Moderne Autos werden zunehmend mit elektromechanischer Lenkung (EPS, electric power steering) und elektronischem Stabilitätsprogramm (ESP, vehicle dynamic control) ausgestattet. Diese Systeme erfordern sowohl das Lenkungsdrehmoment als auch die Lenkungswinkelinformation als Eingabe. Der vorgestellte Sensor kann diese beiden Signale unter rauhen Umgebungsbedingungen wie hohe Temperatur und Einbau unter der Motorhaube bereitstellen. Mit Hilfe des Drehmoment- und Winkelsensors es ist jetzt möglich, Messungen des Absolut- und Differenzwinkels sogar dann durchzuführen, wenn die optische Signalkette schwerwiegend gestört wird. Eine wesentliche Verbesserung im Vergleich zu konventionellen optoelektronischen Code lesenden hochauflösenden Winkelsensoren ist die Verwendung eines mehrspurigen reinen Phasencodes, der die Messung auch dann ermöglicht, wenn das durch den Sensor erfasste Bild fehlerhaft ist. Der Drehmoment- und Winkelsensor benutzt einen Torsionsstab mit bekannter Steifigkeit für die Umwandlung der Drehmomentmessung in eine Differenzwinkelmessung. An beiden Enden des Stabes befinden sich Code-Scheiben aus nichtrostendem und optisch hochreflektierendem Material. Die Messkette der Sensor-Elektronik verarbeitet diese Code-Informationen und erzeugt ein Absolutwinkelsignal ('single turn') und zusätzlich ein Differenzwinkelsignal. Damit ist die gleichzeitige Bestimmung des Lenkungswinkels und Lenkungsdrehmoments möglich.
A novel robust opto-electronic sensor for measurement of torque and angle in electric power steering
Ein neuer robuster optoelektronischer Sensor zur Messung von Drehmoment und Winkel in elektrischen Servolenkungen
2003
5 Seiten, 8 Bilder, 2 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
99090 Opto-electronic torque, absolute angle and rate sensor for electric steering applications
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