DE10156398A1 - Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung - Google Patents
Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer KraftfahrzeuglenkungInfo
- Publication number
- DE10156398A1 DE10156398A1 DE10156398A DE10156398A DE10156398A1 DE 10156398 A1 DE10156398 A1 DE 10156398A1 DE 10156398 A DE10156398 A DE 10156398A DE 10156398 A DE10156398 A DE 10156398A DE 10156398 A1 DE10156398 A1 DE 10156398A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- handlebar
- steering
- sensor
- air gap
- module
- 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.)
- Granted
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Bei einer Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung, die eine Lenkbetätigungseinrichtung und eine damit wirkverbundene Lenkstange aufweist, die im wesentlichen linear bewegbar ist und über weitere Elemente, wie Spurstange und Spurstangenhebel, die Räder in eine gewünschte Stellung verschwenkt, weist die Lenkstange oder ein Teil der Lenkstange zumindest in einem Teilbereich ein Profil mit einer über die Länge der Lenkstange ansteigenden bzw. abfallenden Kontur auf (variable Kontur), die oder deren Veränderung abgetastet wird mit einem oder mehreren ortsfest angeordneten Sensormodulen, die eine lineare Wegänderung bzw. die Stellung der Lenkstange ganz oder teilweise in weiterverarbeitbare Ausgangssignale umformen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des
Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung, die eine
Lenkbetätigungseinrichtung und eine damit wirkverbundene
Lenkstange aufweist, die im wesentlichen linear bewegbar
ist und über weitere Elemente, wie Spurstange und
Spurstangenhebel, die Räder in eine gewünschte Stellung
verschwenkt.
Heutige Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen,
sind in der Regel mit hydraulischen Servolenkungen
ausgestattet, bei denen ein Lenkhandrad mechanisch mit den
lenkbaren Fahrzeugrädern zwangsgekoppelt ist. Die
Lenkstange ist hier meist als eine Zahnstange ausgebildet
(Zahnstangen-Servolenkung).
Ferner sind Fahrzeuglenkungen bekannt, bei denen die
Lenkbetätigungseinrichtung und die gelenkten Fahrzeugräder
nur über eine Regelstrecke gekoppelt sind und wobei eine
mechanische Verbindung zwischen dem Lenkhandrad und den
Fahrzeugrädern nicht mehr vorliegt. Die lenkbaren
Fahrzeugräder werden dann durch ein elektromechanisches
Stellaggregat verstellt, welches die Lenkstange linear
bewegt und über weitere Elemente, wie Spurstange und
Spurstangenhebel, die Räder in die gewünschte Stellung
verschwenkt (elektromechanische Lenkung).
Zur Messung der Stellung der Fahrzeugräder kann die Lage
der Lenkstange bzw. der Lenkstangenteile - bei einer
geteilten Lenkstange - im Stellaggregat oder Achslenkmodul
ermittelt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Messen
des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung
bereitzustellen, der sicher und zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Besonders vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Begriff "Lenkstange" ist erfindungsgemäß sehr weit
aufzufassen und umfasst z. B. einteilige Lenkstangen sowie
die Teile von mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen,
Lenkstangen.
Für die Erfindung ist es demnach wesentlich, dass ein Teil
der Lenkstange oder die Lenkstange zumindest in einem
Teilbereich ein Profil mit einer über die Länge der
Lenkstange ansteigenden bzw. abfallenden Kontur aufweist
(variable Kontur). Die variable Kontur oder deren
Veränderung wird mit einem oder mehreren ortsfest
angeordneten Sensormodulen abgetastet und eine lineare
Wegänderung bzw. die Stellung der Lenkstange wird ganz oder
teilweise in weiterverarbeitbare Ausgangssignale umgeformt.
Die Sensormodule sind in Nachbarschaft zu der Lenkstange,
d. h. direkt neben oder um die Lenkstange herum mit einem
bestimmten Abstand, vorzugsweise ca. 0,1 mm bis 5 mm,
ortsfest angeordnet. Damit ist eine sichere, aber
berührungslose, d. h. ohne mechanische Kopplungselemente,
Sensierung gewährleistet. Zudem kann die Sensorik
konstruktiv robust und sinnvoll in eine Fahrzeuglenkung
integriert werden. Auch ein relativ großer Messbereich, bis
zu 150 mm und größer, ist telativ einfach möglich.
Der Begriff "ortsfest" bedeutet hier, das die Sensormodule
- auch bei einer Lenkbewegung - immer am selben Ort bleiben,
während die Lenkstange eine Linearbewegung bei einer
Lenkungsbetätigung durchführt. Ein Sensormodul weist
mindestens ein Sensorelement und ggf. mindestens einen
Sensorschaltkreis auf.
Es wird bei der Messung die durch eine Linearbewegung der
Lenkstange verursachte Veränderung der Kontur sensiert,
wodurch die Lage der Lenkstange relativ zur Lage des
Sensormoduls bzw. Sensorelements relativ sicher und genau
festgestellt werden kann. Insbesondere ist auch bei einem
begrenzten axialen Einbauraum die Integration eines
Wegsensors parallel zur Lenkstange durch die Erfindung
möglich.
Nach der Erfindung ist das Profil konzentrisch bezüglich
der Längsachse der Lenkstange, vorzugsweise konusförmig,
ausgebildet.
Die Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass zwischen der
Lenkstange oder einem Teil der Lenkstange und einer
umgebenden Baueinheit zumindest in einem Teilbereich ein
über die Länge der Lenkstange sich vergrößernder bzw. sich
verkleinernder Luftspalt (variabler Luftspalt) vorgesehen
ist, der oder dessen Veränderung abgetastet wird mit einem
oder mehreren ortsfest angeordneten Sensormodulen, die eine
lineare Wegänderung bzw. die Stellung der Lenkstange ganz
oder teilweise in weiterverarbeitbare Ausgangssignale
umformen.
Vorzugsweise besteht der Werkstoff für die Lenkstange oder
das Profil der Lenkstange aus einem magnetisch wirksamen
Werkstoff.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Lenkstange
zur Profilierung bzw. Bildung des Luftspalts Ausnehmungen
aufweist, die vorzugsweise mit einem magnetisch nicht
wirksamen Werkstoff ausgefüllt sind.
Die Lenkstange ist vorteilhaft konzentrisch mit einem über
die Länge gleichbleibenden Durchmesser. Daher sind die
Ausnehmungen der (konzentrischen) Lenkstange vorzugsweise
mit einem magnetisch nicht wirksamen Material ausgefüllt.
Das magnetisch nicht wirksame Material ist vorzugsweise
formschlüssig mit der Lenkstange verbunden. Die
formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise durch Einpassen
eines insbesondere länglichen Formkörpers in einen
Lenkstangengrundkörper hergestellt, so dass vorzugsweise
ein zumindest annähernd kreisförmiger Querschnitt der
Lenkstange gebildet wird.
Demnach besteht die Lenkstange teilweise aus einem
magnetisch wirksamen Material (Lenkstangengrundkörper),
vorzugweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere
aus einem mechanisch harten und gleichzeitig
weichmagnetischen Werkstoff und in Teilbereichen aus einem
magnetisch nicht wirksamen Werkstoff, vorzugsweise aus
Aluminiumwerkstoff oder einem Kunststoff.
Vorzugsweise wird der magnetisch nicht wirksame Werkstoff
auf die Oberfläche der Lenkstange aufgebracht durch ein
Spritzguß-Verfahren oder eine Klebeverfahren.
Vorzugsweise weisen die Sensormodule ringförmige
Sensorelemente auf.
Nach der Erfindung wird mittels der variablen Kontur bzw.
des variablen Luftspalts ein magnetischer Leitwert eines
Magnetkreises bei einer Längsbewegung der Lenkstange
verändert.
Erfindungsgemäß weisen die Sensorelemente Mittel auf, zur
Abtastung einer Veränderung des magnetischen Leitwerts
mittels einer Hall-Spannung, wobei der dazu erforderliche
Eisenrückschluss des Magnetkreises durch die Lenkstange
oder einen Teil der Lenkstange, d. h. durch den magnetisch
wirksamen Werkstoff, gebildet wird.
Die Längsbewegung der Lenkstange wird demnach durch
Ausnutzung des Hall-Effekts sensiert. Der Hall-Effekt
beruht auf der Tatsache, dass eine Kraft (Lorentz-Kraft)
auf in einem stromdurchflossene Leiter in einem Magnetfeld
sich bewegende Ladungsträger wirkt. Die Ladungsträger
werden relativ zum Leiter seitlich abgelenkt, bis sich ein
Querfeld aufbaut, dass die Kraft kompensiert und eine
Querspannung, die Hall-Spannung, bedingt.
Das Sensormodul weist daher vorzugsweise mindestens einen
Hall-Generator bzw. einen Hall-Sensor auf. Dieser wird von
einem Magnetfeld durchsetzt, wodurch die Ladungsträger
eines Steuerstromes abgelenkt werden. Die Hall-Spannung
infolge des Hall-Effekts ist dem Produkt aus
Steuerstromstärke und magnetischer Flussdichte direkt
proportional. Diese ist durch die variable Kontur bzw. den
variablen Luftspalt veränderbar. So wird der magnetische
Fluss, der den Hall-Generator bzw. Hall-Sensor durchsetzt,
entsprechend der Lage bzw. der Wegänderung der Lenkstange
gesteuert, was erfasst und durch eine elektronische
Schaltung in weiterverarbeitbare Ausgangssignale umgeformt
wird.
Nach der Erfindung ist das Sensormodul ortsfest an einem
Achslenkmodul oder einem an ein Achslenkmodul angeordneten
Träger angeordnet, wobei das Sensormodul vorzugsweise
mechanisch lösbar mit dem Achslenkmodul bzw. dem Träger
verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass mindestens zwei
Sensormodule vorgesehen sind, wodurch eine redundante
Funktion gewährleistet wird und wobei die mindestens zwei
Sensormodule entweder die variable Kontur bzw. den
variablen Luftspalt eines gemeinsamen Lenkstangenabschnitts
bzw. der Lenkstange abgreifen oder einige bzw. alle
Sensormodule die variable Kontur bzw. den variablen
Luftspalt eines jeweils einem Sensormoduls eigens
zugeordneten Lenkstangenabschnitts abgreifen.
Die redundante Funktion kann entweder vollredundant,
teilredundant oder auch zwei- bzw. mehrfach redundant sein,
so dass bei einem Ausfall oder einer Fehlfunktion eines
Sensormoduls oder Sensorelements bzw. Sensorschaltkreises
ein doppelt vorhandenes Element die Funktion des
ausgefallenen oder fehlerhaften Elementes übernimmt oder
dessen Fehlfunktion erkennt und ggf. an eine
Überwachungseinrichtung weitermeldet.
Nach der Erfindung ist die Lenkstange - bzw. das
Antriebsmodul der Lenkstange zum Verschwenken der Räder
mit dem Lenkhandrad nicht hydraulisch und/oder mechanisch
verbunden, sondern nur durch eine elektrische
Verbindungsleitung (Steer-by-wire-Lenkung). Vorzugsweise
ist insbesondere im Fall einer Steer-by-wire-Lenkung für
jedes lenkbare Rad jeweils eine unabhängige
erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen ist, die
vorzugsweise selbst redundant ausgeführt ist.
Die Erfindung wird vorzugsweise für eine elektromechanische
Lenkung verwendet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen des
Lenkstangenweges ist anhand von Abbildungen (Fig. 1 bis
Fig. 9) beispielhaft näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen des
Lenkstangenweges einer elektromechanischen
Fahrzeuglenkung,
Fig. 2 das Achslenkmodul der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer vergrößerten Darstellung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts
durch das Achslenkmodul an einem ersten
Endabschnitt des Sensormoduls,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts
durch das Achslenkmodul im Bereich eines
Sensormoduls,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts
durch das Achslenkmodul an einem zweiten
Endabschnitt des Sensormoduls,
Fig. 6 ein Achslenkmodul mit integriertem Sensormodul in
einer vergrößerten Darstellung im Längsschnitt,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts
im Bereich eines Sensormoduls in einer
vergrößerten Darstellung,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Querschnitts
im Bereich eines Sensormoduls in einer
vergrößerten Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine elektromechanische Fahrzeuglenkung mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen des
Lenkstangenweges in schematischer Darstellung. Der Fahrer
betätigt das Lenkhandrad 33 oder ein ähnliches
Bedienelement, z. B. einen Sidestick, mit dem er seinen
Fahrtrichtungswunsch vorgeben kann. Der
Fahrtrichtungswunsch wird durch Sensoren redundant erfasst
einer Zentralsteuereinheit 4 mitgeteilt. Über einen
Betätigungskraftsimulator 8 erhält der Fahrer eine
haptische Rückwirkung bei der Lenkbetätigung. Dieser,
vorzugsweise elektromechanische Betätigungskraftsimulator 8
wird von der Zentralsteuereinheit 4 gesteuert. Der
Fahrerwunsch wird in der Zentralsteuereinheit 4
ausgewertet, in einen Lenkwinkel (Sollwert) für ein
Stellaggregat 3 umgerechnet und dem Stellaggregat über
Datenübertragungsleitungen 43, 44 zugeführt. Das
Stellaggregat 3 verschwenkt dann durch eine Bewegung der
Lenkstange 5 die Räder 9a, 9b nach Maßgabe des
Fahrerwunsches.
Der aktuelle Istwert der Radstellung der lenkbaren Räder
9a, 9b wird durch zwei Sensormodule 1a, 1b ermittelt, die ein
Profil mit einer über die Länge der Lenkstange ansteigenden
bzw. abfallenden Kontur 35 abtasten und in
weiterverarbeitbare Ausgangssignale umformen. Die
Ausgangssignale, die eine lineare Wegänderung bzw. die
Stellung der Lenkstange 5 innerhalb des elektromechanischen
Achslenkmoduls 3 in Richtung ihrer Längsachse anzeigen,
werden über die Datenübertragungsleitung 41, 42 der
Zentralsteuereinheit 4 zugeführt. Vorzugsweise wird bei
dieser Art von Lenkung ein redundantes Systemkonzept
realisiert. Daher weist auch das Achslenkmodul 3 zwei
unabhängige Motormodule zur Längsverstellung der Lenkstange
5 auf. Auch die Elektronikeinheiten der Motormodule sind
redundant ausgeführt. Fällt ein Stellaggregat und/oder
Elektronikeinheit aus, so übernimmt das noch intakte
Motormodul/Elektronikeinheit die Lenkfunktion. Der
Lenkstangenweg wird dabei redundant durch die Sensormodule
1a, 1b erfasst.
In der Fig. 2 ist Achslenkmodul 3 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer vergrößerten Darstellung dargestellt.
Hier wie in den folgenden Abbildungen sind dieselben
Bauteile auch mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das Achslenkmodul 3 besteht aus zwei vorzugsweise
konzentrisch um die Lenkstange 5 angeordneten Motormodulen
6, 7 in einem gemeinsamen Gehäuse 12, welche die
Sollwertvorgabe des Lenksimulators 8 bzw. der Einheit 4 in
eine Stellbewegung der Lenkstange 5 und somit eine
Lenkbewegung der Räder 9a, 9b umsetzen. Bei dieser
Ausführungsform ist eine mechanische Kopplung zwischen
Achslenkmodul 3 und dem Lenksimulator 8 bzw. dem
Lenkhandrad 33 nicht vorhanden. Der Regelkreis wird durch
die Istwerterfassung des Lenkstangenweges 2 mittels der
Sensormodule 1a, 1b geschlossen, wobei der Lenkstangenweg 2
redundant erfasst wird. Durch das Profil 35, in diesem Fall
ein partiell konzentrisches Profil, der Lenkstange 5, hier
als konusförmig ausgebildet, wird ein variabler Luftspalt
erzeugt, z. B. Luftspalt 10 und 11 der endseitigen Bereiche
des einen Sensormoduls 1a.
In der Fig. 3 bis Fig. 5 ist ein Sensormodul im Querschnitt
(Fig. 3 und 5) an dessen Endabschnitten und im Längsschnitt
(Fig. 4) dargestellt. Das Sensormodul ist hier im Bereich,
d. h. innerhalb des Gehäuses 12, des Achslenkmoduls 3
angeordnet. Das Sensormodul 1a, 1b weist einen Sensorring 13
auf, der die Lenkstange 5 umgibt. Der Sensorring 13 des
Sensormoduls 1a, 1b (Fig. 4) besteht im wesentlichen aus zwei
metallischen Sensorscheiben 26, 27, einem Ringmagneten 28,
redundanten Hall-Sensoren 18, einer elektrischen
Schnittstelle 23 zum Achslenkmodul 3 bzw. dessen Gehäuse 12
und ggf. Trägerplatinen 29, 30. In diesem Beispiel sind
zwei getrennte Trägerplatinen 29, 30 angeordnet. Diese
können z. B. Auswertelektronik beinhalten.
Fig. 6 zeigt das Achslenkmodul mit integriertem Sensormodul
1a, 1b in einer vergrößerten Darstellung im Längsschnitt.
Die Lenkstange 5 ist mittels einer Gleitlagerung 21 im
Achslenkmodul 3 gelagert. Vorzugsweise kann der Sensorring
13 mit elektrischer Schnittstelle 23 zum Achslenkmodul und
die Gleitlagerung 21 der Lenkstange 5 eine eigenständige
Baugruppe bilden. Die Baueinheiten der Baugruppe sind
vorzugsweise in einen Kunststoff-Körper 22 integriert.
Diese Baugruppe kann somit leicht in das Achslenkmodul-
Gehäuse 12 axial eingesteckt und durch Formgebung in ihm
verriegelt werden. Die Baugruppe wird durch eine federnde
Anschlagscheibe 24 gegen Beschädigung gesichert. Des
weiteren kann die Anschlagscheibe einen Abstreifer 25
beinhalten, um das Eindringen von Schmutz zu verhindern.
Die Lenkstange 5 muss infolge der wirkenden radialen und
axialen Stellkräfte 19 zentrisch geführt werden und
gleichzeitig auch einen variablen Luftspalt 10,11
darstellen. Vorzugsweise wird die Lenkstange daher mit
einem magnetisch nicht leitenden Material, z. B. Kunststoff
oder Aluminium 20, ummantelt und kann somit die ihr
zugeordnete Doppelfunktion erfüllen.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen eine schematische Darstellung eines
Längsschnitts bzw. Querschnitts im Bereich des Sensormoduls
in einer vergrößerten Darstellung. Durch die partiell
konzentrisch profilierte Lenkstange 5, vorzugsweise als
Konus ausgebildet, wird der variable Luftspalt 10, 11 zu dem
im Achslenkmodul-Gehäuse 12 integrierten Sensorring 13
erzeugt. Wird nun die Lenkstange 5 axial bewegt, so ist der
Luftspalt 10, 11 eine analoge und absolute Größe. Dieser
variable Luftspalt 10, 11 wird erfindungsgemäß berührungslos
in eine analoge reproduzierbare elektrische Größe 14, 15
umgesetzt; d. h. L1/L2 = f(dx). Es wird der variable
Luftspalt 10, 11 genutzt, um einen magnetischen Leitwert 16
in einem Magnetkreis 17 zu verändern. Dieser Effekt bewirkt
eine durch den Hall-Sensor 18 messbare physikalisch Größe,
d. h. eine Hall-Spannung. Der erforderliche Eisenrückschluss
des Magnetkreises 17 wird hierbei durch die Lenkstange 5
dargestellt. Vorzugsweise sind je 4 Hall-Sensoren einer
Trägerplatine 29 zugeordnet und beinhalten eine
eigenständige Auswertelektronik. Durch die radial versetzte
Anordnung der zweiten Trägerplatine 30 mit ebenfalls
vorzugsweise je 4 Hall-Sensoren wird die Redundanz des
Wegsensors erzielt. Die je 4 Sensoren mit Elektronik bilden
somit ein unabhängiges Sensormodulelement des Sensormoduls
1a bzw. 1b. Das beiden unabhängigen Sensormodulelementen
gemeinsame Magnetfeld 17 wird durch entsprechende
Formgebung 31 der Sensorscheibe 26 durch die konzentrisch
angeordneten Hall-Sensoren in die Lenkstange 5
hindurchgeführt und über die zweite Sensorscheibe 27 mit
dem Ringmagnet wieder geschlossen. Durch die konzentrische
und um 90 Grad versetzte Anordnung der Hall-Sensoren 18
wird durch Summenbildung der einzelnen Sensorsignale eine
Kompensation der radialen bedingt möglichen Verschiebung
der Lenkstange 5 erzielt und somit die Signalqualität
erhöht. Die Hall-Sensoren 18 reagieren abhängig von der
Bewegungsrichtung entweder mit einem Anstieg oder mit einer
Absenkung eines Ausgangssignals. Aus diesem Analogsignal
kann mittels einer Sensorelektronik ein ortsabhängiges
Signal erfasst und ausgegeben werden. Das Signal kann z. B.
über einen Analog-Digital-Umsetzer quantisiert werden, um
eine hohe Wegauflösung zu erreichen.
Es ist ebenso denkbar, mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung die Bewegung der Lenkstange zu messen und
dieses Signal als ein die Stellung der
Lenkbetätigungseinrichtung, insbesondere des Lenkrades,
repräsentierendes Eingangssignal für eine
Fahrzeugregelungsanlage, insbesondere eine
Fahrdynamikregelung (ESP), zu verwenden.
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer
Kraftfahrzeuglenkung, die eine
Lenkbetätigungseinrichtung und eine damit
wirkverbundene Lenkstange aufweist, die im wesentlichen
linear bewegbar ist und über weitere Elemente, wie
Spurstange und Spurstangenhebel, die Räder in eine
gewünschte Stellung verschwenkt,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Lenkstange
oder die Lenkstange zumindest in einem Teilbereich ein
Profil mit einer über die Länge der Lenkstange
ansteigenden bzw. abfallenden Kontur aufweist (variable
Kontur), die oder deren Veränderung abgetastet wird mit
einem oder mehreren ortsfest angeordneten
Sensormodulen, die eine lineare Wegänderung bzw. die
Stellung der Lenkstange ganz oder teilweise in
weiterverarbeitbare Ausgangssignale umformen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Profil konzentrisch
bezüglich der Längsachse der Lenkstange ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Profil konusförmig
ist.
4. Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer
Kraftfahrzeuglenkung, insbesondere nach Anspruch 1, die
eine Lenkbetätigungseinrichtung und eine damit
wirkverbundene Lenkstange aufweist, die im wesentlichen
linear bewegbar ist und über weitere Elemente, wie
Spurstange und Spurstangenhebel, die Räder in eine
gewünschte Stellung verschwenkt,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lenkstange
oder einem Teil der Lenkstange und einer umgebenden
Baueinheit zumindest in einem Teilbereich ein über die
Länge der Lenkstange sich vergrößernder bzw. sich
verkleinernder Luftspalt (variabler Luftspalt)
vorgesehen ist, der oder dessen Veränderung abgetastet
wird mit einem oder mehreren ortsfest angeordneten
Sensormodulen, die eine lineare Wegänderung bzw. die
Stellung der Lenkstange ganz oder teilweise in
weiterverarbeitbare Ausgangssignale umformen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die
Lenkstange oder das Profil der Lenkstange aus einem
magnetisch wirksamen Werkstoff bestehen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkstange zur
Profilierung bzw. Bildung des Luftspalts Ausnehmungen
aufweist, die vorzugsweise mit einem magnetisch nicht
wirksamen Werkstoff ausgefüllt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormodule
ringförmige Sensorelemente mit vorzugsweise mindestens
einem Hall-Sensor aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der variablen
Kontur bzw. des variablen Luftspalts ein magnetischer
Leitwert eines Magnetkreises bei einer Längsbewegung
der Lenkstange verändert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente Mittel
aufweisen, zur Abtastung einer Veränderung des
magnetischen Leitwerts mittels einer Hall-Spannung,
wobei der dazu erforderliche Eisenrückschluss des
Magnetkreises durch die Lenkstange oder einen Teil der
Lenkstange, d. h. durch den magnetisch wirksamen
Werkstoff, gebildet wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul ortsfest
an einem Achslenkmodul oder einem an ein Achslenkmodul
angeordneten Träger angeordnet ist, wobei das
Sensormodul vorzugsweise mechanisch lösbar mit dem
Achslenkmodul bzw. dem Träger verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei
Sensormodule vorgesehen sind, wodurch eine redundante
Funktion gewährleistet wird und wobei die mindestens
zwei Sensormodule entweder die variable Kontur bzw. den
variablen Luftspalt eines gemeinsamen
Lenkstangenabschnitts bzw. der Lenkstange abgreifen
oder einige bzw. alle Sensormodule die variable Kontur
bzw. den variablen Luftspalt eines jeweils einem
Sensormoduls eigens zugeordneten Lenkstangenabschnitts
abgreifen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkstange mit der
Lenkbetätigungseinrichtung, vorzugsweise ein
Lenkhandrad nicht hydraulisch und/oder mechanisch
verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung eine
elektromechanische Lenkung ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10156398A DE10156398B4 (de) | 2000-11-24 | 2001-11-16 | Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10061929.0 | 2000-11-24 | ||
DE10061929 | 2000-11-24 | ||
DE10156398A DE10156398B4 (de) | 2000-11-24 | 2001-11-16 | Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10156398A1 true DE10156398A1 (de) | 2002-06-06 |
DE10156398B4 DE10156398B4 (de) | 2011-09-29 |
Family
ID=7666873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10156398A Expired - Lifetime DE10156398B4 (de) | 2000-11-24 | 2001-11-16 | Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10156398B4 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10233782A1 (de) * | 2002-07-25 | 2004-02-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels und/oder eines Kolbenhubes bei einem Lenkzylinder |
DE10320941A1 (de) * | 2003-05-09 | 2004-12-02 | Zf Sachs Ag | Geberrad für eine Wirbelstromsensoranordnung |
DE102004030233A1 (de) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Zf Lenksysteme Gmbh | Lenksystem |
DE102007027039B4 (de) * | 2006-07-13 | 2013-02-28 | Ford Global Technologies, Llc | Bestimmung der absoluten Position eines Lenksystems durch einen Linearsensor an der Zahnstange |
DE102018129119A1 (de) * | 2018-11-20 | 2020-04-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Fahrwerksaktuator für eine Hinterachslenkung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3813691A1 (de) * | 1988-04-22 | 1989-11-02 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Induktiver geber |
US4944356A (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-31 | Ford Motor Company | Steering system position detector |
DE19915105A1 (de) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Lenkvorrichtung für Fahrzeuge |
DE10045874A1 (de) * | 2000-09-14 | 2002-03-28 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Kraftfahrzeugsensorvorrichtung |
-
2001
- 2001-11-16 DE DE10156398A patent/DE10156398B4/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10233782A1 (de) * | 2002-07-25 | 2004-02-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels und/oder eines Kolbenhubes bei einem Lenkzylinder |
DE10320941A1 (de) * | 2003-05-09 | 2004-12-02 | Zf Sachs Ag | Geberrad für eine Wirbelstromsensoranordnung |
DE10320941B4 (de) * | 2003-05-09 | 2006-06-01 | Zf Sachs Ag | Geberrad für eine Wirbelstromsensoranordnung |
DE102004030233A1 (de) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Zf Lenksysteme Gmbh | Lenksystem |
DE102007027039B4 (de) * | 2006-07-13 | 2013-02-28 | Ford Global Technologies, Llc | Bestimmung der absoluten Position eines Lenksystems durch einen Linearsensor an der Zahnstange |
DE102018129119A1 (de) * | 2018-11-20 | 2020-04-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Fahrwerksaktuator für eine Hinterachslenkung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10156398B4 (de) | 2011-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3882962T2 (de) | Multidrehungs-Positionsgeber. | |
DE10037211B4 (de) | Lenkradstellungssensor | |
DE19503335C2 (de) | Fahrpedaleinrichtung | |
EP0456770B1 (de) | Bremskraftverstärker für bremssysteme mit antiblockier- und/oder antriebsschlupfregelung | |
EP2080685A1 (de) | Drehmomentsensierung mittels integrierter Dehnungsmessstreifen | |
DE102012007471A1 (de) | Messanordnung zur Zuspannkraftmessung einer Scheibenbremse und eine entsprechende Scheibenbremse | |
EP4052111A1 (de) | Magnetorheologische bremsvorrichtung, insbesondere bedieneinrichtung | |
DE19744722B4 (de) | Anordnung zum Erfassen des Lenkwinkels in Kraftfahrzeugen | |
DE102019129548A1 (de) | Magnetorheologische Bremsvorrichtung, insbesondere Bedieneinrichtung | |
DE10132968B4 (de) | Vorrichtung zur Verschleißüberwachung bei einer Gleitsattel-Scheibenbremse | |
DE10150305B4 (de) | Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung | |
DE10156398A1 (de) | Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung | |
DE10238671A1 (de) | Betätigungspedal für Kraftfahrzeuge | |
DE202012008717U1 (de) | Sensoranordnung zur Messung des Winkels zwischen Sattelzugmaschine und Auflieger | |
WO2001040039A1 (de) | Pedaleinrichtung für ein kraftfahrzeug mit einem wegaufnehmenden sensor | |
DE102008014206B3 (de) | Drehmomentsensierung mittels integrierten Dehnungsmessstreifen | |
WO1998057127A1 (de) | Wegsensor | |
DE102021107573B4 (de) | Magnetorheologische Bremsvorrichtung, insbesondere Bedieneinrichtung | |
DE102021125358A1 (de) | Lenkungsaktuator für ein Steer-by-wire-Lenksystem | |
DE10328753A1 (de) | Vorrichtung zum Messen des Lenkstangenweges einer Kraftfahrzeuglenkung | |
EP0829407A2 (de) | Kolben/Zylinder-Anordnung | |
EP4032783B1 (de) | Lenksäule für ein kraftfahrzeug | |
DE19603648A1 (de) | Vorrichtung zur Ansteuerung des Antriebes eines Fahrzeuges | |
DE102019135030A1 (de) | Magnetorheologische Bremsvorrichtung, insbesondere Bedieneinrichtung | |
EP1436180A1 (de) | Bet tigungspedal f r kraftfahrzeuge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8105 | Search report available | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20111230 |
|
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20120525 |