WO2010043590A1 - Vorrichtung zur erfassung eines drehwinkels eines drehbaren teils - Google Patents
Vorrichtung zur erfassung eines drehwinkels eines drehbaren teils Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010043590A1 WO2010043590A1 PCT/EP2009/063279 EP2009063279W WO2010043590A1 WO 2010043590 A1 WO2010043590 A1 WO 2010043590A1 EP 2009063279 W EP2009063279 W EP 2009063279W WO 2010043590 A1 WO2010043590 A1 WO 2010043590A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- sensor
- housing
- circuit board
- magnet
- output signal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Definitions
- the invention is based on a device for detecting a rotation angle of a rotatable member according to the preamble of the independent claim.
- a generic arrangement for contactless rotation angle detection of a rotatable element is known.
- the sensor arrangement is constructed from at least two sensor elements and arranged opposite the rotatable element such that the field lines emanating from the rotatable element in each rotational position transverse to the direction of a current in the sensor elements run predetermined sensor structures.
- the directional components of the field lines for determining the rotational position can be evaluated by the phase position between the input and output signals of the respective sensor elements is evaluated.
- As input signals either sinusoidal or rectangular alternating voltages are supplied or DC voltages. It is an object of the present invention to further simplify the device for detecting a rotation angle. This object is solved by the features of the independent claim.
- the inventive device for detecting a rotation angle of a rotatable member has the advantage that due to the relative detection of the rotation angle no internal evaluation units such as microcontroller, etc. for calculating an absolute steering angle directly in Sensor must be spatially integrated. So also a space reduction can be achieved. Corresponding subsequent steps, such as the calibration of the sensor during production at the factory, are eliminated. This brings lower manufacturing and assembly costs. In comparison to sensors with optical measuring elements, the device according to the invention works very robustly, since it no longer loses its precision or function relatively quickly due to possibly penetrating contamination.
- a further sensor for detecting the magnetic field of the magnet is provided, which is arranged spaced relative to the first sensor in such a way that results in a relation to the output signal of the other sensor, a phase-shifted output signal.
- Output signal are forwarded to the evaluation, which reduces the cabling.
- Output signal of a sensor is provided.
- the signal levels of the sensors are selected so that they normally deviate from the voltage levels of the supply voltage or ground. This can be concluded in a particularly simple manner only on the basis of the signal level to a fault in the sensor.
- an error detection unit is particularly expediently provided in the evaluation unit, which detects on the basis of the signal level of at least one of the output signals, whether an error is present in one of the sensors.
- at least one connection element of the sensor has at least one bending region. This is used in particular to compensate for stresses, for example from thermal stress. As a result, the mechanical stability of the arrangement can be further increased.
- connection element of the sensor has at least one further bending region.
- the connection element can be brought into contact with the printed circuit board for electrical contacting, for example by means of soldering, in a manner suitable for this purpose. This makes it easier to manufacture the device while increasing the mechanical strength.
- At least one holding element is provided for receiving mechanical stresses which act on the sensor.
- the holding element is rib-shaped on the housing or on a part connected to the housing. This holding element absorbs mechanical forces acting on the sensor, as a result of which the robustness of the device can be further increased.
- a fixation of the sensor or its connection elements with the housing by melting the retaining ribs, for example by means of heat stiffening or laser action take place, which further increases the strength.
- At least one pocket or recess is provided in the housing for receiving the sensor.
- the sensor is arranged so that it senses a magnetic field of the magnet which is substantially parallel to the axis of rotation of the rotatable member. As a result, the height of the device can be kept low.
- housing at least one fastening means is provided for connecting the circuit board to the housing.
- the fastening means is designed to be thermally deformable for fastening the housing to the printed circuit board, for example by means of Warmverstemmung.
- the attachment process could be done together with the retaining ribs in just one operation.
- at least one rivet connection is provided as a fastening means. This serves in particular for receiving forces acting on the printed circuit board, which are introduced, for example, via the plug.
- the integrated component formed by hub and magnet is produced by molding the magnet with plastic. In this way even more, more complex geometries can be realized in this component in a simple manner.
- the magnet has a substantially L-shaped cross-section.
- the hub can be integrated with great strength with the magnet to an integrated component.
- the hub has at least one driver for transmitting a rotational movement of the rotatable part, preferably a steering column.
- a driver is in the radial direction in the direction of the axis of rotation of the rotatable member extending component or a
- the integrated component could be installed from above or from below without having to adapt the housing to different installation spaces. This increases the flexibility of the arrangement with the same components.
- the hub has at least one preferably oriented perpendicular to the axis of rotation bearing surface for rotatably supporting the hub in the housing.
- the hub is at least on a bearing surface of a low-wear material.
- the bearing surfaces can be chosen independently of the geometry of the magnet so that there is an optimized solution with regard to the interaction with the housing (fits, tolerances, mountability, etc.).
- more complex structures can be realized at the hub.
- the hub is made of the same material as the magnet, preferably made of plastic or a fully magnetizable material. As a result, the production of the component can be further simplified.
- the hub and / or the magnet interacts with a fixing element for fixing to the housing.
- a fixing element for fixing to the housing.
- the fixing element is movable or resilient, preferably as a snap hook, formed and / or connected to the housing or the hub.
- a fixing is in particular a snap hook, which fixes the hub in the axial and radial directions.
- the snap hooks are force-free or stress-free after the assembly process, so that they do not limit the mobility of the hub or the magnet relative to the housing.
- Number of snap hooks is suitably chosen so that the hub is still reliably fixed even in case of failure of a hook, for example, in case of breakage.
- five snap hooks distributed evenly around the circumferential direction of the hub are provided to achieve this functionality.
- the reliability of the device can be further increased.
- a cover for axial fixation of the hub is also superfluous, so that components can be saved.
- FIG. 1 shows a perspective view of a hub with an integrated magnet (without bearing geometry)
- FIG. 2 shows a top view of a multipole magnet
- FIG. 3 shows a perspective view of the arrangement of hub, magnet and sensors
- FIG. 4 shows the time-dependent output signals of the two sensors
- Figure 5 is a perspective view of the device for detecting a
- Figure 6 shows the arrangement according to Figure 5 from below
- Figure 7 is a side perspective view of the hub with integrated
- Figure 8 shows the hub of Figure 7 in plan view
- Figure 9 shows the arrangements according to Figures 7 and 8 in section
- Figure 10 is a perspective view of the device for detecting a rotation angle with inserted hub
- Figure 11 shows the device according to Figure 10 with of opposite
- Figure 12 shows a perspective half-section of the connection of the hub with the housing via fixing elements, Figures 13 to 18 sensor elements, each with differently shaped
- Figure 19 is a perspective view for contacting the
- Figure 20 is a perspective view for fixing the sensor with fixing ribs before reflowing
- Figure 21 is a perspective view of the housing with printed circuit board
- Figure 22 is an overall perspective view of the device for
- FIG. 23 shows output signals of the first and second sensors as well as the output signal resulting from a possible logic operation
- FIG. 24 shows a block diagram of the arrangement for signal processing.
- a magnet 10 is disposed in the upper outer peripheral region and thus form an integrated component 17.
- the magnet 10 is in this case designed as a multipole magnet, as shown in Figure 2, which shows the magnet 10 in plan view is.
- a projection is formed at the lower end of the magnet 10, which extends slightly further in this area in the direction of the axis of rotation 18 of the hub 16 than in its upper region.
- Hub 16 and magnet 10 are engaged, for example, with a steering column or with another part connected to the steering wheel.
- the rotating part in the steering movement for example, the steering column, via a driver 32 with the in the device 8 for
- Rotation angle detection arranged hub 16 connected.
- the hub 16 contains the magnet 10, which is designed as a multipole magnet. This carries distributed over the circumference alternately north poles 12 and south poles 14. During rotation of the steering column, the multi-pole magnet 10 thus rotates at the same angular velocity.
- a sensor 20 at a certain point in the measurable range of the magnetic field, which provides measured values that are dependent on or close to the magnetic field direction at that point.
- a sensor 20 could be used for this purpose, a Hall sensor that outputs a binary signal depending on whether its sensitive area in the majority
- Influence of a north pole 12 or a south pole 14 is located. It is essential that the sensor 20 and the magnet 10 are arranged to be movable relative to each other. Likewise, the sensor could be designed as a reed contact, which changes its output signal as a function of the magnetic field.
- a further sensor 22 is provided which is placed at a defined distance from the first sensor 20 so that a certain offset ⁇ of the two output signals 21, 23 of the two sensors 20, 22 results. Based on the temporal
- Sequence of the signal edges 21, 23 can be closed on whether the steering wheel or the steering column is rotated clockwise or counterclockwise.
- the sensors 20, 22 were arranged radially further outward relative to the magnet 10, so that they detect its magnetic field in radial orientation.
- electronic components are necessary. These are mounted on a printed circuit board 26 and electrically connected. If necessary, additional functions, such as changing the voltage levels, can be implemented there.
- Hub 16 magnet 10, sensors 20, 22 and the printed circuit board 26 are housed in a housing 28, which via an integrated connector 30, the connection to the
- the housing 28 assumes further functions such as, for example, mounting of the hub 16 with magnet 10, axial fixing by means of fixing elements 36 or further fastening functions of the sensors 20, 22 via holding elements 50 to be explained later.
- a core of the inventive device 8 for detecting a rotation angle is the integration of the magnet 10 in the hub 16. This could be achieved, for example, by molding the magnet 10 with plastic.
- the resulting combined component of magnet 10 and hub 16 can be designed so that a wear-free or low-wear mounting of the hub 16 in the housing 28 is achieved.
- the appropriate choice of material of the hub 16 also depends on the material of the housing 28, suitable materials could be, for example, PA12 (polyamide) and PBT (polybutylene terephthalate).
- bearing surfaces 34 which cooperate with corresponding abutment surfaces of the housing 28, regardless of the geometry of the magnet 10 can be chosen so that in terms of interaction with the housing 28 (fits, tolerances, mountability) a optimized solution can be found.
- the bearing to the housing 28 is formed by two mutually perpendicular sectional bearing surfaces 34, whereby the hub 16 is aligned in the axial and radial directions relative to the axis of rotation 18.
- a third bearing surface 34 on the upper edge of the outer circumference of the hub 16 cooperates with the fixing element 36 shown below.
- at least one driver 32 is integrated in the hub 16. In FIGS. 7 and 8, two types of drivers 32 are shown by way of example.
- a radially outwardly oriented recess is provided on the inside of the hub 16 into which a complementary extension of a rotatable part, for example the steering column, can engage.
- a further driver 32 is provided, which has a projection which is oriented from the inside of the hub 16 in the direction of the axis of rotation 18 and cooperates with a corresponding recess in the rotatable part.
- hub 16 and magnet 10 are particularly advantageous because more complex geometries can be realized on the hub 16, such as resilient snap hooks. About such snap hooks, a connection with the housing 28 can be achieved. Alternatively, it would also be possible for the hub 16 to use the same material as for the multipole magnet 10, thereby simplifying the creation of the component.
- hub 16 it could then be produced as a component by means of an injection molding process.
- Another alternative is to design the hub 16 as a symmetrical bearing member with the integrated magnet 10 centered.
- entrainment elements 32 are always required, which are mounted on one side of the hub 16. Is it now necessary for space reasons to install the housing turned 28 because, for example, the plug 30 is oriented in the opposite direction, so it only needs the hub 16 of the
- Device 8 are also installed turned. Thus, without changing the hub 16 or magnet 10, two variants of the same device are available. These possibilities are shown in FIGS. 10 and 11, where both times the hub 16 is oriented in the same way, regardless of the position of the plug 30.
- Another feature of the device 8 is the attachment of the hub 16 with the housing 28, which takes place with the aid of the fixing elements 36. So that the hub 16 with the magnet 10 does not move out of the housing 28 in the axial direction, it must be fixed in the axial direction. For this are the
- Fixing elements 36 are provided, which are preferably designed as snap hooks or clips. It is essential with these fixing elements 36 that on the one hand they permit a movement of the hub 16 about the axis of rotation 18, but prevent an offset in the axial direction with a defined clearance.
- the fixing elements 36 surround the hub 16 in a circular manner. When inserting the hub 16 in the housing 28 counter forces are initially overcome, which occur when bending the fixing elements 36. If the hub 16 has reached its end position, the fixing elements 36 spring back over it, as a result of which the fixing elements 36 are completely free of force or stress. Thus, the hub 16 can rotate without causing the fixing elements 36 undesirable friction.
- the fixing elements 36 are in terms of their
- FIG. 1 An exemplary geometric arrangement of a fixing element 36 with respect to the hub 16 is shown in FIG.
- the fixing element 36 is connected directly or indirectly to the housing 28.
- the hub 16 is inserted for mounting from above into the housing 28 and pushes over the bevel the tip of
- fixing elements 36 with their defined geometry spring-mounted fixing elements 36 could be used.
- the Functions "feather” and “save” can also be distributed to more than one element.
- the fixing elements 36 could not be mounted on the hub 16 nor on the housing 28, but on an additional component which is used for mutual connection of hub 16 and housing 28.
- the fixing elements 36 could also be arranged on the outside of the hub 16 and resiliently engage in corresponding recesses in the housing 28.
- the sensors 20, 22 consist of a housing 40 and a plurality of connecting elements 42, via which the signals of the electronic components arranged in the interior of the housing 40 are brought out.
- the sensors 20, 22 consist of a housing 40 and a plurality of connecting elements 42, via which the signals of the electronic components arranged in the interior of the housing 40 are brought out.
- the connecting elements 42 of the sensors 20, 22 are bent by approximately 90 degrees (reference numeral 43) in order to electrically contact the radially oriented sensor 20, 22 with the printed circuit board 26.
- the sensors 20, 22 are designed as so-called THT components (Through Hole Technology) and used similar to an S MT component (Surface Mounted Technology). This makes it possible to measure the magnetic field of the magnet 10 perpendicular to the orientation of the populated areas of the printed circuit board 26.
- further bending regions 44, 46 of the connection elements 42 are provided.
- a first bending region 44 serves to fix the housing 40 and solder the connection elements 42 to the printed circuit board 26
- connection elements 42 are brought to the circuit board 26 that he wetted as effectively as possible with solder and thereby electrically and mechanically with the circuit board 26 in a Greier Scheme 48
- connection elements 42 can be connected.
- a substantially S-shaped profile of the connection elements 42 thus results.
- the exemplary embodiment according to FIG. 14 only includes a first bending region 44 in order to guide the connecting elements 42 in the contacting regions substantially parallel to the surface of the printed circuit board 26.
- Housing 40 may be omitted if the magnetic field instead of in the radial direction, as described, would now be detected axially.
- the 90 degree bend 43 could also be replaced by a different angle.
- the first flexure 44 could be omitted if required for relevant reasons, such as cost, feasibility, as shown in FIG.
- the second bending region 46 could also be omitted and the contacting with the printed circuit board 26 could be realized other than soldering, for example by a mechanical snap-on connector already mounted on the printed circuit board 26 and in which the connecting elements 42 are inserted. Corresponding embodiments are shown in FIGS. 14 and 16.
- the second bending region 46 could also be omitted, if required because of the soldering process chosen or other reasons, to continue the connection elements 42 to the end in a straight line (FIGS. 14, 16).
- a third bending region 47 could be provided for the outer two connection elements 42 to the distance of the connection elements
- the two outer connection elements 42 are bent outward in a third bending region 47, then run essentially parallel to the surface of the printed circuit board 26 after a 90-degree bend 43, and through the first bending region 44 or U-shaped bend, then run again parallel to the surface of the circuit board until the step-shaped second bending portion 46 aligns the Mixier Schemee 48 in turn parallel to the circuit board 26 in their immediate vicinity for a suitable contact.
- other sensor elements 20, 22 could be bent in this way if they are to be used in the sensor, such as reed contacts / sensors.
- the sensor 20, 22 according to FIG. 14 is arranged in the pocket 41 in the housing 28 and is electrically conductively connected to the printed circuit board 26 by means of the contact regions 48 ( Figures 19, 20).
- rib-shaped holding elements 50 are preferably provided on the housing 28, which are matched to the outer geometries of the connection elements 42.
- forces occur which can act on the connection elements 42 of the sensor 20, 22. In this case, either the solder joint should absorb these forces, which could have a negative effect on their life, unless the forces are absorbed elsewhere.
- the housing 40 of the sensor 20, 22 could be claimed such that the connection elements 42 could take damage in or on the housing 28, for example, tear off. That's why so-called
- Verstemmrippen 50 provided on the housing 48 along the connecting elements 42 as holding elements.
- the connecting elements 42 are first carried out between the ribs 50, whereby they learn a guide and thus a better match between connecting elements 42 and PCB
- the corresponding ribs 50 are shown prior to reflowing.
- the material of the ribs 50 is not melted by hot caulking, but by means of another method, such as by laser action.
- no material could be melted, but the legs are fixed in a different way to the housing 28, for example by adhesive or other mechanical components.
- the fixing function could be realized via an additional component, which is applied to the housing 28.
- the housing 28 with circuit board, 26, but without integrated part 17 is shown.
- the printed circuit board 26 can be fastened to the housing 28 via two pins 51. These pins 51 are part of the housing 28 and thus consist of the same material.
- the circuit board 26 is for attachment pressed into the housing 28 via these pins 51. As a result, the circuit board 26 undergoes the correct positioning.
- the height of the pins 51 is preferably designed so that sufficient material is available to use this additional material by hot caulking for mounting the circuit board 26.
- the corresponding arched shape of the pins after deformation preferably
- Warm caulking is each designated by the reference numeral 52. Furthermore, a rivet connection 53 is provided, which receives in particular on the plug 30 occurring forces and on the circuit board 26 transmitting forces.
- the rivet 53 is preferably made of metal. Furthermore, in this view, the annular bearing surface of the housing 28 for supporting the hub 16 with the lower bearing surfaces 34 can be seen well.
- An offset in the axial direction of the hub 16 is not possible because the bottom of the snap hooks 36 counteracts with the top of the hub 16 an axial offset. It is the recess 32 visible on the inside of the hub 16, which cooperates as a driver 32 with a steering column, not shown.
- a third and fourth sensor could be used to provide their two output signals to a different system, such as a pair of matched voltage levels, the other pair without matching.
- the corresponding bending regions 44, 46, 47 are provided, in particular to compensate for thermal stresses.
- holding elements 50 are provided, the mechanical forces acting on the sensor elements 20, 22 and their Connection elements 42 act, record. These could, as described, be designed as ribs 50.
- the absolute angle can be determined sufficiently accurate and the requesting systems, such as a controller 58, communicated. Furthermore, an algorithm is required, via which the zero position of the steering wheel is to be determined, in order to enable an initialization of the relative detection. This algorithm is also executed in the evaluation unit 60. This algorithm is familiar to the person skilled in the art and will not be considered further below. In the present device 8, therefore, only the output signals of the sensors 20, 22, which are executed as binary signals depending on the type of magnetic field, or the signal 54 linked thereto, are transmitted to the control unit 58. Only then is the absolute position of the steering wheel in a microcontroller 60 determined as an example of an evaluation unit.
- control unit 58 or the microcontroller 60 has a corresponding one
- the absolute steering angle information ascertained in the microcontroller 60 can be forwarded via a bus system 64 to further, unspecified control devices.
- further sensors 66 may be integrated, the values of which are the microcontroller 60 also needed, for example, to calculate appropriate control variables for an electronic stability program in a motor vehicle.
- the control unit 58 is supplied with wheel speed signals from further wheel speed sensors 66, as also shown by way of example in FIG.
- the device 8 for detecting a rotation angle represents a safety-relevant component in the vehicle, which is why the output signals 21, 23 must be checked for correctness.
- 26 electronic components are mounted on the circuit board, which move the binary output signals of the sensors 20, 22 to offset levels. For example, instead of 5V and 0V (as usual pull-up
- the signals are converted to 4.5 V and 0.5 V. If there is a short circuit to the supply voltage or ground in the sensor 20, 22, these quantities are also output by the sensor 20, 22, ie. H. 5 V or 0 V in the mentioned error case.
- the microcontroller 60 From the following system, for example the microcontroller 60, it can be immediately recognized that an error exists in the device 8, since the signal levels differ from the expected signal levels. For this purpose, the microcontroller 60 compares the by the o.g. electronic components changed output signals of the sensors 21, 23 or possibly the associated output signal 54 with corresponding limits and detects in case of exceeding or falling short of an error of a sensor 20, 22. The same could also by a
- Said device for detecting a rotation angle can be used for numerous applications.
- it is suitable for detecting a steering angle.
- the steering angle is already required in a number of vehicle functions, such as electronic stability program, adaptive cruise control, park pilot, driving capability monitoring, active front steering, four-wheel steering, adaptive lighting control or electro-hydraulic steering.
- vehicle functions such as electronic stability program, adaptive cruise control, park pilot, driving capability monitoring, active front steering, four-wheel steering, adaptive lighting control or electro-hydraulic steering.
- the use is not limited to this.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils, vorzugsweise ein Lenkrad oder eine Lenksäule eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, umfassend zumindest einen Magneten (10), zumindest einen Sensor (20, 22), der das Magnetfeld des Magneten (10) erfasst, zumindest ein Gehäuse (28), in dem Sensor (20, 22) und/oder Magnet (10) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, zumindest eine Leiterplatte (26), die mit zumindest einem Anschlusselement (42) des Sensors (20, 22) elektrisch leitend kontaktiert ist, wobei die Leiterplatte (26) zumindest eine Schnittstelle oder einen Stecker (30) aufweist, aus der das Ausgangssignal (21, 23) des Sensors (20, 22) bzw. ein daraus abgeleitetes Ausgangssignal (54) weitergeleitet ist zu einer vorzugsweise beabstandet von dem Gehäuse (28) angeordneten Auswerteeinheit (60), die die Absolutposition des Drehwinkels abhängig von dem Ausgangssignal (21, 23) des Sensors (20, 22) ermittelt.
Description
Beschreibung
Titel
Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der DE 195 43 562 Al ist eine gattungsgemäße Anordnung zur berührungslosen Drehwinkelerfassung eines drehbaren Elements bekannt. Um auf einfache Weise die absolute Drehlage des drehbaren Elements zu erfassen, ist die Sensoranordnung aus wenigstens zwei Sensorelementen aufgebaut und derart gegenüber dem drehbaren Element angeordnet, dass die vom drehbaren Element ausgehenden Feldlinien in jeder Drehlage quer zu den von der Richtung eines Stromes in den Sensorelementen vorgegebenen Sensorstrukturen verlaufen. Mit verschiedenen elektronischen Auswerteeinrichtungen sind die Richtungskomponenten der Feldlinien zur Ermittlung der Drehlage auswertbar, indem die Phasenlage zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen der jeweiligen Sensorelemente ausgewertet wird. Als Eingangssignale werden entweder sinus- oder rechteckförmige Wechselspannungen zugeführt oder Gleichspannungen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels weiter zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils hat demgegenüber den Vorteil, dass aufgrund der relativen Erfassung des Drehwinkels keine internen Auswerteeinheiten wie beispielsweise Mikrocontroller etc. zur Berechnung eines absoluten Lenkwinkels unmittelbar im
Sensor räumlich integriert sein müssen. So kann auch eine Bauraumreduzierung erreicht werden. Entsprechende nachfolgende Schritte wie die Kalibrierung des Sensors während der Fertigung im Werk entfallen. Dies bringt geringere Herstellungs- und Montagekosten mit sich. Im Vergleich zu Sensoren mit optischen Messelementen arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr robust, da sie nun nicht mehr durch eventuell eindringende Verschmutzung relativ schnell ihre Genauigkeit oder Funktion verliert.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist ein weiterer Sensor zur Erfassung des Magnetfelds des Magneten vorgesehen ist, der relativ zu dem ersten Sensor beabstandet angeordnet ist in der Weise, dass sich ein gegenüber dem Ausgangssignal des anderen Sensors ein phasenverschobenes Ausgangssignal ergibt. Dadurch lässt sich neben der relativen Positionsänderung nun auch die Drehrichtung erfassen. Dadurch, dass weitere Sensoren um den Magneten herum angeordnet werden, kann auch die Auflösung erhöht werden, ohne weitreichende Änderungen am Messprinzip oder Design vornehmen zu müssen. Hierzu ist lediglich ein Verknüpfungsmittel vorzugsweise auf der Leiterplatte vorzusehen, welches die beiden Ausgangssignale durch logische Operationen (UND- bzw. ODER-Gatter) zu einem Ausgangssignal mit höherer Auflösung verknüpft. Der Aufwand hierfür ist relativ gering. Andererseits muss lediglich ein
Ausgangssignal an die Auswerteeinheit weitergeleitet werden, wodurch sich der Verkabelungsaufwand reduziert.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass vorzugsweise auf der Leiterplatte eine Vorrichtung zur Verschiebung des Signalpegels zumindest eines
Ausgangssignals eines Sensors vorgesehen ist. Besonders zweckmäßig sind die Signalpegel der Sensoren so gewählt, dass sie im Normalfall von den Spannungspegeln der Versorgungsspannung bzw. Masse abweichen. Dadurch kann in besonders einfacher Weise lediglich anhand des Signalpegels auf einen Fehlerfall im Sensor geschlossen werden. Hierzu ist besonders zweckmäßig in der Auswerteeinheit eine Fehlererkennungseinheit vorgesehen, die anhand des Signalpegels zumindest eines der Ausgangssignale erkennt, ob ein Fehler in einem der Sensoren vorliegt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Anschlusselement des Sensors zumindest einen Biegebereich aufweist. Dies dient insbesondere zum Ausgleich von Spannungen, beispielsweise aus thermischer Beanspruchung. Dadurch kann die mechanische Stabilität der Anordnung weiter erhöht werden. In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist ein Anschlusselement des Sensors zumindest einen weiteren Biegebereich aufweist. Dadurch kann das Anschlusselement in zur elektrischen Kontaktierung beispielsweise mittels Löten in einer hierfür geeigneten Weise an die Leiterplatte herangeführt werden. Dadurch lässt sich die Vorrichtung einfacher fertigen bei gleichzeitiger Erhöhung der mechanischen Festigkeit.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Halteelement vorgesehen ist zur Aufnahme mechanischer Spannungen, die auf den Sensor wirken. Das Halteelement ist rippenförmig am Gehäuse oder an einem mit dem Gehäuse verbundenen Teil ausgebildet ist. Dieses Halteelement nimmt auf den Sensor wirkende mechanische Kräfte auf, wodurch sich die Robustheit der Vorrichtung weiter erhöht werden kann. Außerdem kann eine Fixierung des Sensors bzw. dessen Anschlusselemente mit dem Gehäuse durch Aufschmelzen der Halterippen beispielsweise mittels Warmverstemmen oder Lasereinwirkung erfolgen, was die Festigkeit weiter erhöht.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist in dem Gehäuse zumindest eine Tasche bzw. Ausnehmung vorgesehen zur Aufnahme des Sensors. Dadurch lässt sich eine lagegenaue Positionierung des Sensors erreichen, insbesondere wenn noch weitere Sensoren relativ zueinander mit hoher Genauigkeit anzuordnen sind, damit eine definierte Phasenverschiebung deren Ausgangssignale erzielt wird. Bevorzugt ist der Sensor so angeordnet ist, dass er ein Magnetfeld des Magneten sensiert, das im Wesentlichen parallel zur Drehachse des drehbaren Teils verläuft. Dadurch lässt sich die Bauhöhe der Vorrichtung gering halten. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist in dem
Gehäuse zumindest ein Befestigungsmittel vorgesehen ist zur Verbindung der Leiterplatte mit dem Gehäuse. Dadurch kann die Leiterplatte genau positioniert werden. Vorzugsweise ist zur Befestigung des Gehäuses mit der Leiterplatte das Befestigungsmittel thermisch verformbar ausgebildet, beispielsweise mittels
Warmverstemmung. Damit könnte der Befestigungsvorgang zusammen mit den Halterippen in nur einem Arbeitsgang erfolgen. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist als Befestigungsmittel zumindest eine Nietverbindung vorgesehen. Diese dient insbesondere zur Aufnahme auf die Leiterplatte wirkender Kräfte, die beispielsweise über den Stecker eingebracht werden.
Dadurch erhöht sich die Stabilität und Robustheit der Anordnung noch weiter.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird das aus Nabe und Magnet gebildete integrierte Bauteil durch Umspritzen des Magneten mit Kunststoff entsteht. Damit können auch noch weitere, komplexere Geometrien in diesem Bauteil auf einfache Art und Weise realisiert werden.
Besonders zweckmäßig weist der Magnet einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf. So lässt sich die Nabe mit großer Festigkeit mit dem Magneten zu einem integrierten Bauteil integrieren.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist die Nabe zumindest einen Mitnehmer aufweist zur Übertragung einer Drehbewegung des drehbaren Teils, vorzugsweise einer Lenksäule. Als Mitnehmer ist ein sich in radialer Richtung in Richtung zur Drehachse des drehbaren Teils erstreckendes Bauteil oder eine
Ausnehmung vorgesehen. Das integrierte Bauteil könnte je nach Anordnung des Gehäuses von oben oder von unten eingebaut werden, ohne das Gehäuse an unterschiedliche Einbauräume anpassen zu müssen. Dadurch wird die Flexibilität der Anordnung bei gleichen Komponenten erhöht.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist die Nabe zumindest eine vorzugsweise senkrecht zur Drehachse orientierte Lagerfläche auf zur drehbaren Lagerung der Nabe in dem Gehäuse. Bevorzugt besteht die Nabe zumindest an einer Lagerfläche aus einem verschleißarmen Werkstoff. Dadurch können die Lagerflächen unabhängig von der Geometrie des Magneten so gewählt werden, dass sich hinsichtlich des Zusammenspiels mit dem Gehäuse (Passungen, Toleranzen, Montierbarkeit etc.) eine optimierte Lösung ergibt. Außerdem können an der Nabe weitere komplexere Strukturen realisiert werden. Zweckmäßiger Weise besteht die Nabe aus demselben Material wie der Magnet, vorzugsweise
aus Kunststoff oder einem vollständig magnetisierbaren Material. Dadurch kann die Herstellung der Komponente weiter vereinfacht werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wirkt die Nabe und/oder der Magnet mit einem Fixierelement zusammen zur Fixierung mit dem Gehäuse. Besonders zweckmäßig ermöglicht das Fixierelement eine Bewegung des Magneten bzw. der Nabe in Drehrichtung, unterbindet jedoch eine Bewegung parallel zur Drehachse im montierten Zustand. Das Fixierelement ist bewegbar oder federnd, vorzugsweise als Schnapphaken, ausgebildet und/oder mit dem Gehäuse oder der Nabe verbunden ist.
Als Fixierelement eignet sich insbesondere ein Schnapphaken, welcher die Nabe in axialer wie in radialer Richtung fixiert. Die Schnapphaken sind jedoch nach dem Montagevorgang kräfte- bzw. spannungsfrei, so dass sie die Beweglichkeit der Nabe bzw. des Magneten gegenüber dem Gehäuse nicht einschränken. Die
Anzahl der Schnapphaken ist zweckmäßiger Weise so gewählt, dass die Nabe auch bei Versagen eines Hakens, beispielsweise bei Bruch, noch zuverlässig fixiert wird. Beispielsweise sind fünf gleichmäßig um die Umfangsrichtung der Nabe verteilte Schnapphaken vorgesehen, um diese Funktionalität zu erreichen. Dadurch lässt sich die Funktionssicherheit der Vorrichtung weiter erhöhen. Dank der Schnapphaken ist zudem ein Deckel zur axialen Fixierung der Nabe überflüssig, so dass sich Bauteile einsparen lassen.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen:
die Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Nabe mit integriertem Magneten (ohne Lagergeometrie), die Figur 2 eine Draufsicht auf einen Multipolmagneten, die Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Anordnung von Nabe, Magnet und Sensoren, die Figur 4 die zeitabhängigen Ausgangssignale der beiden Sensoren, die Figur 5 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Erfassung eines
Drehwinkels von oben, die Figur 6 die Anordnung gemäß Figur 5 von unten, die Figur 7 eine perspektivische Seitenansicht der Nabe mit integrierten
Mitnehmern, die Figur 8 die Nabe der Figur 7 in der Draufsicht, die Figur 9 die Anordnungen gemäß den Figuren 7 und 8 im Schnitt, die Figur 10 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels mit eingesetzter Nabe, die Figur 11 die Vorrichtung gemäß Figur 10 mit von entgegen gesetzter
Richtung eingesetzter Nabe, die Figur 12 einen perspektivischen Halbschnitt der Verbindung der Nabe mit dem Gehäuse über Fixierelemente, die Figuren 13 bis 18 Sensorelemente mit jeweils unterschiedlich geformten
Anschlusselementen, die Figur 19 eine perspektivische Ansicht zur Kontaktierung der
Anschlusselemente des Sensors mit der Leiterplatte, die Figur 20 eine perspektivische Ansicht zur Fixierung des Sensors mit Befestigungsrippen vor dem Aufschmelzen, die Figur 21 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses mit Leiterplatte, die Figur 22 eine perspektivische Gesamtansicht der Vorrichtung zur
Erfassung eines Drehwinkels, die Figur 23 Ausgangssignale des ersten und zweiten Sensors sowie das sich nach einer möglichen logischen Verknüpfung ergebende Ausgangssignal sowie die Figur 24 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Signalverarbeitung.
An einer ringförmigen bzw. hohlzylinderförmigen Nabe 16 ist im oberen äußeren Umfangsbereich ein Magnet 10 angeordnet und bilden so ein integriertes Bauteil 17. Der Magnet 10 ist hierbei als Multipolmagnet ausgeführt, wie der Figur 2, die den Magneten 10 in der Draufsicht zeigt, zu entnehmen ist. Zur besseren Verbindung des Magneten 10 mit der Nabe 16 ist am unteren Ende des Magneten 10 ein Vorsprung ausgebildet, der sich in diesem Bereich etwas weiter in Richtung zur Drehachse 18 der Nabe 16 erstreckt als in seinem oberen Bereich. Nabe 16 und Magnet 10 sind beispielsweise mit einer Lenksäule oder mit einem anderen mit dem Lenkrad verbundenen Teil in Eingriff. Das bei der Lenkbewegung rotierende Teil, beispielsweise die Lenksäule, wird über einen Mitnehmer 32 mit der in der Vorrichtung 8 zur
Drehwinkelerfassung angeordneten Nabe 16 verbunden. Dadurch überträgt sich die Drehbewegung des Teils unmittelbar auf die Nabe 16. Die Nabe 16 enthält den Magneten 10, der als Mehrpolmagnet ausgeführt ist. Dieser trägt über den Umfang verteilt abwechselnd Nordpole 12 und Südpole 14. Bei der Rotation der Lenksäule dreht sich der Mehrpolmagnet 10 also mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit mit.
Dadurch besteht die Möglichkeit, einen Sensor 20 an einer bestimmten Stelle im messbaren Bereich des Magnetfelds anzuordnen, welcher Messwerte liefert, die von der magnetischen Feldrichtung an jener Stelle abhängig sind bzw. auf diese schließen lassen. Als Sensor 20 könnte hierfür ein Hall-Sensor eingesetzt sein, der ein binäres Signal abhängig davon ausgibt, ob sein sensitiver Bereich mehrheitlich im
Einflussbereich eines Nordpols 12 oder eines Südpols 14 liegt. Wesentlich ist, dass der Sensor 20 und der Magnet 10 relativ zueinander beweglich angeordnet sind. Ebenfalls könnte der Sensor als Reed- Kontakt ausgebildet sein, der sein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Magnetfeld ändert.
Bei der Verwendung von nur einem Sensor 20 könnte zwar der relative Drehwinkel der Lenksäule, nicht aber die Richtung der Drehung ermittelt werden. Deshalb ist ein weiterer Sensor 22 vorgesehen, der in einem definierten Abstand zu dem ersten Sensor 20 so platziert ist, dass sich ein bestimmter Versatz ß der beiden Ausgangssignale 21, 23 der beiden Sensoren 20, 22 ergibt. Anhand der zeitlichen
Abfolge der Signalflanken 21, 23 kann darauf geschlossen werden, ob das Lenkrad bzw. die Lenksäule im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Sensoren 20, 22 wurden radial weiter außen liegend relativ zum Magneten 10 angeordnet, sodass sie dessen Magnetfeld in radialer Orientierung erfassen.
Um die Sensoren 20, 22 mit der erforderlichen Betriebsspannung zu versorgen und ihre Ausgangssignale 21, 23 den anfragenden Systemen, wie beispielsweise ein Steuergerät 58 eines elektronischen Stabilitätsprogramms, zur Verfügung zu stellen, sind elektronische Bauelemente nötig. Diese werden auf einer Leiterplatte 26 befestigt und elektrisch verbunden. Falls erforderlich können dort weitere Funktionen, etwa zum Ändern der Spannungspegel, realisiert werden.
Nabe 16, Magnet 10, Sensoren 20, 22 bzw. die Leiterplatte 26 sind in einem Gehäuse 28 untergebracht, das über einen integrierten Stecker 30 den Anschluss an das
Spannungs- und Kommunikationsnetz des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Weiterhin übernimmt das Gehäuse 28 weitere Funktionen wie beispielsweise Lagerung der Nabe 16 mit Magnet 10, axiale Fixierung mittels Fixierelementen 36 bzw. weitere Befestigungsfunktionen der Sensoren 20, 22 über später zu erläuternde Halteelemente 50.
Prinzipiell wäre es auch möglich, das Feld des Magneten 10 in axialer Richtung, bezogen auf die Drehachse 18, zu messen. Die Sensoren 20, 22 wären dann nicht seitlich, sondern ober- oder unterhalb des Magneten 10 anzuordnen, um das Magnetfeld des Sensors in axialer Richtung zu erfassen.
Ein Kern der erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 zur Erfassung eines Drehwinkels ist die Integration des Magneten 10 in der Nabe 16. Dies könnte beispielsweise durch Umspritzen des Magneten 10 mit Kunststoff erreicht werden. Durch eine geeignete Wahl des Werkstoffes kann das so entstehende kombinierte Bauteil aus Magnet 10 und Nabe 16 so ausgelegt werden, dass eine verschleißfreie bzw. verschleißarme Lagerung der Nabe 16 im Gehäuse 28 erzielt wird. Die geeignete Materialwahl der Nabe 16 hängt auch ab von dem Material des Gehäuses 28, geeignete Materialien könnten beispielsweise PA12 (Polyamid) und PBT (Polybutylenterephthalat) sein.
Wie in Figur 9 ersichtlich, können Lagerflächen 34, die mit entsprechenden Gegenlagerflächen des Gehäuses 28 zusammenwirken, unabhängig von der Geometrie des Magneten 10 so gewählt werden, so dass hinsichtlich des Zusammenspiels mit dem Gehäuse 28 (Passungen, Toleranzen, Montierbarkeit) eine
optimierte Lösung gefunden werden kann. Das Lager zum Gehäuse 28 wird durch zwei im Schnitt zueinander senkrecht stehende Lagerflächen 34 gebildet, wodurch die Nabe 16 in axialer und radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 18 ausgerichtet wird. Eine dritte Lagerfläche 34 an der Oberkante des Außenumfangs der Nabe 16 wirkt mit dem nachher dargestellten Fixierelement 36 zusammen. Weiterhin ist vorgesehen, dass zumindest ein Mitnehmer 32 in der Nabe 16 integriert ist. In den Figuren 7 und 8 sind zwei Arten von Mitnehmern 32 exemplarisch gezeigt. Zum einen ist an der Innenseite der Nabe 16 eine in radialer Richtung sich nach Außen orientierende Ausnehmung vorgesehen, in die ein komplementärer Fortsatz eines drehbaren Teils, beispielsweise die Lenksäule, eingreifen kann. Weiterhin ist ein weiterer Mitnehmer 32 vorgesehen, der einen Überstand aufweist, der von der Innenseite der Nabe 16 in Richtung zur Drehachse 18 hin orientiert ist und mit einer entsprechenden Ausnehmung im drehbaren Teil zusammenwirkt.
Die kombinierte Baueinheit aus Nabe 16 und Magnet 10 ist besonders vorteilhaft, da an der Nabe 16 auch komplexere Geometrien realisiert werden können, wie beispielsweise elastisch federnde Schnapphaken. Über solche Schnapphaken kann eine Verbindung mit dem Gehäuse 28 erreicht werden. Alternativ wäre es auch möglich, dass für die Nabe 16 dasselbe Material wie für den Mehrpolmagneten 10 verwendet wird, wodurch sich die Erstellung der Komponente vereinfacht.
Beispielsweise könnte sie dann als ein Bauteil mit Hilfe eines Spritzgießverfahrens erzeugt werden. Eine weitere Alternative besteht darin, die Nabe 16 als Bauteil mit symmetrischen Lagerstellen auszuführen, wobei der integrierte Magnet 10 mittig angeordnet wäre.
Bei Anbindung der Vorrichtung 8 zur Erfassung eines Drehwinkels an das bewegliche Teil wie beispielsweise die Lenksäule, sind stets Mitnehmerelemente 32 erforderlich, die auf einer Seite der Nabe 16 angebracht sind. Ist es nun aus Bauraumgründen nötig, das Gehäuse 28 gewendet einzubauen, weil beispielsweise der Stecker 30 in entgegen gesetzter Richtung orientiert ist, so muss dafür lediglich die Nabe 16 der
Vorrichtung 8 ebenso gewendet eingebaut werden. Damit stehen ohne Änderung von Nabe 16 bzw. Magnet 10 zwei Varianten der selben Vorrichtung zur Verfügung. Diese Möglichkeiten sind in den Figuren 10 und 11 gezeigt, wo beide Male die Nabe 16 in der selben Weise orientiert ist, unabhängig von der Position des Steckers 30.
Eine weitere Besonderheit der Vorrichtung 8 liegt in der Befestigung der Nabe 16 mit dem Gehäuse 28, was mit Hilfe der Fixierelemente 36 erfolgt. Damit sich nämlich die Nabe 16 mit dem Magneten 10 nicht in axialer Richtung aus dem Gehäuse 28 herausbewegt, muss sie in axialer Richtung fixiert werden. Hierfür sind die
Fixierelemente 36 vorgesehen, welche bevorzugt als Schnapphaken bzw. Clips ausgebildet sind. Wesentlich bei diesen Fixierelementen 36 ist, dass sie einerseits eine Bewegung der Nabe 16 um die Drehachse 18 zulassen, jedoch einen Versatz in axialer Richtung mit einem definierten Spiel unterbinden. Die Fixierelemente 36 umgeben die Nabe 16 kreisförmig. Beim Einlegen der Nabe 16 in das Gehäuse 28 sind zunächst Gegenkräfte zu überwinden, die beim Wegbiegen der Fixierelemente 36 auftreten. Hat die Nabe 16 ihre Endposition erreicht, federn die Fixierelemente 36 über ihr zurück, wodurch die Fixierelemente 36 vollkommen kräfte- bzw. spannungsfrei sind. So kann sich die Nabe 16 drehen, ohne dabei an den Fixierelementen 36 unerwünschte Reibung zu verursachen. Die Fixierelemente 36 sind hinsichtlich ihrer
Anzahl und Platzierung so gewählt, dass die Nabe 16 auch bei Versagen eines Fixierelements 36 über mehr als die Hälfte ihres Umfangs gesichert ist, wodurch die axiale Fixierung erhalten bleibt. Darüber hinaus wird durch diese Lösung ein Deckel überflüssig, welcher die Nabe 16 sonst hätte sichern müssen, ebenso dafür erforderliche Befestigungsmittel wie z.B. Schrauben oder Nieten.
Eine beispielhafte geometrische Anordnung eines Fixierelements 36 gegenüber der Nabe 16 ist in der Figur 12 gezeigt. Das Fixierelement 36 ist unmittelbar oder mittelbar mit dem Gehäuse 28 verbunden. Die Nabe 16 wird zur Montage von oben in das Gehäuse 28 eingeführt und schiebt über die Abschrägung die Spitze des
Schnapphakens 36 nach außen. In der Endposition sitzt die Nabe 16 dann der Gegenfläche des Gehäuses 28 auf. Dann federt der Schnapphaken 36 wieder zurück und wirkt einer axialen Verschiebung der Nabe 16 entgegen. Das Fixierelement 36 ist radial beabstandet von der Außenseite von Nabe 16 und Magnet 10 angeordnet. Die Unterseite des Schnapphakens 36 wirkt mit der außen liegenden Oberseite der Nabe
16 zusammen, was in Figur 9 als Lagerfläche 34 rechts oben bezeichnet wurde.
Anstelle von Schnapphaken als mögliche Fixierelemente 36 mit ihrer definierten Geometrie könnten federnd gelagerte Fixierelemente 36 eingesetzt werden. Die
Funktionen „federn" und „sichern" können auch auf mehr als ein Element verteilt sein. Alternativ könnten die Fixierelemente 36 weder an der Nabe 16 noch am Gehäuse 28 angebracht sein, sondern an einem zusätzlichen Bauteil, das zur gegenseitigen Verbindung von Nabe 16 und Gehäuse 28 eingesetzt wird. Weiterhin könnten die Fixierelemente 36 auch an der Außenseite der Nabe 16 angeordnet sein und in entsprechende Ausnehmungen im Gehäuse 28 federnd eingreifen.
Die Sensoren 20, 22 bestehen aus einem Gehäuse 40 und mehreren Anschlusselementen 42, über die die Signale der im Inneren des Gehäuses 40 angeordneten elektronischen Bauelemente herausgeführt werden. Die Sensoren 20,
22 müssen in einer fest definierten Lage relativ zueinander und zum Magneten 10 im Gehäuse 28 angeordnet werden. Hierzu sind in dem Gehäuse 28 Taschen 41 vorgesehen, die auf die Außenkontur des Gehäuses 40 abgestimmt sind und eine lagedefinierte Positionierung zulassen. Solche Taschen 41 sind in den Figuren 18 und 19 gezeigt. Die Anschlusselemente 42 der Sensoren 20, 22 sind um ca. 90 Grad gebogen (Bezugszeichen 43), um den radial orientierten Sensor 20, 22 mit der Leiterplatte 26 elektrisch zu kontaktieren. Vorzugsweise sind die Sensoren 20, 22 als sogenannte THT-Bauelemente (Through Hole Technology) ausgeführt und ähnlich einem S MT- Bauelement (Surface Mounted Technology) eingesetzt. Dadurch wird es möglich, das Magnetfeld des Magneten 10 senkrecht zur Ausrichtung der bestückbaren Flächen der Leiterplatte 26 zu messen. Zusätzlich sind weitere Biegebereiche 44, 46 der Anschlusselemente 42 vorgesehen.
Ein erster Biegebereich 44, wie in Figur 13 gezeigt, dient dazu, nach Fixierung des Gehäuses 40 und Verlöten der Anschlusselemente 42 an die Leiterplatte 26
Spannungen auszugleichen, welche beispielsweise aus thermischer Wechselbeanspruchung im Betrieb entstehen können. Daran schließt sich ein zweiter Biegebereich 46 an, durch den die Anschlusselemente 42 so an die Leiterplatte 26 herangeführt werden, dass er möglichst effektiv mit Lot benetzt und dadurch mit der Leiterplatte 26 in einem Kontaktierbereich 48 elektrisch und mechanisch mit der
Leiterplatte verbunden werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13 ergibt sich somit ein im Wesentlichen S-förmiger Verlauf der Anschlusselemente 42.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 14 umfasst nur noch einen ersten Biegebereich 44, um die Anschlusselemente 42 in den Kontaktierbereichen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 26 zu führen.
Alternativen wären denkbar. So könnte die 90-Grad-Biegung 43 in der Nähe des
Gehäuses 40 weggelassen werden, wenn das Magnetfeld anstelle in radialer Richtung, wie beschrieben, nun axial erfasst werden müsste. Außerdem könnte die 90-Grad- Biegung 43 auch durch einen anderen Winkel ersetzt werden. Alternativ könnte der erste Biegebereich 44 weggelassen werden, falls dies aus relevanten Gründen, wie beispielsweise Kosten, Machbarkeit, erforderlich ist, wie in Figur 14 dargestellt.
Alternativ könnte auch der zweite Biegebereich 46 weggelassen werden und die Kontaktierung zur Leiterplatte 26 auf andere Weise als Löten realisiert werden, beispielsweise durch einen mechanischen Schnappstecker, der bereits auf der Leiterplatte 26 angebracht ist und in welchen die Anschlusselemente 42 eingefügt werden. Entsprechende Ausgestaltungen sind in den Figuren 14 und 16 dargestellt.
Der zweite Biegebereich 46 könnte ebenfalls weggelassen werden, falls dies wegen des gewählten Lötverfahrens oder anderen Gründen erforderlich ist, um die Anschlusselemente 42 bis zum Ende geradlinig weiterzuführen (Figuren 14, 16). Gegebenenfalls könnte ein dritter Biegebereich 47 für die äußeren beiden Anschlusselemente 42 vorgesehen werden, um den Abstand der Anschlusselemente
42 zueinander zu erhöhen, falls dies wegen des gewählten Lötverfahrens oder anderen Gründen erforderlich ist. In einer weiteren Variante gemäß Figur 18 sind die beiden äußeren Anschlusselemente 42 in einem dritten Biegebereich 47 nach außen gebogen, verlaufen dann nach einem 90-Grad- Knick 43 im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 26, erfahren durch den ersten Biegebereich 44 einen V- bzw. U-förmig verlaufenden Knick, verlaufen dann wieder parallel zur Oberfläche der Leiterplatte, bis der stufenförmige zweite Biegebereich 46 die Kontaktierbereiche 48 wiederum parallel zu der Leiterplatte 26 in deren unmittelbare Nähe für eine geeignete Kontaktierung ausrichtet. Prinzipiell könnten auch andere Sensorelemente 20, 22 auf diese Weise gebogen werden, falls sie im Sensor zum Einsatz kommen sollen wie beispielsweise Reed- Kontakte/Sensoren.
Der Sensor 20, 22 gemäß Figur 14 ist in der Tasche 41 im Gehäuse 28 angeordnet und mittels der Kontaktbereiche 48 mit der Leiterplatte 26 elektrisch leitend verbunden
(Figuren 19, 20). Zur weiteren verbesserten Befestigung der Sensorelemente 20, 22 mit dem Gehäuse 28 sind vorzugsweise rippenförmige Halteelemente 50 am Gehäuse 28 vorgesehen, die auf die Außengeometrien der Anschlusselemente 42 abgestimmt sind. Denn während des Einsatzes der Vorrichtung 8 zur Erfassung eines Drehwinkels treten Kräfte auf, welche an den Anschlusselementen 42 des Sensors 20, 22 angreifen können. Dabei müsste entweder die Lötverbindung diese Kräfte aufnehmen, was sich negativ auf ihre Lebensdauer auswirken könnte, sofern die Kräfte nicht an anderer Stelle aufgenommen werden. Alternativ könnte auch das Gehäuse 40 des Sensors 20, 22 derart beansprucht werden, dass die Anschlusselemente 42 im oder am Gehäuse 28 Schaden nehmen könnten, beispielsweise abreißen. Deshalb sind sogenannte
Verstemmrippen 50 auf dem Gehäuse 48 entlang der Anschlusselemente 42 als Haltelemente vorgesehen. Beim Einlegen des Sensors 20, 22 in die Tasche 41 im Gehäuse 28 werden die Anschlusselemente 42 zunächst zwischen den Rippen 50 durchgeführt, wodurch sie eine Führung erfahren und so eine bessere Übereinstimmung zwischen Anschlusselementen 42 und Leiterplatten-
Kontaktierbereichen ermöglicht wird. Beim Warmverstemmen wird nun der Kunststoff an den Rippen 50 lokal aufgeschmolzen und durch Krafteinwirkung, wie beispielsweise durch einen Stempel, erreicht, dass die Anschlusselemente 42 durch den fest werdenden Kunststoff fixiert werden. Somit kann das Material die oben genannten Kräfte aufnehmen, so dass die Lötverbindung bzw. das Gehäuse 40 des Sensors 20,
22 wird nicht bzw. nur gering beansprucht wird. In Figur 20 sind die entsprechenden Rippen 50 vor dem Aufschmelzen gezeigt. Alternativ könnte vorgesehen sein, dass das Material der Rippen 50 nicht durch Warmverstemmen aufgeschmolzen wird, sondern mit Hilfe eines anderen Verfahrens, wie beispielsweise durch Lasereinwirkung. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung könnte kein Material aufgeschmolzen werden, sondern die Beinchen auf eine andere Art am Gehäuse 28 fixiert werden, beispielsweise durch Kleber oder sonstige mechanische Komponenten. Alternativ könnte die Fixierfunktion über ein zusätzliches Bauteil realisiert werden, welches auf dem Gehäuse 28 aufgebracht ist.
In der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 21 ist das Gehäuse 28 mit Leiterplatte, 26, jedoch ohne integriertes Teil 17 dargestellt. Die Leiterplatte 26 ist mit dem Gehäuse 28 über zwei Stifte 51 befestigbar. Diese Stifte 51 sind Bestandteil des Gehäuses 28 und bestehen somit aus demselben Material. Die Leiterplatte 26 wird zur Befestigung
über diese Stifte 51 in das Gehäuse 28 eingepresst. Dadurch erfährt die Leiterplatte 26 die korrekte Positionierung. Die Höhe der Stifte 51 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass hinreichend Material zur Verfügung steht, um dieses zusätzliche Material durch Warmverstemmen zur Befestigung der Leiterplatte 26 zu nutzen. Die entsprechende gewölbt dargestellte Form der Stifte nach dem Verformen, vorzugsweise
Warmverstemmen, ist jeweils mit der Bezugsziffer 52 versehen. Weiterhin ist eine Nietverbindung 53 vorgesehen, die insbesondere am Stecker 30 auftretende Kräfte und sich auf die Leiterplatte 26 übertragende Kräfte aufnimmt. Die Niete 53 besteht vorzugsweise aus Metall. Weiterhin ist in dieser Ansicht die ringförmige Lagerfläche des Gehäuses 28 zur Lagerung der Nabe 16 mit deren unteren Lagerflächen 34 gut zu sehen.
In der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 22 sind nun sämtliche, bereits beschriebene Komponenten nochmals im Zusammenhang gezeigt. Die Nabe 16 mit integriertem Magnet 10, der in dieser Ansicht nicht sichtbar ist, ist über die
Fixierelemente 36 und entsprechende Lagerflächen 34 in dem Gehäuse 28 drehbar gelagert. Ein Versatz in axialer Richtung der Nabe 16 ist nicht möglich, da die Unterseite der Schnapphaken 36 mit der Oberseite der Nabe 16 einem Axialversatz entgegenwirkt. Es ist die Ausnehmung 32 an der Innenseite der Nabe 16 sichtbar, die als Mitnehmer 32 mit einer nicht gezeigten Lenksäule zusammenwirkt. In
Umfangsrichtung verteilt sind beispielhaft vier Sensoren 20, 22 angeordnet, welche das Magnetfeld des Magneten 10 in radialer Richtung erfassen und entsprechende Ausgangssignale über die Anschlusselemente 42 ggf. an weitere, nicht näher spezifizierte Bauelemente der Leiterplatte 26 weitergeben. Durch weitere Sensoren könnte bei geeigneter Positionierung die Auflösung der Vorrichtung 8 noch weiter erhöht werden. Andererseits könnten ein dritter und vierter Sensor dafür genutzt werden, deren zwei Ausgangssignale einem unterschiedlichen System zur Verfügung zu stellen, etwa ein Paar mit angepassten Spannungspegeln, das andere Paar ohne Anpassung.
Zur besseren Verbindung der Sensorelemente 20, 22 mit der Leiterplatte 26 sind zum einen die entsprechenden Biegebereiche 44, 46, 47 vorgesehen, um insbesondere thermische Spannungen auszugleichen. Weiterhin sind Halteelemente 50 vorgesehen, die mechanische Kräfte, die auf die Sensorelemente 20, 22 bzw. deren
Anschlusselemente 42 wirken, aufnehmen. Diese könnten, wie beschrieben, als Rippen 50 ausgeführt sein.
Als ein weiterer Kern der Vorrichtung 8 zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils ist anstelle einer sonst üblichen Absolutmessung eine relative
Messung der Bewegung einer Lenksäule vorgesehen. Hierfür ist lediglich ein einziger Sensor notwendig. Dadurch, dass zwei Sensoren 20, 22 vorgesehen werden, kann neben dem relativen Drehwinkel der Lenksäule auch die Richtung dieser Drehung erfasst werden. Bei einer Drehung des Lenkrads werden pulsförmige Ausgangssignale erzeugt, wie in den Signalverläufen gemäß der Figur 23 ersichtlich. Durch entsprechende Und- bzw. Oder-Gatter wie in der Verknüpfung 56 gezeigt, können die beiden Ausgangssignale 21, 23 zu einem einzigen pulsierenden Ausgangssignal 54 zusammengefasst werden. Bei einer Drehung des Lenkrads werden die entsprechenden Signalfolgen erzeugt, die aufgrund definierter Eigenschaften einem Drehwinkel zugeordnet werden können. Die Anzahl der Pulse ist somit direkt proportional zum Winkel, um welchen sich das Lenkrad bewegt. Mit Hilfe einer nachfolgenden, von der Vorrichtung 8 zur Erfassung eines Drehwinkels separaten Auswerteeinheit 60 kann der Absolutwinkel hinreichend genau ermittelt und den anfragenden Systemen, wie beispielsweise einem Steuergerät 58, mitgeteilt werden. Weiterhin ist ein Algorithmus erforderlich, über den die Nullstellung des Lenkrads zu ermitteln ist, um eine Initialisierung der Relativerfassung zu ermöglichen. Dieser Algorithmus wird ebenfalls in der Auswerteeinheit 60 ausgeführt. Dieser Algorithmus ist dem Fachmann geläufig und wird nachfolgend nicht weiter betrachtet. Bei der vorliegenden Vorrichtung 8 werden somit lediglich die Ausgangssignale der Sensoren 20, 22, welche als Binärsignale abhängig von der Art des Magnetfelds, ausgeführt sind bzw. das daraus verknüpfte Signal 54, zu dem Steuergerät 58 übertragen. Erst dort wird dann die Absolutposition des Lenkrads in einem Mikrocontroller 60 als Beispiel für eine Auswerteeinheit ermittelt.
Weiterhin weist das Steuergerät 58 bzw. der Mikrocontroller 60 eine entsprechende
Schnittstelle zur Vorrichtung 8 auf. Gegebenenfalls kann die im Mikrocontroller 60 ermittelte absolute Lenkwinkelinformation über ein Bussystem 64 an weitere, nicht näher bezeichnete Steuergeräte weitergegeben werden. In dem Steuergerät 58 können noch weitere Sensoren 66 integriert sein, deren Werte der Mikrocontroller 60
ebenfalls benötigt, beispielsweise zur Berechnung entsprechender Steuergrößen für ein elektronisches Stabilitätsprogramm in einem Kraftfahrzeug. Außerdem werden dem Steuergerät 58 noch Raddrehzahlsignale von weiteren Raddrehzahlsensoren 66 zugeführt wie ebenfalls in Figur 24 exemplarisch gezeigt.
Die Vorrichtung 8 zur Erfassung eines Drehwinkels stellt eine sicherheitsrelevante Komponente im Fahrzeug dar, weshalb die ausgegebenen Signale 21, 23 auf Korrektheit geprüft werden müssen. Hierzu sind auf der Leiterplatte 26 elektronische Bauelemente angebracht, welche die binären Ausgangssignale der Sensoren 20, 22 auf versetzte Pegel verschieben. Statt beispielsweise 5 V und 0 V (als übliche Pull-up
Spannung bzw. Massepotential) werden die Signale zu 4,5 V und 0,5 V umgewandelt. Liegt nun im Sensor 20, 22 ein Kurzschluss auf die Versorgungsspannung oder Masse vor, so werden vom Sensor 20, 22 auch diese Größen ausgegeben, d. h. im genannten Fehlerfall 5 V bzw. 0 V. Vom nachfolgenden System, beispielsweise dem Mikrocontroller 60, kann sofort erkannt werden, dass in der Vorrichtung 8 ein Fehler vorliegt, da die Signalpegel sich von den erwarteten Signalpegeln unterscheiden. Hierzu vergleicht der Mikrocontroller 60 die durch die o.g. elektronischen Bauelemente veränderten Ausgangssignale der Sensoren 21, 23 bzw. ggf. das verknüpfte Ausgangssignal 54 mit entsprechenden Grenzwerten und erkennt bei Über- bzw. Unterschreiten auf einen Fehler eines Sensors 20, 22. Gleiches könnte auch durch ein
Stromsignal werden.
Weiterhin ist zur Erreichung einer höheren Auflösung die in Figur 23 bereits erläuterte Verknüpfung 56 auf der Leiterplatte 26 vorzusehen. Dadurch wird ein neues Ausgangssignal 54 erzeugt, welches eine höhere Auflösung der Drehbewegung des
Lenkrads ermöglicht.
Die genannte Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels kann für zahlreiche Anwendungsfälle eingesetzt werden. Insbesondere eignet sie sich zur Erfassung eines Lenkwinkels. Der Lenkwinkel ist bereits in einer Reihe von Fahrzeugfunktionen notwendig, wie beispielsweise elektronisches Stabilitätsprogramm, adaptive Geschwindigkeitssteuerung, Parkpilot, Fahrtüchtigkeitsüberwachung, aktive Frontlenkung, Vierradlenkung, adaptive Beleuchtungssteuerung oder elektrohydraulische Lenkung. Die Verwendung ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.
Claims
1. Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils, vorzugsweise ein Lenkrad oder eine Lenksäule eines Fahrzeugs, umfassend zumindest einen Magneten (10), zumindest einen Sensor (20, 22), der das Magnetfeld des Magneten (10) erfasst, zumindest ein Gehäuse (28), in dem Magnet (10) und/oder Sensor (20, 22) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, zumindest eine Leiterplatte (26), die mit zumindest einem Anschlusselement (42) des Sensors (20, 22) elektrisch leitend kontaktiert ist, wobei die Leiterplatte (26) zumindest eine Schnittstelle oder einen Stecker (30) aufweist, aus der das Ausgangssignal (21, 23) des Sensors (20, 22) bzw. ein daraus abgeleitetes Ausgangssignal (54) weitergeleitet ist zu einer vorzugsweise beabstandet von dem Gehäuse (28) angeordneten Auswerteeinheit (60), die die Absolutposition des Drehwinkels abhängig von dem Ausgangssignal (21, 23) des Sensors (20, 22) ermittelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Sensor (22) zur Erfassung des Magnetfelds des Magneten (10) vorgesehen ist, der relativ zu dem ersten Sensor (20) beabstandet angeordnet ist in der Weise, dass sich ein gegenüber dem Ausgangssignal (21) des anderen Sensors (20) ein phasenverschobenes Ausgangssignal (23) ergibt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise auf der Leiterplatte (26) eine Vorrichtung zur Verschiebung des Signalpegels zumindest eines Ausgangssignals (21, 23) eines Sensors (20, 22) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Verschiebung des Signalpegels zumindest eines Ausgangssignals (21, 23) eines Sensors (20, 22) auf ein Potential unterschiedlich von Versorgungs- oder Massepotential des Sensors (20, 22) verschiebt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter und ggf. vierter Sensor vorgesehen ist, deren
Signalpegel sich von denjenigen von erstem und zweitem Sensor (20, 22) unterscheiden.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verknüpfungsmittel (56) vorzugsweise auf der Leiterplatte (26) vorgesehen ist, welches die beiden Ausgangssignale (21, 23) zu einem Ausgangssignal (54) mit höherer Auflösung verknüpft.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (60) eine
Fehlererkennungseinheit vorgesehen ist, die anhand des Signalpegels zumindest eines der Ausgangssignale (21, 23) erkennt, ob ein Fehler in einem der Sensoren (20, 22) vorliegt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anschlusselement (42) des Sensors (20, 22) zumindest einen Biegebereich (44) aufweist zum Ausgleich von Spannungen, beispielsweise aus thermischer Beanspruchung.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusselement (42) des Sensors (20, 22) zumindest einen weiteren Biegebereich (43, 46, 47) aufweist, um das Anschlusselement (42) in zur elektrischen Kontaktierung geeigneten Weise an die Leiterplatte (26) heranzuführen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Halteelement (50) für den Sensor (20, 22) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (50) rippenförmig am Gehäuse (28) oder an einem mit dem Gehäuse (28) verbundenen Teil ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (28) zumindest eine Tasche (41) vorgesehen ist zur Aufnahme des Sensors (20, 22).
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20, 22) so angeordnet ist, dass er ein
Magnetfeld des Magneten (10) sensiert, das im Wesentlichen parallel zur Drehachse (18) des drehbaren Teils verläuft.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (28) zumindest ein Befestigungsmittel
(51, 52, 53) vorgesehen ist zur Verbindung der Leiterplatte (26) mit dem Gehäuse.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Gehäuses (28) mit der Leiterplatte
(26) das Befestigungsmittel (51, 52) thermisch verformbar ist beispielsweise mittels Warmverstemmung.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel zumindest eine Nietverbindung
(53) vorgesehen ist insbesondere zur Aufnahme auf die Leiterplatte (26) wirkender Kräfte.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200980140431.5A CN102177415B (zh) | 2008-10-13 | 2009-10-12 | 用于检测旋转零件转角的装置 |
EP09783953A EP2347221A1 (de) | 2008-10-13 | 2009-10-12 | Vorrichtung zur erfassung eines drehwinkels eines drehbaren teils |
US12/998,326 US8890515B2 (en) | 2008-10-13 | 2009-10-12 | Device for detecting a rotational angle of a rotatable part |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008042795A DE102008042795A1 (de) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Vorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels eines drehbaren Teils |
DE102008042795.0 | 2008-10-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2010043590A1 true WO2010043590A1 (de) | 2010-04-22 |
Family
ID=41582034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2009/063279 WO2010043590A1 (de) | 2008-10-13 | 2009-10-12 | Vorrichtung zur erfassung eines drehwinkels eines drehbaren teils |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8890515B2 (de) |
EP (1) | EP2347221A1 (de) |
CN (1) | CN102177415B (de) |
DE (1) | DE102008042795A1 (de) |
WO (1) | WO2010043590A1 (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102687444B (zh) * | 2009-10-30 | 2016-02-24 | 黑莓有限公司 | 用于选择小区的调制和编码方案的方法 |
DE102012202634A1 (de) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug |
DE102013204752A1 (de) * | 2012-04-11 | 2013-10-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Positionsbestimmung eines hydrostatischen Aktors |
SE539190C2 (sv) * | 2012-05-04 | 2017-05-09 | Leine & Linde Ab | Ett sensorhuvud för en pulsgivare |
EP2674764A1 (de) * | 2012-06-13 | 2013-12-18 | Aktiebolaget SKF | Verfahren zur Herstellung einer Sensoreinheit, Sensoreinheit und instrumentiertes Lager mit solch einer Sensoreinheit |
JP6000470B2 (ja) * | 2013-10-24 | 2016-09-28 | 三菱電機株式会社 | 電動機、空気調和機及び電気機器 |
JP2019066232A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | ダイハツ工業株式会社 | 舵角センサの取付構造 |
DE102018002158A1 (de) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | Paragon Ag | Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Drehstellung einer Gelenkwelle von Karosseriekinematikvorrichtungen, z.B. von Spoilern |
CN219115597U (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-02 | 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 | 用于车辆的扰流装置和车辆 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996016316A1 (de) * | 1994-11-22 | 1996-05-30 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur berührungslosen drehwinkelerfassung eines drehbaren elements |
EP0842741A1 (de) * | 1996-11-18 | 1998-05-20 | ISI Norgren, Inc. | Vorrichtung zum Erfassen der Position eines Spannarms |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1014039B1 (de) * | 1997-09-08 | 2004-11-24 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetische kodiereinrichtung |
DE19849108C2 (de) * | 1998-10-24 | 2001-12-13 | Fritz Kuebler Gmbh Zaehl Und S | Drehgeber |
US6867516B2 (en) * | 2001-07-02 | 2005-03-15 | Valeo Motoren Und Aktuatoren Gmbh | Drive device with anti-lash mechanism |
JP4088073B2 (ja) * | 2002-01-11 | 2008-05-21 | 株式会社ミツトヨ | 絶対位置測定装置 |
WO2003087845A2 (de) * | 2002-04-18 | 2003-10-23 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Verfahren und vorrichtung zur erfassung von ortsverschiebungen und drehbewegungen |
US7183761B2 (en) * | 2004-02-20 | 2007-02-27 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Rotation sensor |
DE502004005020D1 (de) * | 2004-07-12 | 2007-10-31 | Feig Electronic Gmbh | Positionsgeber sowie Verfahren zur Bestimmung einer Position einer drehbaren Welle |
US8390276B2 (en) * | 2010-09-27 | 2013-03-05 | Bourns Incorporated | Target magnet assembly for a sensor used with a steering gear |
-
2008
- 2008-10-13 DE DE102008042795A patent/DE102008042795A1/de active Pending
-
2009
- 2009-10-12 WO PCT/EP2009/063279 patent/WO2010043590A1/de active Application Filing
- 2009-10-12 US US12/998,326 patent/US8890515B2/en active Active
- 2009-10-12 EP EP09783953A patent/EP2347221A1/de not_active Withdrawn
- 2009-10-12 CN CN200980140431.5A patent/CN102177415B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996016316A1 (de) * | 1994-11-22 | 1996-05-30 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur berührungslosen drehwinkelerfassung eines drehbaren elements |
EP0842741A1 (de) * | 1996-11-18 | 1998-05-20 | ISI Norgren, Inc. | Vorrichtung zum Erfassen der Position eines Spannarms |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2347221A1 (de) | 2011-07-27 |
DE102008042795A1 (de) | 2010-04-15 |
US8890515B2 (en) | 2014-11-18 |
CN102177415A (zh) | 2011-09-07 |
CN102177415B (zh) | 2013-10-23 |
US20110241659A1 (en) | 2011-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010043590A1 (de) | Vorrichtung zur erfassung eines drehwinkels eines drehbaren teils | |
EP2870053B1 (de) | Drehwinkelsensor | |
EP2748053B1 (de) | Kombinierter lenkmoment-lenkwinkelsensor | |
EP2743662B1 (de) | Vorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und optional einer Lenkwinkelsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug | |
EP2102618A1 (de) | Drehmomentsensoranordnung | |
DE102006019428C5 (de) | Ansaugluft-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor | |
EP3403056B1 (de) | Anordnung eines drehwinkelmesssystems an einem gehäuse | |
DE102007034099B4 (de) | Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Relativpositionen zweier zueinander bewegbarer Teile | |
DE102009047222A1 (de) | Sensoranordnung zum Ermitteln eines Drehmoments und zur Indexerkennung | |
DE10221873A1 (de) | Gummilager mit Einfederungssensor | |
DE102012013347B4 (de) | Elektronische Leiterplatine und Verfahren zum Installieren eines Sensors an einem Heizblock für einen Durchlauferhitzer | |
EP1202024A1 (de) | Sensormodul mit Blechformteil ( magnetoresistiver Drosselklappensensor ) | |
EP1895277A1 (de) | Rotary encoder with mounting aid | |
EP1925533B1 (de) | Kombinierter Lenkwinkel- und Drehmomentsensor | |
EP2383558A1 (de) | Induktiver Winkelsensor | |
EP2338033A2 (de) | Vorrichtung zur erfassung eines drehwinkels eines drehbaren teils | |
DE10230347B4 (de) | Vorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels und eines an einer Lenkwelle ausgeübten Drehmoments | |
DE19649906C2 (de) | Sensor zur Erfassung von Drehwinkeln | |
WO2003098226A1 (de) | Halterung für ein elektrisches bauteil und ein verfahren zu dessen herstellung | |
DE102015216009B4 (de) | Messvorrichtung zur berührungslosen Ermittlung eines Drehwinkels | |
DE19744673C2 (de) | Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines umlaufenden Bauteiles, insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
EP1269121B1 (de) | Messvorrichtung zur berührungslosen erfassung eines drehwinkels | |
EP4029127A1 (de) | Elektrische maschine | |
EP3296699B1 (de) | Winkelsensor | |
DE102018117155A1 (de) | Lenkungsunterstützungsvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 200980140431.5 Country of ref document: CN |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09783953 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2009783953 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12998326 Country of ref document: US |