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。因此可確定方向盤經(jīng)過多轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的角度。因此，對于該已知的實施方式，需要兩個齒輪以及兩個磁場傳感器以確定實際的轉(zhuǎn)角。

例如在公開文獻(xiàn)DE 10 2008 011 448 A1中說明了一種用于探測轉(zhuǎn)角的組件。所說明的組件包括發(fā)送器和傳感器，傳感器根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)角變化將由發(fā)送器產(chǎn)生的物理參數(shù)變化探測為可數(shù)字評估的信號。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有至少一個耦聯(lián)在其周邊處的、通過其旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動的更小周長的衛(wèi)星部(其優(yōu)選地具有角度傳感器)，該衛(wèi)星部通過沿軸向耦聯(lián)的內(nèi)擺線傳動機構(gòu)驅(qū)動同樣旋轉(zhuǎn)的內(nèi)擺線盤或內(nèi)擺線齒輪，內(nèi)擺線盤或內(nèi)擺線齒輪的轉(zhuǎn)動速度通過內(nèi)擺線傳動機構(gòu)減速，使得可由此利用轉(zhuǎn)動傳感器系統(tǒng)關(guān)于轉(zhuǎn)向軸的多轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動數(shù)和絕對的轉(zhuǎn)向角。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

而具有獨立權(quán)利要求1的特征的根據(jù)本發(fā)明的角度傳感器和根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件具有的優(yōu)點是，可減少用于探測車輛中的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的噪聲生成和軸向運動。此外，通過本發(fā)明的實施方式可明顯降低旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的傾翻風(fēng)險，并且以有利的方式在使用壽命內(nèi)幾乎恒定地保持在測量值發(fā)送器和測量值接收器之間的氣隙或間距。此外，本發(fā)明的實施方式可防止旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在角度傳感器的部件(例如電路板)上刮擦并且損壞在此存在的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，例如導(dǎo)體電路。

本發(fā)明的實施方式提供了一種用于探測旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)角的角度傳感器，該角度傳感器具有測量值發(fā)送器和測量值接收器，角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的角度信息。在此，角度傳感器的第一部件與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件不可相對轉(zhuǎn)動地連接，而角度傳感器的第二部件位置固定地布置成與第一部件具有預(yù)定的軸向間距。根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在引導(dǎo)部中沿軸向和沿徑向引導(dǎo)，其中，至少一個彈性的彈簧組件將旋轉(zhuǎn)構(gòu)件沿軸向壓到引導(dǎo)部中。

因此，實施為永磁體的測量值發(fā)送器例如可與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，并且與之一起運動。實施為霍爾傳感器的測量值接收器此時位置固定地布置成與永磁體有預(yù)定的軸向間距，并且探測磁場的通過旋轉(zhuǎn)運動引起的變化。該布置方式能夠?qū)崿F(xiàn)霍爾傳感器的簡單的電氣接觸。備選地，霍爾傳感器可與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接，而永磁體可位置固定地來布置。

此外，提出一種用于探測車輛中的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的傳感器組件，該傳感器組件具有：第一角度傳感器，該第一角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的第一角度信息；和第二角度傳感器，該第二角度傳感器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的第二角度信息。旋轉(zhuǎn)軸的實際轉(zhuǎn)角可在預(yù)定的值域中由第一角度信息和第二角度信息明確地確定。在此，旋轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)動發(fā)送器耦聯(lián)，該轉(zhuǎn)動發(fā)送器將旋轉(zhuǎn)軸的運動傳遞給第一角度傳感器和第二角度傳感器。此外，轉(zhuǎn)動發(fā)送器在引導(dǎo)部中沿軸向和沿徑向引導(dǎo)，其中，彈性的第一彈簧組件將轉(zhuǎn)動發(fā)送器沿軸向壓到引導(dǎo)部中。

根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件可在車輛中例如用于探測轉(zhuǎn)向角或踏 板行程。

通過在從屬權(quán)利要求中闡述的措施和改進(jìn)方案可有利地改進(jìn)在獨立權(quán)利要求1中說明的用于探測旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)角的角度傳感器和在獨立權(quán)利要求6中說明的用于探測車輛中的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的傳感器組件。

特別有利的是，角度傳感器的位置固定的部件可布置在電路板上。至少一個彈性的彈簧組件可布置在隔板處，隔板可布置在電路板和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間，并且可在角度傳感器的部件的區(qū)域中具有凹口。

在根據(jù)本發(fā)明的角度傳感器的有利的設(shè)計方案中，至少一個彈性的彈簧組件可具有兩個彈簧元件，其布置在凹口的彼此相對而置的側(cè)部處并且可迎向彼此地伸延，從而兩個彈簧元件在兩個彼此相對而置的支承點處沿軸向作用到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上。由此可降低旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的傾斜傾向，并且引起旋轉(zhuǎn)構(gòu)件平地處在引導(dǎo)部的底部處。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和引導(dǎo)部的尺寸和材料選擇如此彼此協(xié)調(diào)和匹配，使得它們幾乎無間隙地共同作用，以實現(xiàn)沿徑向和沿軸向引導(dǎo)的構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運動。優(yōu)選地，彈簧元件可實施為彈簧舌片。

在根據(jù)本發(fā)明的角度傳感器的另一有利的設(shè)計方案中，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可實施為齒輪，在齒輪的基體處可模制有齒圈和引導(dǎo)邊緣，至少一個彈簧組件可起作用到引導(dǎo)邊緣上。通過實施為齒輪的方案，基體可與另一齒輪簡單地耦聯(lián)并且由該另一齒輪驅(qū)動，從而角度傳感器可產(chǎn)生用于另一齒輪的運動的相應(yīng)的角度信息。

在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的有利的設(shè)計方案中，彈性的第一彈簧組件可包括至少兩個彈簧元件，其可作用到引導(dǎo)邊緣上，引導(dǎo)邊緣可布置在轉(zhuǎn)動發(fā)送器的包圍旋轉(zhuǎn)軸的開口處。因此，至少兩個彈簧元件可布置在開口的彼此相對而置的側(cè)部處并且迎向彼此地伸延，從而兩個彈簧元件可在兩個彼此相對而置的支承點處沿軸向作用到轉(zhuǎn)動發(fā)送器上。由此可降低轉(zhuǎn)動發(fā)送器的傾斜傾向，并且引起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動發(fā)送器平地處在引導(dǎo)部的底部處。優(yōu)選地，可使用四個彈簧元件，其例如可實施為彈簧舌片，以進(jìn)一步降低傾斜傾向。

在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計方案中，轉(zhuǎn)動發(fā)送器可具有主齒圈，其可將旋轉(zhuǎn)軸的運動傳遞到第一齒輪的第一齒圈和第二齒輪的第二齒圈上，其中，第一齒圈的齒數(shù)可不同于第二齒圈的齒數(shù)。

在另一有利的設(shè)計方案中，根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件可具有多件式殼體，在其中可布置有第一角度傳感器和第二角度傳感器。在此，角度傳感器的位置固定的部件可布置在共同的電路板上。此外，具有兩個凹口和至少兩個彈性的彈簧組件的共同的隔板可相應(yīng)布置在第一齒輪與電路板之間和第二齒輪與電路板之間。

在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計方案中，第一彈簧組件的至少兩個彈簧元件例如可布置在第一殼體件的開口(其至少部分地包圍旋轉(zhuǎn)軸)的邊緣處。

在根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的另一有利的設(shè)計方案中，轉(zhuǎn)動發(fā)送器的引導(dǎo)部可布置在第二殼體件的開口(其至少部分地包圍旋轉(zhuǎn)軸)的邊緣處。

附圖說明

在附圖中示出了本發(fā)明的實施例，并且在下文的說明中對該實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示實施相同或相似功能的部件或元件。

圖1示出了用于探測車輛中的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的實施例的示意性的立體的分解圖示。

圖2示出了用于圖1的根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件的根據(jù)本發(fā)明的角度傳感器的實施例的示意性的詳細(xì)圖示。

圖3示出了圖2的根據(jù)本發(fā)明的角度傳感器的截面圖示。

具體實施方式

如由圖1至圖3可見的那樣，用于探測車輛中的未示出的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件1的示出的實施例包括：第一角度 傳感器3，其產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的第一角度信息；和第二角度傳感器4，其產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的第二角度信息。旋轉(zhuǎn)軸的實際轉(zhuǎn)角可在預(yù)定的值域中由第一角度信息和第二角度信息明確地確定。

用于探測旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30的轉(zhuǎn)角的第一角度傳感器3和第二角度傳感器4分別包括測量值發(fā)送器26、36和測量值接收器12、14，并且產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30的旋轉(zhuǎn)運動相關(guān)的角度信息。在此，角度傳感器3、4的第一部件與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30不可相對轉(zhuǎn)動地連接，而角度傳感器3、4的第二部件位置固定地布置成與第一部件有預(yù)定的軸向間距L。根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30在引導(dǎo)部7.3中沿軸向和沿徑向引導(dǎo)，其中，至少一個彈性的彈簧組件44將旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30沿軸向壓到引導(dǎo)部7.3中。

在示出的實施例中，測量值發(fā)送器26、36實施為永磁體，并且布置在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30的容納部24、34中，并且不可相對轉(zhuǎn)動地與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接。測量值接收器12、14實施為霍爾傳感器，并且與測量值發(fā)送器26、36具有預(yù)定的軸向間距L地位置固定地布置在電路板10上。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)測量值接收器20、30的簡單的電氣接觸和供電。備選地，測量值接收器12、14可與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30連接，而測量值發(fā)送器26、36位置固定地布置在電路板10上。

如由圖1至圖3進(jìn)一步可見的那樣，至少一個彈性的彈簧組件44布置在隔板40處，隔板布置在電路板10和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30之間，并且在測量值接收器12、14和測量值發(fā)送器26、36的區(qū)域中具有凹口42。在示出的實施例中，至少一個彈性的彈簧組件44分別具有實施為彈簧舌片的兩個彈簧元件44.1、44.2，它們布置在凹口42的彼此相對而置的側(cè)部處并且迎向彼此地伸延，從而兩個彈簧元件44.1、44.2在兩個彼此相對而置的支承點處沿軸向作用到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30上。至少一個彈簧組件44還可具有多于兩個的彈簧元件44.1、44.2，以在多于兩個的支承點處沿軸向作用到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30上，其中，彈簧元件44.1、44.2此時如此布置，即，支承點均勻分布地布置在旋轉(zhuǎn)構(gòu) 件20、30的周邊處。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30和引導(dǎo)部7.3的尺寸和材料選擇如此彼此協(xié)調(diào)和匹配，即，它們幾乎無間隙地共同作用，以實現(xiàn)沿徑向和沿軸向引導(dǎo)的構(gòu)件20、30在引導(dǎo)部7.3中的旋轉(zhuǎn)運動。

如由圖1至圖3進(jìn)一步可見的那樣，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、30相應(yīng)實施為齒輪，在其基體處模制有齒圈22、32和引導(dǎo)邊緣28、38，至少一個彈簧元件44作用到該引導(dǎo)邊緣上。

如由圖1進(jìn)一步可見的那樣，傳感器組件1具有轉(zhuǎn)動發(fā)送器2，其具有主齒圈2.2，該主齒圈可經(jīng)由至少一個帶動件2.1與未示出的旋轉(zhuǎn)軸耦聯(lián)。主齒圈2.2將旋轉(zhuǎn)軸的運動傳遞到第一齒輪20的第一齒圈22和第二齒輪30的第二齒圈32上。在此，第一齒圈22的齒數(shù)不同于第二齒圈32的齒數(shù)。第一角度傳感器3基于第一齒輪20的第一齒圈22的齒數(shù)以第一周期產(chǎn)生第一角度信息，而第二角度傳感器4基于第二齒輪30的第二齒圈32的齒數(shù)以第二周期產(chǎn)生第二角度信息。通過不同的齒數(shù)還可由角度信息彼此的關(guān)系確定齒輪的相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。因此，旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過多轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動的角度可通過由現(xiàn)有技術(shù)已知的計算方法明確地確定。

如由圖1進(jìn)一步可見的那樣，轉(zhuǎn)動發(fā)送器2在引導(dǎo)部7.4中沿軸向和沿徑向引導(dǎo)，其中，彈性的第一彈簧組件6.2將轉(zhuǎn)動發(fā)送器2沿軸向壓到引導(dǎo)部7.4中。在示出的實施例中，彈性的第一彈簧組件6.2包括四個彈簧元件6.3，其作用到引導(dǎo)邊緣2.3上，引導(dǎo)邊緣布置在轉(zhuǎn)動發(fā)送器2的包圍旋轉(zhuǎn)軸的開口2.4處。

如由圖1至圖3進(jìn)一步可見的那樣，示出的傳感器組件1具有多件式殼體5，在其中布置有第一角度傳感器3和第二角度傳感器4，其中，角度傳感器3、4的位置固定的測量值接收器12、14布置在共同的電路板10上。此外，具有兩個凹口42和至少兩個彈簧元件44的共同的隔板40相應(yīng)布置在第一齒輪20和電路板10之間和第二齒輪30與電路板10之間。如尤其由圖1進(jìn)一步可見的那樣，殼體5包括在圖1中上部示出的第一殼體件6和在圖1中下部示出的第二殼體件7。兩個殼體件6、7具有開口6.4、7.5，旋轉(zhuǎn)軸引導(dǎo)通過開口，應(yīng) 探測該旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角。這意味著，殼體件6、7至少部分地包圍旋轉(zhuǎn)軸。在示出的實施例中，開口6.4、7.5實施成圓形，并且完全包圍旋轉(zhuǎn)軸。在包圍旋轉(zhuǎn)軸的圓形的殼體區(qū)域中轉(zhuǎn)動發(fā)送器2進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動。在此，轉(zhuǎn)動發(fā)送器2的引導(dǎo)部7.4布置在第二殼體件7處的開口7.5的邊緣處，該開口至少部分地包圍旋轉(zhuǎn)軸。第一彈簧組件6.2的四個彈簧元件6.3布置在第一殼體件6的開口6.4的邊緣處，該開口至少部分地包圍旋轉(zhuǎn)軸。

與圓形的殼體區(qū)域聯(lián)接的是矩形的殼體區(qū)域，在其中布置有電路板10、兩個齒輪20、30和隔板40。兩個齒輪20、30如此布置，即，主齒圈2.2可在嚙合區(qū)域處嚙合齒輪20、30的齒圈22、32并且驅(qū)動齒輪20、30。兩個齒輪20、30除了嚙合區(qū)域之外被壁部包圍，壁部構(gòu)造在第二殼體件7處并且用作用于隔板40的支承7.2。此外，在第二殼體件7處構(gòu)造有兩個引導(dǎo)栓7.1，隔板40和電路板10通過相應(yīng)的引導(dǎo)孔46、16位置正確地插到該引導(dǎo)栓上。兩個殼體件6、7通過未進(jìn)一步示出的夾持連接部彼此連接。此外，在第一殼體件6處構(gòu)造有插座6.1，其可容納未示出的插頭，以建立與布置在電路板10上的觸頭元件18的電氣連接。在第二殼體件7處設(shè)置有未進(jìn)一步示出的固定接片或通孔，可經(jīng)由其將殼體5固定在車輛中。

本發(fā)明的實施方式提供了用于探測車輛中的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角的角度傳感器和對應(yīng)的傳感器組件，其可以有利的方式用于探測轉(zhuǎn)向角或踏板行程。