DE10032671A1 - Power steering system for motor vehicle has parallel plates on steering shaft sections with code tracks and code markings whose images are formed on photosensitive array - Google Patents
Power steering system for motor vehicle has parallel plates on steering shaft sections with code tracks and code markings whose images are formed on photosensitive arrayInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenkkraftunterstützungssystem für Kraftfahrzeu ge mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung zum Erfassen des von einem Fahrer bei einer Lenkbewegung des Lenkrades ausgeübten Drehmomentes, umfassend ein in einer Schnittstelle der Lenkspindel an geordnetes Torsionsmodul sowie Aufnahmemittel zum Aufnehmen der Relativbewegung der beiden durch das Torsionsmodul voneinander ge trennten Lenkspindelabschnitte zueinander bei einer Lenkbewegung.The invention relates to a power steering system for motor vehicles ge with a torque detection device for detecting the a driver exercised during a steering movement of the steering wheel Torque, comprising a in an interface of the steering shaft orderly torsion module as well as receiving means for receiving the Relative movement of the two ge by the torsion module separated steering spindle sections from each other during a steering movement.
Kraftfahrzeuge werden vielfach mit einem elektronischen Stabilitätspro gramm (ESP-System) und einer elektrischen Lenkunterstützung (EPS- System) ausgerüstet. Zur Bereitstellung der für eine elektrische Lenkkraft kunterstützung benötigten Kenndaten ist die Lenkspindel zweigeteilt auf gebaut, wobei beide Lenkspindelteile durch ein Torsionsmodul miteinan der verbunden sind. Dem einen Lenkspindelabschnitt ist eine absolut messende Winkeldetektionseinheit und dem anderen Lenkspindelab schnitt ist eine den durch das Torsionsmodul bedingten Winkelversatz aufnehmende relativ messende Winkeldetektionseinheit zugeordnet. Bei de Winkeldetektionseinheiten sind zur Auswertung der erfaßten Daten an eine Prozessoreinheit angeschlossen. Das von einem Fahrzeuglenker über das Lenkrad auf den oberen Lenkspindelabschnitt ausgeübte Drehmoment ist direkt durch die relativ messende Winkeldetektionseinheit gegeben. In Abhängigkeit von dem ausgeübten Drehmoment und der Winkelstellung erfolgt dann eine Ansteuerung der elektrischen Lenkkraft unterstützungseinrichtung. Ein solches Lenkkraftunterstützungssystem ist beispielsweise in der DE 197 55 044 C1 beschrieben.Motor vehicles are often equipped with an electronic stability pro grams (ESP system) and an electrical steering support (EPS System). To provide for an electric steering force The steering spindle is divided into two parts built, with both steering spindle parts together by a torsion module who are connected. One steering spindle section is an absolute one measuring angle detection unit and the other steering spindle cut is the angular misalignment caused by the torsion module receiving relative measuring angle detection unit assigned. at de Angle detection units are available for evaluating the recorded data a processor unit connected. That from a vehicle driver exerted via the steering wheel on the upper steering spindle section Torque is directly through the relatively measuring angle detection unit given. Depending on the torque applied and the The electrical steering force is then activated support device. Such a power steering system is described for example in DE 197 55 044 C1.
Diese vorbekannte Lenkkraftunterstützungseinrichtung vermag zwar die gewünschten und benötigten Kenndaten zu liefern, jedoch muß das ein gesetzte Torsionsmodul dergestalt ausgebildet sein, daß auch bei einem kleinen anliegenden Drehmoment eine Relativbewegung zwischen dem lenkradseitigen Lenkspindelabschnitt und dem lenkungsseitigen Spin delabschnitt stattgefunden hat, wobei der Bewegungsbetrag der Relativ bewegung groß genug sein muß, damit dieser von den Aufnahmemitteln, die zuvor als Winkeldetektionseinheiten angesprochen worden sind, er faßt werden kann. Das Torsionsmodul muß daher relativ weich ausgebil det sein, so daß sich beim Fahrer mitunter ein schwammiger Lenkein druck einstellt. Anstelle des Einsatzes eines relativ weich eingestellten Torsionsmoduls wäre es wünschenswert, ein entsprechend härter ausge bildetes einsetzen zu können.This known steering force support device is capable of to deliver the desired and required characteristic data, but this must be a set torsion module be designed such that even with one small applied torque a relative movement between the steering-wheel-side steering spindle section and the steering-side spin del section has taken place, the amount of movement being relative movement must be large enough for it to be removed from the receiving means, that were previously addressed as angle detection units, he can be grasped. The torsion module must therefore be made relatively soft det be, so that the driver sometimes a spongy steering pressure. Instead of using a relatively soft one Torsion module it would be desirable to have a correspondingly harder one to be able to use it.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher zum einen die Aufgabe zugrunde, ein Lenkkraftunterstützungssy stem für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art dergestalt weiterzu bilden, daß das eingesetzte Torsionsmodul zur Vermeidung eines schwammigen Lenkeindruckes relativ hart ausgebildet sein kann.The invention lies on the basis of this prior art discussed hence on the one hand the task of a steering power support system stem for motor vehicles of the type mentioned in this way form that the torsion module used to avoid a spongy steering impression can be relatively hard.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnah memittel optoelektronisch arbeitend ausgelegt sind und eine Wegmeßein richtung mit einer der Lenkradseite der Schnittstelle zugeordneten und drehfest mit diesem Lenkspindelabschnitt verbundenen ersten Geber scheibe und mit einer weiteren, in einer zur Ebene der ersten Geber scheibe parallelen Ebene angeordneten und der Lenkungsseite der Schnittstelle zugeordneten und drehfest mit diesem Lenkspindelabschnitt verbundenen zweiten Geberscheibe, wobei jeweils eine der beiden randli chen Begrenzungen einer durch die Übereinanderanordnung der beiden Geberscheiben definierten Codespur durch jeweils eine einer Geber scheibe zugeordneten Codierung gebildet ist und die durch die Codierun gen der Geberscheiben gebildeten Codespurbegrenzungen bei einer Re lativbewegung der beiden Geberscheiben zueinander ihre Lage zueinan der verändern, sowie mit einer zu den Geberscheiben ortsfest angeord neten photosensitiven Sensoreinrichtung bestehend aus einem Sensorar ray mit einer Erstreckung quer zur Bewegungsrichtung der Geberscheiben und einer Beleuchtungseinrichtung zum optischen Abbilden der durch die Codierungen der Geberscheiben gebildeten Codespur auf der photosen sitiven Oberfläche des Sensorarrays.This object is achieved in that the Aufnah Memittel are designed optoelectronic working and a Wegmeßein direction with one of the steering wheel side of the interface and First encoder connected in a rotationally fixed manner to this steering spindle section disc and with another, in one to the level of the first donor disc arranged parallel plane and the steering side of the Interface assigned and non-rotatable with this steering spindle section connected second encoder disc, each one of the two randli Chen limits one by the stacking of the two Encoder disks define code track by one of each encoder disk-associated coding is formed and by the coding against the encoder discs formed code track limits at a re relative movement of the two encoder disks to each other their position the change, as well as with a fixed to the encoder disks Neten photosensitive sensor device consisting of a sensor ray with an extension transverse to the direction of movement of the encoder disks and a lighting device for optically imaging the through the Coding of the encoder disks formed on the photosen code track sitive surface of the sensor array.
Bei dem erfindungsgemäßen Lenkkraftunterstützungssystem ist eine zweite Geberscheibe vorgesehen, die bezüglich ihrer Ebene parallel zur ersten Geberscheibe angeordnet ist. Daher erfolgt eine Abbildung der Codierung einer zweiten Geberscheibe ebenfalls auf der photosensitiven Oberfläche des Sensorarrays, so daß im Ergebnis auf dem Sensorarray gleichseitig die Codierungen beider Geberscheiben überlagert abgebildet werden. Die Codierung der beiden Geberscheiben ist dabei dergestalt ausgebildet, daß diese eine auf dem Sensorarray abgebildete Codespur definieren. Dabei ist jeweils eine randliche Begrenzung der Codespur durch die Codierung einer Geberscheibe gebildet. Durch die Anordnung der beiden Geberscheiben sind diese relativ beweglich zueinander und über das Torsionsmodul mechanisch aneinander gekoppelt. Bei Aufbrin gen eines Drehmomentes, beispielsweise bei einer Lenkraddrehbewe gung werden die beiden Geberscheiben infolge des Torsionsmodules re lativ zueinander bewegt, so daß die Codespurbegrenzungen der beiden Geberscheiben aufgrund dieser Bewegung ihre Lage zueinander verän dern. Diese Änderung der Konfigurierung der Codespur ist mit dem Sen sorarray, da unterschiedliche Bereiche jeweils belichtet werden, erfaßbar. Eine solche Änderung der Konfigurierung der Codespur ist optoelektro nisch mit einem sehr viel höheren Auflösungsvermögen erfaßbar, vergli chen mit einer Erfassung absoluter Winkel. Aus diesem Grunde kann bei einem solchen Lenkkraftunterstützungssystem ein sehr viel härter ausge bildetes Torsionsmodul eingesetzt werden, so daß der sich einstellende Lenkeindruck demjenigen einer direkten Lenkung entsprechen kann.In the steering power support system according to the invention is one second encoder disk is provided, which is parallel to its plane first encoder disk is arranged. Therefore, the Coding of a second encoder disc also on the photosensitive Surface of the sensor array so that the result is on the sensor array the codes of both encoder disks are shown superimposed on the same side become. The coding of the two encoder disks is such formed that this is a code track imaged on the sensor array define. There is a boundary of the code track formed by coding an encoder disc. By the arrangement of the two encoder disks, these are relatively movable relative to one another mechanically coupled to each other via the torsion module. When opening gene torque, for example in a steering wheel rotation The two encoder disks will turn right due to the torsion module moved relatively to each other so that the code track boundaries of the two Due to this movement, encoder disks change their position relative to one another countries. This change in the configuration of the code track is with the Sen sorarray, since different areas are each exposed, detectable. Such a change in the configuration of the code track is optoelectro nically detectable with a much higher resolution, compare with an absolute angle detection. For this reason, at such a steering power support system a much harder Formed torsion module are used so that the resulting Steering impression can correspond to that of direct steering.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Lenkkraftunterstützungssy stems ist es ausreichend als Sensorarray einen Zeilensensor einzusetzen, der in Querrichtung zum Verlauf der Codespur angeordnet ist. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, die Codierungen der Geberscheiben so auszugestalten, daß bei einer Relativbewegung der beiden Geberschei ben zueinander sich die Breite der durch die Codespurbegrenzungen ge bildeten Codespur ändert. To implement the steering force support system according to the invention stems, it is sufficient to use a line sensor as a sensor array, which is arranged in the transverse direction to the course of the code track. In one In such a case, it is appropriate to code the encoder disks in this way to design that with a relative movement of the two donors ben to each other the width of the ge by the code track boundaries formed code track changes.
In einer bevorzugten Ausgestaltung dient die durch die Codespurbegren zungen der Geberscheibe gebildete Codespur ebenfalls einer Lenkwin keldetektion, so daß bei einer Drehbewegung der Lenkspindel die Code spur sukzessive auf anderen Bereichen des Sensorarrays abgebildet wird. Eine solche Ausgestaltung ist zweckmäßig, da in zahlreichen Kraftfahr zeugen neben einem Lenkkraftunterstützungssystem ebenfalls Lenkwin kelsensoren eingesetzt werden und bei dieser Ausgestaltung beide Ele mente durch ein Modul bereit gestellt sind. In dieser Ausgestaltung ist ei ne Änderung des Lenkwinkels durch eine Verlagerung der Codespurab bildung auf dem Sensorarray detektierbar. Dabei kann eine Lenkwinkel bestimmung durch Erfassen der Lage der Codespurbegrenzung derjeni gen Geberscheibe erfolgen, die lenkradseitig angeordnet ist. Eine Ände rung der Breite der Codespur resultierend aus einer Relativbewegung der beiden Geberscheiben zueinander zeigt an, daß ein Drehmoment, bei spielsweise am Lenkrad angelegt wird. Je nachdem, ob ausgehend von einer vordefinierten Breite der Codespur als Nullstellung sich diese ver breitert oder ob sich ausgehend von dieser Nullstellung dessen Breite ver ringert, kann auf die Richtung des anliegenden Drehmomentes geschlos sen werden. Als Codierung der beiden Geberscheiben kann beispielswei se eine archimedische Spirale dienen, wobei in der Nullstellung die beiden Geberscheiben dergestalt versetzt zueinander angeordnet sind, daß sich ebenfalls eine als archimedische Spirale ausgebildete Codespur ergibt.In a preferred embodiment, the code track limits are used tongues of the encoder disk also formed a Lenkwin detection, so that when the steering spindle rotates, the code track is successively mapped to other areas of the sensor array. Such an embodiment is useful because in numerous motor vehicles In addition to a steering power support system, Lenkwin also testify kelsensoren be used and in this embodiment both Ele elements are provided by a module. In this embodiment, egg ne change of the steering angle by shifting the code track formation detectable on the sensor array. It can be a steering angle determination by detecting the position of the code track limitation of those gen encoder disk, which is arranged on the steering wheel side. A change tion of the width of the code track resulting from a relative movement of the two encoder disks to each other indicates that a torque at for example on the steering wheel. Depending on whether starting from a predefined width of the code track as the zero position ver widens or whether the width starts from this zero position wrestles, can be closed on the direction of the applied torque will be. The coding of the two encoder disks can, for example serve an Archimedean spiral, with the two in the zero position Encoder disks are arranged so that they are offset from one another also results in a code track designed as an Archimedean spiral.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described with reference to the accompanying Figures described using an exemplary embodiment. Show it:
Fig. 1 eine schematisierte, zum Teil geschnittene Seitenansicht des oberen Bereiches einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung für eine elektri sche Lenkkraftunterstützung, Fig. 1 is a schematic, partially sectioned side view of the upper portion of a steering shaft of a motor vehicle having a torque detection device for a specific electrical power assistance,
Fig. 2a, b jeweils eine Draufsicht auf eine Geberscheibe der Drehmo menterfassungseinrichtung der Fig. 1, FIG. 2a, b, respectively a plan view of an encoder disc of the Drehmo ment detector of FIG. 1,
Fig. 3a, b eine Draufsicht auf die übereinanderliegenden Geberschei ben der Fig. 2a und b zur Ausbildung einer Codespur oh ne ein aufgebrachtes Drehmoment in jeweils einer unter schiedlichen Lenkstellung und Fig. 3a, b is a plan view of the superimposed encoder disks ben Fig. 2a and b to form a code track oh ne an applied torque in each under a different steering position and
Fig. 4a, b die Anordnung der Fig. 3 bei einem in jeweils eine Richtung aufgebrachten Drehmoment. Fig. 4a, b the arrangement of Fig. 3 at an applied in one direction each torque.
Eine Lenkspindel 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges ist in ihrem oberen Bereich zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen lenkungs seitigen Lenkspindelabschnitt 2 und einen lenkradseitigen Lenkspindelab schnitt 3. An dem freien Ende des Lenkspindelabschnittes 3 ist ein Lenk rad 4 montiert. Die Lenkspindelabschnitte 2 und 3 sind miteinander durch ein Torsionsmodul 5 verbunden. Das Torsionsmodul 5 ist Teil einer Drehmomenterfassungseinrichtung 6, die im Rahmen eines elektroni schen Lenkkraftunterstützungssystems (EPS-System) eingesetzt ist. Über das EPS-System, welches in Fig. 1 schematisiert und mit dem Bezugs zeichen 7 wiedergegeben ist, erfolgt eine elektrische Unterstützung der von einem Fahrer über das Lenkrad 4 auf die Lenkspindel 1 ausgeübten Drehmomentes.A steering spindle 1 of a motor vehicle, not shown, is formed in two parts in its upper region and comprises a steering-spindle section 2 on the steering side and a steering-wheel-side section 3 . At the free end of the steering spindle section 3 , a steering wheel 4 is mounted. The steering spindle sections 2 and 3 are connected to one another by a torsion module 5 . The torsion module 5 is part of a torque detection device 6 , which is used in the context of an electronic steering power support system (EPS system). Via the EPS system, which is shown schematically in FIG. 1 and is given the reference symbol 7 , electrical support is provided for the torque exerted by a driver via the steering wheel 4 on the steering spindle 1 .
Die Drehmomenterfassungseinrichtung 6 umfaßt ferner zwei Geberschei ben 8, 9, die transparent ausgebildet eine Codierung tragen. Bei dem dar gestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Geberscheiben 8, 9 iden tisch ausgebildet und in ihrer Anordnung in der Drehmomenterfassungs einrichtung 6 durch einen Drehwinkel versetzt zueinander angeordnet. Die Geberscheibe 8 ist drehfest mit dem Lenkspindelabschnitt 3 und die Ge berscheibe 9 wiederum mit dem Lenkspindelabschnitt 2 verbunden. Damit die Geberscheibe 9 möglichst nah an die Geberscheibe 8 heranreicht, ist diese über einen topfförmig ausgebildeten Halter 10 an dem Lenkspin delabschnitt 2 befestigt. Durch den Halter 10 ist das Torsionsmodul 5 quasi radial eingefaßt. Der Drehmomenterfassungseinrichtung 6 ist ferner eine Sensoreinrichtung 11 zugehörig bestehend aus einer Beleuchtungs einrichtung 12 und einem Zeilensensor 13, dessen Längserstreckung ra dial zur Lenkspindel 1 angeordnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung 12 beleuchtet die Unterseiten der beiden Geberscheiben 8, 9, damit deren Codierungen auf der photosensitiven Oberfläche des Zeilensensors 13 abgebildet werden.The torque detection device 6 further comprises two encoder discs ben 8 , 9 , which carry a coding formed transparently. In the illustrated embodiment, the two encoder disks 8 , 9 are formed identically and arranged in their arrangement in the torque detection device 6 offset from one another by an angle of rotation. The encoder disk 8 is rotatably connected to the steering spindle section 3 and the Ge bersscheibe 9 in turn connected to the steering spindle section 2 . Thus, the encoder disc 9 zoom ranges close as possible to the encoder disc 8, this delabschnitt to the steering spinning a cup-shaped holder 10 is attached. 2 The torsion module 5 is quasi radially enclosed by the holder 10 . The torque detection device 6 is also a sensor device 11 associated consisting of a lighting device 12 and a line sensor 13 , the longitudinal extension ra dial to the steering shaft 1 is arranged. The lighting device 12 illuminates the undersides of the two sensor disks 8 , 9 , so that their codes are imaged on the photosensitive surface of the line sensor 13 .
Durch das Torsionsmodul 5 getrennt ist zwischen den beiden Lenkspin delabschnitten 2, 3 eine Relativbewegung möglich, wenn beispielsweise von einem Fahrer über das Lenkrad 4 auf den Lenkspindelabschnitt 3 ein Drehmoment ausgeübt wird. Separated by the torsion module 5 between the two Lenkspin delabschnitte 2 , 3, a relative movement is possible if, for example, a torque is exerted on the steering spindle section 3 by a driver via the steering wheel 4 .
Der Ausgang des Zeilensensors 13 beaufschlagt einen Microcontroller 14 zur Auswertung der Ausgangsdaten der einzelnen Wandlerelemente für eine Drehmomenterfassung. In Abhängigkeit von dem erfaßten Drehmo ment wird durch den Microcontroller 14 das EPS-System 7 zum Bereit stellen der jeweiligen Lenkunterstützung angesteuert.The output of the line sensor 13 acts on a microcontroller 14 for evaluating the output data of the individual converter elements for torque detection. Depending on the detected torque, the EPS system 7 is activated by the microcontroller 14 to provide the respective steering assistance.
In den Fig. 2a und b sind die beiden Geberscheiben 8, 9 in einer Draufsicht gezeigt, wobei die Geberscheibe 8 in Fig. 2a und die Geber scheibe 9 in Fig. 2b wiedergegeben ist. Grundsätzlich sind die beiden Geberscheiben 8, 9 gleich aufgebaut und weisen als Codierung jeweils eine archimedische Spirale S auf, die bei dem dargestellten Ausführungs beispiel lichtdurchlässig ist. Die übrigen Bereiche der Geberscheiben 8, 9 sind - wie durch die Schraffierung jeweils angedeutet - lichtundurchlässig. In ihrer bestimmungsgemäßen Übereinanderanordnung innerhalb der Drehmomenterfassungseinrichtung 6 wird durch die beiden Codierungen S eine Codespur C gebildet. Die Codespur C stellte ebenfalls eine archi medische Spirale dar. Diese Anordnung der beiden Geberscheiben 8, 9 der Drehmomenterfassungseinrichtung 6 ist in Fig. 3a bei einer Gerade ausstellung der Räder gezeigt. Schematisiert ist hinter der Geberscheibe 8 der Zeilensensor 13 angedeutet, auf dem die Codespur C in einem be stimmten Bereich des Zeilensensors 13 abgebildet ist. Die Codespur C wird durch die gleichzeitige Abbildung der archimedischen Spiralen der beiden Geberscheiben 8, 9 durch jeweils einen auch als Codespurbe grenzung bezeichneten Rand R1, R2 der archimedischen Spirale S der Ge berscheibe 8 bzw. 9 gebildet. Die Breite der Codespur C ist über ihre wirksame Erstreckung gleichbleibend.In FIGS. 2a and b are the two transducer disks 8, 9 shown in a plan view, wherein the sensor disk 8 in Fig. 2a and the encoder disk in Fig. 9 is shown 2b. Basically, the two encoder disks 8 , 9 are constructed identically and each have an Archimedean spiral S as coding, which is transparent for example in the embodiment shown. The other areas of the encoder disks 8 , 9 are - as indicated by the hatching in each case - opaque. In their intended arrangement one above the other within the torque detection device 6 , a code track C is formed by the two codings S. The code track C also represented an archimedical spiral. This arrangement of the two encoder disks 8 , 9 of the torque detection device 6 is shown in FIG. 3a in a straight alignment of the wheels. The line sensor 13 is indicated schematically behind the encoder disk 8 , on which the code track C is shown in a certain area of the line sensor 13 . The code track C is formed by the simultaneous mapping of the Archimedean spirals of the two encoder disks 8 , 9 by a border R 1 , R 2 of the Archimedean spiral S of the transmission disc 8 and 9 , also referred to as code trace limitation. The width of the code track C is constant over its effective extent.
Die als archimedische Spirale ausgebildete Codespur C dient einer Lenk winkelerfassung, wobei bei unterschiedlichen Lenkradstellungen durch die Codespur C unterschiedliche Abschnitte der photosensitiven Oberfläche des Zeilensensors 13 belichtet werden. Beispielsweise ist in Fig. 3b eine von der Geradeausstellung der Räder abweichende Lenkradstellung wie dergegeben, bei der die beiden Geberscheiben 8, 9 gegenüber dem Zei lensensor 13 entsprechend der in Fig. 3b dargestellten Pfeilrichtung be wegt worden sind. Eine Ermittlung der Lage der Codespur C bezogen auf die Breite der Sensorzeile 13 kann anhand der Lage des Randes R1 der dem Lenkrad 4 zugeordneten Geberscheibe 8 erfolgen. The code track C designed as an Archimedean spiral serves for a steering angle detection, with different sections of the photosensitive surface of the line sensor 13 being exposed by the code track C at different steering wheel positions. For example, in FIG. 3b a steering wheel position deviating from the straight-ahead position of the wheels is given, in which the two sensor disks 8 , 9 have been moved relative to the lens sensor 13 in accordance with the arrow direction shown in FIG. 3b. The position of the code track C in relation to the width of the sensor line 13 can be determined on the basis of the position of the edge R 1 of the sensor disc 8 assigned to the steering wheel 4 .
Da die beiden Geberscheiben 8, 9 durch das Torsionsmodul 5 bei Anlie gen eines auf das Lenkrad 4 einwirkenden Drehmomentes (Lenkmoment) relativ gegeneinander verdrehbar sind, ändert sich die Breite der Code spur C sowohl in Abhängigkeit von dem aufgebrachten Lenkmoment als auch in Abhängigkeit von der Richtung des Lenkmomentes. In Fig. 4a ist die in Fig. 3a gezeigte Anordnung der Geberscheiben 8, 9 bei Anliegen eines in die eine Richtung wirkenden Lenkmomentes gezeigt. Bei Anlie gen eines Lenkmomentes in dieser Richtung wird die Breite der Codespur C vergrößert. Die Breite der Codespur C kann somit als Maß für ein auf gebrachtes Drehmoment dienen, wobei die Richtung des aufgebrachten Lenkmomentes sich aus einer Vergrößerung bzw. einer Verkleinerung der Codespur C im Hinblick auf die Breite der Codespur C bei nicht Anliegen eines Lenkmomentes - wie in den Fig. 3a und 3b gezeigt - ermittelbar ist. Da der Rand R1 der Codierung S der Geberscheibe 8 für die Bestim mung des Lenkwinkels relevant ist, macht sich eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Breite der Codespur bei einer Bestimmung des Lenk winkels nicht bemerkbar, da der Rand R2 der lenkspindelseitigen Geber scheibe 9 in Abhängigkeit von dem angelegten Drehmoment relativ zu dem Rand R1 bewegt wird. Durch die Schwerpunktbildung der belichteten Bereiche der Sensorzeile 13 zur Lenkwinkelerfassung wirkt sich eine sol che Veränderung der Breite der Codespur C auf diese nicht aus. Fig. 4b zeigt beispielhaft die beiden Geberscheiben 8, 9 mit einem in die andere Richtung aufgebrachten Lenkmoment, wodurch die Breite der Codespur C reduziert worden ist.Since the two encoder disks 8 , 9 can be rotated relative to one another by the torsion module 5 in the event of a torque acting on the steering wheel 4 (steering torque), the width of the code track C changes both as a function of the applied steering torque and as a function of the Direction of the steering torque. In Fig. 4a, the arrangement of the transducer disks 8 shown in FIG. 3, 9 indicated a acting in one direction, steering torque at concern. When a steering torque is applied in this direction, the width of the code track C is increased. The width of the code track C can thus serve as a measure of the torque applied, the direction of the applied steering torque resulting from an increase or decrease in the code track C with respect to the width of the code track C when no steering torque is present - as in FIGS FIGS. 3a and 3b - is determined. Since the edge R 1 of the coding S of the encoder disc 8 is relevant for the determination of the steering angle, an increase or decrease in the width of the code track is not noticeable in a determination of the steering angle, since the edge R 2 of the steering wheel-side encoder disc 9 in Depending on the applied torque is moved relative to the edge R 1 . By forming the center of gravity of the exposed areas of the sensor line 13 for steering angle detection, such a change in the width of the code track C does not affect it. FIG. 4b shows an example of the two transducer disks 8, 9 has been reduced with an applied steering torque in the other direction, whereby the width of the code track C.
Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß mit der beschrie benen Drehmomenterfassungseinrichtung nicht nur die notwendigen Da ten für eine Lenkkraftunterstützung in einer hohen Auflösung, sondern auch diejenigen für eine Lenkwinkeldetektion relevanten Daten ermittelt werden können, wobei auf geschickte Art und Weise eine Kombination der die jeweilige Information gebenden Geberelemente realisiert worden ist. From the description of the invention it is clear that with the described benen torque detection device not only the necessary Da for steering power assistance in a high resolution, but also determines the data relevant for steering angle detection can be, in a clever way a combination of the encoder elements providing the respective information is.
11
Lenkspindel
steering shaft
22
Lenkspindelabschnitt
Steering shaft section
33
Lenkspindelabschnitt
Steering shaft section
44
Lenkrad
steering wheel
55
Torsionsmodul
torsion
66
Drehmomenterfassungseinrichtung
Torque detector
77
EPS-System
EPS system
88th
Geberscheibe
sensor disk
99
Geberscheibe
sensor disk
1010
Halter
holder
1111
Sensoreinrichtung
sensor device
1212
Beleuchtungseinrichtung
lighting device
1313
Zeilensensor
line sensor
1414
Mikrocontroller
C Codespur
R1, 2 microcontroller
C code track
R 1, 2
Rand
S Archimedische Spirale
edge
S Archimedean spiral
Claims (5)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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