DE19942477A1 - Lenkwinkelsensor - Google Patents
LenkwinkelsensorInfo
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Abstract
Ein Lenkwinkelsensor zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine erste Sensoreinheit 2, bestehend aus einem eine erste Codierung 6 tragenden, an die Drehbewegung des Lenkrades gekoppelten Geber 4 und aus einer statorseitig angeordneten Detektionseinrichtung 8 zum Abtasten der Codierung 6 des Gebers 4 innerhalb eines Winkelsegments aus dem gesamten Lenkraddrehbereich sowie umfassend eine zweite Sensoreinheit 3, bestehend aus einem getrieblich an den Geber 4 der ersten Sensoreinheit 2 gekoppelten Rotor 22, einer durch den Rotor 22 bewegbaren Codierung 11 und einer statorseitig angeordneten Detektionseinrichtung 8 zum Abtasten dieser Codierung 11 innerhalb des gesamten Lenkraddrehbereiches ist dadurch bestimmt, daß die Detektionseinrichtung 8 der ersten Sensoreinheit 2 durch eine Vielzahl aneinandergrenzender Wandlerelemente als Sensorarray ausgebildet ist und daß dieses Sensorarray 8 sowohl zum Abtasten der Codierung 6 des Gebers 4 der ersten Sensoreinheit 2 als auch zum Abtasten der Codierung 11 der zweiten Sensoreinheit 3 angeordnet ist, indem der Geber der ersten Sensoreinheit 2 als Codescheibe 4 ausgebildet und das Sensorarray 8 mit seiner Längserstreckung quer zur Bewegungsrichtung der Codierung 6 der Codescheibe 4 und mit seinen Wandlerelementen zu der die Codierung 6 tragenden Flachseite der Codescheibe 4 weisend angeordnet ist und indem zur getrieblichen Kopplung des Rotors 22 der zweiten Sensoreinheit 3 an den ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor zum Bestimmen der abso
luten Winkelstellung des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges, umfassend
eine erste Sensoreinheit bestehend aus einem eine erste Codierung tra
genden, an die Drehbewegung des Lenkrades gekoppelten Geber und
aus einer statorseitig angeordneten Detektionseinrichtung zum Abtasten
der Codierung des Gebers innerhalb eines Winkelsegments aus dem ge
samten Lenkraddrehbereich sowie umfassend eine zweite Sensorenheit
bestehend aus einem getrieblich an den Geber der ersten Sensoreinheit
gekoppelten Rotor, einer durch den Rotor bewegbaren Codierung und
einer statorseitig angeordneten Detektionseinrichtung zum Abtasten die
ser Codierung innerhalb des gesamten Lenkraddrehbereiches.
Der Lenkwinkel bzw. der Lenkwinkeleinschlag bei Kraftfahrzeugen wird
benötigt, um mit diesem Wert etwa ein Fahrdynamikregelsystem beauf
schlagen zu können. Ein solches Fahrdynamikregelsystem erhält neben
dem genannten Lenkwinkelwerten weitere Meßdaten, etwa die Raddreh
zahl oder die Drehung des Kraftfahrzeuges um seine Hochachse. Benötigt
werden zum einen der absolute Lenkwinkeleinschlag und zum anderen
die Lenkgeschwindigkeit, damit diese Werte zusammen mit den anderen
erfaßten Daten durch das Fahrdynamikregelsystem ausgewertet und zum
Steuern von Aktoren, beispielsweise der Bremsen und/oder des Motor
managements umgesetzt werden können.
Aus der DE 44 09 892 A1 ist ein eingangs genannter Lenkwinkelsensor
bekannt. Mit der ersten Sensoreinheit dieses Lenkwinkelsensors, dessen
Geber als Rotor unmittelbar an die Drehbewegung des Lenkrades gekop
pelt ist, erfolgt eine Winkelerfassung innerhalb einer Lenkradumdrehung
(360°) und somit innerhalb eines Winkelsegmentes aus dem gesamten
Lenkraddrehbereich, der bei dem Gegenstand dieses Dokumentes vier
Lenkradumdrehungen (1440°) umfaßt. Die zweite Sensoreinheit dient ei
ner Rundenzählung zur Bereitstellung einer Information, innerhalb welcher
Runde des gesamten Lenkraddrehbereiches sich die aktuelle, mit der er
sten Sensoreinheit erfaßte Winkelstellung befindet. Aus diesem Grunde
ist der Rotor der zweiten Sensoreinheit ausgebildet, um innerhalb von
360° den gesamten Lenkraddrehbereich von 1440° zu erfassen. Zu die
sem Zweck ist der Rotor der zweiten Sensoreinheit mit einem getriebli
chen Untersetzungsverhältnis von 4 : 1 nach Art eines Planetengetriebes
von dem Rotor der ersten Sensoreinheit angetrieben. Die Drehachsen der
beiden Rotoren sind konzentrisch zueinander angeordnet, so daß die
Rotoren der beiden Sensoreinheiten innerhalb einer Ebene angeordnet
sind. Der innenliegende Rotor ist drehfest mit der Lenkspindel verbunden,
so daß bei einer Drehung des Lenkrades dieser Rotor den über das Pla
netengetriebe angetriebenen außenliegenden Rotor der zweiten Sen
soreinheit antreibt.
Zur Realisierung dieser getrieblichen Untersetzung in der dargestellten Art
und Weise muß das eingesetzte Planetenrad eine bestimmte Dimensio
nierung aufweisen. Die konzentrische Anordnung zwischen der Lenkspin
del, dem Rotor der ersten Sensoreinheit und dem Rotor der zweiten Sen
soreinheit sowie die Anordnung des Planetenrades hat zur Folge, daß in
radialer Erstreckung zur Lenkachse dieser Lenkwinkelsensor umfänglich
einen nicht unbeträchtlichen Einbauraum benötigt. Eine Anordnung dieses
Lenkwinkelsensors in einem Lenksäulenmodul ist daher nicht immer ohne
weiteres möglich; entsprechendes gilt für eine Anordnung dieses Lenk
winkelsensors in einem unteren Bereich der Lenkspindel, etwa oberhalb
der Pedalen.
Die Sensoreinheiten dieses bekannten Lenkwinkelsensors nutzen als Ko
dierung eine magnetische Kodierung nach Art eines Gray-Codes und als
Detektionseinrichtungen Hall-Sensoren, die zum Abtasten der Magnetko
dierung umfänglich und somit über 360° verteilt statorseitig angeordnet
sind. Jede Sensoreinheit umfaßt eine solche Hall-Sensorenanordnung.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten gattungsgemä
ßen Lenkwinkelsensor vorzuschlagen, der nicht nur bezüglich seiner be
nötigten Einbaumaße optimiert, sondern ebenfalls, ohne Nachteile hin
sichtlich der Funktionalität des Lenkwinkelsensors hinnehmen zu müssen,
durch einen geringeren Einsatz an benötigter Hardware realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Detekti
onseinrichtung der ersten Sensoreinheit durch eine Vielzahl aneinander
grenzender Wandlerelemente als Sensorarray ausgebildet ist und daß
dieses Sensorarray sowohl zum Abtasten der Codierung des Gebers der
ersten Sensoreinheit als auch zum Abtasten der Codierung der zweiten
Sensoreinheit angeordnet ist, indem der Geber der ersten Sensoreinheit
als Codescheibe ausgebildet und das Sensorarray mit seiner Längser
streckung quer zur Bewegungsrichtung der Codierung der Codescheibe
und mit seinen Wandlerelementen zu der die Codierung tragenden Flach
seite der Codescheibe weisend angeordnet ist und indem zur getriebli
chen Kopplung des Rotors der zweiten Sensoreinheit an den Geber der
ersten Sensoreinheit ein differentielles Planetengetriebe eingesetzt ist,
das ein als Wechselrad ausgebildetes, mit dem Geber der ersten Sen
soreinheit kämmendes Antriebsrad und neben dem Antriebsrad ein innen
verzahntes, ringförmig ausgebildetes, gestellfest angeordnetes Referenz
rad umfaßt, wobei zwischen einem auf der Nabe des Antriebsrades sit
zenden Ritzel und der Innenverzahnung des Referenzrades ein Planeten
rad angeordnet ist, das sowohl mit der Innenradverzahnung als auch mit
dem als Abtriebsrad des Getriebes ausgebildeten, gegenüber dem Refe
renzrad eine geänderte Zähnezahl aufweisenden Rotor der zweiten Sen
soreinheit im Eingriff steht und wobei der Rotor mit einem Schwenkhebel
in eine Klaue eines die Codierung der zweiten Sensoreinheit tragenden,
schwenkbar zwischen der als Geber ausgebildeten Codescheibe und dem
Sensorarray gelagerten Arm eingreift.
Der erfindungsgemäße Lenkwinkelsensor umfaßt zwei Sensoreinheiten,
wobei die unterschiedlichen Kodierungen der beiden Sensoreinheiten eine
gemeinsame Detektionseinrichtung beaufschlagen. Zu diesem Zweck ist
die Detektionseinrichtung der ersten Sensoreinheit durch eine Vielzahl
aneinander grenzender Wandlerelemente als ein- oder auch als zweidi
mensionales zusammenhängendes Sensorarray ausgebildet. Die beiden
Sensoreinheiten sind zweckmäßigerweise optoelektronisch arbeitend vor
gesehen, wobei die Codierung der ersten Sensoreinheit durch eine von
einer Seite beleuchtete Codescheibe dargestellt und das beispielsweise
als Zeilensensor ausgebildete Sensorarray mit seiner photosensitiven
Oberfläche zur Codescheibe weisend auf der der Lichtquelle gegenüber
liegenden Seite der Codescheibe angeordnet ist.
Als die Codierung der ersten Sensoreinheit tragender Geber kann bei
spielsweise ein unmittelbar an die Drehbewegung der Lenkspindel gekop
pelter Rotor, etwa eine kreisrunde Codescheibe oder ein translatorisch zur
Drehbewegung bewegtes Geberelement vorgesehen sein. Im letzteren
Falle ist das Geberelement durch eine getriebliche Kopplung, etwa durch
einen Gewindetrieb an die Drehbewegung der Lenkspindel gekoppelt. Im
Falle der Ausbildung des Gebers als Codescheibe kann diese als Codie
rung beispielsweise eine als Lichtschlitz ausgebildete archimedische Spi
rale aufweisen, wobei zur Erhöhung der Meßgenauigkeit zweckmäßiger
weise dieser Codespur eine zentrisch bezüglich der Codespur angeord
nete kreisförmige Referenzspur zugeordnet ist, die wie die Codespur als
Lichtschlitz ausgebildet oder auch die umfängliche Kante der Codeschei
be sein kann. Anstelle der Verwendung von Lichtschlitzen können die
Spuren - Codespur und Referenzspur - auch als Schwärzungen gegen
über einer ansonsten transparenten Codescheibe ausgebildet sein.
In einer getrieblichen Untersetzung ist an den an die Bewegung des Lenk
rades gekoppelten Geber der ersten Sensoreinheit der Rotor der zweiten
Sensoreinheit gekoppelt. Der Rotor der zweiten Sensoreinheit umfaßt ei
nen Schwenkhebel, der in eine Klaue eines die Codierung der zweiten
Sensoreinheit tragenden, schwenkbar zwischen der als Geber ausgebil
deten Codescheibe und dem Sensorarray gelagerten Arm eingreift. Eine
Bewegung des angetriebenen Rotors resultiert sodann in einer Schwenk
bewegung des Armes, dessen Codierung entsprechend der Winkelstel
lung des Lenkrades innerhalb des gesamten Lenkraddrehbereiches un
terschiedliche Bereiche des Sensorarrays beaufschlägt. Der maximale
Bewegungsbetrag des Armes der zweiten Sensoreinheit kann maximal
der Längserstreckung eines beispielsweise eingesetzten Zeilensensors
entsprechen. Da sich aus diesem Grunde die Bewegung des angetriebe
nen Rotors lediglich um einen geringen Betrag erstrecken darf, muß die
getriebliche Untersetzung zwischen dem Geber der ersten Sensoreinheit
und dem Rotor der zweiten Sensoreinheit entsprechend groß sein. Zu
diesem Zweck ist ein differenzielles Planetengetriebe eingesetzt, das ein
als Wechselrad ausgebildetes, mit dem etwa als Rotor ausgebildeten Ge
ber der ersten Sensoreinheit kämmendes Antriebsrad und ein Referenz
rad umfaßt. Das Referenzrad ist ringfömig ausgebildet, innen verzahnt
und gestellseitig angeordnet. Auf der Nabe des Antriebsrades sitzt ein
Ritzel, welches über ein zwischen dem Ritzel und dem Referenzrad be
findliches Planetenrad an die Bewegung des Antriebsrades gekoppelt ist.
Der Rotor der zweiten Sensoreinheit stellt das Abtriebsrad dieser Getrie
beanordnung dar und wird von dem Planetenrad angetrieben, wobei die
Zähnezahl des angetriebenen Rotors unterschiedlich ist zu derjenigen des
Referenzrades. Bei der Ausgestaltung eines solchen Planetengetriebes ist
es aus Platzgründen zweckmäßig, die Antriebs- und Abtriebsräder inein
ander gesteckt vorzusehen, wobei konzentrisch zum und innerhalb des
Antriebsrades das innen verzahnte Referenzrad ortsfest angebracht ist
und dessen Innenverzahnung den angetriebenen Rotor umgreift.
Der Einsatz lediglich einer einzigen Detektionseinrichtung für die beiden
Sensoreinheiten hat zur Folge, daß gegenüber dem vorbekannten Stand
der Technik die Anzahl der benötigten Detektionseinrichtungen reduziert
ist. Die Anordnung der getrieblichen Kopplung in der beschriebenen Art
und Weise, bei der im Gegensatz zum Stand der Technik die beiden Ro
toren nicht konzentrisch zueinander, sondern nebeneinander liegend vor
gesehen sind, bewirkt, daß radial von der Drehachse der ersten Sen
soreinheit lediglich in einem Bereich, nämlich in demjenigen, in dem das
Planetengetriebe angeordnet ist, eine gegenüber der radialen Einbautiefe
der ersten Sensoreinheit vergrößerte Einbautiefe benötigt wird. In den
übrigen Abschnitten des Lenkwinkelsensors wird allein diejenige Einbau
tiefe benötigt, die von der ersten Sensoreinheit vorgegeben ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil weiterer Un
teransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs
beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1: Eine schematisierte Draufsicht auf einen Lenkwinkelsensor
und
Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie A-B durch den Lenkwinkel
sensor der Fig. 1.
Ein optoelektronisch arbeitender Lenkwinkelsensor 1 umfaßt zwei Sen
soreinheiten 2, 3. Die Sensoreinheit 1 besteht aus einer als rotatorischen
Geber der ersten Sensoreinheit vorgesehenen Codescheibe 4, die dreh
fest mit der Lenkspindel 5 eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Code
scheibe 4 trägt als Codierung einen als Lichtschlitz ausgebildete Code
spur 6, die eine archimedische Spirale darstellt und in der Figur als
schwarze Linie erscheint. Als Referenzspur ist die Außenkante 7 der
Codescheibe 4 vorgesehen. Der Sensoreinheit 2 zugehörig ist ein Zeilen
sensor 8 mit einer Vielzahl optoelektronischer Wandlerelemente. Die Aus
richtung des Zeilensensors 8 ist radial zur Drehachse der Lenkspindel
vorgesehen. Die photosensitive Oberfläche des Zeilensensors 8 weist zur
Unterseite der Codescheibe 4 hin. Die Länge des Zeilensensors 8 bzw.
der Erstreckung der Wandlerelemente erstreckt sich über den Bereich,
den die Codespur 6 in radialer Erstreckung einnimmt und erstreckt sich
über die Außenkante 7 der Codescheibe 4 hinaus, damit sich die auf dem
Zeilensensor 8 abbildende Außenkante 7 als Referenzspur verwendet
werden kann. Dem Zeilensensor 8 bezüglich der Codescheibe 4 gegen
überliegend ist eine Beleuchtungseinrichtung - in Fig. 2 mit dem Bezugs
zeichen 15 gekennzeichnet - angeordnet, die die Codescheibe 4 von oben
beleuchtet.
Die Sensoreinheit 3 umfaßt eine Lichtquelle 9, die in einer Blende 10 an
geordnet ist. Die Blende 10 weist vorderseitig eine Blendenöffnung 11 auf,
so daß aus der Blende 10 ein Lichtstrahl austreten kann. Die Blende 10 ist
um eine Schwenkachse 12, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, ver
schwenkbar, so daß der aus der Blendenöffnung 11 austretende Licht
strahl in Abhängigkeit von der Stellung der Blende 10 unterschiedliche
Wandlerelemente des Zeilensensors 8 beaufschlagen kann. Zum Umlen
ken der aus der Blendenöffnung 11 in einer Ebene parallel zur Ebene der
Codescheibe 4 austretenden Lichtstrahlen in die Ebene zum Beaufschla
gen des Zeilensensors 8 ist oberhalb des Zeilensensors 8 ein Optikkörper
13 angeordnet, der eine zum Umlenken des eingekoppelten Lichtstrahls
dienende Reflexionsfläche 14 umfaßt. Die Abbildung der Codespur 6 der
ersten Sensoreinheit 2 sowie des aus der Blendenöffnung 11 austreten
den Lichtstrahles der zweiten Sensoreinheit 3 beaufschlagen denselben
Sektor des Zeilensensors 8.
Die Anordnung der beiden Sensoreinheiten 2, 3 kann ebenfalls der
Schnittdarstellung der Fig. 2 entnommen werden, auf der auch die ober
halb der Codescheibe 4 angeordnete Lichtquelle 15 schematisch darge
stellt ist.
Die Sensoreinheit 2 dient zum Erfassen der Winkelstellung des Lenkrades
bzw. der Lenkspindel 5 innerhalb eines Segementes von 360° Grad aus
einem angenommenen gesamten Lenkraddrehbereich von vier Umdre
hungen (1440°). Die Sensoreinheit 3 dient der Erfassung der Stellung der
Lenkspindel 5 innerhalb des gesamten Lenkraddrehbereiches von 1440°.
Zu diesem Zweck ist die Bewegung der Blende 10 dergestalt bemessen,
daß bei Durchschreiten der 1440° der die Codierung dieser Sensoreinheit
3 darstellende, aus der Blendenöffnung 11 austretende Lichtstrahl über
die gesamte photosensitive Oberfläche des Zeilensensors 8 wandert. Die
Bewegung der Blende 10 ist über ein Getriebe 16 und einen Schwenkarm
17 an die Drehbewegung der Codescheibe 4 bzw. der Lenkspindel 5 ge
koppelt. Als Getriebe 16 ist ein differenzielles Planetengetriebe 16 einge
setzt, dessen Bestandteile auf einer Gestellplatte 18 angeordnet sind. Das
Planetengetriebe 16 besteht aus einem Antriebsrad 19, welches mit ei
nem drehfest mit der Lenkspindel 5 verbundenen Zahnrad 20 im Eingriff
steht. Auf der Achse 21 des Antriebsrades 19 ist ein den Rotor der zwei
ten Sensoreinheit 3 bildendes Abtriebsrad 22 gelagert, daß als Hohlrad
ausgebildet ist und eine Innenverzahnung 23 aufweist. Zwischen der In
nenverzahnung 23 und einem gleichfalls auf der Achse 21 zwischen dem
Antriebsrad 19 und dem Abtriebsrad 22 gelagerten Ritzel 24 befindet sich
ein Planetenrad 25. Dem Getriebe 16 ist ferner ein neben dem Antriebs
rad 19 angeordnetes, innenverzahntes und ringförmig ausgebildetes Re
ferenzrad 26 zugehörig, welches gestellfest angebracht ist. Das Planeten
rad 25 steht sowohl mit der Innenverzahnung des Referenzrades 26 als
auch mit der Innenverzahnung 23 des Abtriebsrades 22 in Eingriff, wobei
jedoch vorgesehen ist, daß das Referenzrad 26 gegenüber dem Abtriebs
rad 22 eine geänderte Zähnezahl aufweist.
Bei einer Bewegung des Antriebsrades 19 wird die Drehbewegung über
das Ritzel 24 und das Planetenrad 25 auf das Abtriebsrad 22 übertragen,
an dessen äußeren Umfang der Schwenkarm 17 angeordnet ist. Das
gleichzeitige Abwälzen des Planetenrades 25 in der Innenverzahnung des
Referenzrades 26 sowie in der Innenverzahnung des Abtriebsrades 22
bewirkt infolge der unterschiedlichen Zähnezahl dieser beiden Räder ein
Verschwenken des Abtriebsrades 22, so daß diese Bewegung in einer
Schwenkbewegung des Armes 17 resultiert. Der Schwenkarm 17 steckt
mit seinem freien Ende in einer Klaue 27, die Teil eines zweiarmigen He
bels 28 ist, dessen Hebelachse die Schwenkachse 12 ist und die Blende
10 den weiteren Arm des Hebels 28 darstellt. Eine rotatorische Bewegung
des als Rotor der zweiten Sensoreinheit 3 dienenden Abtriebrades 22 re
sultiert sodann in der oben beschriebenen Schwenkbewegung der Blende
10.
Der Schwenkarm 17 kann zur Reduzierung von Getriebespiel gegen ein
Federelement arbeitend vorgesehen sein.
In einem Fall, bei dem der Geber der ersten Sensoreinheit eine translato
risch Bewegung als Folge einer Bewegung der Lenkspindel ausübt, erfolgt
ein Antrieb des Planetengetriebes anstelle mittels des in den Figuren ge
zeigten Zahnrades 20 beispielsweise mit einer Zahnstange.
Eine codespurselektive Erfassung der Codierung 6 der Sensoreinheit 2
bzw. der Codierung 11 der Sensoreinheit 3 kann auf unterschiedliche Art
und Weise realisiert sein. Beispielsweise kann eine alternierende Erfas
sung der einen bzw. der anderen Codespur erfolgen. Ferner kann zur
Unterscheidung der beiden Codierungen 6, 11 eine Beaufschlagung des
Zeilensensors mit codiertem Licht erfolgen, wobei beispielsweise eine
wellenlängenabhängige, helligkeitsabhängige oder polarisationsabhängi
ge Unterscheidung möglich ist. Neben der genannten physikalischen
Trennung der Codespuren kann eine Unterscheidung der beiden Code
spuren 6, 11 auch algorithmisch durchgeführt werden. Eine solche Tren
nung läßt sich beispielsweise durch einen redundanten Informationscode
erzielen, so daß auch bei einer gleichzeitigen Belichtung des Zeilensen
sors 8 mit beiden Codespuren 6, 11 eine eindeutige Aussage zur Position
de jeweiligen Codespuren 6, 11 und somit zur Winkelstellung des Lenkra
des möglich ist.
1
Lenkwinkel
2
Erste Sensoreinheit
3
Zweite Sensoreinheit
4
Codescheibe, als Rotor ausgebildeter Geber
5
Lenkspindel
6
Codespur
7
Außenkante der Codescheibe
8
Zeilensensor
9
Lichtquelle
10
Blende
11
Blendenöffnung
12
Schwenkachse
13
Optikkörper
14
Reflexionsfläche
15
Lichtquelle
16
Getriebe
17
Schwenkarm
18
Gestellplatte
19
Antriebsrad
20
Zahnrad
21
Achse
22
Abtriebsrad, Rotor
23
Innenverzahnung
24
Ritzel
25
Planetenrad
26
Referenzrad
27
Klaue
28
Zweiarmiger Hebel
Claims (9)
1. Lenkwinkelsensor zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung
des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine erste Sen
soreinheit (2) bestehend aus einem eine erste Codierung (6) tra
genden, an die Drehbewegung des Lenkrades gekoppelten Geber
(4) und aus einer statorseitig angeordneten Detektionseinrichtung
(8) zum Abtasten der Codierung (6) des Gebers (4) innerhalb eines
Segments aus dem gesamten Lenkraddrehbereich sowie umfas
send eine zweite Sensorenheit (3) bestehend aus einem getrieblich
an den Geber (4) der ersten Sensoreinheit (2) gekoppelten Rotor
(22), einer durch den Rotor (22) bewegbaren Codierung (11) und
einer statorseitig angeordneten Detektionseinrichtung (8) zum Ab
tasten dieser Codierung (11) innerhalb des gesamten Lenkrad
drehbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsein
richtung (8) der ersten Sensoreinheit (2) durch eine Vielzahl anein
andergrenzender Wandlerelemente als Sensorarray ausgebildet ist
und daß dieses Sensorarray (8) sowohl zum Abtasten der Codie
rung (6) des Rotors (4) der ersten Sensoreinheit (2) als auch zum
Abtasten der Codierung (11) der zweiten Sensoreinheit (3) ange
ordnet ist, indem der Geber der ersten Sensoreinheit (2) als Code
scheibe (4) ausgebildet und das Sensorarray (8) mit seiner Längs
erstreckung quer zur Bewegungsrichtung der Codierung (6) der
Codescheibe (4) und mit seinen Wandlerelementen zu der die Co
dierung (6) tragenden Flachseite der Codescheibe (4) weisend an
geordnet ist und indem zur getrieblichen Kopplung des Rotors (22)
der zweiten Sensoreinheit (3) an den Geber (4) der ersten Sen
soreinheit (2) ein differentielles Planetengetriebe (16) eingesetzt ist,
das ein als Wechselrad ausgebildetes, mit dem Geber (4) der er
sten Sensoreinheit (2) kämmendes Antriebsrad (19) und neben
dem Antriebsrad (19) ein innenverzahntes, ringförmig ausgebilde
tes, gestellfest angeordnetes Referenzrad (26) umfaßt, wobei zwi
schen einem auf der Achse (21) des Antriebsrades (19) sitzenden
Ritzel (24) und der Innenverzahnung des Referenzrades (26) ein
Planetenrad (25) angeordnet ist, das sowohl mit der Innenradver
zahnung des Referenzrades (26) als auch mit dem als Abtriebsrad
(22) des Getriebes (16) ausgebildeten, gegenüber dem Referenz
rad (26) eine geänderte Zähnezahl aufweisenden Rotor (22) der
zweiten Sensoreinheit (3) im Eingriff steht und wobei der Rotor (22)
mit einem Schwenkhebel (17) in eine Klaue eines die Codierung
der zweiten Sensoreinheit (3) tragenden, schwenkbar zwischen der
als Geber ausgebildeten Codescheibe (4) und dem Sensorarray (8)
gelagerten Arm (27) eingreift.
2. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Arm (27) unter einer Federvorspannung steht.
3. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Antriebsrad (19), das Referenzrad (26) und der
Rotor (22) der zweiten Sensoreinheit (3) eine zylinderförmige Bau
einheit bilden, deren Planflächen aus jeweils einer Seitenfläche von
Antriebsrad (19) und Rotor (22) bestehen und deren Zylinderman
telfläche die Ringfläche des Referenzrades (26) ist.
4. Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Geber (4) der ersten Sensoreinheit (2) eine
unmittelbar an die Drehbewegung der Lenkspindel (5) gekoppelte,
rotatorische Bewegung ausübt.
5. Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Codierung (6, 11) der beiden Sensoreinheiten
unterschiedliche Sektoren des Sensorarrays (8) beaufschlagen.
6. Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Codierungen (6, 11) der beiden Sensorein
heiten (2, 3) denselben Sektor des Sensorarrays (8) beaufschla
gen.
7. Lenkwinkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sensoreinheiten optoelektronische Sen
soreinheiten (2, 3) sind, wobei die Codierung der Codescheibe (4)
der ersten Sensoreinheit eine Codespur (6) und eine Referenzspur
(7) umfaßt und die Codierung der zweiten Sensoreinheit (3) infolge
einer Bewegung des Armes (27) über das Sensorarray (8) bewegte
Codierung ist.
8. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß oberhalb des Sensorarrays (8) ein Optikkörper (13) angeordnet
ist, in den seitlich der als Codierung ausgebildete Lichtstrahl einge
koppelt und zur photosensitiven Oberfläche des Sensorarrays (8)
hin reflektiert wird.
9. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Codierung der zweiten Sensoreinheit (3) durch
eine gegenüber einer feststehenden Lichtquelle (15) bewegbare
Blende (10) realisiert ist.
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