JP2013171047A - 車両において回転部品の回転角を検出するためのセンサシステム - Google Patents

車両において回転部品の回転角を検出するためのセンサシステム Download PDF

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Abstract

【課題】回転部品が複数回回転しても、常に一意の回転位置が得られるようにすることができるセンサシステムを提供する。
【解決手段】回転部品10の回転角度を表す信号を少なくとも1つのセンサ26とともに生成する測定値信号発生器20は、回転部品10の回転運動12を測定値信号発生器20の並進運動22に変換する運動変換器として構成されており、少なくとも1つのセンサ26は、測定値信号発生器20が移動した距離を求め、測定値信号発生器20が移動した距離が、回転部品10の回転角度を表す。
【選択図】図1

Description

本発明は、独立請求項1の上位概念に記載の、車両において回転部品の回転角を検出するためのセンサシステムに関する。
従来の舵角センサでは、ステアリングホイールが1回転した回数を求めるために、磁界センサを用いて計数ホイールを非接触で走査する。このようなシステムの欠点は、イグニッションが遮断されると、イグニッションが遮断してもステアリングホイールの回転を検出できるように待機電流を供給しなければならないことである。車両を長期間使用しないと、このことにより、車載バッテリーが空になってしまうという不所望の事態が生じることになる。このような待機電流が供給されない場合、イグニッションが遮断されたとき、またはバッテリーが接続解除されたときに、ステアリングホイールが回転すると、舵角を一意で求めることができなくなる。
たとえば独国特許出願公開第102007052162号明細書に、回転角または直線距離を非接触で検出するための測定装置と、当該測定装置を備えたペダルモジュールとが開示されている。ここで検出される回転角または直線距離は、ばね手段によって相互に抗するようにプリロードされて初期位置に保持された少なくとも2つの部材の相対運動に基づいて得られる。前記ばね手段は、導電性材料から成る巻線を有し、両部材の相対運動により、該ばね手段の長さ変化が引き起こされる。前記ばね手段の巻線の少なくとも一部は、少なくとも1つのキャパシタとともに振動回路に包含される磁気コイルに含まれている。さらに、前記振動回路の共振周波数の変化に依存して信号の出力を制御する評価装置が設けられている。前記共振周波数の変化は、前記少なくとも2つの部材の相対運動によって引き起こされる、前記ばね手段の長さ変化に起因して生じ、前記信号は、前記相対運動の識別および計算を行うために評価することができる。ベアリングブロックを軸とするアクセルペダルレバーの回転運動を、測定原理がより簡単である直線運動に変換するためには、前記ばね部材の一端を、当該ベアリングブロックに形成された支持面に支持し、該ばね部材の他端を、当該アクセルペダルレバーと当該ベアリングブロックとの間の旋回軸を軸としてレバーアームを形成する、当該アクセルペダルレバーの支持アームに支持することができる。
たとえば、独国特許出願公開第102008011448号明細書に、回転角を検出するための装置が開示されている。この刊行物に開示された装置は信号発生器とセンサとを含み、該センサは、回転部品の回転角の変化に依存して該信号発生器により生じた、物理量の変化を、デジタル評価可能な信号として検出する。前記回転部品は、該回転部品の周面に結合された、より小さい周縁長の少なくとも1つのサテライト部品を備えており、このサテライト部品は、前記回転部品が回転することにより回転する。前記サテライト部品は、軸結合された内転サイクロイド歯車機構を介して、同様に回転する内転サイクロイドディスクまたは内転サイクロイド歯車を駆動し、該内転サイクロイドディスクまたは内転サイクロイド歯車の回転速度を当該内転サイクロイド歯車機構によって減速することにより、操舵軸の複数回の回転にわたる前記回転部品の回転数と絶対舵角とを回転センサシステムによって求めることができるようにする。前記サテライト部品は有利には角度センサを有している。
独国特許出願公開第102007052162号明細書 独国特許出願公開第102008011448号明細書
本発明の課題は、回転部品が複数回回転しても、常に一意の回転位置が得られるようにすることである。
独立請求項である請求項1に記載の特徴を備えた、車両用の本発明のセンサユニットは、回転部品が複数回回転しても、回転運動を機械的な距離変化に変換することにより、常に一意の回転位置を実現できるという利点を有する。
本発明のセンサシステムの原理を示す概略的な斜視図である。 第1の位置にある、本発明の第1の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第2の位置にある、本発明の第1の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第1の位置にある、本発明の第2の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第2の位置にある、本発明の第2の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第1の位置にある、本発明の第3の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第2の位置にある、本発明の第3の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第1の位置にある、本発明の第4の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。 第2の位置にある、本発明の第4の実施例のセンサシステムを示す、概略的な斜視図である。
有利には、電子装置に不具合が生じても、回転運動は、変化した機械的移動位置に保持されたままにされる。このような機械的な距離変化により、イグニッションが遮断された後、またはバッテリーが接続解除された後も、正しい絶対回転角が得られ、それと同時に、特に確実な動作、ないしは、回転角の特に確実な識別を距離検出により実現することができる。さらに、機械的な簡略化も実現できるという利点も奏され、このことによりコスト削減も実現することができる。有利には、車両の舵角を求めるために本発明のセンサシステムを使用することができる。その際には、回転部品ないしは歯車は有利には、車両のステアリングホイールないしはステアリングコラムに相対回動不能に結合される。本発明の実施形態は、操舵運動を距離変化に変換し、該距離変化は距離測定によって非接触で検出して舵角に換算することができる。
本発明の幾つかの実施形態は、回転部品の回転角を検出するためのセンサシステムを提供する。前記回転部品の周面は測定値信号発生器に結合されており、該測定値信号発生器は少なくとも1つのセンサとともに、前記回転部品の回転角を表す信号を生成する。本発明では前記測定値信号発生器は、前記回転部品の回転運動を該測定値信号発生器の並進運動に変換する運動変換器として構成される。その際には前記少なくとも1つのセンサは、前記測定値信号発生器が移動した距離を求め、この距離が、前記回転部品の回転角を表す。
従属請求項に記載された手段および実施形態により、独立請求項である請求項1に記載された、車両において回転部品の回転角度検出を行うためのセンサシステムを有利に改善することができる。
特に有利なのは、前記測定値信号発生器が回転部品の回転を、該回転部品を基準とした該測定値信号発生器の軸方向並進運動に変換できるように構成することである。前記測定値信号発生器は、たとえばピニオンとして形成することができる。このピニオンは雌ねじ部で、対応する雄ねじ部を有するボルトに、長手運動可能に取り付けられており、前記回転部品の第1のクラウンギヤが前記ピニオンの第2のクラウンギヤに噛み合うように該ピニオンは位置決めされる。これにより、回転部品からピニオンへ伝達された回転運動は、ピニオンとして形成された測定値信号発生器の高さ変化に変換することができ、前記少なくとも1つのセンサによって当該測定値信号発生器の上端面および/または下端面の高さ変化を移動距離として測定することができる。有利にはクラウンギヤとして形成される前記回転部品と測定値信号発生器との歯車比を介して、および/または、前記雌ねじ部および/または前記ボルトの雄ねじ部のピッチを介して、前記回転部品の求められる回転角度の分解能を設定するのが有利である。前記ねじ部により、前記高さ変化を前記歯車比から切り離してさらに、移動距離を求めるための前記少なくとも1つのセンサの特性に適合することもできる。
本発明のセンサシステムの有利な実施形態では、前記測定値信号発生器が回転部品の回転を、該回転部品を基準とした該測定値信号発生器の接線方向の並進運動に変換できるように構成することである。前記測定値信号発生器はたとえば、長手方向に可動でありかつ回転運動可能に取り付けられたねじ部品として形成することができ、前記回転部品の第1のクラウンギヤが前記ねじ部品のねじ部に噛み合うように該ねじ部品は位置決めされる。これにより、回転部品の回転運動は、ねじ部品として形成された測定値信号発生器の直線運動に変換することができ、前記少なくとも1つのセンサによって当該測定値信号発生器の第1の端面および/または第2の端面の移動距離を測定することができる。前記回転部品の第1のクラウンギヤの歯数を介して、および/または、前記ねじ部品のねじ山のピッチを介して、前記回転部品の求められる回転角度の分解能を設定するのが有利である。
上記実施形態の代わりに、本発明のセンサシステムの択一的な実施形態では、前記測定値信号発生器は、長手方向に可動であるように取り付けられたラックとして形成することができ、前記回転部品の第1のクラウンギヤが前記ラックの歯領域に噛み合うように該ラックは位置決めされる。これにより、回転部品の回転運動は、ラックとして形成された測定値信号発生器の直線運動に変換することができ、前記少なくとも1つのセンサによって当該測定値信号発生器の第1の端面および/または第2の端面の移動距離を測定することができる。前記回転部品の第1のクラウンギヤの歯数を介して、および/または、前記ラックの歯領域のピッチを介して、前記回転部品の求められる回転角度の分解能を設定するのが有利である。
本発明のセンサシステムの別の有利な実施形態では、前記測定値信号発生器から基準点までの間隔を求める間隔センサとして前記少なくとも1つのセンサを構成することができる。その際には少なくとも1つのセンサは、前記測定値信号発生器および/または基準点に配置される。有利には、前記測定値信号発生器の第1の端面および/または第2の端面から基準点までの間隔を測定する。さらに、前記測定値信号発生器の表面ないしは端面と、対応する複数の基準点との間の間隔を求めるために、少なくとも2つのセンサを設けることもできる。この場合には、前記少なくとも2つのセンサが出力したセンサ信号を評価制御ユニットが評価することにより、有利には前記測定値信号発生器の傾斜を求めることができる。さらに、複数のセンサを使用することによって有利には、回転部品の回転角度を冗長的に求めることもできる。前記少なくとも1つのセンサはたとえば、該センサの磁界の変化を介して間隔を求める渦電流センサとして、および/または、電界の変化を介して間隔を求める容量センサとして、および/または、たとえば信号伝搬時間測定を介して間隔を求める超音波センサおよび/または光学的センサとして構成することができる。このような実施形態により、間隔測定を低コストで具現化することができる。もちろん、当業者に公知となっている別の間隔測定技術を実施することもできる。
本発明のセンサシステムの別の有利な実施形態では少なくとも2つのセンサが設けられ、該少なくとも2つのセンサは評価制御ユニットと共に差動間隔センサ装置を構成する。この実施形態では、少なくとも1つの第1のセンサが測定値信号発生器と第1の基準点との間の間隔を求め、少なくとも1つの第2のセンサが該測定値信号発生器と第2の基準点との間の間隔を求める。その際にはたとえば、少なくとも1つの第1の間隔センサが測定値信号発生器の第1の端面と第1の基準点との間の間隔を測定し、少なくとも1つの第2の間隔センサが該測定値信号発生器の第2の端面と第2の基準点との間の間隔を測定することができる。このような構成により、有利には、たとえば温度変化等である妨害の影響を補償できるようになる。さらに、複数のセンサを使用することによって有利には、回転部品の回転角度を冗長的に求めることもできる。
図面に本発明の実施例を示しており、以下の記載にてこれらの実施例を詳細に説明する。図面中、同一の符号は、同一ないしは同様の機能を果たす構成部品ないしは構成要素を示す。
図1〜9に示されているように、車両において回転部品10の回転角度を検出するための本発明のセンサシステム1,1a,1b,1c,1dの各実施形態は、測定値信号発生器20と少なくとも1つのセンサ26,26a,26bとを含み、該少なくとも1つのセンサの出力信号は評価制御ユニット30,30aによって評価される。前記回転部品10の周面は前記測定値信号発生器20に結合されており、該測定値信号発生器20は前記少なくとも1つのセンサ26,26a,26bとともに、該回転部品10の回転角度を表す信号を生成し、前記評価制御ユニット30,30aへ出力する。本発明では前記測定値信号発生器20は、前記回転部品10の回転運動12を該測定値信号発生器20の並進運動22に変換する運動変換器として構成される。その際には前記少なくとも1つのセンサ26,26a,26bは、前記測定値信号発生器20が移動した距離を求め、この距離が、前記回転部品10の回転角を表す。
以下で図1〜3および図8および9を参照して説明するように、前記測定値信号発生器20は前記回転部品10の回転運動12を、該回転部品10を基準とした該測定値信号発生器20の軸方向の並進運動22aに変換することができる。その代わりに択一的に、以下で図4〜7を参照して説明するように、前記測定値信号発生器20は前記回転部品10の回転運動12を、該回転部品10を基準とした該測定値信号発生器20の接線方向の並進運動22bに変換することができる。前記測定値信号発生器20の遊びを低減するためには、たとえば少なくとも1つのばねピンを用いて、測定値信号発生器20にばね力をかけることができる。このばねピンは図中に示されていない。
図面中に示された実施例では、前記少なくとも1つのセンサ26,26a,26bは、前記測定値信号発生器20と基準点との間隔24,24a,24bを求める間隔センサとして構成されている。その際には、前記少なくとも1つのセンサ26,26a,26bを測定値信号発生器20および/または基準点に配置することができる。図面中に示された実施例では、前記少なくとも1つのセンサ26,26a,26bは前記基準点に位置固定されて取り付けられる。前記少なくとも1つのセンサ26,26a,26bを渦電流センサおよび/または容量センサおよび/または超音波センサおよび/または光学的センサとして構成するのが有利である。というのも、こうすることによって間隔測定を低コストで具現化できるからである。もちろん、測定値信号発生器20が移動した距離を求めるために、当業者に公知となっている別の間隔測定法を実施することもできる。
本発明のセンサシステム1,1a,1b,1c,1dの実施形態は、たとえば、車両の舵角を求めるための舵角センサとして使用することができる。その際には、前記回転部品10はたとえば歯車として形成され、有利には、車両のステアリングホイールおよび/またはステアリングコラムに相対回動不能に結合される。
回転運動12ないしは操舵の動きを機械的な並進運動22に変換し、間隔測定によってこの機械的な並進運動22を求めることにより、ステアリングホイールが複数回回転しても、常に一意の回転位置ないしは一意の舵角を求めることができる。また、電子装置に不具合が生じても、前記回転運動を、変化した機械的な高さ位置に保持することができる。この機械的な並進運動22により、イグニッションが遮断された後、またはバッテリーが接続解除された後も、正しい絶対回転角ないしは舵角が得られ、それと同時に、特に確実な動作、ないしは、回転角ないしは舵角の特に確実な識別を間隔検出により実現することができる。
図1の原理図では、第1のクラウンギヤ14を介して回転部品10と測定値信号発生器20の第2のクラウンギヤ20.1とが結合されており、回転運動12が該測定値信号発生器20へ伝達し、該測定値信号発生器20は回転運動12を、該測定値信号発生器20の高さ変化となる軸方向の並進運動22aに変換する。測定値信号発生器20の端面の上方に配置された間隔センサ26は、該間隔センサ26と該測定値信号発生器20の端面との間の間隔の変化24を非接触で検出し、これに相当する出力信号を前記評価制御ユニット30へ出力することができる。前記間隔センサ26はたとえば、それぞれの磁界28を生成するためのコイルをそれぞれ備えている2つの渦電流センサ26.1,26.2を含む。この間隔変化24により、両渦電流センサ26.1,26.2によって生成された磁界28に影響が及ぼされ、それにより、たとえばそれぞれ固定容量を併用して相応の周波数変化を検出し、間隔を求めるために該周波数変化を評価制御ユニット30によって評価することができる。評価制御ユニット30は間隔センサ26の出力信号を評価し、回転部品10の回転角度を推定することができる。前記評価制御ユニット30は、前記2つの渦電流センサ26.1,26.2によって出力されたセンサ信号を評価することにより、有利には測定値信号発生器20の傾斜を求めるか、ないしは回転角度を冗長的に求めることができる。しかし、間隔を求めるためだけであるならば、1つの間隔センサ26ないしは1つの渦電流センサ26.1,26.2だけで十分である。
図2および3に詳しく示されているように、図中に示された本発明の第1の実施例のセンサシステム1aでは、測定値信号発生器20はピニオン20aとして形成されており、該ピニオン20aは雌ねじ部で、対応する雄ねじ部21aを有するボルト21に、長手方向に可動であるように取り付けられている。クラウンギヤとして形成された回転部品10の第1のクラウンギヤ14とピニオン20aの第2のクラウンギヤ20.1とが噛み合うように、該ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20は位置決めされている。このような構成により、回転部品10の回転運動12は、ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20へ伝達され、この伝達された回転運動により、該測定値信号発生器20の位置は軸方向22aに上方に変化する。図2と図3とを比較すると分かるように、図中に示された、回転部品10の回転運動12の回転方向により、ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20の上端面と該測定値信号発生器20の上方に配置された間隔センサ26との間の間隔24は小さくなる。たとえば、前記回転部品10とピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20との歯車比を介して、および/または、前記雌ねじ部および/または該ボルト21の雄ねじ部21aのピッチを介して、前記回転部品10の求められる回転角度の分解能を設定することができる。
図4および5に詳しく示されているように、図中に示された本発明の第2の実施例のセンサシステム1bでは測定値信号発生器20は、長手方向に可動でありかつ回転運動可能であるように取り付けられたねじ部品20bとして形成されており、回転部品10の第1のクラウンギヤ14と前記ねじ部品20bのねじ部21bとが噛み合うように該ねじ部品20bは位置決めされている。このような構成により、回転部品10の回転運動12は、ねじ部品20bとして形成された測定値信号発生器20へ伝達され、該測定値信号発生器20の位置は接線方向22bに左に変化する。図4と図5とを比較すると分かるように、図中に示された、回転部品10の回転運動12の回転方向により、ねじ部品20bとして形成された測定値信号発生器20の左端面と、該測定値信号発生器20から軸方向に離隔されて設けられた間隔センサ26との間の間隔24は小さくなる。前記回転部品10の第1のクラウンギヤ14の歯数を介して、および/または、前記ねじ部品20bのねじ山21bのピッチを介して、前記回転部品10の求められる回転角度の分解能を設定することができる。
図6および7に詳しく示されているように、図中に示された本発明の第3の実施例のセンサシステム1cでは測定値信号発生器20は、長手方向に可動であるように取り付けられたラック20cとして形成されており、回転部品10の第1のクラウンギヤ14と前記ラック20cの歯領域21cとが噛み合うように該ラック20cは位置決めされている。このような構成により、回転部品10の回転運動12は、ラック20cとして形成された測定値信号発生器20へ伝達され、該測定値信号発生器20の位置は接線方向22bに左方向に変化する。図6と図7とを比較すると分かるように、図中に示された、回転部品10の回転運動12の回転方向により、ラック20cとして形成された測定値信号発生器20の左端面と、該測定値信号発生器20から軸方向に離隔されて配置された間隔センサ26との間の間隔24は小さくなる。前記回転部品10の第1のクラウンギヤ14の歯数を介して、および/または、前記ラック20cの歯領域21cのピッチを介して、前記回転部品10の求められる回転角度の分解能を設定することができる。
図8および9に示された本発明の第4の実施例のセンサシステムは基本的に、図2および3に示された第1の実施例のセンサシステムに相当するので、ここでは、同一構成ないしは同一機能の構成要素を再度説明するのを省略し、両実施例の相違点のみを説明する。第4の実施例では第1の実施例との相違点として、2つの間隔センサ26a,26bと評価制御ユニット30aとが差動間隔センサ装置を構成する。この差動間隔センサ装置では、ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20の上方に第1の間隔センサ26aが配置されており、該測定値信号発生器20と第1の基準点との第1の間隔24aを求める。ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20の下方に第2の間隔センサ26bが配置されており、該測定値信号発生器20と第2の基準点との第2の間隔24bを求める。図8と図9とを比較すると分かるように、図中に示された、回転部品10の回転運動12の回転方向により、ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20の上端面と該測定値信号発生器20の上方に配置された第1の間隔センサ26との間の第1の間隔24aは小さくなると同時に、前記ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20の下端面と該測定値信号発生器20の下方に配置された第2の間隔センサとの第2の間隔24bは拡大する。このような差動間隔センサ装置により、有利には、たとえば温度等である妨害の影響を補償できるようになる。さらに、複数のセンサ26a,26bを使用することによって有利には、回転部品10の回転角度を冗長的に求めることもできる。
前記ピニオン20aとして形成された測定値信号発生器20を参照して説明した差動間隔センサ装置は、ねじ部品20bないしはラック20cとして形成された測定値信号発生器20とも組み合わせることができる。
本発明の実施形態は、回転部品が複数回回転しても回転運動を機械的な距離変化に変換することにより常に一意の回転位置が得られるようにする、車両において回転部品の回転角度を検出するためのセンサシステムを提供する。有利には、電子装置に不具合が生じても、回転運動は、変化した機械的移動位置に保持されたままにされる。このような機械的な距離変化により、イグニッションが遮断された後、またはバッテリーが接続解除された後も、正しい絶対回転角が得られ、それと同時に、特に確実な動作、ないしは、回転角の特に確実な識別を距離検出により実現することができる。
1,1a,1b,1c,1d 回転部品10の回転角度を検出するためのセンサシステム
10 回転部品
20 測定値信号発生器
26,26a,26b センサ
30,30a 評価制御ユニット

Claims (14)

  1. 車両において回転部品(10)の回転角度を検出するためのセンサシステムであって、
    前記回転部品(10)の周面は測定値信号発生器(20)に結合されており、
    前記測定値信号発生器(20)は少なくとも1つのセンサ(26,26a,26b)とともに、前記回転部品(10)の回転角度を表す信号を生成する、センサシステムにおいて、
    前記測定値信号発生器(20)は、前記回転部品(10)の回転運動(12)を当該測定値信号発生器(20)の並進運動(22)に変換する運動変換器として構成されており、
    前記少なくとも1つのセンサ(26,26a,26b)は、前記測定値信号発生器(20)が移動した距離を求め、該測定値信号発生器(20)が移動した距離が、前記回転部品(10)の回転角度を表す
    ことを特徴とする、センサシステム。
  2. 前記測定値信号発生器(20)は、前記回転部品(10)の回転運動(12)を、該回転部品(10)の回転軸方向への該測定値信号発生器(20)の並進運動(22a)に変換するように構成されている、
    請求項1記載のセンサシステム。
  3. 前記測定値信号発生器(20)はピニオン(20a)として形成されており、
    前記ピニオン(20a)は雌ねじ部で、対応する雄ねじ部(21a)を有するボルト(21)に、前記ピニオン(20a)の回転軸方向に可動であるように取り付けられており、
    前記回転部品(10)の第1のクラウンギヤ(14)が前記ピニオン(20a)の第2のクラウンギヤ(20.1)に噛み合うように、前記ピニオン(20a)は位置決めされている、
    請求項1または2記載のセンサシステム。
  4. 前記回転部品(10)と前記測定値信号発生器(20)との歯車比を介して、および/または、前記雌ねじ部および/または前記ボルト(21)の雄ねじ部(21a)のピッチを介して、前記回転部品(10)の求められる回転角度の分解能が設定される、
    請求項3記載のセンサシステム。
  5. 前記測定値信号発生器(20)は、前記回転部品(10)の回転運動(12)を、該回転部品(10)の接線方向への該測定値信号発生器(20)の並進運動(22b)に変換するように構成されている、
    請求項1記載のセンサシステム。
  6. 前記測定値信号発生器(20)は、長手方向に可動でありかつ回転運動可能に取り付けられたねじ部品(20b)として構成されており、
    前記回転部品(10)の第1のクラウンギヤ(14)が前記ねじ部品(20b)のねじ部(21b)に噛み合うように、前記ねじ部品(20b)は位置決めされている、
    請求項1または5記載のセンサシステム。
  7. 前記回転部品(10)の第1のクラウンギヤ(14)の歯数を介して、および/または、前記ねじ部品(20b)のねじ山(21b)のピッチを介して、前記回転部品(10)の求められる回転角度の分解能が設定される、
    請求項6記載のセンサシステム。
  8. 前記測定値信号発生器(20)は、前記回転部品(10)の接線方向に可動であるように取り付けられたラック(20c)として構成されており、
    前記回転部品(10)の第1のクラウンギヤ(14)が前記ラック(20c)の歯領域(21c)に噛み合うように、前記ラック(20c)は位置決めされている、
    請求項1または5記載のセンサシステム。
  9. 前記回転部品(10)の第1のクラウンギヤ(14)の歯数を介して、および/または、前記ラック(20c)の歯領域(21c)のピッチを介して、前記回転部品(10)の求められる回転角度の分解能が設定される、
    請求項8記載のセンサシステム。
  10. 前記少なくとも1つのセンサ(26,26a,26b)は、前記測定値信号発生器(20)から基準点までの間隔(24,24a,24b)を求める間隔センサとして構成されており、
    前記少なくとも1つのセンサ(26,26a,26b)は、前記測定値信号発生器(20)および/または前記基準点に配置されている、
    請求項1から9までのいずれか1項記載のセンサシステム。
  11. 前記測定値信号発生器(20)の表面と、対応する複数の基準点との間の間隔(24,24a,24b)を求めるために、少なくとも2つのセンサ(26.1,26.2)が設けられており、
    評価制御ユニット(30,30a)が、前記少なくとも2つのセンサ(26.1,26.2)によって出力されたセンサ信号を評価することにより、前記測定値信号発生器(20)の傾斜を求める、
    請求項10記載のセンサシステム。
  12. 前記少なくとも1つのセンサ(26,26a,26b)は、渦電流センサ(26.1,26.2)として、および/または、容量センサとして、および/または、超音波センサとして、および/または、光学的センサとして構成されている、
    請求項11記載のセンサシステム。
  13. 少なくとも2つの前記センサ(26a,26b)と評価制御ユニット(30a)とが差動間隔センサ装置を構成し、
    少なくとも1つの第1のセンサ(26a)が、前記測定値信号発生器(20)の第1の表面から第1の基準点までの第1の間隔(24a)を求め、
    少なくとも1つの第2のセンサ(26b)が、前記測定値信号発生器(20)の第2の表面から第2の基準点までの第2の間隔(24b)を求める、
    請求項10から12までのいずれか1項記載のセンサシステム。
  14. 前記車両において舵角を求めるために、前記回転部品(10)はステアリングホイールまたはステアリングコラムに相対回動不能に結合されている、
    請求項1から13までのいずれか1項記載のセンサシステム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114964120A (zh) * 2022-02-10 2022-08-30 贵州大学 基于角度信息解耦的旋转检测框表达方式的系统

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013221193A1 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug
DE102013225877A1 (de) 2013-12-13 2015-06-18 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Drehwinkels und/oder einer Drehzahl einer Motorwelle eines Motors
DE102014208658A1 (de) 2014-05-08 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug
DE102014208642A1 (de) * 2014-05-08 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug
DE102014208655A1 (de) 2014-05-08 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil
DE102014208657A1 (de) 2014-05-08 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug
US9402578B2 (en) * 2014-09-26 2016-08-02 Shimano Inc. Crank angle indicating system
DE102015206711A1 (de) 2015-04-15 2016-10-20 Robert Bosch Gmbh Drehwinkel-Messanordnung und Verfahren zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Bauteils
DE102015209425A1 (de) 2015-05-22 2016-11-24 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug
CN105466332A (zh) 2015-11-13 2016-04-06 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 角度传感器及角度测量方法
CN106839970B (zh) * 2017-02-23 2018-01-19 吉林大学 一种用于驾驶数据采集系统的转向盘转角测量装置及方法
WO2020184238A1 (ja) * 2019-03-08 2020-09-17 株式会社村田製作所 光学制御装置および、これを含むヘッドアップディスプレイ装置
CN112923895B (zh) * 2021-01-22 2022-12-13 武汉木仓科技股份有限公司 一种通用角度检测装置及车辆
DE102022101174A1 (de) 2022-01-19 2022-12-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lenkereinheit für ein Steer-by-wire-Lenksystem und Verfahren zur Lenkwinkelerfassung
DE202022102145U1 (de) 2022-04-21 2023-05-25 Igus Gmbh Drehwinkelgeber

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5666805U (ja) * 1979-10-26 1981-06-03
JP2002206910A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
JP2004205370A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Calsonic Kansei Corp 回転角検出装置
JP2007147480A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Tokai Rika Co Ltd 回転角検出装置
JP2011164041A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Panasonic Corp 回転角度検出装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2451566A1 (fr) * 1979-03-12 1980-10-10 Effa Etudes Sarl Capteur de deplacement a courants de foucault
US4841246A (en) * 1987-12-29 1989-06-20 Eaton Corporation Multiturn shaft position sensor having magnet movable with nonrotating linear moving nut
US6400142B1 (en) * 1999-08-31 2002-06-04 Delphi Technologies, Inc. Steering wheel position sensor
JP3899821B2 (ja) * 2001-01-23 2007-03-28 松下電器産業株式会社 回転角度検出装置
JP2003202224A (ja) * 2001-12-28 2003-07-18 Niles Parts Co Ltd 回転角検出装置
CN100398376C (zh) * 2002-01-08 2008-07-02 丰田自动车株式会社 车辆用转向装置
AU2003206297A1 (en) * 2002-02-06 2003-09-02 Haldex Brake Products Ab Digital sensor
DE102004053690A1 (de) * 2004-11-06 2006-05-11 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Lenkwinkels eines Fahrzeuges
KR100816386B1 (ko) * 2006-01-26 2008-03-26 주식회사 만도 조향각 센서를 구비한 전동식 조향장치
DE102007052162A1 (de) 2007-10-31 2009-05-07 Robert Bosch Gmbh Messeinrichtung mit einer eine Spule eines Schwingkreises bildenden Rückstellfeder sowie Pedalmodul mit einer Messeinrichtung
DE102008011448A1 (de) 2008-02-27 2009-09-03 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Anordnung zur Erfassung eines Drehwinkels
US8004277B2 (en) * 2008-12-30 2011-08-23 Honeywell International Inc. Rotary position sensing apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5666805U (ja) * 1979-10-26 1981-06-03
JP2002206910A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
JP2004205370A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Calsonic Kansei Corp 回転角検出装置
JP2007147480A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Tokai Rika Co Ltd 回転角検出装置
JP2011164041A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Panasonic Corp 回転角度検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114964120A (zh) * 2022-02-10 2022-08-30 贵州大学 基于角度信息解耦的旋转检测框表达方式的系统
CN114964120B (zh) * 2022-02-10 2024-05-31 贵州大学 基于角度信息解耦的旋转检测框表达方式的系统

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FR2987113A1 (fr) 2013-08-23

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