DE102015202732A1

DE102015202732A1 - Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015202732A1
Application number: DE102015202732.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Frese
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-08-18
Also published as: JP6761643B2; FR3032788B1; CN105890514A; CN105890514B; FR3032788A1; JP2016151576A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) zur Erfassung von Drehwinkeln (α) an einem rotierenden Bauteil (3) in einem Fahrzeug, wobei das rotierende Bauteil (3) mit zwei Messwertgebern (20, 30) gekoppelt ist, wobei ein erster Messwertgeber (20) und ein erster Messwertaufnehmer (14) einen ersten Winkelsensor (7) bilden, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils (3) abhängige erste Winkelinformation (α1) erzeugt, wobei ein zweiter Messwertgeber (30) und ein zweiter Messwertaufnehmer (16) einen zweiten Winkelsensor (9) bilden, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils (3) abhängige zweite Winkelinformation (α2) erzeugt, und wobei ein aktueller Drehwinkel (α) des rotierenden Bauteils (3) aus der ersten Winkelinformation (α1) und der zweiten Winkelinformation (α2) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertgeber (20, 30) jeweils einen elektrisch leitenden Detektionsbereich (26, 36) und die Messwertaufnehmer (14, 16) jeweils mehrere Detektionsspulen (L1, L2, L3, L4, L5, L6) aufweisen, wobei der Detektionsbereich (26, 36) des jeweiligen Messwertgebers (20, 30) die Induktivität der korrespondierenden Detektionsspulen (L1, L2, L3, L4, L5, L6) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) beeinflusst, so dass sich das korrespondierende Spulensignal der mindestens einen Detektionsspule (L1, L2, L3, L4, L5, L6) aufgrund der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils (3) periodisch ändert und als Maß für den Drehwinkel (α) des rotierenden Bauteils (3) auswertbar ist, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (12) die Spulensignale (Ci) der Messwertaufnehmer (14, 16) empfängt und die einzelnen Spulensignale (Ci) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) normiert.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Lenkwinkelsensoren sollen bis zu sechs Umdrehungen eines Lenkrades messen, was einem Winkelbereich von etwa 2000° entspricht. Somit muss zusätzlich zur Winkelmessung eine Zählung von Umdrehungsperiodizitätsabschnitten gewährleistet werden. Aus dem Stand der Technik sind Lenkwinkelsensoren bekannt, welche den Lenkwinkel für mehrere Umdrehungen des Lenkrades mit Hilfe zweier Zahnräder messen, die über ein großes Zahnrad an einer Lenkstange gekoppelt sind. In der Mitte der Zahnräder sind Permanentmagnete angeordnet und mit Hilfe von Magnetfeldsensoren kann der Winkel der Zahnräder bestimmt werden. Die beiden Zahnräder haben eine leicht unterschiedliche Anzahl von Zähnen, so dass am Verhältnis der Winkel zueinander auch die jeweilige Umdrehung der Zahnräder bestimmt werden kann. Somit kann der Winkel des Lenkrades über mehrere Umdrehungen bestimmt werden. Für diese bekannte Ausführungsform sind zwei Zahnräder und somit auch zwei Magnetfeldsensoren zur Bestimmung des aktuellen Drehwinkels erforderlich.
Zudem können Wirbelstromsensoren eingesetzt werden, welche die Induktivität einer Leiterbahngeometrie messen können. Meist wird in der Nähe der Leiterbahngeometrie ein metallischer Leiter bewegt. Dies verhindert die Durchdringung des elektrischen Feldes und verändert so die Induktivität der Leiterbahngeometrie. Baut man nun mit der Leiterbahn einen Schwingkreis auf, so ist die Resonanzfrequenz abhängig von der Induktivität der Leiterbahngeometrie und somit von der Lage des metallischen Leiters in der Nähe. So kann die Position des metallischen Leiters bestimmt werden.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 011 448 A1 wird beispielsweise eine Anordnung zur Erfassung eines Drehwinkels beschrieben. Die beschriebene Anordnung umfasst Geber und Sensoren, welche in Abhängigkeit von einer Drehwinkeländerung eines rotierenden Bauteils von den Gebern erzeugte Änderungen einer physikalischen Größe als digital auswertbare Signale detektieren. Das rotierende Bauteil weist mindestens einen an seinem Umfang gekoppelten, durch seine Rotation sich drehenden Satelliten kleineren Umfangs, vorzugsweise mit einem Winkelsensor auf, welcher über ein axial gekoppeltes Hypozykloidgetriebe eine ebenfalls rotierende Hyperzykloidscheibe oder Hypozykloidzahnrad antreibt, deren Umdrehungsgeschwindigkeit durch das Hypozykloidgetriebe derart untersetzt ist, dass hieraus eine Umdrehungszahl des rotierenden Bauteils und der absolute Lenkwinkel über mehrere Umdrehungen der Lenkwelle mit einem Umdrehungssensorsystem ermittelbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Sensoreinheit für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch Abstandsänderungen zwischen dem Messwertgeber und dem Messwertaufnehmer verursachte Messfehler reduziert werden können. Solche Abstandsänderungen können beispielsweise dazu führen, dass korrespondierende Messwertkurven Maxima mit unterschiedlichen Höhen aufweisen können. So kann sich beispielsweise der elektrisch leitende Detektionsbereich nicht exakt parallel zu den Detektionsspulen bewegen sondern eine Neigung gegenüber den Detektionsspulen aufweisen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug zur Verfügung. Hierbei ist das rotierende Bauteil mit zwei Messwertgebern gekoppelt, wobei ein erster Messwertgeber und ein erster Messwertaufnehmer einen ersten Winkelsensor bilden, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils abhängige erste Winkelinformation erzeugt, und wobei ein zweiter Messwertgeber und ein zweiter Messwertaufnehmer einen zweiten Winkelsensor bilden, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils abhängige zweite Winkelinformation erzeugt. Ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils ist aus der ersten Winkelinformation und der zweiten Winkelinformation ermittelbar. Erfindungsgemäß weisen die Messwertgeber jeweils einen elektrisch leitenden Detektionsbereich und die Messwertaufnehmer jeweils mehrere Detektionsspulen auf, wobei der Detektionsbereich jeweiligen Messwertgebers die Induktivität der korrespondierenden Detektionsspulen des jeweiligen Messwertaufnehmers beeinflusst, so dass sich das korrespondierende Spulensignal der mindestens einen Detektionsspule aufgrund der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils periodisch ändert und als Maß für den Drehwinkel des rotierenden Bauteils auswertbar ist. Hierbei empfängt eine Auswerte- und Steuereinheit die Spulensignale der Messwertaufnehmer und normiert die einzelnen Spulensignale des jeweiligen Messwertaufnehmers.
Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Induktivität der Detektionsspulen im Messwertaufnehmer von der Abdeckung bzw. Überdeckung mit dem korrespondierenden Detektionsbereich des Messwertgebers abhängig. Die Induktivität der jeweiligen Detektionsspule kann über eine Frequenzmessung eines Schwingkreises mit der Detektionsspule oder mit einer direkten Induktivitätsmessung über den imaginären Anteil des Widerstands des Schwingkreises bei einer festen Frequenz oder über die Mischung mit einer Referenzfrequenz bestimmt werden. Das Signal wird dann auf den Überdeckungswinkel der Detektionsspule mit den Detektionsbereichen zurückgerechnet.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Auswerte- und Steuereinheit für jedes der Spulensignale ein erstes normiertes Spulensignal erzeugen kann, welches aus dem aktuellen Wert des Spulensignals, dessen minimalem Wert und dessen maximalem Wert berechnet werden kann. Vorzugsweise kann die Auswerte- und Steuereinheit das erste normierte Spulensignal als Verhältnis aus einer ersten Differenz, welche aus dem aktuellen Wert und dem minimalem Wert des korrespondierenden Spulensignals gebildet ist, und einer zweiten Differenz berechnen, welche aus dem maximalen Wert und dem minimalem Wert des korrespondierenden Spulensignals gebildet ist. Der minimale Wert und der maximale Wert des korrespondierenden Spulensignals über eine Umdrehung des Messwertgebers können beispielsweise von der Auswerte- und Steuereinheit vorab ermittelt und gespeichert werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann die Auswerte- und Steuereinheit für jedes der ersten normierten Spulensignale des jeweiligen Messwertaufnehmers ein zweites normiertes Spulensignal berechnen, welches aus dem ersten normierten Spulensignal und einem Summensignal gebildet ist, welches aus mindestens zwei ersten normierten Spulensignalen des jeweiligen Messwertaufnehmers berechnet ist. Die Auswerte- und Steuereinheit kann die normierten Spulensignale des jeweiligen Messwertaufnehmers miteinander vergleichen und das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal aus dem ersten normierten Spulensignal der korrespondierenden Detektionsspule und dem ersten normierten Spulensignal der anderen Detektionsspulen bilden, welches den größten Wert aufweist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung können die Messwertgeber jeweils als Ringscheibe mit Zahnkranz ausgeführt werden, welche vom rotierenden Bauteil über einen Hauptzahnkranz angetrieben sind, wobei die Detektionsbereiche jeweils in Form eines Kreisringsegments am äußeren Randbereich der jeweiligen Ringscheibe angeordnet werden und einen Winkel von mindestens 180° einschließen können. Zudem können die Messwertaufnehmer jeweils drei Detektionsspulen aufweisen, welche in Form von Kreisringsegmenten ausgeführt und gleichmäßig verteilt am Umfang eines Kreises auf einem gemeinsamen Schaltungsträger angeordnet sind und jeweils einen Winkel von 90° einschließen. Die Messwertaufnehmer auf dem Schaltungsträger und die Messwertgeber können so zueinander angeordnet werden, dass der erste Messwertgeber mit seinem äußeren Randbereich die Detektionsspulen des ersten Messwertaufnehmers überdecken kann, und der zweite Messwertgeber mit seinem äußeren Randbereich die Detektionsspulen des zweiten Messwertaufnehmers überdecken kann. Des Weiteren kann der erste Messwertaufnehmer die erste Winkelinformation basierend auf der Zahnanzahl eines ersten Zahnkranzes des ersten Messwertgebers mit einer ersten Periodizität erzeugen, und der zweite Messwertaufnehmer kann die zweite Winkelinformation basierend auf der Zahnanzahl eines zweiten Zahnkranzes des zweiten Messwertgebers mit einer zweiten Periodizität erzeugen, welche sich von der ersten Periodizität unterscheidet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen zweiten Messwertgeber für die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug aus 1.
3 bis 6 zeigen jeweils eine schematische Draufsicht auf einen Winkelsensor für die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug aus 1, wobei jede der 3 bis 6 eine andere Winkelstellung des Winkelsensors zeigt.
7 zeigt ein Kennliniendiagramm mit drei von Detektionsspulen der Winkelsensoren erzeugten Rohwertkennlinien.
8 zeigt einen ersten höher aufgelösten Bereich (DI) des Kennliniendiagramms aus 7.
9 zeigt einen zweiten höher aufgelösten Bereich (DII) des Kennliniendiagramms aus 7.
10 zeigt einen dritten höher aufgelösten Bereich (DIII) des Kennliniendiagramms aus 7 nach der Normierung.
11 zeigt einen vierten höher aufgelösten Bereich (DIV) des Kennliniendiagramms aus 7 nach der Normierung.
12 zeigt einen höher aufgelösten Bereich (DV) des Kennliniendiagramms aus 11.
13 zeigt ein Kennliniendiagramm mit einem Ausschnitt einer Messwertkurve und einem Ausschnitt einer korrespondierenden Anpassungskennlinie.
14 zeigt ein Kennliniendiagramm mit zwei von den Winkelsensoren der erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug aus 1 erzeugten zurückgerechneten Winkelkurven.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil 3 in einem Fahrzeug das rotierende Bauteil 3 mit zwei Messwertgebern 20, 30 gekoppelt. Hierbei bilden ein erster Messwertgeber 20 und ein erster Messwertaufnehmer 14 einen ersten Winkelsensor 7, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils 3 abhängige erste Winkelinformation 1 erzeugt, und ein zweiter Messwertgeber 30 und ein zweiter Messwertaufnehmer 16 bilden einen zweiten Winkelsensor 9, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils 3 abhängige zweite Winkelinformation 2 erzeugt. Ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils 3 kann aus der ersten Winkelinformation 1 und der zweiten Winkelinformation 2 ermittelt werden. Erfindungsgemäß weisen die Messwertgeber 20, 30 jeweils einen elektrisch leitenden Detektionsbereich 26, 36 und die Messwertaufnehmer 14, 16 jeweils mehrere Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ auf, wobei der Detektionsbereich 26, 36 des jeweiligen Messwertgebers 20, 30 die Induktivität der korrespondierenden Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ des jeweiligen Messwertaufnehmers 14, 16 beeinflusst, so dass sich das korrespondierende Spulensignal der mindestens einen Detektionsspule L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ aufgrund der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils 3 periodisch ändert und als Maß für den Drehwinkel des rotierenden Bauteils 3 auswertbar ist, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit 12 die Spulensignale Ci der Messwertaufnehmer 14, 16 empfängt und die einzelnen Spulensignale Ci des jeweiligen Messwertaufnehmers 14, 16 normiert.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 können beispielsweise als Lenkwinkelsensor zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeugs oder als Drehwinkelsensor zur Bestimmung einer Pedalstellung im Fahrzeug eingesetzt werden.
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, sind die Messwertgeber 20, 30 jeweils als Ringscheibe mit Zahnkranz 24, 34 ausgeführt, welche vom rotierenden Bauteil 3 über einen Hauptzahnkranz 5 angetrieben sind. Der Hauptzahnkranz 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel auf das rotierende Bauteil 3 aufgeschoben und drehfest mit diesem verbunden. Bei der Ausführung als Lenkwinkelsensor repräsentiert das rotierende Bauteil 3 eine Lenksäule des Fahrzeugs. Die Detektionsbereiche 26, 36 sind jeweils in Form eines Kreisringsegments am äußeren Randbereich der jeweiligen Ringscheibe angeordnet und schließen einen Winkel von mindestens 180° ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließen Detektionsbereiche 26, 36 der Messwertgeber 20, 30 jeweils einen Winkel von etwa 190° ein, um Randeffekte des erzeugten Wirbelstroms zu reduzieren. Die Detektionsbereiche 26, 36 können beispielsweise als metallische Einlagen ausgeführt werden. Der mit dem rotierenden Bauteil 3 gekoppelte Hauptzahnkranz 5 ist mit einer vorgegebenen Zähnezahl ausgeführt. Die Anzahl der Zähne der Zahnkränze 5, 24, 34 sind verschieden. So weist der Hauptzahnkranz 5 beispielsweise 42 Zähne, der erste Zahnkranz 24 weist beispielsweise 26 Zähne und der zweite Zahnkranz 34 weist beispielsweise 28 Zähne auf. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, wird die Drehbewegung α des rotierenden Bauteils 3 auf die beiden Messwertgeber 10, 20 übersetzt.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, weisen die Messwertaufnehmer 14, 16 im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils drei Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ auf, welche in Form von Kreisringsegmenten ausgeführt und gleichmäßig verteilt am Umfang eines Kreises auf einem gemeinsamen Schaltungsträger 10 angeordnet sind. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 kann die Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ der Messwertaufnehmer 14, 16 gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Reihenfolge auswerten. Zudem verwendet die Auswerte- und Steuereinheit 12 eine auf dem Schaltungsträger 10 angeordnete Referenzspule L_Ref für differenzielle Messungen mit den Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ der Messwertaufnehmer 14, 16. Die Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ der Messwertaufnehmer 14, 16 sowie die Referenzspule L_Ref können in mehreren Lagen verteilt im Schaltungsträger 10 angeordnet werden, um die Induktivität zu erhöhen und die Auswertung zu erleichtern. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Spulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆, L_Ref und der Auswerte- und Steuereinheit 12 wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der erste Messwertaufnehmer 14 eine erste Detektionsspule L₁, eine zweite Detektionsspule L₂ und eine dritte Detektionsspule L₃ auf. Der erste Messwertaufnehmer 14 erzeugt die erste Winkelinformation α₁ mit einer ersten Periodizität. Der zweite Messwertaufnehmer 16 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel eine vierte Detektionsspule L₄, eine fünfte Detektionsspule L₅ und eine sechste Detektionsspule L₆. Der zweite Messwertaufnehmer 16 erzeugt die zweite Winkelinformation α₂ mit einer zweiten Periodizität. Die Referenzspule L_Ref und die Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ weisen alle ähnliche Größen auf. So weisen die drei Detektionsspulen L₁, L₂, L₃ des ersten Messwertaufnehmers 14, die drei Detektionsspulen L₄, L₅, L₆ des zweiten Messwertgebers 30 jeweils ein Breite von ca. 90° und einen Abstand von ca. 30° auf. Die Referenzspule L_Ref weist ebenfalls eine Breite von ca. 90° auf.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind der Schaltungsträger 10 und die Messwertaufnehmer 14, 16 so zueinander angeordnet, dass der erste Messwertgeber 20 mit seinem äußeren Randbereich die Detektionsspulen L₁, L₂, L₃ des ersten Messwertaufnehmers 14 zumindest teilweise überdeckt und der zweite Messwertgeber 30 mit seinem äußeren Randbereich die Detektionsspulen L₄, L₅, L₆ des zweiten Messwertaufnehmers 16 zumindest teilweise überdeckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Erfassung des Drehwinkels des rotierenden Bauteils 3 mit Hilfe des Wirbelstromeffekts. Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich weisen die scheibenförmigen Grundkörper der Messwertgeber 10, 20 jeweils die als elektrisch leitfähige Metallfläche ausgeführten Detektionsbereich 26, 36 auf. Die Messwertaufnehmer 30, 40 weisen jeweils drei flächige Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ auf, die auf der Leiterplatte 10 mit einem vorgegebenen Abstand über oder unter dem jeweiligen Messwertgeber 10, 20 angeordnet sind. Hierbei beeinflussen die elektrisch leitfähigen Detektionsbereiche 26, 36 durch Wirbelstromeffekte die Induktivität der korrespondierenden Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ in Abhängigkeit vom Überdeckungsgrad. Über den Wirbelstromeffekt wird die Induktivität der korrespondierenden Detektionsspule L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ geändert, so dass der Wert der Induktivität eindeutig die Stellung des zugehörigen Messwertgebers 10, 20 im Bereich von 0 bis 360° wiedergibt. Somit wandeln die Winkelsensoren 7, 9 die jeweilige Winkelinformation α1, α2 im Bereich von 0 bis 360° in ein korrespondierendes Induktivitätssignal um, welches abhängig von der Stellung des korrespondierenden Messwertgebers 10, 20 ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 erzeugt bzw. berechnet aus den Induktivitätssignalen entsprechende Spulensignale Ci, welche jeweils einer Detektionsspule L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ zugeordnet sind.
Wie aus 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist die Induktivität der einzelnen Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ abhängig vom Überdeckungswinkel φ₁, φ₂, φ₃, φ₄, φ₅, φ₆ der jeweiligen Detektionsspule L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ mit dem korrespondierenden Detektionsbereiche 26, 36 des entsprechenden Messwertgebers 20, 30. Das dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet für die Winkelsensoren 7, 9 jeweils einen Detektionsbereich 26, 36, welche jeweils mindestens einen Winkel von 180° einschließen und somit mindestens die halbe Kreisringfläche des Messwertgebers 20, 30 abdecken, in Verbindung mit Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆, welche jeweils einen Winkel von 90° einschließen. Damit decken die Detektionsbereiche 26, 36 im Vergleich mit den Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ eine doppelt so große Fläche ab. Auf den ersten Blick verliert man durch diese Ausgestaltung Redundanz bei der Signalerfassung. In manchen Winkelstellungen kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 nur noch ein Spulensignal auswerten.
Die in 3 bis 6 dargestellten Winkelstellungen gelten analog für die beiden Winkelsensoren 7, 9, so dass in der nachfolgenden Beschreibung stellvertretend auf den ersten Winkelsensor 7 eingegangen wird.
In der in 3 dargestellten ersten Winkelstellung überdeckt der Detektionsbereich 26 des ersten Messwertgebers 20 die erste Detektionsspule L₁ des ersten Messwertaufnehmers 14 vollständig. Zudem überdeckt der Detektionsbereich 26 des ersten Messwertgebers 20 die zweite und dritte Detektionsspule L2, L3 des ersten Messwertaufnehmers 14 jeweils teilweise. Daher weist der erste Überdeckungswinkel φ₁ in der dargestellten ersten Winkelstellung einen Wert von 90° auf. Der zweite Überdeckungswinkel φ₂ und der dritte Überdeckungswinkel φ₃ weisen in der dargestellten ersten Winkelstellung jeweils einen Wert von 15° auf. Da die erste Detektionsspule L₁ in der dargestellten ersten Winkelstellung vollständig überdeckt ist, wird sich auch bei kleinen Winkeländerung nichts an der Induktivität der ersten Detektionsspule L₁ ändern, so dass die aktuelle erste Winkelinformation α₁ aus der Induktivitätsinformation der zweiten Detektionsspule L₂ und/oder dritten Detektionsspule L₃ berechnet werden kann. So kann die erste Winkelinformation α₁ beispielsweise als Mittelwert aus den aus den Induktivitätsinformationen der zweiten und dritten Detektionsspule L₂, L₃ berechneten Winkelinformationen berechnet werden. Die Induktivitätsinformation der vollständig überdeckten ersten Detektionsspule L₁ kann zur Abstandsnormierung verwendet werden.
In der in 4 dargestellten zweiten Winkelstellung überdeckt der Detektionsbereich 26 des ersten Messwertgebers 20 die erste Detektionsspule L₁ des ersten Messwertaufnehmers 14 ebenfalls vollständig. Zudem überdeckt der Detektionsbereich 26 des ersten Messwertgebers 20 die zweite Detektionsspule L₂ des ersten Messwertaufnehmers 14 teilweise. Die dritte Detektionsspule L₃ ist überhaupt nicht überdeckt. Daher weist der erste Überdeckungswinkel φ₁ in der dargestellten zweiten Winkelstellung einen Wert von 90° auf. Der zweite Überdeckungswinkel φ₂ weist in der dargestellten zweiten Winkelstellung einen Wert von 30° auf, und der dritte Überdeckungswinkel φ₃ weist einen Wert von 0° auf. Da die erste Detektionsspule L₁ in der dargestellten zweiten Winkelstellung vollständig überdeckt und die dritte Detektionsspule L₃ überhaupt nicht überdeckt ist, kann die aktuelle erste Winkelinformation α₁ nur aus der Induktivitätsinformation der zweiten Detektionsspule L₂ berechnet werden. Die Induktivitätsinformation der vollständig überdeckten ersten Detektionsspule L₁ kann zur Abstandsnormierung verwendet werden.
In der in 5 dargestellten dritten Winkelstellung überdeckt der Detektionsbereich 26 des ersten Messwertgebers 20 die erste Detektionsspule L₁ und die zweite Detektionsspule L₂ des ersten Messwertaufnehmers 14 jeweils teilweise. Die dritte Detektionsspule L₃ ist überhaupt nicht überdeckt. Daher weist der erste Überdeckungswinkel φ₁ in der dargestellten dritten Winkelstellung einen Wert von 80° auf. Der zweite Überdeckungswinkel φ₂ weist in der dargestellten dritten Winkelstellung einen Wert von 70° auf, und der dritte Überdeckungswinkel φ₃ weist einen Wert von 0° auf. Da die dritte Detektionsspule L₃ in der dargestellten dritten Winkelstellung überhaupt nicht überdeckt ist, kann die aktuelle erste Winkelinformation α₁ aus der Induktivitätsinformation der ersten Detektionsspule L₁ und/oder zweiten Detektionsspule L₂ berechnet werden.
In der in 6 dargestellten vierten Winkelstellung überdeckt der Detektionsbereich 26 des ersten Messwertgebers 20 die erste Detektionsspule L₁ des ersten Messwertaufnehmers 14 teilweise und die zweite Detektionsspule L₂ des ersten Messwertaufnehmers 14 vollständig. Die dritte Detektionsspule L₃ ist überhaupt nicht überdeckt. Daher weist der erste Überdeckungswinkel φ₁ in der dargestellten zweiten Winkelstellung einen Wert von 45° auf. Der zweite Überdeckungswinkel φ₂ weist in der dargestellten zweiten Winkelstellung einen Wert von 90° auf, und der dritte Überdeckungswinkel φ₃ weist einen Wert von 0° auf. Da die zweite Detektionsspule L₂ in der dargestellten vierten Winkelstellung vollständig überdeckt und die dritte Detektionsspule L₃ überhaupt nicht überdeckt ist, kann die aktuelle erste Winkelinformation α₁ nur aus der Induktivitätsinformation der ersten Detektionsspule L₁ berechnet werden. Die Induktivitätsinformation der vollständig überdeckten zweiten Detektionsspule L₂ kann zur Abstandsnormierung verwendet werden.
In 7 bis 9 sind beispielhaft solche Spulensignale C1, C2, C3 für die Detektionsspulen L₁, L₂, L₃ des ersten Messwertaufnehmers 14 dargestellt. Hierbei zeigt 7 drei von den Detektionsspulen L₁, L₂, L₃ des ersten Winkelsensors 7 erzeugte Spulensignale C1, C2, C3 als Rohwertkennlinien, wobei ein links dargestellter Bereich L eine Linksdrehung des drehenden Bauteils 3 repräsentiert und ein rechts dargestellter Bereich R eine Rechtsdrehung des drehenden Bauteils 3 repräsentiert. 8 und 9 zeigen jeweils höher aufgelöste Bereiche DI, DII des Kennliniendiagramms aus 7. Die Induktivität kann von der Auswerte- und Steuereinheit 12 beispielsweise über eine Frequenzmessung eines Schwingkreises, welcher die jeweilige Detektionsspule L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ umfasst, oder über eine direkte Induktivitätsmessung über den imaginären Anteil des Widerstands des Schwingkreises bei einer festen Frequenz oder über die Mischung mit einer Referenzfrequenz bestimmt werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 rechnet das erfasste Induktivitätssignal dann auf den Überdeckungswinkel φ₁, φ₂, φ₃, φ₄, φ₅, φ₆ der jeweiligen Detektionsspule L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ mit dem korrespondierenden Detektionsbereich 26, 36 zurück.
Eigentlich würde man bei voller Überdeckung für jedes der den Detektionsspulen L₁, L₂, L₃ zugeordneten Rohsignale C1, C2, C3 Plateaus erwarten, da der Detektionsbereich 14 viel größer als die jeweilige Detektionsspule L₁, L₂, L₃ ist. Wie aus 7 bis 9 ersichtlich ist, weisen die Rohsignale C1, C2, C3 jeweils eine Schräge auf. Diese Schräge wird wahrscheinlich durch die Lage des Detektionsbereichs 14 im ersten Messwertgeber 20 verursacht, welche nicht exakt parallel zur Leiterplattenebene bzw. Spulenebene ist.
Zur Kompensation der Einbaulage und der Abstandsänderungen erzeugt die Auswerte- und Steuereinheit 12 für jedes der Spulensignale Ci ein erstes normiertes Spulensignal Ci_1norm, welches aus dem aktuellen Wert Ci_a des Spulensignals, dessen minimalem Wert Ci_min und dessen maximalem Wert Ci_max berechnet werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel berechnet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste normierte Spulensignal Ci_1norm gemäß der Gleichung (1) als Verhältnis aus einer ersten Differenz, welche aus dem aktuellen Wert Ci_a und dem minimalem Wert Ci_min des korrespondierenden Spulensignals Ci gebildet ist, und einer zweiten Differenz, welche aus dem maximalen Wert Ci_max und dem minimalem Wert Ci_min des korrespondierenden Spulensignals (Ci) gebildet ist. Ci _1norm = (Ci_a – Ci_min)/(Ci_max – Ci_min) (1)
Hierbei werden der minimale Wert Ci_min und der maximale Wert Ci_max des korrespondierenden Spulensignals C) über eine Umdrehung des Messwertgebers 20, 30 vorab ermittelt und gespeichert. Durch diese erste Normierung können Ungenauigkeiten der Spulengeometrie auf der Leiterplatte 10, die beispielsweise durch Ätzung, Zuleitung, Rückleitung usw. verursacht werden, der Kondensatoren und der Gatterlaufzeiten zumindest teilweise kompensiert werden.
Zudem erzeugt die Auswerte- und Steuereinheit 12 für jedes der ersten normierten Spulensignale Ci_1norm des jeweiligen Messwertaufnehmers 14, 16 ein zweites normiertes Spulensignal Ci_2norm, welches gemäß Gleichung (2) aus dem ersten normierten Spulensignal Ci_1norm und einem Summensignal gebildet ist, welches aus mindestens zwei ersten normierten Spulensignalen Ci_1norm, Ck_1norm des jeweiligen Messwertaufnehmers 14, 16 berechnet ist. Ci_2norm = (Ci_1norm)/(Ci_1norm + Ck_1norm) (2)
Im dargestellten Ausführungsbeispiel vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 12 die normierten Spulensignale Ci_norm des jeweiligen Messwertaufnehmers 14, 16 miteinander und bildet das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal Ci_2norm aus dem ersten normierten Spulensignal Ci_1norm der korrespondierenden Detektionsspule L_i und dem ersten normierten Spulensignal Ck_1norm der anderen Detektionsspulen L_k, welches den größten Wert aufweist.
Durch diese zweite Normierung können Abstandsänderungen zwischen dem Detektionsbereich 25, 36 und den Detektionsspulen L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ zumindest teilweise kompensiert werden.
Für die oben in Verbindung mit 3 beschriebene erste Winkelstellung bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal C1_2norm der ersten Detektionsspule L₁ aus dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁ und aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂ oder aus dem ersten normierten Spulensignal C3_1norm der dritten Detektionsspule L₃, da der Überdeckungswinkel φ₂, φ₃ der zweiten und dritten Detektionsspule L₂, L₃ durch den Detektionsbereich 14 gleich groß ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der zweiten Detektionsspule L₂ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der dritten Detektionsspule L₃ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der dritten Detektionsspule L₃ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist.
Für die oben in Verbindung mit 4 beschriebene zweite Winkelstellung bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal C1_2norm der ersten Detektionsspule L₁ aus dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁ und aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂, da der zweite Überdeckungswinkel φ₂ der zweiten Detektionsspule L₂ durch den Detektionsbereich 14 größer als der dritte Überdeckungswinkel φ₃ der dritten Detektionsspule L₃ durch den Detektionsbereich 14 ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der zweiten Detektionsspule L₂ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der dritten Detektionsspule L₃ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der dritten Detektionsspule L₃ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist.
Für die oben in Verbindung mit 5 beschriebene dritte Winkelstellung bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal C1_2norm der ersten Detektionsspule L₁ aus dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁ und aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂, da der zweite Überdeckungswinkel φ₂ der zweiten Detektionsspule L₂ durch den Detektionsbereich 14 größer als der dritte Überdeckungswinkel φ₃ der dritten Detektionsspule L₃ durch den Detektionsbereich 14 ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der zweiten Detektionsspule L₂ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der dritten Detektionsspule L₃ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der dritten Detektionsspule L₃ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist.
Für die oben in Verbindung mit 6 beschriebene vierte Winkelstellung bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal C1_2norm der ersten Detektionsspule L₁ aus dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁ und aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂, da der zweite Überdeckungswinkel φ₂ der zweiten Detektionsspule L₂ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der zweiten Detektionsspule L₂ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der zweiten Detektionsspule L₂ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der ersten Detektionsspule L₁, da der Überdeckungswinkel φ₁ der ersten Detektionsspule L₁ durch den Detektionsbereich 14 größer als der dritte Überdeckungswinkel φ₃ der dritten Detektionsspule L₃ durch den Detektionsbereich 14 ist. Für das zweite normierte Spulensignal C2_2norm der dritten Detektionsspule L₃ bildet die Auswerte- und Steuereinheit 12 das Summensignal aus dem ersten normierten Spulensignal C2_1norm der dritten Detektionsspule L₃ und dem ersten normierten Spulensignal C1_1norm der zweiten Detektionsspule L₂, da der Überdeckungswinkel φ₂ der zweiten Detektionsspule L₂ durch den Detektionsbereich 14 am größten ist.
10 bis 12 zeigen jeweils Kennliniendiagramm der zweiten normierten Spulensignal C1_2norm, C2_2norm, C3_2norm der Detektionsspulen L₁, L₂, L₃ des ersten Messwertaufnehmers 20, wobei 12 einen höher aufgelösten Bereich DV des Kennliniendiagramms aus 11 zeigt.
Wie aus 10 bis 12 weiter ersichtlich ist, ergeben sich für jeden Winkelsensor 7, 9 mehrere Bereiche von denen beispielhaft fünf relevante Bereiche K1, K2, K3, K4, K5 in 12 eingezeichnet sind. Für diese Bereiche K1, K2, K3, K4, K5 kann dann die entsprechende Messwertkurve der zweiten normierten Spulensignal C1_2norm, C2_2norm, C3_2norm an eine einfache Anpassungskurve abgeglichen werden.
Wie aus 13 weiter ersichtlich ist, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel die Messwertkurve M1 an eine Anpassungskurve A1 angepasst, deren Verlauf einem Polynom zweiten Grades entspricht. Natürlich kann man auch noch aufwendigere Anpassungsverfahren anwenden. 13 zeigte einen Abschnitt mit den normalisierten Werten als x Werte und die y Werte als zugeordneter Winkel, welcher den aktuellen Drehwinkel des rotierenden Bauteils repräsentiert. Die Anpassungskurve korrigiert die geometrische Lage der Detektionsbereiche 26, 36.
14 zeigt die mit den zwei Winkelsensoren 7, 9 erfassten und zurückgerechneten Kennlinien der beiden Winkelinformationen α1, α2. Zudem ist aus 14 die Noniuskonfiguration ersichtlich, wobei die Kennlinie α2 die zweite Winkelinformation des zweiten Messwertgebers 30 repräsentiert, dessen zweiter Zahnkranz 34 mehr Zähne als der ersten Zahnkranz 24 des ersten Messwertgebers 20 aufweist und daher etwas langsamer dreht. Aus dem Abstand der beiden Kennlinien kann die Anzahl der vollständigen Umdrehungen berechnet werden. Hierbei repräsentier ein links dargestellter Bereich L eine Linksdrehung des drehenden Bauteils 3 und ein rechts dargestellter Bereich R repräsentiert eine Rechtsdrehung des drehenden Bauteils 3.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008011448 A1 [0004]

Claims

Sensoranordnung (1) zur Erfassung von Drehwinkeln (α) an einem rotierenden Bauteil (3) in einem Fahrzeug, wobei das rotierende Bauteil (3) mit zwei Messwertgebern (20, 30) gekoppelt ist, wobei ein erster Messwertgeber (20) und ein erster Messwertaufnehmer (14) einen ersten Winkelsensor (7) bilden, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils (3) abhängige erste Winkelinformation (α₁) erzeugt, wobei ein zweiter Messwertgeber (30) und ein zweiter Messwertaufnehmer (16) einen zweiten Winkelsensor (9) bilden, welcher eine von der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils (3) abhängige zweite Winkelinformation (α₂) erzeugt, und wobei ein aktueller Drehwinkel (α) des rotierenden Bauteils (3) aus der ersten Winkelinformation (α₁) und der zweiten Winkelinformation (α₂) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertgeber (20, 30) jeweils einen elektrisch leitenden Detektionsbereich (26, 36) und die Messwertaufnehmer (14, 16) jeweils mehrere Detektionsspulen (L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆) aufweisen, wobei der Detektionsbereich (26, 36) des jeweiligen Messwertgebers (20, 30) die Induktivität der korrespondierenden Detektionsspulen (L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) beeinflusst, so dass sich das korrespondierende Spulensignal der mindestens einen Detektionsspule (L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆) aufgrund der Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils (3) periodisch ändert und als Maß für den Drehwinkel (α) des rotierenden Bauteils (3) auswertbar ist, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (12) die Spulensignale (Ci) der Messwertaufnehmer (14, 16) empfängt und die einzelnen Spulensignale (Ci) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) normiert.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) für jedes der Spulensignale (Ci) ein erstes normiertes Spulensignal (Ci_1norm) erzeugt, welches aus dem aktuellen Wert (Ci_a) des Spulensignals, dessen minimalem Wert (Ci_min) und dessen maximalem Wert (Ci_max) berechenbar ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) das erste normierte Spulensignal (Ci_1norm) als Verhältnis aus einer ersten Differenz, welche aus dem aktuellen Wert (Ci_a) und dem minimalem Wert (Ci_min) des korrespondierenden Spulensignals (Ci) gebildet ist, und einer zweiten Differenz berechnet, welche aus dem maximalen Wert (Ci_max) und dem minimalem Wert (Ci_min) des korrespondierenden Spulensignals (Ci) gebildet ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Wert (Ci_min) und der maximale Wert (Ci_max) des korrespondierenden Spulensignals (Ci) über eine Umdrehung des Messwertgebers (20, 30) vorab ermittelt und gespeichert ist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) für jedes der ersten normierten Spulensignale (Ci_1norm) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) ein zweites normiertes Spulensignal (Ci_2norm) erzeugt, welches aus dem ersten normierten Spulensignal (Ci_1norm) und einem Summensignal gebildet ist, welches aus mindestens zwei ersten normierten Spulensignalen (Ci_1norm, Ck_1norm) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) berechnet ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) die normierten Spulensignale (Ci_norm) des jeweiligen Messwertaufnehmers (14, 16) miteinander vergleicht und das Summensignal für das zweite normierte Spulensignal (Ci_2norm) aus dem ersten normierten Spulensignal (Ci_1norm) der korrespondierenden Detektionsspule (L_i) und dem ersten normierten Spulensignal (Ck_1norm) der anderen Detektionsspulen (L_k) bildet, welches den größten Wert aufweist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertgeber (20, 30) jeweils als Ringscheibe mit Zahnkranz (24, 34) ausgeführt sind, welche vom rotierenden Bauteil (3) über einen Hauptzahnkranz (5) angetrieben sind, wobei die Detektionsbereiche (26, 36) jeweils in Form eines Kreisringsegments am äußeren Randbereich der jeweiligen Ringscheibe angeordnet sind und einen Winkel von mindestens 180° einschließen.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnehmer (14, 16) jeweils drei Detektionsspulen (L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆) aufweisen, welche in Form von Kreisringsegmenten ausgeführt und gleichmäßig verteilt am Umfang eines Kreises auf einem gemeinsamen Schaltungsträger (10) angeordnet sind und jeweils einen Winkel von 90° einschließen.
Sensoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnehmer (14, 16) auf dem Schaltungsträger (10) und die Messwertgeber (20, 30) so zueinander angeordnet sind, dass der erste Messwertgeber (20) mit seinem äußeren Randbereich die Detektionsspulen (L₁, L₂, L₃) des ersten Messwertaufnehmers (14) überdeckt und der zweite Messwertgeber (30) mit seinem äußeren Randbereich die Detektionsspulen (L₄, L₅, L₆) des zweiten Messwertaufnehmers (16) überdeckt.
Sensoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messwertaufnehmer (14) die erste Winkelinformation (α1) basierend auf der Zahnanzahl eines ersten Zahnkranzes (24) des ersten Messwertgebers (20) mit einer ersten Periodizität erzeugt, und der zweite Messwertaufnehmer (16) die zweite Winkelinformation (α2) basierend auf der Zahnanzahl eines zweiten Zahnkranzes (34) des zweiten Messwertgebers (30) mit einer zweiten Periodizität erzeugt.