CN105241373A - 用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件(1)，其具有第一测量值指示器(20)和第二测量值指示器(40)，第一测量值指示器在圆周侧以预先规定的第一速比与旋转构件(10)耦联，第二测量值指示器在圆周侧以预先规定的第二速比与旋转构件(10)耦联，其中，测量值指示器(20、40)分别与至少一个测量值接收器(30、50)连接而产生用于获取旋转构件的当前转角的至少一个信息。根据本发明，两个测量值指示器(20、40)装配在共同的旋转轴线(DA)上。

Description

用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1所述类型的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件。
背景技术
在已知的转向角传感器中借助于磁场传感器无接触地探测用于确定方向盘的转数的计数轮。这种***的缺陷是，在关闭点火***的情况下必须提供静态电流，以能够在关闭点火***的情况下识别方向盘的旋转。这在长期不使用的车辆中导致车辆电池的不必要的放电。如果不提供这种静态电流，则当方向盘在点火***关闭或电池切断的情况下进行旋转时不再能够明确地确定转向角。
改进方案提供新的方向盘转角测量装置，其具有两个角度传感器，这些角度传感器根据修改的游标原理工作并且不再有提供静态电流的缺陷。然而由于成本原因备选的变型方案极为引人关注。
因此，例如DE19506938A1公开了用于在可旋转体中测量角度的方法和装置。在此，可旋转体在圆周侧与至少两个另外的可旋转体共同作用。另外的可旋转体例如实施为齿轮，其角位置借助于两个传感器获取。于是，由如此获取的两个附加的可旋转体的角位置可确定可旋转体的角位置。为了对此能够明确地表明，需要所有三个可旋转体或齿轮分别具有确定的齿数或速比。该方法和装置例如可用于获取机动车的转向角。所述的测量原理可应用于任意的角度传感器类型，例如光学、磁式、电容式、电感式或电阻式传感器。在此，另外的可旋转体用作测量值指示器，并且相应的传感器用作测量值接收器。
从DE102012202639A1中已知一种用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件。旋转构件在其圆周处与测量值指示器耦联，该测量值指示器与至少一个传感器连接而产生代表旋转构件的转角的信号。在此，测量值指示器实施为运动转换器，其将旋转构件的转动转换为测量值指示器的平移，其中至少一个传感器获取测量值指示器的代表旋转构件转角的位移。
发明内容
与此相比，根据本发明的具有独立权利要求1所述特征的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的优点是，用于利用至少两个测量值指示器确定车辆的转角、例如转向角所需要的电路板面积明显减小。在此，用于获取旋转构件的转角的两个测量值指示器装配在共同的旋转轴线上并且或者布置在电路板两侧或者仅布置在电路板一侧。通过将两个测量值指示器装配在一个旋转轴线上使得在相应的电路板上的投影基面更小。在用于在车辆中的旋转构件处获取转角的、使用至少两个测量值指示器的传统传感器组件中，测量值指示器分别布置在各自的旋转轴线上，使得需要显然更大的电路板面积。根据本发明的传感器组件的实施方式例如可用于实施游标方法或者用于冗余地获取转角，对此相应地需要至少两个测量值指示器。此外，通过在共同的旋转轴线上的布置方式基本上可实现直接测量对于游标方法引人关注的在两个测量值指示器之间的角度差。另外，第一测量值指示器可获取旋转构件在360°旋转范围内的角位置，并且第二测量值指示器可用作探测旋转构件的多圈旋转的计圈器()。
根据本发明的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的实施方式例如作为转向角传感器用于确定车辆的转向角。
本发明的实施方式提供一种用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件。在此，第一测量值指示器在圆周侧以预先规定的第一速比与旋转构件耦联，并且第二测量值指示器在圆周侧以预先规定的第二速比与旋转构件耦联。测量值指示器分别与至少一个测量值接收器连接而产生用于获取旋转构件的当前转角的至少一个信息。根据本发明，两个测量值指示器装配在共同的旋转轴线上。
通过在从属权利要求中提出的措施和扩展方案可实现在独立权利要求1中说明的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的有利的改进方案。
特别有利的是，套筒可抗扭地与旋转构件耦联，其中套筒在内圆周处具有带动件并且在外圆周处具有至少一个主齿圈。在此，第一测量值指示器可实施为带有第一齿圈的第一齿轮，并且第二测量值指示器可实施为带有第二齿圈的第二齿轮。在此，至少一个主齿圈与第一测量值指示器的第一齿圈和第二测量值指示器的第二齿圈啮合并且将测量值指示器置于转动中。两个齿轮相对于主齿轮尽管有相同的轴间距但可具有不同的速比。为此目的，齿轮的两个齿圈可具有不同的齿轮模数，并且主齿圈相应地实施为分开式且具有两个相应地实施的齿部(Verzahnung)。另一可行方案在于，主齿圈同样实施为分开式且具有两个齿部，这些齿部具有相同的齿轮模数但具有不同的齿数。在该实施方式中，分开的主齿圈具有两个不同的直径。两个较小的齿轮如此啮合使得出现相同的轴间距。不同齿数和不同模数的组合同样是可行的。
在根据本发明的传感器组件的有利的设计方案中，每个测量值指示器可具有至少一个金属区，并且至少一个测量值接收器可实施为带有至少一个探测线圈的涡流传感器，该探测线圈设置在至少一个电路板上并且与测量值指示器的金属区共同作用。至少一个探测线圈例如可实施为螺旋线圈或扇形线圈，其分别可作为扁平线圈布置在电路板的表面上。在利用涡流效应时至少一个探测线圈与金属物体的重叠或者至少一个探测线圈与金属物体的距离的变化影响至少一个探测线圈的电感，该电感可以合适的方式测量。
在根据本发明的传感器组件的另一有利的设计方案中，两个测量值指示器中的至少一个测量值指示器可与至少一个测量值接收器构成转角传感器，该转角传感器获取相应的测量值指示器的转角。这种转角传感器获取旋转的相应的测量值指示器在360°的旋转范围内的角位置，其中测量值指示器相对于相应的测量值接收器的至少一个探测线圈的轴向距离是不变的。
在根据本发明的传感器组件的另一有利的设计方案中，第一测量值接收器的至少一个探测线圈可设置在电路板的第一表面上，并且第二测量值接收器的至少一个探测线圈可设置在电路板的第二表面上。在此，电路板设置在测量值指示器之间，使得第一测量值指示器的至少一个金属区朝向第一测量值接收器的至少一个探测线圈，并且第二测量值指示器的至少一个金属区朝向第二测量值接收器的至少一个探测线圈。由此可实现使两个测量值指示器在没有螺纹的轴上以相对于相应的测量值接收器的至少一个探测线圈不变的距离运转。在这种情况中探测两个测量值指示器的角位置并且通过游标方法进行评估。
在根据本发明的传感器组件的另一有利的设计方案中，第一速比可实施为与第二速比相同，并且两个测量值指示器中的至少一个测量值指示器可与螺栓构成运动转换器，该运动转换器将旋转构件的转动转换为相应的测量值指示器的带有轴向平移的转动。在此，至少一个测量值接收器与相应的测量值指示器构成距离传感器，该距离传感器获取相应的测量值指示器的至少一个金属区相对于至少一个测量值接收器的至少一个探测线圈的轴向距离。实施为距离传感器的至少一个第二测量值接收器以有利的方式获取第二测量值指示器的经过的轴向位移作为用于获取旋转构件的转数的信息。由此可旋转的构件的转动引起在探测线圈和测量值指示器的金属区之间的距离的变化。在该实施方式中不一定需要两个齿轮来通过转换成在多圈旋转上的平移运动明确地确定旋转构件的转角。第二测量值指示器可用于实现冗余。
还可行的是，将设置在旋转轴线上的测量值指示器中的一个测量值指示器实施为距离传感器的相对于相应的测量值接收器的至少一个探测线圈有可变距离的部分，并且将另一测量值指示器实施为转角传感器的相对于相应的测量值接收器的至少一个探测线圈有不变距离的部分。在该实施方式中，除了第一测量值指示器的距离测量之外还探测第二测量值指示器的角位置。该方案的优点在于，可通过测量值接收器的探测线圈的相应的设计非常精确地进行没有螺栓的第二测量值指示器在360°旋转范围内的角度测量，并且通过测量带有螺栓的第一测量值指示器的距离与多圈旋转进行区分。在相应增加螺距的情况下可区分大约10转。
在根据本发明的传感器组件的另一有利的设计方案中，测量值指示器可布置为朝向电路板的同一表面，其中第一测量值指示器具有比第二测量值指示器相对于电路板的表面更小的距离。通过两个测量值指示器的这种特别有利的布置形式得到巨大的装配优点。
第一测量值指示器的至少一个金属区和第一测量值接收器的至少一个探测线圈例如可构成第一转角传感器，并且第二测量值指示器的至少一个金属区和第二测量值接收器的至少一个探测线圈可构成第二转角传感器。在此，第一转角传感器的至少一个金属区和至少一个探测线圈可比第二转角传感器的至少一个金属区和至少一个探测线圈布置得离旋转轴线更近。通过测量值接收器的探测线圈和测量值指示器的金属区的分开的空间布置形式实现通过测量值指示器的金属区独立地影响测量值接收器的探测线圈。因此，可通过在电路板一侧上布置两个测量值指示器的结构形式独立地测量两个测量值指示器的角位置。
作为备选，第一测量值指示器的至少一个金属区可与唯一的测量值接收器的至少一个探测线圈构成第一转角传感器，并且第二测量值指示器的至少一个金属区可与唯一的测量值接收器的至少一个探测线圈构成第二转角传感器。为了独立地获取各个测量值指示器的旋转位置，第一测量值指示器的至少一个金属区可比第二测量值指示器的至少一个金属区实施得更薄。在此，测量值接收器的至少一个探测线圈可依次以不同的频率激励并且评估，其中为获取第一测量值指示器的旋转位置比为获取第二测量值指示器的旋转位置需要以更高的频率激励至少一个探测线圈。通过将布置成更靠近电路板的第一测量值指示器的金属区实施得更薄，可通过至少一个探测线圈在较低的频率、例如大约2MHz的频率下的励磁穿透第一测量值指示器的较薄的金属区并且选择性地获取具有较厚的金属区的第二测量值指示器的角位置。通过紧接着使至少一个探测线圈在较高频率、例如大约50MHz的频率下工作可测量第一测量值指示器的角位置。因为具有较厚的金属区的第二测量值指示器在较高频率下也对至少一个探测线圈有影响，可以预料的是，第二测量值指示器的角位置影响第一测量值指示器的角位置的测量。但是如上所述，因为第二测量值指示器的角位置可不受第一测量值指示器干扰地被确定，所以可在数学上修正对第一测量值指示器的测量的影响。
作为备选，第一测量值指示器的至少一个金属区和第二测量值指示器的至少一个金属区与仅仅一个测量值接收器的至少一个探测线圈共同作用，从而可直接获取第一测量值指示器的旋转位置和第二测量值指示器的旋转位置的角度差。
在根据本发明的传感器组件的另一有利的设计方案中，唯一的测量值接收器可具有多个实施为扇形线圈的探测线圈，这些探测线圈可同时或者按照预先规定的顺序被激励并且被评估。由此可更精确地确定测量值指示器的金属区的位置更确切地说金属区的前部的位置。此外，实施为扇形线圈的探测线圈可重叠地布置在电路板的不同平面中。由此，可有利地防止测量值指示器的金属区的前部正好位于两个探测线圈之间并且从而可能不能被探测到。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例并且在以下说明中予以详细阐述。在附图中相同的附图标记表示执行相同或相似功能的部件或元件。
图1示出了根据本发明的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的第一实施例的示意性立体图。
图2示出了根据本发明的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的第二实施例的示意性立体剖视图。
图3示出了用于图1或2中的根据本发明的传感器组件的转角传感器的示意性俯视图。
图4示出了根据本发明的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的第三实施例的示意性剖视图。
图5示出了用于图4中的根据本发明的传感器组件的第一测量值指示器的示意性俯视图。
图6示出了用于图4中的根据本发明的传感器组件的第二测量值指示器的示意性俯视图。
图7示出了用于图4中的根据本发明的传感器组件的测量值接收器的示意性俯视图。
图8示出了图4中的根据本发明的传感器组件的测量值指示器的第一角度差位置在0°时的俯视图。
图9示出了图4中的根据本发明的传感器组件的测量值指示器的角度差位置在180°时的俯视图。
图10示出了用于图4中的根据本发明的传感器组件的差角传感器的示意性俯视图。
图11示出了根据本发明的用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件的第四实施例的示意性剖视图。
图12示出了用于表示关于旋转构件的转角的游标原理的特征曲线图。
具体实施方式
如从图1至11可以看出的那样，所示的根据本发明的用于在车辆中的旋转构件10处获取转角α的传感器组件1、1A、1B、1C、1D的实施例分别具有在圆周侧以预先规定的第一速比与旋转构件10耦联的第一测量值指示器20、20A、20B、20C、20D以及在圆周侧以预先规定的第二速比与旋转构件10耦联的第二测量值指示器40、40A、40B、40C、40D。在此，测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D分别与至少一个测量值接收器30、30A、30B、30C、30D、30E、50、50A、50B、50E连接而产生用于获取旋转构件10的当前转角α的至少一个信息。根据本发明，两个测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D装配在共同的旋转轴线DA上。
如从图1至11可进一步看出的那样，套筒10A分别在所示的根据本发明的传感器组件1、1A、1B、1C、1D的实施例中抗扭地与旋转构件10耦联。为此目的，套筒10A在内圆周处具有带动件16。第一测量值指示器20、20A、20B、20C、20D实施为带有第一齿圈24的第一齿轮22，并且第二测量值指示器40、40A、40B、40C实施为带有第二齿圈44的第二齿轮42。为了与第一测量值指示器20、20A、20B、20C、20D和第二测量值指示器40、40A、40B、40C、40D耦联，套筒10A在外圆周处具有至少一个主齿圈18，其与第一测量值指示器20、20A、20B、20C、20D的第一齿圈24和第二测量值指示器40、40A、40B、40C的第二齿圈44啮合并且将测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D置于旋转中。至少一个主齿圈18设置在盘状的基体17处，该基体与套筒10A构造为一体。
两个齿轮22、42相对于套筒10A的主齿圈18尽管有相同的轴间距但具有不同的速比。为此目的可使用不同的齿部模数。因此，主齿圈18的齿部大致在中间分成具有不同模数的第一齿部18.1和第二齿部18.2。另一可行方案在于，主齿圈18在中间分开并且在模数相同的情况下具有不同的齿数。在该方案中，对于两个齿部18.1、18.2得到不同的直径。对两个较小的齿轮22、42进行啮合使得出现相同的轴间距。不同齿数和不同模数的组合同样是可行的。
在所示的根据本发明的传感器组件1、1A、1B、1C、1D的实施方式中，至少一个测量值接收器30、30A、30B、30C、30D、30E、50、50A、50B、50E实施为带有预定数量的探测线圈66的涡流传感器，这些探测线圈布置在至少一个电路板60上并且与测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D的金属区26、46共同作用。至少一个探测线圈66可实施为螺旋线圈66B或扇形线圈66A。因此，探测线圈66产生相应的磁场，通过两个测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D的运动或位置影响该磁场，从而未示出的评估和控制单元可评估对磁场的影响和探测线圈66的电感的变化。评估和控制单元可同时或者按照预先规定的顺序评估至少一个测量值接收器30、30A、30B、30C、30D、30E、50、50A、50B、50E的探测线圈。在所示的实施例中，探测线圈66实施为直接布置在电路板60、60A、60B、60C、60D上的扁平线圈。然而也可考虑其他的建立平台，例如硅。传感器作用基于涡流效应。具体地，至少一个探测线圈66与相应的测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D的金属区26、46的重叠或者至少一个探测线圈66与相应的测量值指示器20B的金属区26、46的距离影响至少一个探测线圈66的电感，该电感以合适的方式被测量。
在所示的根据本发明的传感器组件1的实施例中，测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D的金属区26、46实施为引入到测量值指示器20、20A、20B、20C、20D、40、40A、40B、40C、40D的基体中的***件。相应的测量值指示器20、30在实施为距离传感器时可完全由金属材料制成。
如从图1至3可进一步看出的那样，两个测量值指示器20A、20B、40A、40B在共同的旋转轴线DA上布置在电路板60A、60B的两侧。两个测量值指示器20A、40A可旋转运动地支承在共同的支撑螺栓2A、2B上，该支撑螺栓穿过电路板60A、60B延伸。在电路板60A、60B的第一表面62(在此为上侧)上设置有第一测量值接收器30A、30B的至少一个探测线圈66。在电路板60A、60B的第二表面64(在此为下侧)上设置有第二测量值接收器50A、50B的至少一个探测线圈66。第一测量值接收器30A、30B和第二测量值接收器50A、50B的探测线圈66可通过在此未示出的埋设在电路板60A、60B中的屏蔽平面彼此电隔离。电路板60A、60B布置在测量值指示器20A、20B、40A、40B之间，使得第一测量值指示器20A、20B的至少一个金属区26朝向第一测量值接收器30A、30B的至少一个探测线圈66，并且第二测量值指示器40A、40B的至少一个金属区46朝向第二测量值接收器50A、50B的至少一个探测线圈66。
如从图1中可进一步看出的那样，在所示的根据本发明的传感器组件1A的第一实施例中，第一测量值指示器20A与第一测量值接收器30A并且第二测量值指示器40A与第二测量值接收器50A分别构成转角传感器3A、3B，其独立地获取相应的测量值指示器20A、40A的转角α1、α2。在该实施方式中，在测量值指示器20A、40A和相应的测量值接收器30A、50A之间的轴向距离是不变的。于是，即使在多圈旋转的情况下也可通过游标方法从测量值指示器20A、40A的所获取的转角α1、α2中明确地确定旋转构件10的转角Ψ，如根据图12的特征曲线图所示。
如从图2中可进一步看出的那样，在所示的根据本发明的传感器组件1B的第二实施例中，第一测量值指示器20B与第一测量值接收器30B构成距离传感器5，该距离传感器获取在第一测量值指示器20B和第一测量值接收器30B之间的轴向距离。第二测量值指示器40B与第二测量值接收器50B构成转角传感器3A，该转角传感器获取相应的测量值指示器40B的转角。在该实施方式中，在第一测量值指示器20B和相应的第一测量值接收器30B之间的轴向距离与旋转构件10的转数有关，而在第二测量值指示器40B和相应的第二测量值接收器50B之间的轴向距离是不变的。在所示的第二实施例中，第一测量值指示器20B与螺栓2B构成运动转换器7，该运动转换器将旋转构件10的转动12A转换成相应的测量值指示器20B的带有轴向平移14的转动12B。由第一测量值接收器30B与相应的第一测量值指示器20B构成的距离传感器5获取第一测量值指示器20B的至少一个金属区26相对于第一测量值接收器30B的至少一个探测线圈66的轴向距离并且从第一测量值指示器20B的经过的轴向位移14中产生用于获取旋转构件10的转数的信息。在所示的第二实施例中，第一速比和第二速比实施为相同的。第二测量值指示器40B设置在螺栓2B的没有螺纹的区域上并且只进行绕共同的旋转轴线DA的旋转运动。
在未示出的实施例中，第二测量值指示器40B也可与第二测量值接收器50B构成距离传感器5，该距离传感器获取在第二测量值指示器40B和第二测量值接收器50B之间的轴向距离。在该实施方式中，两个测量值指示器20B、40B可与螺栓2B构成运动转换器7。由此，测量值指示器20B、40B的旋转引起在探测线圈66和测量值指示器的金属区26、46之间的距离的变化。在这种情况中不一定需要两个测量值指示器20B、40B来明确地确定旋转构件10在多圈旋转中的转角，但附加的距离传感器5可用于实现冗余。
如从图3中可看出的那样，转角传感器3A、3B的测量值接收器30A、50A、50B分别包括三个实施为扇形线圈66A的、布置为圆形的探测线圈66，其均匀分布地布置在与测量值指示器20A、40A、40B的重叠区域中。相应的测量值指示器20A、40A、40B分别包括两个金属区26、46。由此可非常精确地进行角度测量。用于相应的转角传感器3A、3B的探测线圈66的数量和几何形状可多种多样。但完全可考虑特别是在探测线圈66的数量方面的其他变型方案。这同样适用于在旋转的测量值指示器20A、40A、40B中的金属区26、46的数量和几何形状。
此外，如在图4中可看出的那样，在所示的根据本发明的传感器组件1C的第三实施例中，两个实施为齿轮22、42的测量值指示器20C、40C可旋转运动地支承在支撑螺栓2A处并且在共同的旋转轴线DA上运转。此外，两个测量值指示器20C、40C布置在电路板60C的一侧上，在该侧上设置有共同的测量值接收器30C的至少一个探测线圈66。由此得到显著的装配优点。
在所示的根据本发明的传感器组件1C的第三实施例中，相应的测量值指示器20C、40C的转角α1、α2可或者被独立地测量或者可直接测量在测量值指示器20C、40C之间的角度差。相应的测量值指示器20C、40C的转角α1、α2的独立测量要求两个测量值指示器20C、40C的金属区26、46的可区分性。金属区26、46的区分的可能性可通过金属区26、46的厚度实现。当第一测量值指示器20C(其布置得更靠近电路板60C)的至少一个金属区26比第二测量值指示器40C(其布置得离电路板60C更远)的至少一个金属区46实施得更薄时，可通过至少一个探测线圈66在较低频率、例如大约2MHz的频率下的励磁穿透较薄的金属区26并且选择性地探测第二测量值指示器40C的较厚的金属区46或角位置。通过接下来以较高的频率、例如大约50MHz的频率激励至少一个探测线圈66，可测量第一测量值指示器20C的位置。因为第二测量值指示器40C的较厚的金属区46在较高的频率下也对至少一个探测线圈66有影响，因此可以预料的是，第二测量值指示器40C的位置影响第一测量值指示器20C的位置的测量。因为如上所述第二测量值指示器40C的位置可不受第一测量值指示器20C干扰地被确定，所以可在数学上修正对第一测量值指示器20C的测量的影响。
在直接获取在测量值指示器20C、40C之间的角度差的情况中获取金属区26、46的有效工作的金属面积，该金属区覆盖共同的测量值接收器30C的至少一个探测线圈66并且由此影响至少一个探测线圈66的电感。
如从图5和图6中可看出的那样，两个测量值指示器20C、40C可分别实施为具有半圆形的金属区26、46。可使用根据图7的简单的螺旋线圈66B作为用于共同的测量值接收器30C的探测线圈66。图8和图9分别示出了在两个测量值指示器20C、40C处于两个角度差位置(极限位置)时有效工作的金属面积，其中图8示出了0°的角度差，而图9示出了180°的角度差。角度差由于两个测量值指示器20C、40C的不同的速比产生。在主齿圈18和第一测量值指示器20C的第一齿圈24之间有42:26的第一速比并且在主齿圈18和第二测量值指示器40C的第二齿圈44之间有42:28的第二速比的情况中，在主齿圈18转过4.3转(1560°)之后才在两个测量值指示器20C、40C之间出现180°的角度差(α1＝1560°*42/26＝2520°；α2＝1560°*42/28＝2340°；α1-α2＝180°)，如图12所示。由此，所示的第三实施例使得能够确定旋转构件10的绝对角度以及识别多圈旋转。
根据本发明的具有实施为螺旋线圈66B的探测线圈66的传感器组件1C的第三实施例的固有缺陷与角度分辨率相关。差角传感器的测量尺度由实施为螺旋线圈66B的探测线圈66的电感的变化形成。实际上在由两个测量值指示器20C、40C的金属区26、46完全覆盖螺旋线圈66B和没有任何覆盖之间只以30％的电感相对变化为出发点。因为对螺旋线圈66B的50％的覆盖率表示最小值，所以在旋转构件10的转角Ψ有0.1°的理想角度分辨率的情况下可识别15300个角度位置。这在有15％的电感相对变化的情况下有很高的技术要求。
在使用图10所示的具有6个实施为扇形线圈66A的、布置为圆形的探测线圈66的共同的测量值接收器30D时可克服该缺陷。作为测量值指示器20C、40C使用在图5和图6中所示的分别具有半圆形金属区26、46的测量值指示器20C、40C。图10示出了在两个测量值指示器20C、40C之间有大约45°的角度差时两个金属区26、46的有效工作的金属面积。可根据未被覆盖的、完全被覆盖的和部分被覆盖的扇形线圈66A确定投影到共同的测量值接收器30D上的面积。由此，还总是存在关于旋转构件10的多圈旋转的信息。然而此外，明显较小的扇形线圈66A可更精确地识别金属区26、46的前部26.1、46.1的位置。在主齿圈18或旋转构件10转过0.1°时，第一测量值指示器20C的金属区26的前部26.1转过0.1°*(42/26)＝0.16°，并且第二测量值指示器40C的金属区46的前部46.1转过0.1°*(42/28)＝0.15°。因为每个扇形线圈66A占据圆形区段的大约60°，大约0.15°的覆盖面变化已经引起(30％*(0.15/60))＝0.075％的电感相对变化。该值比在根据图7的螺旋线圈66B的情况中高得多。在其中电感的相对变化为(30％/15300)＝0.00196％。
在根据本发明的传感器组件1的未示出的实施例中，六个或更多的探测线圈66也可实施为部分地相互交错。由此可防止金属区26、46的前部26.1、46.1正好位于两个探测线圈66之间并且由此可能不能被探测到。对此，探测线圈66的角度例如可由60°扩大到70°。可通过使用多个电路板平面防止穿透。
此外如从图11中可看出，在所示的根据本发明的传感器组件1D的第四实施例中两个测量值指示器20D、40D类似于第三实施例地布置在电路板60E的一侧上。在所示的根据本发明的传感器组件1D的第四实施例中，可独立地测量两个测量值指示器20D、40D的角位置。对此存在具有至少一个探测线圈66的内部的测量值接收器30E，该探测线圈仅被第一测量值指示器20D的金属区26覆盖。在此，第一测量值指示器20D的金属区26同样设置在内部区域中，即，靠近支撑螺栓2A。此外存在具有至少一个探测线圈66的外部的测量值接收器50E，该探测线圈仅被第二测量值指示器40D的金属区46覆盖。在此，第二测量值指示器40D的金属区46同样设置在外部区域中，即，远离支撑螺栓2A处。由此，通过两个测量值指示器20D、40D的金属区26、46独立地影响探测线圈66。
根据本发明的传感器组件的实施方式优选用作用于确定车辆转向角的转向角传感器。

Claims (15)

1.一种用于在车辆中的旋转构件处获取转角的传感器组件，其具有第一测量值指示器(20)和第二测量值指示器(40)，所述第一测量值指示器在圆周侧以预先规定的第一速比与所述旋转构件(10)耦联，所述第二测量值指示器在圆周侧以预先规定的第二速比与所述旋转构件(10)耦联，其中，所述测量值指示器(20、40)分别与至少一个测量值接收器(30、50)连接而产生用于获取所述旋转构件(10)的当前转角(Ψ)的至少一个信息，其特征在于，两个所述测量值指示器(20、40)装配在共同的旋转轴线(DA)上。
2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，套筒(10A)抗扭地与所述旋转构件(10)耦联，其中，所述套筒(10A)在内圆周处具有带动件(16)并且在外圆周处具有至少一个主齿圈(18)，其中，所述第一测量值指示器(20)实施为带有第一齿圈(24)的第一齿轮(22)，其中，所述第二测量值指示器(40)实施为带有第二齿圈(44)的第二齿轮(42)，并且其中，所述至少一个主齿圈(18)与所述第一测量值指示器(20)的第一齿圈(24)和所述第二测量值指示器(40)的第二齿圈(44)啮合并且将所述测量值指示器(20、40)置于旋转中。
3.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其特征在于，每个测量值指示器(20、40)具有至少一个金属区(26、46)，并且所述至少一个测量值接收器(30、50)实施为带有至少一个探测线圈(66)的涡流传感器，该探测线圈设置在至少一个电路板(60)上并且与所述测量值指示器(20、40)的金属区(26、46)共同作用。
4.根据权利要求3所述的传感器组件，其特征在于，所述至少一个探测线圈(66)实施为螺旋线圈(66B)或扇形线圈(66A)。
5.根据权利要求3或4所述的传感器组件，其特征在于，所述两个测量值指示器(20A、20C、20D、40A、40B、40C、40D)中的至少一个测量值指示器与至少一个测量值接收器(30A、30C、30D、30E、50A、50B、50E)形成转角传感器(3A、3B)，该转角传感器获取相应的所述测量值指示器(20A、20C、20D、40A、40B、40C、40D)的转角(α1、α2)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的传感器组件，其特征在于，第一测量值接收器(30A、30B)的所述至少一个探测线圈(66)布置在所述电路板(60)的第一表面(62)上，并且第二测量值接收器(50A、50B)的所述至少一个探测线圈(66)布置在所述电路板(60)的第二表面(64)上，其中，所述电路板(60)设置在所述测量值指示器(20A、20B、40A、40B)之间，使得所述第一测量值指示器(20A、20B)的至少一个金属区(26)朝向所述第一测量值接收器(30A、30B)的至少一个探测线圈(66)，并且所述第二测量值指示器(40A、40B)的至少一个金属区(46)朝向所述第二测量值接收器(50A、50B)的至少一个探测线圈(66)。
7.根据权利要求6所述的传感器组件，其特征在于，所述第一速比与所述第二速比相同，并且所述两个测量值指示器中的至少一个测量值指示器(20B)与螺栓(2B)形成运动转换器(7)，该运动转换器将所述旋转构件(10)的转动(12A)转换成相应的所述测量值指示器(20B)的带有轴向平移(14)的转动(12B)，其中所述至少一个测量值接收器(30B)与相应的所述测量值指示器(20B)形成距离传感器(5)，该距离传感器获取相应的所述测量值指示器(20B)的至少一个金属区(26)与所述至少一个测量值接收器(30B)的至少一个探测线圈(66)的轴向距离。
8.根据权利要求7所述的传感器组件，其特征在于，实施为距离传感器(5)的所述至少一个第二测量值接收器(30B)获取所述第二测量值指示器(20B)的经过的轴向位移(14)作为用于获取所述旋转构件(10)的转数的信息。
9.根据权利要求3至5中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述测量值指示器(20C、20D、40C、40D)设置为朝向所述电路板(60C、60D、60E)的同一表面，其中所述第一测量值指示器(20C、20D)具有比所述第二测量值指示器(40C、40D)离所述电路板(60C、60D、60E)的表面更近的距离。
10.根据权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述第一测量值指示器(20D)的至少一个金属区(26)和第一测量值接收器(30E)的至少一个探测线圈(66)形成第一转角传感器(3A)，并且所述第二测量值指示器(40D)的至少一个金属区(46)和第二测量值接收器(50E)的至少一个探测线圈(66)形成第二转角传感器(3B)，其中所述第一转角传感器(3A)的至少一个金属区(26)和至少一个探测线圈(66)比所述第二转角传感器(3B)的至少一个金属区(46)和至少一个探测线圈(66)布置得更靠近所述旋转轴线(DA)。
11.根据权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述第一测量值指示器(20C)的至少一个金属区(26)与唯一的测量值接收器(30C)的至少一个探测线圈(66)形成第一转角传感器(3A)，并且所述第二测量值指示器(40C)的至少一个金属区(46)与所述唯一的测量值接收器(30C)的至少一个探测线圈(66)形成第二转角传感器(3B)。
12.根据权利要求11所述的传感器组件，其特征在于，所述第一测量值指示器(20C)的至少一个金属区(26)比所述第二测量值指示器(40C)的至少一个金属区(46)实施得更薄，其中所述测量值接收器(30C)的至少一个探测线圈(66)相继以不同的频率被激励并且被评估，其中，为了获取所述第一测量值指示器(20C)的旋转位置比为了获取所述第二测量值指示器(40C)的旋转位置以更高的频率激励所述至少一个探测线圈(66)。
13.根据权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述第一测量值指示器(20C)的至少一个金属区(26)和所述第二测量值指示器(40C)的至少一个金属区(46)与仅仅一个测量值接收器(30C)的至少一个探测线圈(66)共同作用，使得能够直接获取所述第一测量值指示器(20C)的旋转位置和所述第二测量值指示器(40C)的旋转位置的角度差。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述测量值接收器(40C)具有多个实施为扇形线圈(66A)的探测线圈(66)，这些探测线圈同时或按照预先确定的顺序被激励并且被评估。
15.根据权利要求14所述的传感器组件，其特征在于，实施为扇形线圈(66A)的所述探测线圈(66)重叠地布置在所述电路板(60)的不同平面中。
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