DE19936246A1 - Steering angle sensor for determining a vehicle's steering angle with a coding element having a code assembles a code from single code words and code words from single bits by scanning in code words. - Google Patents

Steering angle sensor for determining a vehicle's steering angle with a coding element having a code assembles a code from single code words and code words from single bits by scanning in code words.

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DE19936246A1
DE19936246A1 DE1999136246 DE19936246A DE19936246A1 DE 19936246 A1 DE19936246 A1 DE 19936246A1 DE 1999136246 DE1999136246 DE 1999136246 DE 19936246 A DE19936246 A DE 19936246A DE 19936246 A1 DE19936246 A1 DE 19936246A1
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    • G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales

Abstract

First (1) and second (2) coding elements surround a steering column (6) to which they are connected and cannot turn. Between these elements there is a gearing mechanism (3) to drive the first element with the second element fixed to the steering column. Both elements move in sequence with varying speed using a corresponding speed increasing ratio in the gearing mechanism. A scanning device (4) senses codes in both coding elements as a linear sensor array.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor, insbesondere zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeuges, mit einem einen Code aufweisenden Codierelement, wobei der Code aus einzelnen Codeworten und die Codeworte aus einzelnen Bits zusammengesetzt sind, und mit einer die Codeworte abtastenden Abtasteinheit, wobei jeweils einem Codewort ein Lenkwinkel zugeordnet ist und der Lenkwinkel aus dem abgetasteten Codewort bestimmt wird. Dabei ist das Codierelement vorzugsweise mit dem Lenkrad bzw. der Lenksäule des Fahrzeugs drehfest gekoppelt. Auf diese Weise kann von der Drehbewegung des Codierelements auf die Lenkradstellung geschlossen werden. Derartige Lenkwinkelsensoren werden benötigt für z. B. Regeleinrichtungen zur Regelung der Fahrstabilität von Fahrzeugen.The invention relates to a steering angle sensor, in particular to determine the steering angle of a vehicle, with a a coding element comprising, the code from individual code words and the code words from individual bits are composed, and with a scanning the code words Scanning unit, one code word each being a steering angle is assigned and the steering angle from the scanned Codeword is determined. Here is the coding element preferably with the steering wheel or the steering column of the vehicle non-rotatably coupled. In this way, from the rotary motion of the coding element are closed on the steering wheel position. Such steering angle sensors are required for z. B.  Control devices for controlling the driving stability of Vehicles.

Als Schwierigkeit hat sich herausgestellt, dass das Lenkrad mehrere Umdrehungen machen muss, um die insgesamt mögliche Schwenkbewegung der lenkenden Fahrzeugräder durchzuführen. Es ist somit nicht nur wichtig, die den Drehwinkel des Lenkrades zu kennen, sondern es muss auch die Anzahl der Umdrehungen des Lenkstocks gegenüber einer Nulllage bekannt sein, um den Schwenkwinkel der Lenkräder eindeutig bestimmen zu können.The difficulty turned out to be that the steering wheel must make several turns to get the total possible Perform swiveling movement of the steering vehicle wheels. It is therefore not only important the angle of rotation of the steering wheel to know, but it also needs to know the number of revolutions of the Steering column against a zero position to be known To be able to clearly determine the swivel angle of the steering wheels.

Aus dem Stand der Technik sind Schrittschaltwerke mit Zählern bekannt, welche in Abhängigkeit von den Umdrehungen des Lenkrades bzw. der Lenksäule schrittweise vorwärts oder rückwärts geschaltet werden, so dass die Zahl der gegen eine Nullstellung bestehenden Umdrehungen des Lenkrades bzw. der Lenksäule stets bekannt ist.Step switches with counters are state of the art known which, depending on the revolutions of the Steering wheel or the steering column gradually forward or be switched backwards so that the number of against one Reset existing turns of the steering wheel or Steering column is always known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf ein besonderes Schrittschaltwerk zur Bestimmung der momentan gültigen Umdrehungszahl des Lenkrades bzw. der Lenksäule zu verzichten und die Messung und Bestimmung der Umdrehung in den eigentlichen Lenkwinkelsensor zu integrieren.The present invention is based on the object special step switch to determine the current valid number of revolutions of the steering wheel or the steering column dispense and the measurement and determination of the rotation in the to integrate the actual steering angle sensor.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Lenkwinkelsensor der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, der vorsieht, dass wenigstens ein weiteres Codierelement mit zugehöriger Abtasteinheit vorhanden ist, dass die wenigstens beiden Codierelemente bzw. Abtasteinheiten aufgrund einer Lenkwinkeländerung unterschiedlich schnell bewegt werden und dass sich das Codewort aus den Einzelcodeworten der wenigstens beiden Codierelementen zusammensetzt.To solve the problem, a steering angle sensor is the input described type proposed, which provides that at least a further coding element with associated scanning unit  it is present that the at least two coding elements or Scanning units due to a change in steering angle are moved at different speeds and that that Code word from the individual code words of the at least two Coding elements composed.

Der erfindungsgemäße Lenkwinkelsensor weist dabei den Vorteil auf, dass aufgrund des aus den einzelnen Codeworten zusammengesetzten Codewortes bei Vorliegen eines entsprechenden Codes auf den Codierelementen keine Wiederholung des Codeswortes nach einer vollen Umdrehung des Lenkrades erfolgt.The steering angle sensor according to the invention has the advantage on that due to the from the individual code words composite code word in the presence of a corresponding codes on the coding elements none Repetition of the code word after one full turn of the Steering wheel is done.

Bei einer besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind die Codierelemente nebeneinander bewegbar angeordnet, wobei lediglich eine ortsfest angeordnete Abtasteinheit die Codierelemente zeitgleich abtastet. Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass nur eine Abtasteinheit zur Abtastung der beiden sich unterschiedlich schnell bewegenden Codierelemente benötigt wird.In a particularly advantageous embodiment of the invention the coding elements are arranged to be movable next to one another, where only a stationary scanning unit Samples coding elements at the same time. Such an arrangement has the advantage that only one scanning unit for Sampling of the two moving at different speeds Coding elements is needed.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Codierelemente konzentrisch nebeneinander auf einer Kreisscheibe oder nebeneinander auf einer Mantelfläche eines Zylinders angeordnet sind, dessen Längsachse vorzugsweise der Lenkraddrehachse bzw. Lenksäulenlängsachse entspricht. Damit wird eine sehr platzsparende Anordnung der Codierelemente erreicht, welche außerdem auf einfache Weise mit dem Lenkrad bzw. der Lenksäule gekoppelt werden kann.A further development of the invention provides that the Coding elements concentrically next to each other on one Circular disc or side by side on a lateral surface of a Cylinders are arranged, the longitudinal axis of which is preferably the Steering wheel axis of rotation or longitudinal axis of the steering column corresponds. In order to becomes a very space-saving arrangement of the coding elements  achieved, which is also easy with the steering wheel or the steering column can be coupled.

Vorteilhafterweise wird nach einer Variante der Erfindung ein Codierelement maximal einmal bei der maximal möglichen Anzahl der Lenkradumdrehungen gedreht. Dadurch wird erreicht, dass jedes auf diesem Codierelement vorhandene Einzelcodewort nur einmal über die möglichen Lenkradumdrehungen als Bestandteil des Codeswortes Verwendung findet. Aus solch einem Codierelement mit zugehörigem Einzelcodewort kann insbesondere die Anzahl der vollen Drehungen des Lenkrades bestimmt werden.Advantageously, according to a variant of the invention Coding element at most once with the maximum possible number the steering wheel turns rotated. This ensures that each individual code word present on this coding element only once about the possible steering wheel turns as a component of the code word is used. From such one Coding element with associated individual code word can in particular the number of full turns of the steering wheel can be determined.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den Codierelementen untereinander und/oder zwischen dem Lenkrad bzw. der Lenksäule und den Codierelementen Getriebe vorhanden. Durch eine solche Anordnung der Getriebe wird eine unterschiedliche Geschwindigkeit der einzelnen Codierelemente bzw. der Codierelemente und der Lenkraddrehung bewirkt.According to a development of the invention between the Coding elements with each other and / or between the steering wheel or the steering column and the coding elements gearbox available. Such an arrangement of the gears will different speed of the individual coding elements or the coding elements and the steering wheel rotation.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass der Code der Codierelemente im Wesentlichen nebeneinander liegende, eine Schrittweite aufweisende Codespuren aufweist, dass die einzelnen Codespuren aus den die einzelnen Bits generierenden Spurelementen zusammengesetzt sind und dass die Abtasteinheit quer zu den Codespuren angeordnet ist. Dadurch wird eine günstige und vorteilhafte Anordnung vorgeschlagen, insbesondere bei Verwendung von lediglich einer Abtasteinheit zur Abtastung von mehreren Codierelementen.A variant of the invention provides that the code of the Coding elements essentially one next to the other Incremental code tracks has that the individual code tracks from the generating the individual bits Track elements are composed and that the scanning unit is arranged across the code tracks. This will make one proposed favorable and advantageous arrangement,  especially when using only one scanning unit for scanning several coding elements.

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass innerhalb einer Codespur wenigstens zwei oder mehr gleiche Spurelemente aufeinander folgen. Dadurch werden sehr feine, schmutz- und staubanfällige Strukturen auf dem Codierelement vermieden, die insbesondere auch aufwendig zu fertigen sind.An advantageous variant of the invention provides that at least two or more of the same within a code track Track elements follow one another. This makes very fine, Structures on the coding element susceptible to dirt and dust avoided, which are particularly difficult to manufacture.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung unterscheiden sich unmittelbar benachbarte Codeworte lediglich um ein Hit. Damit liegt bei einer Änderung eines Bits eines Codewortes entweder ein benachbartes gültiges Codewort oder ein ungültiges Codewort vor. Damit kann ein Fehler in einem Codewort auf einfache Weise erkannt werden.After a further development of the invention differ immediately adjacent code words just a hit. In order to is either when a bit of a code word changes an adjacent valid code word or an invalid one Code word before. This can result in an error in a code word easily recognized.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Codeworte lediglich aus verschiedenen Bits, d. h. nicht nur aus 1 oder 0, zusammengesetzt. Ein Auslassen dieser Codeworte dient zur Vermeidung möglicher Abtastfehler.In another development of the invention Code words only from different bits, i. H. not just out 1 or 0, composed. Omitting these code words serves to avoid possible scanning errors.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wiederholen sich während der maximalen Umdrehung des Lenkrades bzw. der Lenksäule die Codeworte nicht. Damit kann eine eindeutige Zuordnung eines bestimmten Codeswortes zu einem bestimmten Schwenkwinkel der lenkenden Fahrzeugräder gewährleistet werden. Repeat according to another embodiment of the invention during the maximum rotation of the steering wheel or Steering column not the code words. This can be a clear Assignment of a certain code word to a certain one Guaranteed swivel angle of the steering vehicle wheels become.  

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Abtasteinheit ein lineares Sensorarray ist und pro Codespur wenigstens ein Sensor zur Abtastung vorhanden ist. Bei der Verwendung von mehreren Sensoren zur Abtastung derselben Codespuren eine Redundanz erreicht, mittels der ein Ausfall der einzelnen Sensorelemente detektierbar ist.A variant of the invention provides that the scanning unit is a linear sensor array and at least one per code track Sensor for scanning is available. When using several sensors for scanning the same code tracks Redundancy achieved by means of an individual failure Sensor elements is detectable.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist ein erstes auf einer Kreisscheibe liegendes Codierelement vorzugsweise zwölf Codespuren und jede Codespur 720 äquidistante Spurelemente entlang einer vollen Lenkrad- bzw. Lenksäulenumdrehung auf. Durch eine solche Einteilung des Codes kann eine Winkelauflösung von 0,5° erreicht werden.According to another embodiment of the invention first coding element lying on a circular disk preferably twelve code tracks and each code track 720 equidistant track elements along a full steering wheel or Steering column turn on. By such a division of the Codes, an angular resolution of 0.5 ° can be achieved.

In Weiterbildung der Erfindung weist ein weiteres auf der Kreisscheibe liegendes Codierelement vorzugsweise vier Codespuren auf, deren Spurenelemente alle 180° wechseln. Diese Anordnung hat sich als vorteilhaft ergeben, insbesondere in Verbindung mit dem ersten Codierelement mit zwölf Codespuren und 720 Spurelementen.In a further development of the invention, another points to Circular disk lying coding element, preferably four Code traces whose trace elements change every 180 °. This Arrangement has proven to be advantageous, especially in Connection with the first coding element with twelve code tracks and 720 track elements.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Code des ersten auf einer Kreisscheibe liegenden Codierelements dem in Fig. 2 dargestellten Code entspricht. Insbesondere ein solcher Code hat sich als sehr vorteilhaft und funktionssicher erwiesen. According to another embodiment of the invention, it is provided that the code of the first coding element lying on a circular disk corresponds to the code shown in FIG. 2. In particular, such a code has proven to be very advantageous and reliable.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung entspricht der Code des weiteren Codierelements dem in Fig. 3 dargestellten Code. Auch ein solcher Code ist für einen erfindungsgemäßen Lenkwinkelsensor sehr geeignet.In a development of the invention, the code of the further coding element corresponds to the code shown in FIG. 3. Such a code is also very suitable for a steering angle sensor according to the invention.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Abtastung optisch, magnetisch oder induktiv erfolgt. Solche Arten der Abtastung sind funktionssicher und kostengünstig zu realisieren.Other embodiments of the invention provide that the Optical, magnetic or inductive scanning. Such Types of scanning are reliable and inexpensive too realize.

Nach einer Variante der Erfindung sind die Codespuren durchleuchtbar ausgestaltet. Eine solche Durchleuchtbarkeit ist insbesondere dann notwendig, wenn die Abtastung nach dem Durchlichtprinzip erfolgt.According to a variant of the invention, the code tracks designed radiolucent. Such fluorosibility is particularly necessary if the scan after Transmitted light principle takes place.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind zur optischen Abtastung des Codes Lichtleiter und/oder LEDs vorhanden, die ggf. eine definierte Taktung aufweisen. Eine solche Taktung, bei welcher die Lichtquelle idealerweise nur für sehr kurze Zeit angeschaltet wird, weist insbesondere den Vorteil auf, dass eine Stromersparnis bei der Anwendung des Durchlichtprinzips erreicht wird.In a development of the invention are for optical Sampling of the code fiber optics and / or LEDs present, the possibly have a defined timing. Such a timing, where the light source ideally only for very short Time is turned on, has the particular advantage that saving electricity when using the Transmitted light principle is achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.Further advantageous refinements and details of Invention can be found in the following description in which the invention with reference to that shown in the drawing Embodiment is described and explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Lenkwinkelsensor mit zwei Codierelementen, Fig. 1 a steering angle sensor having two coding elements,

Fig. 2 den Code eines inneren Codierelements und Fig. 2 shows the code of an inner coding element and

Fig. 3 den Code eines äußeren Codierelements. Fig. 3 shows the code of an outer coding element.

In der Fig. 1 ist ein Lenkwinkelsensor, insbesondere zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeuges, mit zwei Codierelementen 1 und 2 dargestellt, die konzentrisch nebeneinander auf einer Kreisscheibe angeordnet sind, wobei deren Mittelpunkt in der Lenkradachse bzw. Lenksäulenachse liegt. Das Codierelement 2 umgibt dabei die im Querschnitt dargestellte Lenksäule 6, mit der das Codierelement 2 drehfest verbunden ist. Zwischen dem Codierelement 1 und 2 ist ein Getriebe 3 vorhanden, durch welches das Codierelement 1 über das mit der Lenksäule 6 drehfest verbundene Codierelement 2 angetrieben wird. Die beiden nebeneinander bewegbar angeordneten Codierelemente 1 und 2 bewegen sich aufgrund einer entsprechenden Übersetzung des Getriebes 3 unterschiedlich schnell. Zur Abtastung der auf den beiden Codierelementen 1 und 2 vorhandenen Codes ist eine Abtasteinheit 4 vorhanden, welche in Form eines linearen Sensorarrays die beiden Codierelemente 1 und 2 zeitgleich abtastet. In FIG. 1, a steering angle sensor, in particular for determining the steering angle of a vehicle, shown with two coding elements 1 and 2, which are arranged concentrically side by side on a circular disk, wherein the center of which is located in the steering wheel axis or the steering column axis. The coding element 2 surrounds the steering column 6 shown in cross section, to which the coding element 2 is connected in a rotationally fixed manner. Between the coding element 1 and 2 there is a gear 3 , through which the coding element 1 is driven via the coding element 2, which is connected to the steering column 6 in a rotationally fixed manner. The two coding elements 1 and 2 , which can be moved next to one another, move at different speeds due to a corresponding transmission ratio of the transmission 3 . For scanning the codes present on the two coding elements 1 and 2 , a scanning unit 4 is provided which simultaneously scans the two coding elements 1 and 2 in the form of a linear sensor array.

In der Fig. 1 ist das Codierelement 2 exemplarisch ohne einem darauf vorhandenen Code dargestellt. Die Fig. 2 zeigt einen möglichen Code des mit der Lenksäule 6 drehfest gekoppelten Codierelement 2. Zu sehen sind 12 konzentrisch nebeneinander liegende Codespuren 7, die verschiedene Spurelemente 8 aufweisen. Der Code nach Fig. 2 weist dabei die Eigenschaft auf, dass nebeneinander liegende Codeworte sich lediglich um ein Bit unterscheiden, dass Codeworte, die aus gleichen Bits zusammengesetzt sind, ausgespart sind und dass die Spurelemente 8 der Codespuren 7 zwar aus gleichen Einzelspurelementen gebildet werden, aber durch Aneinanderreihung mehrerer gleicher Einzelspurelemente nicht äquidistant sind.In Fig. 1 the coding element 2 is shown as an example without an existing code on it. FIG. 2 shows a possible code of the coding element 2, which is coupled to the steering column 6 in a rotationally fixed manner. There are 12 code tracks 7 lying concentrically next to one another, which have different track elements 8 . The code according to FIG. 2 has the property that adjacent code words only differ by one bit, that code words that are composed of the same bits are left out and that the track elements 8 of the code tracks 7 are formed from the same individual track elements, but are not equidistant by stringing together several identical single track elements.

Durch eine solche Art der Codierung des Codierelements 2 ist die Möglichkeit der Fehlererkennung innerhalb einer Umdrehung des Lenkrades gegeben.Such a type of coding of the coding element 2 gives the possibility of error detection within one revolution of the steering wheel.

Auf dem außen liegenden, über das Getriebe 3 mit dem Codierelement 2 gekoppelten Codierelement 1 sind, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise vier kreisförmige Codespuren 7 angeordnet. Die Fig. 1 zeigt das Codierelement 2 ohne Codespuren. Anders als die Spurelemente 8 des Codierelements 2 sind die Spurelemente 8 des Codierelements 1 innerhalb der einzelenen Codespuren 7 gemäß Fig. 3 äquidistant angeordnet. Bei einer gemeinsamen Abtastung der beiden Codierelemente 1 und 2 durch die Abtasteinheit 4 kann auch eine Fehlererkennung für das äußere Codierelement 1 vorgenommen werden.As shown in FIG. 3, for example four circular code tracks 7 are arranged on the outside coding element 1 , which is coupled to the coding element 2 via the gear 3 . Fig. 1 shows the coding element 2 without code tracks. Unlike the track elements 8 of the coding element 2 , the track elements 8 of the coding element 1 are arranged equidistantly within the individual code tracks 7 according to FIG. 3. If the two coding elements 1 and 2 are scanned together by the scanning unit 4 , an error detection for the outer coding element 1 can also be carried out.

Das in Fig. 1 dargestellte Getriebe 3 ist dabei so ausgelegt, dass das Codierelement 1 bei der maximal möglichen Anzahl der Lenkradumdrehungen lediglich einmal gedreht wird. Das Codierelement 1 dient dabei zur Detektion der Anzahl der absoluten Lenkradumdrehungen.The transmission 3 shown in FIG. 1 is designed such that the coding element 1 is only rotated once at the maximum possible number of steering wheel rotations. The coding element 1 is used to detect the number of absolute steering wheel rotations.

Die Abtasteinheit 4 ist erfindungsgemäß so dimensioniert, dass sie die Codespuren beider Codierelemente 1 und 2 abtastet. Dabei besteht die Abtasteinheit 4 beispielsweise aus ingesamt 32 Einzelsensoren, wobei jeweils zwei Einzelsensoren einer der insgesamt 16 Codespuren, vier Codespuren auf Codierelement 1 und zwölf Codespuren auf Codierelement 2, zugeordnet sind. Damit wird in der Abtastung der einzelnen Codespuren auf dem Codierelement eine Redundanz erreicht, wodurch der Ausfall eines Einzelsensors detektierbar ist.According to the invention, the scanning unit 4 is dimensioned such that it scans the code tracks of both coding elements 1 and 2 . The scanning unit 4 consists, for example, of a total of 32 individual sensors, two individual sensors each being assigned to one of a total of 16 code tracks, four code tracks on coding element 1 and twelve code tracks on coding element 2 . Redundancy is thus achieved in the scanning of the individual code tracks on the coding element, as a result of which the failure of an individual sensor can be detected.

Beim Einschalten des Lenkwinkelsensors kann mit der Information aus den beiden Einzelcodewörtern der beiden Codierelemente 1 und 2 das Codewort gebildet werden, aus welchem unmittelbar der Schwenkwinkel der lenkenden Fahrzeugräder ermittelt werden kann. Damit entfällt das Vorhandensein einer Initialisierungsphase des Lenkwinkelsensors. When the steering angle sensor is switched on, the information from the two individual code words of the two coding elements 1 and 2 can be used to form the code word, from which the swivel angle of the steering vehicle wheels can be determined directly. This eliminates the need for an initialization phase of the steering angle sensor.

Bei der Ausführung der Abtasteinheit 4 als optisches Array kann mit der Eigenschaft, dass bei der Abtastung des Codeworts über der Sensoreinheit nur für eine kurze Zeit belichtet wird, eine Lichtquelle idealerweise nur für sehr kurze Zeit angeschaltet werden. Bei entsprechend kurzen Belichtungszeiten kann eine vergleichsweise große Lichtmenge dazu verwendet werden. Eine solche Taktung der Lichtquelle hat den Vorteil, dass zur Abtastung relativ wenig Strom benötigt wird, wodurch eine Messung des Lenkwinkels auch bei abgeschalteter Fahrzeugzündung denkbar ist.When the scanning unit 4 is designed as an optical array, the property that when the code word is scanned via the sensor unit is only exposed for a short time, a light source can ideally only be switched on for a very short time. With correspondingly short exposure times, a comparatively large amount of light can be used for this. Such a clocking of the light source has the advantage that relatively little current is required for scanning, which means that a measurement of the steering angle is conceivable even when the vehicle ignition is switched off.

Bei Verwendung des Durchlichtprinzips ist ein Umlenken und Auffächern des Lichtbündels über einen Lichtleiter von der beispielsweise unten liegenden Lichtquelle über das Codierelement denkbar, wobei die Möglichkeit geschaffen werden kann, unabhängig von der Codierelementenstellung mit einer zusätzlichen Lichtquelle die gesamte Abtasteinheit 4 zu beleuchten. Dadurch kann die Funktion der Abtasteinheit 4, nämlich des Sensorarrays, unabhängig von der Codescheibenposition überprüft werden.When using the transmitted light principle, a deflection and fanning out of the light bundle via a light guide from the light source, for example below, via the coding element is conceivable, it being possible to illuminate the entire scanning unit 4 with an additional light source, independently of the coding element position. As a result, the function of the scanning unit 4 , namely the sensor array, can be checked independently of the code disk position.

Das Getriebe 3 kann als herkömmliches Zahnradgetriebe oder auch als Planetengetriebe ausgebildet sein.The gear 3 can be designed as a conventional gear transmission or as a planetary gear.

Bei einer optischen Abtastung durch die Abtasteinheit 4 kann sowohl das Durchlicht- als auch das Reflexlichtverfahren zur Anwendung kommen. Die Informationen des Sensorarrays können je nach Anzahl der Sensorelemente entweder seriell oder parallel ausgelesen werden. Die Verarbeitung der Abtastsignale sowie die Ansteuerung der Lichtquellen erfolgt über einen Mikrocontroller.In the case of an optical scanning by the scanning unit 4 , both the transmitted light and the reflected light method can be used. Depending on the number of sensor elements, the information from the sensor array can be read out either serially or in parallel. The processing of the scanning signals as well as the control of the light sources takes place via a microcontroller.

Denkbar ist auch, dass das drehfest mit der Lenksäule 6 verbundene Codierelement 2 außen liegt, und das innen liegende Codierelement über ein Getriebe von dem außen liegenden angetrieben wird. Dies hat zum Vorteil, dass die zur absoluten Winkelmessung notwendigen, relativ feinen Winkelsegmente, auf dem äußeren Codierelement größer ausgestaltet werden können.It is also conceivable that the coding element 2, which is connected to the steering column 6 in a manner fixed against relative rotation, is on the outside, and the coding element on the inside is driven by the gearbox from the outside. This has the advantage that the relatively fine angle segments required for absolute angle measurement can be made larger on the outer coding element.

Innerhalb einer Codespur 7 sollte darauf geachtet werden, dass keine Spurelementfolgen entstehen, die sehr feine Strukturen in der Codespur 7 notwendig machen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass innerhalb einer Codespur 7 wenigstens zwei oder mehr gleiche Einzelspurelemente aufeinander folgen. Damit werden sehr feine, schmutzempfindliche und schwer fertigbare Strukturen vermieden.Care should be taken within a code track 7 that no track element sequences arise which make very fine structures in the code track 7 necessary. This can be achieved in that at least two or more identical individual track elements follow one another within a code track 7 . This avoids very fine, dirt-sensitive and difficult to manufacture structures.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der in der Zeichnung dargestellten Merkmale können, sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination, miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the Features shown in the drawing can, both individually, as well as in any combination with each other be essential to the invention.

Claims (18)

1. Lenkwinkelsensor, insbesondere zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Fahrzeuges, mit einem einen Code aufweisenden Codierelement (2), wobei der Code aus einzelnen Codeworten und die Codeworte aus einzelnen Bits zusammengesetzten sind, und mit einer die Codeworte abtastenden Abtasteinheit (4), wobei jeweils einem Codewort ein Lenkwinkel zugeordnet ist und der Lenkwinkel aus dem abgetasteten Codewort bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Codierelement (1) mit zugehöriger Abtasteinheit vorhanden ist, dass die wenigstens beiden Codierelemente (1, 2) bzw. Abtasteinheiten (4) aufgrund einer Lenkwinkeländerung unterschiedlich schnell bewegt werden und dass sich das Codewort aus den Einzelcodeworten der wenigstens beiden Codierelementen (1, 2) zusammensetzt.1. Steering angle sensor, in particular for determining the steering angle of a vehicle, with a coding element ( 2 ) having a code, the code being composed of individual code words and the code words made up of individual bits, and with a scanning unit ( 4 ) scanning the code words, in each case A steering angle is assigned to a code word and the steering angle is determined from the scanned code word, characterized in that at least one further coding element ( 1 ) with an associated scanning unit is present due to the fact that the at least two coding elements ( 1 , 2 ) or scanning units ( 4 ) are due to a steering angle change can be moved at different speeds and that the code word is composed of the individual code words of the at least two coding elements ( 1 , 2 ). 2. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierelemente (1, 2) nebeneinander bewegbar angeordnet sind und dass eine ortsfest angeordnete Abtasteinheit (4) die Codierelemente zeitgleich abtastet. 2. Steering angle sensor according to claim 1, characterized in that the coding elements ( 1 , 2 ) are arranged to be movable next to one another and that a stationary scanning unit ( 4 ) scans the coding elements at the same time. 3. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierelemente (1, 2) konzentrisch nebeneinander auf einer Kreisscheibe oder nebeneinander auf einer Mantelfläche eines Zylinders angeordnet sind, dessen Längsachse vorzugsweise der Lenkrad- bzw. der Lenksäulenachse entspricht.3. Steering angle sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the coding elements ( 1 , 2 ) are arranged concentrically side by side on a circular disc or side by side on a lateral surface of a cylinder, the longitudinal axis of which preferably corresponds to the steering wheel or the steering column axis. 4. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierelement (1) maximal einmal bei der maximal möglichen Anzahl der Lenkradumdrehungen gedreht wird.4. Steering angle sensor according to claim 3, characterized in that a coding element ( 1 ) is rotated at most once at the maximum possible number of steering wheel revolutions. 5. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Codierelementen (1, 2) untereinander und/oder zwischen dem Lenkrad bzw. der Lenksäule (6) und den Codierelementen Getriebe (3) vorhanden sind.5. Steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that between the coding elements ( 1 , 2 ) with each other and / or between the steering wheel or the steering column ( 6 ) and the coding elements gear ( 3 ) are present. 6. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Code der Codierelemente (1, 2) im Wesentlichen nebeneinander liegende Codespuren (7) aufweist, dass die einzelnen Codespuren (7) aus die einzelnen Bits generierenden Spurelementen (8) zusammengesetzt sind und dass die Abtasteinheit (4) quer zu den Codespuren (7) angeordnet ist.6. Steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the code of the coding elements ( 1 , 2 ) has essentially adjacent code tracks ( 7 ), that the individual code tracks ( 7 ) are composed of the individual bits generating track elements ( 8 ) and that the scanning unit ( 4 ) is arranged transversely to the code tracks ( 7 ). 7. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Codespur (7) wenigstens zwei oder mehr gleiche Spurelemente (8) aufeinander folgen.7. Steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that within a code track ( 7 ) at least two or more identical track elements ( 8 ) follow one another. 8. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich unmittelbar benachbarte Codeworte lediglich um ein Bit unterscheiden.8. steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that immediately adjacent Only differentiate code words by one bit. 9. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codeworte lediglich aus verschiedenen Bits, d. h. nicht nur aus 1 oder 0, zusammengesetzt sind.9. steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the code words are only made up different bits, i.e. H. not just from 1 or 0, are composed. 10. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich während der maximalen Umdrehung des Lenkrades bzw. der Lenksäule (6) die Codeworte nicht wiederholen.10. Steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the code words are not repeated during the maximum rotation of the steering wheel or the steering column ( 6 ). 11. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit (4) ein lineares Sensorarray ist und pro Codespur wenigstens eine Sensor zur Abtastung vorhanden ist.11. Steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning unit ( 4 ) is a linear sensor array and at least one sensor for scanning is available per code track. 12. Lenkwinkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes auf einer Kreisscheibe liegendes Codierelement (2) vorzugsweise 12 Codespuren und jede Codespur 720 vorzugsweise äquidistante Spurelemente entlang einer vollen Lenkrad- bzw. Lenksäulendrehung aufweist.12. Steering angle sensor according to one of the preceding claims, characterized in that a first coding element ( 2 ) lying on a circular disk preferably has 12 code tracks and each code track 720 preferably has equidistant track elements along a full steering wheel or steering column rotation. 13. Lenkwinkelsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres auf der Kreisscheibe liegendes Codierelement (1) vorzugsweise 4 Codespuren aufweist, deren Spurelementen alle 180° wechseln.13. Steering angle sensor according to claim 12, characterized in that a further coding element ( 1 ) lying on the circular disk preferably has 4 code tracks, the track elements of which change every 180 °. 14. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Code des ersten auf einer Kreisscheibe liegenden Codierelements (2) dem in Fig. 2 dargestellten Code entspricht.14. Steering angle sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the code of the first coding element ( 2 ) lying on a circular disk corresponds to the code shown in FIG. 2. 15. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Code des weiteren Codierelements (1) dem in Fig. 3 dargestellten Code entspricht.15. Steering angle sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the code of the further coding element ( 1 ) corresponds to the code shown in Fig. 3. 16. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung optisch, magnetisch oder induktiv erfolgt.16. Steering angle sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning takes place optically, magnetically or inductively. 17. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codespuren (7) durchleuchtbar ausgestaltet sind. 17. Steering angle sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the code tracks (7) are designed to be transilluminated. 18. Lenkwinkelsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass zur optischen Abtastung des Codes Lichtleiter und/oder LEDs vorhanden sind, die ggf. eine definierte Taktung aufweisen.18. Steering angle sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that light guides and / or LEDs are present for optical scanning of the code, which may have a defined timing.
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