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DE20007862U1 - Steering angle measuring system - Google Patents

Steering angle measuring system

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Publication number
DE20007862U1
DE20007862U1 DE20007862U DE20007862U DE20007862U1 DE 20007862 U1 DE20007862 U1 DE 20007862U1 DE 20007862 U DE20007862 U DE 20007862U DE 20007862 U DE20007862 U DE 20007862U DE 20007862 U1 DE20007862 U1 DE 20007862U1
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DE
Germany
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code
steering
measuring system
angle measuring
steering angle
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Application number
DE20007862U
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German (de)
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Takata Petri AG
Original Assignee
Petri AG
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Publication date
Application filed by Petri AG filed Critical Petri AG
Priority to DE20007862U priority Critical patent/DE20007862U1/en
Publication of DE20007862U1 publication Critical patent/DE20007862U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

Φ·φ·

PETRI AG
Bahnweg 1
PETRI AG
Bahnweg 1

63743 Aschaffenburg63743 Aschaffenburg

LenkwinkelmeßsysternSteering angle measuring system

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft ein Lenkwinkelmeßsystem zur Ermittlung des Lenkwinkels eines Lenksystems in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des enspruchs 1.The invention relates to a steering angle measuring system for determining the steering angle of a steering system in a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 197 58 104 Al sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug mittels eines über einen Winkelbereich von 360° angebrachten Codes für die Ermittlung des Winkels bekannt, wobei der Code und eine den Code abtastende Detektoranordnung zueinander drehbar gelagert sind. Der Code wird durch einen Codier-Ring gebildet, der an einer Baugruppe desFrom DE 197 58 104 A1, a method and a device for determining the steering angle in a motor vehicle are known by means of a code for determining the angle that is applied over an angular range of 360°, wherein the code and a detector arrangement that scans the code are mounted so that they can rotate relative to one another. The code is formed by a coding ring that is attached to an assembly of the

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Lenksystems angespritzt ist und der lichtdurchlässige sowie lichtundurchlässige Bereiche aufweist, durch deren Anordnung der Code definiert wird. Zur berührungslosen Abtastung des Codier-Ringes dient eine Fotodetektoranordnung mit mindestens einer lichtemitierenden Diode und einer Fotodetektorzeile in Form einer CCD-Zeile, wobei zwischen den Codier-Ring und die CCD-Zeile noch eine Linsenanordnung geschaltet ist, die das von dem Codier-Ring reflektierte Licht auf die CCD-Zeile fokussiert.Steering system and which has transparent and opaque areas, the arrangement of which defines the code. A photodetector arrangement with at least one light-emitting diode and a photodetector line in the form of a CCD line is used for contactless scanning of the coding ring, with a lens arrangement connected between the coding ring and the CCD line, which focuses the light reflected by the coding ring onto the CCD line.

Das aus der DE 197 58 104 bekannte Lenkwinkelmeßsystem ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung des Lenkwinkels in Kraftfahrzeugen. Es besteht jedoch der Nachteil, daß die aus der DE 197 58 104 Al bekannte Ausbildung des Codier-Ringes sowie der zugehörigen Fotodetektoranordnung einen Raumbedarf aufweisen, der die Einsatzmöglichkeiten dieses Lenkwinkelmeßsystems in einem Kraftfahrzeug beschränkt.The steering angle measuring system known from DE 197 58 104 enables a reliable determination of the steering angle in motor vehicles. However, there is the disadvantage that the design of the coding ring known from DE 197 58 104 A1 and the associated photodetector arrangement require a space that limits the possible uses of this steering angle measuring system in a motor vehicle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lenkwinkelmeßsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln kostengünstig herstellbar ist und sich durch einen geringen Raumbedarf auszeichnet.The invention is therefore based on the object of creating a steering angle measuring system of the type mentioned at the beginning, which can be produced inexpensively using simple means and is characterized by a small space requirement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Lenkwinkelmeßsystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by creating a steering angle measuring system with the features of patent claim 1.

Danach ist vorgesehen, daß als Codeträger eine auf einem reflektierenden Substrat angeordnete, lichtdurchlässige Materialschicht dient, in die der Code unmittelbar optisch eingebrannt ist.It is then provided that the code carrier is a light-permeable material layer arranged on a reflective substrate, into which the code is directly optically burned.

Φ·· · ··· &phgr; Φ·Φ?·· · ··· ? ?·?

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Durch das Einbrennen des Codes in den Codeträger wird die effektive Reflektivität des dahinter befindlichen Substrates (Reflektivität des Substrates unter Berücksichtigung der Effekte des Codeträgers, also die Reflektivität der aus Substrat und Codeträger bestehenden Anordnung) lokal beeinflußt, wodurch die im Code enthaltene Winkelinformation mittels einer geeigneten Abtasteinrichtung lesbar ist.By burning the code into the code carrier, the effective reflectivity of the substrate behind it (reflectivity of the substrate taking into account the effects of the code carrier, i.e. the reflectivity of the arrangement consisting of substrate and code carrier) is locally influenced, whereby the angle information contained in the code can be read by means of a suitable scanning device.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Codeträgers basiert auf demselben Funktionsprinzip wie eine einmal beschreibbare optische Speicherplatte (WORM: write once read many). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bilden die auf den Codeträger geschriebenen Daten einen Code in Form einer Meßteilung, der eine Winkelbestimmung mittels einer geeigneten Abtasteinrichtung gestattet, die den Codeträger berührungslos abtastet.The design of the code carrier according to the invention is based on the same functional principle as a write-once optical storage disk (WORM: write once read many). In the context of the present invention, the data written onto the code carrier form a code in the form of a measuring graduation, which allows angle determination by means of a suitable scanning device that scans the code carrier without contact.

Beschreibbare optische Speicherplatten und die zugehörigen Schreibgeräte, die mittels eines Schreiblasers kurze, intensive Laserimpulse erzeugen, um punktuell Material einer Beschichtung auf der Speicherplatte zu verdampfen oder anzuschmelzen und so Daten auf die Speicherplatte zu schreiben, werden in großen Stückzahlen hergestellt. Daher ist diese Technologie bereits entsprechend weit fortgeschritten, was eine kostengünstige, präzise und zuverlässige Herstellung entsprechender Datenträger ermöglicht. Durch die Übertragung dieser Technologie aus einem ganz anderen technischen Gebiet, nämlich der Herstellung von Massenspeichern, auf die Meßtechnik, lassen sich die Vorteile dieser Technologie bei Lenkwinkelmeßsystemen nutzen.Writable optical storage disks and the associated writing devices, which use a writing laser to generate short, intense laser pulses in order to vaporize or melt material from a coating on the storage disk at specific points and thus write data onto the storage disk, are manufactured in large quantities. This technology is therefore already sufficiently advanced, which enables the corresponding data storage devices to be manufactured cost-effectively, precisely and reliably. By transferring this technology from a completely different technical field, namely the manufacture of mass storage devices, to measurement technology, the advantages of this technology can be used in steering angle measurement systems.

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Insbesondere ist von Bedeutung, daß sich mit einem Schreiblaser Strukturen mit einer Ausdehnung (Breite) von weniger als 1 /im auf dem Codeträger bilden lassen. Hierdurch können auch auf sehr kleinen, ringförmigen Codeträgern, insbesondere kreisförmigen Codeträgern mit kleinem Durchmesser, Codes erzeugt werden, die eine Winkelbestimmung mit sehr hoher Auflösung gestatten.It is particularly important that structures with an extension (width) of less than 1 /im can be formed on the code carrier using a writing laser. This means that codes can be generated on very small, ring-shaped code carriers, in particular circular code carriers with a small diameter, which allow angle determination with very high resolution.

Dies ermöglicht z.B. die Anordnung des erfindungsgemäß ausgestalteten Codeträgers im Lenkspindelbereich eines Kraftfahrzeugs, wo nur sehr wenig Raum für den Einbau eines Winkelmeßsystems zur Verfügung steht und der Durchmesser des Codeträgers daher auf ca. 40 mm beschränkt ist.This enables, for example, the arrangement of the code carrier designed according to the invention in the steering spindle area of a motor vehicle, where only very little space is available for the installation of an angle measuring system and the diameter of the code carrier is therefore limited to approximately 40 mm.

Das erfindungsgemäße Lenkwinkelmeßsystem hat jedoch gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lenkwinkelmeßsystemen nicht nur den Vorteil, daß der Codeträger selbst sehr kompakt ausgebildet werden kann, sondern dies betrifft in gleicher Weise auch die Abtasteinrichtung, mittels der der Codeträger zur Bestimmung des Lenkwinkels abgetastet wird. Denn zur Abtastung des erfindungsgemäß vorgesehenen Codeträgers ist keine CCD-Zeile mit einer entsprechend großen, zugehörigen Linsenanordnung erforderlich, sondern es genügt vielmehr ein einfacher Empfänger in Form einer Fotodiode. Diese empfängt Licht, das durch eine Lichtquelle der Abtasteinrichtung, z.B. in Form einer Laserdiode, in Richtung auf das mit dem Codeträger versehene, reflektierende Substrat abgestrahlt und von diesem reflektiert wird. Da die Reflexion des Lichtes durch den auf dem Codeträger aufgebrachten Code beeinflußt wird, kann anhand der von der Fotodiode empfangenen Lichtstrahlung ermittelt werden, in welcher Position sich die Abtasteinrichtung bezüglich desHowever, the steering angle measuring system according to the invention has the advantage over the steering angle measuring systems known from the prior art not only that the code carrier itself can be made very compact, but this also applies in the same way to the scanning device by means of which the code carrier is scanned to determine the steering angle. This is because no CCD line with a correspondingly large, associated lens arrangement is required to scan the code carrier provided according to the invention, but rather a simple receiver in the form of a photodiode is sufficient. This receives light that is emitted by a light source of the scanning device, e.g. in the form of a laser diode, in the direction of the reflective substrate provided with the code carrier and is reflected by it. Since the reflection of the light is influenced by the code applied to the code carrier, the position of the scanning device in relation to the

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Codeträgers befindet. Somit kann auch die Abtasteinrichtung sehr kompakt aufgebaut werden, wobei wiederum die aus der Herstellung von Massenspeichern bekannten Technologien übernommen werden können.This means that the scanning device can also be constructed very compactly, whereby the technologies known from the production of mass storage devices can be adopted.

Eine wichtige Anwendung des erfindungsgemäßen Lenkwinkelmeßsystems liegt darin, die Winkelstellung des Lenkrades an das Bremssystem zu übermitteln, so daß bei einem Bremsvorgang die einzelnen Fahrzeugräder gezielt in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Lenkrades gebremst werden können. An important application of the steering angle measuring system according to the invention is to transmit the angular position of the steering wheel to the braking system so that during a braking process the individual vehicle wheels can be braked in a targeted manner depending on the angular position of the steering wheel.

Zum optischen Einbrennen des Codes auf den Codeträger mittels eines Schreiblasers oder dergleichen kann zum einen punktuell Material auf der den Codeträger bildenden lichtdurchlässigen Materialschicht verdampft werden. Hierdurch werden auf dem Codeträger Marken in Form von Erhebungen und Vertiefungen gebildet, wobei die Erhebungen denjenigen Stellen des Codeträgers entsprechen, an denen kein Material verdampft wurde, während die Vertiefungen den Stellen entsprechen, an denen Material abgetragen wurde. Die Erhebungen und Vertiefungen beeinflussen die Reflektivität des mit dem Codeträger beschichteten Substrates, so daß sich der Code ohne weiteres optisch abtasten läßt.In order to optically burn the code onto the code carrier using a writing laser or the like, material can be evaporated at certain points on the translucent material layer forming the code carrier. This creates marks on the code carrier in the form of elevations and depressions, with the elevations corresponding to those places on the code carrier where no material was evaporated, while the depressions correspond to those places where material was removed. The elevations and depressions influence the reflectivity of the substrate coated with the code carrier, so that the code can be easily scanned optically.

Alternativ kann der Code auch dadurch erzeugt werden, daß die auf dem reflektierenden Substrat angeordnete, als Codeträger dienende lichtdurchlässige Materialschicht durch Laserpulse punktuell geschmolzen wird. Nach dem Abklingen des entsprechenden Laserpulses kühlt das geschmolzene Material sehr schnell ab und erstarrt in amorpher Form.Alternatively, the code can also be generated by using laser pulses to selectively melt the translucent material layer arranged on the reflective substrate that serves as the code carrier. After the laser pulse has died down, the melted material cools down very quickly and solidifies in an amorphous form.

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Auch dies beeinflußt punktuell die Reflektivität des dahinter befindlichen Substrates, was wiederum eine optische Abtastung ermöglicht.This also influences the reflectivity of the substrate behind it, which in turn enables optical scanning.

Das reflektierende Substrat kann einerseits durch eine reflektierende Oberfläche des Lenksystems selbst gebildet werden, auf der die den Codeträger bildende Materialschicht aufgebracht ist. Hierzu wird eine entsprechende Materialschicht, z.B. eine bei beschreibbaren Plattenspeichern üblicherweise verwendete Azu-Farbschicht, auf ein geeignetes ringförmiges Bauteil des Lenksystems aufgebracht, insbesondere aufgedampft.The reflective substrate can be formed by a reflective surface of the steering system itself, on which the material layer forming the code carrier is applied. For this purpose, a corresponding material layer, e.g. an Azu color layer commonly used in writable disk storage devices, is applied, in particular vapor-deposited, to a suitable ring-shaped component of the steering system.

Alternativ kann das reflektierende Substrat auch durch eine reflektierende Oberfläche eines separaten, ringförmigen Grundkörpers gebildet werden, auf der die den Codeträger bildende Materialschicht aufgebracht ist und der an einer Baugruppe des Lenksystems befestigt wird. Das Substrat kann dabei insbesondere eine Gold- oder eine Silber-Reflexionsschicht aufweisen.Alternatively, the reflective substrate can also be formed by a reflective surface of a separate, ring-shaped base body, on which the material layer forming the code carrier is applied and which is attached to an assembly of the steering system. The substrate can in particular have a gold or silver reflective layer.

Der Code kann z.B. durch einen sogenannten Strichcode gebildet werden, bei dem sich auf dem Codeträger eingebrannte Marken in Form von Strichen entweder quer zur Umfangsrichtung des Codeträgers (wie es bei Winkelmeßsystemen mit Strichcode allgemein üblich ist) oder in Umfangsrichtung des Codeträgers (wie es bei den Pits von Compact-Disc der Fall ist) erstrecken. Zur Bildung eines Codes können hierbei z.B. die Strichbreite oder -länge oder auch der Abstand zwischen benachbarten Strichen variiert werden. Andererseits kann auch ein digitaler Code gebildet werden, bei dem z.B. sämtliche Striche identisch sind und es also allein darauf ankommt, ob an bestimmten Stellen jeweils ein StrichThe code can be formed, for example, by a so-called bar code, in which marks in the form of lines burned into the code carrier extend either transversely to the circumferential direction of the code carrier (as is common practice with angle measuring systems with bar codes) or in the circumferential direction of the code carrier (as is the case with the pits of compact discs). To form a code, the width or length of the lines or the distance between adjacent lines can be varied. On the other hand, a digital code can also be formed in which, for example, all the lines are identical and it only depends on whether a line is present at certain points.

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vorhanden ist oder nicht. Als Striche können dabei jeweils solche Stellen des Codeträgers angesehen werden, an denen zur Bildung eines Striches Material verdampft oder angeschmolzen wurde.is present or not. Bars can be considered to be those places on the code carrier where material has been evaporated or melted to form a bar.

Mittels eines Strichcodes oder auch anderer Codeformen läßt sich in einfacher Weise ein absolutes Winkelmeßsystem bilden, indem auf dem Codeträger unterschiedliche Codewörter gebildet werden, die jeweils einen definierten Winkelbereich auf dem Codeträger repräsentieren und die entlang des Umfangs des Codeträgers hintereinander angeordnet sind.Using a bar code or other code forms, an absolute angle measuring system can be created in a simple manner by forming different code words on the code carrier, each of which represents a defined angle range on the code carrier and which are arranged one behind the other along the circumference of the code carrier.

Da die als Bits des digitalen Codes in den Codeträger eingebrannten Marken (z.B. in Form von Strichen) eine Ausdehnung von weniger als 1 &mgr;&pgr;&igr; entlang des Umfangs des Codeträgers aufweisen können, lassen sich so Codewörter mit einer Ausdehnung in der Größenordnung von 0.01 mm entlang des Umfangs des Codeträgers bilden.Since the marks burned into the code carrier as bits of the digital code (e.g. in the form of bars) can have an extension of less than 1 μπλ along the circumference of the code carrier, code words with an extension in the order of 0.01 mm along the circumference of the code carrier can be formed.

Es lassen sich daher mit einem sehr einfachen, durch die Aneinanderreihung unterschiedlicher Codewörter aufgebauten absoluten Code auch bei sehr kleinen Codeträgern (mit einem entsprechend kleinen Durchmesser von z.B. 40 mm) ohne weiteres Winkelauflösungen von einem Bruchteil eines Grades erreichen. Sofern hierbei die aufgrund der geringen räumlichen Ausdehnung der Codewörter maximal mögliche Auflösung gar nicht angestrebt wird, kann innerhalb des jeweiligen Winkelbereiches - z.B. Winkelbereichen von jeweils 1° bei einer Auflösung von 1° - das zugeordnete Codewort mehrfach wiederholt werden. Wenn z.B. ein Winkelbereich von 1° auf dem Codeträger eine Ausdehnung von 1 mm entlang des Umfangs des Codeträgers aufweist, die einzelnen Codewörter jedochTherefore, with a very simple absolute code constructed by stringing together different code words, angular resolutions of a fraction of a degree can be easily achieved even with very small code carriers (with a correspondingly small diameter of e.g. 40 mm). If the maximum possible resolution is not even aimed for due to the small spatial extent of the code words, the assigned code word can be repeated several times within the respective angular range - e.g. angular ranges of 1° each with a resolution of 1°. If, for example, an angular range of 1° on the code carrier has an extension of 1 mm along the circumference of the code carrier, but the individual code words

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nur jeweils eine Ausdehnung von 0.1 mm, so wäre es möglich, innerhalb jedes einzelnen Codebereichs das zugehörige Codewort zehnmal zu wiederholen.only an extension of 0.1 mm each, it would be possible to repeat the corresponding code word ten times within each individual code area.

Je größer die gewünschte Auflösung, desto mehr unterschiedliche Codewörter müssen zur Verfügung gestellt werden und desto größer ist die Komplexität der einzelnen Codewörter, z.B. hinsichtlich der Anzahl an Bits, aus denen die Codewörter bestehen.The greater the desired resolution, the more different code words must be provided and the greater the complexity of the individual code words, e.g. in terms of the number of bits the code words consist of.

Bei der Bildung eines absoluten Codes aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter, unterschiedlicher Codewörter zeigt sich der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, da die Ausdehnung der einzelnen Codewörter entlang des Umfangs des Codeträgers die maximal mögliche Winkelauflösung bestimmt und die Ausdehnung dieser einzelnen Codewörter erfindungsgemäß gerade minimiert wird. Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Lösung aber auch bei relativen Codes mit einer periodischen Folge identischer Marken anwenden.The particular advantage of the solution according to the invention is evident when an absolute code is formed from a large number of different code words arranged next to one another, since the extent of the individual code words along the circumference of the code carrier determines the maximum possible angular resolution and the extent of these individual code words is minimized according to the invention. Of course, the solution according to the invention can also be used for relative codes with a periodic sequence of identical marks.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Code mindestens zwei entlang des Umfangs des Codeträgers nebeneinander verlaufende Codespuren mit der gleichen Winkelinformation auf, wobei die nebeneinander angeordneten Codespuren insbesondere identisch ausgebildet sein können. Indem die Bestimmung des Winkels durch die Abtastung von zwei oder mehr, jeweils eine übereinstimmende Winkelinformation enthaltenden Codespuren gewonnen wird, lassen sich Toleranzen des Winkelmeßsystems, insbesondere ein radialer Versatz innerhalb der Anordnung, kompensieren. Die einzelnen Codespuren können dabei auf einem kreisförmigen Codeträger sowohl kreisförmig als auch spiralförmig verlaufen.In a preferred embodiment of the invention, the code has at least two code tracks running next to each other along the circumference of the code carrier and containing the same angle information, whereby the code tracks arranged next to each other can in particular be identical. By determining the angle by scanning two or more code tracks, each containing the same angle information, tolerances of the angle measuring system, in particular a radial offset within the arrangement, can be compensated. The individual code tracks can run either circularly or spirally on a circular code carrier.

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Wichtig ist lediglich, daß der Codeträger Winkelinformationen über den gesamten interessierenden Winkelbereich, in der Regel sind dies 360°, enthält.It is only important that the code carrier contains angle information over the entire angle range of interest, usually 360°.

Zur optischen Abtastung des Codes ist eine Abtasteinrichtung vorgesehen, die einen Sender, z.B. in Form einer Laserdiode, und einen Empfänger, z.B. in Form einer Fotodiode, aufweist. Der Sender emittiert Strahlung zu dem mit dem Codeträger beschichteten Substrat, das nach der Reflexion an diesem Substrat zu dem Empfänger gelangt. Dabei beeinflußt der auf dem lichtdurchlässigen Codeträger aufgebrachte Code die Reflexion des Lichtes an dem Substrat, was zu einem charakteristischen Strahlungsbild auf dem Fotoempfänger führt, das von einer dem Empfänger nachgeschalteten Auswerteeinrichtung (Auswerteelektronik) zur Ermittlung des aktuellen Lenkwinkels ausgewertet wird.A scanning device is provided for optical scanning of the code, which has a transmitter, e.g. in the form of a laser diode, and a receiver, e.g. in the form of a photodiode. The transmitter emits radiation to the substrate coated with the code carrier, which reaches the receiver after reflection from this substrate. The code applied to the translucent code carrier influences the reflection of the light on the substrate, which leads to a characteristic radiation image on the photo receiver, which is evaluated by an evaluation device (evaluation electronics) downstream of the receiver to determine the current steering angle.

Nach einer Variante der Erfindung wird der Code mittels der Abtasteinrichtung in radialer Richtung bezüglich der Drehachse der beiden zueinander drehbaren Baugruppen abgetastet. Die Abtastung kann hierbei sowohl am Innendurchmesser als auch am Außendurchmesser des ringförmig angeordneten Codeträgers erfolgen.According to a variant of the invention, the code is scanned by means of the scanning device in the radial direction with respect to the axis of rotation of the two assemblies that can rotate relative to one another. The scanning can take place both on the inner diameter and on the outer diameter of the ring-shaped code carrier.

Nach einer anderen Variante der Erfindung wird der Code mittels der Abtasteinrichtung in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der beiden zueinander drehbaren Baugruppen abgetastet.According to another variant of the invention, the code is scanned by means of the scanning device in the axial direction with respect to the axis of rotation of the two mutually rotatable assemblies.

Es ist möglich, den Codeträger oder die Abtasteinrichtung unmittelbar am Lenkrad zu befestigen und die jeweils andere dieser beiden Baueinheiten einer bezüglich des Lenkrades feststehenden Baugruppe zuzuordnen. Nach einer bevorzugtenIt is possible to attach the code carrier or the scanning device directly to the steering wheel and to assign the other of these two components to a module that is fixed with respect to the steering wheel. According to a preferred

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Ausführungsform ist hierbei der Codeträger am Lenkrad und die Abtasteinrichtung an der Lenksäulen- bzw. Lenkspindelverkleidung oder einem Blinkerschalter angeordnet.In this embodiment, the code carrier is arranged on the steering wheel and the scanning device on the steering column or steering spindle cover or on a turn signal switch.

Alternativ kann an dem Lenksystem eine zusätzliche Baueinheit bestehend aus einem Rotor und einem Stator befestigt sein, die beim Betätigen des Lenksystems entsprechend der Bewegung des Lenkrades gegeneinander verdreht werden, wobei der Codeträger einerseits und die Abtasteinrichtung andererseits jeweils einem der beiden Funktionselemente Rotor bzw. Stator zugeordnet sind.Alternatively, an additional structural unit consisting of a rotor and a stator can be attached to the steering system, which are rotated against each other when the steering system is actuated in accordance with the movement of the steering wheel, wherein the code carrier on the one hand and the scanning device on the other hand are each assigned to one of the two functional elements, rotor or stator.

Der Rotor und der Stator können gleichzeitig ein Gehäuse für das Lenkwinkelmeßsystem bilden, das den Codeträger und die Abtasteinrichtung schützend umschließt. Der Rotor wird hierbei beispielsweise am Lenkrad oder an der Lenksäule befestigt und der Stator an einem bezüglich des Lenkrades bzw. der Lenksäule feststehenden Bauteil, z.B. der Lenksäulenverkleidung. Vor dem Einbau in das Lenksystem sind der Rotor und der Stator vorzugsweise provisorisch miteinander verrastet.The rotor and the stator can simultaneously form a housing for the steering angle measuring system, which protects the code carrier and the scanning device. The rotor is attached to the steering wheel or the steering column, for example, and the stator to a component that is fixed in relation to the steering wheel or the steering column, e.g. the steering column cover. Before installation in the steering system, the rotor and the stator are preferably temporarily locked together.

Hinsichtlich weiterer möglicher geometrischer Anordnungen des Codes einerseits und der Abtasteinrichtung andererseits sei auf die DE 197 58 104 Al verwiesen, die zwar ein andersartiges Lenkwinkelmeßsystem betrifft, wobei aber die Anordnung des Codes bzw. der einzelnen Codespuren sowie der zugehörigen Abtasteinrichtung auf die vorliegende technische Lösung übertragbar sind.With regard to further possible geometric arrangements of the code on the one hand and the scanning device on the other hand, reference is made to DE 197 58 104 A1, which relates to a different type of steering angle measuring system, but the arrangement of the code or the individual code tracks and the associated scanning device can be transferred to the present technical solution.

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Der Rotor kann beispielsweise als Spritzgußteil aus PC ausgebildet und reflektierend ausgelegt sein, sei es durch die Verwendung eines reflektierenden Werkstoffes oder durch die Beschichtung mit einem reflektierenden Werkstoff. Hierauf wird dann der Codeträger, z.B. in Form eines lichtdurchlässigen Lackes, aufgetragen, in den dann die zur Bildung des Codes erforderlichen Marken eingebrannt werden.The rotor can, for example, be made as an injection-molded part made of PC and designed to be reflective, either by using a reflective material or by coating it with a reflective material. The code carrier is then applied to this, e.g. in the form of a translucent varnish, into which the marks required to form the code are then burned.

Weitere Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.Further advantages of the invention will become clear from the following description of embodiments with reference to the figures.

Es zeigen:
Fig. 1 -
Show it:
Fig. 1 -

einen Querschnitt durch ein Lenkwinkelmeßsystem, das in einem aus einem Rotor und einem Stator bestehenden Gehäuse angeordnet ist und bei dem ein Code des Lenkwinkelmeßsystems axial abgetastet wird;a cross-section through a steering angle measuring system which is arranged in a housing consisting of a rotor and a stator and in which a code of the steering angle measuring system is scanned axially;

Fig. 2Fig.2

eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1, bei dem der Code radial abgetastet wird;a modification of the embodiment of Fig. 1, in which the code is scanned radially;

Figuren 3a
und 3b -
Figures 3a
and 3b -

eine weitere Ausführungsform einer Abtasteinrichtung, mit der der Code aus den Figuren 1 und 2 abtastbar ist;a further embodiment of a scanning device with which the code from Figures 1 and 2 can be scanned;

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Fig. 4a und
und 4b -
Fig. 4a and
and 4b -

ein Ausführungsbeispiel eines Codeträgers mit zwei unterschiedlichen Varianten eines darauf eingebrannten Codes;an embodiment of a code carrier with two different variants of a code burned into it;

Figuren 5a
und 5b -
Figures 5a
and 5b -

eine Darstellung eines Lenkwinkelmeßsystems, das aus einem auf einem Lenkradskelett angeordneten Codeträger mit einem eingebrannten Code und einer auf einem Lenkstockschalter angeordneten Abtasteinrichtung zur Abtastung des Codes besteht.a representation of a steering angle measuring system consisting of a code carrier arranged on a steering wheel skeleton with a burned-in code and a scanning device arranged on a steering column switch for scanning the code.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Rotor 10 und einen Stator 20, die ein Gehäuse für ein Lenkwinkelmeßsystem zur Bestimmung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug bilden.Figure 1 shows a cross section through a rotor 10 and a stator 20, which form a housing for a steering angle measuring system for determining the steering angle in a motor vehicle.

Der Rotor 10 ist über Rastelemente 16 (von denen in Fig. 1 eines beispielhaft dargestellt ist) an einer drehbaren Baugruppe des Lenksystems des Kraftfahrzeugs, z.B. am Lenkrad, befestigt, und der Stator 20 ist über weitere Rastelemente 26 (von denen in Fig. 1 eines beispielhaft dargestellt ist) mit einer stationären Baugruppe des Lenksystems, z.B. einer Lenksäulen- bzw. Lenkspindelverkleidung, verbunden. Der Rotor 10 und der Stator 2 0 sind zueinander um eine Drehachse A verdrehbar, so daß sie sich bei einer Drehbewegung des Lenkrades entsprechend dieser Bewegung gegeneinander verdrehen.The rotor 10 is attached to a rotating assembly of the steering system of the motor vehicle, e.g. to the steering wheel, via locking elements 16 (one of which is shown as an example in Fig. 1), and the stator 20 is connected to a stationary assembly of the steering system, e.g. to a steering column or steering spindle cover, via further locking elements 26 (one of which is shown as an example in Fig. 1). The rotor 10 and the stator 20 can be rotated relative to one another about an axis of rotation A, so that when the steering wheel rotates, they rotate relative to one another in accordance with this movement.

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Der bezüglich der Drehachse A rotationssymmetrisch ausgebildete Stator 20 bildet ein Basisteil des das Lenkwinkelmeßsystem aufnehmenden Gehäuses, wobei eine mit einer Ausnehmung 21a versehene Rückwand 21 des Stators 2 0 den Boden des Gehäuses und die Seitenwand 22 des Stators 2 0 einen Teil der Seitenwand des Gehäuses bildet. Von der Rückwand 21 des Stators 2 0 stehen senkrecht zwei im wesentlichen parallel zu der Seitenwand 22 verlaufende, rotationssymmetrisch ausgebildete Stege 23, 24 ab. Einer dieser Stege (23) ist unmittelbar neben der Seitenwand 22 angeordnet und bildet mit dieser eine im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Aufnahme. Der zweite Steg 24 ist gegenüber dem erstgenannten Steg 23 zu der Drehachse A des Stators 20 hin versetzt.The stator 20, which is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation A, forms a base part of the housing accommodating the steering angle measuring system, with a rear wall 21 of the stator 20, provided with a recess 21a, forming the bottom of the housing and the side wall 22 of the stator 20 forming part of the side wall of the housing. Two rotationally symmetrical webs 23, 24, which run essentially parallel to the side wall 22, protrude perpendicularly from the rear wall 21 of the stator 20. One of these webs (23) is arranged directly next to the side wall 22 and forms with it a receptacle which is essentially U-shaped in cross section. The second web 24 is offset from the first-mentioned web 23 towards the axis of rotation A of the stator 20.

Der ebenfalls bezüglich der Drehachse A rotationssymmetrische Rotor 10 bildet eine auf den Stator 20 aufsetzbare und verdrehbar in diesem gelagerte Abdeckung, so daß Rotor 10 und Stator 20 ein Gehäuse zur Aufnahme des Lenkwinkelmeßsystems darstellen. Eine mit einer Ausnehmung 11a versehene Rückwand 11 des Rotors 10 bildet dabei die obere Deckfläche des Gehäuses und die Seitenwand 12 des Rotors einen Bestandteil der Seitenwand des Gehäuses. Neben der Seitenwand 12 des Rotors 10 erstreckt sich parallel zu dieser ein senkrecht von der Rückwand abstehender, rotationssymmetrisch ausgebildeter Steg 13, der zusammen mit der Seitenwand 12 eine im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Aufnahme bildet.The rotor 10, which is also rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation A, forms a cover that can be placed on the stator 20 and is rotatably mounted in it, so that the rotor 10 and stator 20 form a housing for accommodating the steering angle measuring system. A rear wall 11 of the rotor 10, provided with a recess 11a, forms the upper cover surface of the housing and the side wall 12 of the rotor forms a component of the side wall of the housing. In addition to the side wall 12 of the rotor 10, a web 13 of rotationally symmetrical design extends parallel to the side wall 12, which projects perpendicularly from the rear wall and which, together with the side wall 12, forms a receptacle that is essentially U-shaped in cross section.

Die beiden U-förmigen Aufnahmen 12, 13 bzw. 22, 23 des Rotors 10 einerseits sowie des Stators 20 andererseitsThe two U-shaped receptacles 12, 13 and 22, 23 of the rotor 10 on the one hand and the stator 20 on the other hand

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greifen mit ihren Schenkeln ineinander und bilden dadurch eine im wesentlichen geschlossene Seitenwand des das Lenkwinkelmeßsystem aufnehmenden Gehäuses.interlock with their legs and thus form an essentially closed side wall of the housing that houses the steering angle measuring system.

In einer Aufnahme 25 in der Rückwand 21 des Stators 2 0 ist als wesentlicher Bestandteil der Abtasteinrichtung 5 des Lenkwinkelmeßsystems eine Laserdiode 6 mit elektrischen Anschlüssen 7 angeordnet, die parallel zu der Drehachse A (axial) Laserstrahlen zu der Rückwand 11 des Rotors 10 hin abstrahlen kann. Im Strahlungsbereich der Laserdiode 6 erstreckt sich auf dem Rotor 10 über den gesamten Winkel von 360° ein kreisförmig ausgebildetes, reflektierendes Substrat 2, das auf der Rückwand 11 des Rotors 10 gegenüber der Laserdiode 6 angebracht ist und mit einem Codeträger 1 versehen ist. Der Codeträger 1 besteht vorzugsweise aus einer lichtdurchlässigen Farbschicht, z.B. einer bläulichen Azu-Farbschicht, die auf das Substrat 2 aufgebracht ist und einen Code in Form einer Meßteilung aufweist, die eine Bestimmung des Drehwinkels des Rotors 10 bezüglich des Stators 2 0 und damit des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs gestattet.A laser diode 6 with electrical connections 7 is arranged in a receptacle 25 in the rear wall 21 of the stator 20 as an essential component of the scanning device 5 of the steering angle measuring system, which can emit laser beams parallel to the axis of rotation A (axial) towards the rear wall 11 of the rotor 10. In the radiation area of the laser diode 6, a circular, reflective substrate 2 extends on the rotor 10 over the entire angle of 360°, which is attached to the rear wall 11 of the rotor 10 opposite the laser diode 6 and is provided with a code carrier 1. The code carrier 1 preferably consists of a translucent color layer, e.g. a bluish Azu color layer, which is applied to the substrate 2 and has a code in the form of a measuring graduation which allows the angle of rotation of the rotor 10 with respect to the stator 20 and thus the steering angle of the motor vehicle to be determined.

Der Codeträger 1 kann hierzu einerseits eine Vielzahl entlang des Umfangs des Codeträgers nebeneinander angeordneten Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, aus denen nebeneinander angeordnete, unterschiedliche Codewörter gebildet werden, die jeweils einen bestimmten Winkelbereich des Rotors 10 repräsentieren. Diese Erhebungen und Vertiefungen lassen sich auf dem Codeträger dadurch bilden, daß auf dem Codeträger 1 punktuell Material verdampft wird, wodurch Vertiefungen entstehen, bezüglich derer die Bereiche mit nicht verdampftem Material als Erhebungen wirken. Diese Erhebungen und Vertiefungen beeinflussen die Reflexion des von derThe code carrier 1 can have a large number of elevations and depressions arranged next to one another along the circumference of the code carrier, from which different code words arranged next to one another are formed, each of which represents a specific angular range of the rotor 10. These elevations and depressions can be formed on the code carrier by evaporating material at certain points on the code carrier 1, creating depressions with respect to which the areas with non-evaporated material act as elevations. These elevations and depressions influence the reflection of the light emitted by the

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Laserdiode 6 auf das reflektierende Substrat 2 abgestrahlte Licht und wirken somit als Marken eines auf dem Codeträger 1 aufgebrachten Codes.Laser diode 6 radiates light onto the reflective substrate 2 and thus acts as marks of a code applied to the code carrier 1.

Das von dem Substrat 2 reflektierte Licht bildet auf einer als Empfänger dienenden (und in Fig. 1 nicht dargestellten) Fotodiode ein Hell-Dunkel-Muster, das charakteristisch für den jeweils mittels der Laserdiode 6 abgetasteten Winkelbereich des Rotors 10 ist, da jedem Winkelbereich ein charakteristischer Code auf dem Codeträger 1 zugeordnet ist.The light reflected by the substrate 2 forms a light-dark pattern on a photodiode serving as a receiver (and not shown in Fig. 1), which is characteristic of the angular range of the rotor 10 scanned by the laser diode 6, since each angular range is assigned a characteristic code on the code carrier 1.

Es sei mit Bezug auf Fig. l.noch darauf hingewiesen, daß an dem Stator 10 Rastelemente 27 vorgesehen sind, die in die Ausnehmung 11a der Rückwand 11 des Rotors 10 eingreifen und über die der Rotor 10 und der Stator 20 vor dem Einbau in das Lenksystem zur Bildung eines Gehäuses miteinander verrastet werden können.With reference to Fig. 1, it should also be noted that locking elements 27 are provided on the stator 10, which engage in the recess 11a of the rear wall 11 of the rotor 10 and via which the rotor 10 and the stator 20 can be locked together to form a housing before installation in the steering system.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, daß hier die Abtastung des Codes mittels der Laserdiode 6 radial bezüglich der Drehachse A erfolgt.Fig. 2 shows a modification of the embodiment of Fig. 1, the essential difference being that here the scanning of the code by means of the laser diode 6 takes place radially with respect to the axis of rotation A.

Hierzu ist in dem radial nach innen versetzten Steg 24 des Stators 20 eine Aufnahme 25 für die Laserdiode 6 ausgebildet, aus der heraus die Laserdiode 6 radial in Richtung auf den neben der Seitenwand 12 des Stators 10 angeordneten Steg 13 abstrahlt. Auf diesem Steg 13 verläuft ringförmig das mit dem Codeträger 1 beschichtete Substrat 2 entlang des gesamten Umfangs des Rotors 10.For this purpose, a receptacle 25 for the laser diode 6 is formed in the radially inwardly offset web 24 of the stator 20, from which the laser diode 6 radiates radially in the direction of the web 13 arranged next to the side wall 12 of the stator 10. The substrate 2 coated with the code carrier 1 runs in a ring shape along the entire circumference of the rotor 10 on this web 13.

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Hinsichtlich der weiteren technischen Merkmale der in Fig 2 dargestellten Anordnung wird auf die obigen Ausführung zu Fig. 1 verwiesen; gleiche Bauteile sind in diesen beiden Figuren jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen.With regard to the further technical features of the arrangement shown in Fig. 2, reference is made to the above description of Fig. 1; identical components are provided with identical reference numerals in these two figures.

Selbstverständlich kann bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Anordnung der Laserdiode 6 einerseits sowie des Substrates 2 und des Codeträgers 1 andererseits räumlich vertauscht werden, indem die Laserdiode 6 bezüglich des Substrates 2 und des Codeträgers 1 radial weiter außen angeordnet wird.Of course, in the embodiment shown in Fig. 2, the arrangement of the laser diode 6 on the one hand and of the substrate 2 and the code carrier 1 on the other hand can be spatially swapped by arranging the laser diode 6 radially further outward with respect to the substrate 2 and the code carrier 1.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist es zudem ohne weiteres möglich, die Laserdiode 6 dem Rotor und das Substrat 2 mit dem Codeträger 1 dem Stator anzuordnen. Zudem muß es sich bei dem Substrat 2 nicht notwendig um ein separates auf dem Rotor 10 oder Stator 2 0 befestigtes ringförmiges Bauelement handeln, sondern der Codeträger 1 könnte auch unmittelbar auf dem Rotor 10 oder dem Stator 2 0 aufgebracht werden, wenn die entsprechende Wand des Rotors bzw. Stators hinreichend reflektiert.In both embodiments, it is also easily possible to arrange the laser diode 6 on the rotor and the substrate 2 with the code carrier 1 on the stator. In addition, the substrate 2 does not necessarily have to be a separate ring-shaped component attached to the rotor 10 or stator 20, but the code carrier 1 could also be applied directly to the rotor 10 or the stator 20 if the corresponding wall of the rotor or stator reflects sufficiently.

In den Figuren 3a und 3b ist eine Abwandlung der Abtasteinrichtung 5 dargestellt, die in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 zur Abtastung des auf dem Substrat 2 angeordneten Codeträgers 1 verwendet werden kann. Dabei zeigt Fig. 3b eine Draufsicht auf die in Fig. 3a im Querschnitt zusammen mit dem Codeträger 1 und der Aufnahme 25 dargestellten Abtasteinrichtung 5.Figures 3a and 3b show a modification of the scanning device 5 which can be used in the embodiments according to Figures 1 and 2 for scanning the code carrier 1 arranged on the substrate 2. Figure 3b shows a plan view of the scanning device 5 shown in cross section in Figure 3a together with the code carrier 1 and the holder 25.

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Die Abtasteinrichtung 5 gemäß den Figuren 3a und 3b umfaßt eine Laserdiode 6, mittels der ein Laserstrahl erzeugbar ist, der von dem mit dem Codeträger 1 beschichteten Substrat 2 reflektiert wird, und eine Fotodiodenanordnung 8, die den reflektierten Laserstrahl empfängt. Die neben der Laserdiode 6 angeordnete Fotodiodenanordnung 8 umfaßt hier mehrere einzelne Sensorelemente. Statt dessen kann jedoch auch eine Fotodiode mit nur einem einzigen Sensorelement als Empfänger für den reflektierten Laserstrahl verwendet werden. Bei der Verwendung mehrerer Sensorelemente lassen sich komplette Codewörter des Codeträgers 1 gleichzeitig erfassen. Im anderen Fall werden die einem kompletten Codewort entsprechenden Informationen des Codeträgers 1 nacheinander eingelesen und von der zugeordneten Auswerteeinheit als ein Codewort erkannt.The scanning device 5 according to Figures 3a and 3b comprises a laser diode 6, by means of which a laser beam can be generated which is reflected by the substrate 2 coated with the code carrier 1, and a photodiode arrangement 8 which receives the reflected laser beam. The photodiode arrangement 8 arranged next to the laser diode 6 here comprises several individual sensor elements. Instead, however, a photodiode with only a single sensor element can also be used as a receiver for the reflected laser beam. When using several sensor elements, complete code words of the code carrier 1 can be detected simultaneously. In the other case, the information of the code carrier 1 corresponding to a complete code word is read in one after the other and recognized by the associated evaluation unit as a code word.

Grundsätzlich kann als Empfänger für den reflektierten Laserstrahl auch eine CCD-Zeile verwendet werden, obwohl dies mit einem erhöhten Aufwand und Platzbedarf einhergeht.In principle, a CCD line can also be used as a receiver for the reflected laser beam, although this involves increased effort and space requirements.

In Fig. 4a ist eine Draufsicht auf einen kreisringförmigen Codeträger 1 dargestellt, der als Beschichtung auf einem entsprechenden kreisringförmigen Substrat aufgetragen ist und in den gemäß der Detaildarstellung aus Fig. 4b ein Code 3, 4 eingebrannt ist. Anhand Fig. 4b ist insbesondere erkennbar, daß die Daten 3 bzw. 4, die ein Codewort bzw. einen bestimmten Abschnitt des Codes bilden, sowohl entlang des Umfangs (bei Position 3) als auch in radialer Richtung (bei Position 4) nebeneinander in den Codeträger 1 eingebrannt sein können.Fig. 4a shows a plan view of a circular ring-shaped code carrier 1 which is applied as a coating to a corresponding circular ring-shaped substrate and into which a code 3, 4 is burned in accordance with the detailed illustration in Fig. 4b. Fig. 4b shows in particular that the data 3 and 4, which form a code word or a specific section of the code, can be burned into the code carrier 1 next to one another both along the circumference (at position 3) and in the radial direction (at position 4).

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In den Figuren 5a und 5b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkwinkelmeßsystems dargestellt, bei dem der Codeträger 1 mit dem zugehörigen Substrat 2 unmittelbar am Lenkrad 110 angeordnet ist und bei dem die zugehörige Abtasteinrichtung mit einer Laserdiode 6 und einer Fotodiodenanordnung 8 auf eine Deckfläche 122 eines Lenkstockschalters 120 vorgesehen ist.Figures 5a and 5b show a further embodiment of a steering angle measuring system according to the invention, in which the code carrier 1 with the associated substrate 2 is arranged directly on the steering wheel 110 and in which the associated scanning device with a laser diode 6 and a photodiode arrangement 8 is provided on a cover surface 122 of a steering column switch 120.

Das in Fig. 5a im Querschnitt dargestellte Lenkrad 110 umfaßt eine Lenkradnabe 111, über die das Lenkrad 110 drehfest mit einer Lenksäule bzw. Lenkspindel 109 (Fig. 5b) verbindbar ist, ein Lenkradskelett 112, eine Umhüllung 113 des Lenkradskelettes 112, einen federnd mit dem Lenkradskelett 112 verbundenen Kontaktträger 115 zum Auslösen einer Hupenfunktion oder dergleichen sowie ein gestrichelt angedeutetes, im zentralen Lenkradbereich angeordnetes Airbagmodul 116. Wird von einem Fahrer auf die Abdeckung des Airbagmoduls 116 eine Kraft ausgeübt, so überträgt sich diese auf den Kontaktträger 115, wodurch dieser auf das Lenkradskelett 112 zubewegt und die Hornfunktion ausgelöst wird.The steering wheel 110 shown in cross section in Fig. 5a comprises a steering wheel hub 111, via which the steering wheel 110 can be connected in a rotationally fixed manner to a steering column or steering spindle 109 (Fig. 5b), a steering wheel skeleton 112, a casing 113 of the steering wheel skeleton 112, a contact carrier 115 spring-connected to the steering wheel skeleton 112 for triggering a horn function or the like, and an airbag module 116, indicated by dashed lines, arranged in the central steering wheel area. If a driver exerts a force on the cover of the airbag module 116, this is transferred to the contact carrier 115, causing it to move towards the steering wheel skeleton 112 and the horn function to be triggered.

Konzentrisch zu der Nabe 111 des Lenkrades 110 ist ein kreisringförmiges Substrat 2 auf dem Lenkradskelett 112 angeordnet, das mit einem Codeträger 1 beschichtet ist. Der Codeträger 1 ist derart orientiert, daß er mittels einer lenkspindelseitig angeordneten Abtasteinrichtung 5 (vergl. Fig. 5b) abtastbar ist.Concentrically to the hub 111 of the steering wheel 110, a circular substrate 2 is arranged on the steering wheel skeleton 112, which is coated with a code carrier 1. The code carrier 1 is oriented in such a way that it can be scanned by means of a scanning device 5 arranged on the steering spindle side (see Fig. 5b).

In Fig. 5b ist perspektivisch ein Lenkstockschalter 120 dargestellt, der ein Gehäuse 121 aufweist, das drehfest innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, z.B. durch Befestigung im Bereich der Armaturentafel. In seiner Boden-In Fig. 5b, a steering column switch 120 is shown in perspective, which has a housing 121 that is arranged in a rotationally fixed manner within the motor vehicle, e.g. by fastening in the area of the dashboard. In its base

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fläche 122 weist das Gehäuse 121 eine Öffnung 123 auf, durch die hindurch die Lenksäule 10 9 in das Innere des Gehäuses 121 ragt. In seiner der Bodenfläche 122 gegenüberliegenden, dem Lenkrad 110 zugewandten Deckfläche 124 weist das Gehäuse eine Ausnehmung 125 auf, durch die hindurch die Nabe 111 des Lenkrades 110 (vergl. Fig. 5a) auf die Lenksäule 109 drehfest aufsetzbar ist.surface 122, the housing 121 has an opening 123 through which the steering column 109 projects into the interior of the housing 121. In its cover surface 124 opposite the bottom surface 122 and facing the steering wheel 110, the housing has a recess 125 through which the hub 111 of the steering wheel 110 (see Fig. 5a) can be placed onto the steering column 109 in a rotationally fixed manner.

In der Deckfläche 124 des Gehäuses 121 ist zudem eine Abtasteinrichtung 5 derart angeordnet, daß mit ihr der Codeträger 1 zur Ermittlung des Lenkwinkels (d.h. zur Ermittlung der Winkelposition des Lenkrades 110 bezüglich des Lenkstockschalters 120) abtastbar ist. Die Abtasteinrichtung 5 besteht aus einer Laserdiode 6 und einer Fotodiodenanordnung 8, entsprechend der Darstellung aus Fig. 3b.In the cover surface 124 of the housing 121, a scanning device 5 is also arranged in such a way that the code carrier 1 can be scanned with it to determine the steering angle (i.e. to determine the angular position of the steering wheel 110 with respect to the steering column switch 120). The scanning device 5 consists of a laser diode 6 and a photodiode arrangement 8, as shown in Fig. 3b.

Der Lenkstockschalter 120 nimmt Schalthebel 126, wie z.B. Blinkerschalter, auf, mit denen verschiedene elektrische Funktionen eines Kraftfahrzeugs auslösbar sind.The steering column switch 120 accommodates switch levers 126, such as turn signal switches, with which various electrical functions of a motor vehicle can be triggered.

Claims (15)

1. Lenkwinkelmeßsystem zur Ermittelung des Lenkwinkels eines Lenksystems in einem Kraftfahrzeug mit einem ringförmig angeordneten Codeträger, der einen Code in Form einer Winkelteilung aufweist, und einer Abtasteinrichtung zum Abtasten des Codes, wobei der Codeträger und die Abtasteinrichtung jeweils einer von zwei zueinander drehbaren Baugruppen des Lenksystems zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Codeträger (1) eine auf einem reflektierenden Substrat (2) angeordnete, lichtdurchlässige Materialschicht vorgesehen ist, in die der Code (3, 4) optisch eingebrannt ist. 1. Steering angle measuring system for determining the steering angle of a steering system in a motor vehicle with a ring-shaped code carrier which has a code in the form of an angular division, and a scanning device for scanning the code, the code carrier and the scanning device each being assigned to one of two mutually rotatable assemblies of the steering system, characterized in that a light-permeable material layer arranged on a reflective substrate ( 2 ) is provided as the code carrier ( 1 ), into which the code ( 3 , 4 ) is optically burned. 2. Lenkwinkelmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Codes (3, 4) auf dem Codeträger (1) punktuell Material verdampft worden ist. 2. Steering angle measuring system according to claim 1, characterized in that material has been evaporated at specific points on the code carrier ( 1 ) to form the code ( 3 , 4 ). 3. Lenkwinkelmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Codes (3, 4) auf dem Codeträger (1) punktuell Material angeschmolzen worden ist. 3. Steering angle measuring system according to claim 1, characterized in that material has been melted at certain points on the code carrier ( 1 ) to form the code ( 3 , 4 ). 4. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Substrat (2) durch eine reflektierende Oberfläche des Lenksystems gebildet wird, auf der die den Codeträger (1) bildende Materialschicht aufgebracht ist. 4. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the reflective substrate ( 2 ) is formed by a reflective surface of the steering system, on which the material layer forming the code carrier ( 1 ) is applied. 5. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Substrat (2) durch eine reflektierende Oberfläche eines ringförmigen Grundkörpers gebildet wird, auf der die den Codeträger (1) bildende Materialschicht aufgebracht ist und der an einer Baugruppe des Lenksystems befestigbar ist. 5. Steering angle measuring system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reflective substrate ( 2 ) is formed by a reflective surface of an annular base body on which the material layer forming the code carrier ( 1 ) is applied and which can be fastened to an assembly of the steering system. 6. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Code als Strichcode ausgebildet ist. 6. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code is designed as a bar code. 7. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Code (3, 4) eine Vielzahl unterschiedlicher Codewörter umfaßt, die jeweils einen definierten Winkelbereich auf dem Codeträger (1) repräsentieren und die entlang des Umfangs des Codeträgers (1) hintereinander angeordnet sind. 7. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code ( 3 , 4 ) comprises a plurality of different code words, each of which represents a defined angle range on the code carrier ( 1 ) and which are arranged one behind the other along the circumference of the code carrier ( 1 ). 8. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Code mindestens zwei entlang des Umfangs des Codeträgers (1) nebeneinander verlaufende Codespuren mit übereinstimmender Winkelinformation aufweist. 8. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code has at least two code tracks with matching angle information running alongside one another along the circumference of the code carrier ( 1 ). 9. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Code (3, 4) mittels der Abtasteinrichtung (5) optisch abgetastet wird. 9. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code ( 3 , 4 ) is optically scanned by means of the scanning device ( 5 ). 10. Lenkwinkelmeßsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (5) einen Sender (6), insbesondere in Form einer Laserdiode, und einen Empfänger (8), insbesondere in Form einer Fotodiodenanordnung, aufweist. 10. Steering angle measuring system according to claim 9, characterized in that the scanning device ( 5 ) has a transmitter ( 6 ), in particular in the form of a laser diode, and a receiver ( 8 ), in particular in the form of a photodiode arrangement. 11. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Code (3, 4) mittels der Abtasteinrichtung (5) in radialer Richtung bezüglich der Drehachse (A) der beiden zueinander drehbaren Baugruppen (10, 20) abgetastet wird. 11. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code ( 3 , 4 ) is scanned by means of the scanning device ( 5 ) in the radial direction with respect to the axis of rotation (A) of the two mutually rotatable assemblies ( 10 , 20 ). 12. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Code (3, 4) mittels der Abtasteinrichtung (5) in axialer Richtung bezüglich der Drehachse (A) der beiden zueinander drehbaren Baugruppen (10, 20) abgetastet wird. 12. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code ( 3 , 4 ) is scanned by means of the scanning device ( 5 ) in the axial direction with respect to the axis of rotation (A) of the two mutually rotatable assemblies ( 10 , 20 ). 13. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträger (1) oder die Abtasteinrichtung (5) am Lenkrad (110) angeordnet ist. 13. Steering angle measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the code carrier ( 1 ) or the scanning device ( 5 ) is arranged on the steering wheel ( 110 ). 14. Lenkwinkelmeßsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträger (1) am Lenkrad (110) und die Abtasteinrichtung (5) an einer Lenksäulen- oder Lenkspindelverkleidung oder einem Lenkstockschalter (120) angeordnet ist. 14. Steering angle measuring system according to claim 13, characterized in that the code carrier ( 1 ) is arranged on the steering wheel ( 110 ) and the scanning device ( 5 ) is arranged on a steering column or steering spindle cover or a steering column switch ( 120 ). 15. Lenkwinkelmeßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lenksystem eine zusätzliche Baueinheit bestehend aus einem Rotor (10) und einem Stator (20) befestigt ist, die beim Betätigen des Lenksystems entsprechend der Bewegung des Lenkrades gegeneinander verdreht werden, und daß der Codeträger (1) einerseits und die Abtasteinrichtung (5) andererseits jeweils einem der beiden Funktionselemente Rotor (10) bzw. Stator (20) zugeordnet sind. 15. Steering angle measuring system according to one of claims 1 to 12, characterized in that an additional structural unit consisting of a rotor ( 10 ) and a stator ( 20 ) is attached to the steering system, which are rotated relative to one another when the steering system is actuated in accordance with the movement of the steering wheel, and that the code carrier ( 1 ) on the one hand and the scanning device ( 5 ) on the other hand are each assigned to one of the two functional elements rotor ( 10 ) and stator ( 20 ) respectively.
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