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DE102021121889A1 - Sensor arrangement for a vehicle; rear axle steering; Vehicle, method for position measurement using a sensor array - Google Patents

Sensor arrangement for a vehicle; rear axle steering; Vehicle, method for position measurement using a sensor array Download PDF

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DE102021121889A1
DE102021121889A1 DE102021121889.6A DE102021121889A DE102021121889A1 DE 102021121889 A1 DE102021121889 A1 DE 102021121889A1 DE 102021121889 A DE102021121889 A DE 102021121889A DE 102021121889 A1 DE102021121889 A1 DE 102021121889A1
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DE
Germany
Prior art keywords
sensor
proximity switch
vehicle
sensor arrangement
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
DE102021121889.6A
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German (de)
Inventor
Felix Distler
Joerg Huettel
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs,wobei die Sensoranordnung einen als Wirbelstromsensor ausgebildeten Positionssensor umfasst,dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung einen Näherungsschalter und/oder -sensor aufweist, wobei der Näherungsschalter und/oder -sensor zur Messung in einem Teilbereich eines Messbereichs des Positionssensors ausgebildet istThe invention relates to a sensor arrangement for a vehicle, in particular for a rear-axle steering system of a vehicle, the sensor arrangement comprising a position sensor designed as an eddy current sensor, characterized in that the sensor arrangement has a proximity switch and/or sensor, the proximity switch and/or sensor for Measurement is formed in a portion of a measurement range of the position sensor

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs, umfassend einen Positionssensor. Ferner betrifft die Erfindung eine Hinterachslenkung, ein Fahrzeug, sowie ein Verfahren zur Positionsmessung mithilfe einer Sensoranordnung.The invention relates to a sensor arrangement for a vehicle, in particular for a rear-axle steering system of a vehicle, comprising a position sensor. Furthermore, the invention relates to a rear-axle steering system, a vehicle, and a method for measuring position using a sensor arrangement.

Derartige Sensoranordnungen und Positionssensoren sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise zur Messung eines Lenkwinkels einer Hinterachslenkung eines Fahrzeugs verwendet.Such sensor arrangements and position sensors are generally known. They are used, for example, to measure a steering angle of a rear-axle steering system in a vehicle.

Die DE102018130228 B3 offenbart einen Aktuator für ein Fahrzeug, der eine Schubstange umfasst, die innerhalb eines Gehäuses longitudinal verlagerbar ist, wobei die Schubstange eine Verdrehsicherung mit einem Führungselement aufweist, das in einer am Gehäuse angeordneten ein- oder mehrteiligen Gleitschiene in axialer Richtung geführt ist, wobei zwischen der Gleitschiene und dem Gehäuse ein Elastomerring angeordnet ist. Der Aktuator ist dazu vorgesehen, durch das axiale Verlagern der Schubstange gegenüber dem Gehäuse eine Einstellung eines Lenkwinkels von mit dem Aktuator wirkverbundenen Fahrzeugrädern an einer Hinterachse des Fahrzeugs auszuführen. Die DE102018130228 B3 beschreibt hierfür eine Sensorvorrichtung, umfassend zumindest ein Sensorelement und ein Messobjekt, wobei das Messobjekt am Führungselement angeordnet und mit dem zumindest einen Sensorelement, welches zumindest mittelbar am Gehäuse befestigt ist, wirksam verbunden ist. Das zumindest eine Sensorelement kann dabei gehäusefest angeordnet sein, wobei das Messobjekt als Sensorgegenstück im Führungselement integriert ist und mit dem zumindest einen Sensorelement zusammenwirkt.The DE102018130228 B3 discloses an actuator for a vehicle, which includes a push rod that is longitudinally displaceable within a housing, the push rod having an anti-twist device with a guide element that is guided in the axial direction in a one-part or multi-part slide rail arranged on the housing, with between the Slide rail and the housing, an elastomer ring is arranged. The actuator is provided for setting a steering angle of vehicle wheels, which are operatively connected to the actuator, on a rear axle of the vehicle by the axial displacement of the connecting rod relative to the housing. The DE102018130228 B3 describes a sensor device for this purpose, comprising at least one sensor element and a measurement object, the measurement object being arranged on the guide element and being effectively connected to the at least one sensor element, which is at least indirectly attached to the housing. The at least one sensor element can be arranged fixed to the housing, the measurement object being integrated as a sensor counterpart in the guide element and interacting with the at least one sensor element.

Es existieren Linearpositionssensoren, die den vollen Hub mit einer begrenzten Genauigkeit abdecken. Für viele Anwendungen ist jedoch eine erhöhte Genauigkeit nötig.Linear position sensors exist that cover the full stroke with limited accuracy. For many applications, however, increased accuracy is required.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine vorteilhafte Sensoranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine verbesserte Messung ermöglicht.Against this background, the task is to provide an advantageous sensor arrangement for a vehicle that enables improved measurement.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs, wobei die Sensoranordnung einen als Wirbelstromsensor ausgebildeten Positionssensor umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung einen Näherungsschalter und/oder - sensor aufweist, wobei der Näherungsschalter und/oder -sensor zur Messung in einem Teilbereich eines Messbereichs des Positionssensors ausgebildet ist.The object is achieved according to the invention by a sensor arrangement for a vehicle, in particular for rear-axle steering of a vehicle, the sensor arrangement comprising a position sensor designed as an eddy current sensor, characterized in that the sensor arrangement has a proximity switch and/or sensor, the proximity switch and/or -sensor is designed for measuring in a portion of a measuring range of the position sensor.

Die Verwendung eines Wirbelstromsensors alleine hätte den Nachteil, dass zwar ein vergleichsweise großer Messbereich abgedeckt werden kann, insbesondere über den gesamten Hub, die Messgenauigkeit dabei jedoch vergleichsweise gering ist, was für unterschiedliche Anwendungen zu unzureichenden Ergebnissen führt. Erfindungsgemäß kann dieser Nachteil überwunden werden. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung umfasst hierbei einen Näherungsschalter und/oder -sensor, der zur Messung in einem Teilbereich eines Messbereichs des Positionssensors ausgebildet ist, sodass in diesem Teilbereich eine erhöhte Messgenauigkeit erreicht werden kann. Für diverse Anwendungen ist eine derart erhöhte Messgenauigkeit nicht über den kompletten Hub bzw. des kompletten Messbereichs des Positionssensors nötig, sondern lediglich über einen Teilbereich. Mithilfe der vorliegenden Erfindung kann somit eine kosteneffiziente Sensoranordnung erreicht werden, die auch hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit genügt.The use of an eddy current sensor alone would have the disadvantage that although a comparatively large measuring range can be covered, in particular over the entire stroke, the measuring accuracy is comparatively low, which leads to inadequate results for different applications. According to the invention, this disadvantage can be overcome. The sensor arrangement according to the invention comprises a proximity switch and/or sensor, which is designed for measuring in a sub-area of a measuring range of the position sensor, so that increased measuring accuracy can be achieved in this sub-area. For various applications, such an increased measuring accuracy is not necessary over the complete stroke or the complete measuring range of the position sensor, but only over a partial range. A cost-efficient sensor arrangement can thus be achieved with the aid of the present invention, which also satisfies high demands on the measuring accuracy.

Der Positionssensor ist zur Detektion einer Position eines Messobjekts, insbesondere eines Targets, eingerichtet. Das Messobjekt ist dabei relativ zum Positionssensor, insbesondere zu einer Spule oder mehreren Spulen des Positionssensors, beweglich angeordnet. Somit kann insbesondere ein Lenkwinkel einer Hinterachslenkung mithilfe der Sensoranordnung ermittelt werden. Vorzugsweise ist der Positionssensor als Linearsensor ausgebildet. Der Näherungsschalter und/oder -sensor ist zur Messung in einem Teilbereich des gesamten Messbereichs des Positionssensors ausgebildet, sodass in diesem Teilbereich mithilfe des Näherungsschalters und/oder -sensors eine erhöhte Genauigkeit erreicht werden kann. Der Näherungsschalter und/oder -sensor kann insbesondere auch als Proximity-Switch verstanden werden.The position sensor is set up to detect a position of a measurement object, in particular a target. In this case, the measurement object is movably arranged relative to the position sensor, in particular to a coil or a plurality of coils of the position sensor. Thus, in particular, a steering angle of a rear-axle steering system can be determined using the sensor arrangement. The position sensor is preferably designed as a linear sensor. The proximity switch and/or sensor is designed to measure in a sub-area of the entire measuring range of the position sensor, so that increased accuracy can be achieved in this sub-area using the proximity switch and/or sensor. The proximity switch and/or sensor can in particular also be understood as a proximity switch.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die mithilfe der Sensoranordnung erfassten Messignale zur weiteren Auswertung, beispielsweise einer Steuer- und Auswerteeinheit bereitgestellt werden können.According to one embodiment of the present invention, it is possible for the measurement signals detected using the sensor arrangement to be made available for further evaluation, for example to a control and evaluation unit.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.Advantageous developments and configurations can be found in the dependent claims.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Näherungsschalter und/oder -sensor eine höhere Auflösung und/oder Genauigkeit, insbesondere bezüglich einer Positionsmessung mithilfe eines Messobjekts, insbesondere eines Targets, aufweist als der Positionssensor. Vorzugsweise sind sowohl der Positionssensor als auch der Näherungsschalter und/oder -sensor zur Positionsmessung mithilfe des Messobjekts, insbesondere des Targets, der Sensoranordnung ausgebildet. Der Näherungsschalter und/oder -sensor weist somit eine höhere Messgenauigkeit und/oder eine höhere Auflösung und/oder einen geringeren Fehler bei der Positionsmessung des Messobjekts auf als der Positionssensor. Im Teilbereich des Messbereichs, in dem der Näherungsschalter und/oder -sensor zur Messung ausgebildet ist, kann somit eine präzisere und genauere Messung erfolgen.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that the proximity switch and/or sensor has a higher resolution and/or accuracy, in particular with regard to a position measurement using a measurement object, in particular a target, than the position sensor. Preferably, both the posi tion sensor and the proximity switch and / or sensor for position measurement using the measurement object, in particular the target, the sensor array formed. The proximity switch and/or sensor thus has a higher measurement accuracy and/or a higher resolution and/or a lower error when measuring the position of the measurement object than the position sensor. A more precise and more accurate measurement can thus take place in the partial area of the measurement area in which the proximity switch and/or sensor is designed for measurement.

Es ist beispielsweise denkbar, dass es sich bei dem Teilbereich des Messbereichs um einen zentralen Teilbereich des Gesamtmessbereichs des Positionssensors handelt. Bei einer Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise für eine Hinterachslenkung, ist eine erhöhte Messgenauigkeit in einem derartigen zentralen Teilbereich wünschenswert. Es ist alternativ beispielsweise denkbar, dass der Teilbereich ein Randbereich des Messbereichs des Positionssensors ist. Die Lage des Teilbereichs innerhalb des Messbereichs ist vorzugsweise an die Anwendung der Sensoranordnung angepasst und/oder in Abhängigkeit der Anforderungen an die Sensoranordnung während der Anwendung der Sensoranordnung gewählt. Die Lage des Teilbereichs innerhalb des Messbereichs ist insbesondere durch die Wahl der Position des Näherungsschalters und/oder -sensors relativ zum Positionssensor einstellbar.It is conceivable, for example, that the partial area of the measuring range is a central partial area of the overall measuring range of the position sensor. In a large number of applications, for example for rear-axle steering, increased measurement accuracy in such a central sub-area is desirable. It is alternatively conceivable, for example, for the partial area to be an edge area of the measuring area of the position sensor. The position of the partial area within the measuring area is preferably adapted to the application of the sensor arrangement and/or selected as a function of the requirements placed on the sensor arrangement during the application of the sensor arrangement. The position of the partial area within the measuring area can be adjusted in particular by selecting the position of the proximity switch and/or sensor relative to the position sensor.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Positionssensor eine oder mehrere Spulen aufweist. Im Betrieb wird ein Wechselstrom durch die Spule oder die Spulen (Coils) geleitet, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird. Das so erzeugte magnetische Feld wirkt auf da Messobjekt bzw. das Target und induziert einen Wirbelstrom im Messobjekt bzw. Target. Dieser erzeugte Wirbelstrom erzeugt wiederum ein Magnetfeld, das mithilfe der Spule oder der Spulen und/oder mithilfe zusätzlicher Detektionsspulen des Wirbelstromsensors detektierbar ist.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that the position sensor has one or more coils. In operation, an alternating current is passed through the coil or coils, creating a magnetic field. The magnetic field generated in this way acts on the measurement object or the target and induces an eddy current in the measurement object or target. This generated eddy current in turn generates a magnetic field that can be detected using the coil or coils and/or using additional detection coils of the eddy current sensor.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Näherungsschalter und/oder -sensor mindestens eine weitere Spule und/oder mindestens eine integrierte Schaltung (IC) umfasst. Es ist denkbar, dass der Näherungsschalter und/oder -sensor ein induktiver Näherungsschalter und/oder -sensor oder ein Halleffekt-Näherungsschalter und/oder -sensor oder ein kapazitiver Näherungsschalter und/oder - sensor ist. Für den Fall, dass der Näherungsschalter und/oder -sensor mindestens eine weitere Spule aufweist, ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung denkbar, dass die mindestens eine weitere Spule des Näherungsschalters und/oder -sensors eine größere Wicklungsdichte, insbesondere eine höhere Anzahl an Wicklungen pro Länge, aufweist als die eine oder mehreren Spulen des Positionssensors. Somit ist eine erhöhte Messgenauigkeit mithilfe des Näherungsschalter und/oder -sensors in dem Teilbereich erzielbar.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that the proximity switch and/or sensor includes at least one additional coil and/or at least one integrated circuit (IC). It is conceivable that the proximity switch and/or sensor is an inductive proximity switch and/or sensor or a Hall effect proximity switch and/or sensor or a capacitive proximity switch and/or sensor. In the event that the proximity switch and/or sensor has at least one additional coil, it is conceivable, according to a preferred embodiment, for the at least one additional coil of the proximity switch and/or sensor to have a greater winding density, in particular a higher number of windings per length, than the one or more coils of the position sensor. An increased measurement accuracy can thus be achieved in the sub-area with the aid of the proximity switch and/or sensor.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Näherungsschalter und/oder -sensor und der Positionssensor auf einer Leiterplatte, insbesondere einem PCB (printed circuit board), angeordnet sind.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable for the proximity switch and/or sensor and the position sensor to be arranged on a printed circuit board, in particular a PCB (printed circuit board).

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Sensoranordnung mehrere Näherungsschalter und/oder -sensoren umfasst, wobei die Näherungsschalter und/oder -sensoren jeweils zur Messung in einem oder mehreren Teilbereichen des Messbereichs des Positionssensors ausgebildet sind. Hierdurch kann eine erhöhte Messgenauigkeit in mehreren Teilbereichen des gesamten Messbereichs bzw. Hubs erreicht werden.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that the sensor arrangement comprises a plurality of proximity switches and/or sensors, with the proximity switches and/or sensors each being designed for measuring in one or more partial areas of the measuring range of the position sensor. As a result, increased measurement accuracy can be achieved in several sub-areas of the entire measurement range or stroke.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Hinterachslenkung, insbesondere für ein Fahrzeug, wobei die Hinterachslenkung eine Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, bevorzugt wobei mithilfe der Sensoranordnung ein Lenkwinkel der Hinterachslenkung ermittelbar ist.A further object of the present invention is a rear-axle steering system, in particular for a vehicle, the rear-axle steering system comprising a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention, preferably with the sensor arrangement being able to determine a steering angle of the rear-axle steering system.

Gemäß einer Ausführungsform ist es denkbar, dass die Hinterachslenkung einen Aktuator aufweist, der eine Schubstange umfasst, die innerhalb eines Gehäuses oder zumindest relativ zu einem Gehäuse longitudinal verlagerbar ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist es denkbar, dass das Messobjekt, insbesondere das Target, gehäusefest angeordnet ist, wobei der Positionssensor sowie der Näherungsschalter und/oder -sensor direkt oder mittelbar mit der Schubstange verbunden sind. Alternativ ist es denkbar, dass das Messobjekt, insbesondere das Target, direkt oder mittelbar mit der Schubstange verbunden ist, wobei der Positionssensor sowie der Näherungsschalter und/oder -sensor gehäusefest angeordnet sind. In beiden Fällen kann mithilfe der Sensoranordnung die relative axiale Position der Schubstange gegenüber dem Gehäuse ermittelt werden. Hierdurch ist der Lenkwinkel ermittelbar. Der Lenkwinkel bezieht sich dabei insbesondere auf die Lenkwinkelstellung der Räder der Hinterachse des Fahrzeugs.According to one embodiment, it is conceivable that the rear-axle steering has an actuator that includes a push rod that is longitudinally displaceable within a housing or at least relative to a housing. According to one embodiment, it is conceivable that the measurement object, in particular the target, is fixed to the housing, with the position sensor and the proximity switch and/or sensor being connected directly or indirectly to the push rod. Alternatively, it is conceivable that the measurement object, in particular the target, is connected directly or indirectly to the connecting rod, with the position sensor and the proximity switch and/or sensor being arranged fixed to the housing. In both cases, the relative axial position of the push rod relative to the housing can be determined using the sensor arrangement. As a result, the steering angle can be determined. The steering angle relates in particular to the steering angle position of the wheels on the rear axle of the vehicle.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, aufweisend eine Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder eine Hinterachslenkung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Another subject matter of the present invention is a vehicle having a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention or a rear-axle steering system according to an embodiment of the present invention.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Positionsmessung mithilfe einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Position eines Messobjekts mithilfe der Sensoranordnung gemessen wird.A further subject matter of the present invention is a method for position measurement using a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention, a position of a measurement object being measured using the sensor arrangement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass - bei einer Positionierung des Messobjekts im Teilbereich des Messbereichs des Positionssensors - eine Position des Messobjekts zumindest mithilfe eines Messsignals des Näherungsschalter und/oder -sensors ermittelt wird. Es ist denkbar, dass innerhalb des Teilbereichs ausschließlich das Messsignal des Näherungsschalter und/oder -sensors zur Ermittlung der Position des Messobjekts verwendet wird. Es ist alternativ denkbar, dass innerhalb des Teilbereichs sowohl das Messsignal des Näherungsschalter und/oder -sensors als auch das Messignal des Positionssensors zur Ermittlung der Position des Messobjekts verwendet wird. Außerhalb des Teilbereichs wird vorzugsweise das Messsignal des Positionssensors zur Ermittlung der Position des Messobjekts verwendet.According to a preferred embodiment of the present invention, it is conceivable that—when the measurement object is positioned in a partial area of the measurement range of the position sensor—a position of the measurement object is determined at least with the aid of a measurement signal from the proximity switch and/or sensor. It is conceivable that within the partial area only the measurement signal of the proximity switch and/or sensor is used to determine the position of the measurement object. It is alternatively conceivable that both the measurement signal of the proximity switch and/or sensor and the measurement signal of the position sensor are used to determine the position of the measurement object within the partial area. Outside the partial area, the measurement signal of the position sensor is preferably used to determine the position of the measurement object.

Es ist vorzugsweise denkbar, dass die Messsignale des Positionssensors und des Näherungsschalters und/oder -sensors zur weiteren Verwendung und/oder Analyse einer Steuer- und Auswerteeinheit bereitgestellt werden. Es ist denkbar, dass die weitere Verwendung und/oder Analyse der Messsignale computerimplementiert erfolgt.It is preferably conceivable that the measurement signals from the position sensor and the proximity switch and/or sensor are made available to a control and evaluation unit for further use and/or analysis. It is conceivable that the further use and/or analysis of the measurement signals takes place in a computer-implemented manner.

Für die erfindungsgemäße Hinterachslenkung, das erfindungsgemäße Fahrzeug und das erfindungsgemäß Verfahren zur Positionsmessung können dabei die Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile Anwendung finden, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung beschrieben worden sind. Für die erfindungsgemäße Sensoranordnung, die erfindungsgemäße Hinterachslenkung und das erfindungsgemäße Fahrzeug können dabei die Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile Anwendung finden, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Positionsmessung oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Positionsmessung beschrieben worden sind.The features, embodiments and advantages that have already been described in connection with the sensor arrangement according to the invention or in connection with an embodiment of the sensor arrangement according to the invention can be used for the rear axle steering according to the invention, the vehicle according to the invention and the method for position measurement according to the invention. The features, embodiments and advantages that have already been described in connection with the method for position measurement according to the invention or in connection with an embodiment of the method for position measurement according to the invention can be used for the sensor arrangement according to the invention, the rear axle steering according to the invention and the vehicle according to the invention.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Further details and advantages of the invention are to be explained below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show in it:
  • 1 a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic representation of a sensor arrangement according to a first embodiment of the present invention; and
  • 3 a schematic representation of a sensor arrangement according to a second embodiment of the present invention.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Sensoranordnung 10 umfasst einen als Wirbelstromsensor ausgebildeten Positionssensor 1 und einen Näherungsschalter und/oder -sensor 2, der in einem zentralen Teilbereich des Positionssensor 1 angeordnet ist. Ein Messobjekt 11 ist relativ zum Positionssensor 1 und zum Näherungsschalter und/oder Näherungssensor 2 beweglich angeordnet. Das Messobjekt 11 kann bezüglich des Positionssensors 1 und des Näherungsschalters und/oder -sensors 2 eine Relativbewegung entlang der Bewegungsachse 100 durchführen. Das Messobjekt 11 weist insbesondere ein oder mehrere elektrisch leitfähige Materialen auf. Mithilfe der Sensoranordnung 10 ist eine Position des Messobjekts 11 relativ zum Positionssensor 1 und zum Näherungsschalter und/oder -sensor 2 detektierbar. Derart ist ein Linearsensor ausgebildet, der insbesondere als Teil einer Hinterachslenkung eines Fahrzeugs zur Bestimmung eines Lenkwinkels ausgebildet sein kann.In 1 A schematic representation of a sensor arrangement 10 according to an embodiment of the present invention is shown. The sensor arrangement 10 comprises a position sensor 1 designed as an eddy current sensor and a proximity switch and/or sensor 2 which is arranged in a central partial area of the position sensor 1 . A measurement object 11 is movably arranged relative to the position sensor 1 and to the proximity switch and/or proximity sensor 2 . The measurement object 11 can perform a relative movement along the movement axis 100 with respect to the position sensor 1 and the proximity switch and/or sensor 2 . The measurement object 11 has in particular one or more electrically conductive materials. A position of the measurement object 11 relative to the position sensor 1 and to the proximity switch and/or sensor 2 can be detected with the aid of the sensor arrangement 10 . A linear sensor is designed in this way, which can be designed in particular as part of a rear-axle steering system of a vehicle for determining a steering angle.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Positionssensor 1 ist mithilfe von Spulen 3, 3` ausgebildet und basiert auf der Wirbelstromtechnik. Der Näherungsschalter und/oder -sensor 2 ist mithilfe von mindestens einer weiteren Spule 4 ausgebildet. Die weitere Spule 4 weist eine höhere Windungsdichte auf als die Spulen 3, 3' des Positionssensors 1. Die Spulen 3, 3' und die weitere Spule 4 sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte 5 ausgebildet. Mithilfe des Näherungsschalters und/oder -sensors 2 kann in einem zentralen Teilbereich des Gesamtmessbereichs des Positionssensors 1 eine verbesserte Genauigkeit bei der Positionsmessung des Messobjekts 11 (nicht dargestellt) erreicht werden. Es sind gemäß unterschiedlicher Ausgestaltungen der Erfindung auch andere Positionen als die dargestellte Position für die Anordnung des Näherungsschalters und/oder -sensors 2 denkbar. Es ist ferner denkbar, dass mehrere Näherungsschalter und/oder -sensoren 2 vorhanden sind. Die Position des Näherungsschalters und/oder - sensors 2 oder der Näherungsschalter und/oder -sensoren 2 wird abhängig davon gewählt, in welchen Teilbereichen eine erhöhte Genauigkeit innerhalb des vollen Hubs benötigt wird. Mithilfe des Näherungsschalters und/oder -sensors 2 oder der Näherungsschalter und/oder - sensoren 2 kann die Position des Messobjekts 11 innerhalb eines Teilbereichs oder mehrerer Teilbereiche des gesamten Messbereichs des Positionssensors 1 detektiert werden.In 2 a schematic representation of a sensor arrangement 10 according to a first exemplary embodiment of the present invention is shown. The position sensor 1 is formed using coils 3, 3' and is based on eddy current technology. The proximity switch and/or sensor 2 is formed using at least one additional coil 4 . The additional coil 4 has a higher winding density than the coils 3, 3' of the position sensor 1. The coils 3, 3' and the additional coil 4 are formed on a common printed circuit board 5. The proximity switch and/or sensor 2 can be used to achieve improved accuracy when measuring the position of the measurement object 11 (not shown) in a central sub-area of the overall measurement area of the position sensor 1 . According to different configurations of the invention, positions other than the position shown are also conceivable for the arrangement of the proximity switch and/or sensor 2 . It is also conceivable that several proximity switches and/or sensors 2 are present. The position of the proximity switch and/or sensor 2 or of the proximity switches and/or sensors 2 is selected depending on the partial areas in which increased accuracy is required within the full stroke. Using the proximity switch and / or sensor 2 or the proximity switch and / or sensors 2, the position of the measurement object 11 within a sub-area or several Partial areas of the entire measuring range of the position sensor 1 are detected.

In 3 ist eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Näherungsschalter und/oder -sensor 2 hierbei mithilfe einer integrierten Schaltung 6 ausgebildet, die auf der Leiterplatte 5 angeordnet ist. Es kommen dabei verschiedene physikalische Messprinzipien für den mithilfe der integrierten Schaltung 6 ausgebildeten Näherungsschalter und/oder -sensor 2 infrage. Der Näherungsschalter und/oder -sensor 2 ist dabei zur Messung in einem Teilbereich des gesamten Messbereichs des Positionssensors 1 ausgebildet, sodass in diesem Teilbereich eine erhöhte Genauigkeit bei der Messung der Position des Messobjekts 11 (nicht dargestellt) erreichbar ist.In 3 1 is a schematic representation of a sensor arrangement 10 according to a second exemplary embodiment of the present invention. In contrast to the first exemplary embodiment, the proximity switch and/or sensor 2 is in this case formed using an integrated circuit 6 which is arranged on the printed circuit board 5 . Various physical measuring principles can be used for the proximity switch and/or sensor 2 embodied using the integrated circuit 6 . The proximity switch and/or sensor 2 is designed to measure in a sub-area of the entire measuring range of the position sensor 1, so that increased accuracy when measuring the position of the measurement object 11 (not shown) can be achieved in this sub-area.

BezugszeichenlisteReference List

11
Positionssensorposition sensor
22
Näherungsschalter und/oder -sensorProximity switch and/or sensor
3, 3`3, 3`
SpulenWash
44
weitere Spuleanother coil
55
Leiterplattecircuit board
66
integrierte Schaltungintegrated circuit
1010
Sensoranordnungsensor arrangement
1111
Messobjektmeasurement object
100100
Bewegungsachsemotion axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018130228 B3 [0003]DE 102018130228 B3 [0003]

Claims (9)

Sensoranordnung (10) für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs, wobei die Sensoranordnung (10) einen als Wirbelstromsensor ausgebildeten Positionssensor (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (10) einen Näherungsschalter und/oder -sensor (2) aufweist, wobei der Näherungsschalter und/oder -sensor (2) zur Messung in einem Teilbereich eines Messbereichs des Positionssensors (1) ausgebildet ist.Sensor arrangement (10) for a vehicle, in particular for rear-axle steering of a vehicle, the sensor arrangement (10) comprising a position sensor (1) designed as an eddy current sensor, characterized in that the sensor arrangement (10) has a proximity switch and/or sensor (2) has, wherein the proximity switch and / or sensor (2) for measuring in a portion of a measuring range of the position sensor (1) is formed. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Näherungsschalter und/oder -sensor (2) eine höhere Auflösung und/oder Genauigkeit, insbesondere bezüglich einer Positionsmessung mithilfe eines Messobjekts (11), insbesondere eines Targets, aufweist als der Positionssensor (1).Sensor arrangement (10) after claim 1 , wherein the proximity switch and / or sensor (2) has a higher resolution and / or accuracy, in particular with regard to a position measurement using a measurement object (11), in particular a target, than the position sensor (1). Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Positionssensor (1) eine oder mehrere Spulen (3, 3`) aufweist.Sensor arrangement (10) according to any one of the preceding claims, wherein the position sensor (1) has one or more coils (3, 3`). Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Näherungsschalter und/oder -sensor (2) mindestens eine weitere Spule (4) und/oder mindestens eine integrierte Schaltung (6) umfasst.Sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the proximity switch and/or sensor (2) comprises at least one further coil (4) and/or at least one integrated circuit (6). Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Näherungsschalter und/oder -sensor (2) und der Positionssensor (1) auf einer Leiterplatte (5), insbesondere einem PCB (printed circuit board), angeordnet sind.Sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the proximity switch and/or sensor (2) and the position sensor (1) are arranged on a circuit board (5), in particular a PCB (printed circuit board). Hinterachslenkung, insbesondere für ein Fahrzeug, wobei die Hinterachslenkung eine Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, bevorzugt wobei mithilfe der Sensoranordnung (10) ein Lenkwinkel der Hinterachslenkung ermittelbar ist.Rear-axle steering, in particular for a vehicle, the rear-axle steering comprising a sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, preferably wherein a steering angle of the rear-axle steering can be determined using the sensor arrangement (10). Fahrzeug, aufweisend eine Sensoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder eine Hinterachslenkung nach Anspruch 6.Vehicle, having a sensor arrangement (10) according to one of Claims 1 until 5 or rear axle steering claim 6 . Verfahren zur Positionsmessung mithilfe einer Sensoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Position eines Messobjekts (11) mithilfe der Sensoranordnung (10) gemessen wird.Method for position measurement using a sensor arrangement (10) according to one of Claims 1 until 5 , wherein a position of a measurement object (11) is measured using the sensor arrangement (10). Verfahren nach Anspruch 8, wobei - bei einer Positionierung des Messobjekts (11) im Teilbereich des Messbereichs des Positionssensors (1) - eine Position des Messobjekts (11) zumindest mithilfe eines Messsignals des Näherungsschalter und/oder -sensors (2) ermittelt wird.procedure after claim 8 , wherein - when the measurement object (11) is positioned in the partial area of the measurement range of the position sensor (1) - a position of the measurement object (11) is determined at least with the aid of a measurement signal from the proximity switch and/or sensor (2).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015117075A1 (en) 2015-10-07 2017-04-13 Turck Holding Gmbh Sensor arrangement on a current collector
DE102016005826A1 (en) 2016-05-17 2017-11-23 Pepperl + Fuchs Gmbh Position measuring unit and position measuring method
DE102018130228B3 (en) 2018-11-29 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for rear axle steering of a vehicle and rear axle steering with such an actuator
DE102019125309A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor system for detecting an angular position and a linear path

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015117075A1 (en) 2015-10-07 2017-04-13 Turck Holding Gmbh Sensor arrangement on a current collector
DE102016005826A1 (en) 2016-05-17 2017-11-23 Pepperl + Fuchs Gmbh Position measuring unit and position measuring method
DE102018130228B3 (en) 2018-11-29 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for rear axle steering of a vehicle and rear axle steering with such an actuator
DE102019125309A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor system for detecting an angular position and a linear path

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