DE102010056271A1 - Sensor arrangement for detecting axial and rotary position of longitudinally displaceable and rotatable shaft such as switching shaft of hand shift transmission, has linear sensor with two sensor elements - Google Patents

Sensor arrangement for detecting axial and rotary position of longitudinally displaceable and rotatable shaft such as switching shaft of hand shift transmission, has linear sensor with two sensor elements Download PDF

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Abstract

The sensor arrangement (1) has a linear sensor (3) with two sensor elements, which are stationary arranged in longitudinal direction of a shaft (2), particularly in a row, parallel to the shaft and with respect to the shaft. A transmitter element (4) is designed such that at a rotational movement of the shaft executes angle-dependent measuring signal changes in one of the separately evaluated sensor elements.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung zur Erfassung sowohl der Axial- als auch der Drehstellung einer in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle, z. B. einer Schaltwelle eines Handschaltgetriebes.The invention relates to a sensor arrangement for detecting both the axial and the rotational position of a longitudinally displaceable and rotatable shaft, for. B. a shift shaft of a manual transmission.

Mittels der Längs- bzw. translatorischen Bewegung einer derartigen Schaltwelle wird z. B. eine der möglichen Schaltgassen des Handschaltgetriebes ausgewählt. Anschließend wird mittels einer Dreh- bzw. rotatorischen Bewegung der Schaltwelle innerhalb der Schaltgasse ein Schaltvorgang ausgelöst. In typischen Handschaltgetrieben sind in einer Schaltgasse bis zu zwei wählbare Gänge angeordnet, z. B. das Gangpaar „1” und „2” oder das Gangpaar „3” und „4”.By means of the longitudinal or translational movement of such a switching shaft z. B. selected one of the possible shift gates of the manual transmission. Subsequently, a switching operation is triggered by means of a rotary or rotary movement of the switching shaft within the shift gate. In typical manual transmissions up to two selectable gears are arranged in a shift gate, z. B. the gear pair "1" and "2" or the gear pair "3" and "4".

Ist ein Gang erst einmal eingelegt, wird auf einfache Weise aus der resultierenden Geschwindigkeit und der Motordrehzahl das Übersetzungsverhältnis ermittelt und ein Gang zugeordnet.Once a gear has been engaged, the gear ratio is easily determined from the resulting speed and the engine speed and a gear is assigned.

Für verschiedene Steuer- und Überwachungsvorgänge ist es interessant, frühzeitig zu wissen, dass gerade ein Schaltvorgang durchgeführt wird. Zudem kann es für eine Motorsteuerapplikation interessant sein, frühzeitig, d. h. noch vor Eintritt des Kraftschlusses, zu wissen, welcher Gang gerade eingelegt wird bzw. eingelegt werden soll.For various control and monitoring operations, it is interesting to know early on that a shift is in progress. In addition, it may be interesting for a motor control application to start early, d. H. even before the conclusion of the adhesion, to know which gear is currently being inserted or should be inserted.

Es ist bekannt, einen linearen Positionssensor zur Erfassung der translatorischen Bewegung der Schaltwelle bzw. der Schaltgasse und zusätzlich einen Drehwinkelsensor zur Erfassung der rotatorischen Bewegung der Schaltwelle vorzusehen. Die Signale des linearen Positionssensors und des Drehwinkelsensors werden dann in einem Steuergerät verknüpft. Als Ergebnis dieser Verknüpfung steht dann eine eindeutige Position für die gewünschten Applikationen zur Verfügung.It is known to provide a linear position sensor for detecting the translatory movement of the shift shaft or the shift gate and additionally a rotation angle sensor for detecting the rotational movement of the shift shaft. The signals of the linear position sensor and the rotation angle sensor are then linked in a control unit. As a result of this link is then a unique position for the desired applications available.

Bei diesem Stand der Technik ist nachteilig, dass zwei Sensoren, nämlich der lineare Positionssensor und der Drehwinkelsensor, verbaut werden müssen. Hierdurch fallen Kosten für die Sensormontage und Sensorverkabelung doppelt an. Darüber hinaus ist es häufig so, dass die für die beiden Sensoren notwendigen Bauräume im Handschaltgetriebebereich nicht zur Verfügung stehen.In this prior art, it is disadvantageous that two sensors, namely the linear position sensor and the rotation angle sensor, must be installed. As a result, costs for sensor mounting and sensor cabling are doubled. In addition, it is often the case that the space required for the two sensors is not available in the manual transmission range.

In der Patentschrift DE 4415668 ist ein Sensor zur kontaktlosen Erfassung bestimmter Positionen einer axial verschiebbaren und um bestimmte Winkel drehbaren Welle beschrieben. Nachteilig bei der beschriebenen Lösung ist die Mehrdeutigkeit der Information. Dem Augenblickswert des Sensors ist nicht zu entnehmen, ob sich die Welle z. B. in einer Position „G2” befindet oder ob eine translatorische Bewegung zwischen den Schaltgassen ausgeführt wird.In the patent DE 4415668 a sensor for contactless detection of certain positions of an axially displaceable and rotatable by a certain angle shaft is described. A disadvantage of the described solution is the ambiguity of the information. The instantaneous value of the sensor is not apparent whether the shaft z. B. in a position "G2" or whether a translational movement between the shift gates is executed.

Die DE 10 2007 032 972 A beschreibt eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer axialen Verschiebung einer Welle. Das Verfahren verwendet eine weitere Sensoreinrichtung, die Signale liefert, die mit einer zur axialen Verschiebung senkrechten Verschiebung der Welle korrelieren.The DE 10 2007 032 972 A describes a measuring device and a method for detecting an axial displacement of a shaft. The method uses a further sensor device that provides signals that correlate with a displacement of the shaft perpendicular to the axial displacement.

In der DE 19813318 A wird ein Verfahren offenbart, den Drehwinkel einer Welle durch die Messung des winkelabhängigen Abstands zu einer mit der drehbaren Welle verbundenen Exzenterscheibe zu bestimmen. Zusätzlich offenbart diese Schrift die Kompensation von mechanischen Fehlern durch die Verwendung einer Referenzfläche in Bezug auf die radiale Position der Welle.In the DE 19813318 A discloses a method of determining the angle of rotation of a shaft by measuring the angular distance to an eccentric disc connected to the rotatable shaft. In addition, this document discloses the compensation of mechanical errors by the use of a reference surface with respect to the radial position of the shaft.

Die DE 3244891 A beschreibt einen Längensensor mit Spulen. Die Spulen sind längs des Messweges angeordnet und können mittels eines Analogmultiplexers einzeln ausgewählt werden.The DE 3244891 A describes a length sensor with coils. The coils are arranged along the measuring path and can be selected individually by means of an analog multiplexer.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zur Erfassung sowohl der Axial- als auch der Drehstellung einer in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle, z. B. einer Schaltwelle eines Handschaltgetriebes, zu schaffen, bei der mittels eines einzigen Sensors einfach und unkompliziert sowohl die translatorische als auch die rotatorische Bewegung der in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle sicher erfasst werden kann.Based on the above-described prior art, the present invention seeks to provide a sensor arrangement for detecting both the axial and the rotational position of a longitudinally displaceable and rotatable shaft, for. As a switching shaft of a manual transmission, in which by means of a single sensor both simple and straightforward both the translational and the rotational movement of the longitudinally displaceable and rotatable shaft can be detected safely.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoranordnung mit einem Linearsensor mit zumindest zwei Sensorelementen, die in Längsrichtung der Welle, vorzugsweise in einer Reihe, parallel zur Welle und in Bezug auf die Welle ortsfest angeordnet sind, und einem Geberelement gelöst, das so gestaltet ist, dass bei einer rotatorischen Bewegung der Welle eine vom Drehwinkel abhängige eindeutige Messsignalveränderung in zumindest einem der separat auswertbaren Sensorelemente erfolgt.This object is achieved by a sensor arrangement with a linear sensor with at least two sensor elements, which are arranged in the longitudinal direction of the shaft, preferably in a row, parallel to the shaft and with respect to the shaft stationary, and a donor element which is designed so that in the case of a rotational movement of the shaft, a clear measuring signal change, which is dependent on the angle of rotation, takes place in at least one of the separately evaluable sensor elements.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung hat diese eine Messelektronik, die den zumindest zwei Sensorelementen zugeordnet und mittels der jedes der zumindest zwei Sensorelemente separat auswertbar ist, wobei das Geberelement an der Welle angeordnet und mit dieser verschieblich und drehbar ist und mittels des Geberelements in den zumindest zwei Sensorelementen jeweils ein Signal erzeugbar ist, das einen für die Verschiebung der Welle in Längsrichtung und für die Drehstellung der Welle charakteristischen und eindeutigen Signalverlauf aufweist.According to an advantageous development of the sensor arrangement according to the invention, the latter has measuring electronics which are assigned to the at least two sensor elements and can be evaluated separately by means of each of the at least two sensor elements, wherein the transmitter element is arranged on the shaft and displaceable and rotatable therewith and by means of the transmitter element into the sensor at least two sensor elements in each case a signal can be generated, which has a characteristic of the displacement of the shaft in the longitudinal direction and for the rotational position of the shaft and unique waveform.

Zu den Sensorelementen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung ist folgendes auszuführen:
Vorteilhaft sind die Sensorelemente des Sensors mechanisch, magnetisch oder kapazitiv ausgelegt und als Messtaster, Spulen, Induktivsensorelemente, Wirbelstromsensorelemente, vorzugsweise magnetisch vorgespannte Hall-Sensorelemente, kapazitive Sensorelemente od. dgl. ausgebildet. For the sensor elements of the sensor arrangement according to the invention, the following should be stated:
Advantageously, the sensor elements of the sensor are mechanically, magnetically or capacitively designed and designed as measuring probes, coils, inductive sensor elements, eddy current sensor elements, preferably magnetically biased Hall sensor elements, capacitive sensor elements or the like.

Grundlage für die erfindungsgemäße Lösung ist in jedem Fall das Vorhandensein eines Geberelements, das in der Lage ist, in den Sensorelementen eine reproduzierbare Messsignalveränderung zu erzeugen.The basis for the solution according to the invention is in any case the presence of a donor element which is able to generate a reproducible measurement signal change in the sensor elements.

Das Geberelement ist mit demjenigen Objekt fest verbunden, dessen Position in Bezug auf ein weiteres Objekt bestimmt werden soll. Der Sensor wiederum ist fest mit diesem weiteren Objekt verbunden.The encoder element is firmly connected to the object whose position is to be determined with respect to another object. The sensor in turn is firmly connected to this further object.

Im Fall eines Handschaltgetriebes ist das Geberelement mit der Schaltwelle fest verbunden. Der Sensor ist mit dem Getriebegehäuse fest verbunden. In dieser Anordnung wird somit die Position der Schaltwelle in Bezug auf das Getriebegehäuse ermittelt.In the case of a manual transmission, the transmitter element is firmly connected to the shift shaft. The sensor is firmly connected to the gearbox housing. In this arrangement, the position of the shift shaft is thus determined with respect to the transmission housing.

Die reproduzierbare Wirkung des Geberelements auf die Sensorelemente und damit auf die Messsignale im Sinne einer Messsignaländerung, kann auf verschiedene, dem Fachmann bekannte Art und Weise erreicht werden.The reproducible effect of the donor element on the sensor elements and thus on the measurement signals in the sense of a measurement signal change can be achieved in various ways known to the person skilled in the art.

Bei der Verwendung mechanisch tastender Sensorelemente ist der Abstand der Kontur des Geberelements vom abtastenden Sensorelement an der Position der Abtastung die das Messsignal verändernde Eigenschaft des Geberelements.When mechanically probing sensor elements are used, the distance of the contour of the transmitter element from the scanning sensor element at the position of the scanning is the property of the transmitter element which changes the measuring signal.

Bei der Verwendung einer Kombination aus einem ferromagnetischen Geberelement und induktiven Sensorelementen gibt es verschiedene Möglichkeiten, durch die Gestaltung und Ausprägung des ferromagnetischen Geberelements einen Einfluss auf das Messsignal zu erreichen.When using a combination of a ferromagnetic donor element and inductive sensor elements, there are various possibilities to achieve an influence on the measurement signal by the design and expression of the ferromagnetic donor element.

Ortsabhängig kann der Abstand des Geberelements und/oder die wirksame Materialmenge variiert werden. Auch die gezielte Kombination von Materialien mit unterschiedlichen Permeabilitäten kann die gewünschte positionsabhängige Variation der in den Sensorelementen erfassten Messsignale erzeugen.Depending on the location, the distance of the donor element and / or the effective amount of material can be varied. The targeted combination of materials with different permeabilities can also produce the desired position-dependent variation of the measurement signals detected in the sensor elements.

Eine mögliche Ausgestaltung ist eine vom Drehwinkel abhängige Veränderung des Abstandes zum Sensorelement. Mit zunehmendem Abstand verringert sich der ferromagnetische Einfluss des Geberelements auf das induktive Sensorelement und damit wird das am Sensorelement erfasste Messsignal kleiner.One possible embodiment is a rotation angle-dependent change in the distance to the sensor element. As the distance increases, the ferromagnetic influence of the transmitter element on the inductive sensor element decreases and thus the measurement signal detected on the sensor element becomes smaller.

Eine weitere Ausgestaltung besteht in einer Gebergeometrie, bei der in Abhängigkeit des Drehwinkels die Menge des ferromagnetischen Materials im Feldbereich des induktiven Sensorelements bzw. der Spule variiert, z. B. dadurch, dass die Breite des Geberelements nicht konstant ist. Eine größere Menge ferromagnetischen Materials führt zu einer Zunahme der Messsignals.A further embodiment consists in a Gebergeometrie, in which the amount of ferromagnetic material in the field region of the inductive sensor element or the coil varies depending on the angle of rotation, for. B. in that the width of the donor element is not constant. A larger amount of ferromagnetic material leads to an increase in the measurement signal.

Es ist weiterhin möglich, beide o. g. Ausgestaltungsmöglichen zu kombinieren.It is still possible, both o. G. To combine design possibilities.

Statt der Kombination eines ferromagnetischen Geberelements mit einem induktiven Sensor, bei der die Veränderung der Induktivität des Sensorelementes oder die Änderung des magnetischen Flusses gemessen wird, ist auch die Kombination eines elektrisch leitfähigen Geberelements mit einem induktiv wirkenden Wirbelstromsensor anwendbar. Bei diesen Wirbelstromsensoren wird i. d. R. die unterschiedliche Bedämpfung eines Schwingkreises gemessen. Die Auswirkung auf das Messsignal hängt wiederum von der Leitfähigkeit des Gebermaterials ab. Für die erfindungsgemäße Anwendung kann wiederum das, in diesem Fall leitfähige, Geberelement so gestaltet werden, dass sich eine positionsabhängige Wirkung auf das Messsignal ergibt. Diese positionsabhängige Wirkung kann erreicht werden, indem man den Abstand zwischen Geberelement und Wirbelstromsensorelement und/oder die wirksame Fläche des Geberelements im Erfassungsbereich des Wirbelstromsensorelements positionsabhängig variiert.Instead of combining a ferromagnetic donor element with an inductive sensor, in which the change in the inductance of the sensor element or the change in the magnetic flux is measured, the combination of an electrically conductive donor element with an inductively acting eddy current sensor is applicable. In these eddy current sensors i. d. R. measured the different damping of a resonant circuit. The effect on the measurement signal in turn depends on the conductivity of the donor material. For the application according to the invention, in turn, the donor element which is conductive in this case can be designed such that a position-dependent effect on the measurement signal results. This position-dependent effect can be achieved by varying the distance between the transmitter element and eddy current sensor element and / or the effective area of the transmitter element in the detection range of the eddy current sensor element in a position-dependent manner.

Die Grundfunktion der erfindungsgemäßen Sensoranordnung wird mit einem Linearsensor, bestehend aus längs des Messweges angeordneten einzeln auswertbaren Sensorelementen, und einem Geberelement realisiert, das so gestaltet ist, dass bei einer rotatorischen Bewegung eine vom Drehwinkel abhängige eindeutige Messsignalveränderung in zumindest einem der separat auswertbaren Sensorelemente erfolgt.The basic function of the sensor arrangement according to the invention is realized with a linear sensor consisting of individually evaluatable sensor elements arranged along the measuring path and a transmitter element which is designed such that, in the case of a rotary movement, a clear measuring signal change dependent on the rotation angle takes place in at least one of the separately evaluable sensor elements.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgebildet, dass die zumindest zwei separat auswertbaren Sensorelemente die axiale Verschiebung der Welle über zumindest ein an der Welle befestigtes Geberelement erfassen.The inventive device is designed so that the at least two separately evaluable sensor elements detect the axial displacement of the shaft via at least one attached to the shaft donor element.

Um die axiale Verschiebung erfassen zu können, ist das Geberelement so gestaltet, dass in den separat auswertbaren Sensorelementen der axialen Verschiebung entsprechende unterschiedliche Messsignale erzeugt werden.In order to be able to detect the axial displacement, the transmitter element is designed so that correspondingly different measurement signals are generated in the separately evaluatable sensor elements of the axial displacement.

Das Geberelement kann z. B. ein Absatz in der Welle sein. Im Falle von mehreren Sensorelementen bewegt sich das Geberelement an den einzelnen Sensorelementen vorbei. Aus der Verarbeitung aller separaten Messwerte kann die axiale Position der Welle berechnet werden. The donor element can, for. B. be a paragraph in the shaft. In the case of several sensor elements, the transmitter element moves past the individual sensor elements. From the processing of all separate measured values, the axial position of the shaft can be calculated.

Zur Erfassung auch der rotatorischen Bewegung der Welle wird erfindungsgemäß diese die Grundfunktion realisierende Linearsensoranordnung dadurch erweitert, dass das Geberelement nicht rotatationssymmetrisch ist, sondern über den Umfangswinkel, zumindest in dem messtechnisch zu erfassenden Winkelbereich, eine Modifikation erfährt.In order to detect the rotational movement of the shaft as well, this linear sensor arrangement realizing the basic function is extended by the fact that the transmitter element is not rotationally symmetric but undergoes a modification via the circumferential angle, at least in the angular range to be measured.

Dies kann z. B. eine winkelabhängige Höhe des Geberelementes in dem zu erfassenden Winkelbereich sein. Jeder Höhe kann damit eindeutig ein Winkel zugeordnet werden.This can be z. B. be an angle-dependent height of the donor element in the angular range to be detected. Each height can thus be clearly assigned an angle.

Um bei im Kraftfahrzeugbereich u. U. schwierigen Umgebungsverhältnissen zuverlässige Messungen zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn das Geberelement so gestaltet ist, dass aus der Kombination der mindestens zwei einzelnen an den Sensorelementen erfassten Messsignale unter Verzicht der Auswertung von absoluten Messwerten, sowohl die axiale Position als auch der Drehwinkel der Welle bestimmt werden kann.To u in motor vehicle u. U. difficult environmental conditions to ensure reliable measurements, it is advantageous if the donor element is designed so that from the combination of at least two individual detected at the sensor elements measuring signals waiving the evaluation of absolute measurements, both the axial position and the rotation angle of Wave can be determined.

Zum Beispiel ändert sich die Permeabilität eines aus Stahl ST37 hergestellten ferromagnetischen Geberelementes im Temperaturbereich von –40 Grad C bis 150 Grad C um ca. 23 Dieses Verhalten kann mittels der Messung der Temperatur im Sensor kompensiert werden, wobei jedoch niemals sichergestellt ist, dass die Temperatur im Sensorgehäuse der Temperatur des Geberelementes im Handschaltgetriebe entspricht. Eine entsprechende Übereinstimmung ist sogar eher unwahrscheinlich. Weitere Messfehler entstehen durch die Temperaturabhängigkeit der Sensorelemente und der Auswerteelektronik.For example, the permeability of a ferromagnetic donor element made of steel ST37 changes by about 23 in the temperature range of -40 degrees C to 150 degrees C. This behavior can be compensated by measuring the temperature in the sensor, but never ensuring that the temperature in the sensor housing corresponds to the temperature of the donor element in the manual transmission. A similar match is even unlikely. Further measurement errors are caused by the temperature dependence of the sensor elements and the evaluation electronics.

Vorbenannte Probleme werden im Falle der erfindungsgemäßen Sensoranordnung dadurch gelöst, dass die Sensoranordnung für die Ermittelung der Winkelposition über eine oder mehrere Bezugsflächen verfügt um hiermit die Temperatureinflüsse zu erfassen und zu kompensieren.The aforementioned problems are solved in the case of the sensor arrangement according to the invention in that the sensor arrangement for the determination of the angular position has one or more reference surfaces in order to detect and compensate for the temperature influences.

Hierzu wird die mindestens eine Bezugsfläche so angeordnet und ausgestaltet, dass die Erfassung des Bezugswertes mit mindestens einem der separat auswertbaren Sensorelemente der Sensoranordnung erfolgen kann. Insbesondere ist nicht vorgesehen, eine zusätzliche Sensorvorrichtung zu verwenden.For this purpose, the at least one reference surface is arranged and designed so that the detection of the reference value can be carried out with at least one of the separately evaluable sensor elements of the sensor arrangement. In particular, it is not intended to use an additional sensor device.

Die mindestens eine Bezugsfläche ist dafür fest mit der Welle in einem festen, bekannten axialen Abstand zum Geberelement befestigt.The at least one reference surface is firmly attached to the shaft in a fixed, known axial distance from the donor element.

Nach der Bestimmung der axialen Position des Geberelements ist automatisch die Position der Referenzflächen mitbestimmt, da der Abstand zwischen der Position des Geberelements und der der Referenzflächen mechanisch fest vorgegeben und bekannt ist.After the determination of the axial position of the donor element, the position of the reference surfaces is automatically determined, since the distance between the position of the donor element and that of the reference surfaces is mechanically fixed and known.

Ebenso kann es selbstverständlich möglich sein, die axiale Position einer Bezugsfläche zu ermitteln und hier aus die Position des Geberelements abzuleiten.Likewise, it may of course be possible to determine the axial position of a reference surface and to derive the position of the donor element here.

Es ist vorteilhaft, wenn mindestens eine der Bezugsflächen über denjenigen Drehwinkelbereich der Welle, in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle erfasst werden sollen, einen weitgehend konstanten Abstand zum Sensor aufweist.It is advantageous if at least one of the reference surfaces has a largely constant distance from the sensor over the rotational angle range of the shaft in which different rotational positions of the shaft are to be detected.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Bezugsfläche mit dem im wesentlichen konstanten Abstand zum Sensor immer einen kleineren Abstand zum Sensor, als die weiteren separat abzutastenden Konturen. Die Bestimmung der Position dieser Bezugsfläche erfolgt dann mit einem vergleichsweise einfach Maximal-Wert bzw. Minimal-Wert-Such-Algorithmus.In an advantageous embodiment, the reference surface with the substantially constant distance to the sensor always has a smaller distance from the sensor than the other contours to be scanned separately. The determination of the position of this reference surface then takes place with a comparatively simple maximum value or minimum value search algorithm.

Mit dieser Auslegung ist es nunmehr vergleichsweise wenig aufwendig, aus den Messsignalen der diskreten Sensorelemente dasjenige Signal zu ermitteln, das dieser Bezugsfläche zuzuordnen ist.With this design, it is now relatively inexpensive to determine from the measurement signals of the discrete sensor elements that signal which is assigned to this reference surface.

Aus dem Verhältnis zwischen dem der Bezugsfläche zugeordneten Messsignal und dem der mindestens einen Geberelement-Kontur mit einem winkelabhängig variablen Abstand zugeordneten Messsignal kann eine Auswertelektronik, z. B. über eine vorberechnete Look-Up-Tabelle, den Drehwinkel der Welle bestimmen.From the relationship between the reference surface associated with the measurement signal and the at least one encoder element contour with an angle-dependent variable distance associated measurement signal can be an electronic evaluation, z. B. via a precalculated look-up table, determine the rotation angle of the shaft.

Da der Temperaturgang des die Bezugsfläche erfassenden Sensorelements und der Temperaturgang des das Signal der mindestens einen Geberelement-Kontur mit einem winkelabhängig variablen Abstand erfassenden Sensorelements gleich sind, ist das Verhältnis der Sensorwerte von der Temperatur und der Permeabilität des ferromagnetischen Gebermaterials unabhängig.Since the temperature variation of the sensor element detecting the reference surface and the temperature characteristic of the sensor element detecting the signal of the at least one sensor element contour with an angle-dependent variable distance are the same, the ratio of the sensor values is independent of the temperature and the permeability of the ferromagnetic sensor material.

Wenn das Geberelement in einer weiteren Ausgestaltung zwei Messflächen aufweist, deren Abstand zum Sensor sich in demjenigen Drehwinkelbereich der Welle, in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle erfasst werden sollen, gegenläufig ändert, werden zwei gegenläufige Messsignale generiert, wodurch eine bessere Auflösung des Drehwinkels der Welle möglich ist oder bei sicherheitsrelevanten Applikationen eine Signalredundanz und damit eine höhere Sicherheit in der Auswertung erreicht wird.If, in a further embodiment, the sensor element has two measuring surfaces whose distance from the sensor changes in the opposite direction in the rotational angle range of the shaft in which different rotational positions of the shaft are to be detected, two counter-rotating measuring signals are generated, resulting in a better resolution of the sensor Rotation angle of the shaft is possible or in safety-related applications a signal redundancy and thus a higher security in the evaluation is achieved.

Das Geberelement kann zwei Messflächen aufweisen, von denen die erste bzw. die zweite in einem ersten bzw. zweiten Teilbereich desjenigen Drehwinkelbereichs der Welle, in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle erfasst werden sollen, einen weitgehend konstanten Abstand zum Sensor aufweist. Hierbei ist es möglich, jeweils ein Bezugsignal zu erhalten, wobei das Signal einer Messfläche sich in demjenigen Bereich mit dem Abstand zum Sensor ändert, in dem das Signal der anderen Messfläche gleich bleibt und umgekehrt. Eine zusätzliche Bezugsfläche kann dann entfallen.The transmitter element may have two measuring surfaces, of which the first or the second has a largely constant distance to the sensor in a first or second partial region of that rotational angle range of the shaft in which different rotational positions of the shaft are to be detected. In this case, it is possible to obtain a respective reference signal, wherein the signal of a measuring surface changes in the region with the distance to the sensor in which the signal of the other measuring surface remains the same and vice versa. An additional reference surface can then be omitted.

Wenn die Messfläche bzw. die Messflächen des Geberelements in der Leerlaufposition des Handschaltgetriebes den geringsten Abstand zum Sensor aufweist bzw. aufweisen, ist die Signalauflösung genau im Bereich der Leerlaufposition des Handschaltgetriebes am größten, in der die höchsten Anforderungen an die Signalauflösung und die Genauigkeit der Sensoranordnung gestellt werden.If the measuring surface or the measuring surfaces of the transmitter element in the idle position of the manual transmission has or have the smallest distance to the sensor, the signal resolution is exactly in the range of the idle position of the manual transmission in which the highest demands on the signal resolution and the accuracy of the sensor array be put.

Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn die Modifikation des Geberelementes über den Drehwinkel nicht konstant ausgeführt ist, sondern in den Bereichen, wo eine größere Auflösung gefordert ist, stärker ausgeprägt ist als in den Bereichen, wo nur eine geringere Auflösung gefordert ist.Further, it may be advantageous if the modification of the donor element is not constant over the rotation angle, but in the areas where greater resolution is required, is more pronounced than in the areas where only a lower resolution is required.

Bei einem Handschaltgetriebe ist im Bereich der Neutralstellung eine hohe Auflösung gefordert. Im Bereich der Gang-Endlagen ist nur eine sehr geringe Auflösung gefordert. Somit ist es vorteilhaft, die Modifikation über den Drehwinkel im Bereich der Neutralstellung stärker auszuführen, als im Bereich der Gang-Endlagen.In a manual transmission, a high resolution is required in the region of the neutral position. In the area of the gear limit positions only a very low resolution is required. Thus, it is advantageous to carry out the modification over the rotation angle in the region of the neutral position stronger than in the region of the gear end positions.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist jeder Haupt-Axialposition bzw. Schaltgasse einer Schaltwelle eines Handschaltgetriebes mindestens ein Sensorelement des Sensors zugeordnet.According to a further advantageous embodiment, each main axial position or shift gate of a shift shaft of a manual transmission is associated with at least one sensor element of the sensor.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Signalverarbeitung der Sensoranordnung bzw. des Sensors wird erreicht, wenn mittels ihr, z. B. mittels eines ihr zugeordneten Prozessors, eine nicht lineare Abhängigkeit des Abstands zwischen Geberelement und Sensor einerseits und charakteristischem Signalverlauf andererseits programmtechnisch linearisierbar ist.An advantageous embodiment of the signal processing of the sensor arrangement or the sensor is achieved if by means of her, z. B. by means of its associated processor, a non-linear dependence of the distance between the transmitter element and sensor on the one hand and characteristic signal on the other hand programmatically linearizable.

Wenn der Sensor aus induktiven Sensorelementen ausgebildet ist, ist es zweckmäßig, das während der Messung jeweils zwei induktive Sensorelemente gegenläufig in Reihe geschaltet sind, so dass sich durch Fremdfelder induzierte Störspannungen aufheben.If the sensor is formed from inductive sensor elements, it is expedient that two inductive sensor elements are connected in series in opposite directions during the measurement so that interference voltages induced by extraneous fields cancel each other out.

Eine größere Störsicherheit und eine höhere Signalauflösung wird erreicht, wenn das magnetische Feld durch ferromagnetische Spulenkörper und Leitkörper in zumindest einem Teil des Magnetfeldes, der nicht Wesentlich für die Messung der Gebergeometrie ist, geführt wird.A greater immunity to interference and a higher signal resolution is achieved when the magnetic field is guided by ferromagnetic bobbins and guide bodies in at least part of the magnetic field which is not essential for the measurement of the Gebergeometrie.

Vorteilhaft ist in der Signalverarbeitung ein Algorithmus installiert, z. B. in Form einer vorbereiteten Look-Up-Tabelle, mittels dem die Messwerte in eine Drehstellung der Welle umrechenbar ist.Advantageously, an algorithm is installed in the signal processing, for. B. in the form of a prepared look-up table, by means of which the measured values can be converted into a rotational position of the shaft.

Um auch für Positionen zwischen den einzelnen Sensorelementen den Drehwinkel bestimmen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der in der Signalverarbeitung installierte Algorithmus, vorzugsweise in Form einer dreidimensionalen Look-Up-Tabelle, erweitert ist. Wenn bei diesen Ausführungsformen der Speicherbedarf reduziert werden soll, ist es möglich, die Anzahl der Look-Up-Tabellen zu beschränken und für Zwischenpositionen eine Interpolation zwischen den Look-Up-Tabellen durchzuführen.In order to be able to determine the angle of rotation for positions between the individual sensor elements, it is expedient if the algorithm installed in the signal processing, preferably in the form of a three-dimensional look-up table, is expanded. In these embodiments, if the memory requirement is to be reduced, it is possible to limit the number of look-up tables and to perform interpolation between the look-up tables for intermediate positions.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung kann über ein beliebiges Protokoll die axiale Position und den Drehwinkel an weitere Steuergeräte übertragen.The sensor arrangement according to the invention can transmit the axial position and the angle of rotation to further control devices via any desired protocol.

Vorteilhafterweise findet bereits im Sensor eine Klassifizierung der augenblicklichen Position statt. Diese diskreten Informationen können dann über eine verhältnismäßig günstige und robuste PWM-Schnittstelle an weitere Steuergeräte übertragen werden.Advantageously, a classification of the instantaneous position already takes place in the sensor. This discrete information can then be transmitted via a relatively cheap and robust PWM interface to other control devices.

Vorgeschlagen wird eine Klassifizierung mit folgender Einteilung bei einem beispielhaften Sechs-Gang-Setriebe.A classification is proposed with the following classification in an exemplary six-speed transmission.

Endposition Rückwärtsgang, Neutral, Endposition Gang 1, Endposition Gang 2, Endposition Gang 3, Endposition Gang 4, Endposition Gang 5, Endposition Gang 6, Zwischenposition Neutral – Endposition Gang 1, Zwischenposition Neutral – Endposition Gang 2, Zwischenposition Neutral – Endposition Gang 3, Zwischenposition Neutral – Endposition Gang 4, Zwischenposition Neutral – Endposition Gang 5, Zwischenposition Neutral – Endposition Gang 6, Zwischenposition Neutral – Endposition Rückwärtsgang.End position Reverse gear, Neutral, End position Gear 1, End position Gear 2, End position Gear 3, End position Gear 4, End position Gear 5, End position Gear 6, Intermediate position Neutral - End position Gear 1, Intermediate position Neutral - End position Gear 2, Intermediate position Neutral - End position Gear 3, Intermediate position neutral - final position gear 4, intermediate position neutral - final position gear 5, intermediate position neutral - final position gear 6, intermediate position neutral - end position reverse gear.

Vorteilhafter Weise wird vor der Ausgabe eines Signals die Integrität der Sensorsignale geprüft. Dies gestaltet sich bei einem Sensor mit mehreren separat erfassbaren analogen Sensorelementen relativ einfach. In Abhängigkeit der Auslegung des Geberelements ergibt eine sequentielle Abfrage der Sensorelemente typische positionsabhängige Signalverläufe. Diese können im Sensor zusammen mit einem zulässigen Toleranzband hinterlegt sein. Ergibt die programmtechnische Überprüfung, dass die sequentiell ermittelten Sensorwerte nicht innerhalb dieses definierten Toleranzbandes liegen, so gibt der Sensor eine Fehlermeldung aus.Advantageously, the integrity of the sensor signals is checked prior to the output of a signal. This is relatively easy with a sensor having a plurality of separately detectable analog sensor elements. Depending on the design the donor element results in a sequential query of the sensor elements typical position-dependent waveforms. These can be stored in the sensor together with a permissible tolerance band. If the program check reveals that the sequentially determined sensor values are not within this defined tolerance band, the sensor issues an error message.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung sowohl der Axial- als auch der Drehstellung einer in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle; 1 a schematic diagram of an embodiment of a sensor arrangement according to the invention for detecting both the axial and the rotational position of a longitudinally displaceable and rotatable shaft;

2 eine perspektivische Darstellung eines Sensors der in 1 gezeigten Sensoranordnung; 2 a perspective view of a sensor of in 1 shown sensor arrangement;

3 eine Darstellung des in 2 gezeigten Sensors von der Unterseite her; 3 a representation of the in 2 shown sensor from the bottom;

4 eine perspektivische Darstellung eines Geberelements der in 1 gezeigten Sensoranordnung; 4 a perspective view of a donor element of in 1 shown sensor arrangement;

5 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung; 5 a further illustration of the sensor arrangement according to the invention;

6 das Zusammenwirken von Sensorelementen des Sensors mit dem Geberelement der Sensoranordnung; 6 the interaction of sensor elements of the sensor with the sensor element of the sensor arrangement;

7 ein Geberelement bei dem die Höhe über den Winkel variiert; 7 a donor element in which the height varies over the angle;

8 ein Geberelement, bei dem die Breite über den Drehwinkel variiert; 8th a donor element in which the width varies over the angle of rotation;

9 ein Geberelement, bei dem die Breite einer Aussparung über den Winkel variiert; 9 a donor element in which the width of a recess varies over the angle;

10 ein Geberelement, bei dem eine ferromagnetische Folie auf ein nicht ferromagnetisches Element aufgeklebt ist; 10 a donor element in which a ferromagnetic film is adhered to a non-ferromagnetic element;

11 ein Geberelement, entsprechend 7, das um eine Bezugsfläche mit konstanter Höhe im zu erfassenden Drehwinkelbereich erweitert ist; 11 a donor element, accordingly 7 which is extended by a reference surface of constant height in the rotation angle range to be detected;

12 das in 11 gezeigte Geberelement in einer anderen Ansicht; 12 this in 11 donor element shown in another view;

13 das in 11 gezeigte Geberelement in einer weiteren Perspektive; 13 this in 11 shown donor element in another perspective;

14 ein Geberelement, entsprechend 8, das um eine Bezugsfläche mit konstanter Breite im zu erfassenden Drehwinkelbereich erweitert ist; 14 a donor element, accordingly 8th which is extended by a reference surface of constant width in the rotation angle range to be detected;

15 ein Geberelement, entsprechend 9, das rechts und links der Aussparung Flächen mit konstanter Höhe aufweist, die als Bezugsfläche verwendet werden können; und 15 a donor element, accordingly 9 comprising, to the right and left of the recess, surfaces of constant height which can be used as a reference surface; and

16 ein Geberelement, entsprechend 10, das um eine Folie mit konstanter Breite im zu erfassenden Drehwinkelbereich erweitert ist. 16 a donor element, accordingly 10 , which is extended by a film with a constant width in the rotation angle range to be detected.

Eine im Folgenden anhand der 1 bis 6 näher erläuterte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 dient der Erfassung sowohl der Axial- als auch der Drehstellung einer in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle 2. Bei der Welle 2 kann es sich insbesondere um eine Schaltwelle 2 eines im übrigen nicht dargestellten Handschaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs handeln.One below based on the 1 to 6 explained in more detail embodiment of a sensor arrangement according to the invention 1 serves to detect both the axial and the rotational position of a longitudinally displaceable and rotatable shaft 2 , At the wave 2 it may in particular be a shift shaft 2 act of a not shown manual transmission of a motor vehicle.

Mittels der Längs- bzw. translatorischen Bewegung dieser Schaltwelle 2 wird eine der möglichen Schaltgassen des Handschaltgetriebes ausgewählt. In typischen Handschaltgetrieben üblicher Bauart sind in einer dieser Schaltgassen bis zu zwei wählbare Gänge angeordnet, z. B. das Gangpaar „1” und „2”, das Gangpaar „3” und „4”, und das Gangpaar „5” und „R”. Nach dem Auswählen der Schaltgasse wird durch eine Drehung der Welle um ihre Längs- bzw. Rotationsachse innerhalb der ausgewählten Schaltgasse der gewünschte Gang ausgewählt.By means of the longitudinal or translational movement of this switching shaft 2 one of the possible shift gates of the manual transmission is selected. In typical manual transmissions of conventional design up to two selectable gears are arranged in one of these shift gates, z. B. the gear pair "1" and "2", the gear pair "3" and "4", and the gear pair "5" and "R". After selecting the shift gate, the desired gear is selected by rotating the shaft about its longitudinal axis within the selected shift gate.

Um bei einer Umschaltung in einen anderen Gang möglichst frühzeitig zu erkennen, welcher Gang eingelegt werden soll, hat die Sensoranordnung 1 einen Sensor 3 und ein Geberelement 4.In order to recognize when switching to another gear as early as possible, which gear should be engaged, the sensor assembly has 1 a sensor 3 and a donor element 4 ,

Der Sensor 3 ist, wie sich am besten aus 5 ergibt, ortsfest in Bezug auf die Schaltwelle 2 angeordnet. Das Geberelement 4 ist in geeigneter Weise an der Schaltwelle 2 befestigt und demgemäß mit dieser sowohl in deren Längsrichtung verschieblich als auch – bei einer Rotation der Schaltwelle 2 um deren Rotationsachse – um diese Rotationachse dreh- bzw. schwenkbar.The sensor 3 is how to look best 5 results, fixed in relation to the switching shaft 2 arranged. The donor element 4 is suitably on the switching shaft 2 fixed and accordingly with this both in the longitudinal direction displaceable and - at a rotation of the shift shaft 2 about its axis of rotation - rotatable or pivotable about this axis of rotation.

Zu dem Sensor 3 gehören, wie sich am besten aus den 3 und 6 ergibt, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Sensorelemente 5, die in Längsrichtung der Schaltwelle 2 in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Bei einer translatorischen bzw. Längsverschiebung der Welle 2 wird somit das Geberelement 4 längs der in einer Reihe angeordneten Sensorelemente 5 des Sensors 3 bewegt. Innerhalb des Sensors 3 der Sensoranordnung 1 ist eine in den Figuren nicht im Einzelnen dargestellte Signalverarbeitung vorgesehen, die den im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Sensorelementen 5 zugeordnet ist. Mittels dieser Signalverarbeitung kann jedes der Sensorelemente 5 separat ausgewertet werden.To the sensor 3 belong, as best of the 3 and 6 results in the illustrated embodiment six sensor elements 5 , in the longitudinal direction of the switching shaft 2 arranged in a row one behind the other. In a translational or longitudinal displacement of the shaft 2 thus becomes the donor element 4 along the arranged in a row sensor elements 5 of the sensor 3 emotional. Inside the sensor 3 the sensor arrangement 1 is not one in the figures in detail illustrated signal processing provided, which in the illustrated embodiment six sensor elements 5 assigned. By means of this signal processing, each of the sensor elements 5 be evaluated separately.

Die Sensorelemente 5 des Sensors 3 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1 als induktive Sensorelemente 5 in Form bestromter Spulen ausgebildet. Diese induktiven Sensorelemente 5 haben ein Magnetfeld, das in den Messbereich des Sensors 3 austritt. Wenn in dieses Magnetfeld ein ferromagnetischer Werkstoff hinein gerät, so kann mit der Auswerteschaltung, die in der Signalverarbeitung des Sensors 3 vorgesehen ist, die Änderung der Spuleninduktivität für jedes der Sensorelemente 5 gemessen werden. Diese Änderung der Spuleninduktivität jedes der Sensorelemente 5 ist bei dem Geberelement 4 im Wesentlichen vom Abstand zwischen diesem Geberelement 4 einerseits und den Sensorelementen 5 des Sensors 3 andererseits abhängig.The sensor elements 5 of the sensor 3 are the sensor arrangement in the illustrated embodiment 1 as inductive sensor elements 5 formed in the form of energized coils. These inductive sensor elements 5 have a magnetic field in the measuring range of the sensor 3 exit. If a ferromagnetic material gets into this magnetic field, the evaluation circuit used in the signal processing of the sensor can be used 3 is provided, the change of the coil inductance for each of the sensor elements 5 be measured. This change in coil inductance of each of the sensor elements 5 is with the donor element 4 essentially the distance between this donor element 4 on the one hand and the sensor elements 5 of the sensor 3 on the other hand dependent.

Das Geberelement 4 erzeugt somit in den Sensorelementen 5 des Sensors 3 jeweils ein Signal, wobei der Signalverlauf dieses Signals für die Verschiebung der Welle 2 in Längsrichtung und für die Drehstellung der Welle 2 charakteristisch ist. Zur Signalverarbeitung des Sensors 3 gehört ein Prozessor, der eine nicht lineare Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Geberelement 4 und den Sensorelementen 5 des Sensors 3 programmtechnisch linearisieren kann.The donor element 4 thus generates in the sensor elements 5 of the sensor 3 each one signal, the waveform of this signal for the displacement of the shaft 2 in the longitudinal direction and for the rotational position of the shaft 2 is characteristic. For signal processing of the sensor 3 includes a processor that has a non-linear dependence of the distance between the donor element 4 and the sensor elements 5 of the sensor 3 can linearize the program.

Die als bestromte Spulen ausgebildeten induktiven Sensorelemente 5 des Sensors 3 sind zur Erhöhung der Induktivität auf einen Wickelkörper bzw. -kern aus einem ferromagnetischen Werkstoff aufgewickelt. Hierdurch kann die Empfindlichkeit der in der Signalverarbeitung vorgesehenen Auswerteschaltung geringer ausfallen.The trained as energized coils inductive sensor elements 5 of the sensor 3 are wound to increase the inductance on a winding body or core of a ferromagnetic material. As a result, the sensitivity of the evaluation circuit provided in the signal processing can be lower.

Die Signale der einzelnen Sensorelemente 5 werden in der in der Signalverarbeitung integrierten Auswerteschaltung mittels eines aufgabenspezifischen Algorithmus bewertet.The signals of the individual sensor elements 5 are evaluated in the evaluation circuit integrated in the signal processing by means of a task-specific algorithm.

Zunächst ist die Position des Geberelements 4 entlang der Anordnung der Sensorelemente 5 des Sensors 3 zu bestimmen. Sofern jeder möglichen diskreten Position der Welle 2 und damit des Geberelements 4 ein eindeutiges Sensorelement 5 zugeordnet ist, besteht der vorstehend erwähnte Algorithmus lediglich darin, die beiden Sensorelemente 5 zu finden, deren Signale den geringsten Abstand anzeigen. Diese können dann eindeutig einer Gasse zugeordnet werden. In diesem Fall kann eine Linearisierung entfallen.First, the position of the donor element 4 along the arrangement of the sensor elements 5 of the sensor 3 to determine. Unless any possible discrete position of the shaft 2 and thus the donor element 4 a unique sensor element 5 is assigned, the above-mentioned algorithm consists only in the two sensor elements 5 whose signals indicate the shortest distance. These can then be clearly assigned to a lane. In this case, a linearization can be omitted.

Auch Zwischenpositionen zwischen den einzelnen Sensorelementen 5 können durch einen Interpolationsalgorithmus einfach bestimmt werden.Also intermediate positions between the individual sensor elements 5 can be easily determined by an interpolation algorithm.

Bei einem derart gestalteten Linearsensor liegt der Vorteil vor, dass das Ergebnis der Interpolation in einem weiten Bereich unabhängig vom Abstand zwischen Sensor 3 und Geberelement 4 ist.In such a designed linear sensor has the advantage that the result of interpolation in a wide range regardless of the distance between the sensor 3 and donor element 4 is.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Geberelement 4 so gestaltet, dass der Abstand zwischen dem Sensor 3 bzw. dessen Sensorelementen 5 und dem Geberelement 4 in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Welle 2 variiert; die Induktivität der Sensorelemente 5 des Sensors 3 ist somit abhängig vom jeweiligen Drehwinkel der Schaltwelle 2.In the illustrated embodiment, the donor element 4 designed so that the distance between the sensor 3 or its sensor elements 5 and the donor element 4 depending on the angle of rotation of the shaft 2 varies; the inductance of the sensor elements 5 of the sensor 3 is thus dependent on the respective angle of rotation of the switching shaft 2 ,

Wenn, wie beispielsweise in einem Handschaltgetriebe, in translatorischer Richtung der Schaltwelle 2 nur wenige diskrete Positionen in Form von Schaltgassen vorliegen und jeder dieser diskreten Positionen der Schaltwelle 2 eindeutig zwei Sensorelemente 5 zugeordnet sind, so entsprechen die Sensorelemente 5 mit der höchsten Induktivität der gewählten Schaltgasse und die Höhe der Induktivität ist eine Entsprechung für den Drehwinkel der Schaltwelle 2. Über einen geeigneten Algorithmus, z. B. eine vorberechnete Look-Up-Tabelle, kann die Höhe der Induktivität des Sensorelements 5 in einen Drehwinkel der Schaltwelle 2 umgerechnet werden.If, as in a manual transmission, in the translational direction of the shift shaft 2 there are only a few discrete positions in the form of shift gates and each of these discrete positions of the shift shaft 2 clearly two sensor elements 5 are assigned, the sensor elements correspond 5 with the highest inductance of the selected shift gate and the height of the inductance is a correspondence for the rotation angle of the shift shaft 2 , About a suitable algorithm, for. As a precalculated look-up table, the height of the inductance of the sensor element 5 in a rotation angle of the switching shaft 2 be converted.

Es ist möglich, einen erweiterten Algorithmus zu bilden, um auch für Positionen zwischen den einzelnen Sensorelementen 5 den Drehwinkel der Schaltwelle 2 bestimmen zu können. In diesem Fall ergibt sich eine dreidimensionale Look-Up-Tabelle. Um den Speicherbedarf zu reduzieren, ist es möglich, die Anzahl der Look-Up-Tabellen zu beschränken und für die Zwischenpositionen eine Interpolation zwischen den Look-Up-Tabellen durchzuführen.It is possible to form an extended algorithm, also for positions between the individual sensor elements 5 the angle of rotation of the switching shaft 2 to be able to determine. In this case, a three-dimensional look-up table results. In order to reduce the memory requirement, it is possible to limit the number of look-up tables and to perform an interpolation between the look-up tables for the intermediate positions.

Die vorstehend geschilderte absolute Messung des Abstands zwischen den Sensorelementen 5 des Sensors 3 einerseits und dem Geberelement 4 andererseits ist prinzipiell ausreichend.The above-described absolute measurement of the distance between the sensor elements 5 of the sensor 3 on the one hand and the donor element 4 on the other hand, in principle, it is sufficient.

Das Geberelement 4 weist hierzu eine Messfläche aus einem ferromagnetischen Werkstoff auf. Der Abstand zwischen dieser Messfläche einerseits und dem Sensor 3 bzw. dessen Sensorelementen 5 andererseits ändert sich über denjenigen Drehwinkelbereich der Schaltwelle 2, in dem unterschiedliche Drehstellungen der Schaltwelle 2 erfasst werden sollen, entsprechend der sich ändernden Drehstellung der Schaltwelle 2. Selbstverständlich führen auch Veränderungen der translatorischen Position der Schaltwelle 2 zu entsprechenden Abstandsänderungen.The donor element 4 has for this purpose a measuring surface made of a ferromagnetic material. The distance between this measuring surface on the one hand and the sensor 3 or its sensor elements 5 On the other hand changes over those rotational angle range of the switching shaft 2 , in which different rotational positions of the shift shaft 2 should be detected, according to the changing rotational position of the shift shaft 2 , Of course, also lead changes in the translational position of the shift shaft 2 to corresponding distance changes.

Um statt einer absoluten Messung des Abstands zwischen Sensorelement 5 einerseits und Geberelement 4 andererseits eine in weitaus geringerem Umfang störanfällige relative Messung durchzuführen, ist am Geberelement 4, wie am besten aus 4 hervorgeht, eine Referenzfläche aus einem ferromagnetischen Werkstoff vorgesehen, die über denjenigen Drehwinkelbereich der Schaltwelle 2, in dem unterschiedliche Drehstellungen der Schaltwelle 2 erfasst werden sollen, einen weitgehend konstanten Abstand zum Sensor 3 bzw. zu dessen Sensorelementen 5 aufweist. Diese Referenzfläche aus ferromagnetischem Werkstoff ist auf dem in 4 rechts dargestellten Geberelementabschnitt 7 so angeordnet, dass ihr Abstand zu dem Sensorelement 5, welches, wie dies beispielsweise in 6 dargestellt ist, diesem Geberelementabschnitt 7 zugeordnet ist, konstant bleibt, wenn die Schaltwelle 2 in dem vorgegebenen Drehbereich bzw. um den vorgegebenen Drehwinkel um ihre Rotationsachse gedreht wird. Auf dem in 4 linken Geberelementabschnitt 6 ist die vorstehend bereits erwähnte Messfläche aus ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen, deren Abstand zum ihr zugeordneten Sensorelement 5 des Sensors 3 in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Schaltwelle 2 variiert. Instead of an absolute measurement of the distance between the sensor element 5 on the one hand and donor element 4 On the other hand, to perform a much less interference-prone relative measurement, is on the donor element 4 how best 4 shows, a reference surface of a ferromagnetic material provided over the rotational angle range of the switching shaft 2 , in which different rotational positions of the shift shaft 2 be detected, a largely constant distance to the sensor 3 or to its sensor elements 5 having. This reference surface of ferromagnetic material is on the in 4 right illustrated donor element section 7 arranged so that their distance to the sensor element 5 which, as for example in 6 is shown, this donor element section 7 is assigned, remains constant when the shift shaft 2 is rotated in the predetermined rotation range or by the predetermined rotation angle about its axis of rotation. On the in 4 left donor element section 6 the measuring surface of ferromagnetic material already mentioned above is provided whose distance to the sensor element assigned to it 5 of the sensor 3 depending on the angle of rotation of the switching shaft 2 varied.

Die auf dem in 4 rechten Geberelementabschnitt 7 vorgesehene Referenzfläche hat über den für die Schaltwelle 2 vorgesehenen Drehwinkelbereich einen konstanten Abstand zum Sensorelement 5 des Sensors 3, wohingegen die auf dem in 4 linken Geberelementabschnitt 6 vorgesehene Messfläche einen vom Drehwinkel der Schaltwelle 2 abhängigen Abstand zum jeweiligen Sensorelement 5 aufweist.The on the in 4 right donor element section 7 provided reference surface has over the for the shift shaft 2 provided rotational angle range a constant distance to the sensor element 5 of the sensor 3 whereas those on the in 4 left donor element section 6 provided measuring surface one of the rotation angle of the switching shaft 2 dependent distance to the respective sensor element 5 having.

In der Auswerteschaltung der Signalverarbeitung kann aus den empfangenen Signalen der diskreten Sensorelemente 5 ohne weiteres dasjenige Signal ermittelt werden, welches der Messfläche des in 4 linken Geberelementabschnitts 6 des Geberelements 4 zugeordnet ist. Das Verhältnis zwischen diesem Messsignal und dem Referenzsignal, welches durch die Referenzfläche auf dem in 4 rechten Geberelementabschnitt 7 erzeugt wird, ist ein Maß für den Drehwinkel der Schaltwelle 2.In the evaluation circuit of the signal processing can from the received signals of the discrete sensor elements 5 be readily determined that signal which the measuring surface of in 4 left encoder element section 6 of the donor element 4 assigned. The ratio between this measurement signal and the reference signal, which is determined by the reference surface on the in 4 right donor element section 7 is generated, is a measure of the angle of rotation of the switching shaft 2 ,

Des Weiteren ist es möglich, das Geberelement 4 um eine zweite Messfläche zu erweitern, wobei die Abstandsänderungen zwischen den dann zwei Messflächen und den Sensorelementen 5 zumindest in einem Teilbereich des Drehwinkels der Schaltwelle 2 gegenläufig sind. Hierdurch erhält man zwei unabhängige Signalwerte und damit eine bessere Auflösung des Drehwinkels der Schaltwelle 2. Ein Verzicht auf die vorstehend geschilderte separate Referenzfläche ist möglich, wenn die beiden Messflächen gegeneinander referenziert werden.Furthermore, it is possible to use the encoder element 4 to extend a second measuring surface, wherein the distance changes between the then two measuring surfaces and the sensor elements 5 at least in a partial region of the angle of rotation of the switching shaft 2 are in opposite directions. This gives two independent signal values and thus a better resolution of the rotation angle of the switching shaft 2 , A waiver of the above-described separate reference surface is possible if the two measuring surfaces are referenced against each other.

Beispielsweise könnte die erste Messfläche im Wesentlichen einen über den Drehwinkel konstanten Abstand zum Sensorelement 5 aufweisen. Lediglich in dem Winkelbereich von 0 bis +25 Grad wird der Abstand zwischen der ersten Messfläche und dem Sensorelement 5 größer. Auch die zweite Messfläche hat einen im Wesentlichen über den Drehwinkel konstanten Abstand zum Sensorelement 5. Lediglich in dem Bereich von 0 bis –25 Grad wird der Abstand zwischen der zweiten Messfläche und dem Sensorelement 5 größer.For example, the first measuring surface could essentially be a distance to the sensor element that is constant over the angle of rotation 5 exhibit. Only in the angular range of 0 to +25 degrees, the distance between the first measuring surface and the sensor element 5 greater. The second measuring surface also has a distance to the sensor element that is essentially constant over the angle of rotation 5 , Only in the range of 0 to -25 degrees, the distance between the second measuring surface and the sensor element 5 greater.

Bei dieser vorstehend geschilderten Ausführungsform sind Drehwinkel außerhalb des Bereichs von –25 Grad bis +25 Grad aufgrund mechanischer Begrenzungen nicht möglich.In this embodiment described above, angles of rotation outside the range of -25 degrees to +25 degrees are not possible due to mechanical limitations.

Solange die Signale der den beiden Messflächen zugeordneten Sensorelemente 5 gleich sind, liegt ein Drehwinkel von genau 0 Grad vor.As long as the signals of the sensor elements associated with the two measuring surfaces 5 are the same, there is a rotation angle of exactly 0 degrees.

Wird das der ersten Messfläche zugeordnete Signal kleiner als das der zweiten Messfläche zugeordnete Signal, so ist die Drehrichtung der Schaltwelle 2 in Richtung auf +25 Grad. Zur genauen Bestimmung des Drehwinkels der Schaltwelle 2 kann dann auf das der zweiten Messfläche zugeordnete Signal referenziert werden, welches sich im Bereich von 0 Grad bis 25 Grad nicht ändert.If the signal assigned to the first measuring surface is smaller than the signal assigned to the second measuring surface, then the direction of rotation of the switching shaft is 2 towards +25 degrees. For exact determination of the angle of rotation of the selector shaft 2 can then be referenced to the signal associated with the second measuring surface, which does not change in the range of 0 degrees to 25 degrees.

Wird das der zweiten Messfläche zugeordnete Signal kleiner als das der ersten Messfläche zugeordnete Signal, so ist die Drehrichtung der Schaltwelle in Richtung auf –25 Grad. Zur genauen Bestimmung des Drehwinkels kann dann auf das der ersten Messfläche zugeordnete Signal, welches sich zwischen 0 Grad und 25 Grad nicht ändert, referenziert werden.If the signal assigned to the second measuring surface is smaller than the signal assigned to the first measuring surface, then the direction of rotation of the switching shaft is in the direction of -25 degrees. For the exact determination of the angle of rotation, it is then possible to refer to the signal associated with the first measuring surface, which does not change between 0 degrees and 25 degrees.

Das in den Figuren gezeigte Geberelement 4 ist für einen Drehwinkelmessbereich von +25 Grad bis –25 Grad vorgesehen. Dies ist ein typischer Wert für ein Handschaltgetriebe.The donor element shown in the figures 4 is intended for a rotation angle measuring range of +25 degrees to -25 degrees. This is a typical value for a manual transmission.

Da bei Sensoren 3 mit induktiven Sensorelementen 5 die Signalauflösung mit zunehmendem Messabstand geringer wird, ist es sinnvoll, bei der Ausgestaltung des Geberelements 4 in den Bereichen mit den höchsten Anforderungen an die Messgenauigkeit möglichst nahe am Sensor 3 zu sein. In der Anwendung bei einem Schaltgetriebe wird die höchste Anforderung an das Signal für die Leerlaufposition beim 0 Grad gestellt. Daher sind die Messflächen so gestaltet, dass sie in dieser Position den kleinsten Abstand zum Sensor 3 haben, um die Leerlaufposition sicher und mit der höchsten Auflösung bestimmen zu können.Because with sensors 3 with inductive sensor elements 5 the signal resolution decreases with increasing measuring distance, it makes sense in the design of the encoder element 4 in the areas with the highest demands on the measuring accuracy as close as possible to the sensor 3 to be. In the case of a manual transmission, the highest requirement is placed on the signal for the neutral position at 0 degrees. Therefore, the measuring surfaces are designed so that they are in this position the smallest distance to the sensor 3 have to determine the idle position safely and with the highest resolution.

Bei einer in 7 gezeigten Ausführungsform des an der Schaltwelle 2 angebrachten Geberelements 4 ist die Messfläche so gestaltet, dass ihr Abstand zur Längsachse der Schaltwelle 2 sich mit dem Umfangsverlauf der Schaltwelle 2 ändert. Der Abstand der Messfläche zum Sensorelement 5 variiert somit mit dem Drehwinkel der Schaltwelle 2.At an in 7 shown embodiment of the switching shaft 2 attached donor element 4 the measuring surface is designed so that its distance to the longitudinal axis of the switching shaft 2 with the circumferential course of the switching shaft 2 changes. The distance of the measuring surface to the sensor element 5 thus varies with the angle of rotation of the switching shaft 2 ,

Bei der in 8 gezeigten Ausführungsform des Geberelements 4, welches an der auch in 8 nur teilweise dargestellten Schaltwelle 2 angebracht ist, ändert sich die Breite des Geberelements 4 und damit der Messfläche über den Umfang der Schaltwelle 2. Entsprechend ist das am zugeordneten Sensorelement 5 erfasste Messsignal abhängig vom Drehwinkel der Schaltwelle 2.At the in 8th shown embodiment of the donor element 4 which is also in the 8th only partially illustrated switching shaft 2 is attached, the width of the donor element changes 4 and thus the measuring surface over the circumference of the switching shaft 2 , Accordingly, this is the assigned sensor element 5 detected measuring signal depending on the angle of rotation of the switching shaft 2 ,

Im Falle der in 9 gezeigten Ausführungsform des Geberelements 4 ist im Geberelement 4 bzw. in dessen Messfläche eine Aussparung vorgesehen, die in Umfangsrichtung der Schaltwelle 2 hinsichtlich ihrer Breite variiert. Entsprechend ändert sich das in dem jeweiligen Sensorelement 5 erfasste Messsignal.In the case of in 9 shown embodiment of the donor element 4 is in the donor element 4 or in the measuring surface of a recess provided in the circumferential direction of the switching shaft 2 varies in width. Accordingly, that changes in the respective sensor element 5 detected measurement signal.

Bei der in 10 gezeigten Ausführungsform des Geberelements 4 ist dieses an sich nicht ferromagnetisch. Auf dieses Geberelement 4 ist eine ferromagnetische Folie 8 aufgeklebt, die die Messfläche des Geberelements 4 bildet. Die Breite der Folie 8 variiert über den Umfang der Schaltwelle 2, so dass am jeweiligen Sensorelement 5 ein vom Drehwinkel der Schaltwelle 2 abhängiges Messsignal erfasst wird.At the in 10 shown embodiment of the donor element 4 this is not ferromagnetic per se. On this donor element 4 is a ferromagnetic foil 8th glued to the measuring surface of the donor element 4 forms. The width of the film 8th varies over the circumference of the switching shaft 2 , so that at the respective sensor element 5 one of the angle of rotation of the switching shaft 2 dependent measurement signal is detected.

Im Falle des anhand der 11 bis 13 gezeigten Geberelements 4 ist ein erster Geberelementabschnitt 9 und ein zweiter Geberelementabschnitt 10 vorgesehen. Der erste Geberelementabschnitt 9 bildet die Messfläche aus, deren Abstand zur Längsachse der Schaltwelle 2 in Umfangsrichtung variiert. Am zweiten Geberelementabschnitt 10 ist die Referenzfläche ausgebildet, deren Abstand zur Achse der Schaltwelle 2 konstant ist.In the case of the basis of the 11 to 13 shown donor element 4 is a first donor element section 9 and a second transmitter element section 10 intended. The first donor element section 9 forms the measuring surface whose distance from the longitudinal axis of the switching shaft 2 varies in the circumferential direction. On the second encoder element section 10 the reference surface is formed whose distance from the axis of the switching shaft 2 is constant.

Im Falle des in 14 gezeigten Geberelements 4 ist ebenfalls ein erster Geberelementabschnitt 9 und ein zweiter Geberelementabschnitt 10 vorgesehen. Im Falle des ersten Geberelementabschnitts 9 variiert die Breite der Messfläche in Umfangsrichtung der Schaltwelle 2. Die durch den zweiten Geberelementabschnitt 10 gebildete Referenzfläche hat eine über den Umfang der Schaltwelle 2 konstante Breite.In the case of in 14 shown donor element 4 is also a first donor element section 9 and a second transmitter element section 10 intended. In the case of the first donor element section 9 the width of the measuring surface varies in the circumferential direction of the switching shaft 2 , The through the second donor element section 10 formed reference surface has an over the circumference of the switching shaft 2 constant width.

Im Falle des in 15 gezeigten Geberelements 4 sind rechts und links einer hinsichtlich ihrer Breite über den Umfang der Schaltwelle 2 variierenden Aussparung Referenzflächen vorgesehen, die einen konstanten Abstand zur Achse der Schaltwelle 2 aufweisen und entsprechend als Bezugsfläche verwendet werden können.In the case of in 15 shown donor element 4 are right and left one with respect to their width over the circumference of the shift shaft 2 varying recess reference surfaces provided, which maintain a constant distance to the axis of the selector shaft 2 and can be used accordingly as a reference surface.

Bei dem in 16 gezeigten, an sich nicht ferromagnetischen Geberelement 4 sind auf dieses die hinsichtlich ihrer Breite in Umfangsrichtung der Schaltwelle 2 variierende ferromagnetische Folie 8 sowie eine entsprechende ferromagnetische Folie 11 aufgeklebt, die in Umfangsrichtung der Schaltwelle 2 hinsichtlich ihrer Breite konstant ist. Durch diese hinsichtlich ihrer Breite konstante Folie 11, die – wie die Folie 8 – auf das Geberelement 4 aufgeklebt ist, kann die Referenzfläche des Geberelements 4 gebildet werden.At the in 16 shown, in itself non-ferromagnetic donor element 4 are on this in terms of their width in the circumferential direction of the switching shaft 2 varying ferromagnetic foil 8th and a corresponding ferromagnetic film 11 glued, in the circumferential direction of the switching shaft 2 is constant in width. By this with respect to their width constant film 11 that - like the foil 8th - on the encoder element 4 is glued, the reference surface of the donor element 4 be formed.

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Claims (19)

Sensoranordnung zur Erfassung sowohl der Axial- als auch der Drehstellung einer in Längsrichtung verschieblichen und drehbaren Welle (2), z. B. einer Schaltwelle (2) eines Handschaltgetriebes, mit einem Linearsensor (3) mit zumindest zwei Sensorelementen (5), die in Längsrichtung der Welle (2), vorzugsweise in einer Reihe, parallel zur Welle (2) und in Bezug auf die Welle (2) ortsfest angeordnet sind, und einem Geberelement (4), das so gestaltet ist, dass bei einer rotatorischen Bewegung der Welle (2) eine vom Drehwinkel abhängige eindeutige Messsignalveränderung in zumindest einem der separat auswertbaren Sensorelemente (5) erfolgt.Sensor arrangement for detecting both the axial and the rotational position of a longitudinally displaceable and rotatable shaft ( 2 ), z. B. a shift shaft ( 2 ) of a manual transmission, with a linear sensor ( 3 ) with at least two sensor elements ( 5 ), which in the longitudinal direction of the shaft ( 2 ), preferably in a row, parallel to the shaft ( 2 ) and in relation to the wave ( 2 ) are arranged stationary, and a donor element ( 4 ), which is designed such that during a rotational movement of the shaft ( 2 ) a dependent on the rotation angle unique measurement signal change in at least one of the separately evaluable sensor elements ( 5 ) he follows. Sensoranordnung nach Anspruch 1, mit einer Messelektronik, die den zumindest zwei Sensorelementen (5) zugeordnet und mittels der jedes der zumindest zwei Sensorelemente (5) separat auswertbar ist, wobei das Geberelement (4) an der Welle (2) angeordnet und mit dieser verschieblich und drehbar ist und mittels des Geberelements (4) in den zumindest zwei Sensorelementen (5) jeweils ein Signal erzeugbar ist, das einen für die Verschiebung der Welle (2) in Längsrichtung und für die Drehstellung der Welle (2) charakteristischen und eindeutigen Signalverlauf aufweist.Sensor arrangement according to claim 1, with a measuring electronics, the at least two sensor elements ( 5 ) and by means of each of the at least two sensor elements ( 5 ) is separately evaluable, wherein the encoder element ( 4 ) on the shaft ( 2 ) is arranged and with this displaceable and rotatable and by means of the encoder element ( 4 ) in the at least two sensor elements ( 5 ) is in each case a signal can be generated, the one for the displacement of the shaft ( 2 ) in the longitudinal direction and for the rotational position of the shaft ( 2 ) has characteristic and unique waveform. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Sensorelemente (5) des Sensors (3) mechanisch, magnetisch oder kapazitiv ausgelegt und als Messtaster, Spulen, Induktivsensorelemente, Wirbelstromsensorelemente, vorzugsweise magnetisch vorgespannte Hall-Sensorelemente, kapazitive Sensorelemente od. dgl. ausgebildet sind.Sensor arrangement according to Claim 1 or 2, in which the sensor elements ( 5 ) of the sensor ( 3 ) designed mechanically, magnetically or capacitively and od as a probe, coils, inductive sensor elements, eddy current sensor elements, preferably magnetically biased Hall sensor elements, capacitive sensor elements. Like. Are formed. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Geberelement (4) eine z. B. aus einem ferromagnetischen Werkstoff ausgebildete Messfläche aufweist, deren Abstand zum Sensor (3) sich über denjenigen Drehwinkelbereich der Welle (2), in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle (2) erfasst werden sollen, entsprechend der sich ändernden Drehstellung der Welle (2) ändert.Sensor arrangement according to one of Claims 1 to 3, in which the transmitter element ( 4 ) a z. B. formed of a ferromagnetic material measuring surface whose distance from the sensor ( 3 ) over the rotational angle range of the shaft ( 2 ), in which different rotational positions of the shaft ( 2 ) are to be detected, according to the changing rotational position of the shaft ( 2 ) changes. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Geberelement (4) eine Referenzfläche aufweist, die über denjenigen Drehwinkelbereich der Welle (2), in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle (2) erfasst werden sollen, einen weitgehend konstanten Abstand zum Sensor (3) aufweist.Sensor arrangement according to one of Claims 1 to 3, in which the transmitter element ( 4 ) has a reference surface which exceeds the rotational angle range of the shaft ( 2 ), in which different rotational positions of the shaft ( 2 ), a largely constant distance to the sensor ( 3 ) having. Sensoranordnung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Geberelement (4) zwei Messflächen aufweist, deren Abstand zum Sensor (3) sich in demjenigen Drehwinkelbereich der Welle (2), in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle (2) erfasst werden sollen, gegenläufig ändert.Sensor arrangement according to Claim 4 or 5, in which the sensor element ( 4 ) has two measuring surfaces whose distance from the sensor ( 3 ) in the rotational angle range of the shaft ( 2 ), in which different rotational positions of the shaft ( 2 ), changes in opposite directions. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der das Geberelement (4) zwei Messflächen aufweist, von denen die erste bzw. die zweite in einem ersten bzw. zweiten Teilbereich desjenigen Drehwinkelbereichs der Welle (2), in dem unterschiedliche Drehstellungen der Welle (2) erfasst werden sollen, einen weitgehend konstanten Abstand zum Sensor (3) aufweist.Sensor arrangement according to one of Claims 4 to 6, in which the sensor element ( 4 ) has two measuring surfaces, of which the first and the second in a first or second partial region of that rotation angle range of the shaft ( 2 ), in which different rotational positions of the shaft ( 2 ), a largely constant distance to the sensor ( 3 ) having. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der die Messfläche bzw. die Messflächen des Geberelements (4) in der Leerlaufposition des Handschaltgetriebes den kleinsten Abstand. zum Sensor (3) aufweisen.Sensor arrangement according to one of claims 4 to 7, wherein the measuring surface or the measuring surfaces of the sensor element ( 4 ) in the idle position of the manual transmission the smallest distance. to the sensor ( 3 ) exhibit. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der jeder diskreten Axialstellung bzw. Schaltgasse einer Schaltwelle (2) eines Handschaltgetriebes ein Sensorelement (5) des Sensors (3) zugeordnet ist.Sensor arrangement according to one of claims 1 to 8, wherein each discrete axial position or shift gate of a switching shaft ( 2 ) a manual transmission a sensor element ( 5 ) of the sensor ( 3 ) assigned. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei der die Signalverarbeitung der Sensoranordnung (1) bzw. des Sensors (3) so ausgestaltet ist, dass mittels ihr, z. B. mittels eines ihr zugeordneten Prozessors, eine nicht lineare Abhängigkeit des Abstands zwischen Geberelement (4) und Sensor (3) einerseits und charakteristischem Signalverlauf andererseits programmtechnisch linearisierbar ist.Sensor arrangement according to one of Claims 2 to 9, in which the signal processing of the sensor arrangement ( 1 ) or the sensor ( 3 ) Is designed so that by means of her, z. B. by means of its associated processor, a non-linear dependence of the distance between the encoder element ( 4 ) and sensor ( 3 On the one hand and characteristic signal curve on the other hand, programmable linearization. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Sensor (3) aus induktiven Sensorelementen (5) ausgebildet ist, von denen jeweils zwei gegenläufig in Reihe geschaltet sind.Sensor arrangement according to one of claims 1 to 10, in which the sensor ( 3 ) of inductive sensor elements ( 5 ) is formed, of which two are connected in opposite directions in series. Sensoranordnung nach Anspruch 11, bei der der Wickelkörper der Induktivsensorelemente auf einen Kern aus ferromagnetischem Werkstoff gewickelt ist.Sensor arrangement according to claim 11, wherein the winding body of the inductive sensor elements is wound on a core of ferromagnetic material. Sensoranordnung nach Anspruch 11 oder 12, bei der in der Signalverarbeitung ein Algorithmus installiert ist, z. B. in Form einer vorbereiteten Look-Up-Tabelle, mittels dem die Höhe der Induktivität eines Induktivsensorelements in eine Drehstellung der Welle (2) umrechenbar ist.Sensor arrangement according to claim 11 or 12, wherein in the signal processing, an algorithm is installed, for. B. in the form of a prepared look-up table, by means of which the height of the inductance of an inductive sensor element in a rotational position of the shaft ( 2 ) is convertible. Sensoranordnung nach Anspruch 13, bei der der in der Signalverarbeitung installierte Algorithmus, vorzugsweise in Form einer dreidimensionalen Look-Up-Tabelle, erweitert ist.Sensor arrangement according to claim 13, in which the algorithm installed in the signal processing, preferably in the form of a three-dimensional look-up table, is extended. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, bei der die Messelektronik bzw. Signalverarbeitung der Sensoranordnung (1) bzw. des Sensors (3) so ausgestaltet ist, dass mittels ihr, z. B. mittels eines ihr zugeordneten Prozessors, eine Klassifizierung der Signale durchführbar ist.Sensor arrangement according to one of claims 2 to 14, wherein the measuring electronics or signal processing of the sensor arrangement ( 1 ) or the sensor ( 3 ) Is designed so that by means of her, z. B. by means of its associated processor, a classification of the signals is feasible. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem über eine beliebige serielle Schnittstelle die Axialposition und der Drehwinkel ausgegeben werden. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 15, wherein the axial position and the rotation angle are output via an arbitrary serial interface. Sensoranordnung nach Anspruch 15 oder 16, bei dem über eine PWM-Schnittstelle oder eine beliebige serielle Schnittstelle das Ergebnis der Klassifizierung ausgegeben wird.Sensor arrangement according to Claim 15 or 16, in which the result of the classification is output via a PWM interface or any serial interface. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der innerhalb des Sensors (3) programmtechnisch ein Vergleich der erfassten Sensorsignale mit einer oder mehreren hinterlegten Sollwertkurven erfolgt und bei Abweichungen ein Fehlersignal ausgegeben wird.Sensor arrangement according to one of Claims 1 to 17, in which, within the sensor ( 3 ) program technically a comparison of the detected sensor signals with one or more stored setpoint curves and in case of deviations an error signal is output. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der die Konturänderungen des Geberelementes (4) über den Drehwinkel nicht konstant sind.Sensor arrangement according to one of claims 1 to 18, wherein the contour changes of the donor element ( 4 ) are not constant over the angle of rotation.
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