DE102019125309A1 - Sensor system for detecting an angular position and a linear path - Google Patents

Sensor system for detecting an angular position and a linear path Download PDF

Info

Publication number
DE102019125309A1
DE102019125309A1 DE102019125309.8A DE102019125309A DE102019125309A1 DE 102019125309 A1 DE102019125309 A1 DE 102019125309A1 DE 102019125309 A DE102019125309 A DE 102019125309A DE 102019125309 A1 DE102019125309 A1 DE 102019125309A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
target element
sensor
axis
target
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019125309.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Ian Blaeser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102019125309.8A priority Critical patent/DE102019125309A1/en
Publication of DE102019125309A1 publication Critical patent/DE102019125309A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0225—Determination of steering angle by measuring on a steering gear element, e.g. on a rack bar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/146—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by comprising means for steering by acting on the suspension system, e.g. on the mountings of the suspension arms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs, umfassend ein erstes Targetelement (1) zur Erfassung einer Winkellage, ein zweites Targetelement (2) zur Erfassung eines Linearwegs, wobei das erste Targetelement (2) um eine Drehachse (100) rotierbar angeordnet ist, wobei das zweite Targetelement (2) entlang der Drehachse (100) linear bewegbar angeordnet ist, wobei das Sensorsystem ein parallel zu der Drehachse (100) zwischen dem ersten Targetelement (1) und dem zweiten Targetelement (2) angeordnetes Sensorelement (3) umfasst, wobei das erste Targetelement (1), das zweite Targetelement (2) und das Sensorelement (3) relativ zueinander berührungslos angeordnet sind. Weitere Gegenstände der Erfindung sind ein Fahrwerksystem sowie ein Verfahren zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs.The invention relates to a sensor system for detecting an angular position and a linear path, comprising a first target element (1) for detecting an angular position, a second target element (2) for detecting a linear path, the first target element (2) being rotatable about an axis of rotation (100) is arranged, the second target element (2) being arranged to be linearly movable along the axis of rotation (100), the sensor system comprising a sensor element (3) arranged parallel to the axis of rotation (100) between the first target element (1) and the second target element (2) ), wherein the first target element (1), the second target element (2) and the sensor element (3) are arranged in a contactless manner relative to one another. The invention also relates to a chassis system and a method for detecting an angular position and a linear path.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrwerksystem und ein Verfahren zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs.The invention relates to a sensor system for detecting an angular position and a linear path. The invention also relates to a chassis system and a method for detecting an angular position and a linear path.

In Fahrwerksystemen, insbesondere in Hinterachslenkungen, wird üblicherweise eine Spindel über eine Hohlwelle mit einem darin eingebrachten Innengewinde durch einen Stellmotor axial, d.h. entlang der Drehachse der Spindel, verfahren. Dabei kann der Elektromotor koaxial zur Spindel angeordnet sein oder achsparallel zu dieser. Zur korrekten Steuerung des Fahrwerksystems sind zum einen eine Erfassung der Rotation des Elektromotors und zum anderen eine Erfassung der linearen Position der Spindel erforderlich.In chassis systems, especially in rear-axle steering, a spindle is usually moved axially, i.e. along the axis of rotation of the spindle, via a hollow shaft with an internal thread inserted therein. The electric motor can be arranged coaxially to the spindle or axially parallel to it. Correct control of the chassis system requires, on the one hand, to record the rotation of the electric motor and, on the other hand, to record the linear position of the spindle.

Hierzu werden verschiedene Sensoren eingesetzt. Während ein erster Sensor die Rotationslage des Elektromotors erfasst, detektiert ein zweiter Sensor die lineare Position der Spindel. Diese Sensoren können dabei induktive oder magnetische Messverfahren nutzen.Various sensors are used for this. While a first sensor detects the rotational position of the electric motor, a second sensor detects the linear position of the spindle. These sensors can use inductive or magnetic measurement methods.

Eine Linearverstellung für eine koaxiale Anordnung eines Fahrwerksystems wird beispielsweise in der DE 198 57 805 A1 gelehrt.A linear adjustment for a coaxial arrangement of a chassis system is for example in the DE 198 57 805 A1 taught.

Problematisch bei den bekannten Sensorsystemen ist, dass durch das Vorsehen wenigstens zweier getrennter Sensoren eine hohe Störungsempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen gegeben ist, der Installationsaufwand hoch ist, da sämtliche Sensoren getrennt über Kabel mit der Steuerung verbunden sein müssen und der benötigte Bauraum sowie die Kosten für mehrere Sensoren hoch sind.The problem with the known sensor systems is that the provision of at least two separate sensors results in a high sensitivity to interference with respect to environmental influences, the installation effort is high, since all sensors must be connected to the controller separately via cables and the space required and the costs for several sensors are high.

Ferner werden in der Autoindustrie sicherheitsrelevante Systeme hinsichtlich ihrer Sicherheitsrisiken gemäß der Norm ISO 26262 (Automotive Safety Integrity Level; im Folgenden als ASIL-Anforderungen abgekürzt) klassifiziert. Dabei ist es wünschenswert, eine möglichst gute Klassifizierung für Systeme zu erzielen, was einem geringen Risiko für einen Fahrzeugnutzer auf Grund eines Fehlers des Systems entspricht.Furthermore, in the automotive industry, safety-relevant systems are classified with regard to their safety risks according to the ISO 26262 standard (Automotive Safety Integrity Level; hereinafter abbreviated as ASIL requirements). It is desirable to achieve the best possible classification for systems, which corresponds to a low risk for a vehicle user due to an error in the system.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein einfaches, sicheres und zuverlässiges Sensorsystem zur Verfügung zu stellen, mit dem sowohl die Winkellage bzw. die Rotorlage als auch die Linearposition bzw. der Linearweg messen lassen.Against this background, the task is to provide a simple, safe and reliable sensor system with which both the angular position or the rotor position and the linear position or the linear path can be measured.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Sensorsystem zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs, umfassend ein erstes Targetelement zur Erfassung einer Winkellage, ein zweites Targetelement zur Erfassung eines Linearwegs, wobei das erste Targetelement um eine Drehachse rotierbar angeordnet ist, wobei das zweite Targetelement entlang der Drehachse linear bewegbar angeordnet ist, wobei das Sensorsystem ein parallel zu der Drehachse zwischen dem ersten Targetelement und dem zweiten Targetelement angeordnetes Sensorelement umfasst, wobei das erste Targetelement, das zweite Targetelement und das Sensorelement relativ zueinander berührungslos angeordnet sind.The object is achieved by a sensor system for detecting an angular position and a linear path, comprising a first target element for detecting an angular position, a second target element for detecting a linear path, the first target element being arranged to be rotatable about an axis of rotation, the second target element being arranged along the axis of rotation is arranged to be linearly movable, the sensor system comprising a sensor element arranged parallel to the axis of rotation between the first target element and the second target element, the first target element, the second target element and the sensor element being arranged in a contactless manner relative to one another.

Auf diese Weise wird nunmehr lediglich ein Sensorelement benötigt, um sowohl die Winkellage als auch den Linearweg zu messen. Dies vereinfacht in vorteilhafter Weise den Aufbau des Sensorsystems und erhöht die Sicherheit.In this way, only one sensor element is now required to measure both the angular position and the linear path. This advantageously simplifies the construction of the sensor system and increases safety.

Dadurch, dass das Sensorelement zwischen den beiden Targetelementen angeordnet ist, können deren Bewegungen bzw. Positionen von einem einzigen Sensorelement erfasst werden, d.h. das Sensorelement erfasst sowohl die Winkellage des ersten Targetelements als auch die Linearlage, d.h. die axiale Position bzw. Bewegung, des zweiten Targetelements. Der Fachmann versteht dabei, dass abhängig von dem jeweiligen Messprinzip jeweils eine absolute Position und/oder eine relative Bewegung der Targetelemente erfassbar sind.Because the sensor element is arranged between the two target elements, their movements or positions can be detected by a single sensor element, ie the sensor element detects both the angular position of the first target element and the linear position, ie the axial position or movement, of the second Target elements. The person skilled in the art understands that, depending on the respective measuring principle, an absolute position and / or a relative movement of the target elements can be detected.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Sensorsystems umfassen die Einsatzmöglichkeit des Sensorsystems in sicherheitskritischen Systemen mit hohen ASIL-Anforderungen, der Wegfall überflüssiger Kabel, eine höhere Störfestigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, Erhöhung der Festigkeit und/oder Steifigkeit des Sensorsystems, Erhöhung der Dichtigkeit des Sensorsystems bzw. des Gesamtsystems, in welches das Sensorsystem eingebunden ist, beispielsweise ein Fahrwerksystem, und eine Reduzierung der erforderlichen Montageschritte.Further advantages of the sensor system according to the invention include the possibility of using the sensor system in safety-critical systems with high ASIL requirements, the elimination of superfluous cables, greater immunity to interference from environmental influences, increased strength and / or rigidity of the sensor system, increased tightness of the sensor system or the overall system, in which the sensor system is integrated, for example a chassis system, and a reduction in the required assembly steps.

Die im Folgenden verwendeten räumlichen Angaben beziehen sich dabei stets auf die Drehachse soweit nicht anders vermerkt.The spatial information used in the following always refers to the axis of rotation unless otherwise noted.

Das erfindungsgemäße Sensorsystem lässt mehrere vorteilhafte Ausgestaltungen zu, die im Folgenden beschrieben werden. Dabei gelten die diesen Gegenstand betreffenden Ausführungen auch für die übrigen erfindungsgemäßen Gegenstände und umgekehrt.The sensor system according to the invention allows several advantageous configurations, which are described below. The statements relating to this subject also apply to the other subjects according to the invention and vice versa.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das Sensorsystem, insbesondere das Sensorelement, in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse vorzugsweise flüssigkeits- und/oder staubdicht und/oder schlagfest vorgesehen ist, wobei das Gehäuse besonders bevorzugt aus einem für elektro-magnetische Strahlung durchlässigen Material gefertigt ist, insbesondere aus einem Kunststoff.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the sensor system, in particular the sensor element, is arranged in a housing, wherein the housing is preferably provided liquid-tight and / or dust-tight and / or impact-resistant, the housing particularly preferably consisting of a for Electromagnetic radiation permeable material is made, in particular from a plastic.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das erste Targetelement, das zweite Targetelement und/oder das Sensorelement im Wesentlichen flächig ausgebildet sind, wobei eine Haupterstreckungsebene des ersten Targetelements, des zweiten Targetelements und/oder des Sensorelements jeweils senkrecht zur Drehachse angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das erste Targetelement, das zweite Targetelement und/oder das Sensorelement bezüglich der Drehachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Hierdurch wird eine flächige und somit möglichst genaue Bewegungs- bzw. Lagedetektion bei gleichzeitig geringstmöglichem Bauraumbedarf erzielt.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the first target element, the second target element and / or the sensor element are essentially flat, with a main extension plane of the first target element, the second target element and / or the sensor element being arranged perpendicular to the axis of rotation . It is particularly preferably provided that the first target element, the second target element and / or the sensor element are designed to be essentially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation. In this way, a flat and thus as precise as possible movement or position detection is achieved while at the same time requiring the least possible installation space.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das erste Targetelement im Wesentlichen kreisringförmig, ringförmig oder rotorförmig, insbesondere mit mehreren, vorzugsweise identischen, in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Segmenten ausgebildet ist, wobei die Segmente besonders bevorzugt in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist das erste Targetelement im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, d.h. insbesondere, dass die Erstreckung in radiale Richtung deutlich größer ist als die Erstreckung parallel zu der Drehachse. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Targetelement im Wesentlichen kreisringförmig, ringförmig oder blockförmig vorgesehen. Dabei ist besonders bevorzugt die Erstreckung in radiale Richtung deutlich größer als die Erstreckung parallel zu der Drehachse. Unter blockförmig soll insbesondere verstanden werden, dass das zweite Targetelement im Wesentlichen, also insbesondere von einem gegebenenfalls gerundeten radial innenliegenden und/oder einem gegebenenfalls gerundeten radial außenliegenden Ende des zweiten Targetelements, quaderförmig ausgebildet ist. Der Fachmann versteht, dass „im Wesentlichen“ meint, dass die Anordnung des Sensorsystems und/oder die gegenseitige Anpassung der Targetelemente und des Sensorelements aneinander, oder die Anordnung an einer Spindel und/oder einer Hohlwelle eine geringförmige Abweichung von den oben vorgeschlagenen Formen erfordern kann. Insbesondere sollen die obigen Ausführungen auch ohne diese Einschränkung gelten, d.h. dass das erste Targetelement beispielsweise kreisringförmig, ringförmig oder rotorförmig ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the first target element is essentially annular, ring-shaped or rotor-shaped, in particular with several, preferably identical, segments spaced apart in the circumferential direction, the segments particularly preferably being arranged equidistantly in the circumferential direction. The first target element is particularly preferably designed essentially in the form of a disk, i.e. in particular that the extension in the radial direction is significantly greater than the extension parallel to the axis of rotation. As an alternative or in addition, the second target element is essentially provided in the form of a circular ring, ring or block. The extent in the radial direction is particularly preferably significantly greater than the extent parallel to the axis of rotation. Block-shaped is to be understood in particular to mean that the second target element is essentially cuboid, that is to say in particular by an optionally rounded, radially inner and / or optionally rounded, radially outer end of the second target element. The person skilled in the art understands that “essentially” means that the arrangement of the sensor system and / or the mutual adaptation of the target elements and the sensor element to one another, or the arrangement on a spindle and / or a hollow shaft, may require a slight deviation from the shapes suggested above . In particular, the above statements should also apply without this restriction, i.e. that the first target element is, for example, circular, ring-shaped or rotor-shaped.

Alternativ oder zusätzlich ist das Sensorelement im Wesentlichen kreisringförmig, ringförmig, scheibenförmig oder blockförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Sensorelement ortsfest und drehfest angeordnet.As an alternative or in addition, the sensor element is essentially circular, ring-shaped, disk-shaped or block-shaped. The sensor element is particularly preferably arranged in a stationary and rotationally fixed manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das erste Targetelement und/oder das zweite Targetelement ein elektrisch leitfähiges Material und/oder einen Magnetwerkstoff umfassen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein induktives bzw. magnetisches Messverfahren ermöglicht. Der Fachmann versteht, dass das Sensorelement entsprechend der Ausführungsform der Targetelemente ausgebildet ist. Insbesondere ist es in besonders vorteilhafter Weise bei entsprechender Gestaltung des Sensorelements möglich, dass bei Verwendung nur eines Sensorelements dennoch die Messung über unterschiedliche Messverfahren möglich ist. Der Fachmann versteht, dass insbesondere für ein magnetisches Messverfahren das erste Targetelement und/oder das zweite Targetelement vorzugsweise wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Magnetisierung aufweisen. Besonders bevorzugt umfassen das erste Targetelement und/oder das zweite Targetelement ein Dauermagnetmaterial.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the first target element and / or the second target element comprise an electrically conductive material and / or a magnetic material. This advantageously enables an inductive or magnetic measuring method. The person skilled in the art understands that the sensor element is designed in accordance with the embodiment of the target elements. In particular, with a corresponding design of the sensor element, it is possible in a particularly advantageous manner that, when only one sensor element is used, the measurement using different measurement methods is still possible. The person skilled in the art understands that, in particular for a magnetic measuring method, the first target element and / or the second target element preferably have at least two regions of different magnetization. The first target element and / or the second target element particularly preferably comprise a permanent magnet material.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das Sensorelement eine, insbesondere mehrlagige, Leiterplatte umfasst. Derartige Leiterplatten sind bereits hinlänglich bekannt und in einfacher Weise herstellbar. Dabei umfasst die Leiterplatte vorzugsweise eine bis 48, vorzugsweise 2 bis 10, Schichten. Insbesondere werden dabei Verbindungen zwischen den Schichten durch Durchkontaktierungen bereitgestellt. Besonders bevorzugt ist die Leiterplatte bezüglich einer senkrecht auf der Drehachse stehenden und mittig durch das Sensorelement verlaufenden Ebene spiegelsymmetrisch aufgebaut. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Targetelemente aus dem gleichen Material gefertigt sind, bzw. die Erfassung der Position/Bewegung der Targetelemente auf dem gleichen Messprinzip beruht. Ganz besonders bevorzugt ist die Leiterplatte derart ausgebildet, dass das Sensorelement als Spulen fungierende Leiterbahnen aufweist, wobei die Leiterbahnen insbesondere derart vorgesehen sind, dass wenigstens eine Erregerspule und wenigstens eine, insbesondere zwei, Empfängerspulen realisiert sind. In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht eine Verwendung einer Leiterplatte die Bereitstellung eines in axialer Richtung platzsparend aufgebautes Sensorelements und/oder Sensorsystems sowie ein kostengünstig herstellbares Sensorelement.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the sensor element comprises a printed circuit board, in particular a multi-layer circuit board. Such circuit boards are already well known and can be produced in a simple manner. The circuit board here preferably comprises one to 48, preferably 2 to 10, layers. In particular, connections between the layers are provided by vias. Particularly preferably, the printed circuit board is constructed mirror-symmetrically with respect to a plane which is perpendicular to the axis of rotation and runs centrally through the sensor element. This applies in particular when the target elements are made of the same material or the detection of the position / movement of the target elements is based on the same measuring principle. The circuit board is very particularly preferably designed such that the sensor element has conductor tracks functioning as coils, the conductor tracks being provided in particular such that at least one excitation coil and at least one, in particular two, receiver coils are implemented. In a particularly advantageous manner, the use of a printed circuit board makes it possible to provide a sensor element and / or sensor system that is constructed in a space-saving manner in the axial direction, as well as a sensor element that can be produced cost-effectively.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das Sensorelement, insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Drehachse, eine Abschirmung aufweist zur Trennung der Signale des ersten Targetelements und des zweiten Targetelements. Vorzugsweise ist die Abschirmung flächig vorgesehen und umfasst ein elektrisch nicht leitfähiges und/oder für ein Magnetfeld nicht durchdringbares Material. Besonders bevorzugt ist die Abschirmung in axialer Richtung mittig in dem Sensorelement vorgesehen. Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich die Abschirmung insbesondere ununterbrochen über die gesamte radiale Ausdehnung des Sensorelements. Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, bei gleichzeitiger Minimierung des Platzbedarfs des Sensorsystems dennoch die Bewegungen bzw. Positionen der beiden Targetelemente exakt und ohne gegenseitige Beeinflussungen zu erfassen.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the sensor element, in particular in a plane perpendicular to the axis of rotation, has a shield for separating the signals of the first target element and the second target element. The shield is preferably provided in a planar manner and comprises an electrically non-conductive material and / or a material that cannot be penetrated by a magnetic field. The shielding is particularly preferably provided centrally in the sensor element in the axial direction. Very particularly preferably, the shield extends in particular uninterrupted over the entire radial extent of the sensor element. In this way, it is possible in a particularly advantageous manner, while at the same time minimizing the space requirement of the sensor system, nevertheless to detect the movements or positions of the two target elements exactly and without mutual interference.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensorsystems ist vorgesehen, dass das Sensorelement wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, Magnetfelddetektionselemente und/oder wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei, Erregerspulen und wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei Empfängerspulen umfasst. Vorzugsweise umfassen die Magnetfelddetektionselemente integrierte Schaltkreise. Besonders bevorzugt sind die integrierten Schaltkreise in radialer Richtung außen an dem Sensorelement angeordnet. Ganz besonders bevorzugt sind die beiden integrierten Schaltkreise in Umfangsrichtung um 90° versetzt zueinander angeordnet, wobei sie insbesondere auf einer imaginären Kreislinie, deren Mittelpunkt auf der Drehachse liegt, angeordnet sind. Vorzugsweise werden die Erregerspule und/oder die Empfängerspule durch Leiterbahnen in einer Leiterplatte realisiert. Der Fachmann versteht, dass derartige integrierte Schaltkreise, insbesondere in einer zueinander in Umfangsrichtung versetzten Anordnung, für ein magnetisches Messverfahren verwendet werden. Dabei werden insbesondere Richtungsvektoren der Magnetisierung des ersten Targetelements und/oder die Magnetfeldstärke des zweiten Targetelements gemessen. Der Fachmann versteht weiterhin, dass die Erreger- und Empfängerspule bzw. - spulen wie bereits oben erläutert einem induktiven Messverfahren dienen. Das Sensorelement kann dabei sowohl das erste als auch das zweite Targetelement nach dem gleichen Messprinzip erfassen als auch nach unterschiedlichen Prinzipien. Im letzteren Fall umfasst das Sensorelement auf der einen Seite Magnetfelddetektionselemente und auf der anderen Seite Erreger- und Empfängerspulen. Mit Seite ist dabei insbesondere die Fläche gemeint, die dem ersten bzw. zweiten Targetelement zugewandt ist.According to an advantageous embodiment of the sensor system according to the invention, it is provided that the sensor element comprises at least one, preferably at least two, magnetic field detection elements spaced apart from one another in the circumferential direction and / or at least one, preferably at least two, excitation coils and at least one, preferably at least two receiver coils. The magnetic field detection elements preferably comprise integrated circuits. The integrated circuits are particularly preferably arranged on the outside of the sensor element in the radial direction. The two integrated circuits are very particularly preferably arranged offset from one another by 90 ° in the circumferential direction, wherein they are arranged in particular on an imaginary circular line, the center of which lies on the axis of rotation. The excitation coil and / or the receiver coil are preferably implemented by conductor tracks in a circuit board. The person skilled in the art understands that such integrated circuits, in particular in an arrangement offset from one another in the circumferential direction, are used for a magnetic measuring method. In particular, direction vectors of the magnetization of the first target element and / or the magnetic field strength of the second target element are measured. The person skilled in the art also understands that the excitation and receiver coils or coils serve an inductive measuring method, as already explained above. The sensor element can detect both the first and the second target element according to the same measuring principle as well as according to different principles. In the latter case, the sensor element comprises magnetic field detection elements on the one hand and excitation and receiver coils on the other. With the side is meant in particular the surface that faces the first or second target element.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrwerksystem, insbesondere eine Hinterachslenkung, mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem, wobei das Fahrwerksystem eine in einer Hohlwelle mit einem Innengewinde geführte Spindel umfasst, deren Haupterstreckungsachse die Drehachse ist, wobei das Fahrwerksystem einen Stellmotor, insbesondere einen Elektromotor, zur Erzeugung einer Translation der Spindel entlang der Drehachse umfasst, der an der Stelle der Hohlwelle koaxial zu der Spindel angeordnet ist, wobei die Hohlwelle das erste Targetelement umfasst, wobei die Spindel das zweite Targetelement umfasst. Die Drehbewegung der Hohlwelle wird dabei über den Gewindetrieb in eine translatorische Bewegung der Spindel umgewandelt. Vorzugsweise ist die Hohlwelle dabei Teil des Rotors des Stellmotors und/oder mit dem Rotor drehfest verbunden.Another object of the present invention is a chassis system, in particular a rear-axle steering, with a sensor system according to the invention, the chassis system comprising a spindle guided in a hollow shaft with an internal thread, the main axis of which is the axis of rotation, the chassis system having a servomotor, in particular an electric motor, for Comprises generating a translation of the spindle along the axis of rotation, which is arranged at the location of the hollow shaft coaxially to the spindle, wherein the hollow shaft comprises the first target element, wherein the spindle comprises the second target element. The rotary movement of the hollow shaft is converted into a translational movement of the spindle via the screw drive. The hollow shaft is preferably part of the rotor of the servomotor and / or connected to the rotor in a rotationally fixed manner.

Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, ein Fahrwerksystem mit einem platzsparenden, exakt messenden und einfach einzubauenden Sensorsystem bereitzustellen.This makes it possible in a particularly advantageous manner to provide a chassis system with a space-saving, precisely measuring and easy-to-install sensor system.

Das erfindungsgemäße Fahrwerksystem lässt mehrere vorteilhafte Ausgestaltungen zu, die im Folgenden beschrieben werden. Dabei gelten die diesen Gegenstand betreffenden Ausführungen auch für die übrigen erfindungsgemäßen Gegenstände und umgekehrt.The chassis system according to the invention allows several advantageous configurations, which are described below. The statements relating to this subject also apply to the other subjects according to the invention and vice versa.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerksystems ist vorgesehen, dass das erste Targetelement einstückig mit der Hohlwelle ausgebildet ist oder form-, kraft- und/oder stoffschlüssig an der Hohlwelle angeordnet ist, insbesondere angeschweißt, angeflanscht und/oder angeklebt. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Targetelement einstückig mit der Spindel ausgebildet oder form-, kraft- und/oder stoffschlüssig an der Spindel angeordnet. Besonders bevorzugt umfasst der Rotor des Stellmotors das erste Targetelement. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine sichere und stabile Integrierung des ersten und zweiten Targetelements in das Fahrwerksystem realisiert.According to an advantageous embodiment of the chassis system according to the invention, it is provided that the first target element is formed in one piece with the hollow shaft or is arranged on the hollow shaft in a form-fitting, non-positive and / or cohesive manner, in particular welded, flanged and / or glued on. As an alternative or in addition, the second target element is formed in one piece with the spindle or is arranged on the spindle in a form-fitting, force-fitting and / or material fit. The rotor of the servomotor particularly preferably comprises the first target element. In this way, a secure and stable integration of the first and second target element into the chassis system is advantageously realized.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerksystems ist vorgesehen, dass das Fahrwerksystem als Einzelsteller oder als Zentralsteller ausgebildet ist. Der Fachmann versteht, dass bei einem Zentralsteller für eine Achse, hier insbesondere die Hinterachse, lediglich ein, vorzugsweise zentral angeordneter, Stellmotor und ein damit verbundenes Sensorsystem vorgesehen ist, wobei beide Räder durch den Stellmotor geregelt bzw. gesteuert werden. Bei einem Einzelsteller hingegen sind für jedes Rad ein Stellmotor und ein Sensorsystem vorgesehen, so dass beide Räder getrennt und unabhängig voneinander geregelt bzw. gesteuert werden können. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein flexibles Fahrwerksystem zur Verfügung zu stellen.According to an advantageous embodiment of the chassis system according to the invention, it is provided that the chassis system is designed as a single actuator or as a central actuator. The person skilled in the art understands that in a central actuator for an axle, here in particular the rear axle, only one, preferably centrally arranged, servomotor and a sensor system connected to it are provided, with both wheels being regulated or controlled by the servomotor. In the case of a single actuator, on the other hand, a servomotor and a sensor system are provided for each wheel, so that both wheels can be regulated or controlled separately and independently of one another. This advantageously makes it possible to provide a flexible chassis system.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerksystems ist vorgesehen, dass das Fahrwerksystem in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse vorzugsweise flüssigkeits- und/oder staubdicht und/oder schlagfest vorgesehen ist.According to an advantageous embodiment of the chassis system according to the invention, it is provided that the chassis system is arranged in a housing, the housing preferably being provided in a liquid- and / or dust-tight and / or impact-resistant manner.

Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs mittels eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, wobei das Sensorelement die Bewegung und/oder die Position des ersten Targetelements und/oder des zweiten Targetelements induktiv oder magnetisch erfasst.Yet another subject matter of the present invention is a method for detecting an angular position and a linear path by means of a sensor system according to the invention, the sensor element detecting the movement and / or the position of the first target element and / or the second target element inductively or magnetically.

Hierdurch werden die bezüglich des erfindungsgemäßen Sensorsystems und des erfindungsgemäßen Fahrwerksystems erläuterten Vorteile erzielt.In this way, the advantages explained with regard to the sensor system according to the invention and the chassis system according to the invention are achieved.

Das Messprinzip hängt dabei sowohl vom verwendeten Verfahren (magnetisch/induktiv) als auch von dem Targetelement ab. Die zugrundeliegenden Prinzipien sind dem Fachmann bekannt und werden im Folgenden kurz dargelegt.The measuring principle depends on both the method used (magnetic / inductive) and the target element. The underlying principles are known to the person skilled in the art and are briefly set out below.

Im Fall einer induktiven Messung der Bewegung und/oder der Position des ersten Targetelements umfasst das erste Targetelement ein elektrisch leitfähiges Material und das Sensorelement ist zumindest an der dem ersten Targetelement zugewandten Seite derart ausgebildet, dass es Erregerspulen und Empfängerspulen aufweist. Vorzugsweise werden diese durch Leiterbahnen in einer, insbesondere mehrschichtigen, Leiterplatte realisiert. Die Erregerspulen erzeugen ein zeitlich veränderliches Magnetfeld. In dem elektrisch leitfähigen Material des ersten Targetelements werden hierdurch Wirbelströme induziert, die das Magnetfeld abschwächen. In den, vorzugsweise wenigstens zwei gegeneinander geschalteten, Empfängerspulen wird durch das Magnetfeld der Erregerspulen, welches durch das erste Targetelement beeinflusst wird, eine Spannung induziert. Falls sich kein Targetelement in der näheren Umgebung des Sensorelements befindet, heben sich die induzierten Spannungen in den Empfängerspulen gegenseitig auf. Durch die Beeinflussung des Magnetfelds durch das Targetelement kann wiederum auf die Position des ersten Targetelements geschlossen werden.In the case of an inductive measurement of the movement and / or the position of the first target element, the first target element comprises an electrically conductive material and the sensor element is designed at least on the side facing the first target element in such a way that it has excitation coils and receiver coils. These are preferably implemented by conductor tracks in a circuit board, in particular a multi-layer circuit board. The excitation coils generate a time-varying magnetic field. This induces eddy currents in the electrically conductive material of the first target element, which weaken the magnetic field. A voltage is induced in the receiver coils, preferably at least two mutually connected, by the magnetic field of the excitation coils, which is influenced by the first target element. If there is no target element in the immediate vicinity of the sensor element, the induced voltages in the receiver coils cancel each other out. By influencing the magnetic field by the target element, conclusions can be drawn about the position of the first target element.

Der Fall einer induktiven Messung der Bewegung und/oder der Position des zweiten Targetelements verläuft im Wesentlichen anlog zu dem oben beschrieben Fall einer induktiven Messung des ersten Targetelements, wobei jedoch die in den Empfängerspulen induzierte Spannung proportional zu dem Abstand zwischen dem Sensorelement und dem zweiten Targetelement ist, wodurch die axiale Translation des zweiten Targetelements und damit ggf. der Spindel gemessen werden kann.The case of an inductive measurement of the movement and / or the position of the second target element is essentially analogous to the case of an inductive measurement of the first target element described above, but the voltage induced in the receiver coils is proportional to the distance between the sensor element and the second target element is, whereby the axial translation of the second target element and thus possibly the spindle can be measured.

Im Fall einer magnetischen Messung des ersten Targetelements umfasst dieses ein eine Magnetisierung aufweisendes Material, insbesondere einen Permanent- oder Dauermagneten, welches ein zeitlich konstantes Magnetfeld erzeugt. Das Sensorelement misst nun die Richtungsvektoren der Magnetisierung dieses Magnetfeldes und kann hierüber die Winkellage des ersten Targetelements bestimmen.In the case of a magnetic measurement of the first target element, it comprises a material exhibiting magnetization, in particular a permanent magnet, which generates a magnetic field that is constant over time. The sensor element now measures the direction vectors of the magnetization of this magnetic field and can use this to determine the angular position of the first target element.

Der Fall einer magnetischen Messung der Bewegung und/oder der Position des zweiten Targetelements verläuft im Wesentlichen analog zu dem soeben beschriebenen Fall einer magnetischen Messung des ersten Targetelements, wobei hier die Magnetfeldstärke gemessen wird, die abhängig ist vom Abstand zwischen dem zweiten Targetelement und dem Sensorelement.The case of a magnetic measurement of the movement and / or the position of the second target element is essentially analogous to the case of a magnetic measurement of the first target element just described, the magnetic field strength being measured here, which is dependent on the distance between the second target element and the sensor element .

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierbei zeigt:

  • 1 ein Fahrwerksystem gemäß dem Stand der Technik in einer Ausführungsform als achsparalleler Zentralsteller;
  • 2 ein Fahrwerksystem gemäß dem Stand der Technik in einer Ausführungsform als koaxialer Zentralsteller;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem;
  • 4 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen ersten Targetelements und des Sensorelements aus 3;
  • 5 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements und des Sensorelements aus 3;
  • 6 das Grundprinzip einer induktiven Detektion eines leitfähigen Materials in einer schematischen Darstellung;
  • 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem;
  • 8 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen ersten Targetelements und des Sensorelements aus 7;
  • 9 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements und des Sensorelements aus 7;
  • 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem;
  • 11 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen ersten Targetelements und des Sensorelements aus 10;
  • 12 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements und des Sensorelements aus 10;
  • 13 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensorelements;
  • 14 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensorelements;
  • 15 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem; und
  • 16 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements und des Sensorelements aus 15.
Further details and advantages of the invention are to be explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Here shows:
  • 1 a chassis system according to the prior art in one embodiment as an axially parallel central actuator;
  • 2 a chassis system according to the prior art in one embodiment as a coaxial central actuator;
  • 3rd an embodiment of a chassis system according to the invention with a sensor system according to the invention;
  • 4th a detailed view of the embodiment of the first target element according to the invention and the sensor element 3rd ;
  • 5 a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention and the sensor element 3rd ;
  • 6th the basic principle of inductive detection of a conductive material in a schematic representation;
  • 7th a further embodiment of a chassis system according to the invention with a sensor system according to the invention;
  • 8th a detailed view of the embodiment of the first target element according to the invention and the sensor element 7th ;
  • 9 a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention and the sensor element 7th ;
  • 10 a further embodiment of a chassis system according to the invention with a sensor system according to the invention;
  • 11 a detailed view of the embodiment of the first target element according to the invention and the sensor element 10 ;
  • 12th a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention and the sensor element 10 ;
  • 13th a schematic representation of an embodiment of the sensor element according to the invention;
  • 14th a schematic representation of a further embodiment of the sensor element according to the invention;
  • 15th yet another embodiment of a chassis system according to the invention with a sensor system according to the invention; and
  • 16 a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention and the sensor element 15th .

In der 1 ist ein Fahrwerksystem gemäß dem Stand der Technik in einer Ausführungsform als achsparalleler Zentralsteller dargestellt. Ein solches Fahrwerksystem ist beispielsweise eine Hinterachslenkung. Mit dieser ist es einerseits möglich, bei geringer Geschwindigkeit die Rangierfähigkeit des Fahrzeugs durch gegensinniges Lenken der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern zu verbessern, während bei hohen Geschwindigkeiten die Stabilität des Fahrzeugs durch gleichsinniges Lenken der Hinterräder verbessert wird.In the 1 a chassis system according to the prior art is shown in one embodiment as an axially parallel central actuator. Such a chassis system is, for example, rear-axle steering. With this it is possible on the one hand to improve the maneuverability of the vehicle at low speed by steering the rear wheels in opposite directions relative to the front wheels, while at high speeds the stability of the vehicle is improved by steering the rear wheels in the same direction.

Eine derartige Hinterachslenkung ist prinzipiell in zwei Ausprägungen möglich, als Zentralsteller, bei dem ein möglichst zentral angeordneter Stellmotor 6 über eine mit einem Innengewinde versehene Hohlwelle 4 eine Spindel 5 entlang der Drehachse 100 bewegt und somit beide Hinterräder durch den gleichen Stellmotor 6 gelenkt werden, oder als Einzelsteller, bei jedes der Hinterräder einen eigenen Stellmotor 6 umfasst und die Hinterräder getrennt voneinander gelenkt werden.Such a rear axle steering is possible in principle in two forms, as a central actuator in which a servomotor is arranged as centrally as possible 6th via a hollow shaft provided with an internal thread 4th a spindle 5 along the axis of rotation 100 moved and thus both rear wheels by the same servomotor 6th be steered, or as an individual actuator, each of the rear wheels has its own servomotor 6th includes and the rear wheels are steered separately from each other.

Hier ist beispielhaft ein Zentralsteller dargestellt, wobei der Erfindungsgedanke ebenso auf einen Einzelsteller anwendbar ist. Ferner ist hier eine Variante dargestellt, bei der der Stellmotor 6, vorzugsweise ein Elektromotor, achsparallel zur Spindel 5 angeordnet ist. Hier ist der Stellmotor 6 beispielhaft oberhalb der Hohlwelle 4 und der Spindel 5 angeordnet und treibt die Hohlwelle über einen Riemenantrieb an. Durch den Gewindetrieb kann die Spindel 5 entlang der Drehachse 100 verschoben werden. D.h. die Rotation des Stellmotors 6 wird durch den Gewindetrieb der Hohlwelle 4 in eine Linearbewegung der Spindel 5 umgewandelt.A central actuator is shown here as an example, the concept of the invention also being applicable to a single actuator. Furthermore, a variant is shown here in which the servomotor 6th , preferably an electric motor, axially parallel to the spindle 5 is arranged. Here is the servomotor 6th for example above the hollow shaft 4th and the spindle 5 arranged and drives the hollow shaft via a belt drive. The spindle can 5 along the axis of rotation 100 be moved. Ie the rotation of the servomotor 6th is made by the screw drive of the hollow shaft 4th into a linear movement of the spindle 5 transformed.

Um die Räder gezielt steuern zu können, ist es dabei notwendig, der Steuerung der Hinterachslenkung mit Informationen über die Rotorlage des Stellmotors 6, d.h. die Winkellage des Rotors, sowie der axialen Position, d.h. des Linearwegs, der Spindel 5 zur Verfügung zu stellen. Hierzu ist es bekannt, einen Rotorlagesensor an dem Stellmotor 6 und einen Linearwegsensor an der Spindel 5 vorzusehen. Die Sensoren verwenden dabei üblicherweise Targets, deren Position bzw. Bewegung dann von den Sensoren erfasst werden.In order to be able to control the wheels in a targeted manner, it is necessary to provide the control of the rear axle steering with information about the rotor position of the servomotor 6th , ie the angular position of the rotor and the axial position, ie the linear path, of the spindle 5 to provide. For this purpose, it is known to have a rotor position sensor on the servomotor 6th and a linear position sensor on the spindle 5 to be provided. The sensors usually use targets, the position or movement of which is then detected by the sensors.

In 2 ist ein Fahrwerksystem gemäß dem Stand der Technik in einer Ausführungsform als koaxialer Zentralsteller dargestellt. In diesem Fall ist der Rotor des Stellmotors 6 fest mit der Hohlwelle 4 verbunden, beispielsweise einstückig mit dieser ausgeführt. Der Stator des Stellmotors 6 ist in diesem Fall konzentrisch zu der Hohlwelle 4 um diese herum angeordnet. Ein erstes Target ist an der Hohlwelle befestigt und dessen Position wird von einem ersten Sensor erfasst, während ein zweites Target an der Spindel befestigt ist und dessen Position von dem zweiten Sensor gemessen wird.In 2 a chassis system according to the prior art is shown in one embodiment as a coaxial central actuator. In this case the rotor is the servomotor 6th firmly to the hollow shaft 4th connected, for example made in one piece with this. The stator of the servomotor 6th is in this case concentric to the hollow shaft 4th arranged around them. A first target is attached to the hollow shaft and its position is detected by a first sensor, while a second target is attached to the spindle and its position is measured by the second sensor.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem dargestellt. Dabei ist ein erstes Targetelement 1 derart mit der Hohlwelle 4 verbunden, beispielsweise einstückig mit dieser hergestellt oder an diese angeflanscht, dass das erste Targetelement 1 zusammen mit der Hohlwelle 4 rotiert. Ferner ist in unmittelbarer Nähe zu dem ersten Targetelement 1 ein zweites Targetelement 2 fest mit der Spindel 5 verbunden, so dass es deren axialer Bewegung, also der Translation parallel zu bzw. entlang der Drehachse 100, folgt.In 3rd shows an embodiment of a chassis system according to the invention with a sensor system according to the invention. There is a first target element 1 such with the hollow shaft 4th connected, for example made in one piece with this or flanged to this, that the first target element 1 together with the hollow shaft 4th rotates. It is also in close proximity to the first target element 1 a second target element 2 firmly to the spindle 5 connected so that it is their axial movement, i.e. the translation parallel to or along the axis of rotation 100 , follows.

Zwischen dem ersten Targetelement 1 und dem zweiten Targetelement 2 ist ein Sensorelement 3 angeordnet, welches die Bewegungen der Targetelemente 1, 2 misst und somit sowohl die Winkellage des Stellmotors 6 als auch den Linearweg der Spindel 5 ermittelt.Between the first target element 1 and the second target element 2 is a sensor element 3rd arranged, which the movements of the target elements 1 , 2 measures and thus both the angular position of the servomotor 6th as well as the linear travel of the spindle 5 determined.

In 4 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen ersten Targetelements 1 und des Sensorelements 3 aus 3 dargestellt. Dabei ist die in 3 mit A bezeichnete axiale Aufsicht dargestellt. Das Sensorsystem gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform arbeitet induktiv. Hierzu umfasst das erste Targetelement 1 ein elektrisch leitfähiges Material. In der dargestellten Ausführungsform ist das erste Targetelement 1 rotorförmig ausgebildet. Es umfasst hier vier gleich große Segmente, die den einzelnen Blättern eines Rotors ähneln. Selbstverständlich sind auch andere Anzahlen von Segmenten möglich, beispielsweise 2, 5 oder 6 Segmente. Die einzelnen Segmente sind in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet.In 4th is a detailed view of the embodiment of the first target element according to the invention 1 and the sensor element 3rd out 3rd shown. The in 3rd Axial plan view labeled A is shown. The sensor system according to the in 3rd illustrated embodiment works inductively. For this purpose, the first target element comprises 1 an electrically conductive material. In the illustrated embodiment, the first target element is 1 rotor-shaped. It comprises four segments of the same size, which are similar to the individual blades of a rotor. Of course, other numbers of segments are also possible, for example 2, 5 or 6 segments. The individual segments are evenly spaced from one another in the circumferential direction.

Sowohl das erste Targetelement 1 als auch das Sensorelement 3 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 100 ausgebildet. Das Sensorelement 3 ist als mehrlagige Leiterplatte 7 ausgebildet, wobei Leiterbahnen 8 spulenförmig in der Leiterplatte 7 angeordnet sind. Hier ist das Sensorelement 3 scheibenförmig vorgesehen, wobei der maximale Radius bzw. der Durchmesser des ersten Targetelements 1 mindestens so groß ist wie der der Durchmesser der Erregerspule, die vorzugsweisedurch die äußere Leiterbahn 8 gebildet wird, wobei die Leiterplatte besonders bevorzugt mehrere radial voneinander beabstandete, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufende, Leiterbahnen 8 aufweist. Die Funktionsweise des Sensorsystems wird unten im Zusammenhang mit 6 kurz erläutert.Both the first target element 1 as well as the sensor element 3rd are, according to the embodiment shown, rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation 100 educated. The sensor element 3rd is as a multilayer printed circuit board 7th formed, with conductor tracks 8th coil-shaped in the circuit board 7th are arranged. Here is the sensor element 3rd Provided disc-shaped, the maximum radius or the diameter of the first target element 1 is at least as large as the diameter of the excitation coil, preferably through the outer conductor track 8th is formed, wherein the circuit board particularly preferably a plurality of radially spaced apart, in particular in the circumferential direction uninterrupted, conductor tracks 8th having. The functioning of the sensor system is related to below 6th briefly explained.

In 5 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements 2 und des Sensorelements 3 aus 3 dargestellt. Dabei entspricht die Ansicht einer axialen Aufsicht entlang der in 3 als B bezeichneten Richtung. Das zweite Targetelement 2 ist hier scheibenförmig um die mittig angeordnete Drehachse 100 vorgesehen und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material. Dabei entspricht der maximale Radius bzw. Durchmesser des zweiten Targetelements 2 vorzugsweise im Wesentlichen demjenigen des ersten Targetelements 1 und/oder ist mindestens so groß wie der Durchmesser der Erregerspule bzw. der äußeren Leiterbahn 8 des Sensorelements 3.In 5 is a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention 2 and the sensor element 3rd out 3rd shown. The view corresponds to an axial plan view along the line in FIG 3rd direction designated as B. The second target element 2 is here disc-shaped around the centrally arranged axis of rotation 100 provided and consists of an electrically conductive material. The maximum radius or diameter of the second target element corresponds here 2 preferably essentially that of the first target element 1 and / or is at least as large as the diameter of the excitation coil or the outer conductor track 8th of the sensor element 3rd .

In 6 ist das Grundprinzip einer induktiven Detektion eines elektrisch leitfähigen Materials in einer schematischen Darstellung gezeigt. Oben im Bild ist beispielhaft ein Sensorelement 3 gezeigt, welches zwei äußere Erregerspulen sowie zwei innenliegende Empfängerspulen aufweist. Wie bereits zuvor erläutert, können diese als Leiterbahnen 8 einer mehrlagigen Leiterplatte 7 ausgebildet sein. Die Empfängerspulen sind dabei gegensinnig geschaltet. Unterhalb des Sensorelements 3 ist schematisch ein erstes oder zweites Targetelement 1, 2 angedeutet, welches wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Der Fachmann versteht, dass die dargestellte Ausführungsform rein beispielhaft ist und technisch eigentlich nur eine Erregerspule benötigt wird.In 6th the basic principle of inductive detection of an electrically conductive material is shown in a schematic representation. At the top of the picture is an example of a sensor element 3rd shown, which has two outer excitation coils and two internal receiver coils. As already explained above, these can be used as conductor tracks 8th a multilayer printed circuit board 7th be trained. The receiver coils are switched in opposite directions. Below the sensor element 3rd is schematically a first or second target element 1 , 2 indicated, which consists at least partially of an electrically conductive material. The person skilled in the art understands that the embodiment shown is purely exemplary and that technically only one excitation coil is actually required.

In den Erregerspulen wird nun ein zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugt. Die Magnetfeldstärke ist dabei proportional zu dem Produkt aus angelegtem Strom und der Anzahl der Windungen. Dieses Magnetfeld induziert eine Spannung in den Empfängerspulen. Da diese gegensinnig geschaltet sind, würden sich die in ihnen induzierten Spannungen gegenseitig aufheben, falls kein elektrisch leitfähiges Material in das Magnetfeld eingebracht wird. Das Magnetfeld induziert nun Wirbelströme in dem Material des ersten Targetelemente 1. Diese Wirbelströme erzeugen ein entgegengerichtetes Magnetfeld, wodurch der magnetische Fluss verringert wird und daher eine geringere Spannung in den Empfängerspulen induziert wird. Abhängig von der Geometrie der Empfängerspulen, der Geometrie des ersten Targetelements 1 sowie dessen Position ändern sich die über die Empfängerspulen gemessenen Spannungen. Über das Verhältnis der Spannungen kann die Position des ersten Targetelements 1 bestimmt werden.A temporally variable magnetic field is now generated in the excitation coils. The magnetic field strength is proportional to the product of the applied current and the number of turns. This magnetic field induces a voltage in the receiver coils. Since these are connected in opposite directions, the voltages induced in them would cancel each other out if no electrically conductive material was introduced into the magnetic field. The magnetic field now induces eddy currents in the material of the first target element 1 . These eddy currents create an opposing magnetic field, which reduces the magnetic flux and therefore induces a lower voltage in the receiver coils. Depending on the geometry of the receiver coils, the geometry of the first target element 1 as well as its position change the voltages measured across the receiver coils. The position of the first target element can be determined via the ratio of the voltages 1 to be determined.

Im Falle des zweiten Targetelements 2 ist die in den Empfängerspulen induzierte Spannung proportional zu dem Abstand zwischen dem Sensorelement 3 und dem zweiten Targetelement 2, wodurch dessen Linearweg bzw. dessen axiale Position ermittelt werden kann.In the case of the second target element 2 the voltage induced in the receiver coils is proportional to the distance between the sensor element 3rd and the second target element 2 , whereby its linear path or its axial position can be determined.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem dargestellt. Die generelle Anordnung der Elemente entspricht dabei derjenigen aus 3, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.In 7th a further embodiment of a chassis system according to the invention is shown with a sensor system according to the invention. The general arrangement of the elements corresponds to that in 3rd , so that reference is made to the relevant statements.

Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 3 besteht nun darin, dass ein magnetisches Messverfahren genutzt wird, weswegen das erste Targetelement 1, das zweite Targetelement 2 und das Sensorelement 3 anders als in der zuvor beschriebenen Ausführungsform aufgebaut sind.The difference from the embodiment according to 3rd is now that a magnetic measurement method is used, which is why the first target element 1 , the second target element 2 and the sensor element 3rd are constructed differently than in the embodiment described above.

In 8 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen ersten Targetelements 1 und des Sensorelements 3 aus 7 dargestellt. Hier umfasst das erste Targetelement 1 einen dauermagnetischen Werkstoff. Rein beispielhaft sind hier die magnetischen Pole als die beiden Hälften des scheibenförmigen ersten Targetelements 1 angenommen. Das Sensorelement 3 kann erneut als mehrlagige Leiterplatte 7 ausgebildet sein und umfasst ferner in einem äußeren Bereich zwei Magnetfelddetektionselemente, beispielsweise integrierte Schaltkreise 10, auf. Diese sind dabei auf einer Kreislinie, deren Mittelpunkt auf der Drehachse 100 liegt, angeordnet und in Umfangsrichtung in einem Winkel a, der hier beispielsweise 90° beträgt, voneinander beabstandet.In 8th is a detailed view of the embodiment of the first target element according to the invention 1 and the sensor element 3rd out 7th shown. Here comprises the first target element 1 a permanently magnetic material. Purely by way of example here are the magnetic poles as the two halves of the disk-shaped first target element 1 accepted. The sensor element 3rd can be re-used as a multilayer circuit board 7th be formed and further comprises two magnetic field detection elements, for example integrated circuits, in an outer region 10 , on. These are on a circular line, the center of which is on the axis of rotation 100 is arranged and spaced apart from one another in the circumferential direction at an angle a, which is here, for example, 90 °.

Der Dauermagnet des ersten Targetelements 1 erzeugt in diesem Fall ein zeitlich konstantes Magnetfeld, dessen Magnetfeldstärke von den integrierten Schaltkreisen 10 gemessen wird. Durch die beiden zueinander versetzt angeordneten integrierte Schaltkreise 10 werden die Richtungsvektoren der Magnetisierung bestimmt, wodurch auf die Winkellage des ersten Targetelements 1 geschlossen werden kann.The permanent magnet of the first target element 1 in this case generates a temporally constant magnetic field whose magnetic field strength is determined by the integrated circuits 10 is measured. Due to the two integrated circuits that are offset from one another 10 the direction vectors of the magnetization are determined, which affects the angular position of the first target element 1 can be closed.

In 9 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements 2 und des Sensorelements 3 aus 7 dargestellt. Das Sensorelement 3 ist dabei auf der dem zweiten Targetelement 2 zugewandten Seite ähnlich wie auf der dem ersten Targetelement 1 zugewandten Seite aufgebaut, es wird jedoch lediglich ein integrierter Schaltkreis 10 benötigt.In 9 is a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention 2 and the sensor element 3rd out 7th shown. The sensor element 3rd is on the second target element 2 facing side similar to that of the first target element 1 facing side built, but it is only an integrated circuit 10 needed.

Das zweite Targetelement 2 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform weitgehend identisch zu dem ersten Targetelement 1 ausgebildet. Die Feldstärke des durch den Dauermagneten erzeugten Feldes ist direkt proportional zu dem Abstand zwischen dem Sensorelement 3 und dem zweiten Targetelement 2. Daher muss lediglich die Feldstärke des Magnetfeldes gemessen werden, um auf die axiale Position des zweiten Targetelements 2 zu schließen.The second target element 2 is largely identical to the first target element according to the embodiment shown 1 educated. The field strength of the field generated by the permanent magnet is directly proportional to the distance between the sensor element 3rd and the second target element 2 . Therefore, only the field strength of the magnetic field has to be measured in order to determine the axial position of the second target element 2 close.

Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 als auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird jeweils für die beiden Targetelemente 1, 2 dasselbe Messverfahren (induktiv bzw. magnetisch) verwendet. Daher ist das Sensorelement 3 im Wesentlichen symmetrisch hinsichtlich einer radial mittig durch das Sensorelement 3 verlaufenden Ebene vorgesehen.Both in the embodiment according to 3rd as well as in the embodiment according to 7th is for each of the two target elements 1 , 2 the same measuring method (inductive or magnetic) is used. Hence the sensor element 3rd essentially symmetrical in terms of a radially centered through the sensor element 3rd running plane provided.

In 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem dargestellt. In diesem Fall entspricht das erste Targetelement 1 demjenigen aus dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 und das zweite Targetelement 2 entspricht demjenigen aus 3. Es wird also sowohl induktiv (zweites Targetelement 2) als auch magnetisch (erstes Targetelement 1) gemessen. Der Fachmann versteht, dass dies auch anders herum möglich ist, also eine induktive Messung der Winkellage des ersten Targetelements 1 und eine magnetische Messung des Linearwegs des zweiten Targetelements 2. Hinsichtlich der jeweiligen Ausgestaltungen des Sensorelements 3 sowie des ersten und zweiten Targetelements 1, 2 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.In 10 a further embodiment of a chassis system according to the invention is shown with a sensor system according to the invention. In this case, the first target element corresponds 1 that of the embodiment according to 7th and the second target element 2 corresponds to the one from 3rd . So it is both inductive (second target element 2 ) and magnetic (first target element 1 ) measured. The person skilled in the art understands that this is also possible the other way around, that is to say an inductive measurement of the angular position of the first target element 1 and a magnetic measurement of the linear path of the second target element 2 . With regard to the respective configurations of the sensor element 3rd and the first and second target elements 1 , 2 reference is made to the statements above.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Seiten des Sensorelements 3 unterschiedlich ausgebildet.In this embodiment, the respective sides of the sensor element 3rd differently trained.

In 11 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen ersten Targetelements 1 und des Sensorelements 3 aus 10 dargestellt. Dabei entspricht dieses Ausführungsbeispiel demjenigen aus 8, weswegen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.In 11 is a detailed view of the embodiment of the first target element according to the invention 1 and the sensor element 3rd out 10 shown. This embodiment corresponds to that from 8th , which is why reference is made to the relevant explanations.

In 12 ist eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements 2 und des Sensorelements 3 aus 10 dargestellt. Dabei entspricht dieses Ausführungsbeispiel demjenigen aus 5, weswegen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.In 12th is a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention 2 and the sensor element 3rd out 10 shown. This embodiment corresponds to that from 5 , which is why reference is made to the relevant explanations.

In 13 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensorelements 3 dargestellt. Schematisch ist dabei in der Mitte die Drehachse 100 angedeutet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dabei im Prinzip demjenigen aus 3, weswegen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.In 13th is a schematic representation of an embodiment of the sensor element according to the invention 3rd shown. The axis of rotation is schematically in the middle 100 indicated. The illustrated embodiment corresponds in principle to that from 3rd , which is why reference is made to the relevant explanations.

Das Sensorelement 3 ist als mehrlagige Leiterplatte 7 ausgeführt, wobei Leiterbahnen 8 spulenförmig in die Leiterplatte eingebracht sind. Hinsichtlich einer Mittelebene des im Wesentlichen scheibenförmigen bzw. kreisringförmigen Sensorelements 3 ist das Sensorelement 3 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Der Fachmann versteht jedoch, dass alternativ auch eine nicht symmetrische Ausgestaltung denkbar ist und insbesondere die Funktionalität des Sensorelements 3 keine derartige Spiegelsymmetrie erfordert. Damit die Messung des ersten Targetelements 1 nicht die Messung des zweiten Targetelements 2 beeinträchtigt, ist mittig eine Abschirmung vorgesehen, also beispielsweise eine Schicht aus einem für elektro-magnetische Strahlung undurchlässigem Material.The sensor element 3rd is as a multilayer printed circuit board 7th executed, with conductor tracks 8th are introduced into the circuit board in the form of a coil. With regard to a center plane of the essentially disk-shaped or circular ring-shaped sensor element 3rd is the sensor element 3rd designed mirror-symmetrically. However, the person skilled in the art understands that alternatively a non-symmetrical configuration is also conceivable, and in particular the functionality of the sensor element 3rd does not require such mirror symmetry. So that the measurement of the first target element 1 not the measurement of the second target element 2 impaired, a shield is provided in the middle, for example a layer made of a material that is impermeable to electromagnetic radiation.

In 14 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensorelements 3 dargestellt. Schematisch ist dabei in der Mitte die Drehachse 100 angedeutet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dabei im Prinzip demjenigen aus 7, weswegen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.In 14th is a schematic representation of a further embodiment of the sensor element according to the invention 3rd shown. The axis of rotation is schematically in the middle 100 indicated. The illustrated embodiment corresponds in principle to that from 7th , which is why reference is made to the relevant explanations.

Hier ist das Sensorelement 3 zwar ebenfalls im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zur Mittelebene ausgebildet und umfasst gleichfalls eine in der Mitte angeordnete Abschirmung, jedoch umfasst das Sensorelement 3 auf der dem ersten Targetelement 1 zugewandten Seite wie zuvor beschrieben zwei Magnetfelddetektionselemente auf, während es auf der dem zweiten Targetelement 2 zugewandten Seite nur ein Magnetfelddetektionselement aufweist. Diese Magnetfelddetektionselemente können beispielsweise als integrierte Schaltkreise 10 ausgeführt sein. Der Fachmann versteht, dass das Sensorelement 3 auch mehr als zwei Magnetfelddetektionselemente aufweisen kann, beispielsweise um einen redundanten Messaufbau zu ermöglichen und/oder um die Störungsunempfindlichkeit des Sensorsystems 3 zu verbessern.Here is the sensor element 3rd although it is also formed essentially mirror-symmetrically to the center plane and likewise comprises a shielding arranged in the center, it does, however, comprise the sensor element 3rd on that of the first target element 1 facing side as described above, two magnetic field detection elements, while it is on the second target element 2 facing side has only one magnetic field detection element. These magnetic field detection elements can, for example, be integrated circuits 10 be executed. Those skilled in the art understand that the sensor element 3rd can also have more than two magnetic field detection elements, for example to enable a redundant measurement setup and / or to make the sensor system insensitive to interference 3rd to improve.

In 15 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerksystems mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem dargestellt. Dabei entspricht das dargestellte Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 3 erläuterten Ausführungsbeispiel, d.h. es erfolgt eine induktive Messung beider Targetelemente 1, 2, weswegen grundsätzlich auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das zweite Targetelement 2 hier jedoch nicht rotationssymmetrisch zur Drehachse 2 ausgebildet, sondern blockförmig vorgesehen.In 15th shows yet another embodiment of a chassis system according to the invention with a sensor system according to the invention. The exemplary embodiment shown corresponds essentially to that in connection with FIG 3rd illustrated embodiment, ie there is an inductive measurement of both target elements 1 , 2 , which is why reference is made to the relevant explanations. In contrast to the in 3rd embodiment shown is the second target element 2 here, however, not rotationally symmetrical to the axis of rotation 2 formed, but provided in block form.

In 16 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweiten Targetelements 2 und des Sensorelements 3 aus 15. Das Sensorelement 3 entspricht dabei der bereits erläuterten Ausführungsform als scheibenförmige, mehrlagige Leiterplatte.In 16 a detailed view of the embodiment of the second target element according to the invention 2 and the sensor element 3rd out 15th . The sensor element 3rd corresponds to the embodiment already explained as a disk-shaped, multi-layer printed circuit board.

Das zweite Targetelement 2 ist nun blockförmig ausgebildet, d.h. es weist eine Quader- oder Streifenform auf und ist an der Spindel 5 befestigt. Da für die Messung der axialen Position, d.h. des Linearwegs, des zweiten Targetelements 2 lediglich der Abstand von dem Sensorelement 3 relevant ist, und durch die kreisförmige Ausbildung des Sensorelements 3 an jeder Stelle entlang des Umfangs des Sensorelements die Magnetfeldstäre messbar ist, kann auf eine schwerere und größere Scheibenform des zweiten Targetelements 2 verzichtet werden.The second target element 2 is now block-shaped, ie it has a cuboid or strip shape and is on the spindle 5 attached. As for measuring the axial position, ie the linear path, of the second target element 2 only the distance from the sensor element 3rd is relevant, and by the circular design of the sensor element 3rd the magnetic field strength can be measured at any point along the circumference of the sensor element, can refer to a heavier and larger disk shape of the second target element 2 be waived.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
erstes Targetelementfirst target element
22
zweites Targetelementsecond target element
33
SensorelementSensor element
44th
HohlwelleHollow shaft
55
Spindelspindle
66th
StellmotorServomotor
77th
LeiterplatteCircuit board
88th
LeiterbahnenConductor tracks
99
Abschirmungshielding
1010
integrierter Schaltkreis integrated circuit
100100
DrehachseAxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19857805 A1 [0004]DE 19857805 A1 [0004]

Claims (10)

Sensorsystem zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs, umfassend ein erstes Targetelement (1) zur Erfassung einer Winkellage, ein zweites Targetelement (2) zur Erfassung eines Linearwegs, wobei das erste Targetelement (1) um eine Drehachse (100) rotierbar angeordnet ist, wobei das zweite Targetelement (2) entlang der Drehachse (100) linear bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem ein parallel zu der Drehachse (100) zwischen dem ersten Targetelement (1) und dem zweiten Targetelement (2) angeordnetes Sensorelement (3) umfasst, wobei das erste Targetelement (1), das zweite Targetelement (2) und das Sensorelement (3) relativ zueinander berührungslos angeordnet sind.Sensor system for detecting an angular position and a linear path, comprising a first target element (1) for detecting an angular position, a second target element (2) for detecting a linear path, the first target element (1) being arranged to be rotatable about an axis of rotation (100), wherein the second target element (2) is arranged to be linearly movable along the axis of rotation (100), characterized in that the sensor system comprises a sensor element (3) arranged parallel to the axis of rotation (100) between the first target element (1) and the second target element (2) comprises, wherein the first target element (1), the second target element (2) and the sensor element (3) are arranged in a contactless manner relative to one another. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Targetelement (1) und/oder das zweite Targetelement (2) ein elektrisch leitfähiges Material und/oder einen Magnetwerkstoff umfassen.Sensor system according to Claim 1 , characterized in that the first target element (1) and / or the second target element (2) comprise an electrically conductive material and / or a magnetic material. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Targetelement (1), das zweite Targetelement (2) und/oder das Sensorelement (3) im Wesentlichen flächig ausgebildet sind, wobei eine Haupterstreckungsebene des ersten Targetelements (1), des zweiten Targetelements (2) und/oder des Sensorelements (3) jeweils senkrecht zur Drehachse (100) angeordnet ist.Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the first target element (1), the second target element (2) and / or the sensor element (3) are essentially flat, with a main plane of extent of the first target element (1), the second The target element (2) and / or the sensor element (3) is each arranged perpendicular to the axis of rotation (100). Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Targetelement (1), das zweite Targetelement (2) und/oder das Sensorelement (3) bezüglich der Drehachse (100) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind.Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the first target element (1), the second target element (2) and / or the sensor element (3) are designed to be essentially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation (100). Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) eine, insbesondere mehrlagige, Leiterplatte umfasst.Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (3) comprises a, in particular multi-layer, printed circuit board. Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3), insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Drehachse (100), eine Abschirmung aufweist zur Trennung der Signale des ersten Targetelements (1) und des zweiten Targetelements (2).Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (3), in particular in a plane perpendicular to the axis of rotation (100), has a shield for separating the signals of the first target element (1) and the second target element (2). Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, Magnetfelddetektionselemente und/oder wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei, Erregerspulen und wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei Empfängerspulen umfasst.Sensor system according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (3) comprises at least one, preferably at least two circumferentially spaced apart magnetic field detection elements and / or at least one, preferably at least two, excitation coils and at least one, preferably at least two receiver coils. Fahrwerksystem, insbesondere Hinterachslenkung, mit einem Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Fahrwerksystem eine in einer Hohlwelle (4) mit einem Innengewinde geführte Spindel (5) umfasst, deren Haupterstreckungsachse die Drehachse (100) ist, wobei das Fahrwerksystem einen Stellmotor (6), insbesondere einen Elektromotor, zur Erzeugung einer Translation der Spindel (5) entlang der Drehachse (100) umfasst, der an der Stelle der Hohlwelle (4) koaxial zu der Spindel angeordnet ist, wobei die Hohlwelle (4) das erste Targetelement (1) umfasst, wobei die Spindel (5) das zweite Targetelement (2) umfasst.Chassis system, in particular rear axle steering, with a sensor system according to one of the Claims 1 - 7th , the chassis system comprising a spindle (5) guided in a hollow shaft (4) with an internal thread, the main axis of which is the axis of rotation (100), the chassis system having a servomotor (6), in particular an electric motor, for generating a translation of the spindle ( 5) along the axis of rotation (100), which is arranged coaxially to the spindle at the point of the hollow shaft (4), the hollow shaft (4) comprising the first target element (1), the spindle (5) comprising the second target element ( 2) includes. Fahrwerksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksystem als Einzelsteller oder als Zentralsteller ausgebildet ist.Undercarriage system according to Claim 8 , characterized in that the chassis system is designed as a single actuator or as a central actuator. Verfahren zur Erfassung einer Winkellage und eines Linearwegs mittels eines Sensorsystems nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Sensorelement (3) die Bewegung und/oder die Position des ersten Targetelements (1) und/oder des zweiten Targetelements (2) induktiv oder magnetisch erfasst.Method for detecting an angular position and a linear path by means of a sensor system according to one of the Claims 1 - 7th , wherein the sensor element (3) detects the movement and / or the position of the first target element (1) and / or the second target element (2) inductively or magnetically.
DE102019125309.8A 2019-09-20 2019-09-20 Sensor system for detecting an angular position and a linear path Pending DE102019125309A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019125309.8A DE102019125309A1 (en) 2019-09-20 2019-09-20 Sensor system for detecting an angular position and a linear path

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019125309.8A DE102019125309A1 (en) 2019-09-20 2019-09-20 Sensor system for detecting an angular position and a linear path

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019125309A1 true DE102019125309A1 (en) 2021-03-25

Family

ID=74846629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019125309.8A Pending DE102019125309A1 (en) 2019-09-20 2019-09-20 Sensor system for detecting an angular position and a linear path

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019125309A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021112380A1 (en) 2021-05-12 2022-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steering actuator for a vehicle and method of operating the same
DE102021121889A1 (en) 2021-08-24 2023-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor arrangement for a vehicle; rear axle steering; Vehicle, method for position measurement using a sensor array
DE102021125333A1 (en) 2021-09-30 2023-03-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor device and steering system with sensor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021112380A1 (en) 2021-05-12 2022-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steering actuator for a vehicle and method of operating the same
DE102021121889A1 (en) 2021-08-24 2023-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor arrangement for a vehicle; rear axle steering; Vehicle, method for position measurement using a sensor array
DE102021125333A1 (en) 2021-09-30 2023-03-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor device and steering system with sensor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2105713B1 (en) Positioning device and method for its operation
DE102019125309A1 (en) Sensor system for detecting an angular position and a linear path
EP2979102B1 (en) Hall sensor insensitive to external magnetic fields
WO2007014599A1 (en) Apparatus for detecting revolutions of a steering shaft
WO1999054684A1 (en) Angle sensor and a method for determining an angle
WO2013127962A1 (en) Apparatus and method for the redundant, absolute position determination of a movable body
DE102019207070A1 (en) Rotor position sensor and steering system for a motor vehicle with a rotor position sensor
DE60215414T2 (en) Apparatus for detecting a relative angular position change
DE10210372A1 (en) Rotational angle sensor, comprises a pole wheel with coarse and fine magnetic traces and Hall sensor magnetic field detectors, with the coarse trace used for quick position determination and the fine trace used for high resolution
DE102013224098A1 (en) Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
EP3256819B1 (en) Sensor apparatus with a torque sensor device and an incremental sensor device and vehicle with such a sensor apparatus
EP3936828B1 (en) Encoding system for a transmission
DE102013221193A1 (en) Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
WO2021069014A1 (en) Sensor apparatus for detecting the rotation angle position of a rotatable shaft and steering arrangement of a vehicle
DE102018115099A1 (en) Rotary encoder
DE3208785C2 (en)
EP3171137A1 (en) Rotary encoder assembly
DE102011111846A1 (en) Device for determining rotational torque and steering angle of steering system in motor car during steering maneuvers, has sensors for detecting part of magnetic field and overlapping of two magnetic fields to determine torque and angle
EP3090236B1 (en) Sensor for determining a longitudinal displacement of an axis
EP3417244B1 (en) Sensor
DE102012016287A1 (en) Method for determining rotational position of shaft for e.g. electromotor for e.g. motor car, involves detecting generated magnetic field direction information and generated magnetic field strength information of pole-pairs
DE60034471T2 (en) ELECTRONIC STEERING MODULE
DE10328753A1 (en) Device for measuring the handlebar travel of a motor vehicle steering system
EP3884506B1 (en) Permanent magnet encoder for a sensor apparatus, sensor apparatus and control device for controlling a vehicle
DE19837331B4 (en) Method and device for measuring a rotational movement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed