转向角传感器和用于运行转向角传感器的方法与流程

本发明涉及一种用于车辆的转向机构的转向角传感器以及一种用于运行转向角传感器的方法。

背景技术：

1、位置传感器能够具有感应的测量原理。在此，通过发送线圈发射出电磁场。在所述电磁场中布置有可相对于线圈运动的金属目标。在目标中通过电磁场引发涡流。涡流反作用于电磁场并且干扰电磁场。受干扰的电磁场通过至少一个接收线圈来测量并且通过电子装置来测评。目标的不同位置引起对于电磁场的不同干扰。因此，从受干扰的电磁场中能够推断出目标的位置。

2、对于感应的转向角传感器来说，目标能够与转向机构的转向轴耦合。如果转动转向轴，则目标从电磁场的旁边或者在电磁场的内部运动。从受干扰的电磁场中能够推断出转向轴的角度位置。发送线圈和至少一个接收线圈能够环形地围绕着转向轴环绕。用单个的目标能够在360°的范围内对转向角进行分辨。多个旋转圈数比如能够通过计数来识别。为了能够测量在转向轴的多个旋转圈数的范围内绝对的转向角，具有另一个目标的齿轮能够嵌入到转向轴的齿部中。齿轮通过齿部的加速比或减速比而转得比转向轴快或慢。在转向轴通过特定的角度位置时，齿轮因此在多个旋转圈数的范围内具有其它的角度位置。旋转圈数能够通过对于两个角度位置的测评来明确地（eindeutig）区分。另一个目标能够通过另一个发送线圈来激励并且通过至少一个另外的接收线圈能够接收另一个目标的受干扰的电磁场。

3、de 10 2022 208 797说明了一种用于查明旋转角的感应的传感器装置。

技术实现思路

1、面临这个背景，用这里所介绍的方案来介绍按照独立权利要求所述的、一种用于车辆的转向机构的转向角传感器和一种用于运行转向角传感器的方法。这里所介绍的方案的有利的拓展方案和改进方案从说明书中得出并且在从属权利要求中得到描述。

2、本发明的优点

3、在这里所介绍的方案中，多个目标通过扩大的、共同的发送线圈来激励。发送线圈具有扩大的被包围的面。在扩大的被包围的面的区域中的所期望的场强能够用减小的线匝数来实现。较少的线匝需要较少的材料和制造开销。用于运行另外的发送线圈的电子装置构件能够通过发送线圈的数量的减少来取消。用于对被分配给相应的目标的接收线圈进行测评的测量电子装置能够通过用同一个激励信号来一同被激励的目标来得到简化。在这里，也能够通过简化来取消构件。

4、通过这里所介绍的方案，能够以降低的材料需求、简化的电子装置和/或降低的位置空间需求来成本低廉地提供一种转向角传感器。

5、按照本发明的第一方面，提供一种用于车辆的转向机构的转向角传感器，其中转向角传感器具有可转动的初级目标和通过固定的转速比与初级目标耦合的可转动的次级目标，其中初级目标的至少一个部分区域和次级目标的至少一个部分区域与通过转向角传感器的发送线圈来包围的线圈面搭接地布置，其中初级目标的部分区域与转向角传感器的至少一个初级接收线圈搭接地布置并且次级目标的部分区域与转向角传感器的至少一个次级接收线圈搭接地布置。

6、按照本发明的第二方面，介绍一种用于运行按照转向角传感器、尤其是按照本发明的第一方面的一种实施方式的转向角传感器的方法，其中将激励信号馈入到与转向角传感器的初级目标的至少一个部分区域和转向角传感器的次级目标的至少一个部分区域搭接的发送线圈中，其中在使用至少与初级目标的部分区域搭接的初级接收线圈的情况下接收至少一个初级接收信号，并且在使用至少与次级目标的部分区域搭接的次级接收线圈的情况下接收至少一个次级接收信号，其中在使用激励信号的情况下对初级接收信号和次级接收信号进行测评，以便确定绝对转向角。

7、关于本发明的实施方式的构想尤其能够被视为基于下面所描述的构思和认识。

8、转向角传感器能够是车辆的转向机构的组成部分。转向角传感器能够绝对地或者明确地检测转向机构的可转动的部件的、在该部件的多个旋转圈数的范围内的角度位置。明确的角度位置能够被称为绝对转向角。

9、在目标中，能够通过电磁交变场来引发涡流。电磁交变场能够通过被交流电流过的发送线圈来发射。交流电能够被称为激励信号。涡流仅仅在目标被构造为金属面的地方被引发。在金属面之间，目标能够具有不导电的面。在不导电的面中不能引发涡流。金属的和不导电的面能够交替地布置。面能够有规律地或无规律地布置。

10、涡流本身同样产生电磁交变场，所述电磁交变场对抗原有的电磁交变场。电磁交变场因此相互影响或者干扰。所产生的受干扰的电磁交变场能够通过至少一个接收线圈被描绘在接收信号中。

11、因为目标不是处处都导电并且涡流不能处处被引发，所以电磁交变场也不是处处都受到相同的干扰、而是描绘目标的位置或者定向。如果使目标在电磁交变场中运动，则电磁交变场发生变化并且由此接收信号也发生变化。目标的位置变化与接收信号的变化之间的关联比如能够被预限定或者在参照转向角传感器时被检测并且被保存。

12、在这里所介绍的方案中，在使用同一个发送线圈的情况下、但是在使用不同的接收线圈的信号的情况下对两个目标进行测评。两个目标能够被称为初级目标和次级目标。目标能够完全地、也就是全面地或仅仅部分地、也就是仅仅在部分区域中被激励。发送线圈能够在外面围绕着目标或者围绕着部分区域来伸展。接收线圈能够分别布置在目标的区域中或者布置在部分区域的区域中。接收线圈能够被称为初级接收线圈并且被称为次级接收线圈。被发送线圈包围的面能够被称为线圈面。线圈面能够具有两个子面。子面能够基本上相应于目标或者目标的部分区域。子面能够相联接。子面能够被称为初级子面并且被称为次级子面。

13、转向角传感器能够具有用于运行发送线圈并且用于对接收线圈的接收信号进行测评的机构。

14、发送线圈能够具有至少将初级目标的部分区域包围的初级环路和至少将次级目标的部分区域包围的次级环路。次级环路的通过方向能够与初级环路的通过方向相反。初级环路能够完全包围初级子面。次级环路能够完全包围次级子面。初级子面和次级子面由此能够不相联接。构成发送线圈的导体电路能够在初级子面与次级子面之间交叉。为此，导体电路比如能够布置在电路板的不同的层面中。层面阶跃能够在使用金属化通孔的情况下产生。通过无空隙的完全包围，能够特别均匀地构造电磁交变场。

15、初级目标能够环形地包围转向机构的转向轴。初级目标能够抗扭转地与转向轴连接。转向轴能够布置在初级目标的内部空间中。通过转向轴在内部空间中的布置，转向角传感器能够具有小的位置空间需求。

16、发送线圈能够被构造为转向角传感器的、与初级目标和次级目标并联地布置的电路板的至少一条导体电路。尤其发送线圈能够由两条基本上平行地伸展的导体电路组成。发送线圈比如能够通过对于电路板的蚀刻或印刷来制造。电路板能够相对于目标具有小的间距。相对于初级目标和次级目标，间距能够是相同的。

17、初级接收线圈和次级接收线圈能够布置在线圈面之内。接收线圈同样能够被构造为电路板的导体电路。初级接收线圈和/或次级接收线圈能够被构造为正弦状的导体电路。初级接收线圈和次级接收线圈能够是环形的或者是弧形的。初级接收线圈能够与初级目标的旋转点同心地布置。次级接收线圈能够与次级目标的旋转点同心地布置。

18、次级目标与发送线圈和/或次级接收线圈之间的气隙能够小于初级目标与发送线圈和/或次级接收线圈之间的气隙。初级目标和次级目标能够布置在不同的层面中。通过不同的气隙，能够至少按份额地补偿由不一样大的目标引发的信号强度中的差别。较小的目标引发较少的信号。这能够通过更小的气隙来对抗。通过更大的目标的更大的气隙，能够接受更大的制造公差和组装公差，因为目标的比如弯曲的翼片不会直接导致与电路板的碰撞。初级目标和次级目标能够无搭接地并排布置。

19、线圈面能够完全搭接初级目标和/或次级目标。目标中的至少一个目标能够完全布置在线圈面之内。通过完全的搭接，能够实现转向角传感器的最大可能的角度分辨率。

20、能够在使用包括发送线圈的振荡回路的情况下馈入激励信号。振荡回路能够是简单的l-c-振荡回路并且具有固定的振荡频率。振荡回路也能够是可调谐的。通过将单个的发送线圈用于激励两个目标这种方式，能够节省整条振荡回路。

21、能够使用振荡回路的振荡频率，以便对初级接收信号和次级接收信号进行解调。因为两个接收信号直接取决于相同的激励信号，所以能够容易地将振荡频率从接收信号中移除。