DE102021125211A1 - Sensor target for sensor arrangement, sensor arrangement and steering gear with sensor arrangement - Google Patents
Sensor target for sensor arrangement, sensor arrangement and steering gear with sensor arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021125211A1 DE102021125211A1 DE102021125211.3A DE102021125211A DE102021125211A1 DE 102021125211 A1 DE102021125211 A1 DE 102021125211A1 DE 102021125211 A DE102021125211 A DE 102021125211A DE 102021125211 A1 DE102021125211 A1 DE 102021125211A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- target
- target surface
- steering gear
- steering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
- B62D15/021—Determination of steering angle
- B62D15/0225—Determination of steering angle by measuring on a steering gear element, e.g. on a rack bar
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
- G01B5/0004—Supports
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Sensortarget (1) für einen Sensor (12) für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, aufweisend eine Targetfläche (2), die dazu eingerichtet ist, von einem Sensor (12) erfassbar zu sein, und einen Hauptkörper (3), der im Wesentlichen spielfrei mit der Targetfläche (2) gekoppelt ist, wobei der Hauptkörper (3) in eine Normalenrichtung (y) der Targetfläche (2) eine größere Federwirkung als in eine Längenrichtung (z) der Targetfläche (2) besitzt. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Sensoranordnung (14) mit einem erfindungsgemäßen Sensortarget (1).The invention relates to a sensor target (1) for a sensor (12) for a steering gear of a vehicle, having a target surface (2) which is designed to be detectable by a sensor (12), and a main body (3) which is coupled to the target surface (2) essentially without play, the main body (3) having a greater spring effect in a normal direction (y) of the target surface (2) than in a longitudinal direction (z) of the target surface (2). The invention also relates to a sensor arrangement (14) with a sensor target (1) according to the invention.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensortarget für eine Sensoranordnung, insbesondere für eine Linearsensoranordnung, für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, eine Sensoranordnung, insbesondere eine Linearsensoranordnung für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs, ein Lenkgetriebe für ein Fahrzeug sowie eine Verwendung eines Sensortargets in einer Sensoranordnung zur Erfassung eines, insbesondere linearen, Lenkweges einer Lenkstange in einem Lenkgetriebe eines Fahrzeugs.The present invention relates to a sensor target for a sensor arrangement, in particular for a linear sensor arrangement, for a steering gear of a vehicle, a sensor arrangement, in particular a linear sensor arrangement for a steering gear of a vehicle, a steering gear for a vehicle and the use of a sensor target in a sensor arrangement for detecting a in particular linear, steering path of a steering rod in a steering gear of a vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Linearsensoren zur Erfassung eines Lenkweges in Lenkgetrieben sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. So gibt es Sensoren, die nach dem sogenannten Induktionsprinzip arbeiten und eine Platine mit aufgedruckten, speziell geformten Antennen-Leiterbahnen und einer Sensorelektronik sowie ein Sensortarget aufweisen, welches mit der Lenkstange bewegt wird und von den Antennen-Leiterbahnen durch elektromagnetische Wechselwirkung erfasst wird.Linear sensors for detecting a steering travel in steering gears are well known in the prior art. There are sensors that work according to the so-called induction principle and have a circuit board with printed, specially shaped antenna conductors and sensor electronics as well as a sensor target, which is moved with the steering rod and is detected by the antenna conductors through electromagnetic interaction.
So sind Sensoren bekannt, die als ein integrierter Bestandteil der Aktorik und Mechatronik an einem Lenkgetriebe ausgebildet sind. Andere Sensoren basieren auf der Erfassung von Strichmarkierungen. Wieder andere Sensoren sind in einem stehenden Bauteil mit Elektronik angeordnet und das Sensortarget wird von der Lenkstange über ein Gelenk mitgenommen und bspw. in Schienen relativ zur Elektronik geführt.So sensors are known, which are designed as an integrated part of the actuators and mechatronics on a steering gear. Other sensors are based on the detection of line markings. Still other sensors are arranged in a stationary component with electronics and the sensor target is taken along by the steering rod via a joint and, for example, guided in rails relative to the electronics.
Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, ein bekanntes Sensortarget für eine Sensoranordnung in einem Lenkgetriebe eines Fahrzeugs zu verbessern. Insbesondere besteht ein weiterer Bedarf, ein Sensortarget bereitzustellen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine präzise und/oder robuste Lenkwegerfassung, insbesondere auch unter Störeinflüssen, wie bspw. Verlagerungen der Lenkstange, ermöglicht.It has now turned out that there is a further need to improve a known sensor target for a sensor arrangement in a steering gear of a vehicle. In particular, there is a further need to provide a sensor target that can be produced easily and inexpensively and that enables precise and/or robust detection of the steering travel, in particular even under disruptive influences, such as displacements of the steering rod.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Sensortarget für eine Sensoranordnung für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs bereitzustellen, das insbesondere einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine robuste Lenkwegerfassung ermöglicht.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved sensor target for a sensor arrangement for a steering gear of a vehicle, which in particular can be produced easily and inexpensively and enables robust steering travel detection.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.These and other objects that may be mentioned or recognized by a person skilled in the art upon reading the following description are solved by the subject-matters of the independent claims. Advantageous embodiments and developments can be found in the dependent claims and the following description.
Das erfindungsgemäße Sensortarget für eine Sensoranordnung, insbesondere eine Linearsensoranordnung für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs weist eine Targetfläche und einen Hauptkörper auf. Die Targetfläche ist dazu eingerichtet, von einem Sensor, insbesondere einem Positionssensor erfassbar zu sein. Der Hauptkörper ist im Wesentlichen spielfrei mit der Targetfläche gekoppelt, wobei der Hauptkörper in eine Normalenrichtung der Targetfläche eine größere Federwirkung als in eine Längenrichtung der Targetfläche besitzt.The sensor target according to the invention for a sensor arrangement, in particular a linear sensor arrangement for a steering gear of a vehicle, has a target surface and a main body. The target surface is set up to be able to be detected by a sensor, in particular a position sensor. The main body is coupled to the target surface essentially without play, with the main body having a greater spring effect in a direction normal to the target surface than in a longitudinal direction of the target surface.
Man kann auch sagen, dass der Hauptkörper derart ausgebildet ist, dass die Targetfläche in einer Normalenrichtung der Targetfläche elastisch verschiebbar ist.It can also be said that the main body is formed such that the target surface is elastically displaceable in a normal direction of the target surface.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die Federwirkung in der Normalenrichtung der Targetfläche eine geringe Steifigkeit des Sensortargets in dieser Richtung bewirkt, und somit ermöglicht, dass ein Gleitkontakt des Sensortargets mit einer Sensorplatte des Sensors lediglich einen geringen Verschleiß und/oder eine geringe Reibung erzeugt. Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Sensortarget auch unter Störeinflüssen, wie Verlagerungen der Lenkstange etc., eine präzise und robuste Lenkwegerfassung für das Lenkgetriebe. Die Formgebung kann dabei unterschiedliche elastische Eigenschaften in unterschiedliche Richtung des Sensortargets definieren.The advantage of the solution according to the invention lies in particular in the fact that the spring effect in the normal direction of the target surface causes a low level of rigidity of the sensor target in this direction, and thus enables sliding contact of the sensor target with a sensor plate of the sensor to result in only low wear and/or low generated friction. Furthermore, the sensor target according to the invention enables a precise and robust detection of the steering travel for the steering gear, even under the influence of interference, such as displacements of the steering rod, etc. The shape can define different elastic properties in different directions of the sensor target.
Insbesondere können der Hauptkörper und die Targetfläche integral einstückig ausgebildet sein. Darüber hinaus können der Hauptkörper und die Targetfläche aus einem Metallblech, insbesondere ein Federblech, geformt sein, wobei das Sensortarget durch Umform- und/oder Biegeprozesse des Federblechs einfach hergestellt werden kann.In particular, the main body and the target surface can be formed integrally in one piece. In addition, the main body and the target surface can be formed from a metal sheet, in particular a spring sheet, with the sensor target being able to be easily produced by forming and/or bending processes of the spring sheet.
Mit anderen Worten kann man sagen, dass das Sensortarget einfach herzustellen ist und einen präzisen Linearwegsensor für ein Lenkgetriebe auch unter Störeinflüssen, bspw. Verlagerungen, ermöglicht.In other words, one can say that the sensor target is easy to manufacture and enables a precise linear displacement sensor for a steering gear even under disruptive influences, for example displacements.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Hauptkörper zwei Federarme auf, die an, sich in einer Breitrichtung der Targetfläche gegenüberliegenden Kanten der Targetfläche angebunden sind. Insbesondere weist ein Übergang von der Targetfläche zu den Federarmen Biegeradien auf, die fertigungsgerecht und/oder spannungsoptimiert gewählt sind. Insbesondere können die Biegeradien etwa 1 mm bis etwa 3 mm betragen.According to a preferred embodiment, the main body has two spring arms which are connected to opposite edges of the target surface in a width direction of the target surface. In particular, a transition from the target surface to the spring arms has bending radii that are selected for production and/or in a stress-optimized manner. In particular, the bending radii can be about 1 mm to about 3 mm.
Die zwei Federarme können auch als Anfedermechanismus bezeichnet werden. Die Federarme können insbesondere lang und/oder schlank ausgebildet sein, wodurch die Steifigkeit in der Normalenrichtung der Targetfläche besonders gering ist. Die Federarme bewirken insbesondere eine Vorspannkraft von etwa 0,5 N bis etwa 10 N. Dadurch ist eine Rotation der Targetfläche um eine Achse, die sich in Richtung der Linearbewegung des Sensortargets erstreckt, ohne großen Widerstand möglich, wobei die Targetfläche angefedert bleibt. Eine Steifigkeit in einer Breitenrichtung der Targetfläche kann vernachlässigt werden, da die Targetfläche insbesondere derart breit ausgeführt ist, dass auch bei einer Verschiebung des Sensortargets und/oder der Lenkstange in der Breitenrichtung der Targetfläche, die Sensorplatte des Sensors in dieser Richtung stets vollständig abgedeckt ist.The two spring arms can also be referred to as a spring mechanism. The spring arms can in particular be long and/or slender, as a result of which the rigidity in the normal direction of the target surface is particularly low. In particular, the spring arms cause a prestressing force of about 0.5 N to about 10 N. This allows the target surface to rotate about an axis that extends in the direction of the linear movement of the sensor target without great resistance, with the target surface remaining spring-loaded. A rigidity in a width direction of the target surface can be neglected, since the target surface is designed so wide in particular that even if the sensor target and/or the steering rod is displaced in the width direction of the target surface, the sensor plate of the sensor is always completely covered in this direction.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Federarme jeweils als zwei an der Spitze ineinander übergehende Dreiecke ausgebildet sind. Man kann auch sagen, dass die Federarme jeweils sanduhrförmig ausgebildet sind. Insbesondere weisen die Federarme Federbalken auf, die in der Form zweier an der Spitze ineinander übergehender Dreiecke angeordnet sind.According to one embodiment, the spring arms are each designed as two triangles that merge into one another at the tip. One can also say that the spring arms are each formed in the shape of an hourglass. In particular, the spring arms have spring bars which are arranged in the form of two triangles that merge into one another at the tip.
Der Bereich, der ineinander übergehenden Spitzen ist somit besonders schmal ausgeführt, wodurch eine torsionale Steifigkeit des Sensortargets um eine Achse in Breitenrichtung des Sensortargets gering ist. Insbesondere kann dieser schmale Bereich, der auch als „Taillierung“ bezeichnet werden kann, eine Breite von etwa 2 mm bis etwa 10 mm aufweisen. Allgemein kann man sagen, je schmaler dieser Bereich ausgebildet ist, desto geringer ist die torsionale Steifigkeit um die Achse in Breitenrichtung des Sensortargets.The area of the tips that merge into one another is therefore designed to be particularly narrow, as a result of which a torsional rigidity of the sensor target about an axis in the width direction of the sensor target is low. In particular, this narrow area, which can also be referred to as “waisting”, can have a width of approximately 2 mm to approximately 10 mm. In general, it can be said that the narrower this area is formed, the lower the torsional rigidity around the axis in the width direction of the sensor target.
Ferner hat die Breite der Taillierung auch Einfluss auf die Festigkeit der Federarme, sodass ein guter Kompromiss zwischen geringer torsionaler Steifigkeit und ausreichender Festigkeit gewählt wird. Darüber hinaus kann der Übergang der zwei Dreiecke einen Biegeradius aufweisen, der fertigungsgerecht und/oder spannungsoptimiert ausgelegt ist, und insbesondere etwa 1 mm bis etwa 3 mm betragen kann.Furthermore, the width of the sidecut also influences the strength of the spring arms, so that a good compromise is chosen between low torsional stiffness and sufficient strength. In addition, the transition between the two triangles can have a bending radius that is designed for production and/or stress-optimized, and can be in particular about 1 mm to about 3 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Dreiecke des jeweiligen Federarms derart schräg zueinander angeordnet, dass der Hauptkörper einen im Wesentlichen x-förmigen Querschnitt aufweist. Insbesondere kann das obere Dreieck, also das Dreieck, das näher zur Targetfläche angeordnet ist, auch im Wesentlichen horizontal, also im Wesentlichen parallel zur Targetfläche, angeordnet sein. Die Federbalken, die das jeweilige untere Dreieck der Federarme bilden sind somit, insbesondere zueinander, schräggestellt angeordnet, wodurch sich die Steifigkeit des Sensortargets in einer Längenrichtung des Sensortargets erhöht.According to a further embodiment, the triangles of the respective spring arm are arranged at an angle to one another in such a way that the main body has a substantially x-shaped cross section. In particular, the upper triangle, ie the triangle that is arranged closer to the target surface, can also be arranged essentially horizontally, ie essentially parallel to the target surface. The spring bars, which form the respective lower triangle of the spring arms, are thus arranged at an angle, in particular to one another, which increases the rigidity of the sensor target in a longitudinal direction of the sensor target.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Targetfläche ferner eine Gleiteinheit auf, die dazu eingerichtet ist, mit einem Sensorgehäuse des Sensors einen Gleitkontakt auszubilden. Die Gleiteinheit dient dazu, eine Reibung und/oder einen Verschleiß des Kontakts zwischen der Targetfläche und dem Sensor, insbesondere dem Sensorgehäuse, zu reduzieren. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen dem Sensortarget und dem Sensor leichter.According to one embodiment, the target surface also has a sliding unit that is set up to form a sliding contact with a sensor housing of the sensor. The sliding unit serves to reduce friction and/or wear of the contact between the target surface and the sensor, in particular the sensor housing. This makes a relative movement between the sensor target and the sensor easier.
Die Gleiteinheit kann in Form von integral einstückig mit der Targetfläche ausgebildete Sicken ausgebildet sein, wobei die Sicken in einer Längenrichtung des Sensortargets ausgebildet sind, und somit als Längskufen bzw. Gleitsicken dienen, die an dem Sensorgehäuse gleiten. Darüber hinaus kann durch die Sicken eine Steifigkeit der Targetfläche erhöht werden. Insbesondere wenn Kanten der Targetfläche scharfkantig ausgeführt sind, kann eine Sensorfunktion durch die Längskufen verbessert werden, da so ein Kratzen und/oder Schaben der scharfkantigen Kanten an der Sensorfläche verhindert wird. Zusätzlich, oder alternativ, ist es auch möglich, Kufen bzw. Gleitschienen an einer Oberfläche des Sensorgehäuses vorzusehen. Vertiefungen, die zwischen zwei zueinander benachbarten Kufen ausgebildet sind, können ferner als ein Schmierstoffreservoir dienen. Durch den Schmierstoff können die Gleiteigenschaften weiter verbessert werden.The slide unit may be in the form of beads formed integrally with the target surface, the beads being formed in a lengthwise direction of the sensor target, and thus serving as longitudinal skids or slide beads sliding on the sensor housing. In addition, the rigidity of the target surface can be increased by the beads. In particular when edges of the target surface are sharp-edged, a sensor function can be improved by the longitudinal skids, since scratching and/or scraping of the sharp-edged edges on the sensor surface is thus prevented. Additionally, or alternatively, it is also possible to provide skids or slide rails on a surface of the sensor housing. Indentations formed between two mutually adjacent skids can also serve as a lubricant reservoir. The sliding properties can be further improved by the lubricant.
Alternativ kann die Gleiteinheit auch als ein Gleitschuh ausgebildet sind, der insbesondere aus einem gleitfähigen Kunststoff hergestellt sein kann. Der Gleitschuh ist in seiner Form der Targetfläche angepasst und kann insbesondere mit Clips versehen sein, mit denen der Gleitschuh einfach an dem Sensortarget montiert werden kann. Durch den separat bereitgestellten Gleitschuh können die Herstellungskosten gegenüber den Sicken reduziert werden, da der Prägeprozess zur Erzeugung der Sicken in der Targetfläche eingespart werden kann.Alternatively, the sliding unit can also be designed as a sliding shoe, which can be made in particular from a lubricious plastic. The shape of the sliding shoe is adapted to the target surface and can in particular be provided with clips with which the sliding shoe can be easily mounted on the sensor target. The separately provided slide shoe allows the manufacturing costs to be reduced compared to the beads, since the embossing process for producing the beads in the target surface can be saved.
Zusätzlich, oder alternativ kann die Targetfläche, insbesondere die Gleitsicken bzw. der Gleitschuh, mit einer Beschichtung, z.B. Gleitlack versehen sein, um die Gleiteigenschaften weiter zu verbessern. Ferner sind weitere Ausführungen denkbar, um die Gleiteigenschaften des Sensortargets zu verbessern, wie bspw. eine Kunststoff-Haube, eine Kunststoff-Umspritzung, Oberflächenbeschichtung, insbesondere eine Gleitlack-Tauchbeschichtung, oder Rand-Umbiegungen, wobei die Rand-Umbiegungen ferner die Steifigkeit der Targetfläche erhöhen können.In addition, or alternatively, the target surface, in particular the sliding beads or the sliding shoe, can be provided with a coating, e.g. anti-friction paint, in order to further improve the sliding properties. Furthermore, other designs are conceivable to improve the sliding properties of the sensor target, such as a plastic hood, plastic overmoulding, surface coating, in particular a bonded paint dip coating, or edge bends, the edge bends also increasing the rigidity of the target surface can increase.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Hauptkörper ferner Befestigungsabschnitte auf, die dazu eingerichtet sind, das Sensortarget an einer Lenkstange zu befestigen. Insbesondere können die Befestigungsabschnitte als Befestigungsflügel oder Befestigungslaschen ausgebildet sein, die integral einstückig mit den Federarmen ausgebildet sein können. Die Befestigungsabschnitte können Löcher aufweisen, über die das Sensortarget mittels Schrauben oder Nieten an der Lenkstange befestigt werden kann. Insbesondere können die Befestigungsabschnitte derart elastisch ausgebildet sein, dass sie sich an eine Querschnittsform der Lenkstange anpassen können. Dadurch ist das Sensortarget für eine Vielzahl an Lenkstangen einsetzbar.According to one embodiment, the main body further includes attachment portions configured to attach the sensor target to a handlebar. In particular, the fastening sections can be embodied as fastening wings or fastening lugs, which can be embodied in one piece with the spring arms. The attachment sections can have holes through which the sensor target can be attached to the handlebar by means of screws or rivets. In particular, the fastening sections can be designed to be elastic in such a way that they can adapt to a cross-sectional shape of the handlebar. As a result, the sensor target can be used for a large number of steering rods.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Sensoranordnung, insbesondere eine Linearsensoranordnung, für ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs. Die Sensoranordnung weist ein vorstehend und nachfolgend beschriebenes Sensortarget, und einen Positionssensor auf. Der Positionssensor ist dazu eingerichtet, an dem Lenkgetriebe fix angeordnet zu sein, und ferner dazu eingerichtet ist, das Sensortarget zu erfassen. Das Sensortarget ist dazu eingerichtet, an einer Lenkstange des Lenkgetriebes befestigbar zu sein.A further aspect of the invention relates to a sensor arrangement, in particular a linear sensor arrangement, for a steering gear of a vehicle. The sensor arrangement has a sensor target described above and below, and a position sensor. The position sensor is set up to be arranged in a fixed manner on the steering gear and is also set up to detect the sensor target. The sensor target is designed to be attachable to a steering rod of the steering gear.
Die Federwirkung in der Normalenrichtung der Targetfläche und die daraus resultierende geringe Steifigkeit des Sensortargets in dieser Richtung ermöglicht, dass ein Gleitkontakt des Sensortargets mit einer Sensorplatte des Positionssensors lediglich einen geringen Verschleiß und/oder eine geringe Reibung erzeugt. Ferner gewährleistet eine geringe Vorspannung des Sensortargets in Richtung des Positionssensors auch unter Störeinflüssen, wie Verlagerungen der Lenkstange etc., eine präzise und robuste Lenkwegerfassung für das Lenkgetriebe. Die Formgebung kann dabei unterschiedliche elastische Eigenschaften in unterschiedliche Richtung des Sensortargets definieren.The spring effect in the normal direction of the target surface and the resulting low rigidity of the sensor target in this direction enables a sliding contact of the sensor target with a sensor plate of the position sensor to produce only low wear and/or low friction. Furthermore, a low preload of the sensor target in the direction of the position sensor ensures precise and robust detection of the steering travel for the steering gear, even under disruptive influences such as shifting of the steering rod, etc. The shape can define different elastic properties in different directions of the sensor target.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Positionssensor als ein Hallsensor ausgebildet, und die Targetfläche ist magnetisch ausgebildet. Insbesondere können Magnete in dem Gleitschuh integriert sein, welcher an das Sensortarget geclipst werden kann. Sensoren nach dem Induktionsprinzip ermöglichen eine hohe Präzision und/oder Funktionssicherheit der Sensoranordnung. Alternativ ist es auch denkbar einen radarbasierten oder einen optischen Sensor zu verwenden.According to one embodiment, the position sensor is designed as a Hall sensor, and the target surface is designed to be magnetic. In particular, magnets can be integrated into the sliding shoe, which can be clipped onto the sensor target. Sensors based on the induction principle enable the sensor arrangement to be highly precise and/or functionally reliable. Alternatively, it is also conceivable to use a radar-based or an optical sensor.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Fahrzeug. Das Lenkgetriebe weist ein vorstehend und nachfolgend beschriebenes Sensortarget und einen Positionssensor auf. Das Sensortarget ist an einer Lenkstange des Lenkgetriebes befestigt. Der Positionssensor ist an einer vorbestimmten Position an dem Lenkgetriebe befestigt, und dazu eingerichtet, das Sensortarget zu erfassen.Another aspect of the invention relates to a steering gear for a vehicle. The steering gear has a sensor target described above and below and a position sensor. The sensor target is attached to a steering rod of the steering gear. The position sensor is attached to the steering gear at a predetermined position and configured to detect the sensor target.
Die Federwirkung in der Normalenrichtung der Targetfläche und die daraus resultierende geringe Steifigkeit des Sensortargets in dieser Richtung ermöglicht, dass ein Gleitkontakt des Sensortargets mit einer Sensorplatte des Positionssensors lediglich einen geringen Verschleiß und/oder eine geringe Reibung erzeugt. Ferner gewährleistet eine geringe Vorspannung des Sensortargets in Richtung des Positionssensors auch unter Störeinflüssen, wie Verlagerungen der Lenkstange etc., eine präzise und robuste Lenkwegerfassung für das Lenkgetriebe. Die Formgebung kann dabei unterschiedliche elastische Eigenschaften in unterschiedliche Richtungen des Sensortargets definieren.The spring effect in the normal direction of the target surface and the resulting low rigidity of the sensor target in this direction enables a sliding contact of the sensor target with a sensor plate of the position sensor to produce only low wear and/or low friction. Furthermore, a low preload of the sensor target in the direction of the position sensor ensures precise and robust detection of the steering travel for the steering gear, even under disruptive influences such as shifting of the steering rod, etc. The shape can define different elastic properties in different directions of the sensor target.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines vorstehend und nachfolgend beschriebenen Sensortargets in einer Sensoranordnung zur Erfassung eines, insbesondere linearen, Lenkweges einer Lenkstange in einem Lenkgetriebe.A further aspect of the invention relates to the use of a sensor target described above and below in a sensor arrangement for detecting a, in particular linear, steering travel of a steering rod in a steering gear.
Figurenlistecharacter list
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
-
1a eine schematische Darstellung eines Sensortargets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung, -
1b eine schematische Darstellung eines Sensortargets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht, -
2a eine schematische Darstellung eines Sensortargets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung, -
2b eine schematische Darstellung eines Sensortargets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Querschnittsdarstellung, -
3 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung, -
4 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform in einer Querschnittansicht, -
5a eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Querschnittansicht, -
5b eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Querschnittansicht, -
6a eine schematische Darstellung eines Sensortargets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an einer Lenkstange mit quadratischem Querschnitt, und -
6b eine schematische Darstellung eines Sensortargets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an einer Lenkstange mit einem runden Querschnitt.
-
1a a schematic representation of a sensor target according to an embodiment of the invention in a perspective representation, -
1b a schematic representation of a sensor target according to an embodiment of the invention in a side view, -
2a a schematic representation of a sensor target according to an embodiment of the invention in a perspective representation, -
2 B a schematic representation of a sensor target according to an embodiment of the invention in a cross-sectional representation, -
3 a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment of the invention in a perspective representation, -
4 a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment in a cross-sectional view, -
5a a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment of the invention in a cross-sectional view, -
5b a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment of the invention in a cross-sectional view, -
6a a schematic representation of a sensor target according to an embodiment of the invention on a handlebar with a square cross-section, and -
6b a schematic representation of a sensor target according to an embodiment of the invention on a handlebar with a round cross section.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and serve only to understand the invention. The same elements are provided with the same reference numbers.
Der Hauptkörper 3 weist zwei Federarme 4 und zwei Befestigungsabschnitte 5 auf. Die Federarme 4 sind über Biegeradien 6 mit der Targetfläche 2 verbunden, und bilden jeweils zwei Dreiecke 7, 8 aus, die in einem Übergangsbereich 9 an den Spitzen ineinander übergehen. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Federarme 4 jeweils eine sanduhrförmige Kontur aufweisen. Der Übergangsbereich 9 ist in einer Längsrichtung z der Targetfläche 2 besonders schmal ausgeführt, um die torsionale Steifigkeit um eine Achse x in Breitenrichtung der Targetfläche 2 möglichst gering zu halten. Dieser Übergangsbereich 9 kann auch als Taillierung bezeichnet werden, und weist insbesondere eine Breite in Längsrichtung z von etwa 2 mm bis 10 mm, ferner insbesondere von etwa 2 mm bis etwa 6 mm auf. Allgemein kann man sagen, je schmaler die Taillierung 9 desto geringer die torsionale Steifigkeit um die Achse x. Jedoch wird die Taillierung 9 durch die erforderliche Festigkeit für das Sensortarget 1 begrenzt. Der Übergangsbereich 9 zwischen den oberen Dreiecken 7 und den unteren Dreiecken 8 ist insbesondere ebenfalls über einen Biegeradius 6 ausgebildet.The
Die Federarme 4 weisen jeweils zwei Federbalken 10 auf, welche die sanduhrförmige Kontur ausbilden. Die lange und schlanke Ausbildung der Federbalken 10 ermöglicht es, die Steifigkeit in einer Normalenrichtung y der Targetfläche 2 besonders gering zu halten. Insbesondere können die Federbalken 10 in dieser beispielhaften Anordnung eine Vorspannkraft in der y-Richtung von etwa 0,5 N bis etwa 10 N erzeugen. Darüber hinaus ist eine Rotation der Targetfläche 1 um die Achse z ohne großen Widerstand möglich, wobei die Targetfläche 2 in y-Richtung weiterhin angefedert bleibt. Eine Steifigkeit in x-Richtung ist von geringer Bedeutung, da die Targetfläche 2 derart breit ausgeführt ist, dass die Targetfläche 2 auch bei einer Verschiebung des Sensortargets 1 in x-Richtung eine Sensorfläche 11 eines Sensors 12 (siehe z.B.
Ferner weist die Targetfläche 2 in der hier gezeigten beispielhaften Ausführungsform zwei integral einstückig ausgebildete, insbesondere geprägte Sicken 13 auf, die in Richtung zum Sensor 12 hin vorstehen. In einer Sensoranordnung 14 (siehe
In den
Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit, eine Beschichtung, bspw. einen Gleitlack (nicht dargestellt) auf die Targetfläche 2, die Sicken 13 oder den Gleitschuh 16 aufzutragen, um die Gleiteigenschaften weiter zu verbessern.In addition, there is the possibility of applying a coating, for example a lubricating varnish (not shown) to the
Die
Darüber hinaus ist in den
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Sensortargetsensor target
- 22
- Targetflächetarget surface
- 33
- Hauptkörpermain body
- 44
- Federarmspring arm
- 55
- Befestigungsabschnittattachment section
- 66
- Biegeradiusbend radius
- 77
- Dreiecktriangle
- 88th
- Dreiecktriangle
- 99
- Übergangsbereichtransition area
- 1010
- Federbalkencantilever
- 1111
- Sensorflächesensor surface
- 1212
- Sensorsensor
- 1313
- Sickebead
- 1414
- Sensoranordnungsensor arrangement
- 1515
- Sensorgehäusesensor housing
- 1616
- Gleitschuhsliding shoe
- 1717
- PCB-BoardPCB board
- 1818
- Lenkstangehandlebar
- 1919
- AbstandDistance
- 2020
- Gleitkufe/Gleitschieneskid/slide rail
- 2121
- Vertiefungdeepening
- 2222
- vierkantiges Querschnittsprofilsquare cross-section profile
- 2323
- rundes Querschnittsprofilround cross-sectional profile
- 2424
- LochHole
- 2525
- Abstand Distance
- xx
- Breitenrichtung der Targetflächewidth direction of the target surface
- yy
- Normalenrichtung der TargetflächeNormal direction of the target surface
- ze.g
- Längenrichtung der Targetfläche/Bewegungsrichtung des SensortargetsLength direction of the target surface/direction of movement of the sensor target
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021125211.3A DE102021125211A1 (en) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | Sensor target for sensor arrangement, sensor arrangement and steering gear with sensor arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021125211.3A DE102021125211A1 (en) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | Sensor target for sensor arrangement, sensor arrangement and steering gear with sensor arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021125211A1 true DE102021125211A1 (en) | 2023-03-30 |
Family
ID=85477242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021125211.3A Ceased DE102021125211A1 (en) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | Sensor target for sensor arrangement, sensor arrangement and steering gear with sensor arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021125211A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006024680A1 (en) | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Gear shift lever position measuring device, has magnet or magnet holder supported at contact surface, and spring units e.g. flexible tongue, pressing magnet or holder against contact surface |
DE102009039496A1 (en) | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic displacement detection device for exhaust recirculation valve has movable holder pressed to guide surface by spring element to move with moving part |
DE102012208589A1 (en) | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Magnet carrier housing component for e.g. automated shift gear, of motor car, has magnet that is received in carrier housing, where magnet is resiliently pushed towards set of housing walls in support housing |
DE102013000145A1 (en) | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Steering system for vehicle, has sensor assembly that is provided with measurement sensor mounted on portion of steering device for detecting force, torque, displacement, and rotation angle of steering device |
-
2021
- 2021-09-29 DE DE102021125211.3A patent/DE102021125211A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006024680A1 (en) | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Gear shift lever position measuring device, has magnet or magnet holder supported at contact surface, and spring units e.g. flexible tongue, pressing magnet or holder against contact surface |
DE102009039496A1 (en) | 2008-09-02 | 2010-03-04 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic displacement detection device for exhaust recirculation valve has movable holder pressed to guide surface by spring element to move with moving part |
DE102012208589A1 (en) | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Magnet carrier housing component for e.g. automated shift gear, of motor car, has magnet that is received in carrier housing, where magnet is resiliently pushed towards set of housing walls in support housing |
DE102013000145A1 (en) | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Steering system for vehicle, has sensor assembly that is provided with measurement sensor mounted on portion of steering device for detecting force, torque, displacement, and rotation angle of steering device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2567837B1 (en) | Carrier unit | |
DE102012111890B3 (en) | Steering column for a motor vehicle | |
DE60300664T2 (en) | Device for mounting a lighting unit on elements of the structure of a motor vehicle | |
DE10348887A1 (en) | Scanner head for measuring coordinates of surface of solid object has movable pin with ball end connected to magnet and Hall element | |
DE102021125211A1 (en) | Sensor target for sensor arrangement, sensor arrangement and steering gear with sensor arrangement | |
DE102010026074B4 (en) | lock assembly | |
DE102014104636B3 (en) | Carriage with rotatably mounted wheel axle for a ride and method for driving a rotatably mounted wheel axle of such a car | |
DE102016103768B4 (en) | Touchpad bearing with improved leaf spring elements | |
WO2001016564A1 (en) | Linear bearing with a device for measuring | |
DE102015009305A1 (en) | Control rod of an adjustment mechanism on a vehicle roof | |
EP0330238B1 (en) | Fixation plate for rails such as a slide plate | |
DE102014226599A1 (en) | Arrangement for releasing and closing an opening in an interior trim part of a vehicle | |
WO2017211519A1 (en) | Transmission having a shifting unit | |
DE102019127946B4 (en) | Axle alignment system | |
DE102009013970B4 (en) | linear bearings | |
DE102010011833A1 (en) | Switching device for motor vehicle switching gearbox, has switching element for selecting or switching of gear positions and sensor for detecting gear positions | |
DE102017104913B4 (en) | Diffuser and motor vehicle with such a diffuser | |
DE102015209348A1 (en) | Carrier part of a motor vehicle with a tab for attachment of a separate element and arrangement of a filler neck of a motor vehicle on such a support member | |
DE10229754A1 (en) | Mud-flap holder for wing or wheel arch of road vehicle has bracket bolted to underside of vehicle bodywork, with further fastenings near flap member | |
DE102017223736B4 (en) | MEASURING DEVICE SUPPORT FOR MEASURING AN INSTALLED RAIL | |
DE102008009588B4 (en) | Paint resources | |
DE102006000847B4 (en) | Roof for a motor vehicle | |
DE10331226B4 (en) | Window lift assembly and frameless motor vehicle door with such a window regulator assembly | |
DE102016117736B4 (en) | Carriage for a sliding door system of a shower and component assembly | |
DE10239753B4 (en) | Belt buckle fastening arrangement with belt force measurement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |