DE4115244C2 - Winkelsensor zur Bestimmung der Drehlage einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Winkelsensor zur Bestimmung der Drehlage einer Lenkwelle eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Winkelsensor nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei einem derartigen, aus der EP-386439-A2 bekannten Winkelsensor besitzt der
Grobsensor ein Geberelement, das auf einer spiralförmig verlaufenden Bahn gleitet.
Die Spiralbahn ist dabei entweder in einer Ebene senkrecht zur Drehachse der
Welle oder längs dieser Achse ausgebildet. In beiden Fällen legt das Geberelement
bei einem Durchlauf der Welle von einem zum anderen Endanschlag, bei dem
mehrere Umdrehungen durchgeführt werden, einen Weg zurück, der von einem
Anfangs- zu einem Endpunkt verläuft. Die Mittellage ist durch eine Position des
Geberelements gekennzeichnet, die etwa in der Mitte zwischen den beiden
Endpunkten der Bewegungsbahn liegt. Der Grobsensor liefert wie der Feinsensor
eine absolute Winkelinformation.
Ein derartiger Winkelsensor erfordert bei seinem Einbau einen erheblichen
Aufwand, da die Mittellage der Welle mit der entsprechende Lage des
Geberelements korreliert werden muß. Nur dann ist sichergestellt, daß der
Grobsensor eine exakte Aussage über die jeweils vorliegende Umdrehungszahl der
Welle liefert. Da das Geberelement beispielsweise im Gehäuse der Welle gelagert
und somit frei gegenüber der Spiralbahn beweglich ist, ergeben sich insbesondere
in der Serienfertigung, insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen, erhebliche
Einbauprobleme. Ferner kann es bei einem fehlerhaften Einbau zu einer
Beschädigung oder sogar Zerstörung des Grobsensors kommen, wenn das
Geberelement bei den Drehbewegungen der Welle über seine Endposition
hinausläuft.
Dasselbe gilt für einen ähnlich gebauten und aus der älteren, nicht
vorveröffentlichten DE 40 18 187 A1 bekannten induktiven Drehlagengeber für eine
Lenkwelle, der ebenfalls aus einem Grob- und einem Feinsensor besteht. Der
Grobsensor ist ebenfalls zwischen zwei Anschlägen verfahrbar. Die Anschläge
markieren die Endlagen für die Drehbewegung der Lenkwelle.
In diesem Zusammenhang ist ferner aus der DE 32 43 956 A1 ein Positionsgeber zur
Lagebestimmung linear verfahrbarer Maschinenteile bekannt, dem ein aus zwei
Codierscheiben bestehender Drehgeber zugeordnet ist. Die zweite Codierscheibe
ist gegenüber der ersten so untersetzt, daß sie beim Verfahren des Maschinenteils
über den gesamten Verstellweg gerade eine Umdrehung macht. Dabei muß dort ein
Festpunkt ermittelt werden, der zusätzlich in die Mitte oder an das Ende des zu
bestimmenden Verfahrweges gelegt wird.
Bei Einsatz in einem Kraftfahrzeug und dort insbesondere zur Lagebestimmung der
Lenkwelle ergäben sich daraus eine Reihe von Problemen. Die beiden Sensoren
werden in aller Regel vor dem Einbau bewegt und verändern damit ihre relative
Lage zueinander. Zusätzlich erfordert die Ermittlung des Festpunkts einen
zusätzlichen Arbeitsschritt. Auch ist es erforderlich, den Einbau so zu wählen, daß
die Mittellage der Lenkwelle tatsächlich mit dem Festpunkt des Grobsensors
übereinstimmt. Diese Übereinstimmung kann aber nicht gewährleistet werden.
Zudem ergibt sich dann, wenn beim Einbau die Mittellage nicht mit dem Festpunkt
des Grobsensors übereinstimmt, eine Ungenauigkeit der gesamten Sensorik, da
diese auf den Festpunkt abgestimmt ist und bei fehlender Übereinstimmung von
Festpunkt und Mittellage ein systematischer Fehler besteht. Diese bekannte
Vorrichtung ist daher nicht für Kraftfahrzeuge geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Winkelsensor der eingangs
genannten Art zu schaffen, der fertigungstechnisch vereinfacht und auch bei einem
fehlerhaften Einbau vor einer Beschädigung geschützt ist. Die Erfindung löst diese
Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Ausgangssignal des
Grobsensors nicht durch die Vorgabe einer Einbaulage vorzubestimmen, sondern
für die jeweilige Einbaulage des Grobsensors, die in der Regel in einem weiten
Bereich variierbar ist, die Mittellage der Weile durch die numerische Auswertung
zumindest eines der von den beiden Sensoren gelieferten Meßsignale zu
bestimmen. Unter Einbaulage des Grobsensors ist dabei die Zuordnung zwischen
dem Geberelement des Sensors und dem zugehörigen Aufnehmer zu bestimmen.
Die Erfindung bedingt einen Aufbau des Grobsensors, der sich von dem bei dem
eingangs genannten Winkelsensor unterscheidet. Der Grobsensor soll nun gerade
keinerlei Anschläge für die Bewegung des Geberelements besitzen, Vielmehr muß
sichergestellt sein, daß er bei einer beliebigen Einbaulage der Drehbewegung der
Lenkwelle ungehindert folgen kann.
Die Auswertung zumindest eines der beiden von den Sensoren gelieferten
Meßsignale wird einmalig bei Inbetriebnahme des Winkelsensors vorgenommen.
Dies kann beispielsweise "am Band" erfolgen. Dort ist sichergestellt, daß sich die
Räder des Kraftfahrzeugs in der Geradeaus-Stellung befinden. In dieser Stellung
erfolgt in der Regel auch die Montage des Lenkrads. Es ist damit möglich, bei dieser
Montage gleichzeitig die Ausgangssignale der beiden Sensoren und insbesondere
des Grobsensors festzuhalten und damit die Mittellage der Welle zu definieren.
Alternativ dazu kann die Auswertung zur Bestimmung der Mittellage der Welle auch
in einer numerischen Mittelung der vom Fein- und Grobsensor gelieferten
Meßsignale bestehen. Dabei ist angenommen, daß die Mittellage von allen Lagen
der Welle die größte Häufigkeit besitzt. Für den Anwendungsfall bei einem
Kraftfahrzeug kann diese Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise dann
vorteilhaft sein, wenn die Information über die Mittellage der Welle, beispielsweise
infolge einer Abkopplung der Sensoren vom Bordnetz verlorengegangen ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschäftigen sich mit der konstruktiven
Seite des Winkelsensors. So kann das Geberelement des Grobsensors ein mit der
Welle synchronisiert bewegtes Endlosband sein, das bei der Umdrehung der Welle
über ihren gesamten Drehbereich einen Weg zurücklegt, der der Länge des
Endlosbandes gleich ist. Diese Lösung zeichnet sich durch einen geringen
Herstellungs- und Wartungsaufwand auf.
Die Bandlänge kann beispielsweise gleich der Länge sein, die sich durch
Abwicklung der Welle über ihre gesamten Umdrehungen ergibt. Demgegenüber
ergibt sich eine Verkürzung der erforderlichen Bandlänge bei Verwendung eines
Untersetzungsgetriebes zwischen der Welle und dem Endlosband. Ein derartiges
Untersetzungsgetriebe ist im Prinzip aus der eingangs genannten
EP- 386439-A2 bereits bekannt. Im Zusammenhang mit der Aus
führungsform des Geberelements in Form eines Endlosbandes er
gibt sich dadurch eine Verkleinerung des Bauraums für den Grob
sensor.
Die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes hat im Hinblick auf
eine weitere Ausführungsform der Erfindung besondere Bedeu
tung. Ist das Untersetzungverhältnis mindestens gleich der
Gesamtzahl der Umdrehungen der Welle, so läßt sich der
Grobsensor als Absolut-Winkelsensor mit einem Winkelbereich
von 360° ausgestalten. Da der Feinsensor in der Regel ebenfalls
als Winkelgeber ausgebildet ist, kann der Grobsensor nach
demselben Funktionsprinzip wie der Feinsensor arbeiten und mit
diesem im wesentlichen baugleich sein. Dadurch ergeben sich
beispielsweise bei der Auswertung der von den beiden Sensoren
gelieferten Signale Ähnlichkeiten, die zu einer Vereinfachung der
Signalauswertung führen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der zuletzt genannten
Ausführungsform der Erfindung besteht in der Verwendung eines
Planetengetriebes, über das Fein- und Grobsensor miteinanderver
bunden sind. Das Innenrad sitzt dabei auf der Welle. Das Außen
rad dient als Geberelement für den Grobsensor. Diese Ausfüh
rungsform zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau
aus.
Die Kosten für den Winkelsensor können noch weiter verringert
werden, wenn das Planetengetriebe mit dem Feinsensor lösbar
verbunden ist. Damit besteht die Möglichkeit, die Anwendungs
fälle, bei denen bereits der Feinsensor ausreicht, gerätetechnisch
von den Anwendungsfällen zu unterscheiden, bei denen zusätzlich
ein Grobsensor erforderlich ist. Wiederum auf das Kraftfahrzeug
bezogen ist der erste Anwendungsfall beispielsweise für ein Navi
gations- bzw. Zielführungssystem des Kraftfahrzeugs gegeben, bei
dem eine Information über die Änderungen des Lenkwinkels aus
reicht. Durch Hinzunahme des Grobsensors unter Hinzufügen des
Planetengetriebes kann das Kraftfahrzeug dann mit einer Einrich
tung zur Fahr- bzw. Wankstabilisierung versehen werden, bei der
eine Information über den tatsächlichen Lenkwinkel des Kraftfahr
zeugs erforderlich ist.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Winkelsensors gemäß
der Erfindung
Fig. 2 eine Abwandlung dieses Sensors hinsichtlich der kon
struktiven Ausgestaltung
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Sensors
Fig. 4 ein Diagramm zur weiteren Erläuterung der Erfindung
und
Fig. 5 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 handelt es sich um einen
Lenkwinkelsensor für ein Kraftfahrzeug. Eine Lenkwelle 1 ist
strichliert dargestellt. Sie trägt auf ihrem Umfang einen Feinsensor
2, bei dem es sich beispielsweise um einen Absolut-Winkelgeber
handelt. Dieser enthält neun parallele Scheiben 2 1 bis 2 9 deren
Winkellage durch optische Geber 3 1-3 9 abgetastet werden. Die
Scheiben 2 1-2 9 tragen hierzu an ihrem Rand eine digital
absolute Information z. B. in Form eines Gray-Codes. Damit ergibt
sich eine Winkelauflösung von 360°/29, d. h. ungefähr 0,7°.
Das Ausgangssignal des Feinsensors 2 ist für jede Umdrehung
der Lenkwelle 1 periodisch, d. h. es wiederholt sich nach einer
vollständigen Umdrehung.
Um die jeweils vorliegende Umdrehung erkennen zu können, ist
zusätzlich ein Grobsensor 4 vorgesehen, der für den Ge
samtbereich der Lenkwellen-Umdrehungen ein eindeutiges Signal
liefert. Der Grobsensor 4 besteht hierzu aus einem
Planetengetriebe 5, das ein Außenrad 6, ein Innenrad 7 und ein
Planetenrad 8 enthält. Das Innenrad 7 ist mit der Lenkwelle 1
gekoppelt, während das Außenrad 6 in einem Gehäuse 9 sitzt, das
fahrzeugfest angeordnet ist.
Das Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 5 ist
mindestens gleich der Anzahl der Gesamtzahl der Umdrehungen
der Lenkwelle 1.
Die Drehlage des Außenrads 6 wird mit Hilfe zweier Aufnehmer 10
und 11 bestimmt, die mit den Aufnehmern 3 1 bis 3 9 baugleich
sind. Hierzu besitzt das Außenrad 6 Außenringe 12 und 13, die
analog zu den Rändern der Scheiben 2 1-2 9 abgetastet werden.
Die Information der Außenringe 12 und 13 stellt einen absoluten
Digitalcode, z. B. ebenfalls einen Gray-Code mit einer Auflösung
von 360°/22 = 90° dar.
Wesentlich ist dabei, daß es auf die besondere Einbaulage des
Außen- bzw. Innenrads 6 bzw. 7 nicht ankommt, da die Mittel
stellung der Lenkwelle 1 mit Hilfe einer arithmetischen Operation
gewonnen wird. Dies kann beispielsweise bei Inbetriebnahme des
Kraftfahrzeugs am Band bei einer definierten Geradeaus-Stellung
der Räder und damit der Mittellage der Lenkwelle 1 aus dem
Ausgangssignal des Feinsensors 2 und des Grobsensors 4 er
folgen.
Ausgehend von dieser definierten Mittellage erfährt das Außenrad
6 bei einem Drehen der Lenkwelle 1 über ihren gesamten Drehbe
reich, beispielsweise 3 1/2 Umdrehungen, eine Umdrehung von
insgesamt 360°. Aus dem Ausgangssignal des Feinsensors 2 und
des Grobsensors 4 kann dabei sowohl die Nummer der jeweils
vorliegenden Umdrehung als auch der Drehwinkel innerhalb dieser
Umdrehung bestimmt werden. Letzteres erfolgt mit Hilfe des Fein
sensors 2, während ersteres mit Hilfe des Ausgangssignals des
Grobsensors 4 gewonnen wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß für beide Informationen eine vorgegebene Justierung des Au
ßen- bzw. Innenrades 6 bzw. 7 nicht erforderlich ist. Vielmehr ge
nügt es, wie bereits ausgeführt, die Mittellage und damit von die
ser ausgehend die Nummer der jeweils vorliegenden Umdrehung
der Lenkwelle 1 aus der Situation bei Inbetriebnahme des Winkel
sensors abzuleiten.
Anstelle der Definition der Mittelstellung der durch die Lenkwelle
1 gelenkten Räder bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs kann
diese Mittelstellung auch durch eine statistische Auswertung der
Ausgangssignale des Grob- und Feinsensors 2 bzw. 4 gewonnen
werden. Diese Mittelstellung zeichnet sich durch die größte
Häufigkeit der beiden Ausgangssignale aus.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist der elektronische Aufbau
des Fein- und des Grobsensors identisch. Übereinstimmende Teile
sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gezeichnet. Zum
Unterschied von Fig. 1 ist der Grobsensor nunmehr als demon
tierbares Teil 4' ausgebildet, das beispielsweise auch nachträglich
auf die Lenkwelle 1 aufgebracht werden kann. Über eine Stift
verbindung 14 bzw. 15 kann eine definierte Zuordnung zwischen
dem Fein- und dem Grobsensor vorgenommen werden. Nicht im
einzelnen dargestellt ist ferner die Möglichkeit, den Fein- und den
Grobsensor miteinander mechanisch lösbar zu verbinden. Dies
kann beispielsweise durch eine Clipsverbindung erfolgen.
Auch hier ist ohne weiteres ersichtlich, daß eine definierte vorge
gebene Lage des Außenrads 6 nicht eingestellt zu werden braucht.
Vielmehr genügt es auch hier, die Mittellage bzw. selbstverständ
lich auch die beiden Endlagen der Lenkwelle aus den Ausgangs
signalen des Fein- und des Grobsensors durch eine arithmeti
sche Operation zu bestimmen.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist das Geberelement für den
Grobsensor 4'' als Endlosband 15 ausgebildet, das um mehrere
Rollen 16 umlenkbar ist. Die Länge des Endlosbands 15 ist gleich
der Länge, die sich bei Abwicklung von der Lenkwelle 1 über ihre
gesamte Anzahl von Umdrehungen ergibt. Das Endlosband 15 ist
als Zahnriemen ausgebildet, der in eine - nicht dargestellte - An
triebsvorrichtung in Form eines Zahnrads greift. Das Zahnrad ist
mit der Lenkwelle 1 drehstarr gekoppelt. Der Zahnriemen enthält
eine digitale 0/1-Information mit einer Auflösung von z. B. 1°, die
mit einem Aufnehmer 17 abgetastet und in einen nicht
dargestellten Vorwärts-Rückwärtszähler eingegeben wird. Der
Zählerstand ist eindeutig durch die jeweilige Umdrehungszahl der
Lenkwelle 1 und die jeweilige Drehlage bestimmt. Ein derartiger
Geber stellt einen Inkrementalgeber dar.
Auch hier ist ohne weiteres ersichtlich, daß eine Voreinstellung
des Endlosbands 15 in eine definierte Lage nicht erforderlich ist,
sondern die Mittellage der Lenkwelle ebenfalls softwaremäßig, d. h.
durch eine arithmetische Operation gewonnen werden kann. Das
selbe gilt für die beiden Endlagen sowie die Möglichkeit, die
Mittellage aus den beiden Endlagen zu bestimmen.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm ist auf der Abszisse die
Anzahl der Umdrehungen n der Lenkwelle 1 und auf der Ordinate
die Größe der Ausgangssignale des Feinsensors 2 und des Grob
sensors 4 dargestellt. Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei
dem Ausgangssignal des Feinsensors um eine digitale Absolut-
Information. Diese Information ist repräsentativ für den Drehwinkel
(zwischen 0° und 360°) und als analoger Wert wfein dargestellt.
Dieser zeigt einen sägezahnartigen Verlauf.
Entsprechend zeigt das Ausgangssignal des Grobsensors 4
ebenfalls einen sägezahnartigen Verlauf und ist mit wgrob
bezeichnet.
Abhängig von der Einbaulage von Grob- und Feinsensor sind die
beiden Signale wfein und wgrob hinsichtlich der Abszisse unter
schiedlich gelegen und zeigen in der Regel beide ein Sprungver
halten.
Bei der Erfindung kommt es nun auf die jeweilige Einbaulage der
Grob- bzw. Feinsensoren und damit die Lage der beiden Meßsi
gnale in Bezug auf die Abszisse nicht an. Vielmehr wird die Mit
tellage der Lenkwelle 1 bzw. bei anderen Anwendungsfällen die
Meßsignale für die beiden Endlagen der Drehbewegung der Welle
mit Hilfe einer arithmetischen Operation bestimmt. Dabei kann es
sich, wie bereits ausgeführt, um die Montagebedingung des
Kraftfahrzeugs am Band handeln. Wird dabei der Wert der beiden
Meßsignale wfein und wgrob ermittelt und festgehalten, so kann
aus dem Wert der beiden Meßsignale zu einem beliebigen Zeit
punkt auf den Drehwinkel der Lenkwelle bzw. die jeweils aktuelle
Umdrehungszahl geschlossen werden.
Bei vielen Anwendungen der Erfindung ist es erforderlich, das
Ausgangssignal des Feinsensors zumindest in gewissem Umfang
redundant zu gestalten. Dies kann beispielsweise dadurch ge
schehen, daß bei den Ausführungsformen gem. den Fig. 1 und
2 zusätzlich zu dem Absolut-Winkelgeber ein inkrementaler Win
kelgeber vorgesehen ist, dem als Eingangssignale die digitale 0/1-
Information der Scheibe 2 9 d. h. der Scheibe für die höchster Auf
lösung zugeführt ist. Ebenso ist es möglich, eine Scheibe,
zweckmäßigerweise wiederum die Scheibe 2 9 mit höchster Auflö
sung mit zwei Aufnehmer (3 9) abzutasten. Damit erhält man zwei
phasenverschobene Rechtecksignale, mit denen ein separater In
krementzähler versorgt wird. Für das Ausführungsbeispiel von
Fig. 3 ist ein derartiger zweiter Aufnehmer 17' dargestellt.
Ebenso ist es möglich, eine Scheibe, im Idealfall wiederum die
Scheibe 2 9 doppelt auszuführen und mit jeweils einem Aufnehmer
abzutasten. Auch hier liefert ein parallel laufender Inkremental
zähler das redundante Signal.
Ohne zusätzliche Scheibe und zusätzlichen Aufnehmer arbeitet ein
drittes Verfahren, das anhand von Fig. 5 erläutert ist. Dabei wird
das mit Spur 1 bezeichnete Signal einer Scheibe, zweckmä
ßigerweise wiederum der Scheibe 2 9 in einer Codewandlung mit
Hilfe einer nicht dargestellten Flip-Flop-Schaltung auf die halbe
Frequenz und die doppelte Pulslänge gebracht und damit in ein
Signal umgewandelt, das Dieselbe Frequenz und Pulslänge der
nächstgröberen Spur (der Scheibe 2 8 ) besitzt, gegenüber diesem
jedoch phasenverschoben ist. Diese Rechtecksignale enthalten im
Vergleich auch eine Information über die Drehrichtung, da sich
der charakteristische Signalverlauf hinsichtlich Anstieg (0-1) bzw.
Abfall (1-0) der beiden Signale für beide, mit Pfeilen nach rechts
bzw. links gekennzeichneten Drehrichtungen gerade unterscheidet.
Sie sind daher für eine Auswertung in einem Inkrementzahlzähler
geeignet, sobald an einem bestimmten Positionswechsel des als
Absolut-Winkelgeber arbeitenden Feinsensors 2 der Dreh-
Richtungssinn der Welle 1 eindeutig definiert ist. Daraus läßt sich
die Zählrichtung des redundanten Signals definieren und eine
eindeutige Zuordnung zwischen dem Zählerstand des
Inkrementalzählers und dem jeweiligen Lenkwinkel erzielen.
Claims (8)
1. Winkelsensor zur Bestimmung der Drehlage einer Lenkwelle eines
Kraftfahrzeugs, die eine Mittellage besitzt und mehrere Umdrehungen ausführt,
mit einem Feinsensor für ein erstes, über einen Drehbereich von 360° laufendes
Feinmeßsignal und mit einem Grobsensor für ein zweites, über den gesamten
Drehbereich der Lenkwelle verlaufendes Grobmeßsignal, dadurch
gekennzeichnet, daß der Grobsensor (4) eine beliebige Einbaulage bezüglich
der Mittellage der Lenkwelle (1) besitzt und daß die Mittellage durch Auswertung
des Grobmeßsignals oder des Fein- und Grobmeßsignals in Form einer
arithmetischen Operation bestimmt ist, bei der die Mittellage der Lenkwelle (1)
zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs vorgegeben oder eine
statistische Auswertung der beiden Meßsignale durchgeführt wird.
2. Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswertung in einer numerischen Mittelung der Fein- und Grobmeßsignale
besteht.
3. Winkelsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grobsensor (4) als Geber ein mit der Lenkwelle (1) synchronisiertes Endlosband
(15) enthält, das bei Umdrehung der Lenkwelle (1) über ihren gesamten
Drehbereich einen Weg zurücklegt, der der Länge des Endlosbandes (15) gleich
ist.
4. Winkelsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grobsensor (4) über ein Untersetzungsgetriebe (5) mit der Lenkwelle (1)
verbunden ist, deren Untersetzungsverhältnis mindestens gleich der Gesamtzahl
der Umdrehungen der Lenkwelle (1) ist.
5. Winkelsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grobsensor (4) ein Absolut-Winkelgeber mit einem Winkelbereich von 360° ist.
6. Winkelsensor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Untersetzungsgetriebe (5) ein Planetengetriebe ist, dessen Innenrad (7) auf der
Lenkwelle (1) sitzt und dessen Außenrad (6) als Geber für den Grobsensor (4)
dient.
7. Winkelsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Planetengetriebe mit dem Feinsensor (2) lösbar verbunden ist.
8. Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grob- und Feinsensor als Absolut-Winkelgeber ausgebildet ist und ein
dazu paralleles redundantes Ausgangssignal für den Lenkwinkel durch einen
Inkrementalgeber geliefert ist.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4115244A1 DE4115244A1 (de) | 1992-11-12 |
DE4115244C2 true DE4115244C2 (de) | 1998-07-16 |
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4115244C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011108107A1 (de) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Vorrichtung zum Messen eines Positionswinkels eines drehbaren Bauteils eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4243778A1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-06-30 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung oder Verfahren zur Lageerkennung |
DE19626654C2 (de) * | 1996-07-03 | 2001-05-23 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Multiturn-Drehgeber |
DE19722016A1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zur berührungslosen Drehwinkelerfassung |
DE19807522A1 (de) * | 1998-02-21 | 1999-03-25 | Bosch Gmbh Robert | Drehwinkel- und Drehzahlsensor |
DE19902739C2 (de) * | 1999-01-25 | 2001-10-25 | Wolfgang Schleicher | Drehgeber |
DE19918313A1 (de) * | 1999-04-22 | 2000-10-26 | Alcatel Sa | Winkelsensor |
DE19936246A1 (de) * | 1999-07-31 | 2001-02-01 | Valeo Schalter & Sensoren Gmbh | Lenkwinkelsensor |
DE29914310U1 (de) | 1999-08-14 | 1999-11-25 | Leopold Kostal GmbH & Co. KG, 58507 Lüdenscheid | Vorrichtung zum Bestimmen der Winkelstellung eines drehbaren Gegenstandes, etwa des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges |
DE10051058A1 (de) * | 2000-10-14 | 2002-08-08 | Peter Langbein | Anordnung zur Drehwinkelerfassung und Energieübertragung an Lenksäulen |
DE10158287B4 (de) * | 2001-11-20 | 2006-03-23 | Takata-Petri Ag | Vorrichtung zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Lenkrades |
DE102006001606A1 (de) * | 2006-01-11 | 2007-07-12 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Winkelmessvorrichtung zur Messung einer absoluten Winkelposition |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3243956A1 (de) * | 1982-11-27 | 1984-05-30 | Luma Elektronik - GmbH, 4904 Enger | Positionsgeber zur lagebestimmung linear verfahrbarer maschinenteile |
DE3445243A1 (de) * | 1984-12-12 | 1986-06-12 | Oelsch KG, 1000 Berlin | Winkelgeber |
DE3700876A1 (de) * | 1986-01-14 | 1987-07-16 | Koito Mfg Co Ltd | Verfahren und einrichtung zum bestimmen einer rotationsmittenposition eines rotationskoerpers |
DE3720828A1 (de) * | 1987-06-24 | 1989-01-05 | Bosch Gmbh Robert | Messeinrichtung und verfahren zur lageistwerterfassung |
EP0386439A2 (de) * | 1989-03-08 | 1990-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Winkelsensor zur Bestimmung der Drehung einer Welle |
DE4006683A1 (de) * | 1989-03-09 | 1990-09-20 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vorrichtung und verfahren zum herabsetzen des energieverbrauchs eines lenkwinkelerfassungssystems fuer ein fahrzeug |
DE4018187A1 (de) * | 1990-06-07 | 1991-12-12 | Bosch Gmbh Robert | Induktiver winkelsensor zur bestimmung der drehung einer welle |
-
1991
- 1991-05-10 DE DE19914115244 patent/DE4115244C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3243956A1 (de) * | 1982-11-27 | 1984-05-30 | Luma Elektronik - GmbH, 4904 Enger | Positionsgeber zur lagebestimmung linear verfahrbarer maschinenteile |
DE3445243A1 (de) * | 1984-12-12 | 1986-06-12 | Oelsch KG, 1000 Berlin | Winkelgeber |
DE3700876A1 (de) * | 1986-01-14 | 1987-07-16 | Koito Mfg Co Ltd | Verfahren und einrichtung zum bestimmen einer rotationsmittenposition eines rotationskoerpers |
DE3720828A1 (de) * | 1987-06-24 | 1989-01-05 | Bosch Gmbh Robert | Messeinrichtung und verfahren zur lageistwerterfassung |
EP0386439A2 (de) * | 1989-03-08 | 1990-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Winkelsensor zur Bestimmung der Drehung einer Welle |
DE4006683A1 (de) * | 1989-03-09 | 1990-09-20 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vorrichtung und verfahren zum herabsetzen des energieverbrauchs eines lenkwinkelerfassungssystems fuer ein fahrzeug |
DE4018187A1 (de) * | 1990-06-07 | 1991-12-12 | Bosch Gmbh Robert | Induktiver winkelsensor zur bestimmung der drehung einer welle |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
60-249011 A., P-453, May 6, 1986, Vol.10,No.119 * |
JP Patents Abstracts of Japan: 61- 17012 A., P-466, June 10, 1986, Vol.10,No.162 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011108107A1 (de) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Vorrichtung zum Messen eines Positionswinkels eines drehbaren Bauteils eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4115244A1 (de) | 1992-11-12 |
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