DE4236483A1 - Betätigungseinrichtung für einen linearen Wegsensor - Google Patents
Betätigungseinrichtung für einen linearen WegsensorInfo
- Publication number
- DE4236483A1 DE4236483A1 DE19924236483 DE4236483A DE4236483A1 DE 4236483 A1 DE4236483 A1 DE 4236483A1 DE 19924236483 DE19924236483 DE 19924236483 DE 4236483 A DE4236483 A DE 4236483A DE 4236483 A1 DE4236483 A1 DE 4236483A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft
- steering column
- trajectory
- actuating device
- displacement sensor
- 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.)
- Withdrawn
Links
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
-
- 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
- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einer Betätigungseinrichtung nach der
Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine solche Betätigungseinrichtung bekannt
(DE 39 07 442 A1), welche Anwendung bei der Drehwinkelsensierung
einer Welle findet. Hierzu ist ein erster, linearer Wegsensor vor
gesehen, dessen radial bewegbares Abtastelement in eine mehrere
Windungen aufweisende, spiralförmige Führungsnut einer Kurvenscheibe
eingreift, welche mit der Welle drehbar ist. Dieser Wegsensor er
zeugt ein sich über mehrere Wellenumdrehungen erstreckendes,
lineares Grobsignal. Zusätzlich ist ein zweiter Sensor in Form eines
konzentrisch zur Welle angeordneten Potentiometers vorgesehen,
welches ein sich je Wellenumdrehung wiederholendes Feinsignal
abgibt. Durch rechnerische Verbindung des Grobsignals und des Fein
signals kann die genaue Winkelstellung der Welle bestimmt werden.
Dabei wird ein über den gesamten Meßbereich relativ genaues Meß
signal geliefert. Dies ist bei manchen Anwendungen jedoch nicht über
den gesamten Meßbereich erforderlich.
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung mit dem kennzeichnenden
Merkmal des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mit einer relativ
einfachen Maßnahme Einfluß auf die Meßgenauigkeit des nur einen Weg
sensors genommen wird, um diesen an über den Meßbereich unterschied
liche Anforderungen an das Meßsignal anzupassen. So kann bei einer
Anwendung des Wegsensors an einem Lenkgetriebe eines Fahrzeugs die
Meßgenauigkeit des Drehwinkels in Mittellage der Lenkung durch eine
größere Steigung der Bahnkurve höher sein als in den übrigen
Bereichen, wo im wesentlichen lediglich die Drehrichtung sensiert
werden muß.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Betätigungseinrichtung möglich.
Mit den in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichneten Ausgestaltungen
der Erfindung sind Beispiele für eine im Mittelbereich der Bahnkurve
erhöhte Meßgenauigkeit des Wegsensors angegeben.
Die im Anspruch 4 beschriebene Weiterbildung der Erfindung hat den
Vorteil der reduzierten Drehung der Kurvenscheibe gegenüber der
Welle, so daß die Bahnkurve verkürzt und die Kurvenscheibe im Durch
messer relativ klein gebaut werden kann.
Im Anspruch 5 sind Beispiele für Untersetzungsgetriebe offenbart,
wobei das letztgenannte dann Anwendung finden kann, wenn zum Bewegen
des Abtastelementes von Wegsensoren vernachlässigbar niedrige Kräfte
zu überwinden sind.
Durch die im Anspruch 6 angegebene Ausgestaltung der Erfindung
ergeben sich Vorteile hinsichtlich des Bauvolumens der Betätigungs
einrichtung, da einerseits die Welle in der Achse der Kurvenscheibe
verläuft und andererseits das Untersetzungsgetriebe weitgehend
innerhalb des von der Kurvenscheibe eingenommenen Raumes liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein
facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein
Vorderachs-Lenkgetriebe eines Fahrzeugs mit einer Betätigungsein
richtung für einen Wegsensor im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt
entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch die Betätigungseinrichtung
und Fig. 3 ein Diagramm, den Zusammenhang zwischen dem Dreh
winkel ϕr1 einer Welle (Lenksäule) und dem Drehwinkel ϕr2 einer
Kurvenscheibe sowie zwischen letzterem und dem Weg s eines Abtast
elementes des Wegsensors betreffend.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorderachs-Lenkung 10 eines Fahrzeugs
weist ein Lenkrad 11 auf, dessen eine Welle bildende Lenksäule 12
mittels eines Lenkgetriebes 13 mit einer Spurstange 14 in Eingriff
steht. Mit der Lenksäule 12 ist eine Betätigungseinrichtung 15 für
einen linearen Wegsensor 16 verbunden, welcher der Sensierung des
Lenkrad-Drehwinkels bzw. des Drehwinkels der Lenksäule 12 dient.
Die gegenüber den Bauteilen der Lenkung 10 in einem größeren Maßstab
dargestellte Betätigungseinrichtung 15 ist mit einem Untersetzungs
getriebe 20 ausgestattet (Fig. 1 und 2). Das
Untersetzungsgetriebe 20 kann als Zahnradgetriebe oder als Reibrad
getriebe ausgebildet sein. Die letztgenannte Ausführungsform ist in
vereinfachter Darstellung in der Zeichnung wiedergegeben. Das Unter
setzungsgetriebe 20 besitzt ein auf der Lenksäule 12 drehfest ange
ordnetes Antriebsrad 21. Dieses steht in reibschlüssigem Eingriff
mit drei Zwischenrädern 22, welche mit feststehender Achse an einem
Gehäuse 23 gelagert sind. Das Gehäuse 23 ist beispielsweise mit der
nicht dargestellten Karosserie des Fahrzeugs verbunden; es nimmt die
Betätigungseinrichtung 15 mit Untersetzungsgetriebe 20 und den Weg
sensor 16 auf. Die Zwischenräder 22 wiederum stehen in reibschlüssigem
Eingriff mit einer Kurvenscheibe 24, die gleichachsig zur Lenk
säule 12 verlaufend auf im Gehäuse 23 angeordneten Lagerstücken 25
drehbar gelagert ist.
Bei einer Ausgestaltung des Untersetzungsgetriebes 20 in Form eines
Zahnradgetriebes sind das Antriebsrad 21, die Zwischenräder 22 und
die Kurvenscheibe 24 an den miteinander kämmenden Umfangsflächen mit
einer geeigneten Verzahnung versehen.
Das Untersetzungsgetriebe 20 ist durch entsprechende Durchmesserwahl
der mit den Zwischenrädern 22 in Eingriff stehenden Kreiszylinder
flächen von Antriebsrad 22 und Kurvenscheibe 24 derart aufeinander
abgestimmt, so daß vier Umdrehungen der Lenksäule 12 auf eine Um
drehung der Kurvenscheibe 24 reduziert werden. Dies ist auch im
rechten Teil des Diagrammes in Fig. 3 ersichtlich, in dem der Dreh
winkel ϕr2 der Kurvenscheibe 24 in Abhängigkeit vom Dreh
winkel ϕr1 der Lenksäule 12 dargestellt ist.
Die ringscheibenförmige Kurvenscheibe 24 ist auf ihrer Oberseite mit
einer Bahnkurve 27 in Form einer Nut versehen. In die Bahnkurve 27
greift ein Zapfen 28 eines Abtastelementes 29 des linearen Weg
sensors 16 ein. Das Abtastelement 29 ist bezüglich des Zentrums
der Kurvenscheibe 24 radial bewegbar und vermag den Weg s zurück
zulegen. Der Zapfen 28 ist zur Ausschaltung von Spiel in der Bahn
kurve 27 von einer Andrückfeder 30 belastet. Der Wegsensor 16 ist
von bekannter Bauart; er setzt das Wegsignal in ein elektrisches
Signal um.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß sich die Bahnkurve 27 über 360°
erstreckt. Die Bahnkurve 27 besitzt einen mittleren Abschnitt 33,
welcher in der gezeichneten Drehstellung der Kurvenscheibe 24 in
Eingriff mit dem Zapfen 28 des Abtastelementes 29 steht. An den
mittleren Abschnitt 33 anschließend weist die Bahnkurve 27 zwei
äußere Abschnitte 34 und 35 auf, von denen der eine Abschnitt 34
nahe dem äußeren Rand und der andere Abschnitt 35 nahe dem inneren
Rand der Kurvenscheibe 24 verläuft. Mit anderen Worten: Die zwei
äußeren Abschnitte 34 und 35 der Bahnkurve 27 verlaufen entlang
verschiedenen Radius aufweisenden Kreisbögen und sind durch den
mittleren Abschnitt 33 der Bahnkurve 27 verbunden. Die Bahnkurve 24
weist somit Abschnitte unterschiedlicher Steigung auf, nämlich
äußere Abschnitt 34 und 35 mit der Steigung 0° und einen mittleren
Abschnitt 33 mit definierter Steigung.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann eine Bahnkurve in der Weise
ausgebildet sein, daß zwei äußere Abschnitte spiralförmig mit
geringerer Steigung verlaufen als ein die äußeren Abschnitte verbin
dender mittlerer Abschnitt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, nimmt das Lenkrad 11 seine Mitten
stellung ein. In dieser Mittenstellung befindet sich die durch das
Untersetzungsgetriebe 20 mit der Lenksäule 12 gekuppelte Kurven
scheibe 24 in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung, in welcher der
Zapfen 28 des Abtastelementes 29 sich in der Mitte des mittleren
Abschnitts 33 der Bahnkurve 27 befindet. Beiderseits dieser Position
des Zapfens 28 erstrecken sich 180 Drehwinkel ϕr2 der Kurven
scheibe 24. Diese Verhältnisse sind auch im Diagramm gemäß Fig. 3
wiedergegeben: Die Mittenstellung des Lenkrades 11 ist in der
Abszisse, welche den Lenkrad-Drehwinkel ϕr1 wiedergibt, am Skalen
wert 0° gegeben. Diesem Wert in der Abszisse ist der Skalenwert 180°
in der Ordinate zugeordnet, welche den Drehwinkel ϕr2 repräsen
tiert. Die Projektion des letztgenannten Skalenwertes parallel zur
Abszisse des linken Diagrammteils trifft auf einen schräg verlaufen
den Abschnitt einer Kennlinie, welche den Verlauf des Wegsignals s
am Wegsensor 16 über dem Drehwinkel ϕr2 der Kurvenscheibe 24
wiedergibt. Definitionsgemäß sei diesem Punkt der Wert 0 mm in der
Abszisse zugeordnet. Damit wird folgendes deutlich: Beiderseits der
Mittellage der Lenkung, d. h. bis zu einem Lenkrad-Drehwinkel ϕr1
von +/- 180° bewegt sich der Zapfen 28 des Abtastelementes 29 im
eine erhebliche Steigung aufweisenden mittleren Abschnitt 33 der
Bahnkurve 27, was einem Drehwinkel ϕr2 der Kurvenscheibe 24 von
+/- 45° (Skalenwerte 135° bzw. 225°) entspricht. In diesem Bereich
erfährt das Wegsignal s eine Veränderung zwischen den Werten
+/- 15 mm. Bei einem Lenkrad-Drehwinkel über 180° aus der Mittellage
heraus greift der Zapfen 28 des Abtastelementes 29 in einen der
äußeren Abschnitte 34 oder 35 der Bahnkurve 27 ein. Da diese äußeren
Abschnitte 34, 35 keine Steigung besitzen, ändert sich das jeweils
erreichte Wegsignal s von +15 mm oder -15 mm nicht über den weiteren
Verlauf des Drehwinkels ϕr2. Dies bedeutet: Im Bereich +/- 180°
Lenkrad-Drehwinkel ϕr1 ist eine hohe Empfindlichkeit (Auflösung)
der Lenkwinkel-Sensierung gegeben; im übrigen Bereich jedoch nicht.
Dies genügt in solchen Fällen, wo aus dem Vorzeichen des Wegsignals
s lediglich erkannt werden muß, ob bei großem Lenk
rad-Drehwinkel ϕr1 eine Rechtsdrehung oder eine Linksdrehung am
Lenkrad 11 vorliegt.
Eine verringerte Auflösung des Wegsignals s in den letztgenannten
Bereichen ist jedoch auch möglich, wenn - wie weiter oben angege
ben - die Kurvenscheibe äußere Abschnitte der Bahnkurve besitzt,
welche einen spiralförmigen Verlauf mit geringerer Steigung auf
weisen als der mittlere Abschnitt.
Claims (7)
1. Betätigungseinrichtung (15) für einen linearen Wegsensor (16) für
die Drehwinkelsensierung einer Welle, insbesondere der Lenksäule
(12) eines Kraftfahrzeugs, mit einer wenigstens mittelbar von der
Welle drehbaren Kurvenscheibe (24) mit einer Bahnkurve (27) für den
Angriff eines bezüglich des Scheibenzentrums wenigstens annähernd
radial bewegbaren Abtastelementes (29) des Wegsensors, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bahnkurve (27) Abschnitte (33, 34, 35)
unterschiedlicher Steigung aufweist.
2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei äußere Abschnitte (34, 35) der Bahnkurve (27) entlang
verschiedenen Radius aufweisenden Kreisbögen verlaufen und durch
einen mittleren Abschnitt (33) der Bahnkurve verbunden sind.
3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei äußere Abschnitte der Bahnkurve spiralförmig mit geringerer
Steigung verlaufen als ein die äußeren Abschnitte verbindender
mittlerer Abschnitt.
4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurvenscheibe (24) durch ein Untersetzungsgetriebe (20) mit
der Welle (Lenksäule 12) gekuppelt ist.
5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Untersetzungsgetriebe (20) ein Zahnradgetriebe oder ein
Reibradgetriebe ist.
6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (Lenksäule 12) ein Antriebsrad (21) trägt, welches an
wenigstens einem mit feststehender Achse gelagerten Zwischenrad (22)
angreift, das mit der gleichachsig zur Welle gelagerten Kurven
scheibe (24) in Eingriff steht.
7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (20) Umdrehungen der Welle
(Lenksäule 12) auf eine Umdrehung der Kurvenscheibe (24) reduziert,
deren Bahnkurve (27) sich über 36° erstreckt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924236483 DE4236483A1 (de) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Betätigungseinrichtung für einen linearen Wegsensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924236483 DE4236483A1 (de) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Betätigungseinrichtung für einen linearen Wegsensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4236483A1 true DE4236483A1 (de) | 1994-05-05 |
Family
ID=6471612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924236483 Withdrawn DE4236483A1 (de) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Betätigungseinrichtung für einen linearen Wegsensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4236483A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19638911A1 (de) * | 1996-09-23 | 1998-03-26 | Teves Gmbh Alfred | Drehwinkelsensor mit integrierter Umdrehungserkennung |
DE19755094A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Itt Mfg Enterprises Inc | Wickelfederverbinder mit Drehwinkelanzeige |
EP1291264A3 (de) * | 2001-09-05 | 2004-02-11 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Absolutstellung |
DE19710574B4 (de) * | 1997-03-14 | 2005-10-27 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Wegsensor |
DE19860504B4 (de) * | 1997-12-30 | 2006-03-23 | Mando Corp., Pyungtaek | Absolutwinkelsensor eines Fahrzeuglenksystems |
JP2017109716A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | ブリヂストンサイクル株式会社 | ハンドルの舵角検出機構及び電動補助自転車 |
-
1992
- 1992-10-29 DE DE19924236483 patent/DE4236483A1/de not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19638911A1 (de) * | 1996-09-23 | 1998-03-26 | Teves Gmbh Alfred | Drehwinkelsensor mit integrierter Umdrehungserkennung |
DE19638911B4 (de) * | 1996-09-23 | 2006-10-05 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Drehwinkelsensor mit integrierter Umdrehungserkennung |
DE19710574B4 (de) * | 1997-03-14 | 2005-10-27 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Wegsensor |
DE19755094A1 (de) * | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Itt Mfg Enterprises Inc | Wickelfederverbinder mit Drehwinkelanzeige |
DE19755094B4 (de) * | 1997-12-11 | 2005-11-10 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Wickelfederverbinder |
DE19860504B4 (de) * | 1997-12-30 | 2006-03-23 | Mando Corp., Pyungtaek | Absolutwinkelsensor eines Fahrzeuglenksystems |
EP1291264A3 (de) * | 2001-09-05 | 2004-02-11 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Absolutstellung |
US6901816B2 (en) | 2001-09-05 | 2005-06-07 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for detecting absolute position using difference between detection signals of two detectors |
JP2017109716A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | ブリヂストンサイクル株式会社 | ハンドルの舵角検出機構及び電動補助自転車 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4201906C2 (de) | Vorrichtung zum Lenken eines lenkbaren Rades durch Drehen eines Lenkrads | |
EP0926046B1 (de) | Lenkeingabevorrichtung für Fahrzeuge | |
EP0913318B1 (de) | Hinterachslenkvorrichtung | |
WO1994017686A2 (de) | Zentralverschluss für schuhe | |
DE19750585A1 (de) | Aktuator zum Korrigieren eines über das Lenkrad eines Fahrzeugs an die Räder einer gelenkten Fahrzeugachse eingegebenen Lenkwinkels | |
EP1268256B1 (de) | Stellglied für eine fahrzeug-lenkvorrichtung | |
DE102012219888A1 (de) | Zahnstange für eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges | |
DE4403521C2 (de) | Vorrichtung zum Ändern eines Lenkwinkelverhältnisses für ein Fahrzeug | |
EP1732785A1 (de) | Airbaganordnung sowie getriebe und betriebsverfahren dafür | |
EP0477653B1 (de) | Drehwinkelgeber, insbesondere Lenkwinkelgeber für Kraftfahrzeuge | |
DE4236483A1 (de) | Betätigungseinrichtung für einen linearen Wegsensor | |
DE2952439C2 (de) | ||
WO2014194909A2 (de) | Vorrichtung zum lenken einer hinterachse eines mehrspurigen kraftfahrzeugs | |
DE2735166A1 (de) | Spindellenkgetriebe mit kugelumlauf | |
DE3443625C2 (de) | ||
DE4106735A1 (de) | Lenksaeule fuer kraftfahrzeuge | |
WO2014067518A1 (de) | Schalteinrichtung für eine kettenschaltung eines fahrrades | |
DE4030625C2 (de) | Servolenkgetriebe | |
DE3121008C2 (de) | ||
DE2843572C2 (de) | Rückstelleinrichtung für die Lenkung eines Fahrzeugs | |
DE102009028860A1 (de) | Vorrichtung zur Vermessung des Winkels eines drehbaren Körpers | |
DE19755920C2 (de) | Aktuator zum Verstellen mindestens eines Scheinwerferreflektors | |
DE2800163A1 (de) | Zahnstangengetriebe | |
DE29515517U1 (de) | Kfz-Vorderradausrichtungs- und Lenkwinkel-Anzeigevorrichtung | |
DE2831120A1 (de) | Zahnstangen-lenkgetriebe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |