WO2019072880A1 - Lenkwinkelsensorvorrichtung zum bestimmen eines lenkwinkels einer lenkwelle mit einem beweglichen leiterplattenelement, kraftfahrzeug sowie verfahren - Google Patents

Lenkwinkelsensorvorrichtung zum bestimmen eines lenkwinkels einer lenkwelle mit einem beweglichen leiterplattenelement, kraftfahrzeug sowie verfahren Download PDF

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WO2019072880A1
WO2019072880A1 PCT/EP2018/077533 EP2018077533W WO2019072880A1 WO 2019072880 A1 WO2019072880 A1 WO 2019072880A1 EP 2018077533 W EP2018077533 W EP 2018077533W WO 2019072880 A1 WO2019072880 A1 WO 2019072880A1
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WO
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steering angle
circuit board
printed circuit
sensor device
unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/077533
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English (en)
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Inventor
Mohamed Saad
Stefan Mueller
Landry Tandjeu Tchuissi
Benjamin Dietz
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • B62D15/0215—Determination of steering angle by measuring on the steering column
    • 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
    • B62D15/0245—Means or methods for determination of the central position of the steering system, e.g. straight ahead position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Definitions

  • Steering angle sensor device for determining a steering angle of a steering shaft with a movable circuit board element, motor vehicle and method
  • the invention relates to a steering angle sensor device for determining a steering angle of a steering shaft in a motor vehicle.
  • Steering angle sensor device comprises a first steering angle unit of
  • Steering angle sensor device which is coupled to the steering shaft.
  • Steering angle sensor device comprises a second steering angle unit of
  • Steering angle sensor of the steering angle sensor device disposed on the second steering angle unit, wherein a second sensor element of the steering angle sensor on a
  • the Printed circuit board of the steering angle sensor device is arranged.
  • the second steering angle unit is relatively movable to the circuit board. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle and a method.
  • Steering angle sensor devices are already known from the prior art which determine a steering angle of the steering shaft by means of steering angle units.
  • the first steering angle unit is motion-coupled to the second steering angle unit for this purpose.
  • the second is motion-coupled to the second steering angle unit for this purpose.
  • Steering angle unit movably mounted. On the second steering angle unit, a first sensor element is arranged, which is in the movement of the second
  • the encoder arrangement comprises at least one encoder with at least one encoder track, wherein the encoder arrangement has at least one mounting device which is designed such that it allows mounting of the encoder arrangement in the region between the shaft ends, so that the encoder arrangement at least partially surrounds the shaft.
  • Gears of the encoder assembly are about a
  • the second sensor element is fixedly arranged on the circuit board in the prior art, so that it can lead to inaccuracies in a movement of the first sensor element by means of the clamping device with the steering angle unit, since the detection is disturbed by the movement of the first sensor element.
  • Object of the present invention is to provide a steering angle sensor device, a motor vehicle and a method by means of which or by means of which a steering angle of a steering shaft can be detected improved.
  • One aspect of the invention relates to a steering angle sensor device for determining a steering angle of a steering shaft in a motor vehicle.
  • the steering angle sensor device has a first steering angle unit of the steering angle sensor device, which is coupled to the steering shaft.
  • the steering angle sensor device has a second one
  • Steering angle unit is motion coupled. At least a first sensor element of a steering angle sensor of the steering angle sensor device is on the second
  • a second sensor element of the steering angle sensor is arranged on a printed circuit board of the steering angle sensor device, wherein the second
  • Steering angle unit is relatively movable to the circuit board.
  • the printed circuit board has at least one movable relative to the printed circuit board
  • Printed circuit board element on which the second sensor element is arranged.
  • the first sensor element and the second sensor element are mounted such that when the second steering angle unit moves relative to the printed circuit board, the first
  • the second steering angle unit by means of a
  • a biasing force can be provided by the spring element, so that the movement coupling between the first steering angle unit and the second steering angle unit can be reliably realized.
  • Steering angle unit movable.
  • the second steering angle unit is movably supported by the spring element and the first sensor element and the second sensor element can move together with the second steering angle unit and thereby realize a reliable detection of the steering angle on the steering shaft.
  • the first steering angle unit and the second steering angle unit may be formed as gears.
  • the two gears are then coupled with each other in a manner such that the first gear of the first steering angle unit and the second gear of the second steering angle unit mesh with one another.
  • Steering angle unit can be realized.
  • the first steering angle unit has a first radius and the second steering angle unit has a second radius, wherein the first radius is greater than the second radius.
  • a larger rotation of the second steering angle unit is realized with a small rotation of the first steering angle unit with the steering shaft.
  • a higher resolution of the steering angle can be realized because the second steering angle unit has been further rotated radially than the first steering angle unit and the sensor accordingly with a higher resolution and thus more accurately determine the steering angle of the steering shaft.
  • the second steering angle unit has a housing with a transmission and the housing can be moved along with the transmission during a movement of the second steering angle unit.
  • the second steering angle unit can be reliably held, and in particular can be exerted on the housing, the biasing force of the spring element.
  • Steering angle unit is given in particular by the transmission, so that via the transmission with a high resolution of the steering angle of the steering shaft can be determined.
  • Steering angle unit pushes is coupled to the housing.
  • the preload force of the spring element is not exerted directly on the second steering angle unit, but only indirectly, so that a free rotation of the second steering angle unit can be realized. Thereby, the movement coupling between the first steering angle unit and the second steering angle unit can be realized and the second steering angle unit can rotate freely, so that an improved detection of the steering angle is made possible.
  • the spring element can exert a biasing force on the housing. This is a reliable one
  • the spring element may be formed as a spiral spring. Due to the embodiment of the spring element as a spiral spring, a simple, yet reliable spring element can be provided. In particular, by the corresponding spring constants the
  • Steering angle sensor device can be adapted individually to the needs and set the biasing force and exercised. It is a simple, yet reliable spring element formed by the coil spring.
  • the steering angle sensor is designed as a magnetic sensor.
  • the first sensor element may be formed as a magnetic element and the second sensor element as a Hall sensor element.
  • the magnetic element and the Hall sensor element can then interact together and so the rotation of the second steering angle unit to the Hall sensor element can be reliably determined.
  • the magnetic element and the Hall sensor element are then arranged to be movable with respect to a movement of the second steering angle unit. A rotation to each other is possible, and then depending on the rotation of the steering angle can be determined.
  • Steering angle sensor device having a third steering angle unit and / or the third steering angle unit having a third radius which is different from the second radius and smaller than the first radius.
  • the third steering angle unit is in particular then also coupled with the first steering angle unit.
  • a redundant detection option for the steering angle has been created.
  • the steering angle detected by the third steering angle unit can be compared with the steering angle detected by the second steering angle unit and thereby verified. Thereby, a reliable steering angle determination can be provided. Because of the different radii it is allows the third steering angle unit to continue to rotate relative to the first steering angle unit and to the second through the different embodiment
  • Steering angle unit can be provided a different resolution of the steering angle, so that reliably the steering angle over the second steering angle unit and the third
  • Steering angle unit can be determined.
  • Has steering angle sensor and the steering angle sensor of the second steering angle unit and the further steering angle sensor are arranged on a common printed circuit board element relatively movable to the circuit board. This can be done with only one
  • the third steering angle unit has a further steering angle sensor and the further steering angle sensor is arranged on a circuit board element separate further printed circuit board element relatively movable to the circuit board and / or printed circuit board element.
  • This allows two independent steering angle sensors detect the steering angle, whereby a reliable and independent determination of the steering angle is possible.
  • the detected steering angle of the one steering angle sensor can be verified by means of the detection of the steering angle of the other steering angle sensor, so that particularly reliable and accurate steering angle can be detected.
  • a steering angle sensor of the third steering angle unit can be different from the steering angle sensor of the second steering angle unit.
  • the steering angle sensor of the third steering angle unit can determine the steering angle by means of a laser method. This can be different and independent
  • Detection possibilities of the steering angle of the steering shaft can be determined. In particular, this allows a reliable determination of the steering angle.
  • the printed circuit board element is movable in a first spatial direction and / or in a second spatial direction and / or in a third spatial direction.
  • movements and component tolerances can be realized in at least one, in particular in two, in particular in three spatial directions. This is the result Steering angle sensor device even with larger component tolerances in all
  • Spaces can be used and still reliably detect the steering angle. Even with vibrations in the motor vehicle, which occur in particular in all three spatial directions, the steering angle can be reliably determined.
  • the printed circuit board element may have a first thickness and the printed circuit board may have a second thickness, wherein the first thickness is less than the second thickness and / or that the printed circuit board element is formed from a laminating plastic film.
  • the printed circuit board element is for example thinner than the printed circuit board itself, the printed circuit board element can also be formed from the same material as the printed circuit board itself.
  • the printed circuit board element then, as well as the printed circuit board, be made of epoxy resin or glass fiber.
  • the flexible embodiment for the movement of the printed circuit board element can thus be realized.
  • the printed circuit board element is formed from a flexible laminating plastic film, and thus is flexible for a movement of the printed circuit board element.
  • the printed circuit board element is coupled via a ribbon cable with the circuit board and the freedom of movement of the printed circuit board element can be realized via the ribbon cable.
  • Another aspect of the invention relates to a motor vehicle with at least one
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • Another aspect of the invention relates to a method for determining a
  • a first steering angle unit of a steering angle sensor device is coupled to the steering angle and a second
  • Steering angle unit of the steering angle sensor device is movably arranged such that the second steering angle unit is motion-coupled to the third steering angle unit.
  • Steering angle sensor device is disposed on the second steering angle unit and a second sensor element of the steering angle sensor is on a circuit board of
  • the printed circuit board has at least one printed circuit board element which is movable relative to the printed circuit board and on which the second sensor element is arranged, the first sensor element and the second sensor element being such are stored, that during a movement of the second steering angle unit, the first sensor element and the second sensor element are moved.
  • Advantageous embodiments of the steering angle sensor device are to be regarded as advantageous embodiments of the motor vehicle and of the method.
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • Steering angle sensor device and the motor vehicle for this purpose have physical features that allow implementation of the method.
  • Embodiments and combinations of features emerge from the described embodiments and can be generated. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Moreover, embodiments and combinations of features are to be regarded as disclosed in particular by the embodiments set forth above, which go beyond or deviate from the combinations of features set forth in the back covers of the claims.
  • Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of
  • Fig. 2 is a schematic plan view of an embodiment of
  • Steering angle sensor device shows a further schematic plan view of a further embodiment of the steering angle sensor device.
  • FIG. 4 shows a further schematic plan view of a further embodiment of the steering angle sensor device.
  • Fig. 1 shows a schematic view of an embodiment of a
  • the steering angle sensor device 1 has a first steering angle unit 2 and a second steering angle unit 3.
  • Steering angle unit 2 can be arranged on a steering shaft 4, as shown by the dashed line 2 ' .
  • the second steering angle unit 3 would, as shown by the dashed line 3 ' , in the assembled state also at the
  • the steering angle sensor device 1 is designed for a motor vehicle, not shown, in particular for a passenger car.
  • the steering angle sensor device 1 has a steering angle sensor 5 which comprises a first sensor element 6 of the steering angle sensor 5 and a second sensor element 7 of the steering angle sensor 5.
  • the steering angle sensor device 1 further has the printed circuit board 8, on which at least one steering angle sensor 5 is arranged.
  • the steering shaft 4 is in particular passed through a hole 9 in the direction of a longitudinal axis L of the steering angle sensor device 1 through the printed circuit board 8 and coupled to the first steering angle unit 2.
  • the first sensor element 6 is arranged in particular on the second steering angle unit 3 and is coupled thereto in motion.
  • Steering angle unit 3 in particular designed as gears, wherein the first
  • Steering angle sensor 5 is provided that a steering angle of the steering shaft 4 can be detected. In other words, upon rotation of the steering shaft 4, the first
  • Steering angle unit 3 Upon rotation of the first steering angle unit 2, the second steering angle unit 3 is rotated with.
  • the first steering angle unit 2 has a first radius R1 and the second steering angle unit 3 has a second radius R2.
  • the first radius R1 is in particular greater than the second radius R2, so that in the first steering angle unit 2, a greater rotation of the second steering angle unit 3 can be realized. In particular, this can improve a steering angle can be detected with a higher resolution.
  • vibrations in the motor vehicle can occur. Furthermore, it may be due to
  • a biasing force F is exerted on the second steering angle unit 3 by means of a spring element 12 (FIG. 2).
  • a reliable movement coupling between the first steering angle unit 2 and the second steering angle unit 3 can be realized.
  • vibrations or component tolerances can thus be a reliable
  • the steering angle sensor device 1 In order to compensate for a movement B of the second steering angle unit 3 in the motion coupling for the sensor element 5, the steering angle sensor device 1, a movable circuit board element 10 on which the second sensor element 7 is mounted such that in the movement B of the second steering angle unit 3 relative to Circuit board 8, the first sensor element 6 and the second sensor element 7 move. As a result, a reliable determination of the steering angle can also be realized in the movement B of the second sensor element 7. In particular, thereby an improved detection of the steering angle is realized.
  • the steering angle sensor 5 is formed as a magnetic sensor, for example, then the first sensor element 6 may be formed as a magnetic element and the second sensor element 7 may as a Hall sensor element be educated. As a result, a relative rotation of the first sensor element 6 relative to the second sensor element 7 can be detected, and the steering angle can then be determined as a function of the detected rotation. It is provided in particular that the printed circuit board element 10 in a first spatial direction X and / or in a second spatial direction Y and / or in a third spatial direction Z is movable.
  • the three spatial directions X, Y, Z are each perpendicular to one another and form a three-dimensional space.
  • the printed circuit board element 10 has a first thickness and the printed circuit board 8 has a second thickness, wherein the first thickness is less than the second thickness.
  • the printed circuit board element 10 is thinner than the printed circuit board 8, whereby the printed circuit board element 10 can be designed to be flexible.
  • the printed circuit board element 10 made of epoxy resin or glass fiber, as well as the circuit board 8, be prepared.
  • the printed circuit board element 10 is formed from a laminating plastic film and is thus designed to be flexible. It is also possible that the
  • Printed circuit board element 10 is coupled via a flexible ribbon cable to the circuit board 8 and the freedom of movement can be realized via the flexible ribbon cable.
  • FIG. 2 shows a further view of an embodiment of the steering angle sensor device 1.
  • FIG. 2 shows the steering angle sensor device 1 viewed in the direction of the longitudinal axis L.
  • the first steering angle unit 2 meshes with the second steering angle unit 3.
  • the sensor element 6 is arranged on the second steering angle unit 3.
  • Steering angle unit 3 has a housing 1 1, wherein in the housing 1 1, in particular a transmission is arranged. In the movement B of the second steering angle unit 3, the housing 1 1 and the transmission is mitbewegbar.
  • the biasing force F is exerted by the spring member 12, which exerts the biasing force F on the second steering angle unit 3 and so a motion coupling between the second steering angle unit 3 and the first steering angle unit 2 is realized.
  • the steering angle sensor device 1 a third
  • Steering angle unit 13 wherein a third radius R3 of the third steering angle unit 13 is different from the second radius R2 and smaller than the first radius R1.
  • a redundant possibility can be created with the steering angle unit 13 in order to detect the steering angle in two different ways.
  • a third steering angle sensor 14 is formed differently from the first steering angle sensor 5.
  • the steering angle with the third steering angle unit 13 can be detected differently than with the second
  • Steering angle unit 3 For example, by means of laser measuring the steering angle at the third steering angle unit 13 can be detected.
  • a steering angle sensor device 1 is provided by means of which a steering angle of the steering shaft 4 can be determined.
  • the first steering angle unit 2 is coupled to the steering shaft 4 and the second steering angle unit 3 is arranged to be movable so that the second steering angle unit 3 is motion-coupled to the first steering angle unit 2.
  • At least the first sensor element 6 is arranged on the second steering angle unit 3 and the second sensor element 7 is arranged on the printed circuit board 8.
  • the printed circuit board 8 has at least one printed circuit board element 10, which is movable relative to the printed circuit board 8, on which the second sensor element 7 is arranged, wherein the first sensor element 6 and the second sensor element 7 are mounted in such a way that, during a movement B of the second steering angle unit 3, the first
  • Fig. 3 shows a schematic view of another embodiment of the
  • the present steering angle sensor device 1 has the first steering angle unit 2, the second steering angle unit 3, and the third steering angle unit 13.
  • the third steering angle unit 13 is formed in the present example with a further steering angle sensor 15. Furthermore, the third steering angle unit 13 is formed on a further printed circuit board element 16, which is designed to be movable relative to the printed circuit board 8.
  • the printed circuit board element 16 is further arranged separately movable relative to the printed circuit board element 10. It can be provided that the further
  • FIG. 4 shows a further schematic view of an embodiment of the invention
  • the present steering angle sensor device 1 has the first steering angle unit 2, the second steering angle unit 3, and the third steering angle unit 13.
  • the second steering angle unit 3 and the third steering angle unit 13 are arranged on the circuit board element 10 relatively movable to the circuit board 8.
  • the second steering angle unit 3 and the third steering angle unit 13 are movably mounted together on the printed circuit board element 10.
  • the printed circuit board element 10 in turn is coupled to the spring element 12 so that the printed circuit board element 10 is arranged to be movable relative to the printed circuit board 8.
  • the printed circuit board elements 10, 16 are arranged relatively movably via an Oldham coupling. It can be used for the relative movement of the circuit board elements 10, 16, two rail axes, which are arranged at 90 ° to each other and have an intermediate carrier as a carriage.
  • circuit board elements 10, 16 are coupled via a plug connection directly to the housing 1 1 for the electrical transmission of information. It is also possible that in this embodiment, no
  • Plug connection is used, but via the flexible printed circuit board element 10, 16 directly the electrical coupling to electrical transmission of information

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkwinkelsensorvorrichtung (1) zum Bestimmen eines Lenkwinkels einer Lenkwelle (4) in einem Kraftfahrzeug, mit einer ersten Lenkwinkeleinheit (2) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1), welche mit der Lenkwelle (4) gekoppelt ist, und mit einer zweiten Lenkwinkeleinheit (3) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1), welche mit der ersten Lenkwinkeleinheit (2) bewegungsgekoppelt ist, wobei zumindest ein erstes Sensorelement (6) eines Lenkwinkelsensors (5) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1) auf der zweiten Lenkwinkeleinheit (3) angeordnet ist, und wobei ein zweites Sensorelement (7) des Lenkwinkelsensors (5) auf einer Leiterplatte (8) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1) angeordnet ist, wobei die zweite Lenkwinkeleinheit (3) relativ beweglich zur Leiterplatte (8) ist, wobei die Leiterplatte (8) zumindest ein relativ zur Leiterplatte (8) bewegliches Leiterplattenelement (10) aufweist, auf welcher das zweite Sensorelement (7) angeordnet ist, wobei das erste Sensorelement (6) und das zweite Sensorelement (7) derart gelagert sind, dass sich bei einer Bewegung (B) der zweiten Lenkwinkeleinheit (3) relativ zur Leiterplatte (8) das erste Sensorelement (6) und das zweite Sensorelement (7) mitbewegen. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren.

Description

Lenkwinkelsensorvorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels einer Lenkwelle mit einem beweglichen Leiterplattenelement, Kraftfahrzeug sowie Verfahren
Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Lenkwinkelsensorvorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels einer Lenkwelle in einem Kraftfahrzeug. Die
Lenkwinkelsensorvorrichtung weist eine erste Lenkwinkeleinheit der
Lenkwinkelsensorvorrichtung auf, welche mit der Lenkwelle gekoppelt ist. Die
Lenkwinkelsensorvorrichtung weist eine zweite Lenkwinkeleinheit der
Lenkwinkelsensorvorrichtung auf, welche mit der ersten Lenkwinkeleinheit
bewegungsgekoppelt ist. Es ist zumindest ein erstes Sensorelement eines
Lenkwinkelsensors der Lenkwinkelsensorvorrichtung auf der zweiten Lenkwinkeleinheit angeordnet, wobei ein zweites Sensorelement des Lenkwinkelsensors auf einer
Leiterplatte der Lenkwinkelsensorvorrichtung angeordnet ist. Die zweite Lenkwinkeleinheit ist relativ beweglich zur Leiterplatte. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Lenkwinkelsensorvorrichtungen bekannt, welche mittels Lenkwinkeleinheiten einen Lenkwinkel der Lenkwelle bestimmen. Insbesondere ist dazu die erste Lenkwinkeleinheit mit der zweiten Lenkwinkeleinheit bewegungsgekoppelt. Um Toleranzen bezüglich der Lenkwinkeleinheiten auszugleichen, ist die zweite
Lenkwinkeleinheit beweglich gelagert. Auf der zweiten Lenkwinkeleinheit ist ein erstes Sensorelement angeordnet, welches sich bei der Bewegung der zweiten
Lenkwinkeleinheit mitbewegt.
Die DE 10 2008 020 548 A1 offenbart eine Encoderanordnung zur vereinfachten Montage auf einer Welle. Die Encoderanordnung umfasst zumindest einen Encoder mit wenigstens einer Encoderspur, wobei die Encoderanordnung zumindest eine Montageeinrichtung aufweist, welche so ausgebildet ist, dass sie eine Montage der Encoderanordnung im Bereich zwischen den Wellenenden ermöglicht, so dass die Encoderanordnung die Welle zumindest teilweise umgreift. Zahnräder der Encoderanordnung sind über eine
Spanneinrichtung beweglich gelagert, um Bauteiltoleranzen ausgleichen zu können.
Das zweite Sensorelement ist im Stand der Technik ortsfest auf der Leiterplatte angeordnet, so dass es bei einer Bewegung des ersten Sensorelements mittels der Spanneinrichtung mit der Lenkwinkeleinheit zu Ungenauigkeiten kommen kann, da die Erfassung durch die Bewegung des ersten Sensorelements gestört ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkwinkelsensorvorrichtung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zu schaffen, mittels welcher beziehungsweise mittels welchem ein Lenkwinkel einer Lenkwelle verbessert erfasst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Lenkwinkelsensorvorrichtung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenkwinkelsensorvorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels einer Lenkwelle in einem Kraftfahrzeug. Die Lenkwinkelsensorvorrichtung weist eine erste Lenkwinkeleinheit der Lenkwinkelsensorvorrichtung auf, welche mit der Lenkwelle gekoppelt ist. Die Lenkwinkelsensorvorrichtung weist eine zweite
Lenkwinkeleinheit der Lenkwinkelsensorvorrichtung auf, welche mit der ersten
Lenkwinkeleinheit bewegungsgekoppelt ist. Zumindest ein erstes Sensorelement eines Lenkwinkelsensors der Lenkwinkelsensorvorrichtung ist auf der zweiten
Lenkwinkeleinheit angeordnet. Ein zweites Sensorelement des Lenkwinkelsensors ist auf einer Leiterplatte der Lenkwinkelsensorvorrichtung angeordnet, wobei die zweite
Lenkwinkeleinheit relativ beweglich zur Leiterplatte ist.
Die Leiterplatte weist zumindest ein relativ zur Leiterplatte bewegliches
Leiterplattenelement auf, auf welcher das zweite Sensorelement angeordnet ist. Das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement sind derart gelagert, dass sich bei einer Bewegung der zweiten Lenkwinkeleinheit relativ zur Leiterplatte das erste
Sensorelement und das zweite Sensorelement mitbewegen.
Dadurch ist es ermöglicht, dass sowohl das erste Sensorelement als auch das zweite Sensorelement sich mit der zweiten Lenkwinkeleinheit gemeinsam bewegen und dadurch die beiden Sensorelemente verbessert miteinander wechselwirken können. Ein Fehler aufgrund einer relativen Bewegung der beiden Sensorelemente zueinander tritt nicht auf. Dadurch können die Ungenauigkeiten verhindert werden, so dass der Lenkwinkel der Lenkwelle zuverlässiger erfasst werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die zweite Lenkwinkeleinheit mittels eines
Federelements auf die erste Lenkwinkeleinheit gedrückt ist. Dadurch können
Bauteiltoleranzen bei der Lenkwelle und/oder bei der ersten Lenkwinkeleinheit und/oder bei der zweiten Lenkwinkeleinheit ausgeglichen werden. Durch das Federelement kann insbesondere eine Vorspannkraft bereitgestellt werden, so dass die Bewegungskopplung zwischen der ersten Lenkwinkeleinheit und der zweiten Lenkwinkeleinheit zuverlässig realisiert werden kann. Durch das Federelement wiederum ist dann die zweite
Lenkwinkeleinheit beweglich. Mit anderen Worten ist durch das Federelement die zweite Lenkwinkeleinheit beweglich gelagert und das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement können sich gemeinsam mit der zweiten Lenkwinkeleinheit bewegen und dadurch eine zuverlässige Erfassung des Lenkwinkels an der Lenkwelle realisieren.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform können die erste Lenkwinkeleinheit und die zweite Lenkwinkeleinheit als Zahnräder ausgebildet sein. Insbesondere sind dann die zwei Zahnräder derart miteinander bewegungsgekoppelt, dass das erste Zahnrad der ersten Lenkwinkeleinheit und das zweite Zahnrad der zweiten Lenkwinkeleinheit miteinander kämmen. Durch diese Ausgestaltungsform kann eine zuverlässige
Bewegungskopplung zwischen der ersten Lenkwinkeleinheit und der zweiten
Lenkwinkeleinheit realisiert werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die erste Lenkwinkeleinheit einen ersten Radius aufweist und die zweite Lenkwinkeleinheit einen zweiten Radius aufweist, wobei der erste Radius größer ist als der zweite Radius. Dadurch ist bei einer geringen Rotation der ersten Lenkwinkeleinheit mit der Lenkwelle eine größere Rotation der zweiten Lenkwinkeleinheit realisiert. Insbesondere kann dadurch eine höhere Auflösung des Lenkwinkels realisiert werden, da die zweite Lenkwinkeleinheit radial weitergedreht wurde als die erste Lenkwinkeleinheit und der Sensor dadurch entsprechend mit einer höheren Auflösung und damit genauer den Lenkwinkel der Lenkwelle bestimmen kann.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn zumindest die zweite Lenkwinkeleinheit ein Gehäuse mit einem Getriebe aufweist und das Gehäuse mit dem Getriebe bei einer Bewegung der zweiten Lenkwinkeleinheit mitbewegbar ist. Dadurch kann die zweite Lenkwinkeleinheit zuverlässig gehalten werden und insbesondere kann auf das Gehäuse die Vorspannkraft des Federelements ausgeübt werden. Eine Rotationsmöglichkeit dieser zweiten
Lenkwinkeleinheit ist insbesondere durch das Getriebe gegeben, so dass über das Getriebe mit einer hohen Auflösung der Lenkwinkel der Lenkwelle bestimmt werden kann.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Federelement, welches die zweite Lenkwinkeleinheit an die erste Lenkwinkeleinheit zum Kämmen mit der ersten
Lenkwinkeleinheit drückt, mit dem Gehäuse gekoppelt ist. Es wird die Vorspannkraft des Federelements nicht direkt auf die zweite Lenkwinkeleinheit ausgeübt, sondern lediglich indirekt, so dass eine freie Rotation der zweiten Lenkwinkeleinheit realisiert werden kann. Dadurch kann die Bewegungskopplung zwischen der ersten Lenkwinkeleinheit und der zweiten Lenkwinkeleinheit realisiert werden und die zweite Lenkwinkeleinheit kann frei rotieren, so dass eine verbesserte Erfassung des Lenkwinkels ermöglicht ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Federelement eine Vorspannkraft auf das Gehäuse ausüben. Dadurch ist eine zuverlässige
Bewegungskopplung der ersten Lenkwinkeleinheit mit der zweiten Lenkwinkeleinheit gegeben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Federelement als Spiralfeder ausgebildet sein. Durch die Ausgestaltungsform des Federelements als Spiralfeder kann ein einfaches und dennoch zuverlässiges Federelement bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch die entsprechenden Federkonstanten die
Lenkwinkelsensorvorrichtung individuell auf die Bedürfnisse angepasst werden und die Vorspannkraft eingestellt und ausgeübt werden. Es ist ein einfaches und dennoch zuverlässiges Federelement durch die Spiralfeder ausgebildet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Lenkwinkelsensor als Magnetsensor ausgebildet. Beispielsweise kann dann das erste Sensorelement als Magnetelement und das zweite Sensorelement als Hallsensorelement ausgebildet sein. Das Magnetelement und das Hallsensorelement können dann zusammen wechselwirken und so die Rotation der zweiten Lenkwinkeleinheit zum Hallsensorelement zuverlässig bestimmt werden. Insbesondere sind dann das Magnetelement und das Hallsensorelement bezüglich einer Bewegung der zweiten Lenkwinkeleinheit mitbeweglich angeordnet. Eine Rotation zueinander ist ermöglicht, wobei in Abhängigkeit der Rotation dann der Lenkwinkel bestimmt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die
Lenkwinkelsensorvorrichtung eine dritte Lenkwinkeleinheit aufweisen und/oder die dritte Lenkwinkeleinheit einen dritten Radius aufweisen, welcher unterschiedlich zum zweiten Radius und kleiner als der erste Radius ist. Die dritte Lenkwinkeleinheit ist insbesondere dann ebenfalls mit der ersten Lenkwinkeleinheit bewegungsgekoppelt. Dadurch ist eine redundante Erfassungsmöglichkeit für den Lenkwinkel geschaffen worden. Insbesondere kann beispielsweise der Lenkwinkel, welcher durch die dritte Lenkwinkeleinheit erfasst wurde, mit dem Lenkwinkel, welcher durch die zweite Lenkwinkeleinheit erfasst wurde, verglichen werden und dadurch verifiziert werden. Dadurch kann eine zuverlässige Lenkwinkelbestimmung bereitgestellt werden. Durch die unterschiedlichen Radien ist es ermöglicht, dass die dritte Lenkwinkeleinheit gegenüber der ersten Lenkwinkeleinheit weiter rotiert und durch die unterschiedliche Ausgestaltungsform zur zweiten
Lenkwinkeleinheit kann eine andere Auflösung des Lenkwinkels bereitgestellt werden, so dass zuverlässig der Lenkwinkel über die zweite Lenkwinkeleinheit und die dritte
Lenkwinkeleinheit bestimmt werden kann.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die dritte Lenkwinkeleinheit einen weiteren
Lenkwinkelsensor aufweist und der Lenkwinkelsensor der zweiten Lenkwinkeleinheit und der weitere Lenkwinkelsensor auf einem gemeinsamen Leiterplattenelement relativ beweglich zur Leiterplatte angeordnet sind. Dadurch kann mit lediglich einem
beweglichen Leiterplattenelement mittels zwei unterschiedlicher Lenkwinkeleinheiten der Lenkwinkel bestimmt werden. Dadurch ist eine bauteilarme und dennoch zuverlässige und redundante Bestimmung des Lenkwinkels möglich.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die dritte Lenkwinkeleinheit einen weiteren Lenkwinkelsensor aufweist und der weitere Lenkwinkelsensor auf einem zum Leiterplattenelement separaten weiteren Leiterplattenelement relativ beweglich zur Leiterplatte und/oder zum Leiterplattenelement angeordnet ist. Dadurch können zwei voneinander unabhängige Lenkwinkelsensoren den Lenkwinkel erfassen, wodurch eine zuverlässige und voneinander unabhängige Bestimmung des Lenkwinkels ermöglicht ist. Der erfasste Lenkwinkel des einen Lenkwinkelsensors kann mittels der Erfassung des Lenkwinkels des anderen Lenkwinkelsensors verifiziert werden, so dass besonders zuverlässig und genau der Lenkwinkel erfasst werden kann.
Ebenfalls möglich ist, dass ein Lenkwinkelsensor der dritten Lenkwinkeleinheit unterschiedlich zum Lenkwinkelsensor der zweiten Lenkwinkeleinheit ausgebildet sein. Beispielsweise, sollte der erste Lenkwinkelsensor als Magnetsensor ausgebildet sein, kann der Lenkwinkelsensor der dritten Lenkwinkeleinheit mittels eines Laserverfahrens den Lenkwinkel bestimmen. Dadurch können unterschiedliche und unabhängige
Erfassungsmöglichkeiten des Lenkwinkels der Lenkwelle bestimmt werden. Insbesondere ist dadurch eine zuverlässige Bestimmung des Lenkwinkels ermöglicht.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Leiterplattenelement in eine erste Raumrichtung und/oder in eine zweite Raumrichtung und/oder in eine dritte Raumrichtung bewegbar ist. Dadurch können Bewegungen und Bauteiltoleranzen in zumindest eine, insbesondere in zwei, insbesondere in drei Raumrichtungen realisiert werden. Dadurch ist die Lenkwinkelsensorvorrichtung auch bei größeren Bauteiltoleranzen in allen
Raumrichtungen einsetzbar und kann dennoch zuverlässig den Lenkwinkel erfassen. Auch bei Vibrationen im Kraftfahrzeug, welche insbesondere in allen drei Raumrichtungen auftreten, kann der Lenkwinkel zuverlässig bestimmt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Leiterplattenelement eine erste Dicke aufweisen und die Leiterplatte eine zweite Dicke aufweisen, wobei die erste Dicke geringer als die zweite Dicke ist und/oder dass das Leiterplattenelement aus einer Laminierkunststofffolie ausgebildet ist. Dadurch, dass das Leiterplattenelement beispielsweise dünner ausgebildet ist, als die Leiterplatte selbst, kann aus dem gleichen Material, wie die Leiterplatte selbst ausgebildet ist, auch das Leiterplattenelement ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Leiterplattenelement dann, wie auch die Leiterplatte, aus Epoxidharz oder Glasfaser hergestellt sein. Durch die dünnere
Ausgestaltungsform des Leiterplattenelements kann so die flexible Ausgestaltungsform für die Bewegung des Leiterplattenelements realisiert werden. Ebenfalls möglich ist, dass das Leiterplattenelement aus einer flexiblen Laminierkunststofffolie ausgebildet ist, und somit flexibel für eine Bewegung des Leiterplattenelements ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Leiterplattenelement über ein Flachbandkabel mit der Leiterplatte gekoppelt ist und über das Flachbandkabel die Bewegungsfreiheit des Leiterplattenelements realisiert werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer
Lenkwinkelsensorvorrichtung mit zumindest einem der zuvor genannten Merkmale. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines
Lenkwinkels einer Lenkwelle in einem Kraftfahrzeug. Eine erste Lenkwinkeleinheit einer Lenkwinkelsensorvorrichtung wird mit dem Lenkwinkel gekoppelt und eine zweite
Lenkwinkeleinheit der Lenkwinkelsensorvorrichtung wird derart beweglich angeordnet, dass die zweite Lenkwinkeleinheit mit der dritten Lenkwinkeleinheit bewegungsgekoppelt ist. Zumindest ein erstes Sensorelement eines Lenkwinkelsensors der
Lenkwinkelsensorvorrichtung ist auf der zweiten Lenkwinkeleinheit angeordnet und ein zweites Sensorelement des Lenkwinkelsensors ist auf einer Leiterplatte der
Lenkwinkelsensorvorrichtung angeordnet. Mittels der Lenkwinkelsensorvorrichtung wird der Lenkwinkel der Lenkwelle bestimmt. Die Leiterplatte weist zumindest ein relativ zur Leiterplatte bewegliches Leiterplattenelement auf, auf welcher das zweite Sensorelement angeordnet ist, wobei das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement derart gelagert werden, dass bei einer Bewegung der zweiten Lenkwinkeleinheit das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement mitbewegt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Lenkwinkelsensorvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Kraftfahrzeugs sowie des Verfahrens anzusehen. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Die
Lenkwinkelsensorvorrichtung und das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, die eine Durchführung des Verfahrens ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte
Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der
Lenkwinkelsensorvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der
Lenkwinkelsensorvorrichtung; Fig. 3 eine weitere schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Lenkwinkelsensorvorrichtung; und
Fig. 4 eine weitere schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Lenkwinkelsensorvorrichtung.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht einer Ausführungsform einer
Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 . Die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 weist eine erste Lenkwinkeleinheit 2 und eine zweite Lenkwinkeleinheit 3 auf. Im vorliegenden Beispiel sind die erste Lenkwinkeleinheit 2 und die zweite Lenkwinkeleinheit 3, um den
erfindungsgemäßen Gedanken besser darstellen zu können, um 90 Grad gegenüber einer Leiterplatte 8 der Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 gedreht. Insbesondere würde im zusammengebauten Zustand der Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 die erste
Lenkwinkeleinheit 2 derart an einer Lenkwelle 4 angeordnet sein, wie sie durch die gestrichelte Linie 2' dargestellt ist. Die zweite Lenkwinkeleinheit 3 würde, wie durch die gestrichelte Linie 3' dargestellt, im zusammengebauten Zustand ebenfalls an der
Lenkwelle 4 anliegen. Durch die Pfeile X, Y, Z sind die drei Raumrichtung X, Y, Z angedeutet. Auch durch diese Darstellung ist die 90° Drehung kenntlich gemacht.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, ausgebildet ist.
Die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 weist einen Lenkwinkelsensor 5 auf, welcher ein erstes Sensorelement 6 des Lenkwinkelsensors 5 und ein zweites Sensorelement 7 des Lenkwinkelsensors 5 umfasst.
Die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 weist ferner die Leiterplatte 8 auf, auf welcher zumindest der eine Lenkwinkelsensor 5 angeordnet ist. Die Lenkwelle 4 ist insbesondere durch ein Loch 9 in Richtung einer Längsachse L der Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 durch die Leiterplatte 8 hindurchgeführt und mit der ersten Lenkwinkeleinheit 2 gekoppelt. Das erste Sensorelement 6 ist insbesondere auf der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 angeordnet und mit diesem bewegungsgekoppelt. Im vorliegenden Beispiel sind die erste Lenkwinkeleinheit 2 und die zweite
Lenkwinkeleinheit 3 insbesondere als Zahnräder ausgebildet, wobei die erste
Lenkwinkeleinheit 2 und die zweite Lenkwinkeleinheit 3 derart miteinander
bewegungsgekoppelt sind, dass die Zahnräder miteinander kämmen. Mittels des
Lenkwinkelsensors 5 ist vorgesehen, dass ein Lenkwinkel der Lenkwelle 4 erfasst werden kann. Mit anderen Worten wird bei einer Rotation der Lenkwelle 4 die erste
Lenkwinkeleinheit 2 mit gedreht, welche bewegungsgekoppelt ist mit der zweiten
Lenkwinkeleinheit 3. Bei einer Rotation der ersten Lenkwinkeleinheit 2 wird die zweite Lenkwinkeleinheit 3 mit gedreht. Insbesondere weist die erste Lenkwinkeleinheit 2 einen ersten Radius R1 und die zweite Lenkwinkeleinheit 3 einen zweiten Radius R2 auf. Der erste Radius R1 ist insbesondere größer als der zweite Radius R2, so dass bei der ersten Lenkwinkeleinheit 2 eine größere Rotation der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 realisiert werden kann. Insbesondere kann dadurch verbessert ein Lenkwinkel mit einer höheren Auflösung erfasst werden.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, welche sich in einem Fahrbetrieb befinden, kann es zu Vibrationen im Kraftfahrzeug kommen. Des Weiteren kann es aufgrund von
Bauteiltoleranzen zu Ungenauigkeiten bei den Lenkwinkeleinheiten 2, 3 kommen. Von daher ist es vorgesehen, dass mittels eines Federelements 12 (Fig. 2) eine Vorspannkraft F auf die zweite Lenkwinkeleinheit 3 ausgeübt wird. Durch die Vorspannkraft F kann eine zuverlässige Bewegungskopplung zwischen der ersten Lenkwinkeleinheit 2 und der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 realisiert werden. Insbesondere auch bei Vibrationen beziehungsweise bei Bauteiltoleranzen kann somit eine zuverlässige
Bewegungskopplung realisiert werden.
Um eine Bewegung B der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 bei der Bewegungskopplung auch für das Sensorelements 5 auszugleichen, weist die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 ein bewegliches Leiterplattenelement 10 auf, auf welcher das zweite Sensorelement 7 derart gelagert ist, dass sich bei der Bewegung B der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 relativ zur Leiterplatte 8 das erste Sensorelement 6 und das zweite Sensorelement 7 mitbewegen. Dadurch kann eine zuverlässige Bestimmung des Lenkwinkels auch bei der Bewegung B des zweiten Sensorelements 7 realisiert werden. Insbesondere ist dadurch eine verbesserte Erfassung des Lenkwinkels realisiert.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lenkwinkelsensor 5 als Magnetsensor ausgebildet ist, beispielsweise kann dann das erste Sensorelement 6 als Magnetelement ausgebildet sein und das zweite Sensorelement 7 kann als Hallsensorelement ausgebildet sein. Es kann dadurch eine relative Rotation des ersten Sensorelements 6 gegenüber dem zweiten Sensorelement 7 erfasst werden und in Abhängigkeit der erfassten Rotation dann der Lenkwinkel bestimmt werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Leiterplattenelement 10 in eine erste Raumrichtung X und/oder in eine zweite Raumrichtung Y und/oder in eine dritte Raumrichtung Z bewegbar ist.
Insbesondere stehen die drei Raumrichtungen X, Y, Z jeweils rechtwinklig zueinander und bilden einen dreidimensionalen Raum.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Leiterplattenelement 10 eine erste Dicke aufweist und die Leiterplatte 8 eine zweite Dicke aufweist, wobei die erste Dicke geringer ist als die zweite Dicke. Mit anderen Worten ist das Leiterplattenelement 10 dünner ausgebildet als die Leiterplatte 8, wodurch das Leiterplattenelement 10 flexibel ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann dann das Leiterplattenelement 10 aus Epoxidharz beziehungsweise Glasfaser, wie auch die Leiterplatte 8, hergestellt sein. Des Weiteren ist möglich, dass das Leiterplattenelement 10 aus einer Laminierkunststofffolie ausgebildet ist und somit flexibel ausgebildet ist. Ebenfalls möglich ist, dass das
Leiterplattenelement 10 über ein flexibles Flachbandkabel mit der Leiterplatte 8 gekoppelt ist und die Bewegungsfreiheit über das flexible Flachbandkabel realisiert werden kann.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ansicht einer Ausführungsform der Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 . Fig. 2 zeigt die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 in Richtung der Längsachse L betrachtet. Die erste Lenkwinkeleinheit 2 kämmt mit der zweiten Lenkwinkeleinheit 3. Auf der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 ist das Sensorelement 6 angeordnet. Die zweite
Lenkwinkeleinheit 3 weist ein Gehäuse 1 1 auf, wobei in dem Gehäuse 1 1 insbesondere ein Getriebe mit angeordnet ist. Bei der Bewegung B der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 ist das Gehäuse 1 1 und das Getriebe mitbewegbar.
In der folgenden Ausführungsform wird die Vorspannkraft F durch das Federelement 12 ausgeübt, welches die Vorspannkraft F auf die zweite Lenkwinkeleinheit 3 ausübt und so eine Bewegungskopplung zwischen der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 und der ersten Lenkwinkeleinheit 2 realisiert ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 eine dritte
Lenkwinkeleinheit 13 aufweist, wobei ein dritter Radius R3 der dritten Lenkwinkeleinheit 13 unterschiedlich zum zweiten Radius R2 und kleiner als der erste Radius R1 ist.
Dadurch kann mit der Lenkwinkeleinheit 13 eine redundante Möglichkeit geschaffen werden, um den Lenkwinkel auf zwei unterschiedliche Arten und Weisen zu erfassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein dritter Lenkwinkelsensor 14 unterschiedlich zum ersten Lenkwinkelsensor 5 ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann der Lenkwinkel mit der dritten Lenkwinkeleinheit 13 anders erfasst werden, als mit der zweiten
Lenkwinkeleinheit 3. Beispielsweise kann mittels Lasermessens der Lenkwinkel bei der dritten Lenkwinkeleinheit 13 erfasst werden.
Es wird somit eine Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 bereitgestellt, mittels welcher ein Lenkwinkel der Lenkwelle 4 bestimmt werden kann. Die erste Lenkwinkeleinheit 2 wird mit der Lenkwelle 4 gekoppelt und die zweite Lenkwinkeleinheit 3 derart beweglich angeordnet, dass die zweite Lenkwinkeleinheit 3 mit der ersten Lenkwinkeleinheit 2 bewegungsgekoppelt ist. Zumindest das erste Sensorelement 6 ist auf der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 angeordnet und das zweite Sensorelement 7 ist auf der Leiterplatte 8 angeordnet. Mittels der Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 wird der Lenkwinkel der Lenkwelle 4 bestimmt. Die Leiterplatte 8 weist zumindest ein relativ zur Leiterplatte 8 bewegliches Leiterplattenelement 10 auf, auf welchem das zweite Sensorelement 7 angeordnet ist, wobei das erste Sensorelement 6 und das zweite Sensorelement 7 derart gelagert werden, dass bei einer Bewegung B der zweiten Lenkwinkeleinheit 3 das erste
Sensorelement 6 und das zweite Sensorelement 7 mitbewegt werden.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Ansicht eine weitere Ausführungsform der
Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 . Die vorliegende Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 weist die erste Lenkwinkeleinheit 2, die zweite Lenkwinkeleinheit 3 und die dritte Lenkwinkeleinheit 13 auf. Die dritte Lenkwinkeleinheit 13 ist im vorliegenden Beispiel mit einem weiteren Lenkwinkelsensor 15 ausgebildet. Des Weiteren ist die dritte Lenkwinkeleinheit 13 auf einem weiteren Leiterplattenelement 16 ausgebildet, welches beweglich zur Leiterplatte 8 ausgebildet ist. Das Leiterplattenelement 16 ist er weiterhin separat relativ beweglich zum Leiterplattenelement 10 angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass das weitere
Leiterplattenelement 16 über ein weiteres Federelement 17 beweglich gegenüber der Leiterplatte 8 gelagert ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass die zweite Lenkwinkeleinheit 3 und die dritte Lenkwinkeleinheit 13 jeweils unterschiedlich zueinander separat bewegbar gelagert sind, sodass eine zuverlässige Erfassung des Lenkwinkels unabhängig voneinander durchgeführt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Leiterplattenelemente 10, 16 eine jeweilige Führung aufweisen wodurch eine zuverlässige Bewegung der Leiterplattenelemente 10, 16 und der Lenkwinkeleinheiten 3, 13 realisiert werden kann. Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Ausführungsform der
Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 . Die vorliegende Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 weist die erste Lenkwinkeleinheit 2, die zweite Lenkwinkeleinheit 3 und die dritte Lenkwinkeleinheit 13 auf. Die zweite Lenkwinkeleinheit 3 und die dritte Lenkwinkeleinheit 13 sind auf dem Leiterplattenelement 10 relativ beweglich zu der Leiterplatte 8 angeordnet. Insbesondere sind die zweite Lenkwinkeleinheit 3 und die dritte Lenkwinkeleinheit 13 gemeinsam auf dem Leiterplattenelement 10 beweglich gelagert. Das Leiterplattenelement 10 wiederum ist mit dem Federelement 12 gekoppelt, sodass das Leiterplattenelement 10 relativ beweglich zur Leiterplatte 8 angeordnet ist.
Es ist ebenfalls möglich, dass weitere Federelemente in der Lenkwinkelsensorvorrichtung 1 angeordnet sind, sodass eine verbesserte Bewegung der Lenkwinkeleinheiten 3, 13 über die Federelemente realisiert werden kann. Insbesondere kann dadurch die
Bewegung in der X-Raumrichtung, der Y-Raumrichtung und der Z-Raumrichtung realisiert werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Leiterplattenelement 10
beziehungsweise das weitere Leiterplattenelement 16 über einen linear, rotorischen. Kipppunkt verfügen, sodass eine Relativbewegung zur Leiterplatte 8 realisiert werden kann. Ferner kann möglich sein, dass die Leiterplattenelemente 10, 16 über eine Oldham- kupplung relativ beweglich angeordnet sind. Es können dazu zwei Schienenachsen, die 90° zueinander angeordnet sind und einen Zwischenträger als Schlitten aufweisen, für die Relativbewegung der Leiterplattenelemente 10, 16 herangezogen werden.
Ferner kann es sein, dass die Leiterplattenelemente 10, 16 über eine Steckverbindung direkt mit dem Gehäuse 1 1 zur elektrischen Übertragung von Informationen gekoppelt sind. Ebenfalls möglich ist, dass bei dieser Ausgestaltungsform auch keine
Steckverbindung eingesetzt wird, sondern über das flexible Leiterplattenelement 10, 16 direkt die elektrische Kopplung zu elektrischen Übertragung von Informationen
durchgeführt wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) zum Bestimmen eines Lenkwinkels einer
Lenkwelle (4) in einem Kraftfahrzeug, mit einer ersten Lenkwinkeleinheit (2) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ), welche mit der Lenkwelle (4) gekoppelt ist, und mit einer zweiten Lenkwinkeleinheit (3) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ), welche mit der ersten Lenkwinkeleinheit (2) bewegungsgekoppelt ist, wobei zumindest ein erstes Sensorelement (6) eines Lenkwinkelsensors (5) der
Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) auf der zweiten Lenkwinkeleinheit (3) angeordnet ist, und wobei ein zweites Sensorelement (7) des Lenkwinkelsensors (5) auf einer Leiterplatte (8) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) angeordnet ist, wobei die zweite Lenkwinkeleinheit (3) relativ beweglich zur Leiterplatte (8) ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiterplatte (8) zumindest ein relativ zur Leiterplatte (8) bewegliches
Leiterplattenelement (10) aufweist, auf welcher das zweite Sensorelement (7) angeordnet ist, wobei das erste Sensorelement (6) und das zweite Sensorelement (7) derart gelagert sind, dass sich bei einer Bewegung (B) der zweiten
Lenkwinkeleinheit (3) relativ zur Leiterplatte (8) das erste Sensorelement (6) und das zweite Sensorelement (7) mitbewegen.
2. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lenkwinkeleinheit (2) und die zweite Lenkwinkeleinheit (3) als Zahnräder ausgebildet sind.
3. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lenkwinkeleinheit (2) einen ersten Radius (R1 ) aufweist und die zweite Lenkwinkeleinheit (3) einen zweiten Radius (R2) aufweist, wobei der erste Radius (R1 ) größer ist als der zweite Radius (R2).
4. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zweite Lenkwinkeleinheit (3) ein Gehäuse (1 1 ) mit einem Getriebe aufweist und das Gehäuse (1 1 ) mit dem Getriebe bei einer Bewegung (B) der zweiten Lenkwinkeleinheit (3) mitbewegbar ist.
5. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Federelement (12), welches die zweite Lenkwinkeleinheit (3) an die erste Lenkwinkeleinheit (2) zum Kämmen mit der ersten Lenkwinkeleinheit (2) drückt, mit dem Gehäuse (1 1 ) gekoppelt ist.
6. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (12) eine Vorspannkraft auf das Gehäuse (1 1 ) ausübt.
7. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (12) als Spiralfeder ausgebildet ist.
8. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Lenkwinkelsensor (5) als Magnetsensor ausgebildet ist.
9. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) eine dritte Lenkwinkeleinheit (13) aufweist und/oder die dritte Lenkwinkeleinheit (13) einen dritten Radius (R3) aufweist, welcher unterschiedlich zum zweiten Radius (R2) und kleiner als der erste Radius (R1 ) ist.
10. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Lenkwinkeleinheit (13) einen weiteren Lenkwinkelsensor (15) aufweist und der Lenkwinkelsensor (5) der zweiten Lenkwinkeleinheit (3) und der weitere Lenkwinkelsensor (15) gemeinsam auf dem Leiterplattenelement (10) relativ beweglich zur Leiterplatte (8) angeordnet sind.
1 1 . Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Lenkwinkeleinheit (13) einen weiteren Lenkwinkelsensor (15) aufweist und der weitere Lenkwinkelsensor (15) auf einem zum Leiterplattenelement (10) separaten weiteren Leiterplattenelement (16) relativ beweglich zur Leiterplatte (8) und/oder zum Leiterplattenelement (10) angeordnet ist.
12. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Leiterplattenelement (10) in eine erste Raumrichtung (X) und/oder in eine zweite Raumrichtung (Y) und/oder in eine dritte Raumrichtung (Z) bewegbar ist.
13. Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Leiterplattenelement (10) eine erste Dicke aufweist und die Leiterplatte (8) eine zweite Dicke aufweist, wobei die erste Dicke geringer als die zweite Dicke ist, und/oder dass das Leiterplattenelement (10) aus einer Laminierkunststofffolie ausgebildet ist.
14. Kraftfahrzeug mit zumindest einer Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels einer Lenkwelle (4) in einem
Kraftfahrzeug, wobei eine erste Lenkwinkeleinheit (2) einer
Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) mit der Lenkwelle (4) gekoppelt wird und eine zweite Lenkwinkeleinheit (3) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) derart beweglich angeordnet wird, dass die zweite Lenkwinkeleinheit (3) mit der ersten
Lenkwinkeleinheit (2) bewegungsgekoppelt ist, und wobei zumindest ein erstes Sensorelement (6) eines Lenkwinkelsensors (5) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) auf der zweiten Lenkwinkeleinheit (3) angeordnet ist und ein zweites
Sensorelement (7) des Lenkwinkelsensors (5) auf einer Leiterplatte (8) der Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) angeordnet ist, wobei mittels der
Lenkwinkelsensorvorrichtung (1 ) der Lenkwinkel der Lenkwelle (4) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (8) zumindest ein relativ zur Leiterplatte (8) bewegliches
Leiterplattenelement (10) aufweist, auf welcher das zweite Sensorelement (6) angeordnet ist, wobei das erste Sensorelement (7) und das zweite Sensorelement (7) derart gelagert werden, dass bei einer Bewegung (B) der zweiten
Lenkwinkeleinheit (3) das erste Sensorelement (6) und das zweite Sensorelement (7) mitbewegt werden.
PCT/EP2018/077533 2017-10-13 2018-10-10 Lenkwinkelsensorvorrichtung zum bestimmen eines lenkwinkels einer lenkwelle mit einem beweglichen leiterplattenelement, kraftfahrzeug sowie verfahren WO2019072880A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020108982A1 (de) 2020-04-01 2021-10-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensoranordnung mit einem vollständig redundanten Messsystem zur Erfassung der absoluten Winkelposition eines Lenkelements

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080278150A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Tetsuya Koma Rotation angle detector
DE102008020548A1 (de) 2008-04-24 2009-10-29 Continental Teves Ag & Co. Ohg Encoderanordnung für eine vereinfachte Montage auf einer Welle
DE102012200239A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung
US20140246267A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Hitachi Automotive Systems Steering, Ltd. Steering angle sensor and electric power steering device employing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080278150A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Tetsuya Koma Rotation angle detector
DE102008020548A1 (de) 2008-04-24 2009-10-29 Continental Teves Ag & Co. Ohg Encoderanordnung für eine vereinfachte Montage auf einer Welle
DE102012200239A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung
US20140246267A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Hitachi Automotive Systems Steering, Ltd. Steering angle sensor and electric power steering device employing the same

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