DE10046660C1 - Sensor arrangement for detecting rotation angle of axle or shaft has wobble wheel with defined number of teeth that engages first gear wheel when rotating part turns, sensor fixed to the rotating part - Google Patents
Sensor arrangement for detecting rotation angle of axle or shaft has wobble wheel with defined number of teeth that engages first gear wheel when rotating part turns, sensor fixed to the rotating partInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehwinkels, insbesondere an Achsen oder Wellen, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a sensor arrangement for detection an angle of rotation, especially on axes or shafts, according to the preamble of the main claim.
Beispielsweise müssen zur Erfassung des Drehwinkels einer Lenkradachse eines Kraftfahrzeuges während der Drehung des Lenkrades sehr kleine Winkeländerungen in beiden Drehrichtungen des Lenkrades gemessen werden. Beispiels weise für Fahrzeugregelungssysteme, wie bei der elektro motorischen Servolenkung, der sog. Adaptive Cruise Control und der Fahrdynamikregelung, ist die Erfassung des absoluten Lenkraddrehwinkels an der Lenkspindel oft notwendig.For example, a Steering wheel axis of a motor vehicle during rotation the steering wheel very small angle changes in both Direction of rotation of the steering wheel can be measured. Example way for vehicle control systems, like the electro Motorized power steering, the so-called adaptive cruise Control and driving dynamics control, is the capture of the absolute steering wheel angle of rotation on the steering spindle often necessary.
Der gesamte Drehbereich des Lenkrades beträgt dabei ca. 1440°, entsprechen zwei 360° Drehungen nach links und nach rechts. Um hier eine absolute Messung durchzuführen, könnte beispielsweise mit einer Memory-Funktion eine Speicherung der Art und Anzahl der Umdrehung und die Winkelstellung innerhalb einer Umdrehung vorgenommen werden oder es könnten aufwendige Übersetzungsgetriebe, z. B. Planetengetriebe oder codierte Bänder aufgebaut werden. Es besteht weiterhin bei rotierenden Wellen das Problem der Signalübertragung, das zwar je nach Anwendung mit ei nem Drehübertrager oder mit Schleifringen gelöst werden kann, jedoch kostenintensiv und störanfällig ist.The entire turning range of the steering wheel is approx. 1440 °, corresponds to two 360 ° turns to the left and to the right. To make an absolute measurement here could, for example, with a memory function Storage of the type and number of revolutions and the angular position be made within one revolution or it could costly gearboxes, z. B. Planetary gear or coded tapes can be built. The problem persists with rotating shafts the signal transmission, which depending on the application with egg solved with a rotary transformer or with slip rings can, but is expensive and prone to failure.
Für sich gesehen ist aus der DE 195 06 938 A1 (US-Ser. No. 08/894453) bekannt, dass eine absolute Winkelmes sung an einer drehbaren Welle dadurch vorgenommen wird, dass die Welle, deren Winkellage ermittelt werden soll, mit einem Zahnrad oder einem Zahnkranz versehen ist. Die ses Zahnrad oder der Zahnkranz wirkt mit zwei weiteren, benachbart angeordneten Zahnrädern zusammen, deren jewei lige Winkelstellungen mit Hilfe eines Sensors laufend er mittelt werden, wobei der letztlich zu bestimmende Dreh winkel der Welle aus den beiden gemessenen Winkel mit ei ner geeigneten Berechnungsmethode ermittelbar ist. Hier sind am ersten Winkelgeber auf dem Umfang des rotierenden Bauteils zwei mit, aufgrund unterschiedlicher Zähnezahl, etwas unterschiedlicher Umdrehungsgeschwindigkeit mitdre hende Körper angeordnet, deren Drehwinkel jeweils mit den Sensoren erfassbar sind und aus deren Drehwinkeldifferenz die absolute Drehwinkellage des rotierenden Bauteils her leitbar ist.Seen in isolation from DE 195 06 938 A1 (US Ser. No. 08/894453) known to be an absolute angle mes solution on a rotatable shaft that the shaft whose angular position is to be determined is provided with a gear or ring gear. The This gear or the ring gear works with two more, adjacent gears arranged together, the respective current angular positions with the help of a sensor be averaged, with the final rotation to be determined angle of the shaft from the two measured angles with egg a suitable calculation method can be determined. Here are rotating on the first angle encoder on the circumference Component two with, due to different number of teeth, slightly different rotational speed Arranged body, the angle of rotation each with the Sensors can be detected and from their difference in rotation angle the absolute angle of rotation of the rotating component is conductive.
In der DE 39 10 360 A1 wird ein Lenkwinkelsensor beschrieben, in dem zwei Potentiometer nebeneinander angeordnet sind. Die Schleiferwellen der beiden Potentiometer sind durch ein formschlüssiges, spielfreies Getriebe miteinander verbunden, welches aus zwei Zahnscheiben und einem Zahnriemen besteht. Die auf der einen Schleiferwelle befestigte Zahnscheibe hat einen geringeren Durchmesser als die auf der anderen Schleiferwelle angeordnete Zahnscheibe. Ferner ist aus der JP 1-73213 A (in Patents-Abstracts of Japan, P-893, July 6, 1989, Vol. 13/No. 291) eine Sensoranordnung mit einem Taumelrad als Winkelgeber beschrieben.DE 39 10 360 A1 describes a steering angle sensor described in which two potentiometers side by side are arranged. The grinder shafts of the two Potentiometers are due to a positive, play-free Gearbox interconnected, which consists of two Toothed pulleys and a toothed belt. The one The toothed disc attached to the grinder shaft has a smaller one Diameter than that on the other grinder shaft arranged tooth lock washer. Furthermore, from JP 1-73213 A (in Patents-Abstracts of Japan, P-893, July 6, 1989, Vol. 13 / No. 291) a sensor arrangement with a wobble wheel as Angle encoder described.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zur Erfassung des Drehwinkels an rotierenden Bauteilen zu schaffen, bei der über einen relativ großen Drehbereich eine absolute Messung durchgeführt werden kann.The invention has for its object a Sensor arrangement for detecting the angle of rotation on rotating To create components that have a relatively large An absolute measurement can be carried out.
Die eingangs erwähnte gattungsgemäße Sensoranordnung zur Erfassung des Drehwinkels an rotierenden mechanischen Bauteilen weist einen Sensor im Bereich eines Winkelgeber auf, der an einem Getriebeelement angebracht ist, das Bestandteil eines Getriebe mit einem vorgegebenen Über- oder Untersetzungsverhältnis aufgrund unterschiedlicher Zähnezahl ist und gemäß des Kennzeichens des Anspruchs 1 in vorteilhafter Weise weitergebildet ist. Das Getriebe element mit dem mindestens einen Winkelgeber ist dabei erfindungsgemäß ein Taumelrad mit einer bestimmten Zähne zahl n + x, das bei einer Drehung des rotierenden Bauteils mit einem Zahnrad mit einer Zähnezahl n in Eingriff kommt.The generic sensor arrangement mentioned at the outset for Detection of the angle of rotation on rotating mechanical Components has a sensor in the area of an angle encoder on, which is attached to a gear element, the component of a gearbox with a predetermined excess or Reduction ratio due to different Is number of teeth and according to the characterizing part of claim 1 is further developed in an advantageous manner. The transmission element with the at least one angle encoder is included According to the invention, a swash wheel with a specific tooth number n + x, when the rotating component rotates with a gearwheel with a number of teeth n is coming.
Der Sensor ist bei dieser ersten Ausführungsform fest mit dem rotierenden Bauteil verbunden. Das rotierende Bauteil ist hier z. B. die Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges, an der der Sensor und das Getriebeelement, mit der vom Tau melrad abweichenden Zähnezahl, angebracht ist. An einer ortsfesten Lenksäule an einem Ort im Drehbereich der Lenkspindel ist vorzugsweise ein mechanisches Bauteil an gebracht, das an dieser Stelle das Taumelrad und das wei tere Getriebeelement miteinander in Eingriff bringt. Die Vorteile dieser Ausführungsform liegen vor allem darin, dass hier ein kaum messbares Drehmoment in der Sen soranordnung auftritt und ein besonders niedriger Ge räuschpegel vorhanden ist.The sensor is fixed in this first embodiment connected to the rotating component. The rotating component is here z. B. the steering shaft of a motor vehicle which is the sensor and the gear element with which from the rope Melrad different number of teeth is attached. At a stationary steering column at a location within the turning range of the Steering spindle is preferably a mechanical component brought that at this point the wobble wheel and the white engages tere gear element with each other. The The main advantages of this embodiment are that there is barely measurable torque in the sen sensor arrangement occurs and a particularly low Ge noise level is present.
Gemäß einer anderen Ausführungsform, die von einer Sen soranordnung ausgeht, die einen ortsfesten Sensor im Be reich von mindestens einem Winkelgeber aufweist, ist das Getriebeelement mit dem mindestens einen Winkelgeber ein Taumelrad mit einer bestimmten Zähnezahl n + x, das bei ei ner Drehung des rotierenden Bauteils mit einem Zahnrad mit einer Zähnezahl n, als weiteres hier ortsfestes Ge triebeelement, in Eingriff kommt. Bei der Zähnezahl n + x ist x ganzzahlig, z. B. im Bereich von 1 bis 5 je nach Mo dul. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der schnellen Verfügbarkeit der Information über den gemessenen Winkel. Bei der ersten Ausführungsform muss die Information, in der Regel nach der Aufarbeitung in ein serielles Signal, vom rotierenden Bauteil auf das ortsfeste Bauteil übertragen werden. Nach der zweiten Ausführungsform liegen die auswertbaren Daten schon auf dem ortsfesten Bauteil vor, was beispielsweise bei einer Anwendung im Kraftfahrzeug besonders für die Steuerung der Fahrdynamik wichtig ist und gleichzeitig den elektro nischen Aufwand verringert.According to another embodiment, the Sen sensor arrangement, which has a fixed sensor in the loading has at least one angle encoder, that is Gear element with the at least one angle encoder Swash wheel with a certain number of teeth n + x, which at ei ner rotation of the rotating component with a gear with a number of teeth n, as another stationary Ge here drive element, comes into engagement. With the number of teeth n + x x is an integer, e.g. B. in the range of 1 to 5 depending on Mo. dul. The particular advantage of this embodiment is in the rapid availability of information about the measured angle. In the first embodiment the information, usually after working up in a serial signal from the rotating component to the stationary component can be transferred. After the second In the embodiment, the evaluable data are already available the stationary component, which is the case with a Application in the motor vehicle especially for control the driving dynamics is important and at the same time the electro African effort reduced.
Auch bei dieser Ausführungsform ist das rotierende Bau teil bevorzugt die Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges, an der der Sensor und das weitere Getriebeelement, mit der vom Taumelrad abweichenden Zähnezahl, angebracht ist. Hier ist an einem Ort auf dem Umfang der Lenkspindel ein mechanisches Bauteil angebracht, das an dieser Stelle das Taumelrad und das weitere Getriebeelement miteinander in Eingriff bringt.In this embodiment too, the rotating structure partly preferred the steering shaft of a motor vehicle which the sensor and the further gear element with which number of teeth deviating from the wobble wheel is attached. Here is a place on the circumference of the steering shaft attached mechanical component that at this point Swash wheel and the other gear element with each other in Intervention.
Die zuvor erwähnte Über- oder Untersetzung des Getriebes kann erfindungsgemäß durch ein Zahnradpaar erzeugt wer den, die bei gleichem Modul einen Zähnezahlunterschied von mindestens einem Zahn aufweisen. Vorzugsweise kann die Zahl der Zähne des Taumelrades und des weiteren Ge triebeelements um eine vorgegebene Zähnezahl differieren.The gear ratio mentioned above can be generated according to the invention by a pair of gears those that have the same number of teeth for the same module of at least one tooth. Preferably can the number of teeth of the wobble wheel and the further Ge Drive element differ by a predetermined number of teeth.
Mit der Erfindung kann auf einfache Weise eine berüh rungslose Sensorik aufgebaut werden. Gemäß einer beson ders vorteilhaften Ausführungsform sind die Sensoren, die die Winkellage des Taumelrades detektieren, magnetore sistive AMR- (anisotrop magnetoresistiv) oder GMR- (giant magnetoresistiv) Sensoren, die ein im wesentlichen von der Feldlinienrichtung der mit dem Taumelrad als Winkelgeber verbundenen Magnete oder Spulen abhängiges Signal abgeben. Auf dem sich taumelnd bewegenden Zahnrad können die Winkelgeber, z. B. in Form von Magnetringen, angebracht werden, die den sich auf der Lenksäulenseite oder an der Lenkspindel befestigten Sensoren, z. B. in Form von mag netfeldempfindlichen Sensoren, dann unterschiedliche Wer te liefern, je nach Stellung der Lenkspindel.With the invention, a touch can be achieved in a simple manner smooth sensor technology. According to a particular ders advantageous embodiment are the sensors that detect the angular position of the wobble wheel, magnetore sistive AMR (anisotropic magnetoresistive) or GMR (giant magnetoresistive) sensors that are essentially of the Field line direction with the wobble wheel as an angle encoder connected magnet or coil dependent signal submit. On the wobbling gear, they can Angle encoder, e.g. B. in the form of magnetic rings attached be on the steering column side or on the Steering spindle attached sensors, e.g. B. in the form of mag netfeld sensitive sensors, then different who deliver depending on the position of the steering spindle.
In einer Auswerteschaltung ist dann auf einfache Weise aus diesen Signalen der absolute Drehwinkel des rotieren den Bauteils ermittelbar. Die Auswerteschaltung kann da bei z. B. eine Hybridschaltung sein, die die magnetore sistiven Sensoren und eine Rechenschaltung zur Auswertung der gemessenen Winkel enthält.In an evaluation circuit is then simple from these signals the absolute angle of rotation of the the component can be determined. The evaluation circuit can do that at z. B. be a hybrid circuit that the magnetore sistive sensors and a calculation circuit for evaluation contains the measured angle.
Gemäß einer weiteren Alternative können die Sensoren, die die Winkellage des Taumelrades detektieren und die mit dem Taumelrad verbundenen Winkelgeber Magnetplatten sein, mit denen jeweils ein von der jeweiligen Winkellage ab hängiges Signal erzeugbar ist. Andererseits ist es auch möglich, dass die Sensoren, die die Winkellage des Tau melrades detektieren und die mit dem Taumelrad verbunde nen Winkelgeber optische Codeelemente sind, mit denen ebenfalls ein von der jeweiligen Winkellage abhängiges Signal erzeugbar ist. Bei den optischen Verfahren ist zu beachten, dass sie inkremental den Winkel erfassen und aus der Differenz der Triggerzeitpunkte, also nur dyna misch, den Winkel und somit in erster Linie das Drehmo ment ermitteln. Weiterhin ist auch eine Sensoranordnung mit Sensoren auf Wirbelstrombasis möglich.According to a further alternative, the sensors that detect the angular position of the wobble wheel and with be connected to the swashplate angle encoder magnetic plates, with each one depending on the respective angular position dependent signal can be generated. On the other hand, it is too possible that the sensors that the angular position of the rope Detect melrades and those connected to the wobble wheel NEN angle encoders are optical code elements with which also dependent on the respective angular position Signal can be generated. With the optical procedures is too note that they incrementally capture the angle and from the difference between the trigger times, i.e. only dyna mix, the angle and therefore primarily the torque determine. Furthermore, there is also a sensor arrangement possible with eddy current based sensors.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun gen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These and other features of preferred training gene of the invention go out not only from the claims the description and the drawings.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sensoranord nung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Embodiments of the sensor arrangement according to the invention tion are explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht einer Sensoranordnung zur Er fassung der absoluten Winkelstellung einer Lenkspin del eines Kraftfahrzeuges mit einem Taumelgetriebe und einem Sensor auf der Lenkspindel und Fig. 1 is a view of a sensor arrangement for detecting the absolute angular position of a Lenkspin del a motor vehicle with a wobble mechanism and a sensor on the steering shaft and
Fig. 2 eine Ansicht einer Sensoranordnung zur Er fassung der absoluten Winkelstellung einer Lenkspin del eines Kraftfahrzeuges mit einem Taumelgetriebe und einem Sensor auf der Lenksäule. Fig. 2 is a view of a sensor arrangement for detecting the absolute angular position of a Lenkspin del a motor vehicle with a wobble mechanism and a sensor on the steering column.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Schnittansicht eine Lenkspindel 1 als rotierendes Bauelement gezeigt, deren absoluter Drehwinkel bestimmt werden soll. Auf dem Umfang der Lenkspindel 1 ist als Bestandteil eines Taumelgetrie bes eine Zahnradscheibe 2 als weiteres Getriebeelement mit einer Anzahl n Zahnen angebracht. In die Verzahnung 3 des Zahnrades 2 greifen die Zähne 4 mit einer Anzahl n + 1 eines Taumelrades 5 ein, das mit einem Winkelgeber 6 ver sehen ist. In Fig. 1 is a schematic sectional view of a steering shaft 1 is shown as a rotating component whose absolute rotation angle to be determined. On the circumference of the steering shaft 1 as part of a wobble gear bes a gear wheel 2 is attached as a further gear element with a number n teeth. In the toothing 3 of the gear 2 , the teeth 4 engage with a number n + 1 of a wobble wheel 5 , which is seen with an angle encoder 6 ver.
Ein Sensor 7 ist bei dieser Ausführungsform über eine Platine 8 fest mit der Lenkspindel 1 verbunden. An einer hier nicht näher gezeigten ortsfesten Lenksäule des Kraftfahrzeuges ist an einem Ort im Drehbereich der Lenk spindel 1 ein mechanisches Bauteil 9 angebracht, das an dieser Stelle das Taumelrad 5 und die Zahnradscheibe 2 miteinander in Eingriff bringt und so dazu führt, dass das Taumelrad 5 mit dem gewählten Übersetzungsverhältnis mitgenommen wird.In this embodiment, a sensor 7 is firmly connected to the steering spindle 1 via a circuit board 8 . At a stationary steering column of the motor vehicle, not shown here, a mechanical component 9 is attached at a location in the rotation range of the steering spindle 1 , which at this point brings the swash wheel 5 and the gear wheel disk 2 into engagement with one another and thus leads to the wobble wheel 5 with the selected gear ratio.
Es ergibt sich somit eine berührungslose Sensorik, mit der die Winkellage des Taumelrades 5 detektiert werden kann, beispielsweise über magnetoresistive Sensoren 7, die ein im wesentlichen von der Feldlinienrichtung der mit dem Taumelrad 5 als Winkelgeber 6 verbundenen Magnete oder Magnetringe abhängiges Signal abgeben. Diese magnet feldempfindlichen Sensoren 7 liefern dann je nach der ab soluten Drehstellung der Lenkspindel 1 unterschiedliche Werte.The result is a non-contact sensor system with which the angular position of the wobble wheel 5 can be detected, for example via magnetoresistive sensors 7 , which emit a signal which is essentially dependent on the field line direction of the magnets or magnetic rings connected to the wobble wheel 5 as an angle sensor 6 . These magnetic field-sensitive sensors 7 then deliver different values depending on the absolute rotational position of the steering spindle 1 .
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die jeweils gleichen Teile mit den gleichen Be zugszeichen versehen sind. Um die Lenkspindel 1 herum ist, fest verbunden mit der Lenksäule als Bestandteil ei nes Taumelgetriebes, eine Zahnradscheibe 10 als weiteres Getriebeelement mit einer Anzahl n von Zähnen 11 ange bracht. In die Verzahnung 11 der Zahnradscheibe 10 grei fen hier die Zähne 4 mit einer Anzahl n + 1 des Taumelrades 5 ein, das mit dem anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen Winkelgeber 6 versehen ist.In Fig. 2, a second embodiment is shown in which the same parts are provided with the same reference numerals Be. Around the steering shaft 1 is firmly connected to the steering column as part of egg nes wobble mechanism, a gear wheel 10 as a further gear element with a number n of teeth 11 is introduced . In the toothing 11 of the toothed wheel disk 10 , the teeth 4 engage here with a number n + 1 of the wobble wheel 5 , which is provided with the angle encoder 6 described with reference to the first exemplary embodiment.
Ein Sensor 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in Ab weichung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel über eine Platine 13 fest mit der Zahnradscheibe 10 und damit mit der Lenksäule verbunden. An der Lenkspindel 1 ist am Umfang ein mechanisches Bauteil 14 angebracht, das an dieser Stelle das Taumelrad 5 und die Zahnradscheibe 10 miteinander in Eingriff bringt.A sensor 12 is in this embodiment in deviation from the first embodiment via a circuit board 13 firmly connected to the gear wheel 10 and thus to the steering column. On the steering spindle 1 , a mechanical component 14 is attached on the circumference, which at this point brings the swash wheel 5 and the gear disk 10 into engagement with one another.
Es ergibt sich somit auch hier eine berührungslose Senso rik, mit der die Winkellage des Taumelrades 5, wie anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben, detektiert werden kann.There is thus also a contactless sensor technology here, with which the angular position of the wobble wheel 5 , as described with reference to the first exemplary embodiment, can be detected.
Claims (9)
mindestens einem Sensor (7) im Bereich von mindestens einem Winkelgeber (6), der an einem Getriebeelement (5) angebracht ist, das Bestandteil eines Getriebes mit einem vorgegebenen Über- oder Untersetzungsverhältnis ist und von dem rotierenden Bauteil (1) angetrieben wird
und einem weiteren mit dem rotierenden Bauteil (1) fest verbundenen Getriebeelement, das als eine Zahnradscheibe (2) mit einer vorgegebenen Zähnezahl (n) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Getriebeelement mit dem mindestens einen Winkelgeber (6) ein Taumelrad (5) mit einer vorgegebenen Zähnezahl (n - x) ist, das bei einer Drehung des rotierenden Bauteils (1) mit der Zahnradscheibe (2) mit vorgegebener Zähnezahl (n) in Eingriff kommt und dass der Sensor (7) fest mit dem rotierenden Bauteil (1) verbunden ist.1. Sensor arrangement for detecting the angle of rotation on rotating components ( 1 ), with
at least one sensor ( 7 ) in the area of at least one angle sensor ( 6 ) which is attached to a gear element ( 5 ), which is part of a gear with a predetermined step-up or step-down ratio and is driven by the rotating component ( 1 )
and a further gear element which is fixedly connected to the rotating component ( 1 ) and which is designed as a gear disk ( 2 ) with a predetermined number of teeth (n), characterized in that the one gear element with the at least one angle encoder ( 6 ) has a wobble wheel ( 5 ) with a predetermined number of teeth (n - x), which engages with the gear wheel ( 2 ) with a predetermined number of teeth (n) when the rotating component ( 1 ) rotates and that the sensor ( 7 ) is fixed to the rotating component ( 1 ) is connected.
an einer ortsfesten Lenksäule an einem Ort im Drehbereich der Lenkspindel (1) ein mechanisches Bauteil (9) angebracht ist, das an dieser Stelle das Taumelrad (5) und die Zahnradscheibe (2) miteinander in Eingriff bringt.2. Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the rotating component is the steering spindle ( 1 ) of a motor vehicle, on which the sensor ( 7 ) and the gear wheel ( 2 ) with the number of teeth deviating from the wobble wheel ( 5 ) is attached, and in that
A mechanical component ( 9 ) is attached to a stationary steering column at a location in the rotation range of the steering spindle ( 1 ), which brings the swash wheel ( 5 ) and the gear wheel disc ( 2 ) into engagement with one another at this point.
mindestens einem ortsfesten Sensor (12) im Bereich von mindestens einem Winkelgeber (6), der an einem Getriebeelement (5) angebracht ist, das Bestandteil eines Getriebe mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ist und von dem rotierenden Bauteil (1) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass
als ein weiteres Getriebeelement eine ortsfeste Zahnradscheibe (10) mit einer vorgegebenen Zähnezahl (n) vorhanden ist und dass
das eine Getriebeelement mit dem mindestens einen Winkelgeber (6) ein Taumelrad (5) mit einer vorgegebenen Zähnezahl (n + x) ist, das bei einer Drehung des rotierenden Bauteils (1) mit der Zahnradscheibe (10) mit vorgegebener Zähnezahl (n) in Eingriff kommt.3. Sensor arrangement for detecting the angle of rotation on rotating components ( 1 ), with
at least one stationary sensor ( 12 ) in the area of at least one angle encoder ( 6 ) which is attached to a gear element ( 5 ), which is part of a gear with a predetermined transmission ratio and is driven by the rotating component ( 1 ), characterized in that that
as a further gear element there is a fixed gear wheel disk ( 10 ) with a predetermined number of teeth (n) and that
one of the gear elements with the at least one angle encoder ( 6 ) is a wobble wheel ( 5 ) with a predefined number of teeth (n + x), which, when the rotating component ( 1 ) rotates with the gear wheel ( 10 ) with a predefined number of teeth (n) Intervention comes.
das rotierende Bauteil die Lenkspindel (1) eines Kraftfahrzeuges ist und der Sensor (12) und die Zahnradscheibe (10) ortsfest an einer Lenksäule des Kraftfahrzeuges angebracht sind und dass
an einem Ort auf dem Umfang der Lenkspindel (1) ein mechanisches Bauteil (14) angebracht ist, das an dieser Stelle das Taumelrad (5) und die Zahnradscheibe (10) miteinander in Eingriff bringt. 4. Sensor arrangement according to claim 3, characterized in that
the rotating component is the steering spindle ( 1 ) of a motor vehicle and the sensor ( 12 ) and the gear wheel disc ( 10 ) are fixed in place on a steering column of the motor vehicle and that
a mechanical component ( 14 ) is attached at a location on the circumference of the steering spindle ( 1 ), which at this point brings the swash wheel ( 5 ) and the gear wheel disc ( 10 ) into engagement with one another.
die Zahl der Zähne (3) des Taumelrades (5) und der Zähne (4; 11) der Zahnradscheibe (2; 10) um eine vorgegebene ganze Zahl (x) im Bereich von eins bis fünf differiert.5. Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that
the number of teeth ( 3 ) of the wobble wheel ( 5 ) and the teeth ( 4 ; 11 ) of the gear wheel disc ( 2 ; 10 ) differs by a predetermined integer (x) in the range from one to five.
in einer Auswerteschaltung aus diesen Signalen der absolute Drehwinkel des rotierenden Bauteils (1) ermittelbar ist.6. Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors ( 7 ; 12 ), which detect the angular position of the wobble wheel ( 5 ), are magnetoresistive AMR or GMR sensors which are essentially of the field line direction with the Wobble wheel ( 5 ) as an angle encoder connected magnet ( 6 ) or coil dependent signal and that
The absolute angle of rotation of the rotating component ( 1 ) can be determined from these signals in an evaluation circuit.
die Auswerteschaltung eine Hybridschaltung ist, die die magnetoresistiven Sensoren (7, 12) und eine Rechenschaltung zur Auswertung der gemessenen Winkel enthält.7. Sensor arrangement according to claim 6, characterized in that
the evaluation circuit is a hybrid circuit which contains the magnetoresistive sensors ( 7 , 12 ) and a computing circuit for evaluating the measured angles.
die Sensoren (7; 12), die die Winkellage des Taumelrades (5) detektieren und die mit dem Taumelrad (5) verbundenen Winkelgeber (6) Magnetplatten sind, mit denen jeweils ein von der jeweiligen Winkellage abhängiges Signal erzeugbar ist und dass
in einer Auswerteschaltung aus diesen Signalen der absolute Drehwinkel des rotierenden Bauteils (1) ermittelbar ist.8. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that
the sensors ( 7 ; 12 ) which detect the angular position of the wobble wheel ( 5 ) and the angle sensors ( 6 ) connected to the wobble wheel ( 5 ) are magnetic plates with which a signal dependent on the respective angular position can be generated and that
The absolute angle of rotation of the rotating component ( 1 ) can be determined from these signals in an evaluation circuit.
die Sensoren (7; 12), die die Winkellage des Taumelrades (5) detektieren und die mit dem Taumelrad (5) verbundenen Winkelgeber (6) optische Codeelemente sind, mit denen jeweils ein von der jeweiligen Winkellage abhängiges Signal erzeugbar ist und dass
in einer Auswerteschaltung aus diesen Signalen der absolute Drehwinkel des rotierenden Bauteils (1) ermittelbar ist.9. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that
the sensors ( 7 ; 12 ) which detect the angular position of the wobble wheel ( 5 ) and the angle sensors ( 6 ) connected to the wobble wheel ( 5 ) are optical code elements with which a signal dependent on the respective angular position can be generated and that
The absolute angle of rotation of the rotating component ( 1 ) can be determined from these signals in an evaluation circuit.
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|---|---|
| DE (1) | DE10046660C1 (en) |
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