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Die Erfindung betrifft eine Lenkungsunterstützungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer lenkradseitigen Lenkwelle und einer mit dieser gekoppelten, radseitigen Lenkwelle, wobei ein mit einem Unterstützungsantrieb gekoppeltes Zahnrad auf der radseitigen Lenkwelle befestigt ist.
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Eine solche Lenkungsunterstützungsvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 000 928 B3 bekannt. Der Unterstützungsantrieb dient dabei dazu, in die radseitige Lenkwelle ein Hilfsdrehmoment einzubringen. Dementsprechend wird in der
DE 10 2015 000 928 B3 die Lenkungsunterstützungsvorrichtung auch als Vorrichtung zur Einbringung eines Hilfsdrehmoments bezeichnet.
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Üblicherweise werden im Betrieb von bekannten Lenkungsunterstützungsvorrichtungen eine Relativverdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle, eine Verdrehung der radseitigen Lenkwelle gegenüber einem Gehäuse und ein in die lenkradseitige Lenkwelle eingebrachtes Lenkdrehmoment sensorisch erfasst. Auf Basis der zugehörigen Sensorwerte wird dann der Unterstützungsantrieb gesteuert oder geregelt.
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In der Lösung gemäß der
DE 10 2015 000 928 B3 sind die zur Erfassung der vorgenannten Kennwerte notwendigen Sensoren in einem im Bereich der radseitigen Lenkwelle angeordneten Sensorgehäuse platziert, das einen gewissen Bauraumbedarf hat.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lenkungsunterstützungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen besonders kompakten Aufbau aufweist. Zudem soll eine genaue Regelung des Unterstützungsantriebs gewährleistet sein.
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Die Aufgabe wird durch eine Lenkungsunterstützungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der ein Sensorelement in das Zahnrad integriert ist und über ein erstes, an der lenkradseitigen Lenkwelle befestigtes Sensorgegenelement mit einem zweiten, raumfesten Sensorgegenelement zusammenwirkt. Dabei wird unter einem integrierten Sensorelement ein Sensorelement verstanden, das fest mit dem Zahnrad verbunden ist und mit diesem geometrisch im Wesentlichen eine Einheit bildet. Insbesondere fallen also unter integrierte Sensorelemente keine Sensorelemente, die in separaten, aber mit dem Zahnrad verbundenen Gehäusen angeordnet sind. Durch die Integration des Sensorelements wird ein besonders kompakter Aufbau der Lenkungsunterstützungsvorrichtung gewährleistet. Dies gilt insbesondere in Richtung einer der lenkradseitigen Lenkwelle und/oder der radseitigen Lenkwelle zugeordneten Mittelachse. Die Lenkungsunterstützungsvorrichtung baut also axial kurz. Dadurch, dass die Sensoranordnung der Lenkungsunterstützungsvorrichtung jeweils ein mit der lenkradseitigen Lenkwelle verbundenes Element, ein mit der radseitigen Lenkwelle verbundenes Element sowie ein raumfestes Element umfasst, können die eingangs genannten Kennwerte gleichzeitig mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Auf dieser Basis kann ein Unterstützungsantrieb präzise und zuverlässig betrieben werden.
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Das raumfeste Sensorgegenelement ist beispielsweise in einem Gehäuse angeordnet, gegenüber dem die radseitige Lenkwelle drehbar ist. Das raumfeste Sensorgegenelement kann also auch als gehäusefest bezeichnet werden. Beim Gehäuse kann es sich um ein reines Sensorgehäuse handeln, das dazu ausgebildet ist, das vorgenannte Sensorelement und die zugeordneten Sensorgegenelemente einzuhausen und beispielsweise in ein Gehäuse der Lenkungsunterstützungsvorrichtung eingesteckt wird. Dabei kann das Gehäuse der Lenkungsunterstützungsvorrichtung auch als Getriebegehäuse bezeichnet werden. Auch kann das Gehäuse ein kombiniertes Sensor- und Getriebegehäuse sein. Dann haust es zusätzlich Getriebekomponenten, wie zum Beispiel das Zahnrad, ein.
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Das Sensorelement kann am Zahnrad festgeklebt oder in dieses urformend integriert sein. Beispielsweise ist das Sensorelement in das Zahnrad eingegossen. Auch andere geeignete Methoden zur Integration des Sensorelements sind möglich. Beispielsweise kann das Sensorelement über ein Löt- oder Schweißverfahren mit dem Zahnrad fest verbunden sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Zahnrad ein Schneckenrad sein und der Unterstützungsantrieb über eine mit dem Zahnrad kämmende Schnecke mit dem Zahnrad gekoppelt sein. Dabei ist der Begriff Schnecke im getriebetechnischen Sinne als Bestandteil eines Schneckenradgetriebes zu verstehen. Als Unterstützungsantrieb wird vorzugsweise ein Elektromotor verwendet. Solche Unterstützungsantriebe und zugehörige Schneckenradgetriebe haben sich im Stand der Technik bewährt. Insbesondere weisen sie einen geringen Bauraumbedarf auf und sind zuverlässig im Betrieb.
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Gemäß einer Gestaltungsalternative umfasst das Sensorelement zumindest ein Magnetelement. Das Magnetelement ist beispielsweise ein Permanentmagnet. Ferner kann das Magnetelement eine Magnetspur sein, die mehrere Permanentmagnete umfasst. Dabei können sich entlang der Magnetspur unterschiedlich magnetisierte Bereiche oder nicht magnetisierte und magnetisierte Bereiche abwechseln. Vorzugsweise ist die Magnetspur im Wesentlichen als ringförmige oder ringteilförmige Spur ausgeführt, die in einem im Wesentlichen konstanten Radius um eine Drehachse des Zahnrads verläuft. Über ein solches Magnetelement können besonders genaue Sensorwerte erzeugt werden. Zudem sind Magnetelemente und/oder Magnetspuren vergleichsweise kompakt im Aufbau.
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In einer Alternative sind mehrere, im Wesentlichen ringförmig nebeneinander verlaufende Magnetspuren vorgesehen. Es kann dabei eine der Magnetspuren als sogenannte Grobspur ausgebildet sein und eine andere der Magnetspuren als sogenannte Feinspur. In diesem Fall wird über die Grobspur ein vergleichsweise grober Bereich des durch das Sensorelement erzeugten Sensorwerts ermittelt. Über die zugeordnete Feinspur wird dann innerhalb des groben Bereichs ein vergleichsweise genauer Sensorwert ermittelt. Es lässt sich somit durch mehrere, nebeneinander verlaufenden Magnetspuren die Genauigkeit des Sensorelements steigern. Selbstverständlich kann das anhand einer einzigen Grobspur und einer einzigen Feinspur erläuterte Prinzip auch auf mehr als zwei Magnetspuren ausgedehnt werden. Die Genauigkeit des Sensorelements wird dadurch weiter erhöht. Nachdem die Magnetspuren im Zahnrad integriert sind, ist der benötigte Bauraum zudem im Wesentlichen unabhängig von der Anzahl der vorgesehenen Magnetspuren.
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Vorzugsweise umfasst das erste Sensorgegenelement einen veränderlichen magnetischen Widerstand oder einen Magnetflussleiter und/oder das zweite Sensorgegenelement einen Magnetflusssensor. Dieser Aufbau ist besonders einfach und kompakt.
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Ein Magnetflussleiter dient in diesem Zusammenhang dazu, ein Magnetfeld in den Bereich des ersten Sensorgegenelements zu leiten. Das Magnetfeld kann dabei von Magnetelementen ausgehen, die an einem vom ersten Sensorgegenelement entfernten Ort positioniert sind. Je nach Orientierung des über den Magnetflussleiter bereitgestellten Magnetfelds kann so die gleiche Wirkung auf ein im Bereich des ersten Sensorgegenelement vorherrschendes Magnetfeld erzielt werden wie mit einem magnetischen Widerstand. Das gilt insbesondere, wenn das über den Magnetflussleiter bereitgestellte Magnetfeld gegenüber dem in diesem Bereich vorherrschenden Magnetfeld entgegengesetzt orientiert ist.
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Der Magnetflusssensor ist dabei dazu ausgebildet, unterschiedliche magnetische Flüsse zu erfassen, die vom Sensorelement ausgehen. Vorzugsweise ist der Magnetflusssensor ein Hall-Sensor.
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Der veränderliche magnetische Widerstand des ersten Sensorgegenelements verändert sich vorzugsweise bezüglich der lenkradseitigen Lenkwelle in Umfangsrichtung. Dabei ist der veränderliche magnetische Widerstand bevorzugt an oder auf einer drehfest mit der lenkradseitigen Lenkwelle verbundenen Trägerscheibe angeordnet. Somit wird dem am Zahnrad befestigten und damit drehfest mit der radseitige Lenkwelle verbundenen Sensorelement je nach Relativstellung der lenkradseitigen Lenkwelle zur radseitigen Lenkwelle ein unterschiedlicher magnetischer Widerstand gegenübergestellt. Zudem hängt selbstverständlich die Größe des Widerstands auch von der Position des ersten Sensorgegenelements im Raum oder gegenüber einem Gehäuse ab.
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Das erste Sensorgegenelement kann zusätzlich auch eine Magnetfluss-Konzentrationsvorrichtung umfassen. Es kann somit ein vom Sensorelement ausgehender Magnetfluss konzentriert werden, das heißt, dass die magnetische Flussdichte lokal erhöht wird. Insbesondere wird dabei der Magnetfluss derart konzentriert, dass im Bereich des zweiten Sensorgegenelements ein hoher Magnetfluss vorliegt.
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Das Sensorelement, das erste Sensorgegenelement und/oder das zweite Sensorgegenelement können bzw. kann Teil eines Drehwinkelsensors sein, der dazu ausgebildet ist, eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle zu erfassen. Ein solcher Drehwinkelsensor ist kompakt im Aufbau und liefert im Betrieb genaue Sensorwerte hinsichtlich der Relativdrehung. Seine Funktionsweise ist wie folgt: In einer Ausgangsstellung geht vom Sensorelement ein magnetischer Fluss aus, der durch den magnetischen Widerstand des ersten Sensorgegenelements verändert und vom Magnetflusssensor des zweiten Sensorgegenelements erfasst wird. Wird nun das Sensorelement relativ zum ersten Sensorgegenelement verdreht, so ändert sich der raum- oder gehäusefest vom zweiten Sensorgegenelement erfasste Magnetfluss. Damit kann eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle erfasst werden. Ein solcher Drehwinkelsensor kann vergleichsweise genaue Sensorwerte zur Relativdrehung bereitstellen und ist einfach sowie kompakt im Aufbau.
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In einer Variante sind die lenkradseitige Lenkwelle und die radseitige Lenkwelle über ein Torsionselement miteinander gekoppelt. Beispielhafte Torsionselemente sind in diesem Zusammenhang ein Torsionsstab, eine Membran sowie ein Biegehebelarm. Eine Kopplung der lenkradseitigen Lenkwelle und der radseitigen Lenkwelle über ein Torsionselement hat sich im Stand der Technik bewährt. Sie ist einfach, kompakt und zuverlässig.
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Das Sensorelement, das erste Sensorgegenelement und/oder das zweite Sensorgegenelement können bzw. kann in Verbindung mit dem Torsionselement Teil eines Drehmomentsensors sein, der dazu ausgebildet ist, ein in die lenkradseitige Lenkwelle eingebrachtes Lenkdrehmoment zu erfassen. Dabei sind das Sensorelement, das erste Sensorgegenelement und/oder das zweite Sensorgegenelement wie oben bereits erläutert Teil eines Drehwinkelsensors, der dazu ausgebildet ist, eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle zu erfassen. Die Effekte und Vorteile ergeben sich entsprechend. Zusätzlich sind die mechanischen Torsionseigenschaften des Torsionselements, insbesondere dessen Torsionssteifigkeit, als bekannt vorausgesetzt. Die Kombination dieser Informationen, also der Relativdrehung und der mechanischen Torsionseigenschaften, erlaubt daher anhand des Drehwinkels auf ein eingebrachtes Drehmoment zurückzuschließen. Somit bilden die genannten Elemente einen einfachen, kompakten und zuverlässig arbeitenden Drehmomentsensor.
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Vorteilhafterweise ist das Zahnrad zumindest abschnittsweise aus Kunststoff hergestellt, vorzugsweise vollständig aus Kunststoff hergestellt. Ein solches Zahnrad kann besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Dies gilt insbesondere, wenn große Stückzahlen des Zahnrads produziert werden sollen. Dabei ist das Zahnrad zumindest im Bereich des Sensorelements aus Kunststoff hergestellt. Ein weiterer Vorteil eines solchen Zahnrads ist, dass Kunststoff in der Regel für Magnetfelder transparent ist. Somit kann eine Störung eines auf magnetischen Prinzipien basierenden Sensorelements ausgeschlossen werden. Darüber hinaus ist bei einem derartigen Zahnrad die Integration eines Sensorelements besonders einfach.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zahnrad zudem auf die radseitige Lenkwelle aufgespritzt. Somit lassen sich das Zahnrad und die radseitige Lenkwelle besonders aufwandsarm miteinander verbinden. Ferner ist die Baugruppe aus Zahnrad und radseitiger Lenkwelle vergleichsweise kompakt, da keine separaten Verbindungselemente vorgesehen werden müssen.
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Die Lenkungsunterstützungsvorrichtung kann ein drittes Sensorgegenelement umfassen, das raumfest angeordnet ist und mit dem Zahnrad zusammenwirkt. In diesem Zusammenhang kann raumfest bedeuten, dass das dritte Sensorgegenelement an einem Sensorgehäuse und/oder Getriebegehäuse befestigt ist.
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Dabei kann das dritte Sensorgegenelement Teil eines Drehwinkelsensors sein, der dazu ausgebildet ist, eine Drehstellung der radseitigen Lenkwelle zu erfassen. Nachdem das dritte Sensorgegenelement raumfest oder gehäusefest angeordnet ist, kann somit eine absolute Drehstellung der radseitigen Lenkwelle erfasst werden. Mittels einer solchen Sensorinformation kann der Unterstützungsantrieb besonders genau gesteuert werden.
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Bevorzugt umfasst das dritte Sensorgegenelement einen Magnetflusssensor, insbesondere einen Hall-Sensor. Die Vorteile und Effekte eines solchen Sensors ergeben sich entsprechend der Ausführungen zum zweiten Sensorgegenelement und dem davon umfassten Magnetflusssensor.
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Gemäß einer Ausführungsform wirkt das dritte Sensorelement über ein Getriebe, insbesondere ein Untersetzungsgetriebe, mit dem Zahnrad zusammen. Ein solches Getriebe dient dabei der Abstimmung des dritten Sensorelements, genauer gesagt eines Erfassungsbereichs des dritten Sensorelements auf den zu erfassenden Bewegungsbereich des Zahnrads. Es kann somit durch das Getriebe auf kleinem Raum eine besonders hohe Genauigkeit bei der sensorischen Erfassung einer Zahnraddrehstellung gewährleistet werden.
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Je nach Ausführungsform des Getriebes bewegt sich ein mit dem Sensorelement direkt zusammenwirkendes Getriebeelement schneller oder langsamer als das Zahnrad. Dadurch kann in Abhängigkeit des verwendeten Sensorprinzips, dessen Erfassungsgenauigkeit erhöht und/oder dessen Erfassungsbereich vergrößert werden.
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Bevorzugt umfasst dabei das Getriebe ein erstes, drehfest mit dem Zahnrad verbundenes Getrieberad, das mit einem zweiten, eine raumfeste Drehachse umfassenden Getrieberad gekoppelt ist. Vorzugsweise sind beide Getrieberäder Zahnräder. Somit sind das Zahnrad und das dritte Sensorelement besonders einfach und zuverlässig miteinander gekoppelt. Zudem genügt die Kopplung hohen Toleranzanforderungen.
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Am zweiten Getrieberad kann zumindest ein Magnetelement angeordnet sein. Dieses Magnetelement kann mit dem dritten Sensorelement derart zusammenwirken, dass eine Drehstellung des Zahnrads erfasst wird. Ein solcher Sensor weist folglich einen besonders kompakten Aufbau auf.
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Ferner kann am Zahnrad zumindest ein Anschlag vorgesehen sein, mittels dem eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle beschränkt ist. Auch können zwei Anschläge vorgesehen sein, sodass eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle in zwei Drehrichtungen beschränkt ist. Über einen solchen Anschlag werden die Komponenten der Lenkungsunterstützungsvorrichtung vor den Folgen eines übermäßigen Verdrehens der lenkradseitigen Lenkwelle gegenüber der radseitigen Lenkwelle geschützt. Eine solche übermäßige Verdrehung kann bei einem Unfall oder in einem sonstigen Fehlerfall auftreten.
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Ferner kann der Anschlag dazu dienen, auch in einem Fall, in dem das Torsionselements defekt ist, noch eine Kopplung zwischen der lenkradseitigen Lenkwelle und der radseitigen Lenkwelle bereitzustellen. Es wird somit ein Notbetrieb der Lenkungsunterstützungsvorrichtung bereitgestellt.
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Eine Variante sieht zudem vor, dass das raumfeste Sensorelement und das Getrieberad als eine in das Gehäuse einsteckbare Einheit ausgeführt sind. Es wird somit ein einfacher und kompakter Aufbau der Lenkungsunterstützungsvorrichtung erreicht.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigen:
- - 1 eine erfindungsgemäße Lenkungsunterstützungsvorrichtung in einer geschnittenen Darstellung,
- - 2 die Lenkungsunterstützungsvorrichtung aus 1 in einer ungeschnittenen Darstellung,
- - 3 ein Detail III der Lenkungsunterstützungsvorrichtung aus 2 und
- - 4 ein weiteres Detail der Lenkungsunterstützungsvorrichtung aus den 1 und 2.
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1 zeigt eine Lenkungsunterstützungsvorrichtung 10 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug.
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Dabei ist eine lenkradseitige Lenkwelle 12 über ein Torsionselement 14, das in der dargestellten Ausführungsform als Torsionsstab ausgeführt ist, mit einer radseitigen Lenkwelle 16 gekoppelt.
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Die Lenkungsunterstützungsvorrichtung 10 umfasst darüber hinaus ein Zahnrad 18, das auf der radseitigen Lenkwelle 16 befestigt ist.
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Dieses ist mit einem Unterstützungsantrieb 20 gekoppelt.
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Dabei ist in der dargestellten Ausführungsform das Zahnrad 18 ein Schneckenrad und der Unterstützungsantrieb 20 ist über eine mit dem Zahnrad 18 kämmende Schnecke 22 mit diesem gekoppelt.
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Der Unterstützungsantrieb 20 ist dazu ausgebildet, in die radseitige Lenkwelle 16 ein zusätzliches Drehmoment einzubringen. In diesem Zusammenhang bedeutet zusätzlich, dass das vom Unterstützungsantrieb 20 eingebrachte Drehmoment einem über die lenkradseitige Lenkwelle 12 eingebrachten Drehmoment überlagert wird. Das zusätzliche Drehmoment wird daher auch als Hilfsdrehmoment bezeichnet.
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Das Zahnrad 18 ist in der dargestellten Ausführungsform vollständig aus Kunststoff hergestellt.
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Ferner umfasst die Lenkungsunterstützungsvorrichtung 10 ein Gehäuse 24 (siehe 2), das zumindest einen Bereich des Zahnrads 18 umschließt. Das Gehäuse 24 ist vorliegend aus Kunststoff hergestellt, kann aber auch aus Metall hergestellt sein.
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In das Zahnrad 18 ist darüber hinaus ein Sensorelement 26 integriert, das zumindest ein Magnetelement umfasst. In 1 sind exemplarisch zwei lediglich schematisch dargestellte Magnetelemente 26a, 26b zu sehen.
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Zur besseren Sichtbarkeit stehen die Magnetelemente 26a, 26b weiter gegenüber dem Zahnrad 18 hervor als dies in der Realität der Fall ist. Somit genügen die Magnetelemente 26a und 26b sowie das Sensorelement der vorgenannten Definition, wonach sie fest mit dem Zahnrad verbunden sind und mit diesem geometrisch im Wesentlichen eine Einheit bilden.
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Das Sensorelement 26 wirkt dabei über ein erstes, an der lenkradseitigen Lenkwelle 12 befestigtes Sensorgegenelement 28 mit einem zweiten, raumfesten Sensorgegenelement 30 zusammen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist raumfest dahingehend zu verstehen, dass das zweite Sensorgegenelement 30 am Gehäuse 24 befestigt ist.
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Das Sensorelement 26, das erste Sensorgegenelement 28 und das zweite Sensorgegenelement 30 sind Teile eines Drehwinkelsensors 31, der dazu ausgebildet ist, eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle 12 gegenüber der radseitigen Lenkwelle 16 zu erfassen. Es wird also ein relativer Drehwinkel detektiert.
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Dafür umfasst das zweite Sensorgegenelement 30 einen Magnetflusssensor, im dargestellten Beispiel einen Hall-Sensor. Dieser kann den von den Magnetelementen 26a, 26b des Sensorelements 26 ausgehenden magnetischen Fluss erfassen.
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Das erste Sensorgegenelement 28 weist ferner einen veränderlichen magnetischen Widerstand auf (siehe auch 4).
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Dabei ist der veränderliche magnetische Widerstand in 3 durch eine gestrichelte Linie 32 symbolisiert. In diesem Zusammenhang stehen lange Linienabschnitte der Linie 32 einen vergleichsweise hohen magnetischen Widerstand dar und kurze Linienabschnitte einen vergleichsweise geringen.
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Es ist zu erkennen, dass sich der magnetische Widerstand über einen Umfangsabschnitt des ersten Sensorgegenelements 28 verändert, wobei er sich innerhalb des Umfangsabschnitts in einer Drehrichtung des ersten Sensorgegenelement 28 stets erhöht und in einer entgegengesetzten Drehrichtung stets verringert.
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Das erste Sensorgegenelement 28 umfasst zudem eine Trägerscheibe 34, an der der veränderliche magnetische Widerstand befestigt ist.
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Der veränderliche magnetische Widerstand kann durch eine sich in ihrer Dicke verändernde Schicht eines einen magnetischen Widerstand aufweisenden Materials gebildet sein oder durch die Eigenschaften des Materials des Sensorelementes 28 selbst erzeugt werden. Im letztgenannten Fall weist also das Material des Sensorelements 28 einen sich verändernden magnetischen Widerstand auf. Alternativ kann er auf dem Prinzip der Flussleitung basieren und ein überlagertes Magnetfeld, das von den Magnetelementen 26a, 26b ausgeht, auf das zweite Sensorgegenelement 30 weiterleiten.
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Das zweite Sensorgegenelement 30, genauer gesagt dessen Magnetflusssensor, erfasst somit den mittels des veränderlichen magnetischen Widerstands modifizierten, vom Sensorelement 26 ausgehenden magnetischen Fluss. Es kann hierdurch auf eine relative Verdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle 12 gegenüber der radseitige Lenkwelle 16 zurückgeschlossen werden.
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Sind zusätzlich die Torsionseigenschaften des Torsionselements bekannt, insbesondere dessen Torsionssteifigkeit, kann aus der relativen Verdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle 12 gegenüber der radseitige Lenkwelle 16 auch auf ein Drehmoment zurückgeschlossen werden, das in die lenkradseitige Lenkwelle 12 eingebracht ist. Somit liegt ein Drehmomentsensor 35 vor.
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Mit dem Zahnrad 18 ist ferner ein erstes Getrieberad 36 drehfest verbunden. Praktischerweise kann es kostengünstig mit dem Zahnrad 18 in einem Stück hergestellt werden.
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Dieses ist mit einem zweiten Getrieberad 38 gekoppelt, dessen Drehachse 40 relativ zum Gehäuse 24 feststeht.
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Das erste Getrieberad 36 und das zweite Getrieberad 38 bilden ein Getriebe 42. Dabei sind die beiden Getrieberäder 36, 38 in der dargestellten Ausführungsform Zahnräder. Andere Ausführungen, z. B. in Form von Hypozykloidgetrieben, sind je nach erforderlicher Übersetzung möglich.
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Auf dem zweiten Getrieberad 38 ist zudem ein Magnetelement 44 angeordnet.
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Dieses wirkt mit einem dritten Sensorgegenelement 46 zusammen, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel, entsprechend der vorgenannten Definition von raumfest, am Gehäuse 24 angeordnet ist.
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Dabei ist das dritte Sensorgegenelement 46 Teil eines Drehwinkelsensors 47, der dazu ausgebildet ist, eine Drehstellung der radseitigen Lenkwelle 16 zu erfassen.
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Dafür umfasst das dritte Sensorgegenelement 46 einen Magnetflusssensor, der vorliegend ein Hall-Sensor ist. Dieser erfasst einen magnetischen Fluss, der vom Magnetelement 44 ausgeht.
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Es wirkt somit das dritte Sensorgegenelement 46 über das Getriebe 42 mit dem Zahnrad 18 zusammen.
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Indem der vom dritten Sensorgegenelement 46 umfasste Magnetflusssensor einen Magnetfluss erfasst, der vom Magnetelement 44 ausgeht, kann eine Drehstellung des Zahnrads 18 gegenüber dem Gehäuse 24 erfasst werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht diese Drehstellung einer absoluten Drehstellung des Zahnrads 18.
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Ferner ist am Zahnrad 18 ein Anschlag 48 vorgesehen, mittels dem eine Relativdrehung der lenkradseitigen Lenkwelle 12 gegenüber der radseitigen Lenkwelle 16 beschränkt ist. Die Integration eines drehelastischen Elementes als Ersatz des Torsionselementes 14 ist hier ebenfalls möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015000928 B3 [0002, 0004]
