JP5766208B2 - 回転角センサ - Google Patents
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Description
トルクセンサおよび回転角センサの分野では、今日では通常である磁気測定方法が使用されている。この例は、Robert Bosch GmbHのトルクセンサTSS−1である。ここでは、回転運動時に変化する磁界がホールセンサによって識別され、測定された信号が回転角信号またはトルク信号に換算される。このセンサは、殊に、高い角度解像度を特徴とする。これは一部では、0.01°を下回る。
容量性の角度位置センサが、文献EP1396703A2号から公知である。このセンサは、2つの円形容量性プレートと、誘電性材料から成る半円形のローターとを有している。ここでこのローターはシャフトに、このシャフトによって回転可能に配置されている。2つのプレートは、このシャフトに対して位置固定に配置されている。従って2つのプレートの間のキャパシタンスが、誘電性ローターの角度に依存した位置によって定められる。これによって同様に、シャフトの角度が特定される。
シャフトの速度および角度位置を特定するためのシステムが文献US3421371号に記載されている。ここでも、シャフトの速度および角度位置が容量性に検出される。このために、このシステムは同様に、シャフトに位置固定に配置されたコンデンサの2つのプレートと、これら2つのプレートの間に配置された誘電性ローターとを有している。ここでこのローターは、シャフトに回転可能に固定されている。ここでこのローターは円形のディスクとして形成されおり、このローターは、ローターの中心点に対してずれている点でシャフトに固定されている。
文献WO98/43046A2号には、容量性の回転角センサおよび角速度センサが記載されている。これは、所定のセンタリング角度を備えた、円扇形状の、相互に絶縁されている2つの電極を有している。これら2つの電極の間に、シャフト上にローターが配置されている。このローターはシャフトの回転軸に向けられている扇形状の少なくとも1つの羽根を有している。
トーションバーによって相互に接続されている第1の回転角センサと第2の回転角センサを有するトルクセンサは、文献JP61076928A号の構成要件である。
このような背景に基づいて、独立請求項の特徴部分に記載された構成を有する回転角センサおよびトルクセンサ並びに回転角およびトルクを特定するための方法を提供する。従属請求項および明細書に、本発明の別の実施形態が記載されている。
Claims (5)
- 回転角センサであって、当該回転角センサは相対向して対をなすコンデンサプレートをそれぞれ有する2つのコンデンサ(86、88、108、112)と、ディスク(82、106、110)として形成されている誘電体とを有しており、
当該ディスク(82、106、110)は、前記対をなすコンデンサプレートの間で回転可能に配置されており、かつ、回転角度に応じて、前記対をなすコンデンサプレートの間で前記ディスク(82、106、110)の占める面積割合(130、132、134、136、138、140、142)が変化し、
前記回転角センサ(76、96、98)は、前記コンデンサ(86、88、108、112)のキャパシタンスの測定値に依存して回転角を特定するように構成されている、回転角センサにおいて、
前記ディスクは、放射状に等間隔に突出する複数の星先端部(90)を有する星形ディスク(106、110)として形成されており、
前記2つのコンデンサは、前記星形ディスク(106、110)の隣り合う前記星先端部(90)の間の角度よりも大きい角度で配置されている、
ことを特徴とする回転角センサ。 - 第1および第2回転角センサとして、請求項1に記載された回転角センサ(26、28、96、98)を有しているトルクセンサであって、
前記回転角センサ(26、28、96、98)の複数の誘電体として形成されている複数のディスク(38、42、106、110)は、トーションバー(34、104)を介して相互に接続されている、
ことを特徴とするトルクセンサ。 - 前記第1の回転角センサ(2、26、28、76、96、98)によって第1のキャパシタンスを測定し、前記第2の回転角センサ(2、26、28、76、96、98)によって第2のキャパシタンスを測定し、当該測定されたキャパシタンスの差から、前記複数の回転角センサ(2、26、28、96、98)の前記複数のディスク(82、106、110)の間の回転角の差を特定するように構成されている、請求項2記載のトルクセンサ。
- ディスク(82、106、110)の回転角を特定するための方法であって、当該ディスクは誘電体として形成され、かつコンデンサ(86、88、108、112)の複数のコンデンサプレートの間に回転可能に配置され、
前記ディスク(6、38、42、82、106、110)の回転角に応じて、当該ディスク(82、106、110)によって前記複数のコンデンサプレートの間で占められる面積割合(130、132、134、136、138、140、142)が変化し、
前記回転角を、前記コンデンサ(86、88、108、112)のキャパシタンスの測定値に依存して特定する、方法において、
前記ディスクは、放射状に等間隔に突出する複数の星先端部(90)を有する星形ディスク(106、110)として形成されており、
前記2つのコンデンサは、前記星形ディスク(106、110)の2つの星先端部(90)の間の角度よりも大きい角度で配置されている、
ことを特徴とする、ディスク(82、106、110)の回転角を特定するための方法。 - 第1のディスク(38、42、106、110)と第2のディスク(38、42、106、110)との間のトルクを特定するための方法であって、
当該ディスクは、トーションバー(34、104)を介して相互に接続され、
前記第1のディスク(38、42、106、110)として、ディスク(38、42、106、110)を有する、請求項1記載の一の回転角センサ(26、28、96、98)によって第1のキャパシタンスを求め、
前記第2のディスク(38、42、106、110)として、ディスク(38、42、106、110)を有する、請求項1記載の他の回転角センサ(26、28、96、98)によって第2のキャパシタンスを求め、当該求められたキャパシタンスの差からトルクを特定する、
ことを特徴とする、第1のディスク(38、42、106、110)と第2のディスク(38、42、106、110)との間のトルクを特定するための方法。
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