DE19936245A1 - Lenkwinkelsensor - Google Patents
LenkwinkelsensorInfo
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- G01D5/249—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor, insbesondere zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeugs mit einem einen Code aufweisenden Codierelement, wobei der Code aus einzelnen Codeworten und die Codeworte aus einzelnen Bits zusammengesetzt sind, und mit einer die Codeworte abtastenden Abtasteinheit, wobei jeweils einem Codewort ein Lenkwinkel zugeordnet ist und der Lenkwinkel aus dem abgetasteten Code bestimmt wird. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Code folgende Eigenschaften aufweist: DOLLAR A - unmittelbar benachbarte Codeworde unterscheiden sich lediglich um ein Bit, DOLLAR A - die Codeworte sind lediglich aus verschiedenen Bits, d. h. nicht nur aus 1 oder 0 zusammengesetzt und DOLLAR A - während wenigstens einer Umdrehung des Lenkrades bzw. der Lenksäule wiederholen sich die Codeworte nicht.
Description
Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor, insbesondere
zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeuges, mit einem
einen Code aufweisenden Codierelement, wobei der Code aus
einzelnen Codeworten und die Codeworte aus einzelnen Bits
zusammengesetzt sind, und mit einer die Codeworte abtastenden
Abtasteinheit, wobei jeweils einem Codewort ein Lenkwinkel
zugeordnet ist und der Lenkwinkel aus dem abgetasteten
Codewort bestimmt wird. Dabei ist das Codierelement
vorzugsweise mit dem Lenkrad bzw. der Lenksäule des Fahrzeugs
drehfest gekoppelt. Auf diese Weise kann von der Drehbewegung
des Codierelements auf die Lenkradstellung geschlossen werden.
Derartige Lenkwinkelsensoren werden benötigt für z. B.
Regeleinrichtungen zur Regelung der Fahrstabilität von
Fahrzeugen.
Als Schwierigkeit hat sich herausgestellt, dass zu einer sehr
genauen Ermittlung des Lenkwinkels sehr feine Codestrukturen
auf dem Codierelement zur Erzielung einer hohen Auflösung
notwendig sind. Solche sehr feine Strukturen sind insbesondere
gegen Schmutz, Staubpartikel oder auch die Bildung von
Kondenswasser sehr empfindlich. Eine solche Empfindlichkeit
kann die Funktionssicherheit des Lenkwinkelsensors nachteilig
beeinflussen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,
einen Lenkwinkelsensor zu schaffen, der gegen Verschmutzungen
unempfindlich ist und dennoch eine sehr hohe Auflösung des
Lenkwinkels ermöglicht. Außerdem soll der Lenkwinkelsensor
möglichst kleine Abmessungen aufweisen und funktionsgerecht
angeordnet sein. Durch die Erfindung soll weiterhin die
Winkelauflösung und Genauigkeit des Lenkwinkelsensors
verbessert werden. Dabei sollen Voraussetzung für günstige
Fehlererkennungsmöglichkeiten und Signalauswertungen
geschaffen werden. Weiterhin soll der mechanische Aufbau des
Lenkwinkelsensors einfach und möglichst mit einer
Bauraumreduzierung verbunden sein. Der Lenkwinkelsensor soll
außerdem die Komplexität der Elektronik reduzieren und
kostengünstig sein.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Lenkwinkelsensor der eingangs
beschriebenen Art vorgeschlagen, der vorsieht, dass der Code
folgende Eigenschaften aufweist:
- - unmittelbar benachbarte Codeworte unterscheiden sich lediglich um ein Bit,
- - die Codeworte sind lediglich aus verschiedenen Bits, d. h. nicht nur aus 1 oder 0 zusammengesetzt und
- - während wenigstens einer Umdrehung des Lenkrades bzw. der Lenksäule wiederholen sich die Codeworte nicht.
Die Erfindung weist dabei den Vorteil auf, dass sich bei
Änderung des Codewortes um lediglich ein Bit entweder ein
benachbartes, gültiges Codewort vorliegt, oder ein ungültiges.
Aufgrund des ungültigen Codewortes kann eine Fehlererkennung
und Fehlerbehebung stattfinden. Dadurch, dass die Codeworte
lediglich aus verschiedenen Bits zusammengesetzt sind, werden
diejenigen Codeworte vermieden, welche lediglich aus 1 oder 0
zusammengesetzt sind. Auch hierdurch wird eine mögliche
Fehlerquelle ausgeschaltet. Beispielsweise ist ein Defekt der
Abtasteinheit feststellbar, wenn das Codewort lediglich Nullen
oder Einsen aufweist. Erfindungsgemäß wiederholt sich das
Codewort während wenigstens einer Umdrehung des Lenkrades bzw.
der Lenksäule nicht, wodurch eine eindeutige Zuordnung des
Lenkradwinkels bzw. Lenksäulenwinkels zu einem abgelesenen
Codewort gegeben ist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des
Lenkwinkelsensors weist der Code im Wesentlichen nebeneinander
liegende, eine Schrittweite aufweisende Codespuren auf, wobei
die Schrittweite der Codespuren durch einzelne, die Bits
generierende Spurelemente bestimmt wird. Außerdem ist die
Abtasteinheit quer zu den Codespuren angeordnet. Ein Code in
Form von nebeneinander angeordneten Codespuren mit
entsprechenden Spurelementen hat sich bei der Anwendung in
Lenkwinkelsensoren als sehr günstig herausgestellt.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor,
dass innerhalb einer Codespur wenigstens zwei oder mehr
gleiche Spurelemente hintereinander angeordnet sind. Dadurch
werden insbesondere sehr feine und störanfällige Strukturen
auf dem Codierelement vermieden, die zudem aufwendig zu
fertigen sind. Erfindungsgemäß sind dabei die Spurelementen
innerhalb einer Codespur insbesondere nicht äquidistant
angeordnet.
Nach einer Variante der Erfindung sind die Codespuren auf
einer Kreisscheibe oder einer Mantelfläche eines Zylinders
angeordnet, dessen Längsachse vorzugsweise der
Lenkraddrehachse bzw. der Lenksäulenachse entspricht. Damit
wird eine sehr platzsparende Anordnung der Codierelemente
erreicht, die dadurch auf einfache Weise mit dem Lenkrad bzw.
der Lenksäule gekoppelt werden kann.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Abtasteinheit ein lineares Sensorarray ist und pro Codespur
wenigstens ein Sensor zur Abtastung vorhanden ist. Bei der
Verwendung von mehreren Sensoren zur Abstastung der selben
Codespur wird bei der Abtastung eine Redundanz erreicht,
mittels der ein Ausfall einzelner Sensoren detektierbar ist.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, dass mehrere Abtasteinheiten um einen Winkel δ
phasenversetzt die Codespuren zeitgleich abtasten und die
Einzelcodeworte der mehreren Abtasteinheiten zu einem Codewort
zusammengesetzt werden. Vorteilhafterweise kann durch eine
solche Anordnung die Anzahl der Codespuren auf dem
Codierelement stark reduziert werden, ohne dadurch die
Auflösung des Lenkwinkelsensors zu verringern. Vielmehr wird
durch die Verwendung mehrerer phasenversetzter Abtasteinheiten
die Auflösung des Lenkwinkelsensores um ein Vielfaches erhöht,
wodurch insbesondere feine, verschmutzungsempfindliche und
schwer fertigbare Strukturen auf dem Codierelement vermeidbar
sind. Bei der Bildung des auf dem Codierelements vorhandenen
Codes muss allerdings der Zusammenhang einer phasenversetzten
Abtastung berücksichtigt werden.
In einer Ausgestaltung der Weiterbildung sind vorzugsweise n
Codespuren nebeneinander auf einem Codierelement und m
Abtasteinheiten vorhanden, wobei entsprechend den n Codespuren
und den m Abtasteinheiten ein n mal m Bits enthaltendes
Codewort abgetastet wird. Damit kann bei Vorhandensein von
schon relativ wenig Codespuren, wodurch das Codierelement sehr
klein gehalten werden kann, und einer entsprechend großen
Anzahl von Abtasteinheiten ein Codewort mit entsprechend
vielen Bits erzeugt werden, was eine entsprechend hohe
Auflösung des Lenkwinkelsensors ergibt.
Nach einer Variante der Erfindung ergibt sich die Beziehung
des Winkel δ des Phasenversatzes, der Auflösung des
Lenkwinkelsensors in Grad und der Anzahl der Abtasteinheiten
aus folgender Formel:
Phasenversatz δ modulo (Auflösung Lenkwinkelsensor.Anzahl
der Abtasteinheiten) = Auflösung Lenkwinkelsensor;
mit Phasenversatz δ < Auflösung Lenkwinkelsensor.Anzahl der Abtasteinheiten
mit Phasenversatz δ < Auflösung Lenkwinkelsensor.Anzahl der Abtasteinheiten
Der modulo mod ist dabei folgendermaßen definiert:
(x mod y) = (x - [x/y].y), wobei [x/y] in der Gaussklammer stehen soll und das Ergebnis der Division x/y auf die nächst kleinere ganze Zahl abgerundet werden soll. Grundsätzlich sollte der Phasenversatz möglichst klein gewählt werden, da die einzelnen Abtasteinheiten in einem Bauteil, insbesondere in einem Abtastmodul, zusammengefasst werden können, welches entsprechend kleine Ausmaße aufweisen sollte.
(x mod y) = (x - [x/y].y), wobei [x/y] in der Gaussklammer stehen soll und das Ergebnis der Division x/y auf die nächst kleinere ganze Zahl abgerundet werden soll. Grundsätzlich sollte der Phasenversatz möglichst klein gewählt werden, da die einzelnen Abtasteinheiten in einem Bauteil, insbesondere in einem Abtastmodul, zusammengefasst werden können, welches entsprechend kleine Ausmaße aufweisen sollte.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, dass das Codierelement vier Codespuren mit
einer Schrittweite von 4,5° aufweist, dass drei
Abtasteinheiten mit einem Phasenversatz von jeweils 6°
vorhanden sind und die Auflösung des Lenkwinkelsensors 1,5°
beträgt. Eine solche Ausführungsform hat sich als besonders
günstig erwiesen.
Andere, ebenfalls günstige Ausführungsformen sind in den
Unteransprüchen 9-14 beschrieben.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine die Anzahl der
vollen Lenkradumdrehungen zählende Zähleinrichtung vorhanden.
Eine solche Zähleinrichtung zählt die Umdrehungen des Lenkrads
bzw. der Lenksäule gegenüber einer Nulllage, um den Lenkwinkel
der Fahrzeugräder eindeutig bestimmen zu können. Eine solche
Zähleinrichtung kann insbesondere ein Schrittschaltwerk mit
Zähler sein, das in Abhängigkeit von den Umdrehungen des
Lenkrades oder der Lenksäule schrittweise vorwärts oder
rückwärts geschaltet wird, so dass die Zahl der gegen eine
Nullstellung bestehenden Umdrehungen stets bekannt ist.
Andere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die
Abtastung optisch, magnetisch oder induktiv erfolgt. Solche
Arten der Abtastung sind funktionssicher und kostengünstig zu
realisieren.
Nach einer Variante der Erfindung sind die Codespuren
durchleuchtbar ausgestaltet. Eine solche Durchleuchtbarkeit
ist insbesondere dann notwendig, wenn die Abtastung nach dem
Durchlichtprinzip erfolgt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind zur optischen
Abtastung des Codes Lichtleiter und/oder LEDs vorhanden, die
ggf. eine definierte Taktung aufweisen. Eine solche Taktung,
bei welcher die Lichtquelle idealerweise nur für sehr kurze
Zeit angeschaltet wird, bringt insbesondere Vorteile bei der
Verwendung des Durchlichtprinzips mit sich.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine
Beleuchtungseinheit vorhanden ist mit der die Abtasteinheit
unabhängig von der Stellung des Codierelements beleuchtet
werden kann. Dadurch kann die Funktion der Abtasteinheit,
insbesondere die Funktion der einzelenen Sensorelemente, in
jeder Stellung des Codierelements überprüft werden.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Codierelement eine ebene Codescheibe ist, auf welcher die
Codespuren als konzentrische Ringe angeordnet sind und dass
die Spurelemente entsprechend der Anordnung nach Fig. 1 oder
Fig. 2 auf der Codescheibe angeordnet sind. Gerade eine
solche Anordnung hat sich als äußerst vorteilhaft und
funktionssicher erwiesen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der
Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der
die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Lenkwinkelsensor mit schematischer Bildung des
Codesworts,
Fig. 2 eine Codescheibe mit Abtasteinheiten und
Fig. 3 ein Abtastmodul mit drei Abtasteinheiten.
In der Fig. 1 ist ein Lenkwinkelsensor 1 dargestellt, der
insbesondere zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeugs
vorgesehen ist. Der Lenkwinkelsensor 1 weist dabei ein
Codierelement 2 auf, welches als ebene Codescheibe ausgebildet
ist. Das Codierelement 2 eignet sich insbesondere zur
Anbringung um eine Lenksäule 3, die in der Fig. 1 im
Querschnitt dargestellt ist. Das Codierelement 2 ist dabei mit
der Lenksäule 3 drehfest verbunden. Auf dem Codierelement 2
sind vier Codespuren 4, 5, 6 und 7 vorhanden, die als
konzentrische Ringe um die Lenksäule 3 ausgebildet sind. Die
Codespuren 4-7 weisen dabei verschiedene Spurelemente 10 und
Einzelspurelemente 11 auf. Die Einzelspurelemente 11 haben
eine Schrittweite von 3° auf. Die Spurelemente 10 setzen sich
aus mehreren selben, hintereinander liegenden
Einzelspurelementen 11 zusammen, wodurch die
Einzelspurelemente 11 innerhalb den Spurelementen 10 nicht als
solche erkennbar sind. Deshalb zeigt die Fig. 1
unterschiedlich lange Spurelemente 10, deren kleinstes
gemeinsames Vielfaches ein Einzelspurelement 11 ist.
Der Lenkwinkelsensor nach Fig. 1 weist ein Abtastmodul 12
auf, in welchem drei Abtasteinheiten A1, A2 und A3 quer zu den
Codespuren 4-7 angeordnet sind. Die einzelnen
Abtasteinheiten A1, A2 und A3 tasten dabei jeweils die vier
nebeneinander liegenden Codespuren 4-7 ab. Die drei
Abtasteinheiten A1, A2 und A3 sind, wie in Fig. 1 deutlich zu
erkennen ist, phasenversetzt über den Codespuren 4-7
angeordnet, wobei der Phasenversatz δ jeweils 7° beträgt.
Mittels den drei Abtasteinheiten A1, A2 und A3 werden drei
Einzelcodewörter abgetastet, welche in der in Fig. 1 rechts
dargestellten Tabelle nebeneinander zu sehen sind. Die
Abtasteinheit A1 tastet dabei das Einzelcodewort 0000 ab,
A2 1001 und A3 0011. Durch Aneinandersetzen der drei
Einzelcodewörter wird das Codewort gebildet, welches aus 3 mal
4 = 12 Bits zusammengesetzt ist und folgendermaßen lautet:
000010010011. Erfindungsgemäß ist jedem Codewort ein
Lenkwinkel zugeordnet, d. h. bei Abtastung eines entsprechenden
Codeworts wird aufgrund des abgetasteten Codeworts der
Lenkwinkel bestimmt.
In der Tabelle rechts neben dem Lenkwinkelsensor 1 in Fig. 1
sind neben dem aktuellen Codewort weitere Codeworte angegeben,
die sich bei einer Drehung des Codierelements 2 nach rechts
ergeben. Der Code des Codierelements 2 zeichnet sich dadurch
aus, dass sich die unmittelbar benachbarten Codeworte
lediglich um ein Bit unterscheiden. Bei weiterer Drehung des
Codierelemets 2 nach rechts ändert sich, wie aus der Fig. 1
bzw. der Tabelle in Fig. 1 ersichtlich ist, lediglich das
zweite Bit der dritten Abtasteinheit A3. Bei Drehung in
dieselbe Richtung ändert sich als nächstes das dritte Bit der
Abtasteinheit A2, danach das erste Bit der Abtasteinheit A1.
Die sich ändernden Bits sind in der Tabelle nach Fig. 1 durch
eine entsprechende Umrandung markiert.
Außerdem weist der Code des Codierelements 2 die Eigenschaft
auf, dass lediglich Codeworte verwendet werden, die sich aus
verschiedenen Bits zusammensetzen, die also nicht nur aus 1
oder 0 bestehen. Ein Auslassen dieser Codeworte dient zur
Vermeidung möglicher Abtastfehler.
Der Code des Codierelements 2 ist zudem so gestaltet, dass
während einer Umdrehung der Lenksäule 3 keine Wiederholung der
Codeworte stattfindet. Damit ist eine eindeutige Zuordnung
eines Codes zu einer Winkelstellung der Lenksäule
gewährleistet.
Durch die in Fig. 1 beschriebene Anordnung erhält man eine
Auflösung des Lenkwinkelsensors von 1°, obwohl die Spurweite
der Einzelspurelemente 3° beträgt.
Als Abtasteinheit A1, A2 und A3 wird jeweils ein lineares
Sensorarray verwendet, welches pro Codespur ein
Einzelabtastelement aufweist.
In der Fig. 2 ist ein Codierelement 22 dargestellt, welches
einen anderen Code aufweist, als das Codierelement 2 nach
Fig. 1. Das Codierelement 22 weist vier Codespuren 24, 25,
26, und 27 auf, wobei nach Fig. 2 die Schrittweite der
Codespuren 24-27 4,5° beträgt. Anders als das Codierelement
2 nach Fig. 1 weist das Codierelement 22 nach Fig. 2
innerhalb einer der Codespuren 24-27 keine
Einzelspurelemente 11 auf, vielmehr sind die Codespuren derart
ausgebildet, dass innerhalb einer Codespur 24-27 wenigstens
zwei gleiche Spurelemente 30 hintereinander angeordnet sind.
Deshalb sind in Fig. 2 lediglich Doppelspurelemente 31 als
kleinste Spurelementeinheit vorhanden. Sehr feine und damit
aufwendig zu fertigende Spurelemente finden bei diesem Code
keine Verwendung.
Die in Fig. 2 dargestellten drei Abtasteinheiten A1, A2 und
A3, welche in einem Abtastmodul 12 angeordnet sind, weisen
jeweils einen Phasenversatz 5 von 6° auf. In der Fig. 2 ist
auch deutlich zu erkennen, dass die einzelnen Abtasteinheiten
A1, A2 und A3 aus jeweils vier Einzelabtastelementen 32
zusammengesetzt sind. Dies wird insbesondere auch in Fig. 3
deutlich, in der das Abtastmodul 12 mit den drei
Abtasteinheiten A1, A2, A3 und den jeweiligen
Einzelabtastelementen 32 vergrößert dargestellt ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Codierelement 22 weist eine
relativ hohe Auflösung von 1,5° auf, obwohl die Spurweite des
Codespuren 4,5° beträgt und die kleinsten Spurelemente
Doppelspurelemente 30 mit einer Winkelweite von 9° sind.
Deutlich zu erkennen ist, dass keine sehr feine Strukturen auf
dem Codierelement 2 Codescheibe vorhanden sind, die einerseits
sehr aufwendig zu fertigen und andererseits sehr
schmutzempfindlich sind.
Um die Anzahl der vollen Lenkradumdrehungen bestimmen zu
können, sind bei einem Lenkwinkelsensor 1 nach Fig. 1 bzw.
nach Fig. 2 eine die vollen Lenkradumdrehungen zählende
Zähleinrichtung separat vorhanden.
Ein Codierelement 2 bzw. 22 nach Fig. 1 bzw. nach Fig. 2,
das lediglich vier Codespuren aufweist, ist sehr platzsparend.
Bei einem Durchmesser einer Lenksäule von ca. 50 mm, und einer
Spurbreite der einzelnen Codespuren von ca. 1,5 mm, ergibt
sich ein Außendurchmesser eines solchen Codierelements von
weniger als 60 mm.
Bei der Ausführung der Abtasteinheiten A1 bis A3 als optisches
Array kann mit der Eigenschaft, dass bei der Abtastung des
Codeworts über der Sensoreinheit nur für eine kurze Zeit
belichtet wird, eine Lichtquelle idealerweise nur für sehr
kurze Zeit angeschaltet werden. Bei entsprechend kurzen
Belichtungszeiten kann eine vergleichsweise große Lichtmenge
dazu verwendet werden. Bei Verwendung des Durchlichtprinzips
ist ein Umlenken und Auffächern des Lichtbündels über einen
Lichtleiter von der beispielsweise unten liegenden Lichtquelle
über das Codierelement denkbar, wobei die Möglichkeit
geschaffen erden kann, unabhängig von der
Codierelementenstellung mit einer zusätzlichen Lichtquelle die
Abtasteinheiten A1 bis A3 zu beleuchten. Dadurch kann die
Funktion der Abtasteinheitn A1 bis A3 unabhängig von der
Codescheibenposition überprüft werden.
Bei einer optischen Abtastung durch die Abtasteinheiten A1 bis
A3 kann sowohl das Durchlicht- als auch das
Reflexlichtverfahren zur Anwendung kommen. Die Informationen
der Sensorarrays können je nach Anzahl der Sensorelemente
entweder seriell oder parallel ausgelesen werden. Die
Verarbeitung der Abtastsignale sowie die Ansteuerung der
Lichtquellen erfolgt über einen Mikrocontroller.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der
in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
Claims (21)
1. Lenkwinkelsensor (1), insbesondere zur Bestimmung des
Lenkwinkels eines Fahrzeuges, mit einem einen Code
aufweisenden Codierelement (2, 22), wobei der Code aus
einzelnen Codeworten und die Codeworte aus einzelnen Bits
zusammengesetzten sind, und mit einer die Codeworte
abtastenden Abtasteinheit (A1), wobei jeweils einem
Codewort ein Lenkwinkel zugeordnet ist und der Lenkwinkel
aus dem abgetasteten Codewort bestimmt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass der Code folgende Eigenschaften
aufweist:
- - unmittelbar benachbarte Codeworte unterscheiden sich lediglich um ein Bit,
- - die Codeworte sind lediglich aus verschiedenen Bits, d. h. nicht nur aus 1 oder 0, zusammengesetzt und
- - während wenigstens einer Umdrehung des Lenkrades bzw. der Lenksäule (8) wiederholen sich die Codeworte nicht.
2. Lenkwinkelsensor (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Code im Wesentlichen
nebeneinander liegende, eine Schrittweite aufweisende
Codespuren (4-7, 24-27) aufweist, dass die Schrittweite
der Codespuren (4-7, 24-27) durch einzelne, die Bits
generierende, Spurelemente (10, 11, 30, 31) bestimmt wird
und dass die Abtasteinheit quer zu den Codespuren (4-7,
24-27) angeordnet ist.
3. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer
Codespur (24-27) wenigstens zwei oder mehr gleiche
Spurelemente (30, 31) hintereinander angeordnet sind.
4. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codespuren
(4-7, 24-27) auf einer Kreisscheibe oder einer
Mantelfläche eines Zylinders angeordnet sind, dessen
Längsachse vorzugsweise der Lenkraddrehachse bzw.
Lenksäulenachse entspricht.
5. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit
(1) ein lineares Sensorarray ist und pro Codespur
wenigstens ein Sensor zur Abtastung vorhanden ist.
6. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere
Abtasteinheiten (A1, A2, A3) um einen Winkel δ
phasenversetzt die Codespuren (4-7, 24-27) zeitgleich
abtasten und die Einzelcodeworte (B) der Abtasteinheiten
zu dem Codewort zusammengesetzt werden.
7. Lenkwinkelsensor (1) nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass vorzugsweise n Codespuren (4-7, 24-27)
nebeneinander auf einem Codierelement (2, 22) und m
Abtasteinheiten (A1, A2, A3) vorhanden sind und dass
entsprechend den n Codespuren (4-7, 24-27) und den m
Abtasteinheiten (A1, A2, A3) ein n mal m Bits
enthaltendes Codewort abgetastet wird.
8. Lenkwinkelsensor (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Beziehung des Winkel δ des
Phasenversatzes, der Auflösung des Lenkwinkelsensors (1)
in Grad und der Anzahl der Abtasteinheiten aus folgender
Formel ergibt: Phasenversatz δ modulo (Auflösung
Lenkwinkelsensor.Anzahl der Abtasteinheiten) =
Auflösung Lenkwinkelsensor.
9. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement (22) 4
Codespuren (24-27) mit einer Schrittweite von 4,5°
aufweist, dass 3 Abtasteinheiten (A1, A2, A3) mit einem
Phasenversatz von jeweils 6° vorhanden sind und die
Auflösung des Lenkwinkelsensors 1,5° beträgt.
10. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement 6
Codespuren mit einer Schrittweite von 1,5° aufweist, dass
2 Abtasteinheiten mit einem Phasenversatz von 8,25°
vorhanden sind und die Auflösung des Lenkwinkelsensors
0,75° beträgt.
11. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement (2) 4
Codespuren (4-7) mit einer Schrittweite von 3° aufweist,
dass 3 Abtasteinheiten (A1, A2, A3) mit einem
Phasenversatz von jeweils 7° vorhanden sind und die
Auflösung des Lenkwinkelsensors 1° beträgt.
12. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement 5
Codespuren mit einer Schrittweite von 3° aufweist, dass
3 Abtasteinheiten mit einem Phasenversatz von jeweils 7°
vorhanden sind und die Auflösung des Lenkwinkelsensors 1°
beträgt.
13. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement 5
Codespuren mit einer Schrittweite von 2,25° aufweist,
dass 3 Abtasteinheiten mit einem Phasenversatz von
jeweils 5,25° vorhanden sind und die Auflösung des
Lenkwinkelsensors 0,75° beträgt.
14. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, das Codierelement 5 Codespuren
mit einer Schrittweite von 1,5° aufweist, dass 3
Abtasteinheiten mit einem Phasenversatz von jeweils 3,5°
vorhanden sind und die Auflösung des Lenkwinkelsensors
0,5° beträgt.
15. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement 6
Codespuren mit einer Schrittweite von 2° aufweist, dass 2
Abtasteinheiten mit einem Phasenversatz von 11° vorhanden
sind und die Auflösung des Lenkwinkelsensors 1° beträgt.
16. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Anzahl
der vollen Lenkradumdrehungen zählende Zähleinrichtung
vorhanden ist.
17. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung
optisch, magnetisch oder induktiv erfolgt.
18. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur optischen
Abtastung des Codes Lichtleiter und/oder LEDs vorhanden
sind, die ggf. eine definierte Taktung aufweisen.
19. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Beleuchtungseinheit vorhanden ist, mit der die
Abtasteinheit unabhängig von der Stellung des
Codierelements beleuchtet werden kann.
20. Lenkwinkelsensor (1) nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Codespuren (4-7, 24-27)
durchleuchtbar ausgestaltet sind.
21. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Codierelement
(2, 22) eine ebene Codescheibe ist, auf welcher die
Codespuren (4-7, 24-27) als konzentrische Ringe angeordnet
sind und dass die Spurelemente entsprechend der Anordnung
nach Fig. 1 oder 2 auf der Codescheibe angeordnet sind.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
DE1999136245 DE19936245A1 (de) | 1999-07-31 | 1999-07-31 | Lenkwinkelsensor |
DE50015963T DE50015963D1 (de) | 1999-07-31 | 2000-07-04 | Lenkwinkelsensor |
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