專利名稱：位置傳感器、評(píng)估電路以及電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位置傳感器，該位置傳感器在適當(dāng)?shù)奈恢靡詡魉陀?于評(píng)估經(jīng)過(guò)特定轉(zhuǎn)數(shù)之后的軸的定位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并且涉及用于這樣的 位置傳感器的評(píng)估電路，以及與之相關(guān)的電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)通常被用于獲得在兩個(gè)端位置之間的線性運(yùn)動(dòng)。因此汽車中 的活動(dòng)百葉窗和窗戶是相關(guān)的例子。這樣的線性運(yùn)動(dòng)的端位置對(duì)應(yīng)于經(jīng) 過(guò)特定的轉(zhuǎn)數(shù)之后的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。
當(dāng)不但希望探測(cè)端位置而且還希望探測(cè)在端位置之間的某一位置 時(shí)，需要位置傳感器并且該位置傳感器在適當(dāng)?shù)奈恢靡詡魉捅匦璧臄?shù) 據(jù)，該必需的數(shù)據(jù)至少作為起點(diǎn)用于評(píng)估這樣的位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣的位置傳感器、相應(yīng)的評(píng)估電路以及 具有這樣的位置傳感器的電動(dòng)機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種位置傳感器(PS)，該位置傳感器 (PS)在適當(dāng)位置以傳送用于評(píng)估經(jīng)過(guò)特定的轉(zhuǎn)數(shù)之后的軸(OS)的定
位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，其特征在于，兩個(gè)變速器(Gl， G2)被固定至所述軸 (OS)以在適當(dāng)位置傳送所述軸的每個(gè)位置給旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)，選擇
變速比以使得經(jīng)過(guò)特定的轉(zhuǎn)數(shù)軸(OS)的特定轉(zhuǎn)數(shù)后兩個(gè)變速器在一轉(zhuǎn)
上的輸出不同。
另外，提供一種用于上述位置傳感器(PS)的評(píng)估電路，其特征在 于，它包括根據(jù)由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)感測(cè)的旋轉(zhuǎn)位置確定絕對(duì)值的 裝置。
另外，提供一種具有上述位置傳感器的電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的構(gòu)思是使用兩個(gè)變速器，尤其是，經(jīng)過(guò)全部的特定轉(zhuǎn)數(shù)之 后具有一轉(zhuǎn)的輸出差異的齒輪或小齒輪變速器。
在附屬權(quán)利要求和之后的描述中可以找到本發(fā)明的補(bǔ)充的實(shí)施例。


圖1顯示了在一個(gè)透視圖中依據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的輸出級(jí)和位置傳 感器；
圖2顯示了在另一個(gè)透視圖中依據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的輸出級(jí)和位置 傳感器。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了電動(dòng)機(jī)的輸出齒輪OGW、支撐板HP1、四個(gè)齒輪 GW1、 GW2、 GW3和GW4、三個(gè)定距塊(distance piece) DP以及輸出 軸OS。依據(jù)本發(fā)明不包括輸出齒輪OGW的這些部件被認(rèn)為是位置傳感 器PS。
優(yōu)選地，依據(jù)本發(fā)明所述輸出軸OS在此處用作位置傳感器的軸，且 所述輸出軸OS與輸出齒輪OGW作為單個(gè)零件被制備。因此所述位置傳 感器PS優(yōu)選地與電動(dòng)機(jī)裝配在一起。
所述支撐板HP1承載構(gòu)建位置傳感器的部件。為此所述輸出軸穿過(guò) 所述支撐板。
兩個(gè)齒輪，齒輪GW1和齒輪GW3，在相對(duì)于輸出齒輪OGW的支 撐板HP1的一側(cè)被固定連接至輸出軸上。
另外兩個(gè)齒輪GW2和GW4被安裝，以使得它們分別與齒輪GW1 和GW2嚙合。
齒輪GW1和齒輪GW2形成第一齒輪機(jī)構(gòu)Gl，并具有變速比nl; 齒輪GW3和齒輪GW4形成第二齒輪機(jī)構(gòu)G2，并具有變速比n2。
現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明選擇變速比，以使得經(jīng)過(guò)軸或輸出軸OS的特定轉(zhuǎn)數(shù) 之后兩個(gè)變速器在一轉(zhuǎn)上的輸出不同。
如果zi是齒輪GWi的輪齒的數(shù)目，那么變速比nl=zl/z2，變速比 n2=z3/z4，在此時(shí)，當(dāng)n2>nl時(shí)，多轉(zhuǎn)(圈)數(shù)目MT是n2/(n2-nl)。這是齒輪GW2的轉(zhuǎn)數(shù)，而齒輪GW2被制作為比齒輪GW4精確地多一 轉(zhuǎn)。這個(gè)多轉(zhuǎn)數(shù)目MT是所述齒輪機(jī)構(gòu)的第二側(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)，且必須被計(jì)數(shù) 返回(count back)至主側(cè)，也就是所述輸出軸OS的一側(cè)。那么，所述 給定的特定轉(zhuǎn)數(shù)是MT/n2。
在一個(gè)容易理解的例子中(不同于在圖中示出的)，我們打算在所述 輸出軸的MT=100轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)具有唯一的分辨率。現(xiàn)在使輪齒的數(shù)目 zl=z2=z4=99，并且z3400，那么MT=100。在一個(gè)更加實(shí)際的例子中， 所述輪齒的數(shù)目是zl=65， z2=52， z3=63，和z4=50。相對(duì)應(yīng)于所述輸出 軸OS的100轉(zhuǎn)，這會(huì)導(dǎo)致MT-126。
在圖1中看上去像齒輪GW2和GW4的固定架的裝置實(shí)際上是這些 齒輪的軸，并且與它們一起旋轉(zhuǎn)。在它們上面的端部的旋轉(zhuǎn)編碼器RE， 即在例子中的所謂的兩極磁鐵，被以如圖中顯示的虛線那樣橫跨所述上 端連接。
在圖1中我們更多地以俯視圖觀察，而現(xiàn)在，在圖2中更多地是從 底部觀察。
除了在圖1中已經(jīng)看到的，我們現(xiàn)在也可看到支撐板HP2，其實(shí)際 上是印刷電路板，承載著兩個(gè)不接觸的磁性旋轉(zhuǎn)編碼器或霍爾傳感器 HS1和HS2。
所述支撐板HP2被安裝在己經(jīng)提及的定距塊DP上。所述的兩個(gè)霍 爾傳感器HS1和HS2代表了用以解碼上面提及的旋轉(zhuǎn)編碼器的角位置的 任何解碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器RE和相關(guān)的解碼器HS1以及HS2彼此面對(duì)。 除了霍爾傳感器之外，當(dāng)然可以使用任何一種磁場(chǎng)傳感器。 除了磁性編碼器和解碼器之外，可以使用任何合適的一對(duì)類似裝 置。例如，如果需要，具有擋光板(light barrier)時(shí)，可輕易地提高所述 的分辨率。
很清楚可以使用任意種類的齒輪機(jī)構(gòu)，不僅是此處顯示的正齒輪 (spurgear),而且還可以使用類似具有摩擦輪或帶的變速器。
在這個(gè)例子中，所述輸出齒輪OGW顯示了整個(gè)位置傳感器被規(guī)定 成為它所附屬的所述電動(dòng)機(jī)的整體部分。但是它也可以是作為獨(dú)立的單 元被制作。此處提及的和顯示的傳感器只能提供原始數(shù)據(jù)。他們必須在任何一 種評(píng)估電路中被評(píng)估。當(dāng)然所述傳感器需要被引入到這種評(píng)估電路的回 路中。依據(jù)傳感器的種類，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。依靠 計(jì)數(shù)器和對(duì)照表或使用數(shù)學(xué)方程式可實(shí)現(xiàn)相對(duì)最終位置數(shù)據(jù)對(duì)原始數(shù)據(jù) 的調(diào)節(jié)。
從原始數(shù)據(jù)可以推出特定轉(zhuǎn)數(shù)的開(kāi)始和結(jié)束，并且用作被驅(qū)動(dòng)的裝 置的端位置。之后所述電動(dòng)機(jī)被停止在那里。
這樣的評(píng)估電路可以制作為獨(dú)立單元或集成在相關(guān)的電動(dòng)機(jī)中。
權(quán)利要求
1. 一種位置傳感器(PS)，該位置傳感器(PS)在適當(dāng)位置以傳送用于評(píng)估經(jīng)過(guò)特定的轉(zhuǎn)數(shù)之后的軸(OS)的定位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，其特征在于，兩個(gè)變速器(G1，G2)被連接至所述軸(OS)以在適當(dāng)位置傳送所述軸的每個(gè)位置給旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)，選擇變速比以使得經(jīng)過(guò)軸(OS)的特定轉(zhuǎn)數(shù)后兩個(gè)變速器在一轉(zhuǎn)上的輸出不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器(PS)，其特征在于，所述變 速器是單級(jí)的小齒輪(GW1， GW2， GW3， GW4)或摩擦傳動(dòng)裝置或帶 傳動(dòng)的變速器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器(PS)，其特征在于，給每個(gè) 齒輪機(jī)構(gòu)(Gl、 G2)提供旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器(PS)，其特征在于，所述的 旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)是定位磁鐵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置傳感器(PS)，其特征在于，解碼器 (HS1、 HS2)與每個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)面對(duì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的位置傳感器(PS)，其特征在于，每個(gè)解 碼器是磁場(chǎng)傳感器(HS1、 HS2)。
7. 用于權(quán)利要求5的位置傳感器(PS)的評(píng)估電路，其特征在于， 它包括根據(jù)由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)感測(cè)的旋轉(zhuǎn)位置確定絕對(duì)值的裝 置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的評(píng)估電路，其特征在于，它包括用于探測(cè)用作 端位置的特定的轉(zhuǎn)數(shù)的開(kāi)始和結(jié)束的裝置。
9. 一種電動(dòng)機(jī)，其特征在于，其具有依據(jù)權(quán)利要求1的位置傳感器 (PS)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有依據(jù)權(quán)利要 求7的評(píng)估電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種位置傳感器(PS)，該位置傳感器(PS)在適當(dāng)?shù)奈恢靡詡魉陀糜谠u(píng)估經(jīng)過(guò)特定的轉(zhuǎn)數(shù)之后的軸(OS)的定位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。在此處，兩個(gè)變速器(G1，G2)被連接至軸(OS)上，用于在適當(dāng)?shù)奈恢脗魉洼S的每個(gè)位置至旋轉(zhuǎn)編碼器(RE)。選擇變速比以使得經(jīng)過(guò)軸(OS)的特定轉(zhuǎn)數(shù)兩個(gè)變速器(G1，G2)在一轉(zhuǎn)上的輸出不同。還涉及至評(píng)估電路和電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)G01D5/12GK101458097SQ20081018437
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者伯爾恩德·埃格爾, 伯爾恩德·馬里奇, 迪特爾·莫澤 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊