SENSOR DE ANGULO DE DIRECCION.

Sensor (1) de angulo de direccion, especialmente para determinar el angulo de direccion de un vehiculo,

con un elemento codificador (2, 22) que presenta un codigo y sobre el cual estan presentes n pistas de codigo (4-7, 24-27) yuxtapuestas, en donde el codigo se compone de palabras de codigo individuales y las palabras de codigo se componen de bits individuales, y con una unidad de exploracion (A1) que explora las palabras de codigo, en donde esta asociado un angulo de direccion a cada palabra de codigo, no se repiten las palabras de codigo durante al menos una vuelta del volante o de la columna de direccion (8) y se determina el angulo de direccion a partir de la palabra de codigo explorada, caracterizado porque estan previstas m unidades de exploracion (A1, A2, A3) que estan configuradas cada una de ellas como una agrupacion ordenada lineal de sensores y que presentan por pista de codigo un sensor para realizar la exploracion, porque las unidades de exploracion (A1, A2, A3) exploran al mismo tiempo las pistas de codigo (4-7, 24-27) con un desfase igual a un angulo d, ensamblandose las palabras de codigo individuales (B) de las unidades de exploracion para obtener la palabra de codigo de modo que, de conformidad con las n pistas de codigo (4-7, 24-27) y las m unidades de exploracion (A1, A2, A3), se explore una palabra de codigo que contiene n por m bits, y porque el codigo esta configurado de tal manera que se eviten palabras de codigo que se compongan unicamente de 1 o 0 y las palabras de codigo contiguas se diferencien solamente en un bit

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E00114276.

Solicitante: VALEO SCHALTER UND SENSOREN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: STUTTGARTER STRASSE 119 74321 BIETIGHEIM-BISSINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: RUFF, ACHIM, WIGGER, BERND.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Julio de 2000.

Fecha Concesión Europea: 28 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B62D15/02 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.
  • G01D5/249C

Clasificación PCT:

  • G01D5/249 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01D MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; DISPOSICIONES PARA LA MEDIDA DE DOS O MAS VARIABLES NO CUBIERTAS POR OTRA UNICA SUBCLASE; APARATOS CONTADORES DE TARIFA; DISPOSICIONES PARA TRANSFERENCIA O TRANSDUCTORES NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; MEDIDAS O ENSAYOS NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.G01D 5/00 Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud de salida de un elemento sensor; Medios para la conversión de la magnitud de salida de un elemento sensor en otra variable, en los que la forma o naturaleza del elemento sensor no determinan los medios de conversión; Transductores no especialmente adaptados a una variable específica (G01D 3/00 tiene prioridad; especialmente adaptados para aparatos que dan resultados distintos al valor instantáneo de una variable G01D 1/00). › utilizando código de pulsos.
  • H03M1/00 ELECTRICIDAD.H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS.H03M CODIFICACION, DECODIFICACION O CONVERSION DE CODIGO, EN GENERAL (por medio de fluidos F15C 4/00; convertidores ópticos analógico/digitales G02F 7/00; codificación, decodificación o conversión de código especialmente adaptada a aplicaciones particulares, ver las subclases apropiadas, p. ej. G01D, G01R, G06F, G06T, G09G, G10L, G11B, G11C, H04B, H04L, H04M, H04N; cifrado o descifrado para la criptografía o para otros fines que implican la necesidad de secreto G09C). › Conversión analógica/digital; Conversión digital/analógica (conversión de valores analógicos en, o a partir de una modulación diferencial H03M 3/00).

Clasificación antigua:

  • G01D5/249 G01D 5/00 […] › utilizando código de pulsos.
  • H03M1/00 H03M […] › Conversión analógica/digital; Conversión digital/analógica (conversión de valores analógicos en, o a partir de una modulación diferencial H03M 3/00).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

SENSOR DE ANGULO DE DIRECCION.

Fragmento de la descripción:

La invención concierne a un sensor de ángulo de dirección, especialmente para determinar el ángulo de dirección de un vehículo, con un elemento codificador que presenta un código, en donde el código se compone de palabras de código individuales y las palabras de código se componen de bits individuales, y con una unidad de exploración que explora las palabras de código, en donde está asociado un ángulo de dirección a cada palabra de código y el ángulo de dirección se determina a partir de la palabra de código explorada. El elemento codificador está acoplado aquí de preferencia solidariamente en rotación con el volante o con la columna de dirección del vehículo. De esta manera, la posición del volante puede deducirse del movimiento de giro del elemento codificador. Tales sensores de ángulo de dirección se necesitan para, por ejemplo, dispositivos de regulación utilizados para regular la estabilidad de marcha de vehículos. [0002] Se ha manifestado como una dificultad el hecho de que, para una obtención muy exacta del ángulo de dirección, son necesarias estructuras de código muy finas en el elemento codificador a fin de lograr una alta resolución. Tales estructuras muy finas son muy sensibles especialmente frente a la suciedad, las partículas de polvo o bien la formación de agua de condensación. Esta sensibilidad puede influir desventajosamente sobre la seguridad funcional del sensor de ángulo de dirección. [0003] Se conoce por el documento EP 0 911 610 A1 un sen-sor de ángulo de dirección con las características del preámbulo de la reivindicación 1. Se ha dado a conocer por el documento GB 2 241 125 A un codificador de ángulos digita en el que se exploran varias pistas de código con sensores dispuestos en sitios diferentes. [0004] La presente invención se basa en el problema de crear un sensor de ángulo de dirección que sea insensible frente a ensuciamientos y, no obstante, haga posible una resolución muy alta del ángulo de dirección. Además, el sensor de ángulo de dirección deberá presentar dimensiones lo más pequeñas posible y deberá estar dispuesto de una manera ajustada a su función. Gracias a la invención, se pretende mejorar también la resolución angular y la exactitud del sensor de ángulo de dirección. En es-te caso, se deberán crear las condiciones necesarias para disponer de favorables posibilidades de reconocimiento de errores y de favorables evaluaciones de señales. Asimismo, la constitución mecánica del sensor de ángulo de dirección deberá ser sencilla y en lo posible deberá estar ligada a una reducción del espacio de montaje. El sensor de ángulo de dirección deberá, además, reducir la complejidad de la electrónica y ser barato. [0005] Para resolver el problema se propone un sensor de ángulo de dirección con las características de la reivindicación 1.

La invención ofrece la ventaja de que, en caso de variación de la palabra de código en únicamente un bit, se presenta una palabra de código válida contigua o bien una palabra de código inválida contigua. Sobre la base de la palabra de código inválida pueden tener lugar un reconocimiento de error y una subsanación de error. Como quiera que las palabras de código se componen únicamente de bits diferentes, se evitan las palabras de código que se componen solamente de 1 o 0. Se excluye con ello también una posible fuente de errores. Por ejemplo, se puede detectar un defecto de la unidad de exploración cuan-do la palabra de código presenta únicamente ceros o unos. [0007] En una ejecución de la invención se ha previsto también que la unidad de exploración sea una agrupación ordenada lineal de sensores y que por cada pista de código esté presente al menos un sensor para realizar la exploración. Cuando se emplean varios sensores para explorar la misma pista de código, se consigue en la exploración una redundancia por medio de la cual se puede detectar un fallo de sensores individuales. [0008] La invención prevé, además, que varias unidades de exploración exploren al mismo tiempo las pistas de código con un desfase igual a un ángulo d y que se ensamblen las palabras de código individuales de las varias unida-des de exploración para obtener una palabra de código. Ventajosamente, mediante esta disposición se puede reducir fuertemente el número de pistas de código en el elemento codificador, sin que se reduzca por ello la resolución del sensor de ángulo de dirección. Por el contrario, mediante el empleo de varias unidades de exploración desfasadas se incrementa en un múltiplo la resolución del sensor de ángulo de dirección, con lo que se pueden evitar especialmente en el elemento codificador unas estructuras finas, sensibles al ensuciamiento y difíciles de producir. No obstante, en la formación del código presente en el elemento codificador se ha de tener en cuenta la coherencia de una exploración desfasada. [0009] Asimismo, están presentes n pistas de código yuxtapuestas en un elemento codificador y m unidades de exploración, siendo explorada una palabra de código que contenga n por m bits de conformidad con las n pistas de código y las m unidades de exploración. En caso de que existan ya relativamente pocas pistas de código, con lo que se puede mantener muy pequeño el elemento codificador, y con un número correspondientemente grande de unidades de exploración, se puede generar así una palabra de código con un número correspondientemente grande de bits, lo que da como resultado una resolución correspondientemente alta del sensor de ángulo de dirección. [0010] Según una ejecución especialmente ventajosa del sensor de ángulo de dirección, el código presenta pistas de código sustancialmente yuxtapuestas que tienen un ancho de paso, viniendo determinado el ancho de paso de las pistas de código por elementos de pista individuales generadores de los bits. Además, la unidad de exploración está dispuesta transversalmente a las pistas de código. Un código en forma de pistas de código yuxtapuestas con elementos de pista correspondientes se ha manifestado como muy favorable para su aplicación en sensores de ángulo de dirección. [0011] Otra ejecución ventajosa de la invención prevé que al menos dos o más elementos de pista idénticos estén dispuestos uno tras otro dentro de una pista de código. Se evitan así especialmente en el elemento codificador estructuras muy finas y propensas a averías que, además, son costosas de producir. Según la invención, los elementos de pista no están dispuestos aquí especialmente en posiciones equidistantes dentro de una pista de código. [0012] Según una variante de la invención, las pistas de código están dispuestas sobre un disco circular o una superficie envolvente de un cilindro, cuyo eje longitudinal corresponde preferiblemente al eje de giro del volante o al eje de la columna de dirección. Se consigue así una disposición muy economizadora de espacio de los elementos codificadores, los cuales pueden acoplarse con ello de manera sencilla al volante o a la columna de dirección. [0013] Según una variante de la invención, la relación del ángulo d del desfase, la resolución del sensor de ángulo de dirección en grados y el número de unidades de exploración resultan de la fórmula siguiente:

Módulo de desfase d (resolución sensor de ángulo de dirección * número de unidades de exploración) = Resolución sensor de ángulo de dirección; con desfase * > resolución sensor de ángulo de dirección * número de unidades de exploración [0014] El módulo mod se define aquí de la manera siguiente: (x mod y) = (x -[x/y] * y), en donde [x/y] deberá estar dentro del rango de Gauss y el resultado de la di-visión x/y deberá redondearse al inmediato número entero más pequeño. En principio, el desfase deberá elegirse lo más pequeño posible, ya que las distintas unidades de exploración pueden agruparse en un componente, especial-mente en un módulo de exploración, que deberá presentar unas dimensiones correspondientemente pequeñas. [0015] En una forma de realización especialmente preferida de la invención se ha previsto que el elemento codificador presente cuatro pistas de código con un ancho de paso de 4,5º, que estén presentes tres unidades de exploración con un desfase de 6º en cada caso y que la resolución del sensor de ángulo de dirección ascienda a 1,5º. Esta forma de realización ha demostrado ser especialmente favorable. [0016] En las reivindicaciones dependientes se describen otras formas de realización también favorables. [0017] En un perfeccionamiento de la invención está presente un dispositivo de cómputo que cuenta el número de vueltas completas del volante. Este dispositivo de cómputo cuenta las vueltas del volante o de la columna de dirección con respecto a una posición cero...

 


Reivindicaciones:

1. Sensor (1) de ángulo de dirección, especialmente para determinar el ángulo de dirección de un vehículo, con un elemento codificador (2, 22) que presenta un código y sobre el cual están presentes n pistas de código (4-7, 24-27) yuxtapuestas, en donde el código se compone de palabras de código individuales y las palabras de código se componen de bits individuales, y con una unidad de exploración (A1) que explora las palabras de código, en donde está asociado un ángulo de dirección a cada palabra de código, no se repiten las palabras de código durante al menos una vuelta del volante o de la columna de dirección (8) y se determina el ángulo de dirección a partir de la palabra de código explorada, caracterizado porque están previstas m unidades de exploración (A1, A2, A3) que están configuradas cada una de ellas como una agrupación ordenada lineal de sensores y que presentan por pista de código un sensor para realizar la exploración, porque las unidades de exploración (A1, A2, A3) exploran al mismo tiempo las pistas de código (4-7, 24-27) con un desfase igual a un ángulo d, ensamblándose las palabras de código individuales (B) de las unidades de exploración para obtener la palabra de código de modo que, de conformidad con las n pistas de código (4-7, 24-27) y las m unidades de exploración (A1, A2, A3), se explore una palabra de código que contiene n por m bits, y porque el código está configurado de tal manera que se eviten palabras de código que se compongan únicamente de 1 ó 0 y las palabras de código contiguas se diferencien solamente en un bit.

2. Sensor (1) de ángulo de dirección según la reivindicación 1, caracterizado porque el código presenta pistas de código (4-7, 24-27) sustancialmente yuxtapuestas que tienen un ancho de paso, porque el ancho de paso de las pistas de código (4-7, 24-27) viene determinado por elementos de pista individuales (10, 11, 30, 31) generadores de los bits y porque la unidad de exploración está dispuesta transversalmente a las pistas de código (4-7, 24-27).

3. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dentro de una pista de código (24-27) están dispuestos uno tras otro al menos dos o más elementos de pista idénticos (30, 31).

4. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las pistas de código (4-7, 24-27) están dispuestas sobre un disco circular o una superficie envolvente de un cilindro, cuyo eje longitudinal corresponde preferiblemente al eje de giro del volante o al eje de la columna de dirección.

5. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque la relación del ángulo d del desfase, la resolución del sensor (1) de ángulo de dirección en grados y el número de unidades de exploración resulta de la fórmula siguiente: Módulo de desfase * (resolución sensor de ángulo de dirección * número de unidades de exploración) = Resolución sensor de ángulo de dirección.

6. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador (22) presenta cuatro pistas de código (24-27) con un ancho de paso de 4,5º, porque están presentes tres unidades de exploración (A1, A2, A3) con un desfase de 6º en cada caso y porque la resolución del sensor de ángulo de dirección asciende a 1,5º.

7. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador presenta seis pistas de código con un ancho de paso de 1,5º, porque están presentes dos unidades de exploración con un desfase de 8,25º y porque la resolución del sensor de ángulo de dirección asciende a 0,75º.

8. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador (2) presenta cuatro pistas de código (4-7) con un ancho de paso de 3º, por-que están presentes tres unidades de exploración (A1, A2, A3) con un desfase de 7º en cada caso y porque la resolución del sensor de ángulo de dirección asciende a 1º.

9. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador presenta cinco pistas de código con un ancho de paso de 3º, porque están presentes tres unidades de exploración con un desfase de 7º en cada caso y porque la resolución del sensor de ángulo de dirección asciende a un 1º.

10. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador presenta cinco pistas de código con un ancho de paso de 2,25º, porque están presentes tres unidades de exploración con un desfase de 5,25º en cada caso y porque la resolución del sensor de ángulo de dirección asciende a 0,75º.

11. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador presenta cinco pistas de código con un ancho de paso de 1,5º, porque están presentes tres unidades de exploración con un desfase de 3,5º en cada caso y porque la resolución del

sensor de ángulo de dirección asciende a 0,5º.

12. Sensor (1) de ángulo de dirección según al me-nos una de las reivindicaciones anteriores, caracteriza-do porque el elemento codificador presenta seis pistas de código con un ancho de paso de 2º, porque están presentes dos unidades de exploración con un desfase de 11º y porque la resolución del sensor de ángulo de dirección asciende a 1º.

13. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está presente un dispositivo de cómputo que cuenta el número de vueltas completas del volante.

14. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la exploración se efectúa por vía óptica, magnética o inductiva.

15. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para la exploración óptica del código, están presentes unos conductores ópticos y/o unos LEDs que presentan eventualmente una sincronización definida.

16. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está presente una unidad de iluminación con la cual se puede iluminar la unidad de exploración con in-dependencia de la posición del elemento codificador.

17. Sensor (1) de ángulo de dirección según la reivindicación 16, caracterizado porque las pistas de código (4-7, 24-27) están configuradas de manera que puedan ser observadas por transmisión de luz.

18. Sensor (1) de ángulo de dirección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento codificador (2, 22) es un disco de código plano sobre el cual están dispuestas las pistas de código (4-7, 24-27) como anillos concéntricos, y por-que los elementos de pista están dispuestos sobre el disco de código de conformidad con la disposición según la figura 1 o la figura 2.


 

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