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Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels einer drehbar gelagerten Lenkspindel für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen ersten Drehwinkelsensor mit einem ersten Treibelement und einen zweiten Drehwinkelsensor mit einem zweiten Treibelement, wobei das erste Treibelement drehfest mit der Lenkspindel verbindbar ist, wobei das zweite Treibelement durch Drehung des ersten Treibelements drehbar ist.
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Ein elektromechanisches Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, für Kraftfahrzeuge umfasst eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels. Im Zusammenhang mit Lenksystemen für Kraftfahrzeuge wird der Drehwinkel auch als Lenkdrehwinkel bezeichnet. Eine genaue und ausfallsichere Erfassung des Drehwinkels ist von entscheidender Bedeutung für einen zuverlässigen Betrieb des elektromechanischen Lenksystems. Denn der erfasste Drehwinkel dient beispielsweise als Datengrundlage für die Berechnung eines Drehmoments für eine Lenkunterstützung oder für die Berechnung eines Drehmoments zur Stellung der lenkbaren Räder in einem Steer-by-Wire-Lenksystem.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise
DE 10 2009 027 191 A1 , sind Sensorvorrichtungen zur Erfassung eines Drehwinkels mit einem induktiven Drehwinkelsensor bekannt, der dazu ausgebildet ist, durch eine Wirbelstrommessung den Drehwinkel der Lenkspindel zu messen. Um eine verbesserte Ausfallsicherheit von Sensorvorrichtungen zu schaffen und somit die Fahrzeugsicherheit insgesamt zu verbessern, ist es weiter bekannt, Sensorvorrichtungen redundant auszugestalten, indem ein zweiter Drehwinkelsensor vorgesehen ist. Auf diese Weise kann bei einem Defekt oder Ausfall eines der Drehwinkelsensoren der jeweils andere Drehwinkelsensor die Funktion des defekten bzw. ausgefallenen Drehwinkelsensors übernehmen.
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Einschlägige Normen bzw. Standards auf dem Gebiet der Sensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge fordern zur weiteren Verbesserung der Ausfall- bzw. Betriebssicherheit von elektromechanischen Lenksystemen ein bestimmtes Maß an Technologiediversität. Durch eine Diversifizierung in Bezug auf die Technologie der in einer Sensorvorrichtung eingesetzten Sensoren soll verhindert werden, dass bei einem Defekt oder Ausfall eines der Sensoren der jeweils andere Sensor ebenfalls ausfällt.
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Zur Erfüllung der Anforderung an Sensorvorrichtungen bezüglich Technologiediversität ist es bekannt, neben einen ersten, induktiven Drehwinkelsensor einen zweiten, magnetischen Drehwinkelsensor vorzusehen. Nachteilig an magnetischen Drehwinkelsensoren ist jedoch deren Anfälligkeit gegenüber externen Magnetfeldern. In der Kraftfahrzeugtechnik können Magnetfelder durch stromdurchflossene elektrische Leiter präsent sein. Eine magnetische Abschirmung ist zwar möglich, verursacht jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand und somit zusätzliche Kosten.
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Im Lichte der vorangehend erläuterten Problematik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Sensorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die zuverlässig ist, insbesondere einschlägige Normen bzw. Standards auf dem Gebiet der Sensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge erfüllt, und vergleichsweise kostengünstig herzustellen ist.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels einer drehbar gelagerten Lenkspindel für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Es wird eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels einer drehbar gelagerten Lenkspindel für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend einen ersten Drehwinkelsensor mit einem ersten Treibelement und einen zweiten Drehwinkelsensor mit einem zweiten Treibelement, wobei das erste Treibelement drehfest mit der Lenkspindel verbindbar ist, wobei das zweite Treibelement durch Drehung des ersten Treibelements drehbar ist, wobei der erste Drehwinkelsensor und der zweite Drehwinkelsensor jeweils induktive Sensoren sind, die zueinander verschieden ausgestaltet sind.
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Aufgrund der zwei induktiven und zueinander verschieden ausgestalteten Drehwinkelsensoren ist mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung eine Sensorvorrichtung geschaffen, die einerseits robust gegenüber externen Magnetfeldern ist. Denn induktive Drehwinkelsensoren sind selbst in Gegenwart von externen Magnetfeldern in der Lage, präzise zu messen. Andererseits ist mithin eine Sensorvorrichtung geschaffen, die die einschlägigen Anforderungen an Sensorvorrichtungen in Bezug auf Technologiediversität erfüllt, da die Drehwinkelsensoren zueinander verschieden ausgestaltet sind.
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Das erste Treibelement kann ein erstes Zahnrad sein und das zweite Treibelement kann ein zweites Zahnrad sein, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad im kämmenden Eingriff miteinander stehen. Alternativ kann das erste Treibelement eine erste Riemenscheibe sein und das zweite Treibelement kann eine zweite Riemenscheibe sein, wobei die erste Riemenscheibe und die zweite Riemenscheibe über einen Riemen miteinander gekoppelt sind.
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Der erste Drehwinkelsensor ist dem ersten Treibelement und somit der Lenkspindel zugeordnet und der zweite Drehwinkelsensor ist dem zweiten Treibelement zugeordnet. Der erste Drehwinkelsensor und der zweite Drehwinkelsensor sind jeweils dazu ausgebildet, den Drehwinkel der Lenkspindel zu messen.
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In einer Ausführungsform umfasst der erste Drehwinkelsensor eine erste Erregerspuleneinheit und eine erste Messspuleneinheit. Die erste Erregerspuleneinheit ist dazu eingerichtet, ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die erste Messspuleneinheit ist dazu eingerichtet, das erzeugte, magnetische Feld zu erfassen. Die erste Messspuleneinheit kann innerhalb der erste Erregerspuleneinheit angeordnet sein. Dies verbessert die Qualität des durch die erste Messspuleneinheit erfassten Signals, sodass die Messgüte des ersten Drehwinkelsensors insgesamt verbessert ist. Die erste Erregerspuleneinheit und die erste Messspuleneinheit sind jeweils ortsfest bzw. nicht beweglich an einer Tragstruktur der Sensorvorrichtung, insbesondere auf einer Leiterplatte, angeordnet.
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Der erste Drehwinkelsensor kann ein erstes Kopplungselement umfassen, wobei das erste Kopplungselement drehfest mit der Lenkspindel verbindbar ist und relativ zu der ersten Erregerspuleneinheit und der ersten Messspuleneinheit bewegbar ist. Das erste Kopplungselement ist gemeinsam mit der Lenkspindel bewegbar, und zwar relativ zu der ortsfest angeordneten, ersten Erregerspuleneinheit und der zu der ortsfest angeordneten, ersten Messspuleneinheit. Das erste Kopplungselement umfasst einen metallischen Werkstoff. Das erste Kopplungselement wird auch als metallisches Target bezeichnet.
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Das erste Kopplungselement kann ein kreissektorförmiges Element umfassen. Das kreissektorförmige Element kann die Form eines Halbkreises, Drittelkreises, Viertelkreises, Fünftelkreises oder dergleichen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das erste Kopplungselement in etwa kreisförmige oder elliptische Elemente umfassen, die voneinander verschiedene Mittelpunkte aufweisen.
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Der erste Drehwinkelsensor kann dazu ausgebildet sein, durch Erfassen einer induktiven Kopplung bzw. des Kopplungskoeffizienten zwischen der ersten Messspuleneinheit und dem ersten Kopplungselement den Drehwinkel der Lenkspindel zu messen. Das erste Kopplungselement ist innerhalb des von der ersten Erregerspuleneinheit erzeugten, magnetischen Felds angeordnet. Dadurch werden Wirbelströme in dem ersten Kopplungselement induziert, die wiederum ein weiteres magnetisches Feld erzeugen. Das weitere magnetische Feld ist durch die erste Messspuleneinheit erfassbar. Das weitere magnetische Feld ist abhängig von der Lage des bewegbaren, ersten Kopplungselements relativ zu der ortsfesten, ersten Erregerspuleneinheit und zu der ortsfesten, ersten Messspuleneinheit. Da das erste Kopplungselement fest mit dem ersten Treibelement und somit mit der Lenkspindel verbunden ist, ist durch die Erfassung des weiteren magnetischen Felds durch die erste Messspuleneinheit der Drehwinkel der Lenkspindel bestimmbar.
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Die erste Erregerspuleneinheit kann eine erste Erregerspule umfassen und die erste Messspuleneinheit kann mehrere, insbesondere vier, vorzugsweise acht, erste Messspulen umfassen.
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In vorteilhafter Weise weisen die ersten Messspulen jeweils voneinander beabstandete, zueinander parallel verlaufende Wicklungsachsen auf. Demnach sind die ersten Messspulen zueinander versetzt bzw. exzentrisch angeordnet.
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In weiter vorteilhafter Weise umfassen die ersten Messspulen jeweils eine in etwa kreisförmig ausgebildete Wicklung.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die ersten Messspulen identisch verlaufende Wicklungsachsen aufweisen. Demnach sind die ersten Messspulen derart angeordnet, dass sie in Bezug auf ihre jeweiligen Wicklungsachsen übereinander bzw. zueinander konzentrisch angeordnet sind.
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Bevorzugterweise umfassen die ersten Messspulen jeweils eine entlang einer in etwa kreisförmigen Bahn periodisch ausgebildete Wicklung. Die kreisförmige Bahn ist eine gedachte Mittellinie bzw. Nulllinie, die in etwa kreisförmig ist. Die jeweilige Wicklung der ersten Messspulen verläuft periodisch, das heißt abwechselnd, oberhalb bzw. diesseits bzw. radial außerhalb der kreisförmigen Bahn und unterhalb bzw. jenseits bzw. radial innerhalb der kreisförmigen Bahn.
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Besonders bevorzugterweise ist die periodisch ausgebildete Wicklung sinusförmig oder kosinusförmig. Die Wicklung verläuft analog zu einer Sinuskurve oder einer Kosinuskurve, die um eine Mittellinie bzw. Nulllinie schwingend verläuft, das heißt abwechselnd oberhalb und unterhalb der Mittellinie bzw. Nulllinie verläuft, wobei die Mittellinie bzw. Nulllinie in etwa kreisförmig ist.
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Der zweite Drehwinkelsensor kann dazu ausgebildet sein, durch eine Wirbelstrommessung den Drehwinkel der Lenkspindel zu messen. Der zweite Drehwinkelsensor beruht demnach auf einem Messprinzip, das sich von dem des ersten Drehwinkelsensors unterscheidet. Dies schafft Technologiediversität.
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Der zweite Drehwinkelsensor kann mehrere zweite Erregerspulen und ein zweites Kopplungselement umfassen, wobei das zweite Kopplungselement drehfest mit dem zweiten Treibelement verbunden ist und relativ zu den zweiten Erregerspulen bewegbar ist. Das zweite Kopplungselement umfasst einen metallischen Werkstoff. Das zweite Kopplungselement wird auch als metallisches Target bezeichnet. Die zweiten Erregerspulen erzeugen ein gemeinsames magnetisches Feld. Bevorzugterweise umfasst der zweite Drehwinkelsensor vier, jeweils kreisförmige, zweite Erregerspulen. Das zweite Kopplungselement ist in dem durch die zweiten Erregerspulen erzeugten, magnetisches Feld bewegbar.
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Das zweite Kopplungselement kann ein entlang einer in etwa kreisförmigen Bahn periodisch, insbesondere sinusförmig oder kosinusförmig, ausgebildetes Element umfassen. Die kreisförmige Bahn ist eine gedachte Mittellinie bzw. Nulllinie, die in etwa kreisförmig ist. Das periodisch verlaufende Element verläuft abwechselnd oberhalb bzw. diesseits bzw. radial außerhalb der kreisförmigen Bahn und unterhalb bzw. jenseits bzw. radial innerhalb der kreisförmigen Bahn. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Kopplungselement in etwa kreisförmige oder elliptische Elemente umfassen, die voneinander verschiedene Mittelpunkte aufweisen.
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Alternativ kann der zweite Drehwinkelsensor eine zweite Erregerspuleneinheit, eine zweite Messspuleneinheit und ein zweites Kopplungselement umfassen, wobei das zweite Kopplungselement drehfest mit dem zweiten Treibelement verbunden ist und relativ zu der zweiten Erregerspuleneinheit und der zweiten Messspuleneinheit bewegbar ist. Die weite Messspuleneinheit kann innerhalb der zweiten Erregerspuleneinheit angeordnet sein. Dies verbessert die Qualität des durch die zweite Messspuleneinheit erfassten Signals, sodass die Messgüte des zweiten Drehwinkelsensors insgesamt verbessert ist.
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Der zweite Drehwinkelsensor kann dazu ausgebildet sein, durch Erfassen einer induktiven Kopplung bzw. des Kopplungskoeffizienten zwischen der zweiten Messspuleneinheit und dem zweiten Kopplungselement den Drehwinkel der Lenkspindel zu messen. Das zweite Kopplungselement ist innerhalb des von der zweiten Erregerspuleneinheit erzeugten, magnetischen Felds angeordnet. Dadurch werden Wirbelströme in dem zweiten Kopplungselement induziert, die wiederum ein weiteres magnetisches Feld erzeugen. Das weitere magnetische Feld ist durch die zweite Messspuleneinheit erfassbar. Das weitere magnetische Feld ist abhängig von der Lage des bewegbaren, zweiten Kopplungselements relativ zu der ortsfesten, zweiten Erregerspuleneinheit und zu der ortsfesten, zweiten Messspuleneinheit. Da das zweite Kopplungselement fest mit dem zweiten Treibelement verbunden ist, das wiederum durch die Drehung der Lenkspindel drehbar ist, ist durch die Erfassung des weiteren magnetischen Felds durch die zweite Messspuleneinheit der Drehwinkel der Lenkspindel bestimmbar. Dadurch, dass der zweite Drehwinkelsensor den Drehwinkel unabhängig von dem ersten Drehwinkelsensor misst ist Technologiediversität geschaffen.
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Das zweite Kopplungselement kann ein kreissektorförmiges Element umfassen. Das kreissektorförmige Element kann die Form eines Halbkreises, Drittelkreises, Viertelkreises, Fünftelkreises oder dergleichen aufweisen.
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Die Sensorvorrichtung kann eine erste Recheneinheit und eine zweite Recheneinheit umfassen, die jeweils dazu eingerichtet sind, den Drehwinkel der Lenkspindel zu berechnen. Der erste Drehwinkelsensor kann dazu ausgebildet sein, mit der ersten Recheneinheit zusammenzuwirken, und der zweite Drehwinkelsensor kann dazu ausgebildet sein, mit der zweiten Recheneinheit zusammenzuwirken.
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Die Erregerspuleneinheit und/oder die Messspuleneinheit des ersten Drehwinkelsensors und die Erregerspuleneinheit und/oder die Messspuleneinheit des zweiten Drehwinkelsensors können auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein. Dies ermöglicht eine vereinfachte Montage.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
- 1 ein elektromechanisches Lenksystem in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 eine Ausführung einer Leiterplatte, auf der Spuleneinheiten eines ersten Drehwinkelsensors und eines zweiten Drehwinkelsensors einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung angeordnet sind, in einer Draufsicht,
- 3 eine weitere Ausführung einer Leiterplatte, auf der Spuleneinheiten eines ersten Drehwinkelsensors und eines zweiten Drehwinkelsensors einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung angeordnet sind, in einer Draufsicht,
- 4 eine Ausführung eines Kopplungselements in einer Draufsicht,
- 5 eine weitere Ausführung eines Kopplungselements in einer Draufsicht, und
- 6 eine noch weitere Ausführung eines Kopplungselements in einer Draufsicht.
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und sind daher in der Regel jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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1 zeigt ein elektromechanisches Lenksystem in einer perspektivischen, vereinfachten Darstellung von schräg vorne in Fahrzeugfahrtrichtung, wobei der besseren Übersicht halber für die Beschreibung der Erfindung nicht wesentliche Bestandteile nicht dargestellt sind.
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Das elektromechanisches Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Lenksäule 1 mit einer Lenkspindel 2. Die Lenksäule 1 ist über ein Lenkgetriebe 3 mechanisch mit den gelenkten Rädern 4 des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Das Lenkgetriebe 3 umfasst ein Ritzel 5 und eine Zahnstange 6, die auch als gezahnte Koppelstange bezeichnet werden kann. Das Lenkgetriebe 3 dient zur Übersetzung einer rotatorischen Bewegung des Ritzels 5 in eine translatorische Bewegung der Zahnstange 6 entlang der Längsachse der Zahnstange 6. An dem dem Fahrer zugewandten Ende der Lenksäule 1 und somit der Lenkspindel 2 ist ein Lenkrad 7 zur Eingabe eines Fahrerlenkwunsches bzw. Lenkbefehls befestigt, wobei der Fahrer das Lenkrad 7 in bekannter Weise zur Eingabe seines Lenkwunsches drehen kann. Die sich entlang ihrer Längsachse linear bewegende Zahnstange 6 ist jeweils zu beiden Seiten des Kraftfahrzeugs mechanisch mit einer Spurstange 8 gekoppelt. Die Spurstangen 8 sind wiederum jeweils mit den Fahrzeugrädern 4 mechanisch gekoppelt.
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2 zeigt eine erste Ausführung einer Leiterplatte, auf der Spuleneinheiten eines ersten Drehwinkelsensors 9 und eines zweiten Drehwinkelsensors 10 einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung angeordnet sind, in einer Draufsicht. Die Sensorvorrichtung dient zur Erfassung eines Drehwinkels einer drehbar gelagerten Lenkspindel für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
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Der erste Drehwinkelsensor 9 umfasst ein in den Figuren nicht dargestelltes, erstes Treibelement. Der zweite Drehwinkelsensor 10 umfasst ein zweites ebenfalls in den Figuren nicht dargestelltes Treibelement. Das erste Treibelement ist drehfest mit der Lenkspindel 2 verbunden, sodass das erste Treibelement und die Lenkspindel 2 bei einer Drehung des Lenkrads 7 durch den Kraftfahrzeugführer gemeinsam drehen, und zwar um ihre gemeinsame Längsachse. Die gemeinsame Längsachse des ersten Treibelements und der Lenkspindel 2 verläuft normal bzw. orthogonal zu der Zeichenebene von 2. Die Lenkspindel 2 erstreckt sich durch die zentrale Ausnehmung des ersten Drehwinkelsensors 9 hindurch. Das zweite Treibelement ist durch Drehung des ersten Treibelements drehbar. Somit sind das erste Treibelement und das zweite Treibelement kinematisch miteinander gekoppelt.
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Der erste Drehwinkelsensor 9 und der zweite Drehwinkelsensor 10 der Sensorvorrichtung sind jeweils induktive Sensoren. Der erste Drehwinkelsensor 9 und der zweite Drehwinkelsensor 10 sind zueinander verschieden ausgestaltet. Dadurch ist eine technologisch diversifizierte Sensorvorrichtung geschaffen.
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Der erste Drehwinkelsensor 9 umfasst eine erste Erregerspuleneinheit 11, eine erste Messspuleneinheit 12 und ein kreissektorförmiges, erstes Kopplungselement 13 (vgl. 4). Die erste Erregerspuleneinheit 11 umfasst eine erste Erregerspule 14. Die erste Messspuleneinheit 12 umfasst acht erste Messspulen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22. Das erste Kopplungselement 13 ist drehfest mit der Lenkspindel 2 verbunden und ist relativ zu sowohl der ersten Erregerspuleneinheit 11 als auch der ersten Messspuleneinheit 12 bewegbar. Wenn sich die Lenkspindel 2 aufgrund einer entsprechenden Lenkbefehleingabe, das heißt Drehung des Lenkrads 7 durch den Kraftfahrzeugführer, dreht, dann dreht sich das erste Kopplungselement 13 gegenüber sowohl der ersten Erregerspuleneinheit 11 als auch der ersten Messspuleneinheit 12.
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Der erste Drehwinkelsensor 9 ist dazu ausgebildet, durch Erfassen einer induktiven Kopplung zwischen der ersten Messspuleneinheit 12 und dem ersten Kopplungselement 13 den Drehwinkel der Lenkspindel 2 zu messen.
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Die ersten Messspulen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 weisen jeweils voneinander beabstandete, zueinander parallel verlaufende Wicklungsachsen auf. Die jeweiligen Wicklungsachsen verlaufen normal bzw. orthogonal zu der Zeichenebene. Weiterhin umfassen die ersten Messspulen 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 jeweils eine in etwa kreisförmig ausgebildete Wicklung. Daher weisen die jeweils in etwa kreisförmig ausgebildeten Wicklungen voneinander verschiedene Kreismittelpunkte auf.
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Der zweite Drehwinkelsensor 10 ist dazu ausgebildet, durch eine Wirbelstrommessung den Drehwinkel der Lenkspindel 2 zu messen. Dazu umfasst der zweite Drehwinkelsensor 10 eine zweite Erregerspuleneinheit mit vier zweiten Erregerspulen 23, 24, 25, 26 und ein zweites Kopplungselement 27 (vgl. 5). Das zweite Kopplungselement 27 ist drehfest mit dem zweiten Treibelement verbunden und relativ zu den zweiten Erregerspulen 23, 24, 25, 26 bewegbar.
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Die erste Erregerspuleneinheit 11 und die erste Messspuleneinheit 12 des ersten Drehwinkelsensors 9 sowie die zweite Erregerspuleneinheit des zweiten Drehwinkelsensors 10 sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet.
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3 zeigt eine zweite Ausführung einer Leiterplatte, auf der Spuleneinheiten eines ersten Drehwinkelsensors 28 und eines zweiten Drehwinkelsensors 29 einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung angeordnet sind, in einer Draufsicht. Die Ausführung gemäß 3 entspricht grundsätzlich der Ausführung gemäß 2.
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Der erste Drehwinkelsensor 28 umfasst ein in den Figuren nicht dargestelltes, erstes Treibelement. Der zweite Drehwinkelsensor 29 umfasst ein zweites ebenfalls in den Figuren nicht dargestelltes Treibelement. Das erste Treibelement ist drehfest mit der Lenkspindel 2 verbunden. Das zweite Treibelement ist durch Drehung des ersten Treibelements drehbar. Somit sind das erste Treibelement und das zweite Treibelement kinematisch miteinander gekoppelt.
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Der erste Drehwinkelsensor 28 und der zweite Drehwinkelsensor 29 der Sensorvorrichtung sind jeweils induktive Sensoren. Der erste Drehwinkelsensor 28 und der zweite Drehwinkelsensor 29 sind zueinander verschieden ausgestaltet. Dadurch ist eine technologisch diversifizierte Sensorvorrichtung geschaffen.
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Der erste Drehwinkelsensor 28 umfasst eine erste Erregerspuleneinheit 30, eine erste Messspuleneinheit 31 und ein kreissektorförmiges, erstes Kopplungselement 32 (vgl. 4). Die erste Erregerspuleneinheit 30 umfasst eine erste Erregerspule 33. Die erste Messspuleneinheit 31 umfasst vier erste Messspulen 34, 35, 36, 37. Das erste Kopplungselement 32 ist drehfest mit der Lenkspindel 2 verbunden und ist relativ zu sowohl der ersten Erregerspuleneinheit 30 als auch der ersten Messspuleneinheit 31 bewegbar. Wenn sich die Lenkspindel 2 aufgrund einer entsprechenden Lenkbefehleingabe, das heißt Drehung des Lenkrads 7 durch den Kraftfahrzeugführer, dreht, dann dreht sich das erste Kopplungselement 32 gegenüber sowohl der ersten Erregerspuleneinheit 30 als auch der ersten Messspuleneinheit 31.
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Der erste Drehwinkelsensor 28 ist dazu ausgebildet, durch Erfassen einer induktiven Kopplung zwischen der ersten Messspuleneinheit 31 und dem ersten Kopplungselement 32 den Drehwinkel der Lenkspindel 2 zu messen.
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Die ersten Messspulen 34, 35, 36, 37 weisen identisch verlaufende Wicklungsachsen auf. Die jeweiligen Wicklungsachsen verlaufen normal bzw. orthogonal zu der Zeichenebene. Weiterhin umfassen die ersten Messspulen 34, 35, 36, 37 jeweils eine entlang einer in etwa kreisförmigen Bahn sinusförmig ausgebildete Wicklung.
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Der zweite Drehwinkelsensor 29 umfasst eine zweite Erregerspuleneinheit 38, eine zweite Messspuleneinheit 39 und ein zweites Kopplungselement 40 (vgl. 6). Das zweite Kopplungselement 40 ist drehfest mit dem in den Figuren nicht dargestellten, zweiten Treibelement verbunden und relativ zu der zweiten Erregerspuleneinheit 38 und der zweiten Messspuleneinheit 39 bewegbar. Die zweite Messspuleneinheit 39 umfasst vier zweite Messspulen 41, 42, 43, 44.
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Der zweite Drehwinkelsensor 29 ist dazu ausgebildet, durch Erfassen einer induktiven Kopplung zwischen der zweiten Messspuleneinheit 39 und dem zweiten Kopplungselement 40 den Drehwinkel der Lenkspindel 2 zu messen.
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Die erste Erregerspuleneinheit 30 und die erste Messspuleneinheit 31 des ersten Drehwinkelsensors 28 sowie die zweite Erregerspuleneinheit 38 und die zweite Messspuleneinheit 39 des zweiten Drehwinkelsensors 29 sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet.
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4 zeigt eine Ausführung des ersten Kopplungselements 13 in einer Draufsicht.
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5 zeigt eine Ausführung des zweiten Kopplungselements 27 in einer Draufsicht.
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6 zeigt eine Ausführung des zweiten Kopplungselements 40 in einer Draufsicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009027191 A1 [0003]
