DE102013221193A1 - Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle - Google Patents

Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102013221193A1
DE102013221193A1 DE201310221193 DE102013221193A DE102013221193A1 DE 102013221193 A1 DE102013221193 A1 DE 102013221193A1 DE 201310221193 DE201310221193 DE 201310221193 DE 102013221193 A DE102013221193 A DE 102013221193A DE 102013221193 A1 DE102013221193 A1 DE 102013221193A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotating component
transmitter
sensor
rotation
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201310221193
Other languages
German (de)
Inventor
Sven Fleischer
Remigius Has
Fabian Henrici
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201310221193 priority Critical patent/DE102013221193A1/en
Priority to CN201480056708.7A priority patent/CN105637325B/en
Priority to JP2016524483A priority patent/JP6192826B2/en
Priority to PCT/EP2014/070105 priority patent/WO2015055382A1/en
Publication of DE102013221193A1 publication Critical patent/DE102013221193A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0215—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
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20—Detecting rotary movement
    • G01D2205/22—Detecting rotary movement by converting the rotary movement into a linear movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20—Detecting rotary movement
    • G01D2205/26—Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1, 1A) zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil (10) in einem Fahrzeug, wobei das rotierende Bauteil (10) mit mindestens einem Messwertgeber (20, 30) gekoppelt ist, welcher in Verbindung mit mindestens einem Sensor (40, 50) ein den Drehwinkel des rotierenden Bauteils (10) repräsentierendes Signal erzeugt. Erfindungsgemäß erfasst ein Drehwinkeldetektor (3) mit einem ersten Messwertgeber (20), welcher drehfest mit dem rotierenden Bauteil (10) gekoppelt ist, und mindesten einem als Drehwinkelsensor (50) ausgeführten Sensor eine Winkelstellung des rotierenden Bauteils (10) im Bereich einer 360°-Rotation, und ein Umdrehungsdetektor (5) ermittelt mit einem zweiten Messwertgeber (30), welcher axialbeweglich mit dem rotierenden Bauteil (10) gekoppelt ist und mit dem rotierenden Bauteil (10) einen Bewegungswandler ausbildet, welcher die Rotation (12) des rotierenden Bauteils (10) in eine axiale Translation (14) des zweiten Messwertgebers (30) in Bezug auf das rotierende Bauteil (10) umwandelt, und mindestens einem als Abstandssensor (40) ausgeführten Sensor einen zurückgelegten axialen Weg des zweiten Messwertgebers (30), welcher eine Umdrehungszahl des rotierenden Bauteils (10) repräsentiert, wobei ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils (10) aus der vom Drehwinkeldetektor (3) erfassten Winkelstellung und der vom Umdrehungsdetektor (5) ermittelten Umdrehungszahl ermittelbar ist.The invention relates to a sensor arrangement (1, 1A) for detecting rotational angles on a rotating component (10) in a vehicle, wherein the rotating component (10) is coupled to at least one transducer (20, 30) which is connected to at least one Sensor (40, 50) generates a rotational angle of the rotating component (10) representing signal. According to the invention, a rotation angle detector (3) with a first sensor (20), which is non-rotatably coupled to the rotating component (10), and at least one sensor designed as a rotation angle sensor (50) detects an angular position of the rotating component (10) in the region of 360 ° Rotation, and a rotation detector (5) determined by a second transmitter (30) which is axially movably coupled to the rotating member (10) and with the rotating member (10) forms a motion transducer, the rotation (12) of the rotating member (10) in an axial translation (14) of the second transmitter (30) with respect to the rotating member (10) converts, and at least one sensor designed as a distance sensor (40) a covered axial path of the second transmitter (30), which Number of revolutions of the rotating component (10), wherein a current angle of rotation of the rotating component (10) from the rotation angle detector (3) detected angular position and the rotation of the detector (5) determined rotational speed can be determined.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention is based on a sensor arrangement for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle according to the preamble of the independent patent claim 1.

Bei dem bekannten Lenkwinkelsensor wird ein Zählrad zur Bestimmung der Anzahl der Umdrehungen des Lenkrades berührungslos mittels Magnetfeldsensoren abgetastet. Ein derartiges System hat den Nachteil, dass bei ausgeschalteter Zündung ein Ruhestrom bereitgestellt werden muss, um ein Verdrehen des Lenkrades bei ausgeschalteter Zündung erkennen zu können. Bei dauerhafter Nichtbenutzung des Fahrzeuges führt dies zu einer unerwünschten Entleerung der Fahrzeugbatterie. Wird ein solcher Ruhestrom nicht bereitgestellt, kann der Lenkwinkel nicht mehr eindeutig bestimmt werden, wenn ein Verdrehen des Lenkrades bei ausgeschalteter Zündung oder abgeklemmter Batterie erfolgt.In the known steering angle sensor, a counting wheel for determining the number of revolutions of the steering wheel is scanned without contact by means of magnetic field sensors. Such a system has the disadvantage that when the ignition is switched off, a quiescent current must be provided in order to be able to detect a rotation of the steering wheel when the ignition is switched off. With permanent non-use of the vehicle, this leads to an undesirable emptying of the vehicle battery. If such a quiescent current is not provided, the steering angle can no longer be clearly determined if the steering wheel is turned when the ignition is switched off or the battery is disconnected.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 011 448 A1 wird beispielsweise eine Anordnung zur Erfassung eines Drehwinkels beschrieben. Die beschriebene Anordnung umfasst Geber und Sensoren, welche in Abhängigkeit von einer Drehwinkeländerung eines rotierenden Bauteils von den Gebern erzeugte Änderungen einer physikalischen Größe als digital auswertbare Signale detektieren. Das rotierende Bauteil weist mindestens einen an seinem Umfang gekoppelten, durch seine Rotation sich drehenden Satelliten kleineren Umfangs, vorzugsweise mit einem Winkelsensor auf, welcher über ein axial gekoppeltes Hypozykloidgetriebe eine ebenfalls rotierende Hyperzykloidscheibe oder Hypozykloidzahnrad antreibt, deren Umdrehungsgeschwindigkeit durch das Hypozykloidgetriebe derart untersetzt ist, dass hieraus eine Umdrehungszahl des rotierenden Bauteils und der absolute Lenkwinkel über mehrere Umdrehungen der Lenkwelle mit einem Umdrehungssensorsystem ermittelbar ist.In the published patent application DE 10 2008 011 448 A1 For example, an arrangement for detecting a rotation angle will be described. The arrangement described comprises encoders and sensors which, as a function of a rotation angle change of a rotating component, detect changes in a physical variable produced by the encoders as signals which can be evaluated digitally. The rotating member has at least one coupled to its circumference, rotating by its rotation satellites small scale, preferably with an angle sensor which drives via an axially coupled hypocycloidal a likewise rotating Hyperzykloidscheibe or Hypozykloidzahnrad whose speed of rotation is undercut by the Hypozykloidgetriebe such that From this, a number of revolutions of the rotating component and the absolute steering angle over several revolutions of the steering shaft with a revolution sensor system can be determined.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils mit zwei separierten berührungslosen Messmethoden ermittelt wird, welche vorzugsweise auf dem Wirbelstromeffekt basieren. Eine erste Messmethode erfasst eine 360°-Rotation und eine zweite Messmethode fungiert als „Rundenzähler“, welcher über eine Abstandsänderung eine Mehrfachumdrehung des rotierenden Bauteils detektiert. Durch die Aufteilung des zu ermittelnden Drehwinkels in eine Rotation und eine Abstandsänderung können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung sehr einfach eine höhere Auflösung erreichen. Zudem ist durch die Überführung der Drehbewegung in die mechanische Rotation und die Höhenänderung immer eine eindeutige Drehposition auch bei mehrfachen Umdrehungen des rotierenden Bauteils vorhanden. In vorteilhafter Weise bleibt die Drehbewegung in der mechanischen veränderten Rotation und Höhenänderung erhalten, so dass auch nach ausgeschalteter Zündung oder abgeklemmter Batterie oder bei Versagen der Elektronik der richtige absolute Drehwinkel zur Verfügung steht. Dadurch ist ein besonders sicherer Betrieb bzw. eine besonders sichere Erkennung des Drehwinkels mittels des Wirbelstromeffekts möglich. Ein weiterer Vorteil kann die mechanische Vereinfachung darstellen, was zu einer Kostenersparnis führen kann, da bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug keine Ritzel mit Zahnstruktur, welche ineinander greifen, bzw. Magnete erforderlich sind, was zu einer Kostenersparnis führen kann. Zudem können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug aufgrund der Reduzierung beweglichen Komponenten in vorteilhafter Weise sehr geräuscharm arbeiten. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Dabei ist das rotierende Bauteil vorzugsweise als Lenksäule des Fahrzeugs oder als Hülse ausgeführt, welche verdrehsicher mit der Lenksäule verbunden ist.The sensor arrangement according to the invention for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle having the features of independent claim 1 has the advantage that a current rotation angle of the rotating component is determined with two separate non-contact measurement methods, which are preferably based on the eddy current effect. A first method of measurement detects a 360 ° rotation and a second method of measurement acts as a "lap counter", which detects a multiple revolution of the rotating component via a change in distance. By dividing the rotational angle to be determined into a rotation and a change in distance, embodiments of the sensor arrangement according to the invention can very easily achieve a higher resolution. In addition, by the transfer of the rotary motion in the mechanical rotation and the height change always a clear rotational position even with multiple revolutions of the rotating component available. Advantageously, the rotational movement is maintained in the mechanical change in rotation and height change, so that even after the ignition is switched off or the battery is disconnected or the electronics fail, the correct absolute rotation angle is available. As a result, a particularly safe operation or a particularly reliable detection of the angle of rotation by means of the eddy current effect is possible. Another advantage can be the mechanical simplification, which can lead to cost savings, since in embodiments of the sensor arrangement according to the invention for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle no pinions with tooth structure, which interlock, or magnets are required, which can lead to cost savings. In addition, embodiments of the sensor arrangement according to the invention for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle due to the reduction of movable components advantageously operate very quietly. Preferably, the sensor arrangement according to the invention can be used for determining the steering angle of a vehicle. In this case, the rotating component is preferably designed as a steering column of the vehicle or as a sleeve which is connected against rotation with the steering column.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug zur Verfügung. Das rotierende Bauteil ist mit mindestens einem Messwertgeber gekoppelt, welcher in Verbindung mit mindestens einem Sensor ein den Drehwinkel des rotierenden Bauteils repräsentierendes Signal erzeugt. Erfindungsgemäß erfasst ein Drehwinkeldetektor mit einem ersten Messwertgeber, welcher drehfest mit dem rotierenden Bauteil gekoppelt ist, und mit mindesten einem als Drehwinkelsensor ausgeführten Sensor eine Winkelstellung des rotierenden Bauteils im Bereich einer 360°-Rotation. Zudem ermittelt ein Umdrehungsdetektor mit einem zweiten Messwertgeber, welcher axialbeweglich mit dem rotierenden Bauteil gekoppelt ist und mit dem rotierenden Bauteil einen Bewegungswandler ausbildet, welcher die Rotation des rotierenden Bauteils in eine axiale Translation des zweiten Messwertgebers in Bezug auf das rotierende Bauteil umwandelt, und mit mindestens einem als Abstandssensor ausgeführten Sensor einen zurückgelegten axialen Weg des zweiten Messwertgebers, welcher eine Umdrehungszahl des rotierenden Bauteils repräsentiert. Hierbei ist ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils aus der vom Drehwinkeldetektor erfassten Winkelstellung und der vom Umdrehungsdetektor ermittelten Umdrehungszahl ermittelbar.Embodiments of the present invention provide a sensor assembly for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle. The rotating component is coupled to at least one transmitter which, in conjunction with at least one sensor, generates a signal representing the angle of rotation of the rotating component. According to the invention, a rotation angle detector detects with a first sensor, which is rotationally fixedly coupled to the rotating component, and with at least one sensor designed as a rotation angle sensor, an angular position of the rotating component in the region of a 360 ° rotation. In addition, a rotation detector with a second transmitter, which is axially movably coupled to the rotating component and forms with the rotating component a motion converter, which converts the rotation of the rotating component into an axial translation of the second transmitter with respect to the rotating component, and at least a sensor designed as a distance sensor a traversed axial path of the second transmitter, which is a number of revolutions of the rotating Component represents. In this case, a current rotation angle of the rotating component can be determined from the angular position detected by the rotation angle detector and the number of revolutions determined by the rotation detector.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims, advantageous improvements of the independent claim 1 sensor arrangement for detecting rotation angles on a rotating component in a vehicle are possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass einer der Messwertgeber als Topfscheibe mit einem Grundkörper, welcher eine zentrale Öffnung und eine Aussparung aufweist, und einer der Messwertgeber als Scheibe mit einem Grundkörper ausgeführt ist, welche eine zentrale Öffnung aufweist. Hierbei ist der als Scheibe ausgeführte Messwertgeber so ausgeführt, dass zumindest ein teilweises Eintauchen in die Aussparung des als Topfscheibe ausgeführten Messwertgebers möglich ist. Vorzugsweise können der erste Messwertgeber und der zweite Messwertgeber ineinander geschachtelt angeordnet werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug.It is particularly advantageous that one of the transducers is designed as a cup wheel with a base body, which has a central opening and a recess, and one of the transducers as a disc with a base body having a central opening. Here, the sensor designed as a disk is designed so that at least a partial immersion in the recess of the transmitter designed as a cup wheel is possible. Preferably, the first transmitter and the second transmitter can be arranged nested one inside the other. This advantageously allows a compact design of the sensor arrangement according to the invention for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann der Grundkörper des axial beweglich mit dem rotierenden Bauteil gekoppelten Messwertgebers an einer Wandung der zentralen Öffnung und/oder an seinem Außenumfang und/oder an einer Innenwand der Aussparung axial geführt werden. Das rotierende Bauteil kann beispielsweise ein Außengewinde und der Grundkörper des axial beweglich mit dem rotierenden Bauteil gekoppelten Messwertgebers kann beispielsweise ein korrespondierendes in die zentrale Öffnung eingebrachtes Innengewinde aufweisen, so dass der Messwertgeber auf das rotierende Bauteil aufgeschraubt und axial geführt werden kann. Das Außengewinde kann beispielsweise direkt auf das rotierende Bauteil geschnitten werden. Durch das direkte Schneiden des Außengewindes in das rotierende Bauteil kann die Anzahl der erforderlichen Komponenten zur Umwandlung der Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung in vorteilhafter Weise reduziert werden, was zu einer Kostenersparnis führen kann. Alternativ kann eine Hülse mit einem Außengewinde axial auf das rotierende Bauteil aufgeschoben und drehfest mit dem rotierenden Bauteil verbunden werden. Durch die Hülse ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Abmessungen des Messwertgebers an das rotierende Bauteil bzw. an die Lenksäule anzupassen. Alternativ kann der Grundkörper des als Topfscheibe ausgeführten Messwertgebers an der Innenwand der Aussparung ein Innengewinde aufweisen, und der Grundkörper des als Scheibe ausgeführten Messwertgebers kann an seinem Außenumfang ein korrespondierendes Außengewinde aufweisen, so dass eine geführte axiale Relativbewegung zwischen den Messwertgebern möglich ist.In an advantageous embodiment of the sensor arrangement according to the invention, the main body of the axially movably coupled to the rotating member transducer can be axially guided on a wall of the central opening and / or on its outer periphery and / or on an inner wall of the recess. The rotating component can, for example, an external thread and the main body of the axially movably coupled to the rotating component transducer can for example have a corresponding introduced into the central opening internal thread, so that the transmitter can be screwed onto the rotating member and axially guided. The external thread can for example be cut directly onto the rotating component. By directly cutting the external thread into the rotating component, the number of components required to convert the rotary movement into a rectilinear movement can advantageously be reduced, which can lead to cost savings. Alternatively, a sleeve with an external thread can be pushed axially onto the rotating component and connected in a rotationally fixed manner to the rotating component. Due to the sleeve, it is advantageously possible to adapt the dimensions of the transmitter to the rotating component or to the steering column. Alternatively, the main body of the sensor designed as a cup wheel on the inner wall of the recess have an internal thread, and the base body of the sensor designed as a disc may have on its outer circumference a corresponding external thread, so that a guided axial relative movement between the transducers is possible.

In vorteilhafter Weise kann mindestens ein Verankerungsmittel vorgesehen werden, welches eine Drehbewegung des axialbeweglichen Messwertgebers blockiert und eine Axialbewegung des Messwertgebers freigibt. Zur Vermeidung einer Rotation des Messewertgebers können beispielsweise mindestens zwei als Führungsstäbe ausgeführte Verankerungsmittel durch entsprechende beabstandete Durchbrüche im Grundkörper des axialbeweglichen Messwertgebers geführt werden, welche den Messwertgeber axial führen und eine Drehbewegung des Messwertgebers blockieren.Advantageously, at least one anchoring means can be provided, which blocks a rotational movement of the axially movable transmitter and releases an axial movement of the transmitter. To avoid rotation of the transmitter, for example, at least two anchoring means designed as guide rods can be guided through correspondingly spaced openings in the main body of the axially movable transmitter, which guide the transmitter axially and block a rotational movement of the transmitter.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung können die Sensoren als Wirbelstromsensoren mit einer vorgegebenen Anzahl von Detektionsspulen und einer vorgegebenen Anzahl von korrespondierenden Detektionsbereichen ausgeführt werden, welche den Abstand bzw. den Drehwinkel über eine Änderung des zugehörigen Magnetfelds ermitteln. Vorzugsweise werden die Spulen des mindesten einen als Drehwinkelsensor ausgeführten Sensors und die Spulen des mindestens einen als Abstandssensor ausgeführten Sensors auf einem gemeinsamen Spulenträger angeordnet. Die Detektionsbereiche sind aus einem elektrisch leitfähigen oder einem ferromagnetischen Material ausgebildet, in welchem korrespondierende Spulen die Wirbelströme induzieren. Anzahl und Form der Spulen sowie der Detektionsbereiche können in vorteilhafter Weise an die vorhandenen Einbaubedingungen angepasst werden.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement according to the invention, the sensors can be designed as eddy-current sensors with a predetermined number of detection coils and a predetermined number of corresponding detection areas, which determine the distance or the angle of rotation via a change in the associated magnetic field. Preferably, the coils of the at least one sensor configured as a rotation angle sensor and the coils of the at least one sensor designed as a distance sensor are arranged on a common coil carrier. The detection regions are formed from an electrically conductive or a ferromagnetic material, in which corresponding coils induce the eddy currents. Number and shape of the coils and the detection areas can be adapted to the existing installation conditions in an advantageous manner.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung können die Detektionsspulen der Sensoren in mehreren Lagen verteilt im Spulenträger angeordnet werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine höhere Sensitivität, d.h. eine größere Spuleninduktivität erzielt werden, welche über mehrere Lagen in Reihe geschaltet ist.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement according to the invention, the detection coils of the sensors can be arranged distributed in several layers in the coil carrier. As a result, a higher sensitivity, i. a larger coil inductance can be achieved, which is connected in series over several layers.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann eine Auswerte- und Steuereinheit die Spulen des mindestens einen Drehwinkelsensors und/oder des mindestens einen Abstandssensors gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Reihenfolge auswerten. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Kompensation von Störeinflüssen, wie beispielsweise einer Temperaturänderung usw. Zudem ermöglicht die Verwendung von mehreren Sensoren bzw. Spulen in vorteilhafter Weise eine redundante Ermittlung des Drehwinkels am rotierenden Bauteil.In a further advantageous embodiment of the sensor arrangement according to the invention, an evaluation and control unit can evaluate the coils of the at least one rotation angle sensor and / or the at least one distance sensor simultaneously or in a predetermined sequence. This advantageously makes it possible to compensate for disturbing influences, such as, for example, a temperature change, etc. In addition, the use of a plurality of sensors or coils advantageously makes it possible to determine the rotational angle on the rotating component in a redundant manner.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug in einer ersten Position. 1 shows a schematic perspective sectional view of a first embodiment of a sensor arrangement according to the invention for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle in a first position.

2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung aus 1 in einer zweiten Position. 2 shows a schematic perspective sectional view of the first embodiment of a sensor arrangement according to the invention 1 in a second position.

3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spulenträgers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 1 und 2. 3 shows a schematic plan view of a first embodiment of a bobbin for the sensor arrangement according to the invention 1 and 2 ,

4 zeigt eine schematische Ansicht von unten auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines ersten und zweiten Messwertgebers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 1 und 2. 4 shows a schematic view from below of a first embodiment of a first and second transducers for the sensor arrangement according to the invention 1 and 2 ,

5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spulenträgers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 1 und 2. 5 shows a schematic plan view of a second embodiment of a bobbin for the sensor assembly of the invention 1 and 2 ,

6 zeigt eine schematische Ansicht von unten auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines ersten und zweiten Messwertgebers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 1 und 2. 6 shows a schematic view from below of a second embodiment of a first and second transducers for the sensor arrangement according to the invention 1 and 2 ,

7 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug in einer ersten Position. 7 shows a schematic perspective sectional view of a second embodiment of a sensor arrangement according to the invention for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle in a first position.

8 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung aus 7 in einer zweiten Position. 8th shows a schematic perspective sectional view of the second embodiment of a sensor arrangement according to the invention 7 in a second position.

9 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spulenträgers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 7 und 8. 9 shows a schematic plan view of a first embodiment of a bobbin for the sensor arrangement according to the invention 7 and 8th ,

10 zeigt eine schematische Ansicht von unten auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines ersten und zweiten Messwertgebers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 7 und 8. 10 shows a schematic view from below of a first embodiment of a first and second transducers for the sensor arrangement according to the invention 7 and 8th ,

11 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Spulenträgers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 7 und 8. 11 shows a schematic plan view of a second embodiment of a bobbin for the sensor assembly of the invention 7 and 8th ,

12 zeigt eine schematische Ansicht von unten auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines ersten und zweiten Messwertgebers für die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus 7 und 8. 12 shows a schematic view from below of a second embodiment of a first and second transducers for the sensor arrangement according to the invention 7 and 8th ,

13 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug in einer ersten Position. 13 shows a schematic perspective sectional view of a third embodiment of a sensor arrangement according to the invention for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle in a first position.

14 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung aus 13 in einer zweiten Position. 14 shows a schematic perspective sectional view of the third embodiment of a sensor arrangement according to the invention 13 in a second position.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 bis 14 ersichtlich ist, umfassen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, 1A, 1B, 1C zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil 10 in einem Fahrzeug mindestens einen Messwertgeber 20, 30, welcher in Verbindung mit mindestens einem Sensor 40, 50 ein den Drehwinkel des rotierenden Bauteils 10 repräsentierendes Signal erzeugt.How out 1 to 14 can be seen include embodiments of a sensor arrangement according to the invention 1 . 1A . 1B . 1C for detecting angles of rotation on a rotating component 10 at least one transmitter in a vehicle 20 . 30 , which in conjunction with at least one sensor 40 . 50 a the angle of rotation of the rotating component 10 representing signal.

Erfindungsgemäß erfasst ein Drehwinkeldetektor 3 mit einem ersten Messwertgeber 20, welcher drehfest mit dem rotierenden Bauteil 10 gekoppelt ist, und mit mindesten einem als Drehwinkelsensor 50 ausgeführten Sensor eine Winkelstellung des rotierenden Bauteils 10 im Bereich einer 360°-Rotation. Zudem ermittelt ein Umdrehungsdetektor 5 mit einem zweiten Messwertgeber 30, welcher axialbeweglich mit dem rotierenden Bauteil 10 gekoppelt ist und mit dem rotierenden Bauteil 10 einen Bewegungswandler ausbildet, welcher die Rotation 12 des rotierenden Bauteils 10 in eine axiale Translation 14 des zweiten Messwertgebers 30 in Bezug auf das rotierende Bauteil 10 umwandelt, und mit mindestens einem als Abstandssensor 40 ausgeführten Sensor einen zurückgelegten axialen Weg des zweiten Messwertgebers 30, welcher eine Umdrehungszahl des rotierenden Bauteils 10 repräsentiert. Ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils 10 wird aus der vom Drehwinkeldetektor 3 erfassten Winkelstellung und der vom Umdrehungsdetektor 5 ermittelten Umdrehungszahl ermittelt.According to the invention detects a rotation angle detector 3 with a first transmitter 20 , which rotatably with the rotating component 10 is coupled, and with at least one as a rotation angle sensor 50 executed sensor an angular position of the rotating component 10 in the range of a 360 ° rotation. In addition, a revolution detector detects 5 with a second transmitter 30 which is axially movable with the rotating component 10 is coupled and with the rotating component 10 a motion converter is formed, which the rotation 12 of the rotating component 10 in an axial translation 14 of the second transmitter 30 with respect to the rotating component 10 converts, and with at least one as a distance sensor 40 sensor executed a traversed axial path of the second transmitter 30 , which is a number of revolutions of the rotating component 10 represents. A current rotation angle of the rotating component 10 gets out of the rotation angle detector 3 detected angular position and that of the rotation detector 5 determined revolution number determined.

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, 1A, 1B, 1C können beispielsweise als Lenkwinkelsensor zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeugs eingesetzt werden, wobei beispielsweise ein aktueller Drehwinkel einer Lenksäule des Fahrzeugs ermittelt werden soll. In den dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht das rotierende Bauteil 10 einer Hülse 16, 16A, 16B, 16C, welche beispielsweise axial auf die Lenksäule als rotierendes Bauteil aufgeschoben und drehfest mit der Lenksäule verbunden ist. Embodiments of the sensor arrangement according to the invention 1 . 1A . 1B . 1C For example, it can be used as a steering angle sensor for determining the steering angle of a vehicle, wherein, for example, a current rotational angle of a steering column of the vehicle to be determined. In the illustrated embodiments, the rotating component corresponds 10 a sleeve 16 . 16A . 16B . 16C , which, for example, pushed axially on the steering column as a rotating component and rotatably connected to the steering column.

Wie aus 1 bis 18 weiter ersichtlich ist, ist einer der Messwertgeber 20, 30 als Topfscheibe 20B, 20C, 30A mit einem Grundkörper 22, 32, welcher eine zentrale Öffnung 26, 36 und eine Aussparung 24, 34 aufweist, und einer der Messwertgeber 20, 30 ist als Scheibe 20A, 30B, 30C mit einem Grundkörper 22, 32 ausgeführt, welcher eine zentrale Öffnung 26, 36 aufweist. Hierbei ist der als Scheibe 20A, 30B, 30C ausgeführte Messwertgeber 20, 30 so ausgeführt, dass zumindest ein teilweises Eintauchen in die Aussparung 24, 34 des als Topfscheibe 20B, 20C, 30A ausgeführten Messwertgebers 20, 30 möglich ist. Dadurch sind der erste Messwertgeber 20 und der zweite Messwertgeber 30 bauraumsparend ineinander geschachtelt angeordnet, so dass in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, 1A, 1B, 1C zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil 10 in einem Fahrzeug möglich ist.How out 1 to 18 is further apparent, is one of the transducers 20 . 30 as a cup wheel 20B . 20C . 30A with a basic body 22 . 32 which has a central opening 26 . 36 and a recess 24 . 34 and one of the transducers 20 . 30 is as a disk 20A . 30B . 30C with a basic body 22 . 32 executed, which has a central opening 26 . 36 having. Here is the as a disc 20A . 30B . 30C executed transducers 20 . 30 designed so that at least a partial immersion in the recess 24 . 34 as a cup wheel 20B . 20C . 30A executed transmitter 20 . 30 is possible. This makes the first transmitter 20 and the second transmitter 30 Space-saving arranged nested in each other, so that advantageously a compact design of the sensor arrangement according to the invention 1 . 1A . 1B . 1C for detecting angles of rotation on a rotating component 10 in a vehicle is possible.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Sensoren 40, 50 als Wirbelstromsensoren mit einer vorgegebenen Anzahl von Detektionsspulen 42, 52, welche auf einem gemeinsamen Spulenträger 60 angeordnet sind, und einer vorgegebenen Anzahl von korrespondierenden Detektionsbereichen 44, 54 ausgeführt, welche am ersten oder zweiten Messwertgeber 20, 30 im Wesentlichen fluchtend mit den korrespondierenden Detektionsspulen 42, 52 ausgebildet sind. In the illustrated embodiments, the sensors 40 . 50 as eddy current sensors with a predetermined number of detection coils 42 . 52 which are on a common coil carrier 60 are arranged, and a predetermined number of corresponding detection areas 44 . 54 executed, which at the first or second transmitter 20 . 30 substantially aligned with the corresponding detection coils 42 . 52 are formed.

Das bedeutet, dass die Detektionsspulen 42 des Drehwinkelsensors 40 axial überlappend zu den korrespondierenden Detektionsbereichen 44 auf dem Spulenträger 60 angeordnet sind, bzw. die Detektionsspulen 52 des Abstandssensors 50 axial überlappend zu den korrespondierenden Detektionsbereichen 54 auf dem Spulenträger 60 angeordnet sind. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Spulenträger 60 als ortsfeste Scheibe mit einer zentralen Öffnung 62 ausgeführt, durch welche das rotierende Bauteil 10 verläuft. Durch die Drehbewegung des ersten Messwertgebers 20 bzw. die Axialbewegung 14 und die damit verbundene Abstandsänderung des zweiten Messwertgebers 30 werden die von den Wirbelstromsensoren 40, 50 zwischen den Detektionsspulen 42, 52 und den Detektionsbereichen 44, 54 erzeugten Magnetfelder 46, 56 beeinflusst, so dass beispielsweise in Verbindung mit jeweils einer nicht dargestellten Festkapazität eine entsprechende Frequenzänderung erfasst und von einer Auswerte- und Steuereinheit 70 zur Drehwinkelermittlung und/oder zur Abstandsermittlung ausgewertet werden kann. Die Spulen 42, 52 der Wirbelstromsensoren 40, 50 können in einem mikromechanischen Verfahren in Silizium hergestellt oder direkt auf dem vorzugsweise als Leiterplatte ausgeführten Spulenträger 60 realisiert werden, wobei die direkte Anordnung auf der Leiterplatte einen weiteren Kostenvorteil aufweisen kann. Dabei können verschiedene Spulenformen implementiert werden, wie beispielsweise rund oder rechteckig, aber auch kompliziertere Spulenformen könnten sich als vorteilhaft erweisen. Zudem können die Spulen 42, 52 auch in einer größeren Form (Zentimeterbereich) hergestellt werden. Des Weiteren können die Spulen 42, 52 der Wirbelstromsensoren 40, 50 in der Leiterplatte sowie auch im Silizium in mehreren Lagen verteilt werden, um eine höhere Sensitivität zu erzielen, d.h. eine größere Spuleninduktivität, welche über mehrere Lagen in Reihe geschaltet ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 70 kann die Spulen 42, 52 des mindestens einen Drehwinkelsensors 40 und/oder des mindestens einen Abstandssensors 50 gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Reihenfolge auswerten.This means that the detection coils 42 of the rotation angle sensor 40 axially overlapping to the corresponding detection areas 44 on the bobbin 60 are arranged, or the detection coils 52 of the distance sensor 50 axially overlapping to the corresponding detection areas 54 on the bobbin 60 are arranged. In the illustrated embodiments, the bobbin is 60 as a stationary disc with a central opening 62 executed, through which the rotating component 10 runs. By the rotation of the first transmitter 20 or the axial movement 14 and the associated change in distance of the second transmitter 30 Be the ones from the eddy current sensors 40 . 50 between the detection coils 42 . 52 and the detection areas 44 . 54 generated magnetic fields 46 . 56 influenced, so that, for example, in conjunction with each of a fixed capacity, not shown, detects a corresponding change in frequency and by an evaluation and control unit 70 can be evaluated for the rotation angle determination and / or distance determination. The spools 42 . 52 the eddy current sensors 40 . 50 can be produced in a micromechanical process in silicon or directly on the coil carrier preferably designed as a printed circuit board 60 can be realized, the direct arrangement on the circuit board can have a further cost advantage. In this case, different coil shapes can be implemented, such as round or rectangular, but also more complicated coil shapes could prove advantageous. In addition, the coils can 42 . 52 also be produced in a larger form (centimeter range). Furthermore, the coils can 42 . 52 the eddy current sensors 40 . 50 in the printed circuit board as well as in the silicon in several layers are distributed in order to achieve a higher sensitivity, ie a larger coil inductance, which is connected in series over several layers. The evaluation and control unit 70 can the coils 42 . 52 the at least one rotation angle sensor 40 and / or the at least one distance sensor 50 evaluate simultaneously or in a given order.

Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1A der erste Messwertgeber 20 als Scheibe 20A ausgeführt, welche drehfest mit dem als Hülse 16A ausgeführten rotierenden Bauteil 10 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 22A des als Scheibe 20A ausgeführten ersten Messwertgebers 20 zur Herstellung der drehfesten Verbindung mit der zentralen Öffnung 26 auf das als Hülse 16A ausgeführte rotierende Bauteil 10 aufgepresst. Der zweite Messwertgeber 30 ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1A als Topfscheibe 30A ausgeführt. Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist in das als Hülse 16A ausgeführte rotierende Bauteil 10 ein Außengewinde 16.1 geschnitten, auf welches der Grundkörper 32A des als Topfscheibe 30A ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 mit einem an einer Wandung 36.1 der zentralen Öffnung 36 eingebrachten Innengewinde 36.2 aufgeschraubt und axial geführt ist. Die in 1 dargestellte erste Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1A entspricht einem Rechtsanschlag des rotierenden Bauteils 10 mit einem maximalen Abstand h1 zwischen einer Stirnfläche 38 des zweiten Messwertgebers 30 und einer Oberfläche des Spulenträgers 60A. Die in 2 dargestellte zweite Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1A entspricht einem Linksanschlag des rotierenden Bauteils 10 mit einem minimalen Abstand h2 zwischen der Stirnfläche 38 des zweiten Messwertgebers 30 und der Oberfläche des Spulenträgers 60A. In der in 2 dargestellten Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1A ist der Grundkörper 22A des als Scheibe 20A ausgeführten ersten Messwertgebers 20 in die Aussparung 34 des als Topfscheibe 30A ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 eingetaucht. Um ein problemloses Eintauchen zu ermöglichen, weist ein Außenumfang 22.1 des Grundkörpers 22A des ersten Messwertgebers 20 einen vorgebbaren Abstand zur Innenwand 34.1 der Aussparung 34 im Grundkörper 32A des zweiten Messwertgebers 30 auf. Um eine Drehbewegung des axialbeweglichen zweiten Messwertgebers 30 zu blockieren und die Axialbewegung 14 freizugeben ist mindestens ein nicht dargestelltes Verankerungsmittel vorgesehen.How out 1 and 2 is further apparent, is in a first embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1A the first transmitter 20 as a disc 20A executed, which rotatably with the sleeve 16A executed rotating component 10 connected is. In the illustrated embodiment, the basic body 22A as a disk 20A executed first transmitter 20 for producing the rotationally fixed connection with the central opening 26 on that as a sleeve 16A executed rotating component 10 pressed. The second transmitter 30 is in the first embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1A as a cup wheel 30A executed. How out 1 and 2 is further apparent, is in the sleeve 16A executed rotating component 10 an external thread 16.1 cut, on which the basic body 32A as a cup wheel 30A executed second transmitter 30 with one on a wall 36.1 the central opening 36 introduced internal thread 36.2 screwed on and guided axially. In the 1 shown first position of the sensor arrangement according to the invention 1A corresponds to a right stop of the rotating component 10 with a maximum distance h1 between an end face 38 of the second transmitter 30 and a surface of the bobbin 60A , In the 2 shown second position of the sensor arrangement according to the invention 1A corresponds to a left stop of the rotating component 10 with a minimum distance h2 between the face 38 of the second transmitter 30 and the surface of the coil carrier 60A , In the in 2 shown position of the sensor arrangement according to the invention 1A is the main body 22A as a disk 20A executed first transmitter 20 in the recess 34 as a cup wheel 30A executed second transmitter 30 immersed. To allow easy immersion, has an outer circumference 22.1 of the basic body 22A of the first transmitter 20 a predeterminable distance to the inner wall 34.1 the recess 34 in the main body 32A of the second transmitter 30 on. To a rotational movement of the axially movable second transmitter 30 to block and the axial movement 14 At least one anchoring means, not shown, is to be released.

Wie aus 3 ersichtlich ist, umfasst ein erstes Ausführungsbeispiel des Spulenträgers 60A vier um die zentrale Öffnung 62 des als Scheibe ausgeführten Spulenträgers 60A verteilt angeordnete erste Detektionsspulen 42A für den Drehwinkelsensor 40A und eine am Rand des Spulenträgers 60A angeordnete umlaufende Detektionsspule 52A für den Abstandssensor 50A. Wie aus 4 ersichtlich ist, umfasst ein erstes Ausführungsbeispiel des ersten Messwertgebers 20A einen an die zentrale Öffnung 26 des Grundkörpers 22A angrenzenden als Kreisringsegment ausgeführten ersten Detektionsbereich 44A für den Drehwinkelsensor 40A. Ein erstes Ausführungsbeispiel des zweiten Messwertgebers 30 umfasst einen als umlaufender Kreisring ausgeführten zweiten Detektionsbereich 54A für den Abstandssensor 50A.How out 3 can be seen, comprises a first embodiment of the bobbin 60A four around the central opening 62 of the disc carrier carried out as a disc 60A distributed arranged first detection coils 42A for the rotation angle sensor 40A and one on the edge of the bobbin 60A arranged circumferential detection coil 52A for the distance sensor 50A , How out 4 can be seen, comprises a first embodiment of the first transmitter 20A one to the central opening 26 of the basic body 22A adjacent as a circular ring segment executed first detection area 44A for the rotation angle sensor 40A , A first embodiment of the second transmitter 30 comprises a designed as a circumferential circular ring second detection area 54A for the distance sensor 50A ,

Wie aus 5 ersichtlich ist, umfasst ein zweites Ausführungsbeispiel des Spulenträgers 60A vier um die zentrale Öffnung 62 des Spulenträgers 60A verteilt angeordnete erste Detektionsspulen 42A für den Drehwinkelsensor 40A und sechs am Rand des Spulenträgers 60A angeordnete Detektionsspulen 52A für den Abstandssensor 50A. Wie aus 6 ersichtlich ist, umfasst ein zweites Ausführungsbeispiel des ersten Messwertgebers 20 drei an die zentrale Öffnung 26 des Grundkörpers 22A angrenzende als Kreisringsegmente ausgeführte erste Detektionsbereiche 44A für den Drehwinkelsensor 40A, deren Winkelbeziehungen zueinander keinem ganzzahligen Vielfachen entsprechen. Ein zweites Ausführungsbeispiel des zweiten Messwertgebers 30 umfasst sechs als Kreisringsegmente ausgeführte zweite Detektionsbereiche 54A für den Abstandssensor 50A.How out 5 can be seen, comprises a second embodiment of the bobbin 60A four around the central opening 62 of the bobbin 60A distributed arranged first detection coils 42A for the rotation angle sensor 40A and six on the edge of the bobbin 60A arranged detection coils 52A for the distance sensor 50A , How out 6 can be seen, comprises a second embodiment of the first transmitter 20 three to the central opening 26 of the basic body 22A adjacent first detection areas designed as circular ring segments 44A for the rotation angle sensor 40A whose angular relationships to each other do not correspond to an integer multiple. A second embodiment of the second transmitter 30 comprises six second detection areas designed as circular ring segments 54A for the distance sensor 50A ,

Wie aus 7 und 8 weiter ersichtlich ist, ist bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1B der erste Messwertgeber 20 als Topfscheibe 20B ausgeführt, welche drehfest mit dem als Hülse 16B ausgeführten rotierenden Bauteil 10 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 22B des als Topfscheibe 20B ausgeführten ersten Messwertgebers 20 zur Herstellung der drehfesten Verbindung mit der zentralen Öffnung 26 auf das als Hülse 16B ausgeführte rotierende Bauteil 10 aufgepresst. Der zweite Messwertgeber 30 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1B als Scheibe 30B ausgeführt. Wie aus 7 und 8 weiter ersichtlich ist, ist in das als Hülse 16B ausgeführte rotierende Bauteil 10 ein Außengewinde 16.1 geschnitten, auf welches der Grundkörper 32B des als Scheibe 30B ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 mit einem an einer Wandung 36.1 der zentralen Öffnung 36 eingebrachten Innengewinde 36.2 aufgeschraubt und axial geführt ist. Die in 7 dargestellte erste Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1B entspricht einem Rechtsanschlag des rotierenden Bauteils 10 mit einem maximalen Abstand h1 zwischen einer Stirnfläche 38 des zweiten Messwertgebers 30 und einer Oberfläche des Spulenträgers 60B. Die in 8 dargestellte zweite Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1B entspricht einem Linksanschlag des rotierenden Bauteils 10 mit einem minimalen Abstand h2 zwischen der Stirnfläche 38 des zweiten Messwertgebers 30 und der Oberfläche des Spulenträgers 60B. Wie aus 7 und 8 weiter ersichtlich ist, taucht der Grundkörper 32B des als Scheibe 30B ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 unabhängig von der Position in die Aussparung 24 des als Topfscheibe 20B ausgeführten ersten Messwertgebers 20 ein. Um ein problemloses Eintauchen bzw. axiales Verschieben zu ermöglichen, weist ein Außenumfang 32.1 des Grundkörpers 32B des zweiten Messwertgebers 30 einen vorgebbaren Abstand zur Innenwand 24.1 der Aussparung 24 im Grundkörper 22B des ersten Messwertgebers 20 auf. Um eine Drehbewegung des axialbeweglichen zweiten Messwertgebers 30 zu blockieren und die Axialbewegung 14 freizugeben ist mindestens ein Verankerungsmittel 7 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Verankerungsmittel 7 zwei Stifte, welche durch entsprechende Öffnungen im Grundkörper 32B des zweiten Messwertgebers 30 geführt sind.How out 7 and 8th is further apparent, is in a second embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1B the first transmitter 20 as a cup wheel 20B executed, which rotatably with the sleeve 16B executed rotating component 10 connected is. In the illustrated embodiment, the basic body 22B as a cup wheel 20B executed first transmitter 20 for producing the rotationally fixed connection with the central opening 26 on that as a sleeve 16B executed rotating component 10 pressed. The second transmitter 30 is in the second embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1B as a disc 30B executed. How out 7 and 8th is further apparent, is in the sleeve 16B executed rotating component 10 an external thread 16.1 cut, on which the basic body 32B as a disk 30B executed second transmitter 30 with one on a wall 36.1 the central opening 36 introduced internal thread 36.2 screwed on and guided axially. In the 7 shown first position of the sensor arrangement according to the invention 1B corresponds to a right stop of the rotating component 10 with a maximum distance h1 between an end face 38 of the second transmitter 30 and a surface of the bobbin 60B , In the 8th shown second position of the sensor arrangement according to the invention 1B corresponds to a left stop of the rotating component 10 with a minimum distance h2 between the face 38 of the second transmitter 30 and the surface of the bobbin 60B , How out 7 and 8th can be seen, the body dives 32B as a disk 30B executed second transmitter 30 regardless of the position in the recess 24 as a cup wheel 20B executed first transmitter 20 one. To allow easy dipping or axial displacement, has an outer periphery 32.1 of the basic body 32B of the second transmitter 30 a predeterminable distance to the inner wall 24.1 the recess 24 in the main body 22B of the first transmitter 20 on. To a rotational movement of the axially movable second transmitter 30 to block and the axial movement 14 to release is at least one anchoring agent 7 intended. In the illustrated embodiment, the anchoring means comprise 7 two pins, which through corresponding openings in the body 32B of the second transmitter 30 are guided.

Wie aus 9 ersichtlich ist, umfasst ein drittes Ausführungsbeispiel des Spulenträgers 60B sechs am Rand des als Scheibe ausgeführten Spulenträgers 60B verteilt angeordnete erste Detektionsspulen 42B für den Drehwinkelsensor 40B, und eine umlaufende um die zentrale Öffnung 62 des Spulenträgers 60B angeordnete zweite Detektionsspule 52B für den Abstandssensor 50B. Wie aus 4 ersichtlich ist, umfasst ein drittes Ausführungsbeispiel des ersten Messwertgebers 20 einen als Kreisringsegment ausgeführten ersten Detektionsbereich 44B für den Drehwinkelsensor 40B. Ein drittes Ausführungsbeispiel des zweiten Messwertgebers 30 umfasst einen an die zentrale Öffnung 36 des Grundkörpers 32B angrenzenden als umlaufender Kreisring ausgeführten zweiten Detektionsbereich 54B für den Abstandssensor 50B.How out 9 can be seen, comprises a third embodiment of the bobbin 60B six at the edge of the disc carrier 60B distributed arranged first detection coils 42B for the rotation angle sensor 40B , and a circumferential around the central opening 62 of the bobbin 60B arranged second detection coil 52B for the distance sensor 50B , How out 4 can be seen, comprises a third embodiment of the first transmitter 20 a designed as a circular ring segment first detection area 44B for the rotation angle sensor 40B , A third embodiment of the second transmitter 30 includes one to the central opening 36 of the basic body 32B adjacent as a circumferential circular ring executed second detection area 54B for the distance sensor 50B ,

Wie aus 11 ersichtlich ist, umfasst ein viertes Ausführungsbeispiel des Spulenträgers 60B sechs am Rand des Spulenträgers 60B verteilt angeordnete erste Detektionsspulen 42B für den Drehwinkelsensor 40B und vier um die zentrale Öffnung 62 des Spulenträgers 60B angeordnete Spulen 52B für den Abstandssensor 50B. Wie aus 12 ersichtlich ist, umfasst ein viertes Ausführungsbeispiel des ersten Messwertgebers 20 vier als Kreisringsegmente ausgeführte erste Detektionsbereiche 44B für den Drehwinkelsensor 40B, deren Winkelbeziehungen zueinander keinem ganzzahligen Vielfachen entsprechen. Ein viertes Ausführungsbeispiel des zweiten Messwertgebers 30 umfasst vier an die zentrale Öffnung 26 des Grundkörpers 22B angrenzende als Kreisringsegmente ausgeführte zweite Detektionsbereiche 54B für den Abstandssensor 50B.How out 11 can be seen, comprises a fourth embodiment of the bobbin 60B six at the edge of the bobbin 60B distributed arranged first detection coils 42B for the rotation angle sensor 40B and four around the central opening 62 of the bobbin 60B arranged coils 52B for the distance sensor 50B , How out 12 can be seen, comprises a fourth embodiment of the first transmitter 20 four first detection areas designed as circular ring segments 44B for the rotation angle sensor 40B whose angular relationships to each other do not correspond to an integer multiple. A fourth embodiment of the second transmitter 30 includes four to the central opening 26 of the basic body 22B adjacent as a circular ring segments executed second detection areas 54B for the distance sensor 50B ,

Wie aus 13 und 14 weiter ersichtlich ist, ist bei einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1C der erste Messwertgeber 20 analog zum zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Topfscheibe 20C ausgeführt, welche drehfest mit dem als Hülse 16C ausgeführten rotierenden Bauteil 10 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 22C des als Topfscheibe 20C ausgeführten ersten Messwertgebers 20 zur Herstellung der drehfesten Verbindung mit der zentralen Öffnung 26 auf das als Hülse 16C ausgeführte rotierende Bauteil 10 aufgepresst. Der zweite Messwertgeber 30 ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1C analog zum ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Scheibe 30C ausgeführt. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel, weist das als Hülse 16C ausgeführte rotierende Bauteil 10 kein Außengewinde auf. Der Grundkörper 32C des als Scheibe 30C ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 wird mit einer Wandung 36.1 der zentralen Öffnung 36 spielbehaftet am als Hülse 16C ausgeführten rotierenden Bauteil 10 geführt. Zudem weist der Grundkörper 22C des als Topfscheibe 20C ausgeführten ersten Messwertgebers 20 an einer Innenwand 24.1 der Aussparung 24 ein Innengewinde 24.2 auf, in welchem ein am Außenumfang 32.1 des Grundkörpers 32C des als Scheibe 30C ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 angeordnetes Außengewinde 32.2 eingeschraubt und axial geführt ist. Die in 13 dargestellte erste Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1C entspricht einem Rechtsanschlag des rotierenden Bauteils 10 mit einem maximalen Abstand h1 zwischen einer Stirnfläche 38 des zweiten Messwertgebers 30 und einer Oberfläche des Spulenträgers 60C. Die in 14 dargestellte zweite Position der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1C entspricht einem Linksanschlag des rotierenden Bauteils 10 mit einem minimalen Abstand h2 zwischen der Stirnfläche 38 des zweiten Messwertgebers 30 und der Oberfläche des Spulenträgers 60C. Wie aus 13 und 14 weiter ersichtlich ist, taucht der Grundkörper 32C des als Scheibe 30C ausgeführten zweiten Messwertgebers 30 unabhängig von der Position in die Aussparung 24 des als Topfscheibe 20C ausgeführten ersten Messwertgebers 20 ein. Um eine Drehbewegung des axialbeweglichen zweiten Messwertgebers 30 zu blockieren und die Axialbewegung 14 freizugeben ist mindestens ein Verankerungsmittel 7 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Verankerungsmittel 7 analog zum zweiten Ausführungsbeispiel zwei Stifte, welche durch entsprechende Öffnungen im Grundkörper 32C des zweiten Messwertgebers 30 geführt sind.How out 13 and 14 is further apparent, is in a third embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1C the first transmitter 20 analogous to the second embodiment also as a cup wheel 20C executed, which rotatably with the sleeve 16C executed rotating component 10 connected is. In the illustrated embodiment, the basic body 22C as a cup wheel 20C executed first transmitter 20 for producing the rotationally fixed connection with the central opening 26 on that as a sleeve 16C executed rotating component 10 pressed. The second transmitter 30 is in the third embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1C similarly to the first embodiment also as a disk 30C executed. In contrast to the second embodiment, this has as a sleeve 16C executed rotating component 10 no external thread on. The main body 32C as a disk 30C executed second transmitter 30 is with a wall 36.1 the central opening 36 playful on as a sleeve 16C executed rotating component 10 guided. In addition, the basic body 22C as a cup wheel 20C executed first transmitter 20 on an inner wall 24.1 the recess 24 an internal thread 24.2 on, in which one on the outer circumference 32.1 of the basic body 32C as a disk 30C executed second transmitter 30 arranged external thread 32.2 screwed in and axially guided. In the 13 shown first position of the sensor arrangement according to the invention 1C corresponds to a right stop of the rotating component 10 with a maximum distance h1 between an end face 38 of the second transmitter 30 and a surface of the bobbin 60C , In the 14 shown second position of the sensor arrangement according to the invention 1C corresponds to a left stop of the rotating component 10 with a minimum distance h2 between the face 38 of the second transmitter 30 and the surface of the bobbin 60C , How out 13 and 14 can be seen, the body dives 32C as a disk 30C executed second transmitter 30 regardless of the position in the recess 24 as a cup wheel 20C executed first transmitter 20 one. To a rotational movement of the axially movable second transmitter 30 to block and the axial movement 14 to release is at least one anchoring agent 7 intended. In the illustrated embodiment, the anchoring means comprise 7 analogous to the second embodiment, two pins, which pass through corresponding openings in the body 32C of the second transmitter 30 are guided.

Das Gewinde, über welches die Abstandsinformation für eine Mehrfachumdrehung durch den Abstandssensor detektiert wird, kann sehr grob ausgelegt werden, da die exakte Winkelposition (0°–360°) durch den Drehwinkelsensor aus der Rotation bestimmt wird. Dennoch ist auch über die Abstandsinformation eine weitere Plausibilisierung des ermittelten Drehwinkels möglich. Ferner kann durch die Überdeckung der Spulenanordnung mit mehreren Detektionsbereichen und das separate mögliche Auslesen und Auswerten der Detektionsspulen durch die Auswerte- und Steuereinheit eine Redundanz der Drehwinkelinformation zur Verfügung gestellt werden. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl an Varianten. So kann beispielsweise die Information über die Abstandsänderung mit Winkelinformationen kombiniert werden. Zudem kann eine unterschiedliche Anzahl an Spulen eingesetzt werden. Des Weiteren können die Spulen gleichzeitig oder nacheinander ausgelesen (Multiplexing) werden. Die Spulen können beispielsweise jeweils einzeln mit der Auswerte- und Steuereinheit verbunden werden. Alternativ können die Spulen über ihre Anschlüsse ganz oder teilweise zusammengelegt und dann zur Auswerte- und Steuereinheit geführt werden.The thread over which the distance information for a multiple rotation is detected by the distance sensor, can be interpreted very roughly, since the exact angular position (0 ° -360 °) is determined by the rotation angle sensor from the rotation. Nevertheless, a further plausibility check of the determined rotation angle is also possible via the distance information. Furthermore, redundancy of the rotational angle information can be provided by the overlap of the coil arrangement with a plurality of detection areas and the separate possible readout and evaluation of the detection coils by the evaluation and control unit. This results in a variety of variants. For example, the information about the change in distance can be combined with angle information. In addition, a different number of coils can be used. Furthermore, the coils can be read simultaneously or sequentially (multiplexing). For example, the coils can be individually connected to the evaluation and control unit. Alternatively, the coils can be completely or partially merged via their connections and then routed to the evaluation and control unit.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug zur Verfügung, welche durch die Überführung der Drehbewegung in eine mechanische Wegänderung auch bei mehrfachen Umdrehungen des rotierenden Bauteils immer eine eindeutige Drehposition zur Verfügung stellen. In vorteilhafter Weise bleibt beim Versagen der Elektronik, die Drehbewegung in der mechanischen veränderten Wegposition erhalten. Aufgrund der mechanischen Wegänderung steht auch nach ausgeschalteter Zündung oder abgeklemmter Batterie der richtige absolute Drehwinkel zur Verfügung, wobei gleichzeitig ein besonders sicherer Betrieb bzw. eine besonders sichere Erkennung des Drehwinkels möglich ist.Embodiments of the present invention provide a sensor arrangement for detecting rotational angles on a rotating component in a vehicle, which always provide an unambiguous rotational position by transferring the rotational movement into a mechanical path change even with multiple revolutions of the rotating component. Advantageously, the failure of the electronics, the rotational movement in the mechanical changed path position is maintained. Due to the mechanical path change, the correct absolute rotation angle is available even after the ignition has been switched off or the battery has been disconnected, at the same time enabling particularly reliable operation or particularly reliable detection of the rotation angle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008011448 A1 [0003] DE 102008011448 A1 [0003]

Claims (11)

Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug, wobei das rotierende Bauteil (10) mit mindestens einem Messwertgeber (20, 30) gekoppelt ist, welcher in Verbindung mit mindestens einem Sensor (40, 50) ein den Drehwinkel des rotierenden Bauteils (10) repräsentierendes Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehwinkeldetektor (3) mit einem ersten Messwertgeber (20), welcher drehfest mit dem rotierenden Bauteil (10) gekoppelt ist, und mindesten einem als Drehwinkelsensor (50) ausgeführten Sensor eine Winkelstellung des rotierenden Bauteils (10) im Bereich einer 360°-Rotation erfasst, und ein Umdrehungsdetektor (5) mit einem zweiten Messwertgeber (30), welcher axialbeweglich mit dem rotierenden Bauteil (10) gekoppelt ist und mit dem rotierenden Bauteil (10) einen Bewegungswandler ausbildet, welcher die Rotation (12) des rotierenden Bauteils (10) in eine axiale Translation (14) des zweiten Messwertgebers (30) in Bezug auf das rotierende Bauteil (10) umwandelt, und mindestens einem als Abstandssensor (40) ausgeführten Sensor einen zurückgelegten axialen Weg des zweiten Messwertgebers (30) ermittelt, welcher eine Umdrehungszahl des rotierenden Bauteils (10) repräsentiert, wobei ein aktueller Drehwinkel des rotierenden Bauteils (10) aus der vom Drehwinkeldetektor (3) erfassten Winkelstellung und der vom Umdrehungsdetektor (5) ermittelten Umdrehungszahl ermittelbar ist.Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle, wherein the rotating component ( 10 ) with at least one transmitter ( 20 . 30 ), which in conjunction with at least one sensor ( 40 . 50 ) a rotation angle of the rotating component ( 10 ), characterized in that a rotation angle detector ( 3 ) with a first transmitter ( 20 ), which rotatably with the rotating component ( 10 ) and at least one rotary angle sensor ( 50 ) executed sensor an angular position of the rotating component ( 10 ) in the region of a 360 ° rotation, and a revolution detector ( 5 ) with a second transmitter ( 30 ) which is axially movable with the rotating component ( 10 ) and with the rotating component ( 10 ) forms a motion converter which controls the rotation ( 12 ) of the rotating component ( 10 ) in an axial translation ( 14 ) of the second transmitter ( 30 ) with respect to the rotating component ( 10 ), and at least one as a distance sensor ( 40 ) sensor a traversed axial path of the second transmitter ( 30 ) determines which number of revolutions of the rotating component ( 10 ), wherein a current rotation angle of the rotating component ( 10 ) from the rotation angle detector ( 3 ) detected angular position and that of the rotation detector ( 5 ) determined rotational speed can be determined. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Messwertgeber (20, 30) als Topfscheibe (20B, 20C, 30A) mit einem Grundkörper (22, 32), welcher eine zentrale Öffnung (26, 36) und eine Aussparung (24, 34) aufweist, und einer der Messwertgeber (20, 30) als Scheibe (20A, 30B, 30C) mit einem Grundkörper (22, 32) ausgeführt ist, welche eine zentrale Öffnung (26, 36) aufweist, wobei der als Scheibe (20A, 30B, 30C) ausgeführte Messwertgeber (20, 30) so ausgeführt ist, dass zumindest ein teilweises Eintauchen in die Aussparung (24, 34) des als Topfscheibe (20B, 20C, 30A) ausgeführten Messwertgebers (20, 30) möglich ist. Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that one of the transducers ( 20 . 30 ) as a cup wheel ( 20B . 20C . 30A ) with a basic body ( 22 . 32 ), which has a central opening ( 26 . 36 ) and a recess ( 24 . 34 ), and one of the transducers ( 20 . 30 ) as a disk ( 20A . 30B . 30C ) with a basic body ( 22 . 32 ), which has a central opening ( 26 . 36 ), wherein the as a disc ( 20A . 30B . 30C ) transmitters ( 20 . 30 ) is designed so that at least a partial immersion in the recess ( 24 . 34 ) as a cup wheel ( 20B . 20C . 30A ) transmitter ( 20 . 30 ) is possible. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messwertgeber (20) und der zweite Messwertgeber (30) ineinander geschachtelt angeordnet sind.Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the first transmitter ( 20 ) and the second transmitter ( 30 ) are arranged nested. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) des axial beweglich mit dem rotierenden Bauteil (10) gekoppelten Messwertgebers (30) an einer Wandung (36.1) der zentralen Öffnung (36) und/oder an seinem Außenumfang (32.1) und/oder an einer Innenwand (34.1) der Aussparung (34) axial geführt ist.Sensor arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the basic body ( 32 ) of the axially movable with the rotating component ( 10 ) coupled transmitter ( 30 ) on a wall ( 36.1 ) of the central opening ( 36 ) and / or on its outer periphery ( 32.1 ) and / or on an inner wall ( 34.1 ) of the recess ( 34 ) is axially guided. Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Bauteil (10) ein Außengewinde (16.1) und der Grundkörper (22, 32) des axial beweglich mit dem rotierenden Bauteil (10) gekoppelten Messwertgebers (20, 30) ein korrespondierendes in die zentrale Öffnung (26, 36) eingebrachtes Innengewinde (26.2, 36.2) aufweist, so dass der Messwertgeber (20, 30) auf das rotierende Bauteil (10) aufgeschraubt und axial geführt ist.Sensor arrangement according to claim 4, characterized in that the rotating component ( 10 ) an external thread ( 16.1 ) and the basic body ( 22 . 32 ) of the axially movable with the rotating component ( 10 ) coupled transmitter ( 20 . 30 ) a corresponding into the central opening ( 26 . 36 ) introduced internal thread ( 26.2 . 36.2 ), so that the transmitter ( 20 . 30 ) on the rotating component ( 10 ) is screwed and guided axially. Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (22, 32) des als Topfscheibe (20B, 20C, 30A) ausgeführten Messwertgebers (20, 30) an der Innenwand (24.1, 34.1) der Aussparung (24, 34) ein Innengewinde (24.1, 34.1) aufweist, und der Grundkörper (22, 32) des als Scheibe (20A, 30B, 30C) ausgeführten Messwertgebers (20, 30) an seinem Außenumfang (22.1, 32.1) ein korrespondierendes Außengewinde (22.2, 32.2) aufweist, so dass eine geführte axiale Relativbewegung zwischen den Messwertgebern (20, 30) möglich ist.Sensor arrangement according to claim 4, characterized in that the basic body ( 22 . 32 ) as a cup wheel ( 20B . 20C . 30A ) transmitter ( 20 . 30 ) on the inner wall ( 24.1 . 34.1 ) of the recess ( 24 . 34 ) an internal thread ( 24.1 . 34.1 ), and the main body ( 22 . 32 ) of the as a disc ( 20A . 30B . 30C ) transmitter ( 20 . 30 ) on its outer circumference ( 22.1 . 32.1 ) a corresponding external thread ( 22.2 . 32.2 ), so that a guided axial relative movement between the transducers ( 20 . 30 ) is possible. Sensoranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verankerungsmittel (7) vorgesehen ist, welches eine Drehbewegung des axialbeweglichen Messwertgebers (30) blockiert und eine Axialbewegung (14) freigibt.Sensor arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that at least one anchoring means ( 7 ) is provided which a rotational movement of the axially movable transmitter ( 30 ) and an axial movement ( 14 ) releases. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (40, 50) als Wirbelstromsensoren mit einer vorgegebenen Anzahl von Detektionsspulen (42, 52) und einer vorgegebenen Anzahl von korrespondierenden Detektionsbereichen (44, 54) ausgeführt sind. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensors ( 40 . 50 ) as eddy current sensors with a predetermined number of detection coils ( 42 . 52 ) and a predetermined number of corresponding detection areas ( 44 . 54 ) are executed. Sensoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (42) des mindesten einen als Drehwinkelsensor (40) ausgeführten Sensors und die Spulen (52) des mindestens einen als Abstandssensor (50) ausgeführten Sensors auf einem gemeinsamen Spulenträger (60) angeordnet sind.Sensor arrangement according to claim 8, characterized in that the coils ( 42 ) of the at least one as a rotation angle sensor ( 40 ) and the coils ( 52 ) of the at least one as a distance sensor ( 50 ) executed sensor on a common coil carrier ( 60 ) are arranged. Sensoranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsspulen (42, 52) der Sensoren (40, 50) in mehreren Lagen verteilt im Spulenträger (60) angeordnet sind.Sensor arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the detection coils ( 42 . 52 ) of the sensors ( 40 . 50 ) in several layers distributed in the coil carrier ( 60 ) are arranged. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerte- und Steuereinheit (70) die Spulen (42, 52) des mindestens einen Drehwinkelsensors (40) und/oder des mindestens einen Abstandssensors (50) gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Reihenfolge auswertet.Sensor arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that an evaluation and control unit ( 70 ) the spools ( 42 . 52 ) of the at least one rotation angle sensor ( 40 ) and / or the at least one distance sensor ( 50 ) evaluates simultaneously or in a predetermined order.
DE201310221193 2013-10-18 2013-10-18 Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle Pending DE102013221193A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310221193 DE102013221193A1 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
CN201480056708.7A CN105637325B (en) 2013-10-18 2014-09-22 Sensor module for the rotational angle for detecting the rotary part in vehicle
JP2016524483A JP6192826B2 (en) 2013-10-18 2014-09-22 Sensor device for detecting rotation angle of rotating member in vehicle
PCT/EP2014/070105 WO2015055382A1 (en) 2013-10-18 2014-09-22 Sensor assembly for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310221193 DE102013221193A1 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013221193A1 true DE102013221193A1 (en) 2015-04-23

Family

ID=51582413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310221193 Pending DE102013221193A1 (en) 2013-10-18 2013-10-18 Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6192826B2 (en)
CN (1) CN105637325B (en)
DE (1) DE102013221193A1 (en)
WO (1) WO2015055382A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020108676A1 (en) 2020-03-30 2021-09-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steer-by-wire steering system

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221191A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
EP3262380B1 (en) 2015-02-27 2019-04-10 Azoteq (Pty) Limited Inductance sensing
DE102015220650A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 Robert Bosch Gmbh Rotation angle sensor
DE102016212542B4 (en) * 2016-07-08 2019-05-16 Continental Automotive Gmbh operating device
EP3488190B1 (en) * 2016-07-22 2021-12-15 Diehl AKO Stiftung & Co. KG Rotating actuation device
DE102016224012A1 (en) * 2016-12-02 2018-06-07 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring device and method for operating a position measuring device
CN116973388B (en) * 2023-06-12 2024-04-09 同方威视技术股份有限公司 Detection device and detection method for detecting battery cell

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008011448A1 (en) 2008-02-27 2009-09-03 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Arrangement for detecting a rotation angle

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4429483B2 (en) * 2000-06-08 2010-03-10 古河電気工業株式会社 Rotation sensor
EP1217334A3 (en) * 2000-12-21 2004-06-23 The Furukawa Electric Co., Ltd. Rotation sensor
JP5022724B2 (en) * 2006-03-07 2012-09-12 株式会社ミツトヨ Absolute position measuring device
JP2007263693A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Jtekt Corp Steering angle detector
US8004277B2 (en) * 2008-12-30 2011-08-23 Honeywell International Inc. Rotary position sensing apparatus
DE102010030801A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 Vs Sensorik Gmbh Rotary transducer e.g. multi-turn rotary transducer, for determination of absolute rotational position of rotatable shaft, has signal transmitter and signal receiver for detecting position of gear element
JP2012220214A (en) * 2011-04-04 2012-11-12 Jtekt Corp Absolute steering angle detector and steering device for vehicle
DE102012202657A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-22 Robert Bosch Gmbh Sensor arrangement for detecting rotational angles of rotary component installed in vehicle, has sensor that determines current position of movement transducer in translation region which represents rotation angle of rotary component
DE102012202662A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-22 Robert Bosch Gmbh Arrangement for detection of rotation angles at rotating component, e.g. in vehicle, has motion converter with displacement element, where resonance frequency of oscillating circuit is adjusted based on translation
DE102012202639A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-22 Robert Bosch Gmbh Sensor arrangement i.e. steering angle sensor, for detection of steering angle at gear wheel in vehicle, has sensor determining covered distance of measuring element, where covered distance represents rotational angle of rotary component
DE102012202634A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-22 Robert Bosch Gmbh Sensor arrangement for detecting e.g. steering angle of rotary component e.g. steering column in vehicle, has sensor that is provided to determine distance traveled by transmitter which represents rotational angle of rotary component

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008011448A1 (en) 2008-02-27 2009-09-03 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Arrangement for detecting a rotation angle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020108676A1 (en) 2020-03-30 2021-09-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steer-by-wire steering system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015055382A1 (en) 2015-04-23
CN105637325B (en) 2018-09-14
JP6192826B2 (en) 2017-09-06
JP2016533494A (en) 2016-10-27
CN105637325A (en) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013221193A1 (en) Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
EP2603774B1 (en) Device comprising a torque sensor and a rotation angle sensor
DE102013224098A1 (en) Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
DE102012202639A1 (en) Sensor arrangement i.e. steering angle sensor, for detection of steering angle at gear wheel in vehicle, has sensor determining covered distance of measuring element, where covered distance represents rotational angle of rotary component
DE102012202634A1 (en) Sensor arrangement for detecting e.g. steering angle of rotary component e.g. steering column in vehicle, has sensor that is provided to determine distance traveled by transmitter which represents rotational angle of rotary component
DE10130130A1 (en) Device for generating a speed-dependent signal for an electric motor, in particular for an electronically commutated direct current motor
DE102014208642A1 (en) Sensor arrangement for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
DE10158223A1 (en) Rotation angle meter
DE102019207070A1 (en) Rotor position sensor and steering system for a motor vehicle with a rotor position sensor
DE102011004366A1 (en) Sensor arrangement for determining a rotation angle
DE102012202657A1 (en) Sensor arrangement for detecting rotational angles of rotary component installed in vehicle, has sensor that determines current position of movement transducer in translation region which represents rotation angle of rotary component
DE102012202662A1 (en) Arrangement for detection of rotation angles at rotating component, e.g. in vehicle, has motion converter with displacement element, where resonance frequency of oscillating circuit is adjusted based on translation
DE102016224856A1 (en) Sensor system for determining at least one rotational property of an element rotating about at least one axis of rotation
EP2631157B1 (en) Sensor assembly for detecting angles of rotation on a rotating component in a vehicle
DE102019125309A1 (en) Sensor system for detecting an angular position and a linear path
EP3171137B1 (en) Rotary encoder assembly
DE102012221327A1 (en) Sensor device for use in sensor system for determining rotational characteristic of rotating element, has transmitter wheel connected with rotating element, where transmitter wheel has multiple magnetic event detectors
EP3057850B1 (en) Sensor arrangement for sensing rotational angles on a rotating component in a vehicle
DE102012016287A1 (en) Method for determining rotational position of shaft for e.g. electromotor for e.g. motor car, involves detecting generated magnetic field direction information and generated magnetic field strength information of pole-pairs
DE10228663A1 (en) Arrangement for determining the position of a body
DE102018200234A1 (en) Sensor system for determining at least one rotational property of a rotating element
DE102016224854A1 (en) Sensor system for determining at least one rotational property of an element rotating about at least one axis of rotation
EP3312566B1 (en) Rotary encoder to measure a variable of a rotating object
DE102015202733A1 (en) Sensor arrangement for detecting rotational angles of a rotating component in a vehicle
DE102019124973A1 (en) Sensor arrangement for detecting a steering torque and an absolute angular position and sensor device with this sensor arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed