JP2001133246A - 操舵角センサ - Google Patents
操舵角センサInfo
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
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-
- 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
- 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
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- G01D5/26—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/3473—Circular or rotary encoders
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Steering Controls (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 必要なハードウエアをより少なくして、必要
な取付け寸法に関して最適化し、かつ操舵角の機能性を
向上すること。 【解決手段】 ハンドルの回転運動部に連結された第１
コード部６を担持する出力媒体，及び全てのハンドル回
転範囲の１つのセグメント内でこの出力媒体のこのコー
ド部６を走査するための固定子側に配置された検出装置
８から構成された第１センサユニット２、並びにこの第
１センサユニット２の出力媒体に歯車的に連結された回
転子２２，この回転子によって運動可能なコード部１
１，及び全てのハンドル回転範囲内でこのコード部を走
査するための固定子側に配置された検出装置８から構成
された第２センサユニット３を有する。１つの差動式の
遊星歯車装置１６が、第２センサユニット３の回転子２
２をこの第１センサユニット２の出力媒体４に歯車的に
連結するために使用されている。
な取付け寸法に関して最適化し、かつ操舵角の機能性を
向上すること。 【解決手段】 ハンドルの回転運動部に連結された第１
コード部６を担持する出力媒体，及び全てのハンドル回
転範囲の１つのセグメント内でこの出力媒体のこのコー
ド部６を走査するための固定子側に配置された検出装置
８から構成された第１センサユニット２、並びにこの第
１センサユニット２の出力媒体に歯車的に連結された回
転子２２，この回転子によって運動可能なコード部１
１，及び全てのハンドル回転範囲内でこのコード部を走
査するための固定子側に配置された検出装置８から構成
された第２センサユニット３を有する。１つの差動式の
遊星歯車装置１６が、第２センサユニット３の回転子２
２をこの第１センサユニット２の出力媒体４に歯車的に
連結するために使用されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハンドルの回転運動部
に連結された第１コード部を担持する出力媒体 (Gebe
r)，及び全てのハンドル回転範囲の１つの角度セグメン
ト内でこの出力媒体のこのコード部を走査するための固
定子側に配置された検出装置から構成された第１センサ
ユニット、並びにこの第１センサユニットの出力媒体に
歯車的に連結された回転子，この回転子によって運動可
能なコード部，及び全てのハンドル回転範囲内でこのコ
ード部を走査するための固定子側に配置された検出装置
から構成された第２センサユニットを有する車輪のハン
ドルの絶対角度位置を検出する操舵角センサに関する。
に連結された第１コード部を担持する出力媒体 (Gebe
r)，及び全てのハンドル回転範囲の１つの角度セグメン
ト内でこの出力媒体のこのコード部を走査するための固
定子側に配置された検出装置から構成された第１センサ
ユニット、並びにこの第１センサユニットの出力媒体に
歯車的に連結された回転子，この回転子によって運動可
能なコード部，及び全てのハンドル回転範囲内でこのコ
ード部を走査するための固定子側に配置された検出装置
から構成された第２センサユニットを有する車輪のハン
ドルの絶対角度位置を検出する操舵角センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の操舵角つまり旋回角の値を車両動
特性制御系(Fahrdynamikregelsystem)に入力できるよう
にするため、この値が必要になる。このような車両動特
性制御系は、説明した操舵角の値のほかにさらなる測定
データ、例えば歯車の回転数や車両の垂直軸線周りの旋
回量を受取る。一方では絶対旋回角と他方では操舵速度
とが、検出されたその他のデータと共にこの車両動特性
制御系によって評価され、アクチュエータ、例えばブレ
ーキ若しくはエンジン管理部又はこれらの双方を制御す
ることによって変換され得るために、これらの値が必要
になる。
特性制御系(Fahrdynamikregelsystem)に入力できるよう
にするため、この値が必要になる。このような車両動特
性制御系は、説明した操舵角の値のほかにさらなる測定
データ、例えば歯車の回転数や車両の垂直軸線周りの旋
回量を受取る。一方では絶対旋回角と他方では操舵速度
とが、検出されたその他のデータと共にこの車両動特性
制御系によって評価され、アクチュエータ、例えばブレ
ーキ若しくはエンジン管理部又はこれらの双方を制御す
ることによって変換され得るために、これらの値が必要
になる。
【０００３】冒頭で述べた操舵角センサは、ドイツ連邦
共和国特許出願公開第 44 09 892号明細書から公知であ
る。１つの角度が、この操舵角センサの第１センサユニ
ットによってハンドルの１回の回転（360 °) で検出さ
れ、ひいてはハンドルの４回転（1440°）分に相当する
全てのハンドル回転範囲の１つの角度セグメント内で検
出される。この操舵角センサの出力媒体は、回転子とし
てハンドルの回転運動部に直接連結されている。第２セ
ンサユニットは、円周を計数して情報を生成するために
使用される。この第１センサユニットで検出された実際
の角度位置が、この全てのハンドル回転範囲のこの円周
内に存在する。この理由から、この第２センサユニット
の回転子が形成されていて、360 °の範囲内で1440°分
に相当するこの全てのハンドル回転範囲を検出する。こ
の目的のために、第２センサユニットのこの回転子が、
第１センサユニットの回転子によって遊星歯車装置の方
式にしたがって歯車比４：１で駆動される。これらの両
回転子の回転軸が、互いに同心円状に配置されている。
その結果、これらの両センサユニットの回転子が、一平
面内に配置されている。内側の回転子が、ステアリング
シャフトに動かないように連結されている。その結果、
この回転子は、ハンドルの回転時にこの遊星歯車装置を
介して動く第２センサユニットの外側の回転子を駆動さ
せる。
共和国特許出願公開第 44 09 892号明細書から公知であ
る。１つの角度が、この操舵角センサの第１センサユニ
ットによってハンドルの１回の回転（360 °) で検出さ
れ、ひいてはハンドルの４回転（1440°）分に相当する
全てのハンドル回転範囲の１つの角度セグメント内で検
出される。この操舵角センサの出力媒体は、回転子とし
てハンドルの回転運動部に直接連結されている。第２セ
ンサユニットは、円周を計数して情報を生成するために
使用される。この第１センサユニットで検出された実際
の角度位置が、この全てのハンドル回転範囲のこの円周
内に存在する。この理由から、この第２センサユニット
の回転子が形成されていて、360 °の範囲内で1440°分
に相当するこの全てのハンドル回転範囲を検出する。こ
の目的のために、第２センサユニットのこの回転子が、
第１センサユニットの回転子によって遊星歯車装置の方
式にしたがって歯車比４：１で駆動される。これらの両
回転子の回転軸が、互いに同心円状に配置されている。
その結果、これらの両センサユニットの回転子が、一平
面内に配置されている。内側の回転子が、ステアリング
シャフトに動かないように連結されている。その結果、
この回転子は、ハンドルの回転時にこの遊星歯車装置を
介して動く第２センサユニットの外側の回転子を駆動さ
せる。
【０００４】この示された形態でこの歯車的な減速を実
現するためには、使用される遊星歯車が特定の寸法をな
す必要がある。ステアリングシャフトと第１センサユニ
ットと第２センサユニットとの間の同心円状の配置、及
び遊星歯車の配置が、結果としてこの操舵角センサの操
舵軸に対して放射状の延在方向の広い範囲にわたって少
なからずの取付け空間を必要とする。したがって、ステ
アリングコラムモジュール内へこの操舵角センサを配置
することは、いつも容易に可能であるとは限らない；ス
テアリングシャフトの下側領域内、例えばペダルの上側
にこの操舵角センサを配置することにも相応に当てはま
る。
現するためには、使用される遊星歯車が特定の寸法をな
す必要がある。ステアリングシャフトと第１センサユニ
ットと第２センサユニットとの間の同心円状の配置、及
び遊星歯車の配置が、結果としてこの操舵角センサの操
舵軸に対して放射状の延在方向の広い範囲にわたって少
なからずの取付け空間を必要とする。したがって、ステ
アリングコラムモジュール内へこの操舵角センサを配置
することは、いつも容易に可能であるとは限らない；ス
テアリングシャフトの下側領域内、例えばペダルの上側
にこの操舵角センサを配置することにも相応に当てはま
る。
【０００５】この公知の操舵角センサのこれらのセンサ
ユニットは、コード部としてグレイコード方式による磁
気コード部を利用し、かつ検出装置として複数のホール
センサを利用する。これらのホールセンサは、この磁気
コード部を走査するために広範囲にわたって配置されて
いる、すなわち固定子側で 360°にわたって分散して配
置されている。各センサユニットは、このようなホール
センサの配置を有する。
ユニットは、コード部としてグレイコード方式による磁
気コード部を利用し、かつ検出装置として複数のホール
センサを利用する。これらのホールセンサは、この磁気
コード部を走査するために広範囲にわたって配置されて
いる、すなわち固定子側で 360°にわたって分散して配
置されている。各センサユニットは、このようなホール
センサの配置を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
説明した従来の技術から出発して、必要なハードウェア
をより少なく使用することによって、必要な取付け寸法
に関して最適化するだけではなくて、操舵角センサの機
能性に関する欠点を同様に排除した冒頭で述べた種類の
操舵角センサを提供することにある。
説明した従来の技術から出発して、必要なハードウェア
をより少なく使用することによって、必要な取付け寸法
に関して最適化するだけではなくて、操舵角センサの機
能性に関する欠点を同様に排除した冒頭で述べた種類の
操舵角センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、第１センサユニットの検出装置が、隣合った多数の
変換要素によってセンサアレイとして構成されているこ
と、及び、この第１センサユニットの出力媒体が、コー
ドディスクとして構成されていて、かつこのコードディ
スクのコード部の運動方向に対して横方向にある長手方
向延在部材と、これらの変換要素とを有するこのセンサ
アレイが、このコードディスクのこのコード部を担持す
る平面方向に指向して配置されていて、かつ、１つの差
動式の遊星歯車装置が、第２センサユニットの回転子を
この第１センサユニットの出力媒体に歯車的に連結する
ために使用されていることによって、このセンサアレイ
は、第１センサユニットの出力媒体のコード部を走査す
るためと第２センサユニットのコード部を走査するため
に配置されていて、この遊星歯車装置は、第１センサユ
ニットの出力媒体に係合する換え歯車として形成された
１つの駆動歯車と、この駆動歯車のほかに内側に歯のあ
るリング状に形成されて動かないように配置された１つ
の基準歯車とを有し、この場合、１つの遊星歯車が、こ
の駆動歯車のハブ(Nabe)に固定されている１つのピニオ
ンとこの基準歯車の内歯部との間に配置されていて、こ
の遊星歯車は、この内歯部及びこの基準歯車とは異なる
歯数を有するこの遊星歯車装置の被動歯車として形成さ
れたこの第２センサユニットの回転子の双方に係合し、
この場合、この回転子は、出力媒体として形成されたコ
ードディスクとセンサアレイとの間で旋回可能に軸支さ
れたこの第２センサユニットのコード部を担持する１本
の旋回アームの噛合い部にこの旋回アームで係入するこ
とによって解決される。
り、第１センサユニットの検出装置が、隣合った多数の
変換要素によってセンサアレイとして構成されているこ
と、及び、この第１センサユニットの出力媒体が、コー
ドディスクとして構成されていて、かつこのコードディ
スクのコード部の運動方向に対して横方向にある長手方
向延在部材と、これらの変換要素とを有するこのセンサ
アレイが、このコードディスクのこのコード部を担持す
る平面方向に指向して配置されていて、かつ、１つの差
動式の遊星歯車装置が、第２センサユニットの回転子を
この第１センサユニットの出力媒体に歯車的に連結する
ために使用されていることによって、このセンサアレイ
は、第１センサユニットの出力媒体のコード部を走査す
るためと第２センサユニットのコード部を走査するため
に配置されていて、この遊星歯車装置は、第１センサユ
ニットの出力媒体に係合する換え歯車として形成された
１つの駆動歯車と、この駆動歯車のほかに内側に歯のあ
るリング状に形成されて動かないように配置された１つ
の基準歯車とを有し、この場合、１つの遊星歯車が、こ
の駆動歯車のハブ(Nabe)に固定されている１つのピニオ
ンとこの基準歯車の内歯部との間に配置されていて、こ
の遊星歯車は、この内歯部及びこの基準歯車とは異なる
歯数を有するこの遊星歯車装置の被動歯車として形成さ
れたこの第２センサユニットの回転子の双方に係合し、
この場合、この回転子は、出力媒体として形成されたコ
ードディスクとセンサアレイとの間で旋回可能に軸支さ
れたこの第２センサユニットのコード部を担持する１本
の旋回アームの噛合い部にこの旋回アームで係入するこ
とによって解決される。
【０００８】本発明の操舵角センサは、２つのセンサユ
ニットを有する。この場合、これらの両センサユニット
の異なるコード部が、１つの共通の検出装置に投影され
る。この目的のために、第１センサユニットのこの検出
装置が、相並んで隣接している複数の変換要素によって
１次元的又は２次元的につながっているセンサアレイと
して構成されている。これらの両センサユニットは、オ
プトエレクトロニクス的に作動するように目的に合わせ
て設けられている。この場合、この第１センサユニット
のコード部が、片側から照射される１枚のコードディス
クによって示されていて、例えばラインセンサとして構
成されたセンサアレイのこのコード部の方向を向いてい
るその感光面が、光源に対して反対側のこのコード部の
面に面して配置されている。
ニットを有する。この場合、これらの両センサユニット
の異なるコード部が、１つの共通の検出装置に投影され
る。この目的のために、第１センサユニットのこの検出
装置が、相並んで隣接している複数の変換要素によって
１次元的又は２次元的につながっているセンサアレイと
して構成されている。これらの両センサユニットは、オ
プトエレクトロニクス的に作動するように目的に合わせ
て設けられている。この場合、この第１センサユニット
のコード部が、片側から照射される１枚のコードディス
クによって示されていて、例えばラインセンサとして構
成されたセンサアレイのこのコード部の方向を向いてい
るその感光面が、光源に対して反対側のこのコード部の
面に面して配置されている。
【０００９】ステアリングシャフトの回転運動部に直接
連結された回転子、例えば円形のコードディスクやこの
回転運動部に対して並進運動する出力媒体要素が、第１
センサユニットのコード部を担持する出力媒体として設
けられ得る。この出力媒体要素の場合では、この出力媒
体要素が、歯車的な連結部を介して、例えばピニオンを
介してステアリングシャフトの回転運動部に連結されて
いる。コードディスクとして出力媒体を構成する場合
は、このコードディスクが、コード部として、例えば光
スリットとして形成された１本のアルキメデスの螺旋を
なす。この場合、このコードトラックの測定精度を目的
に合わせて高めるため、このコードトラックに対して中
心に配置された１本の円状の基準トラックが敷設されて
いる。この基準トラックは、このコードトラックのよう
に光スリットとして形成してもよいし、又はコードディ
スク周りの縁でもよい。光スリットを使用する代わり
に、これらのトラック − コードトラック及び基準ト
ラック − は、その他の透明なコードディスクに対し
て光を通さない部分としても形成され得る。
連結された回転子、例えば円形のコードディスクやこの
回転運動部に対して並進運動する出力媒体要素が、第１
センサユニットのコード部を担持する出力媒体として設
けられ得る。この出力媒体要素の場合では、この出力媒
体要素が、歯車的な連結部を介して、例えばピニオンを
介してステアリングシャフトの回転運動部に連結されて
いる。コードディスクとして出力媒体を構成する場合
は、このコードディスクが、コード部として、例えば光
スリットとして形成された１本のアルキメデスの螺旋を
なす。この場合、このコードトラックの測定精度を目的
に合わせて高めるため、このコードトラックに対して中
心に配置された１本の円状の基準トラックが敷設されて
いる。この基準トラックは、このコードトラックのよう
に光スリットとして形成してもよいし、又はコードディ
スク周りの縁でもよい。光スリットを使用する代わり
に、これらのトラック − コードトラック及び基準ト
ラック − は、その他の透明なコードディスクに対し
て光を通さない部分としても形成され得る。
【００１０】歯車的な減速部内では、第２センサユニッ
トの回転子が、ハンドルの運動部に連結された第１セン
サユニットの出力媒体に連結されている。この第２セン
サユニットの回転子は、１本の旋回アームを有する。こ
の旋回アームは、出力媒体として形成されたコードディ
スクとセンサアレイとの間で旋回可能に軸支されたこの
第２センサユニットのコード部を担持するこの旋回アー
ムの噛合い部に係合する。このとき、この駆動された回
転子の運動が、この旋回アームの旋回運動になる。ハン
ドルの角度位置に相当するこの旋回アームのコード部
が、全てのハンドル回転範囲内でセンサアレイの異なる
範囲内に投影される。第２センサユニットの旋回アーム
の最大運動範囲は、例えば使用されるラインセンサの長
手方向延在部材の最大寸法に一致させてもよい。駆動さ
れる回転子の運動が、この理由から僅かな範囲だけにし
か及ばないので、第１センサユニットの出力媒体と第２
センサユニットの回転子との間の歯車的な減速量を適切
な大きさにする必要がある。この目的のために、差動的
な遊星歯車装置が使用されている。この遊星歯車装置
は、例えば回転子として形成された第１センサユニット
の出力媒体に係合する換え歯車として形成された１つの
駆動歯車及び１つの基準歯車を有する。この基準歯車
は、リング状に形成され、内側に歯を形成し、かつ固定
側に配置されている。１つのピニオンが、この駆動歯車
のハブに固定されている。このピニオンは、このピニオ
ンとこの基準歯車との間に存在する１つの遊星歯車を介
してこの駆動歯車の運動部に係合されている。第２セン
サユニットのこの回転子は、この駆動部の被動歯車を示
し、かつこの遊星歯車によって駆動される。この場合、
この駆動される回転子の歯数は、この基準歯車の歯数と
は異なる。このような遊星歯車装置の構成では、余地空
間の都合から、これらの駆動歯車と被動歯車を互いに嵌
合させて設けることが目的に合っている。この場合、こ
の内側に歯のある基準歯車が、この駆動歯車に対して同
心円状にかつその内部に固定されて取付けられている。
そして、この基準歯車の内歯部が、この駆動される回転
子に係合する。
トの回転子が、ハンドルの運動部に連結された第１セン
サユニットの出力媒体に連結されている。この第２セン
サユニットの回転子は、１本の旋回アームを有する。こ
の旋回アームは、出力媒体として形成されたコードディ
スクとセンサアレイとの間で旋回可能に軸支されたこの
第２センサユニットのコード部を担持するこの旋回アー
ムの噛合い部に係合する。このとき、この駆動された回
転子の運動が、この旋回アームの旋回運動になる。ハン
ドルの角度位置に相当するこの旋回アームのコード部
が、全てのハンドル回転範囲内でセンサアレイの異なる
範囲内に投影される。第２センサユニットの旋回アーム
の最大運動範囲は、例えば使用されるラインセンサの長
手方向延在部材の最大寸法に一致させてもよい。駆動さ
れる回転子の運動が、この理由から僅かな範囲だけにし
か及ばないので、第１センサユニットの出力媒体と第２
センサユニットの回転子との間の歯車的な減速量を適切
な大きさにする必要がある。この目的のために、差動的
な遊星歯車装置が使用されている。この遊星歯車装置
は、例えば回転子として形成された第１センサユニット
の出力媒体に係合する換え歯車として形成された１つの
駆動歯車及び１つの基準歯車を有する。この基準歯車
は、リング状に形成され、内側に歯を形成し、かつ固定
側に配置されている。１つのピニオンが、この駆動歯車
のハブに固定されている。このピニオンは、このピニオ
ンとこの基準歯車との間に存在する１つの遊星歯車を介
してこの駆動歯車の運動部に係合されている。第２セン
サユニットのこの回転子は、この駆動部の被動歯車を示
し、かつこの遊星歯車によって駆動される。この場合、
この駆動される回転子の歯数は、この基準歯車の歯数と
は異なる。このような遊星歯車装置の構成では、余地空
間の都合から、これらの駆動歯車と被動歯車を互いに嵌
合させて設けることが目的に合っている。この場合、こ
の内側に歯のある基準歯車が、この駆動歯車に対して同
心円状にかつその内部に固定されて取付けられている。
そして、この基準歯車の内歯部が、この駆動される回転
子に係合する。
【００１１】両センサユニットに対して検出装置を１つ
だけ使用することは、結果として既に公知の従来の技術
に比べて必要な検出装置の数が減少する。従来の技術と
は対照的に両回転子が互いに同心円状に配置して設けら
れているのではなくて、平行に配置して設けられている
この説明した形態の歯車的な連結部の配置は、或る領域
内だけ、すなわち遊星歯車装置の配置されている範囲内
だけにおいては第１センサユニットの半径方向の取付け
高さよりも低くした取付け高さをこの第１センサユニッ
トの回転軸から半径方向に必要になる。操舵角センサの
その他の部分では、この第１センサユニットによって形
成されている取付け高さだけが必要になる。
だけ使用することは、結果として既に公知の従来の技術
に比べて必要な検出装置の数が減少する。従来の技術と
は対照的に両回転子が互いに同心円状に配置して設けら
れているのではなくて、平行に配置して設けられている
この説明した形態の歯車的な連結部の配置は、或る領域
内だけ、すなわち遊星歯車装置の配置されている範囲内
だけにおいては第１センサユニットの半径方向の取付け
高さよりも低くした取付け高さをこの第１センサユニッ
トの回転軸から半径方向に必要になる。操舵角センサの
その他の部分では、この第１センサユニットによって形
成されている取付け高さだけが必要になる。
【００１２】本発明のその他の構成は、添付した図面に
関連したさらなる従属請求項と以下の実施の形態の説明
に記載されている。
関連したさらなる従属請求項と以下の実施の形態の説明
に記載されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】オプトエレクトロニクス式に作動
する操舵角センサが、２つのセンサユニット２，３を有
する。第１センサユニット２は、この第１センサユニッ
トの出力媒体として設けられている１枚のコードディス
ク４を有する。このコードディスク４は、車両のステア
リングシャフト５に回転しないように連結されている。
このコードディスク４は、コード部として、光スリット
として形成された１本のコードトラック６を担持する。
このコードディスク４は、アルキメデスの螺旋を形成
し、図中に黒い線として示す。このコードディスク４の
外縁７が、基準トラックとして設けられている。多数の
オプトエレクトロニクス式の変換要素を有するラインセ
ンサ８が、この第１センサユニット２に含まれている。
このラインセンサ８は、ステアリングシャフトの軸線方
向に沿って放射状に設けられている。このラインセンサ
８の感光面が、コードディスク４の下面に面している。
このラインセンサ上に投影される外縁７が基準トラック
として使用され得るように、ラインセンサ８つまり変換
要素の範囲の長手方向部分が、コードトラック６を放射
状の範囲内に有する領域にわたって延在し、かつこのコ
ードディスク４の外縁７にわたって及んでいる。− 図
２中に符号１５で示された − コードディスク４を上
から照らす１つの照明装置が、このコードディスク４に
対向するようにラインセンサ８に配置されている。
する操舵角センサが、２つのセンサユニット２，３を有
する。第１センサユニット２は、この第１センサユニッ
トの出力媒体として設けられている１枚のコードディス
ク４を有する。このコードディスク４は、車両のステア
リングシャフト５に回転しないように連結されている。
このコードディスク４は、コード部として、光スリット
として形成された１本のコードトラック６を担持する。
このコードディスク４は、アルキメデスの螺旋を形成
し、図中に黒い線として示す。このコードディスク４の
外縁７が、基準トラックとして設けられている。多数の
オプトエレクトロニクス式の変換要素を有するラインセ
ンサ８が、この第１センサユニット２に含まれている。
このラインセンサ８は、ステアリングシャフトの軸線方
向に沿って放射状に設けられている。このラインセンサ
８の感光面が、コードディスク４の下面に面している。
このラインセンサ上に投影される外縁７が基準トラック
として使用され得るように、ラインセンサ８つまり変換
要素の範囲の長手方向部分が、コードトラック６を放射
状の範囲内に有する領域にわたって延在し、かつこのコ
ードディスク４の外縁７にわたって及んでいる。− 図
２中に符号１５で示された − コードディスク４を上
から照らす１つの照明装置が、このコードディスク４に
対向するようにラインセンサ８に配置されている。
【００１４】第２センサユニット３は、絞り１０内に配
置されている１つの光源９を有する。この絞り１０は、
その前方に１つの絞り開口部１１を有する。その結果、
１本の光ビームがこの絞り１０から放射できる。この絞
り１０は、２重矢印によって示されたように旋回軸１２
の周りを旋回可能である。その結果、絞り開口部１１か
ら放射した光ビームが、この絞り１０の位置に依存して
ラインセンサ８の異なる変換要素に入射できる。コード
ディスク４の平面に対して平行な平面内にあるこの絞り
開口部１１から放射した光ビームを、ラインセンサ８方
向に入射させるための平面内で反射させるため、１つの
光学系本体１３がこのラインセンサ８の上側に配置され
ている。この光学系本体１３は、その入射した光ビーム
を反射させるために使用される反射面１４を有する。第
１センサユニット２のコードトラック６の投影部分と第
２センサユニットの絞り開口部１１から放射した光ビー
ムの投影部分とが、ラインセンサ８の同じ領域へ入射す
る。
置されている１つの光源９を有する。この絞り１０は、
その前方に１つの絞り開口部１１を有する。その結果、
１本の光ビームがこの絞り１０から放射できる。この絞
り１０は、２重矢印によって示されたように旋回軸１２
の周りを旋回可能である。その結果、絞り開口部１１か
ら放射した光ビームが、この絞り１０の位置に依存して
ラインセンサ８の異なる変換要素に入射できる。コード
ディスク４の平面に対して平行な平面内にあるこの絞り
開口部１１から放射した光ビームを、ラインセンサ８方
向に入射させるための平面内で反射させるため、１つの
光学系本体１３がこのラインセンサ８の上側に配置され
ている。この光学系本体１３は、その入射した光ビーム
を反射させるために使用される反射面１４を有する。第
１センサユニット２のコードトラック６の投影部分と第
２センサユニットの絞り開口部１１から放射した光ビー
ムの投影部分とが、ラインセンサ８の同じ領域へ入射す
る。
【００１５】両センサユニット２，３の配置が、図２の
断面図から見て取れる。この断面図上には、コードディ
スク４の上側に配置された光源１５が概略的に示されて
いる。
断面図から見て取れる。この断面図上には、コードディ
スク４の上側に配置された光源１５が概略的に示されて
いる。
【００１６】第１センサユニット２は、４回転(1440
°) 分に相当する許容される全てのハンドル回転範囲の
360 °分に相当する１つのセグメント内でハンドルつま
りステアリングシャフト５の角度位置を検出するために
使用される。第２センサユニット３は、1440°分に相当
する全てのハンドル回転範囲内でこのステアリングシャ
フト５の位置を検出するために使用される。この目的の
ために、この第２センサユニット３のコード部をなぞる
絞り開口部１１から放射した光ビームが、1440°回転す
るごとにラインセンサ８の全ての感光面上を移動するよ
うに、絞り１０の運動が定められている。この絞り１０
の運動は、駆動部１６と旋回アーム１７を介してコード
ディスク４つまりステアリングシャフト５の回転運動に
連動している。１つの差動式の遊星歯車装置１６が、駆
動部１６として使用されている。この遊星歯車装置の複
数の構成要素が、１枚の保持板上に配置されている。こ
の遊星歯車装置１６は、１つの駆動歯車１９を有する。
この駆動歯車１９は、ステアリングシャフト５に回転し
ないように連結されている１つの歯車２０に係合してい
る。第２センサユニット３の回転子を形成する１つの被
動歯車２２が、輪歯車として形成されていてかつ１つの
内歯部２３を有するように駆動軸１９の軸２１に軸支さ
れている。１つの遊星歯車２５が、この内歯部２３と、
同様に駆動歯車１９と被動歯車２２との間に支承された
ピニオン２４との間に存在する。さらに、この駆動歯車
１９のほかに配置された内側に歯のあるリング状に形成
された１つの基準歯車２６が、駆動部１６に含まれてい
る。この基準歯車は、動かないように取付けられてい
る。この遊星歯車２５は、基準歯車２６の内歯部と被動
歯車２２の内歯部との双方に係合している。しかしなら
が、この場合、この基準歯車２６は、被動歯車２２とは
異なる歯数を有する。
°) 分に相当する許容される全てのハンドル回転範囲の
360 °分に相当する１つのセグメント内でハンドルつま
りステアリングシャフト５の角度位置を検出するために
使用される。第２センサユニット３は、1440°分に相当
する全てのハンドル回転範囲内でこのステアリングシャ
フト５の位置を検出するために使用される。この目的の
ために、この第２センサユニット３のコード部をなぞる
絞り開口部１１から放射した光ビームが、1440°回転す
るごとにラインセンサ８の全ての感光面上を移動するよ
うに、絞り１０の運動が定められている。この絞り１０
の運動は、駆動部１６と旋回アーム１７を介してコード
ディスク４つまりステアリングシャフト５の回転運動に
連動している。１つの差動式の遊星歯車装置１６が、駆
動部１６として使用されている。この遊星歯車装置の複
数の構成要素が、１枚の保持板上に配置されている。こ
の遊星歯車装置１６は、１つの駆動歯車１９を有する。
この駆動歯車１９は、ステアリングシャフト５に回転し
ないように連結されている１つの歯車２０に係合してい
る。第２センサユニット３の回転子を形成する１つの被
動歯車２２が、輪歯車として形成されていてかつ１つの
内歯部２３を有するように駆動軸１９の軸２１に軸支さ
れている。１つの遊星歯車２５が、この内歯部２３と、
同様に駆動歯車１９と被動歯車２２との間に支承された
ピニオン２４との間に存在する。さらに、この駆動歯車
１９のほかに配置された内側に歯のあるリング状に形成
された１つの基準歯車２６が、駆動部１６に含まれてい
る。この基準歯車は、動かないように取付けられてい
る。この遊星歯車２５は、基準歯車２６の内歯部と被動
歯車２２の内歯部との双方に係合している。しかしなら
が、この場合、この基準歯車２６は、被動歯車２２とは
異なる歯数を有する。
【００１７】駆動歯車１９が運動すると、その回転運動
が、ピニオン２４と遊星歯車２５を介して被動歯車２２
へ伝達される。旋回アーム１７が、この被動歯車２２の
外側の周囲に配置されている。遊星歯車２５が同時に基
準歯車２６の内歯部内と被動歯車２２の内歯部内とでこ
ろがり接触すると、これらの両歯車の歯数が異なるため
に、この被動歯車２２が旋回（動揺；Verschwenken）す
る。その結果、この運動は、旋回アーム１７の旋回運動
になる。この旋回アーム１７は、その端部で２重アーム
レバー２８の一部である１つの噛み合部２７に係入す
る。この２重アームレバーのレバー軸は、旋回軸１２で
ある。そして、絞り１０は、この２重アームレバーのさ
らなるアームを示す。このとき、第２センサユニット３
の回転子として使用される被動歯車２２の回転子的な運
動が、先に説明したこの絞り１０の旋回運動になる。
が、ピニオン２４と遊星歯車２５を介して被動歯車２２
へ伝達される。旋回アーム１７が、この被動歯車２２の
外側の周囲に配置されている。遊星歯車２５が同時に基
準歯車２６の内歯部内と被動歯車２２の内歯部内とでこ
ろがり接触すると、これらの両歯車の歯数が異なるため
に、この被動歯車２２が旋回（動揺；Verschwenken）す
る。その結果、この運動は、旋回アーム１７の旋回運動
になる。この旋回アーム１７は、その端部で２重アーム
レバー２８の一部である１つの噛み合部２７に係入す
る。この２重アームレバーのレバー軸は、旋回軸１２で
ある。そして、絞り１０は、この２重アームレバーのさ
らなるアームを示す。このとき、第２センサユニット３
の回転子として使用される被動歯車２２の回転子的な運
動が、先に説明したこの絞り１０の旋回運動になる。
【００１８】旋回アーム１７は、駆動部の空動きを減ら
すためにバネ要素に逆らって作動するように設けてもよ
い。
すためにバネ要素に逆らって作動するように設けてもよ
い。
【００１９】第１センサユニットの出力媒体がステアリ
ングシャフトの運動の結果として並進運動する場合は、
遊星歯車装置が、図中に示された歯車２０による代わり
に例えばラックで駆動される。
ングシャフトの運動の結果として並進運動する場合は、
遊星歯車装置が、図中に示された歯車２０による代わり
に例えばラックで駆動される。
【００２０】第１センサユニット２のコード部６又は第
２センサユニット３のコード部１１のコード選択的な検
出は、いろいろな形態で実現され得る。例えば、１つの
又はその他のコード部を交互に検出してもよい。さら
に、両コード部６，１１を区別するため、ラインセンサ
がコード化した光で照射される。この場合、例えば波長
に依存するか、光度に依存するか又は偏光に依存した区
別が可能である。説明したこれらのコードトラックの物
理的な区別のほかに、これらの両コードトラック６，１
１の区別は、アルゴリズム的にも実行され得る。このよ
うな区別は、例えば余分の情報コードによって実現する
ことができる。その結果、ラインセンサ８を両コードト
ラック６，１１で同時に露光（投影）する場合でも、そ
の都度のこれらのコードトラック６，１１の位置に対し
て、ひいてはハンドルの角度位置に対して一義的に表示
することが可能である。
２センサユニット３のコード部１１のコード選択的な検
出は、いろいろな形態で実現され得る。例えば、１つの
又はその他のコード部を交互に検出してもよい。さら
に、両コード部６，１１を区別するため、ラインセンサ
がコード化した光で照射される。この場合、例えば波長
に依存するか、光度に依存するか又は偏光に依存した区
別が可能である。説明したこれらのコードトラックの物
理的な区別のほかに、これらの両コードトラック６，１
１の区別は、アルゴリズム的にも実行され得る。このよ
うな区別は、例えば余分の情報コードによって実現する
ことができる。その結果、ラインセンサ８を両コードト
ラック６，１１で同時に露光（投影）する場合でも、そ
の都度のこれらのコードトラック６，１１の位置に対し
て、ひいてはハンドルの角度位置に対して一義的に表示
することが可能である。
【図１】 操舵角センサの概略的な平面図である。
【図２】 図１の操舵角センサの線Ａ- Ｂに沿った断面
図である。
図である。
１ 操舵角 ２ 第１センサユニット ３ 第２センサユニット ４ コードディスク，回転子として形成された出力媒
体 ５ ステアリングシャフト ６ コードトラック ７ コードディスクの外縁 ８ ラインセンサ ９ 光源 １０ 絞り １１ 絞り開口部 １２ 旋回軸 １３ 光学系本体 １４ 反射面 １５ 光源 １６ 駆動部 １７ 旋回アーム １８ 保持板 １９ 駆動歯車 ２０ 歯車 ２１ 軸 ２２ 被動歯車，回転子 ２３ 内歯部 ２４ ピニオン ２５ 遊星歯車 ２６ 基準歯車 ２７ 噛合い部 ２８ ２重アームレバー
体 ５ ステアリングシャフト ６ コードトラック ７ コードディスクの外縁 ８ ラインセンサ ９ 光源 １０ 絞り １１ 絞り開口部 １２ 旋回軸 １３ 光学系本体 １４ 反射面 １５ 光源 １６ 駆動部 １７ 旋回アーム １８ 保持板 １９ 駆動歯車 ２０ 歯車 ２１ 軸 ２２ 被動歯車，回転子 ２３ 内歯部 ２４ ピニオン ２５ 遊星歯車 ２６ 基準歯車 ２７ 噛合い部 ２８ ２重アームレバー
フロントページの続き (71)出願人 591183717 レオポルト・コスタール・ゲゼルシヤフ ト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツン グ・ウント・コンパニー・コマンデイトゲ ゼルシヤフト ＬＥＯＰＯＬＤ ＫＯＳＴＡＬ ＧＥＳＥ ＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲ ＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ ＆ ＣＯ ＭＰＡＧＮＩＥ ＫＯＭＭＡＮＤＩＴＧＥ ＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国、58507 リユーデンシ ャイト、ウイーゼンストラーセ、47 (71)出願人 500413238 ペーヴエーベー・ルーラテック・インドウ ストリープロドウクテ・ゲゼルシヤフト・ ミト・ベシユレンクテル・ハフツング ドイツ連邦共和国、99846ゼーバッハ、ノ イエ・ストラーセ、67 (72)発明者 ハラルト・ドンナー ドイツ連邦 和国、58540マイネルツハー ゲン、エステルフエルト、６ (72)発明者 ラルフ・ベーベル ドイツ連邦共和国、44269ドルトムント、 オストキルヒストラーセ、99 (72)発明者 ユルゲン・キーゼルバッハ ドイツ連邦共和国、99848ヴータ− フア ルンローデ、アム・ロートベルク、10 (72)発明者 イエンス・ハンネマン ドイツ連邦共和国、99817アイゼンアッハ、 ヴアルトブルクアレー、７
Claims (9)
- 【請求項１】 ハンドルの回転運動部に連結された第１
コード部（６）を担持する出力媒体，及び全てのハンド
ル回転範囲の１つのセグメント内でこの出力媒体のこの
コード部（６）を走査するための固定子側に配置された
検出装（８）から構成された第１センサユニット
（２）、並びにこの第１センサユニッ（２）の出力媒体
に歯車的に連結された回転子（２２），この回転子（２
２）によって運動可能なコード部（１１），及び全ての
ハンドル回転範囲内でこのコード（１１）を走査するた
めの固定子側に配置された検出装置（８）から構成され
た第２センサユニット（３）を有する車輪のハンドルの
絶対角度位置を検出する操舵角センサにおいて、この第
１センサユニット（２）の検出装置（８）が、隣合った
多数の変換要素によってセンサアレイとして構成されて
いること、及び、この第１センサユニット（２）の出力
媒体が、コードディスク（４）として構成されていて、
かつこのコードディスク（４）のコード部（６）の運動
方向に対して横方向にある長手方向延在部材と、これら
の変換要素とを有するこのセンサアレイ（８）が、この
コードディスク（４）のこのコード部（６）を担持する
平面方向に指向して配置されていて、かつ、１つの差動
式の遊星歯車装置（１６）が、第２センサユニット
（３）の回転子（２２）をこの第１センサユニット
（２）の出力媒体（４）に歯車的に連結するために使用
されていることによって、このセンサアレイ（８）は、
第１センサユニット（２）の回転子（４）のコード部
（６）を走査するためと第２センサユニット（３）のコ
ード部（１１）を走査するために配置されていて、この
遊星歯車装置（１６）は、第１センサユニット（２）の
出力媒体（４）に係合する換え歯車として形成された１
つの駆動歯車（１９）と、この駆動歯車（１９）のほか
に内側に歯のあるリング状に形成されて動かないように
配置された１つの基準歯車（２６）とを有し、この場
合、１つの遊星歯車（２５）が、この駆動歯車の軸（２
１）に固定されている１つのピニオン（２４）とこの基
準歯車（２６）の内歯部との間に配置されていて、この
遊星歯車（２５）は、この基準歯車（２６）の内歯部及
びこの基準歯車（２６）とは異なる歯数を有するこの遊
星歯車装置（１６）の被動歯車（２２）として形成され
たこの第２センサユニット（３）の回転子の双方に係合
し、この場合、この回転子（２２）は、出力媒体として
形成されたコードディスク（４）とセンサアレイ（８）
との間で旋回可能に軸支されたこの第２センサユニット
（３）のコード部を担持する１本の旋回アーム（１７）
の噛合い部（２７）にこの旋回アームで係入することを
特徴とする操舵角センサ。 - 【請求項２】 旋回アーム（１７）は、バネの予緊張下
にあることを特徴とする請求項１に記載の操舵角セン
サ。 - 【請求項３】 第２センサユニット（３）の駆動歯車
（１９），基準歯車（２６），及び回転子（２２）は、
シリンダ状の構成ユニットを形成し、この構成ユニット
の平坦な両表面が、駆動歯車（１９）と回転子（２２）
の各々の一方の側面から形成され、かつ、この構成ユニ
ットのシリンダ状の被覆面が、この基準歯車（２６）の
リング面であることを特徴とする請求項１又は２に記載
の操舵角センサ。 - 【請求項４】 第１センサユニット（２）の出力媒体
（４）は、ステアリングシャフト（５）の回転運動部に
直接連結されて回転子的に運動することを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵角センサ。 - 【請求項５】 両センサユニットのコード部は、センサ
アレイの異なる部分に投影されることを特徴とする請求
項１〜４のいずれか１項に記載の操舵角センサ。 - 【請求項６】 両センサユニット（２，３）のコード部
（６，１１）は、センサアレイ（８）の同一の部分に投
影されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の操舵角センサ。 - 【請求項７】 センサユニットは、オプトエレクトロニ
クス式のセンサユニット（２，３）であり、この場合、
この第１センサユニットのコードディスク（４）のコー
ド部は、１本のコードトラック（６）と１本の基準トラ
ック（７）を有し、かつ、この第２センサユニット
（３）のコード部は、旋回アーム（１７）の運動によっ
てセンサアレイ（８）上を運動するコード部であること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の操舵
角センサ。 - 【請求項８】 １つの光学系本体（１３）がセンサアレ
イ（８）の上側に配置されていて、コード化された光ビ
ームが、この光学系本体（１３）内へその側方から入射
し、そしてこのセンサアレイ（８）の感光面に向かって
反射されることを特徴とする請求項７に記載の操舵角セ
ンサ。 - 【請求項９】 第２センサユニット（３）のコード部
は、固定されている１つの光源（１５）に対して可動な
１つの絞り（１０）によって実現されていることを特徴
とする請求項７又は８に記載の操舵角センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19942477:2 | 1999-09-06 | ||
| DE19942477A DE19942477C2 (de) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | Lenkwinkelsensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001133246A true JP2001133246A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=7920968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000267498A Withdrawn JP2001133246A (ja) | 1999-09-06 | 2000-09-04 | 操舵角センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2001133246A (ja) |
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| DE10158287B4 (de) * | 2001-11-20 | 2006-03-23 | Takata-Petri Ag | Vorrichtung zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Lenkrades |
| JP2006084348A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Alps Electric Co Ltd | 絶対角検出装置 |
| JP4992901B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2012-08-08 | トヨタ紡織株式会社 | 連結装置 |
| WO2008039837A2 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-03 | D & R Technologies, L.L.C. | Steering wheel position sensor |
| WO2009025937A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Kostal Of America | Steering angle sensor |
| WO2009055611A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Trw Automotive U.S. Llc | Sensor and method for determining an angular position of a rotor |
| US8297116B2 (en) * | 2010-02-26 | 2012-10-30 | Whetron Electronics Co., Ltd. | Quick removable position sensor |
| JP5574899B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2014-08-20 | キヤノン株式会社 | ロータリーエンコーダ及びこれを備えた光学機器 |
| DE102012109787B4 (de) * | 2012-10-15 | 2014-05-15 | Takata AG | Lenkwinkelsensor für Kraftfahrzeuge |
| CN107499379B (zh) * | 2017-09-13 | 2023-12-01 | 无锡商业职业技术学院 | 一种基于双级行星齿轮传动的差动变压器式转向盘角度传感器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5243188A (en) * | 1991-09-26 | 1993-09-07 | Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho | Neutral position detector for steering wheels having a first and second rotors with aligned slots |
| DE4409892A1 (de) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels |
| DE69520511T2 (de) * | 1994-08-25 | 2001-08-23 | Trw Lucas Varity Electric Steering Ltd., Solihull | Capteur de deplacement et capteur de couple |
| DE19601964A1 (de) * | 1996-01-20 | 1997-07-24 | Teves Gmbh Alfred | Aufbau eines Lenkwinkelsensormuduls |
| EP1279932A3 (en) * | 1997-02-14 | 2003-10-29 | Alps Electric Co., Ltd. | Rotation detecting device of multi-rotation body |
| US6248993B1 (en) * | 1998-08-05 | 2001-06-19 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Steering angle sensor |
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1999
- 1999-09-06 DE DE19942477A patent/DE19942477C2/de not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-09-01 US US09/654,494 patent/US6420697B1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |