[发明专利]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个旋转特性的传感器系统

说明书

本发明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)具有至少一个能够与所述旋转元件连接的发送器轮(114)，其中，所述发送器轮(114)具有发送器轮型廓(116)。此外，传感器系统(110)包括至少一个位置传感器(118)和至少一个相位发送器(120)。此外，传感器系统具有至少一个数字接口(122)和至少一个增量接口(124)，其中，传感器系统(110)设置用于经由数字接口(122)输出至少一个借助位置传感器(118)产生的绝对位置信号，并且经由增量接口(124)输出至少一个借助相位发送器(120)产生的增量信号。

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。在此，通常可以将旋转特性理解为至少部分地描述旋转元件的旋转的特性。在此，例如可以涉及角速度、转速、角加速度、旋转角或另一特性，所述另一特性可以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。这种传感器的示例在由Konrad Reif(编)的《机动车中的传感器》(2012年，第二版，63-74页和120-129页)中描述。

例如，可以确定电机的(尤其电动车辆的电机的)转子的转速或转子的角位置。此外，也可以借助霍尔传感器利用所谓的相位发送器来确定内燃机的凸轮轴相对于曲轴的位置。通常，将发送器轮(Geberrad)安装在旋转轴线上。在发送器轮上可以有齿，当凸轮轴旋转时，霍尔传感器扫描这些齿。

因此，在DE4011503A1中描述一种用于检测内燃机的旋转部分的设备，在该设备中，所述旋转部分设有具有多个规则齿的发送器盘。此外，在DE102014220458A1中描述一种用于无接触式地检测旋转构件上的旋转角的传感器装置，其中，所述旋转构件与盘状目标物耦合。此外，在DE102013203937A1中描述一种具有转子的电机，所述转子在定子中围绕旋转轴线能够旋转地支承，其中，提供至少一个光学传感器，该光学传感器相对于定子位置固定地支承并且该光学传感器具有光学检测区域。在此，转子具有带有至少一个光学标记的标记装置。

尽管通过这种传感器装置实现了改善，但是仍然存在改善潜力。因此，所述类型的传感器设备通常需要许多结构空间。在故障情况下，通常只能以巨大的开销才能实现更换。此外，通常存在高的电路开销。此外，通常尤其在高转速情况下，跟踪误差以及经常伴随的(例如在测量旋转角时)缺乏精度非常显著。

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。“用于确定旋转元件的至少一个旋转特性的传感器系统”在本发明的范畴内原则上可以理解为任意的如下设备：所述设备适用于检测至少一个旋转特性，并且所述设备例如可以产生相应于所检测的特性的至少一个电测量信号——例如电压或电流。也能够检测特性的组合。“旋转特性”在本发明的范畴内原则上可以理解为如下特性：该特性至少部分地描述旋转元件的旋转。在此，例如可以涉及角速度、转速、角加速度、旋转角或另一特性，所述另一特性可以至少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。例如，旋转特性可以涉及位置(尤其角位置)，或者涉及转速或者涉及这两种参量的组合。也能够检测其他的特性和/或特性的其他组合。“角位置”在本发明的范畴内原则上可以理解为能够旋转的设备(例如旋转元件或发送器轮)的关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在机动车中、尤其在内燃机或电动机中使用。“旋转元件”在本发明的范畴内原则上可以理解为任意如下元件：该元件具有旋转轴线并且围绕该旋转轴线旋转。旋转元件可以是驱动装置中的轴线(例如凸轮轴)。例如，可以确定凸轮轴的角位置或凸轮轴的转速或这两种参量的组合。此外，旋转元件也可以涉及电动机的旋转元件(例如转子)。