Módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles.

Módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles (10), con un sensor de par motor para la determinación magnética de un momento de la dirección así como con un sensor del ángulo de giro (26) para la determinación magnética de un ángulo absoluto de la dirección (α

), caracterizado porque exactamente un elemento de soporte (30) está previsto con una codificación magnética para la determinación del momento de la dirección y del ángulo absoluto de la dirección (α), que se utiliza en común por el sensor del par motor y por el sensor del ángulo de giro (26).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/002375.

Solicitante: TRW AUTOMOTIVE GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: INDUSTRIESTRASSE 20 73553 ALFDORF ALEMANIA.

Inventor/es: BECKER, INGO, KRUGER, BERND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B62D15/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES.B62D VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado de máquinas o instrumentos agrícolas según un recorrido determinado A01B 69/00; ruedas, ruedecillas pivotantes, mejora de la adherencia de ruedas B60B; neumáticos para vehículos, inflado de neumáticos, cambio o reparación de neumáticos B60C; conexiones entre vehículos de un mismo tren o de un conjunto similar B60D; vehículos raíl-carretera, vehículos anfibios o transformables B60F; disposiciones de suspensión B60G; calefacción, refrigeración, ventilación u otros dispositivos de tratamiento del aire B60H; ventanas, parabrisas, techos descapotables, puertas o dispositivos similares, cubiertas de protección para vehículos fuera de servicio B60J; disposiciones de conjuntos de propulsión, accionamientos auxiliares, transmisiones, disposición de instrumentos o tableros de a bordo B60K; equipo eléctrico o propulsión de vehículos de tracción eléctrica B60L; alimentación de energía eléctrica para vehículos de tracción eléctrica B60M; disposiciones para pasajeros no previstas en otro lugar B60N; vehículos adaptados al transporte de cargas o para llevar cargas u objetos especiales B60P; adaptación de los dispositivos de señalización o de iluminación, su montaje o soporte, circuitos a este efecto, para vehículos en general B60Q; vehículos, equipos o partes de vehículos, no previstos en otro lugar B60R; servicio,limpieza, reparación, elevación o maniobra, no previstos en otro lugar B60S; frenos, sistemas de control de frenos o partes de estos sistemas B60T; vehículos de colchón de aire B60V; ciclos de motor, sus accesorios B62J, B62K; ensayo de vehículos G01M). › B62D 15/00 Direcciones no previstas en otro lugar. › Indicadores de dirección.
  • B62D6/10 B62D […] › B62D 6/00 Dispositivos para el control automático de la dirección en función de las condiciones de conducción, que son detectadas y para las cuales es aplicada una reacción (medios para producir un cambio en la dirección del vehículo B62D 1/00; válvulas de control de la dirección B62D 5/06; combinados con medios para inclinar el vehículo o las ruedas en los giros B62D 9/00). › caracterizado por los medios para detectar la torsión.
  • G01L3/10 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01L MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA MECANICA, RENDIMIENTO MECANICO O DE LA PRESION DE LOS FLUIDOS (pesado G01G). › G01L 3/00 Medida del par, del trabajo, de la potencia o del rendimiento mecánico en general. › que implican medios eléctricos o magnéticos de indicación.
  • G01L5/22 G01L […] › G01L 5/00 Aparatos o métodos para la medida de fuerzas, p. ej. de la fuerza producida por un choque, para la medida del trabajo, de la potencia mecánica o del par, adaptados a fines especiales. › para la medida de la fuerza aplicada a los órganos de control, p. ej. órganos de control de vehículos, gatillos.

PDF original: ES-2532742_T3.pdf

 

Módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles.
Módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles.

Fragmento de la descripción:

Módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles La invención se refiere a un módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles con un sensor de par motor para la determinación magnética de un momento de dirección así como con un sensor del ángulo de giro para la determinación magnética de un ángulo absoluto de la dirección.

El montaje de sensores en sistemas de dirección de automóviles para la determinación del momento de dirección y/o del ángulo de dirección es actualmente habitual, para poder activar, por ejemplo, instalaciones auxiliares de la dirección.

En el marco del desarrollo de direcciones eléctricas, adquiere cada vez mayor importancia la preparación fiable de datos de sensores sobre ángulos de dirección y momentos de dirección.

Además del objetivo básico de garantizar una alta seguridad contra fallo de la instalación de detección y con ello del sistema de dirección respectivo, existen también esfuerzos, en virtud de las relaciones estrechas de espacio de construcción en la zona de la dirección, para construir los sensores necesarios de la manera más compacta y económica posible.

En el documento DE 602 00 499 T2 se describe, por ejemplo, un sensor de posición muy compacto para la fijación de rotaciones de una columna de dirección, en el que los ángulos medidos se encuentran en el orden de magnitud de aproximadamente 10º y se utilizan para la detección de un par motor. Para determinar el par motor se necesita en este caso solamente un yugo magnético en forma de tubo, en cuyo lado exterior radial están colocados por parejas varios imanes.

Además de informaciones para el momento de dirección, tienen una gran importancia en los sistemas de dirección del vehículo también informaciones sobre el ángulo de dirección existente, en particular sobre el ángulo de dirección absoluto. En el estado de la técnica se describen ya transmisores de giro, que asocian a cada posición angular de una manera unívoca un valor de posición codificado, de manera que el valor angular absoluto se conoce también para una revolución del volante de más de 360º C.

En el documento DE 102 54 751 A1 que define el tipo, se describe ya un dispositivo para la medición de un ángulo y de un momento que actúa sobre una barra de dirección, que comprende un soporte de discos de codificación con dos codificaciones magnéticas o bien codificadores, en el que un codificador del sensor de par motor está dispuesto sobre un lado frontal axial del soporte de discos codificadores y un codificador del sensor angular está dispuesto sobre el lado frontal axial opuesto del soporte de discos codificadores.

También la disposición de sensor de par motor según el documento WP 2008/068339 A1 muestra todas las características del preámbulo de la reivindicación 1 comprende un componente codificador magnético configurado de una sola pieza con una primera pista de codificador, que está asociada a un elemento sensor de campo magnético para la determinación del ángulo de la dirección, así como con una segunda pista de codificador, que está asociada a un elemento sensor de campo magnético para la determinación del par motor que incide en el árbol de la dirección.

El cometido de la invención es preparar un módulo sensor lo más sencillo y compacto posible, que suministra los datos de sensor necesarios para sistemas de dirección de automóviles.

De acuerdo con la invención, este cometido se soluciona por medio de un módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles, con un sensor del par motor para la determinación magnética de un momento de dirección así como con un sensor del ángulo de giro para la determinación magnética de un ángulo absoluto de la dirección, en el que está previsto exactamente un elemento de soporte con una codificación magnética para la determinación del momento de la dirección y del ángulo absoluto de la dirección, que se utiliza en común por el sensor de par motor y por el sensor del ángulo de giro. A través de la integración del sensor del par motor y del sensor del ángulo de giro en un módulo de sensor, que presenta en lugar de dos o tres elementos de soporte codificados magnéticamente habituales un único elemento de soporte de este tipo, resulta un tipo de construcción muy compacto, constituido estructuralmente especialmente sencillo, que se puede fabricar, además, muy económico como consecuencia del ahorro de al menos un elemento de soporte con codificación magnética.

De manera especialmente preferida, el sensor del ángulo de giro puede medir una zona angular dentro de un segmento angular. Como segmento angular se entiende en este contexto la zona del elemento de soporte, en la que está dispuesta una pareja de polos magnéticos, que está constituida por polo Norte y polo Sur. Sobre la base de una modificación de las líneas de campo magnético es posible de esta manera detectar también movimientos giratorios muy pequeños del elemento de soporte a través del sensor del ángulo de giro y de esta manera determinar el ángulo de dirección absoluto también dentro de un segmento angular determinado.

En un desarrollo ventajoso de la invención, el sensor del ángulo de giro puede presentar una instalación de recuento, que cuenta una pluralidad de segmentos de ángulo. Esto significa que en el caso de una rotación del elemento de soporte, se cuenta el número de segmentos de ángulo o bien de parejas polares, que se mueven por delante del segmento del ángulo de giro, desde la instalación de recuento. En este contexto, se entiende que ya se conoce de antemano el tamaño de los segmentos angulares respectivos dispuestos sobre el elemento de soporte o bien su división. La suma de segmentos angulares contabilizados corresponde en una primera aproximación a un intervalo angular, en el que se encuentra el ángulo de dirección absoluto. La determinación mencionada del ángulo de dirección absoluto se garantiza porque la suma de segmentos angulares contabilizados se combina con una zona angular, que se mide desde el sensor del ángulo de giro dentro de una zona angular. Como resultado, se puede determinar un ángulo de dirección absoluto también para revoluciones, que son mayores que 260º y corresponden a una revolución múltiple del volante o bien del elemento de soporte.

En un desarrollo ventajoso de la invención, la instalación de recuento puede detectar y registrar una modificación del ángulo de dirección absoluto también en el estado sin corriente. Esta manera están disponibles para el sistema de dirección en el funcionamiento del vehículo en cualquier momento, es decir, especialmente también inmediatamente después del arranque del automóvil, informaciones sobre el ángulo de dirección absoluto ajustado actualmente. En este caso, no son necesarias ni una inicialización del sistema costosa de tiempo después del arranque del vehículo ni una alimentación de corriente duradera ininterrumpida del módulo de sensor.

En una forma de realización alternativa del módulo de sensor, la instalación de recuento puede estar conectada en un acumulador de energía eléctrica y, por lo tanto, puede ser alimentada con corriente de forma duradera. Puesto que el consumo de energía de la instalación de recuento es muy reducido, se puede acondicionar la alimentación de corriente cuando el encendido está conectado, por ejemplo, sin problemas desde la batería del vehículo.

Las configuraciones ventajosas y convenientes de la idea de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

Otras características y ventajas de la invención se deducen a partir de la descripción siguiente de formas de realización preferidas con referencia a los dibujos. En éstos:

La figura 1muestra un fragmento de detalle en perspectiva de un sistema de dirección de automóvil con módulo sensor de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra un esbozo esquemático de un sensor del ángulo de giro integrado en el módulo sensor de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra un diagrama con señales de sensor registradas.

La figura 4 muestra un diagrama con señales de sensor procesadas posteriormente.

La figura 5 muestra otro diagrama con señales de sensor procesada posteriormente.

La figura 6 muestra un diagrama con una función de índica obtenida a partir de señales de sensor; y La figura 7 muestra un esbozo esquemático de un dispositivo de vueltas múltiples.

La figura 1 muestra un sistema de dirección de automóvil 10 en la zona de un engranaje de dirección 12, El engranaje de dirección 12 comprende una carcasa de engranaje 14, una cremallera 16 dispuesta desplazable en ella con un dentado 18 así como... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Módulo sensor para sistemas de dirección de automóviles (10) , con un sensor de par motor para la determinación magnética de un momento de la dirección así como con un sensor del ángulo de giro (26) para la determinación magnética de un ángulo absoluto de la dirección (ï?¡) , caracterizado porque exactamente un elemento de soporte (30) está previsto con una codificación magnética para la determinación del momento de la dirección y del ángulo absoluto de la dirección (ï?¡) , que se utiliza en común por el sensor del par motor y por el sensor del ángulo de giro (26) .

2. Módulo sensor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de soporte (30) es una rueda de soporte giratoria con una pluralidad de imanes (32) dispuestos radialmente por parejas.

3. Módulo sensor de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por una placa de circuito impreso (36) , sobre la que está colocado al menos un elemento sensor GMR, AMR o sensor Hall (42) .

4. Módulo sensor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque entre la placa de circuito impreso (36) y el elemento de soporte (30) con codificación magnética está previsto un concentrador del flujo magnético (38) .

5. Módulo sensor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor del ángulo 15 de giro (26) mide una zona angular dentro de un segmento angular.

6. Módulo sensor de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el sensor del ángulo de giro (26) presenta una instalación de recuento, que cuenta una pluralidad de segmentos angulares, en el que la suma de segmentos angulares se combina con la zona angular medida dentro de un segmento angular, para determinar a partir de ello el ángulo absoluto de la dirección (ï?¡) .

7. Módulo sensor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la instalación de recuento (44) está conectada con un acumulador de energía eléctrica.

8. Módulo sensor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la instalación de recuento (44) detecta y registra una modificación del ángulo absoluto de la dirección (ï?¡) en el estado sin corriente.


 

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