[go: up one dir, main page]

DE102005038516A1 - Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle - Google Patents

Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle Download PDF

Info

Publication number
DE102005038516A1
DE102005038516A1 DE102005038516A DE102005038516A DE102005038516A1 DE 102005038516 A1 DE102005038516 A1 DE 102005038516A1 DE 102005038516 A DE102005038516 A DE 102005038516A DE 102005038516 A DE102005038516 A DE 102005038516A DE 102005038516 A1 DE102005038516 A1 DE 102005038516A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
permanent magnet
contraption
steering shaft
ferromagnetic element
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102005038516A
Other languages
English (en)
Inventor
Ekkehart Fröhlich
Jens Thom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority to DE102005038516A priority Critical patent/DE102005038516A1/de
Priority to PCT/EP2006/005922 priority patent/WO2007014599A1/de
Publication of DE102005038516A1 publication Critical patent/DE102005038516A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0215—Determination of steering angle by measuring on the steering column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle (8), mit einem mit der Bewegung der Lenkwelle (8) gekoppelten Dauermagneten (16, 60), der bei Drehung der Lenkwelle (8) eine ringförmige Bahn (24) beschreibt, die an einem relativ zum Dauermagneten (16, 60) ortsfesten Magnetfeldsensor (26) vorbeiführt, wobei der Dauermagnet (16, 60), innerhalb des Verlaufs der ringförmigen Bahn (24) gesehen, zueinander entgegengesetzte Polw (36, 38; 64, 66) aufweist und wobei benachbart zu dem Dauermagneten (16, 60) ein ferromagnetisches Element (18, 62) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle, mit einem mit der Bewegung der Lenkwelle gekoppelten Dauermagneten, der bei Drehung der Lenkwelle eine ringförmige Bahn beschreibt, die an einem relativ zum Dauermagneten ortsfesten Magnetfeldsensor vorbeiführt.
  • Solche Sensoren basieren auf dem Halleffekt, der zur Messung von Magnetfeldern in einem zwischen dem Dauermagneten und dem Magnetfeldsensor vorhandenen Luftspalt genutzt werden kann.
  • Die bekannten Hallsensoren sind vergleichsweise robust und auch für Anwendungsfälle geeignet, bei denen hohen Temperaturen auftreten können. Durch die zunehmende Integration von verschiedensten Bauteilen und Baugruppen in einem Kraftfahrzeug besteht jedoch das Problem, dass sich diese Bauteile oder Baugruppen gegenseitig beeinflussen. So erzeugt der beschriebene Hallsensor ein Magnetfeld, das geeignet ist, andere, räumlich benachbarte Magnetfelder zu stören.
    •
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle zu schaffen, mit dem magnetische Störeinflüsse minimiert werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Dauermagnet innerhalb des Verlaufs der ringförmigen Bahn gesehen zueinander entgegengesetzte Pole aufweist und dass benachbart zu dem Dauermagnet ein ferromagnetisches Element angeordnet ist.
  • Dadurch, dass entlang des Verlaufs der ringförmigen Bahn gesehen der Dauermagnet zu einander entgegengesetzte Pole aufweist, können zwischen den entgegengesetzten Polen ausgebildete Magnetfeldlinien in ihrem Verlauf so beeinflusst werden, dass sie von einem ersten Pol zu einem entgegengesetzten Pol hin verlaufen, ohne dabei raumgreifend und somit die Umgebung der Vorrichtung magnetisch störend um den gesamten Magneten herum zu verlaufen.
  • Mit Hilfe des ferromagnetischen Elements, das benachbart zum Dauermagneten angeordnet ist, können die Magnetfeldlinie räumlich begrenzt zurückgeführt werden, so dass geschlossene Magnetfeldlinien entstehen. Das solchermaßen erzeugte Magnetfeld ist lokal begrenzt und hat somit einen geringeren magnetischen Einfluss auf die Umgebung der Vorrichtung. Das ferromagnetische Element hat also eine Abschirmwirkung. Außerdem ist das erfindungsgemäß erzeugte Magnetfeld auch relativ dicht und somit für einen Magnetfeldsensor gut zu detektieren.
  • Das ferromagnetische Element kann in einer zur ringförmigen Bahn parallelen Ebene angeordnet sein. Hierdurch wird ein Raum, der relativ zu dem ferromagnetischen Element auf einer dem Dauermagneten entgegengesetzten Seite angeordnet ist, von magnetischen Störeinflüssen zumindest weitestgehend befreit.
  • Das ferromagnetische Element kann auch relativ zu der ringförmigen Bahn radial versetzt angeordnet sein. Wenn das ferromagnetische Element nach radial innen versetzt ist, können magnetische Störungen in einem radial weiter nach innen versetzten Bereich minimiert werden. Wenn das ferromagnetische Element nach radial außen versetzt ist, können magnetische Störungen in einem radial weiter nach außen versetzten Bereich minimiert werden.
  • Der Dauermagnet kann mindestens einen Nordpol und mindestens einen Südpol aufweisen. Der Dauermagnet weist also mindestens zwei zueinander entgegengesetzte Pole auf.
  • Der Dauermagnet kann einen zu außenseitig angeordneten Polen entgegengesetzten mittigen Pol aufweisen. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass ein besonders homogenes und dichtes Magnetfeld geschaffen wird, das zudem mit einem Magnetfeldsensor auswertbar ist, das einen digitalen Ausgangswert erzeugt.
  • Wenn die Materialabschnitte, die die jeweils entgegengesetzten Pole des Dauermagneten bilden, gleich groß sind, kann bei einem Dauermagneten mit zwei Polen ein punktsymmetrisches Magnetfeld und bei einem Dauermagneten mit drei Polen ein spiegelsymmetrisches Magnetfeld geschaffen werden. Diese Symmetrien haben den Vorteil, dass das Vorbeiführen des Dauermagneten am Magnetfeldsensor in beiden Drehrichtungen gleich gut detektierbar ist.
  • Das ferromagnetische Element ist in vorteilhafter Weise durch ein eisenhaltiges Metallblech gebildet. Dieses Metallblech hat auch eine Abschirmwirkung, insbesondere dann, wenn das Metallblech so ausgebildet ist, dass es den Dauermagneten allseitig überragt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Dauermagnet und das ferromagnetische Element an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Diese Anordnung erleichtert die genaue Positionierung des Dauermagneten und des ferromagnetischen Elements zueinander. Gleichzeitig ist die Einheit aus Träger, Dauermagnet und ferromagnetischem Element gut handhabbar.
  • Wenn der gemeinsame Träger aus Kunststoffmaterial gebildet ist, wird das zwischen dem Dauermagneten und dem Magnetfeldsensor ausgebildete Magnetfeld nicht beeinflusst. Außerdem ergeben sich fertigungstechnische Freiheiten, so dass der Dauermagnet und das ferromagnetische Element in den Träger eingespritzt werden können. Es ist aber auch möglich, dass der Dauermagnet und das ferromagnetische Element in den Träger eingeklebt oder eingeschweißt sind.
  • Wenn der gemeinsame Träger als Ringelement ausgebildet ist, das drehfest mit der Lenkwelle und/oder mit einem an der Lenkwelle angeordneten Drehmomentsensor verbunden ist, kann in besonders einfacher Weise eine kreisringförmige Bahn für den Dauermagneten erzeugt werden, wodurch gewährleistet ist, dass der Dauermagnet mit einem genauen, vorbestimmten Abstand (Luftspalt) an dem Magnetfeldsensor vorbeigeführt werden kann.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der gemeinsame Träger benachbart zu einem Drehmomentsensor angeordnet ist, da in diesem Fall auch für den Drehmomentsensor Hallsensoren verwendet werden können. Diese werden durch den beschriebenen, abgeschirmten Verlauf des Magnetfelds zwischen dem Dauermagneten und dem Magnetfeldsensor nicht oder nur wenig gestört. Die Abschirmwirkung ist besonders gut, wenn das ferromagnetische Element in axialer Richtung der Lenkwelle gesehen zwischen dem Dauermagneten und dem Drehmomentsensor angeordnet ist.
  • Der gemeinsame Träger kann auch Teil eines Drehmomentsensors sein, so dass eine Baueinheit geschaffen werden kann, die mit wenigen Teilen auskommt. Dabei können auf kleinem Bauraum einander nicht beeinflussende Hallsensoren verwendet werden.
  • Mit einer solchen Bauteilintegration kann einhergehen, dass der Magnetfeldsensor der Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen der Lenkwelle auf oder an einer Platine angeordnet ist, die zumindest teilweise einem Drehmomentsensor zugeordnet ist.
    •
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die Zeichnung erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer baulichen Einheit aus einer Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle und einem Drehmomentsensor bei Anordnung an einer Lenkwelle;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Trägers für einen Dauermagneten und ein ferromagnetisches Element;
  • 3 ein durch den Dauermagneten und das ferromagnetische Element gemäß 2 gebildete Magnetfeld;
  • 4 die durch das Magnetfeld gemäß 3 erzeugte magnetische Induktion;
  • 5 die magnetische Induktion aufgetragen über verschiedenen Drehwinkel der Lenkwelle für verschiedene Luftspalte zwischen Dauermagnet und Magnetfeldsensor;
  • 6 eine der 5 entsprechende Ansicht für einen zweipoligen Magneten; und
  • 7 eine der 3 entsprechende Ansicht für den zweipoligen Magneten gemäß 6.
  • In 1 ist eine Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Benachbart zu dieser Vorrichtung 2 ist ein Drehmomentsensor 4 angeordnet, wobei die Vorrichtung 2 und der Drehmomentsensor 4 eine bauliche Einheit 6 bilden. Diese bauliche Einheit 6 ist auf einer Lenkwelle 8 montiert, wobei die Lenkwelle Wellenabschnitte 10 und 12 aufweist, die zueinander verdrehbar sind. Die Wellenabschnitte 10 und 12 sind relativ zueinander verdrehbar, wobei zwischen den Wellenabschnitten 10 und 12 anliegende Torsionskraft durch den Drehmomentsensor 4 erfasst werden kann.
  • Der Drehmomentsensor 4 weist ein Gehäuseteil auf, das als ringförmiger Träger 14 ausgebildet ist, der aus einem Kunststoffmaterial besteht. Dieser ist in 2, perspektivisch dargestellt. Der Träger 14 ist drehfest mit dem Wellenabschnitt 10 verbunden und dient unter anderem dazu, Bauteile, die der Statorseite des Drehmomentsensors 4 zugeordnet sind, zu halten. An dem Träger 14 ist ferner ein Dauermagnet 16 und ein ferromagnetisches Element 18 angeordnet. Der Dauermagnet 16 und das ferromagnetische Element 18 sind gemäß 2 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet.
  • Wenn die Lenkwelle 8 in mit 22a und 22b gezeichneten Drehrichtungen bewegt wird, bewegt sich der Dauermagnet 16 entlang einer in 4 schematisch angedeuteten kreisförmigen Bahn 24. Das ferromagnetische Element 18 bewegt sich in einer zur Bahn 24 parallen Ebene. Der Dauermagnet 16 kann bei entsprechender Drehstellung der Lenkwelle 8 an einem ortsfesten Magnetfeldsensor 26 vorbeigeführt werden, wobei zwischen dem Dauermagneten 16 und dem Magnetfeldsensor 26 ein Luftspalt ausgebildet ist. Der Magnetfeldsensor 26 ist an einer Platine 28 angeordnet, die auch dem Drehmomentsensor 4 zugeordnet ist. Die Platine 28 weist einen zweiten Magnetfeldsensor 30 auf, der dem Drehmomentsensor 4 zugeordnet ist.
  • Der Träger 14 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen ringförmig Wulst 32 auf, mit dem der Träger 14 drehfest mit dem Wellenabschnitt 10 der Lenkwelle 8 verbunden ist. Von dem Wulst 32 aus erstreckt sich nach radial außen eine Ringscheibe 34, in die der Dauermagnet 16 und das ferromagnetische Element 18 eingespritzt sind. In 2 ist der Träger 14 in einem Teil der Ringscheibe 34 aufgeschnitten dargestellt, um die Form des Dauermagneten 16 und des ferromagnetischen Elements 18 besser sichtbar zu machen.
  • Der Dauermagnet 16 weist gemäß 3 insgesamt drei Pole auf und zwar einen zentrischen Nordpol 36 und zwei außenseitige Südpole 38. Die außenseitigen Südpole 38 weisen gemeinsam die gleiche Baulänge auf wie der zentrische Nordpol 36. Der Dauermagnet 16 und das ferromagnetische Element 18 sind in zueinander parallelen Ebenen angeordnet. Dabei erstreckt sich das ferromagnetische Element 18 in seiner Ebene über die Außenseiten des Dauermagneten 16 hinaus, was besonders gut aus 4 ersichtlich ist.
  • Das durch den beschriebenen Aufbau aus Dauermagnet 16 und ferromagnetischem Element 18 erzeugte Magnetfeld ist in 3 anhand von Magnetfeldlinien dargestellt. Das Magnetfeld weist Hauptfeldlinien 40 auf, die sich von dem Nordpol 36 bogenförmig zurück zu einem der Südpole 38 erstrecken, durch diese hindurch verlaufen und über das ferromagnetische Element 18 zurückgeführt werden. Das Magnetfeld weist ferner Nebenfeldlinien 42 auf, die in etwa seitlich benachbart zu den Südpolen 38 verlaufen. Durch die beschriebene Anordnung verlaufen die Magnetfeldlinien 40 und 42 außerhalb des Materials des Dauermagneten 16 und des ferromagnetischen Elements 18 nur in einem Bereich, der von dem ferromagnetischen Element 18 aus gesehen dem Dauermagneten 16 zugewandt ist. Hierdurch kann der rückwärtige Bereich, in dem der Drehmomentsensor 4 angeordnet ist, von störenden Magnetfeldeinflüssen befreit werden, so dass die Funktion des Magnetfeldsensors 30 nicht beeinträchtigt wird.
  • Wenn gemäß 4 der Dauermagnet 16 entlang der mit 24 bezeichneten ringförmigen Bahn bewegt und dabei an dem Magnetfeldsensor 26 vorbeigeführt wird, entsteht eine magnetische Induktion, deren Richtung und Feldstärke schematisch in 4 dargestellt ist. Dabei ist dem Nordpol 36 eine magnetische Induktion 44 zugeordnet, und den Südpolen 38 jeweils eine gegenläufige magnetische Induktion 46. Die magnetischen Induktionen 44 und 46 weisen lokale Maxima auf, die den Mitten der jeweiligen Pole 36 und 38 zugeordnet sind.
  • 5 zeigt ein Diagramm, in dem die Tesla-Werte der magnetischen Induktionen 44 und 46 über verschiedene Drehwinkel der Lenkwelle 8 aufgetragen sind. Die magnetischen Induktionen 44 und 46 bewirken, dass der Magnetfeldsensor 26 ein Ausgangssignal 48 erzeugt, dessen Wert 0 oder 1 beträgt.
  • In 5 sind weitere Verläufe von magnetischen Induktionen 50 und 52 aufgetragen. Diesen Induktionen sind im Vergleich zu den magnetischen Induktionen 44 und 46 kleinere Luftspalte zwischen Dauermagnet 16 und Magnetfeldsensor 26 zugeordnet, so dass die lokalen Maxima der magnetischen Induktionen 50 und 52 stärker ausgeprägt sind. Unabhängig von der Wahl des Luftspalts kreuzen sich der Verlauf der magnetischen Induktion 44 und 46 mit den Verläufen 50 und 52 in Bereichen, die in etwa einem Drehwinkel der Lenkwelle 8 von –5° beziehungsweise +5° zugeordnet sind. Es ist deshalb vorteilhaft, die Schaltschwellen des Magnetfeldsensors 26 diesen Kreuzungsbereichen anzupassen, so dass der Wechsel zwischen den Werten 0 und 1 bei Überschreiten oder Unterschreiten der mit 54 bezeichneten Schaltschwelle 54 erfolgt. Hierdurch kann eine gegenüber Maßabweichungen, die den Luftspalt beeinflussen, tolerante Sensoranordnung geschaffen werden.
  • Durch die dreipolige Ausführung des Dauermagneten 16 sind die Verläufe der magnetischen Induktionen 44, 46, 50 und 52 so, dass der Übergang von einer negativen magnetischen Induktion (bspw. 46) zu einer positiven magnetischen Induktion (bspw. 44) mit einem vergleichsweise steilen Gradienten einhergeht.
  • Hierdurch sind die Schaltschwellen 54 einem sehr kleinen Winkelbereich zugeordnet, wodurch die Werte des Ausgangssignals 48 genau und reproduzierbar zwischen 0 und 1 wechseln können.
  • Der Magnetfeldsensor 26 kann trotz des beschriebenen steilen Gradienten eine gewisse Hysterese aufweisen. Dies bedeutet, dass der Magnetfeldsensor 26 bei Überschreiten einer ersten Schaltschwelle von "0" auf "1" schaltet und bei einer Unterschreitung einer zweiten Schaltschwelle, die um den Wert der Hysterese geringer als der Wert der ersten Schaltschwelle ist, wieder ein Ausgangssignal "0" liefert. Für das beschriebene Beispiel ergibt sich, dass der Schaltpunkt für den Wechsel von "0" auf "1" einem Drehwinkel zugeordnet ist, der –5,3° beträgt. Beim Wechsel des Ausgangssignals 48 von dem Wert "1" auf "0" ist der Betrag dieses Werts aufgrund der Tatsache, dass die zweite Schaltschwelle geringfügig niedriger liegt als die erste Schaltschwelle, einem Drehwinkel zugeordnet, der beispielsweise 5,4° beträgt, also betragsmäßig etwas größer ist. Da diese Differenz der Lage der Schaltpunkte reproduzierbar ist, kann mit Hilfe des Mittelwerts der Schaltpunkte ein genauer Bezugspunkt ("Indexmitte") geschaffen werden und gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlich vorhandener Informationen über die Drehrichtung der Lenkwelle 8 eine Korrektur der Hysterese erfolgen.
  • Wenn die Indexmitte bekannt ist, können Toleranzen der Baulängen des zentrischen Pols 36 des Dauermagneten 16 mit Hilfe einer Auswerteeinheit rechnerisch kompensiert werden. In entsprechender Weise können Drehwinkeltoleranzen kompensiert werden, die sich bei der Montage des Trägers 14 auf der Lenkwelle 8 ergeben.
  • 6 zeigt den Verlauf einer magnetischen Induktion 56 für einen in 7 dargestellten zweipoligen Magneten, wiederum aufgetragen über den Drehwinkel der Lenkwelle 8. Der Verlauf weist in einem zu 0° benachbarten Bereich ein lokales Minimum und daran anschließend eine steile Flanke auf, die zu einem lokalen Maximum führt. Die magnetische Induktion ist zu einem mit 58 bezeichneten Nulldurchgang punktsymmetrisch. Die mit Hilfe des in 7 dargestellten zweipoligen Dauermagneten 60 erzeugte magnetische Induktion 56 lässt sich bspw. durch einen linearen Magnetfeldsensor auswerten, der ein zur magnetischen Induktion proportionales Ausgangssignal ausgibt. Dabei korrespondiert der Nulldurchgang 58 mit einer Referenzposition, die sich dadurch genau ermitteln lässt, dass die beschriebene Flanke im Bereich des Nulldurchgangs 58 sehr steil ist.
  • Gemäß 7 ist der Dauermagnet 60 angrenzend und parallel zu einem ferromagnetischen Element 62 angeordnet. Der Dauermagnet 60 weist einen Südpol 64 und einen Nordpol 66 auf, die jeweils die Hälfte des Materials des Dauermagneten 60 einnehmen. Durch den Dauermagneten 60 wird ein magnetisches Feld erzeugt, das mit 68 bezeichnete Hauptfeldlinien aufweist, die vom Nordpol 66 zum Südpol 69 und über das ferromagnetische Element 62 zurück zum Nordpol führen. Ferner weist das magnetische Feld seitlich angeordnete Nebenfeldlinien 70 auf. Der Dauermagnet 60 und das ferromagnetische Element 62 können anstelle des Dauermagneten 16 und des ferromagnetischen Elements 18 in dem Träger 14 angeordnet werden (vergleiche 2).
  • Die Dauermagneten 16 und 18 und deren ferromagnetische Elemente 18 und 62 können auch an dem radial außen liegenden Umfang der Ringscheibe 34 angeordnet werden, so dass der Dauermagnet 16 beziehungsweise der Dauermagnet 60 nach radial außen weist und das ferromagnetische Element 18 beziehungsweise 62 in radialer Richtung innen angeordnet ist. Der zugeordnete Magnetfeldsensor 26 kann dann in radialer Richtung außen und fluchtend mit dem Dauermagneten 16 beziehungsweise 60 positioniert werden.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (2) zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle (8), mit einem mit der Bewegung der Lenkwelle (8) gekoppelten Dauermagneten (16, 60), der bei Drehung der Lenkwelle (8) eine ringförmige Bahn (24) beschreibt, die an einem relativ zum Dauermagneten (16, 60) ortsfesten Magnetfeldsensor (26) vorbeiführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (16, 60) innerhalb des Verlaufs der ringförmigen Bahn (24) gesehen zueinander entgegengesetzte Pole (36, 38; 64, 66) aufweist und dass benachbart zu dem Dauermagneten (16, 60) ein ferromagnetisches Element (18, 62) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (16, 60) mindestens einen Nordpol (36, 66) und mindestens einen Südpol (38, 64) aufweist.
  3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (16, 60) einen zu außenseitig angeordneten Polen (38) entgegengesetzten mittigen Pol (36) aufweist.
  4. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die jeweils entgegengesetzten Pole (36, 38; 64, 66) des Dauermagneten (16, 60) bildenden Materialabschnitte gleich groß sind.
  5. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Element (18, 62) durch ein eisenhaltiges Metallblech gebildet ist.
  6. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (16, 60) und das ferromagnetische Element (18, 62) an einem gemeinsamen Träger (14) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (14) aus Kunststoffmaterial gebildet ist.
  8. Vorrichtung (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (16, 60) und das ferromagnetische Element (18, 62) in den Träger (14) eingespritzt, eingeklebt oder eingeschweißt sind.
  9. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (14) als Ringelement ausgebildet ist, das drehfest mit der Lenkwelle (8) und/oder mit einem an der Lenkwelle (8) angeordneten Drehmomentsensor (4) verbunden ist.
  10. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (14) benachbart zu einem Drehmomentsensor (4) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (14) Teil eines Drehmomentsensors (4) ist.
  12. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Element (18, 62) in axialer Richtung der Lenkwelle (8) zwischen dem Dauermagneten (16, 60) und einem Drehmomentsensor (4) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (26) der Vorrichtung (2) zur Detektion von Umdrehungen der Lenkwelle auf oder an einer Platine (28) angeordnet ist, die zumindest teilweise dem Drehmomentsensor (4) zugeordnet ist.
  14. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Element (18, 62) in einer zur ringförmigen Bahn (24) parallelen Ebene angeordnet ist.
  15. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Element (18, 62) relativ zur ringförmigen Bahn (24) radial versetzt angeordnet ist.
DE102005038516A 2005-07-29 2005-07-29 Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle Ceased DE102005038516A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005038516A DE102005038516A1 (de) 2005-07-29 2005-07-29 Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle
PCT/EP2006/005922 WO2007014599A1 (de) 2005-07-29 2006-06-21 Vorrichtung zur detektion von umdrehungen einer lenkwelle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005038516A DE102005038516A1 (de) 2005-07-29 2005-07-29 Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005038516A1 true DE102005038516A1 (de) 2007-02-08

Family

ID=36926309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005038516A Ceased DE102005038516A1 (de) 2005-07-29 2005-07-29 Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005038516A1 (de)
WO (1) WO2007014599A1 (de)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007050209A1 (de) * 2007-10-20 2009-04-23 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorhalterung und Verfahren zur Befestigung einer Drehmoment- oder Drehwinkelsensoranordnung
WO2010060851A3 (de) * 2008-11-25 2010-08-12 Zf Lenksysteme Gmbh Sensoreinrichtung zur drehmomentmessung in lenksystemen
EP2300795A1 (de) * 2008-07-14 2011-03-30 Continental Teves AG & Co. oHG Drehmomentsensoranordnung mit drehwinkel-index-erfassung
WO2012010344A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-26 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Tretlager für ein fahrrad
DE102010033769A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung mit einem Drehmomentsensor und einem Drehwinkelsensor
WO2012016861A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensoranordnung mit magnetischem index-encoder in einer lagerdichtung
WO2012016863A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Drehmomentsensoranordnung mit indexmagnet
EP2428784A1 (de) * 2010-09-13 2012-03-14 LG Innotek Co., Ltd. Drehmoment- und Geschwindigkeitssensor
DE102011118642A1 (de) 2011-11-15 2013-05-16 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Verbinden eines Sensorteils mit einem Wellenteil eines Kraftfahrzeugs und Anordnung mit einem Wellenteil und einem Sensorteil
DE102011056899A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Zf Lenksysteme Gmbh Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem
DE102013006379A1 (de) 2013-04-13 2014-10-16 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und einer Inkrementalsensoreinrichtung und Kraftfahrzeug
WO2019137950A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Zf Friedrichshafen Ag Gebermagnetanordnung und verfahren zur montage
DE102020121895A1 (de) 2020-08-20 2022-02-24 Bourns, Inc. Sensor zum Erfassen einer Position
DE102021129981A1 (de) 2021-11-17 2023-05-17 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und einer Lenkwinkelsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2947902B1 (fr) 2009-07-07 2011-07-22 Moving Magnet Technologies M M T Capteur de position absolue et multi-periodique
FR2952430B1 (fr) 2009-11-06 2012-04-27 Moving Magnet Technologies M M T Capteur de position magnetique bidirectionnel a rotation de champ
US8448528B2 (en) 2010-09-27 2013-05-28 Bourns Incorporated Three-piece torque sensor assembly
US8390276B2 (en) 2010-09-27 2013-03-05 Bourns Incorporated Target magnet assembly for a sensor used with a steering gear
FR2965347B1 (fr) 2010-09-29 2015-04-03 Moving Magnet Tech Capteur de position ameliore

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5781005A (en) * 1995-06-07 1998-07-14 Allegro Microsystems, Inc. Hall-effect ferromagnetic-article-proximity sensor
DE19961884C2 (de) * 1999-12-20 2003-08-21 Thomas Strothmann Anordnung zur kontaktlosen Erfassung von Drehwinkeln, Drehmomenten und sonstigen, vorzugsweise rotatorischen Grössen zwischen rotierenden Teilen
DE10346000A1 (de) * 2002-10-02 2004-04-15 Denso Corp., Kariya Drehmomentsensor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB893986A (en) * 1958-10-28 1962-04-18 Ferranti Ltd Improvements relating to electrical impulsing devices
DE3730218A1 (de) * 1987-09-09 1989-03-30 Magnetfab Bonn Gmbh Vorrichtung, insbesondere tachometerrad, fuer beruehrungslose drehzahlabnahme oder kontaktgabe an maschinen
FR2688060B1 (fr) * 1992-02-28 1994-04-15 Snr Roulements Structure a aimants pour capteur de deplacement.
FR2692986B1 (fr) * 1992-06-26 1994-08-19 Roulements Soc Nouvelle Dispositif de mesure d'un couple de torsion sur un arbre tournant.
DE19902258A1 (de) * 1999-01-21 2000-07-27 Tyco Electronics Logistics Ag Näherungsschalter mit magnetfeldempfindlichem Sensor
ITTO20030024A1 (it) * 2003-01-20 2004-07-21 Rft Spa Dispositivo di comando a ruota fonica

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5781005A (en) * 1995-06-07 1998-07-14 Allegro Microsystems, Inc. Hall-effect ferromagnetic-article-proximity sensor
DE19961884C2 (de) * 1999-12-20 2003-08-21 Thomas Strothmann Anordnung zur kontaktlosen Erfassung von Drehwinkeln, Drehmomenten und sonstigen, vorzugsweise rotatorischen Grössen zwischen rotierenden Teilen
DE10346000A1 (de) * 2002-10-02 2004-04-15 Denso Corp., Kariya Drehmomentsensor

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007050209A1 (de) * 2007-10-20 2009-04-23 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorhalterung und Verfahren zur Befestigung einer Drehmoment- oder Drehwinkelsensoranordnung
EP2300795A1 (de) * 2008-07-14 2011-03-30 Continental Teves AG & Co. oHG Drehmomentsensoranordnung mit drehwinkel-index-erfassung
JP2012510067A (ja) * 2008-11-25 2012-04-26 ツェットエフ、レンクジステメ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング ステアリングシステムにおけるトルク測定用のセンサ装置
WO2010060851A3 (de) * 2008-11-25 2010-08-12 Zf Lenksysteme Gmbh Sensoreinrichtung zur drehmomentmessung in lenksystemen
US20110252916A1 (en) * 2008-11-25 2011-10-20 Wolfgang Abele Sensor device for measuring torque in steering systems
CN102224402B (zh) * 2008-11-25 2013-06-19 Zf操作系统有限公司 转向系统中扭矩测量用的传感装置及相应的转向系统
WO2012010344A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-26 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Tretlager für ein fahrrad
WO2012016863A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Drehmomentsensoranordnung mit indexmagnet
US9140617B2 (en) 2010-08-04 2015-09-22 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensor arrangement comprising magnetic index encoder in a bearing seal
WO2012016861A1 (de) * 2010-08-04 2012-02-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensoranordnung mit magnetischem index-encoder in einer lagerdichtung
DE102010033769A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung mit einem Drehmomentsensor und einem Drehwinkelsensor
EP2603774B1 (de) * 2010-08-09 2015-03-18 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Vorrichtung mit einem drehmomentsensor und einem drehwinkelsensor
US8749228B2 (en) * 2010-09-13 2014-06-10 Lg Innotek Co., Ltd. Torque index sensor
JP2016200609A (ja) * 2010-09-13 2016-12-01 エルジー イノテック カンパニー リミテッド トルク・インデックスセンサ
JP2012058249A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Lg Innotek Co Ltd トルク・インデックスセンサ
CN102435212A (zh) * 2010-09-13 2012-05-02 Lg伊诺特有限公司 转矩转位传感器
EP2428784A1 (de) * 2010-09-13 2012-03-14 LG Innotek Co., Ltd. Drehmoment- und Geschwindigkeitssensor
US20120062216A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 Lg Innotek Co., Ltd. Torque index sensor
EP2594915A2 (de) 2011-11-15 2013-05-22 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Verfahren zum Verbinden eines Sensorteils mit einem Wellenteil eines Kraftfahrzeugs und Anordnung mit einem Wellenteil und einem Sensorteil
DE102011118642A1 (de) 2011-11-15 2013-05-16 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Verbinden eines Sensorteils mit einem Wellenteil eines Kraftfahrzeugs und Anordnung mit einem Wellenteil und einem Sensorteil
DE102011056899A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Zf Lenksysteme Gmbh Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem
DE102011056899B4 (de) * 2011-12-22 2015-07-16 Max Baermann Gmbh Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem
DE102013006379A1 (de) 2013-04-13 2014-10-16 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und einer Inkrementalsensoreinrichtung und Kraftfahrzeug
WO2019137950A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Zf Friedrichshafen Ag Gebermagnetanordnung und verfahren zur montage
US11867531B2 (en) 2018-01-15 2024-01-09 Zf Friedrichshafen Ag Transducer magnet assembly and mounting method
DE102020121895A1 (de) 2020-08-20 2022-02-24 Bourns, Inc. Sensor zum Erfassen einer Position
US12104927B2 (en) 2020-08-20 2024-10-01 Bourns, Inc. Sensor for detecting a position
DE102021129981A1 (de) 2021-11-17 2023-05-17 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und einer Lenkwinkelsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007014599A1 (de) 2007-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005038516A1 (de) Vorrichtung zur Detektion von Umdrehungen einer Lenkwelle
DE69903591T2 (de) Berührungsloses Positionsmessgerät mit niedrigem Profil
EP2158453B1 (de) Anordnung zur abtastung eines linearen oder kreisförmigen massstabes aus ferromagnetischem material
EP2553400B1 (de) Magnetischer drehgeber
EP1725837A1 (de) Magnetsensoranordnung
EP3256819B1 (de) Sensorvorrichtung mit einer drehmomentsensoreinrichtung und einer inkrementalsensoreinrichtung und kraftfahrzeug mit einer solchen sensorvorrichtung
EP2764340B1 (de) Sensoranordnung
EP2965043A1 (de) Magnetischer linear- oder drehgeber
DE19956361A1 (de) Drehwinkelsensor
DD257178A3 (de) Anordnung zur erzeugung von steuersignalen
WO2011076554A1 (de) Sensoranordnung zur kombinierten drehzahl-drehmoment-erfassung
DE19581628C2 (de) Winkelpositionssensor
DE69908705T2 (de) Rotationsdetektor
DE102009055189A1 (de) Drehwinkelsensoranordnung und Verfahren zur Feststellung der Drehposition einer Welle
DE10228663A1 (de) Anordnung zum Bestimmen der Lage eines Körpers
DE10250319A1 (de) Einrichtung zur Erfassung der Rotation einer Welle und GMR-Schichtsystem
DE102005061347A1 (de) Anordnung zur Messung des absoluten Drehwinkels einer Welle
EP0566923A1 (de) Vorrichtung zum berührungslosen Messen der axialen Lage eines rotierenden Körpers
DE102007000597A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen Messen einer relativen Verstellung von Bauteilen zueinander
DE10008537A1 (de) Messvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels
DE102009050208A1 (de) Absolutwert-Winkelmesssystem
DE19853482B4 (de) Magnetfelddetektor
DE102007025322B4 (de) Sensorvorrichtung
DE102010062776A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines Torsionswinkels
DE102016210403A1 (de) Magnetdetektionseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection