DE102021132392B4

DE102021132392B4 - Method for calibrating a steering of a vehicle using a sensor arrangement; sensor arrangement; Steering; vehicle

Info

Publication number: DE102021132392B4
Application number: DE102021132392.4A
Authority: DE
Inventors: Felix Distler; Joerg Huettel; Lukas Donat
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2041-12-10
Also published as: DE102021132392A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibration einer Lenkung eines Fahrzeugs mithilfe einer Sensoranordnung, wobei ein Lenkelement der Lenkung zu einer translatorischen Lenkbewegung antreibbar ist, wobei bei einer translatorischen Lenkbewegung des Lenkelements ein Messobjekt relativ zu der Sensoranordnung verschoben wird,wobei die Sensoranordnung ein Linearwegsensorsystem und einen Positionssensor umfasst, wobei das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor jeweils zur Messung einer Position des Messobjekts eingerichtet sind,wobei das Linearwegsensorsystem zumindest zur Messung in einem ersten Außenbereich und in einem zweiten Außenbereich eingerichtet ist,wobei der Positionssensor zur Messung in einem Zwischenbereich, der teilweise oder vollständig zwischen dem ersten und zweiten Außenbereich angeordnet ist,eingerichtet ist,wobei das Verfahren zur Kalibration der Lenkung den folgenden Schritt oder die folgenden Schritte umfasst:- (a) Ermitteln einer Richtung einer Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich mithilfe des Linearwegsensorsystems,undErmitteln mithilfe der Sensoranordnung, ob das Messobjekt im Zwischenbereich angeordnet ist;- (b) Antreiben des Lenkelements - in Abhängigkeit der ermittelten Richtung der Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich - derart, dass das Messobjekt in Richtung des Zwischenbereichs bewegt wird oder der Zwischenbereich in Richtung des Messobjekts bewegt wird.The invention relates to a method for calibrating a steering system of a vehicle using a sensor arrangement, with a steering element of the steering being drivable to perform a translational steering movement, with a translational steering movement of the steering element moving a measurement object relative to the sensor arrangement, with the sensor arrangement comprising a linear displacement sensor system and a Position sensor includes, wherein the linear path sensor system and the position sensor are each set up to measure a position of the measurement object, the linear path sensor system being set up at least for measurement in a first outer area and in a second outer area, the position sensor for measuring in an intermediate area that is partially or completely is arranged between the first and second outer area,wherein the method for calibrating the steering comprises the following step or steps:- (a) determining a direction of a deflection of the measurement object relative to the intermediate area using the linear displacement sensor system,and determining using the sensor arrangement whether the measurement object is arranged in the intermediate area;- (b) driving the steering element - depending on the determined direction of the deflection of the measurement object relative to the intermediate area - in such a way that the measurement object is moved in the direction of the intermediate area or the intermediate area is moved in the direction of the measurement object .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibration einer Lenkung eines Fahrzeugs mithilfe einer Sensoranordnung, wobei ein Lenkelement der Lenkung zu einer translatorischen Lenkbewegung antreibbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Sensoranordnung zur Kalibration einer Lenkung eines Fahrzeugs, sowie eine Lenkung mit einer solchen Sensoranordnung und ein Fahrzeug mit einer solchen Sensoranordnung oder mit einer solchen Lenkung.The invention relates to a method for calibrating a steering system of a vehicle using a sensor arrangement, with a steering element of the steering system being able to be driven to perform a translatory steering movement. Furthermore, the invention relates to a corresponding sensor arrangement for calibrating a steering system of a vehicle, as well as a steering system with such a sensor arrangement and a vehicle with such a sensor arrangement or with such a steering system.

Derartige Sensoranordnungen zur Ermittlung einer Stellung einer Lenkung sind allgemein bekannt. Sie können beispielsweise zur Messung eines Lenkwinkels einer Hinterachslenkung oder Steer-by-wire-Lenkung eines Fahrzeugs verwendet werden.Such sensor arrangements for determining a position of a steering are generally known. For example, they can be used to measure a steering angle of a rear-axle steering or steer-by-wire steering of a vehicle.

Bei Hinterachslenksystemen können Wegsensoren bzw. induktive Linearwegsensoren (LPS - linear positioning sensor) zum Einsatz kommen, die den Hub der Schubstange, Zahnstange oder Spindel bestimmen. Der Hub der Spindel oder Zahnstange hat durch ein Übersetzungsgetriebe und ein Lineargetriebe einen festen Zusammenhang zur Motorwelle, welche den Hub durch eine Drehbewegung stellt. Solche Linearwegsensoren basieren auf dem induktiven Prinzip. Typischerweise induzieren Senderspulen ein Messsignal in Empfangsspulen, wobei ein Teil des ausgesendeten Feldes durch die Wirbelströme in einem beweglichen, elektrisch leitfähigen Messobjekt abgeschirmt wird, sodass die resultierende induzierte Spannung eine Information über die Position des Messobjekts gibt. Typische Genauigkeiten liegen dabei beispielsweise bei circa 1 % des Verfahrweges. Sie verringern sich mit einer Erhöhung der Länge des Sensors, da die Spulen bei der Vergrößerung des Gesamtmessbereichs gestreckt werden müssen.In rear-axle steering systems, distance sensors or inductive linear position sensors (LPS - linear positioning sensor) can be used, which determine the stroke of the connecting rod, toothed rack or spindle. The stroke of the spindle or toothed rack has a fixed connection to the motor shaft through a transmission gear and a linear gear, which sets the stroke through a rotary movement. Such linear displacement sensors are based on the inductive principle. Typically, transmitter coils induce a measurement signal in receiver coils, with part of the emitted field being shielded by the eddy currents in a moving, electrically conductive measurement object, so that the resulting induced voltage provides information about the position of the measurement object. Typical accuracies are, for example, around 1% of the travel distance. They decrease with an increase in the length of the sensor, since the coils have to be stretched when the total measuring range is increased.

Die DE10 2018 130 228 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 DE 10 2018 130 228 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 DE10 2018 130 228 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 DE 10 2018 130 228 B3 describes a sensor device for this purpose, comprising at least one sensor element and a measurement object, wherein the measurement object is arranged on the guide element and is 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.

Eine Grundanforderung solcher Systeme ergibt sich für das Aufstarten des Fahrzeugs. Beim Aufstarten des Fahrzeugs befindet sich die Lenkung nicht immer in einer Neutralposition und die genaue Stellung der Lenkung ist nicht immer bekannt. Beim Aufstarten des Fahrzeugs, also insbesondere zu Fahrtbeginn, sollte daher zügig eine zuverlässige Kalibration der Lenkung erfolgen.A basic requirement of such systems is for starting the vehicle. When the vehicle is started, the steering is not always in a neutral position and the exact position of the steering is not always known. When starting the vehicle, i.e. especially at the start of a journey, the steering should be calibrated quickly and reliably.

Die Druckschrift DE 10 2018 129 119 A1 offenbart eine Hinterachslenkung mit zwei Sensoren zur Positionsbestimmung eines translatorisch bewegbaren Lenkelements, wobei die Messobjekte der beiden Sensoren räumlich getrennt mit dem Lenkelement verbunden sind, sodass die beiden Sensoren verschiedene Messbereiche abdecken.The pamphlet DE 10 2018 129 119 A1 discloses a rear-axle steering system with two sensors for determining the position of a translationally movable steering element, the measurement objects of the two sensors being connected to the steering element in a spatially separated manner, so that the two sensors cover different measurement ranges.

Die Druckschrift DE 10 2015 007 375 A1 offenbart eine lineare Sensorvorrichtung, mittels welcher festgestellt werden kann, ob sich ein Messobjekt in einem ersten oder in einem zweiten Bereich befindet.The pamphlet DE 10 2015 007 375 A1 discloses a linear sensor device by means of which it can be determined whether a measurement object is located in a first or in a second area.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein vorteilhaftes Verfahren zur Kalibration einer Lenkung bereitzustellen, mit dem insbesondere eine hohe Sicherheit, Zuverlässigkeit und/oder Effizienz erreichbar ist. Entsprechend ergibt sich die Aufgabe eine derartige vorteilhafte Sensoranordnung bereitzustellen.Against this background, the task is to provide an advantageous method for calibrating a steering system, with which a high level of safety, reliability and/or efficiency can be achieved in particular. Accordingly, the task arises of providing such an advantageous sensor arrangement.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Kalibration einer Lenkung eines Fahrzeugs mithilfe einer Sensoranordnung, wobei ein Lenkelement der Lenkung zu einer translatorischen Lenkbewegung antreibbar ist, wobei bei einer translatorischen Lenkbewegung des Lenkelements ein Messobjekt relativ zu der Sensoranordnung verschoben wird,
wobei die Sensoranordnung ein Linearwegsensorsystem und einen Positionssensor umfasst, wobei das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor jeweils zur Messung einer Position des Messobjekts eingerichtet sind,
wobei das Linearwegsensorsystem zumindest zur Messung in einem ersten Außenbereich und in einem zweiten Außenbereich eingerichtet ist,
wobei der Positionssensor zur Messung in einem Zwischenbereich, der teilweise oder vollständig zwischen dem ersten und zweiten Außenbereich angeordnet ist, eingerichtet ist,
wobei das Verfahren zur Kalibration der Lenkung den folgenden Schritt oder die folgenden Schritte umfasst:

- (a) Ermitteln einer Richtung einer Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich mithilfe des Linearwegsensorsystems,
Ermitteln mithilfe der Sensoranordnung, ob das Messobjekt im Zwischenbereich angeordnet ist;
- (b) Antreiben des Lenkelements - in Abhängigkeit der ermittelten Richtung der Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich - derart, dass das Messobjekt in Richtung des Zwischenbereichs bewegt wird oder der Zwischenbereich in Richtung des Messobjekts bewegt wird.

The object is achieved according to the invention by a method for calibrating a steering system of a vehicle using a sensor arrangement, in which case a steering element of the steering system can be driven to perform a translational steering movement, with a measurement object being displaced relative to the sensor arrangement during a translational steering movement of the steering element,
wherein the sensor arrangement comprises a linear displacement sensor system and a position sensor, wherein the linear displacement sensor system and the position sensor are each set up to measure a position of the measurement object,
wherein the linear displacement sensor system is set up at least for measurement in a first outer area and in a second outer area,
wherein the position sensor is set up for measuring in an intermediate area which is arranged partially or completely between the first and second outer area,
the method for calibrating the steering includes the following step or steps:

- (a) determining a direction of a deflection of the measurement object relative to the intermediate area using the linear displacement sensor system,
determining with the aid of the sensor arrangement whether the measurement object is arranged in the intermediate region;
- (b) Driving the steering element - depending on the determined direction of the deflection of the measurement object relative to the intermediate area - such that the measurement object is moved in the direction of the intermediate area or the intermediate area is moved in the direction of the measurement object.

Es kann erfindungsgemäß somit eine vorteilhafte zügige und zuverlässige Kalibration der Lenkung, beispielsweise nach dem Aufstarten des Fahrzeugs, erfolgen. Um das System zu kalibrieren, kann die Stellung des Lenkelements mithilfe des Messobjekts und der Sensoranordnung ermittelt werden. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, das Lenkelement so anzusteuern, dass es sich präzise in eine Neutralstellung bewegt.According to the invention, an advantageous rapid and reliable calibration of the steering can thus take place, for example after the vehicle has been started. In order to calibrate the system, the position of the steering element can be determined using the measurement object and the sensor arrangement. Furthermore, it is possible according to the invention to control the steering element in such a way that it moves precisely into a neutral position.

Es ist denkbar, dass das Lenkelement innerhalb eines Gehäuses oder zumindest relativ zu einem Gehäuse der Lenkung longitudinal verlagerbar ist und so eine translatorische Lenkbewegung ausführen kann. Das Lenkelement ist insbesondere als Schubstange, Spindel oder Zahnstange der Lenkung ausgebildet.It is conceivable that the steering element can be displaced longitudinally within a housing or at least relative to a housing of the steering system and can thus perform a translatory steering movement. The steering element is designed in particular as a connecting rod, spindle or rack of the steering.

Gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass das Messobjekt, insbesondere ein Target, gehäusefest an dem Gehäuse der Lenkung angeordnet ist, wobei das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor, direkt oder mittelbar mit dem Lenkelement verbunden sind. Bei einer Lenkbewegung des Lenkelements findet somit eine Relativbewegung zwischen dem Messobjekt einerseits und dem Linearwegsensorsystem sowie dem Positionssensor andererseits statt. Das Messobjekt kann sich dabei im ersten und zweiten Außenbereich sowie im Zwischenbereich der Sensoranordnung bewegen.According to a first variant of the present invention, it is conceivable that the measurement object, in particular a target, is arranged fixed to the housing of the steering system, with the linear displacement sensor system and the position sensor being connected directly or indirectly to the steering element. When the steering element is steered, there is a relative movement between the measurement object on the one hand and the linear displacement sensor system and the position sensor on the other hand. The measurement object can move in the first and second outer area as well as in the intermediate area of the sensor arrangement.

Gemäß einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung ist es alternativ denkbar, dass das Messobjekt, insbesondere das Target, direkt oder mittelbar mit dem Lenkelement verbunden ist, wobei das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor gehäusefest an dem Gehäuse angeordnet sind. Bei einer Lenkbewegung des Lenkelements findet somit eine Relativbewegung zwischen dem Messobjekt einerseits und dem Linearwegsensorsystem sowie dem Positionssensor andererseits statt. Das Messobjekt kann sich dabei im ersten und zweiten Außenbereich sowie im Zwischenbereich der Sensoranordnung bewegen.According to a second variant of the present invention, it is alternatively conceivable that the measurement object, in particular the target, is connected directly or indirectly to the steering element, with the linear path sensor system and the position sensor being arranged fixed to the housing. When the steering element is steered, there is a relative movement between the measurement object on the one hand and the linear displacement sensor system and the position sensor on the other hand. The measurement object can move in the first and second outer area as well as in the intermediate area of the sensor arrangement.

Sowohl gemäß der ersten Variante als auch gemäß der zweiten Variante findet bei einer Lenkbewegung des Lenkelements eine Relativbewegung zwischen dem Messobjekt und der Sensoranordnung statt. Diese Relativbewegung ist durch die Sensoranordnung messbar.Both according to the first variant and according to the second variant, a relative movement between the measurement object and the sensor arrangement takes place during a steering movement of the steering element. This relative movement can be measured by the sensor arrangement.

Sowohl gemäß der ersten Variante als auch gemäß der zweiten Variante kann mithilfe der Sensoranordnung, insbesondere durch eine Ermittlung der Position des Messobjekts relativ zu dem Linearwegsensorsystem und/oder dem Positionssensor, die Stellung bzw. Verschiebung des Lenkelements gegenüber dem Gehäuse ermittelt werden. Hierdurch ist der Lenkwinkel ermittelbar. Der Lenkwinkel bezieht sich dabei insbesondere auf die Lenkwinkelstellung der Räder der Achse des Fahrzeugs, die der Lenkung zugeordnet ist.Both according to the first variant and according to the second variant, the position or displacement of the steering element relative to the housing can be determined using the sensor arrangement, in particular by determining the position of the measurement object relative to the linear displacement sensor system and/or the position sensor. As a result, the steering angle can be determined. The steering angle refers in particular to the steering angle position of the wheels of the axle of the vehicle that is assigned to the steering.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mithilfe von Computermitteln ausgeführt.The method according to the invention is preferably carried out using computer means.

Der erste Außenbereich und der zweite Außenbereich beziehen sich insbesondere auf den translatorischen Bewegungsbereich des Lenkelements. Der erste Außenbereich betrifft beispielsweise einen linken Außenbereich des Gesamtmessbereichs der Sensoranordnung und der zweite Außenbereich einen rechten Außenbereich des Gesamtmessbereichs der Sensoranordnung oder umgekehrt. Es ist denkbar, dass das Linearwegsensorsystem lediglich den ersten und zweiten Außenbereich abdeckt (und nicht den Zwischenbereich, der durch den Positionssensor abgedeckt wird). Alternativ ist es denkbar, dass das Linearwegsensorsystem sowohl den ersten und zweiten Außenbereich als auch den Zwischenbereich abdeckt. Es ist denkbar, dass das Linearwegsensorsystem den gesamten Verfahrweg des Lenkelements abdeckt.The first outer area and the second outer area relate in particular to the translatory range of movement of the steering element. The first outside area relates, for example, to a left outside area of the overall measuring range of the sensor arrangement and the second outside area to a right outside area of the overall measuring range of the sensor arrangement, or vice versa. It is conceivable that the linear displacement sensor system only covers the first and second outer area (and not the intermediate area that is covered by the position sensor). Alternatively, it is conceivable that the linear path sensor system covers both the first and second outer area and the intermediate area. It is conceivable that the linear path sensor system covers the entire travel path of the steering element.

Der Zwischenbereich, der von dem Positionssensor abgedeckt wird, ist typsicherweise ein vergleichsweise kleiner Bereich bezüglich des gesamten Verfahrwegs des Lenkelements. Es ist bevorzugt denkbar, dass der Zwischenbereich lediglich 1% bis 2% des gesamten Lenkbereichs bzw. des gesamten Verfahrwegs des Lenkelements abdeckt. Es ist beispielsweise möglich, dass der Zwischenbereich eine Breite von 2 mm bis 10 mm aufweist. Die Außenbereiche sind hingegen typischerweise deutlich größer als der Zwischenbereich. Die genauen Dimensionen können für unterschiedliche Lenksysteme und Anwendungsfälle variieren. Es ist denkbar, dass der erste Außenbereich, der zweite Außenbereich und der Zwischenbereich zusammen den gesamten Bewegungsbereich bzw. möglichen Verfahrweg des Lenkelements abdecken. Es ist denkbar, dass der erste und zweite Außenbereich symmetrisch um den Zwischenbereich angeordnet sind. Es ist somit denkbar, dass der Zwischenbereich die Mitte der Lenkbewegung des Lenkelements abdeckt, also insbesondere eine Neutralstellung des Lenkelements. Es ist denkbar, dass erste Außenbereich und der zweite Außenbereich gleich breit sind.The intermediate area covered by the position sensor is typically a comparatively small area with respect to the total travel of the steering element. It is preferably conceivable that the intermediate area covers only 1% to 2% of the entire steering area or the entire travel path of the steering element. It is possible, for example, for the intermediate area to have a width of 2 mm to 10 mm. The outer areas, on the other hand, are typically significantly larger than the intermediate area. The exact dimensions may vary for different steering systems and use cases. It is conceivable that the first outer area, the second outer area and the intermediate area together cover the entire range of movement or possible travel of the steering element. It's think bar that the first and second outer area are arranged symmetrically around the intermediate area. It is thus conceivable that the intermediate area covers the middle of the steering movement of the steering element, ie in particular a neutral position of the steering element. It is conceivable that the first outer area and the second outer area have the same width.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die mithilfe der Sensoranordnung erfassten Messsignale zur weiteren Verwendung und/oder Auswertung einer Steuer- und Auswerteeinheit bereitgestellt werden können. Es ist denkbar, dass die weitere Verwendung und/oder Auswertung der Messsignale computerimplementiert erfolgt.According to one embodiment of the present invention, it is possible for the measurement signals detected using the sensor arrangement to be made available to a control and evaluation unit for further use and/or evaluation. It is conceivable that the further use and/or evaluation of the measurement signals takes place in a computer-implemented manner.

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 - insbesondere für den Fall, dass in Schritt (a) ermittelt wird, dass das Messobjekt außerhalb des Zwischenbereichs angeordnet ist - das Lenkelement in Schritt (b) in Abhängigkeit der in Schritt (a) ermittelten Richtung der Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich derart angetrieben wird, dass das Messobjekt in Richtung des Zwischenbereichs bewegt wird oder der Zwischenbereich in Richtung des Messobjekts bewegt wird. Es kann somit eine Referenzfahrt in den Zwischenbereich durchgeführt werden, wodurch eine präzise Kalibration sichergestellt werden kann. Mithilfe der groben Positionsbestimmung durch das Linearwegsensorsystem wird ermittelt, ob sich das Messobjekt in einem der beiden Außenbereiche befindet. Ist dies der Fall, wird das Lenkelement vorzugsweise auf Grundlage dieser Ermittlung derart bewegt, insbesondere mithilfe des Motors der Lenkung, dass das Messobjekt sich in Richtung des Zwischenbereichs bewegt (oder äquivalent der Zwischenbereich in Richtung des Messobjekts). Hierbei wird vorzugsweise die relative Positionsänderung zwischen dem Messobjekt und der Sensoranordnung mithilfe der Sensoranordnung überwacht. Somit kann auf die Positionsänderung des Lenkelements geschlossen werden.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that - in particular in the event that it is determined in step (a) that the measurement object is arranged outside the intermediate area - the steering element in step (b) depending on the in step (a) determined direction of the deflection of the measurement object is driven relative to the intermediate area such that the measurement object is moved in the direction of the intermediate area or the intermediate area is moved in the direction of the measurement object. A reference run can thus be carried out in the intermediate range, which means that precise calibration can be ensured. With the help of the rough position determination by the linear displacement sensor system, it is determined whether the measurement object is in one of the two outer areas. If this is the case, the steering element is preferably moved on the basis of this determination, in particular with the help of the motor of the steering, that the measurement object moves in the direction of the intermediate area (or equivalently the intermediate area moves in the direction of the measurement object). In this case, the relative change in position between the measurement object and the sensor arrangement is preferably monitored using the sensor arrangement. Thus, the change in position of the steering element can be inferred.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass für den Fall, dass das Messobjekt

- in Schritt a) oder Schritt b) im Zwischenbereich angeordnet ist oder
- den Zwischenbereich in Schritt b) erreicht,

eine Position des Messobjekts relativ zur Sensoranordnung zumindest mithilfe des Positionssensors ermittelt wird. Innerhalb des Zwischenbereichs wird vorzugsweise das präzisere Messsignal des Positionssensors verwendet, um das Lenkelement präzise und sicher in seine Neutralstellung zu bewegen. Hierdurch kann eine besonders, genaue, sichere und zügige Kalibrierung der Lenkung erfolgen. Die Neutralstellung des Messobjekts bezieht sich insbesondere auf eine Neutralstellung der Lenkung, insbesondere auf eine Neutralstellung des Lenkelements. In der Neutralstellung des Messobjekts ist das Messobjekt bevorzugt relativ zu der Sensoranordnung so angeordnet, dass das Messobjekt sich teilweise oder vollständig innerhalb des Zwischenbereichs befindet, der von dem Positionssensor abgedeckt wird. Die Neutralstellung bezieht sich insbesondere auf eine festgelegte Referenzstellung des Lenkelements. Bevorzugt befindet sich das Lenkelement in der Neutralstellung des Messobjekts in einer Stellung, in der die zu der Lenkung gehörenden Räder in einer Geradeausstellung angeordnet sind und insbesondere nicht eingeschlagen sind. Wird in Schritt a) mithilfe der Sensoranordnung ermittelt, dass das Messobjekt im Zwischenbereich angeordnet ist, findet der optionale Schritt (b) vorzugsweise nicht statt, da sich das Lenkelement bereits im Zwischenbereich befindet und nicht erst in den Zwischenbereich bewegt werden muss. Vorzugsweise wird zumindest das Messsignal des Positionssensors verwendet, um das Lenkelement, das sich bereits im Zwischenbereich befindet, in seine Neutralstellung zu bewegen. Da der Positionssensor im Zwischenbereich bevorzugt eine hohe Genauigkeit aufweist, kann das Messsignal des Positionssensors im Zwischenbereich besonders vorteilhaft dazu verwendet werden, das Lenkelement in seine Neutralstellung zu bewegen. Hierdurch wird eine präzise Kalibration möglich.According to an embodiment of the present invention, it is conceivable that in the event that the measurement object

- is arranged in step a) or step b) in the intermediate area or
- reaches the intermediate area in step b),

a position of the measurement object relative to the sensor arrangement is determined at least with the aid of the position sensor. Within the intermediate range, the more precise measurement signal from the position sensor is preferably used in order to move the steering element precisely and securely into its neutral position. As a result, a particularly accurate, safe and rapid calibration of the steering can take place. The neutral position of the measurement object relates in particular to a neutral position of the steering, in particular to a neutral position of the steering element. In the neutral position of the measurement object, the measurement object is preferably arranged relative to the sensor arrangement in such a way that the measurement object is partially or completely within the intermediate area that is covered by the position sensor. The neutral position relates in particular to a fixed reference position of the steering element. In the neutral position of the measurement object, the steering element is preferably in a position in which the wheels belonging to the steering are arranged in a straight-ahead position and, in particular, are not turned. If it is determined in step a) using the sensor arrangement that the measurement object is arranged in the intermediate area, the optional step (b) preferably does not take place since the steering element is already in the intermediate area and does not first have to be moved into the intermediate area. At least the measurement signal of the position sensor is preferably used to move the steering element, which is already in the intermediate range, into its neutral position. Since the position sensor preferably has a high level of accuracy in the intermediate area, the measurement signal of the position sensor in the intermediate area can be used particularly advantageously to move the steering element into its neutral position. This enables precise calibration.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend denkbar, dass das Lenkelement in Abhängigkeit der zumindest mithilfe des Positionssensors ermittelten Position des Messobjekts im Zwischenbereich derart angetrieben wird, dass das Lenkelement in eine Neutralstellung bewegt wird.According to one embodiment of the present invention, it is accordingly conceivable that the steering element is driven depending on the position of the measurement object in the intermediate region, which is determined at least with the aid of the position sensor, such that the steering element is moved into a neutral position.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Positionssensor, betreffend die Messung der Position des Messobjekts, eine höhere Auflösung und/oder Genauigkeit aufweist als das Linearwegsensorsystem. Dies wird besonders vorteilhaft dadurch möglich, dass der Positionssensor nur den vergleichsweise kleinen Zwischenbereich abdeckt, während das Linearwegsensorsystem zumindest die beiden Außenbereiche oder sogar den gesamten translatorischen Verfahrweg des Lenkelements abdeckt.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that the position sensor has a higher resolution and/or accuracy than the linear displacement sensor system, with regard to the measurement of the position of the measurement object. This is possible in a particularly advantageous manner in that the position sensor only covers the comparatively small intermediate area, while the linear path sensor system covers at least the two outer areas or even the entire translatory travel path of the steering element.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Lenkelements

- beim Bewegen des Messobjekts in Richtung des Zwischenbereichs in Schritt (b) oder
- beim Bewegen des Zwischenbereichs in Richtung des Messobjekts in Schritt (b) in Abhängigkeit einer mithilfe des Linearwegsensorsystems ermittelten Position des Messobjekts, vorzugsweise in Abhängigkeit einer mithilfe des Linearwegsensorsystems ermittelten Entfernung des Messobjekts zum Zwischenbereich, eingestellt wird. Beispielsweise kann das Lenkelement zu einer schnelleren Bewegung angetrieben werden, wenn die grobe Positionsermittlung mithilfe des Linearwegsensorsystems ergibt, dass das Lenkelement weit von dem Zwischenbereich entfernt ist, als wenn die grobe Positionsermittlung mithilfe des Linearwegsensorsystems ergibt, dass das Lenkelement bereits nah an dem Zwischenbereich angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders effiziente und zügige Kalibration erfolgen.

According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that a movement speed of the steering element

- when moving the measurement object toward the intermediate area in step (b) or
- when moving the intermediate area in the direction of the measurement object in step (b) depending on a position of the measurement object determined using the linear path sensor system, preferably depending on a distance of the measurement object from the intermediate area determined using the linear path sensor system. For example, the steering element can be driven to move faster if the rough position determination using the linear displacement sensor system shows that the steering element is far away from the intermediate area than if the rough position determination using the linear displacement sensor system shows that the steering element is already close to the intermediate area . As a result, a particularly efficient and rapid calibration can take place.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Sensoranordnung zur Kalibration einer Lenkung eines Fahrzeugs, wobei ein Lenkelement der Lenkung zu einer translatorischen Lenkbewegung antreibbar ist, wobei bei einer translatorischen Lenkbewegung des Lenkelements ein Messobjekt relativ zu der Sensoranordnung verschoben wird,
wobei die Sensoranordnung ein Linearwegsensorsystem und einen Positionssensor umfasst, wobei das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor jeweils zur Messung einer Position des Messobjekts eingerichtet sind,
wobei das Linearwegsensorsystem zumindest zur Messung in einem ersten Außenbereich und in einem zweiten Außenbereich eingerichtet ist,
wobei der Positionssensor zur Messung in einem Zwischenbereich, der teilweise oder vollständig zwischen dem ersten und zweiten Außenbereich angeordnet ist, eingerichtet ist,
wobei die Sensoranordnung zur Kalibration der Lenkung, vorzugsweise mithilfe von Computermitteln, derart konfiguriert ist, dass

- eine Richtung einer Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich mithilfe des Linearwegsensorsystems ermittelt wird,

mithilfe der Sensoranordnung ermittelt wird, ob das Messobjekt im Zwischenbereich angeordnet ist;

- das Lenkelement - in Abhängigkeit der ermittelten Richtung der Auslenkung des Messobjekts relativ zum Zwischenbereich - derart angetrieben wird, dass das Messobjekt in Richtung des Zwischenbereichs bewegt wird oder der Zwischenbereich in Richtung des Messobjekts bewegt wird.

Another object of the present invention is a sensor arrangement for calibrating a steering of a vehicle, wherein a steering element of the steering can be driven to perform a translational steering movement, with a measurement object being displaced relative to the sensor arrangement during a translational steering movement of the steering element,
wherein the sensor arrangement comprises a linear displacement sensor system and a position sensor, wherein the linear displacement sensor system and the position sensor are each set up to measure a position of the measurement object,
wherein the linear displacement sensor system is set up at least for measurement in a first outer area and in a second outer area,
wherein the position sensor is set up for measuring in an intermediate area which is arranged partially or completely between the first and second outer area,
wherein the sensor arrangement for calibrating the steering, preferably with the aid of computer means, is configured in such a way that

- a direction of a deflection of the measurement object relative to the intermediate area is determined using the linear displacement sensor system,

it is determined with the aid of the sensor arrangement whether the measurement object is arranged in the intermediate region;

- the steering element - depending on the determined direction of the deflection of the measurement object relative to the intermediate area - is driven in such a way that the measurement object is moved in the direction of the intermediate area or the intermediate area is moved in the direction of the measurement object.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ist insbesondere für eine Hinterachslenkung, eine Electric-power-steering-Lenkung oder eine Steer-by-wire-Lenkung verwendbar. Bei einer Steer-by-wire-Lenkung handelt es sich insbesondere um eine Lenkung, bei der ein Lenkbefehl von einem Sensor, insbesondere dem Lenkrad, über ein Steuergerät, vorzugsweise ausschließlich, elektrisch zum elektromechanischen Aktor, der den Lenkbefehl ausführt, weitergeleitet wird. Es besteht bei einem solchen System insbesondere keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern.The sensor arrangement according to the invention can be used in particular for rear axle steering, electric power steering or steer-by-wire steering. A steer-by-wire steering system is, in particular, a steering system in which a steering command from a sensor, in particular the steering wheel, is transmitted via a control device, preferably exclusively electrically, to the electromechanical actuator that executes the steering command. In particular, there is no mechanical connection between the steering wheel and the steered wheels in such a system.

Gemäß einer Ausführungsform ist es denkbar, dass das Linearwegsensorsystem einen oder mehrere Linearwegsensoren aufweist; und/oder
dass der Positionssensor einen Näherungsschalter und/oder -sensor und/oder einen weiteren Linearwegsensor aufweist. Es ist beispielsweise denkbar, dass das Linearwegsensorsystem einen ersten Linearwegsensor zur Messung des ersten Außenbereichs aufweist und einen zweiten Linearwegsensor zur Messung des zweiten Außenbereichs. Alternativ ist es denkbar, dass das Linearwegsensorsystem nur einen einzigen Linearwegsensor aufweist, der sowohl den ersten als auch den zweiten Außenbereich und optional den Zwischenbereich abdeckt. Das Linearwegsensorsystem und/oder der Positionssensor können redundant ausgeführt sein, um die Sicherheit weiter zu erhöhen. Es ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass der Positionssensor mithilfe einer integrierten Schaltung ausgebildet ist. Das Linearwegsensorsystem ist vorzugsweise als Wirbelstromsensorsystem ausgebildet. According to one embodiment, it is conceivable that the linear path sensor system has one or more linear path sensors; and or
that the position sensor has a proximity switch and/or sensor and/or a further linear displacement sensor. It is conceivable, for example, that the linear displacement sensor system has a first linear displacement sensor for measuring the first outer area and a second linear displacement sensor for measuring the second outer area. Alternatively, it is conceivable that the linear displacement sensor system has only a single linear displacement sensor, which covers both the first and the second outer area and optionally the intermediate area. The linear displacement sensor system and/or the position sensor can be implemented redundantly in order to further increase safety. It is alternatively or additionally conceivable for the position sensor to be embodied using an integrated circuit. The linear displacement sensor system is preferably designed as an eddy current sensor system.

Das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor sind insbesondere zur Detektion einer Position des Messobjekts, insbesondere eines Targets, eingerichtet. Das Messobjekt ist vorzugsweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Beispielsweise ist das Messobjekt aus Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt. Das Messobjekt ist relativ zu dem Linearwegsensorsystem, insbesondere relativ einer oder mehreren Spulenanordnungen des Linearwegsensorsystems, und relativ zum Positionssensor, insbesondere relativ zu einer Spulenanordnung des Positionssensors oder zu einer integrierten Schaltung des Positionssensors, beweglich angeordnet. Die Position des Messobjekts kann mithilfe des Linearwegsensorsystems und mithilfe des Positionssensors ermittelt werden. Somit kann insbesondere ein Lenkwinkel einer Lenkung mithilfe der Sensoranordnung ermittelt werden. Für den Positionssensor kommen dabei diverse Sensortypen infrage, auch solche, die keine Spulenanordnung aufweisen.The linear path sensor system and the position sensor are set up in particular to detect a position of the measurement object, in particular a target. The measurement object is preferably designed to be electrically conductive. For example, the measurement object is made of metal, in particular aluminum. The measurement object is movably arranged relative to the linear path sensor system, in particular relative to one or more coil arrangements of the linear path sensor system, and relative to the position sensor, in particular relative to a coil arrangement of the position sensor or to an integrated circuit of the position sensor. The position of the measurement object can be determined using the linear displacement sensor system and using the position sensor. Thus, in particular, a steering angle of a steering system can be determined using the sensor arrangement. Various sensor types are possible for the position sensor, including those that do not have a coil arrangement.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Sensoranordnung eine oder mehrere Spulen aufweist. Im Betrieb wird ein Wechselstrom durch die Spule oder die Spulen geleitet, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird. Das so erzeugte magnetische Feld wirkt auf das Messobjekt bzw. das Target und induziert einen Wirbelstrom im Messobjekt bzw. Target. Dieser erzeugte Wirbelstrom erzeugt wiederum ein Magnetfeld, das mithilfe des Linearwegsensors, insbesondere mithilfe von einer Spulenanordnung des Linearwegsensors, und mithilfe des Positionssensors, insbesondere mithilfe einer weiteren Spulenanordnung des Positionssensors, detektierbar ist.According to one embodiment of the present invention, it is conceivable that the sensor arrangement has one or more coils. In operation, an alternating current is passed through the coil or conducted through the coils, creating a magnetic field. The magnetic field generated in this way acts on the measurement object or 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 linear displacement sensor, in particular using a coil arrangement of the linear displacement sensor, and using the position sensor, in particular using a further coil arrangement of the position sensor.

Es ist denkbar, dass das Linearwegsensorsystem und der Positionssensor mithilfe einer oder mehrerer Leiterplatten ausgebildet sind.It is conceivable that the linear path sensor system and the position sensor are formed using one or more printed circuit boards.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Lenkung - insbesondere Hinterachslenkung, Electric-power-steering-Lenkung oder Steer-by-wire-Lenkung -, wobei die Lenkung eine Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.Another object of the present invention is a steering - in particular rear-axle steering, electric power steering or steer-by-wire steering -, wherein the steering comprises a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention.

Gemäß einer Ausführungsform ist es denkbar, dass die Lenkung einen Aktuator aufweist, der ein Lenkelement umfasst, das innerhalb eines Gehäuses oder zumindest relativ zu einem Gehäuse longitudinal verlagerbar ist. Das Lenkelement ist insbesondere als Schubstange, Spindel oder Zahnstange ausgebildet. Gemäß einer Ausgestaltung ist es denkbar, dass das Messobjekt gehäusefest angeordnet ist, wobei eine oder mehrere Leiterplatten, aufweisend das Linearwegsensorsystem und den Positionssensor, direkt oder mittelbar mit dem Lenkelement verbunden sind. Alternativ ist es denkbar, dass das Messobjekt direkt oder mittelbar mit dem Lenkelement verbunden ist, wobei die eine oder die mehreren Leiterplatten, aufweisend das Linearwegsensorsystem und den Positionssensor, gehäusefest angeordnet sind. In beiden Fällen kann mithilfe der Sensoranordnung die relative axiale Position des Lenkelements gegenüber dem Gehäuse ermittelt werden. Hierdurch ist der Lenkwinkel ermittelbar. Der Lenkwinkel bezieht sich dabei insbesondere auf die Lenkwinkelstellung der Räder der Achse des Fahrzeugs, die der Lenkung zugeordnet ist.According to one embodiment, it is conceivable that the steering has an actuator that includes a steering element that is longitudinally displaceable within a housing or at least relative to a housing. The steering element is designed in particular as a push rod, spindle or rack. According to one embodiment, it is conceivable that the measurement object is arranged fixed to the housing, with one or more printed circuit boards, having the linear displacement sensor system and the position sensor, being connected directly or indirectly to the steering element. Alternatively, it is conceivable that the measurement object is connected directly or indirectly to the steering element, with the one or more printed circuit boards having the linear displacement sensor system and the position sensor being arranged fixed to the housing. In both cases, the relative axial position of the steering element relative to the housing can be determined using the sensor arrangement. As a result, the steering angle can be determined. The steering angle refers in particular to the steering angle position of the wheels of the axle of the vehicle that is assigned to the steering.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, aufweisend eine Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder eine Lenkung 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 steering system according to an embodiment of the present invention.

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

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

1 und 2 schematische Darstellungen einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform 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 and 2 schematic representations of a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention.

In 1 und 2 Sind schematische Darstellungen einer Sensoranordnung 10 und deren Messbereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. 1 zeigt dabei eine Aufsicht und 2 eine Schnittdarstellung. Mithilfe der Sensoranordnung 10 ist ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar. Die Sensoranordnung 10 umfasst ein Linearwegsensorsystem 1, das den gesamten Hub 40 der Sensoranordnung abdeckt, also insbesondere einen ersten und zweiten Außenbereich 41, 42 sowie einen Zwischenbereich 43. Das Linearwegsensorsystem 1 umfasst beispielsweise eine oder mehrere Spulenanordnungen, die auf einer Leiterplatte, insbesondere einem PCB (printed circuit board) ausgebildet sind. Das Linearwegsensorsystem 1 ist insbesondere zur Positionsmessung mithilfe eines Messobjekts 11 ausgebildet, das relativ zum Linearwegsensorsystem 1 beweglich angeordnet ist. Ferner umfasst die Sensoranordnung 10 einen Positionssensor 2, der ebenfalls zur Positionsmessung mithilfe des Messobjekts 11 ausgebildet ist. Der Positionssensor deckt lediglich den Zwischenbereich 43, also einen kleinen Bereich des Gesamtmessbereichs der Sensoranordnung 1, ab. Hierdurch ist die Messgenauigkeit des Positionssensors 2 in diesem Zwischenbereich 43 größer bzw. besser als die des Linearwegsensorsystems 1. Der Zwischenbereich 43 ist beispielsweise lediglich zwischen 2 und 10 mm breit. Er macht beispielsweise lediglich bis zu 2% oder sogar nur bis zu 1 % der gesamten Hubs 40 aus.In 1 and 2 Schematic representations of a sensor arrangement 10 and its measuring range are shown according to an embodiment of the present invention. 1 shows a supervision and 2 a sectional view. A method according to an embodiment of the present invention can be carried out with the aid of the sensor arrangement 10 . The sensor arrangement 10 comprises a linear displacement sensor system 1, which covers the entire stroke 40 of the sensor arrangement, i.e. in particular a first and second outer region 41, 42 and an intermediate region 43. The linear displacement sensor system 1 comprises, for example, one or more coil arrangements which are mounted on a printed circuit board, in particular a PCB (printed circuit board) are formed. The linear path sensor system 1 is designed in particular for position measurement using a measurement object 11 which is arranged to be movable relative to the linear path sensor system 1 . Furthermore, the sensor arrangement 10 includes a position sensor 2 which is also designed to measure the position using the measurement object 11 . The position sensor only covers the intermediate area 43, ie a small area of the total measuring range of the sensor arrangement 1. As a result, the measuring accuracy of the position sensor 2 in this intermediate area 43 is greater or better than that of the linear displacement sensor system 1. The intermediate area 43 is only between 2 and 10 mm wide, for example. For example, it only accounts for up to 2% or even only up to 1% of the total hubs 40 .

Die Sensoranordnung 10 ist insbesondere Teil einer Lenkung eines Fahrzeugs, vorzugsweise einer Hinterachslenkung oder einer Steer-by-wire-Lenkung. Die Lenkung umfasst ein Lenkelement, insbesondere eine Schubstange, Spindel oder Zahnstange, die innerhalb eines Gehäuses oder zumindest relativ zu einem Gehäuse der Lenkung verlagerbar ist und so eine translatorische Lenkbewegung 100 ausführen kann. Gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass das Messobjekt 11 gehäusefest an dem Gehäuse der Lenkung angeordnet ist, wobei das Linearwegsensorsystem 1 und der Positionssensor 2 direkt oder mittelbar mit dem Lenkelement verbunden sind. Bei einer Lenkbewegung 100 des Lenkelements findet somit eine Relativbewegung zwischen dem Messobjekt 11 einerseits und dem Linearwegsensorsystem 1 sowie dem Positionssensor 2 andererseits statt. Das Messobjekt 11 kann sich dabei im ersten und zweiten Außenbereich sowie im Zwischenbereich der Sensoranordnung 10 bewegen. Gemäß einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung ist es alternativ denkbar, dass das Messobjekt 11 direkt oder mittelbar mit dem Lenkelement verbunden ist, wobei das Linearwegsensorsystem 1 und der Positionssensor 2 gehäusefest an dem Gehäuse angeordnet sind. Bei einer Lenkbewegung 100 des Lenkelements findet somit auch in dieser Variante eine Relativbewegung zwischen dem Messobjekt 11 einerseits und dem Linearwegsensorsystem 1 sowie dem Positionssensor 2 andererseits statt. Das Messobjekt 11 kann sich im ersten und zweiten Außenbereich sowie im Zwischenbereich der Sensoranordnung 10 bewegen.The sensor arrangement 10 is in particular part of a steering system of a vehicle, preferably a rear-axle steering system or a steer-by-wire steering system. The steering comprises a steering element, in particular a connecting rod, spindle or toothed rack, which is displaceable within a housing or at least relative to a housing of the steering and thus a translatory steering movement 100 can run. According to a first variant of the present invention, it is conceivable that the measurement object 11 is arranged fixed to the housing of the steering system, with the linear displacement sensor system 1 and the position sensor 2 being connected directly or indirectly to the steering element. During a steering movement 100 of the steering element, a relative movement thus takes place between the measurement object 11 on the one hand and the linear path sensor system 1 and the position sensor 2 on the other. The measurement object 11 can move in the first and second outer area as well as in the intermediate area of the sensor arrangement 10 . According to a second variant of the present invention, it is alternatively conceivable that the measurement object 11 is connected directly or indirectly to the steering element, with the linear displacement sensor system 1 and the position sensor 2 being arranged fixed to the housing. During a steering movement 100 of the steering element, a relative movement between the measurement object 11 on the one hand and the linear displacement sensor system 1 and the position sensor 2 on the other hand also takes place in this variant. The measurement object 11 can move in the first and second outer area as well as in the intermediate area of the sensor arrangement 10 .

Insbesondere beim Aufstarten des Fahrzeugs ist in vielen Fällen eine Kalibration der Lenkung notwendig, um die Stellung des Lenkelements exakt zu bestimmen. Diese Kalibration wird mithilfe der Sensoranordnung 10 durchgeführt. Insbesondere für den Fall, dass sich das Messobjekt 11 nicht bereits im Zwischenbereich 43 befinde, bzw. für den Fall, dass sich das Messobjekt 11 im ersten Außenbereich 41 oder im zweiten Außenbereich 42 befindet, wird eine Richtung einer Auslenkung des Messobjekts 11 relativ zum Zwischenbereich 43 mithilfe des Linearwegsensorsystems 1 bestimmt. In Abhängigkeit der ermittelten Richtung, wird das Lenkelement derart angetrieben, dass sich das Messobjekt 11 zum Zwischenbereich 43 bewegt bzw. sich der Zwischenbereich 43 zum Messobjekt 11 bewegt. Das Lenkelement wird dabei beispielswiese mithilfe eines Elektromotors der Lenkung angetrieben. Die Bewegung des Lenkelements wird vorzugsweise durch das Linearwegsensorsystem 1 überwacht. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Lenkelements wird vorzugsweise in Abhängigkeit der verbleibenden Entfernung des Messobjekts 11 zum Zwischenbereich 43 angepasst, wobei die Geschwindigkeit bei einer Annäherung an den Zwischenbereich 43 vorzugsweise reduziert wird. Wenn das Messobjekt 11 den Zwischenbereich 43 erreicht (oder wenn der Zwischenbereich 43 das Messobjekt 11 erreicht), wird die Position des Messobjekts 11 mithilfe des genaueren Positionssensors 2 ermittelt und überwacht. Vorzugsweise wird das Lenkelement weiterbewegt, bis das Lenkelement eine Neutralstellung, insbesondere eine Geradeausstellung der Lenkung, erreicht. Die Fahrt des Lenkelements in die Neutralstellung wird dabei innerhalb des Zwischenbereichs zumindest mithilfe des Positionssensors 2 überwacht. Es ist denkbar, dass das Messsignal des Linearwegsensorsystems 1 auch im Zwischenbereich 43 zusätzlich zum Messsignal des Positionssensors 2 ausgewertet und/oder zur Positionsermittlung des Messobjekts 11 verwendet wird.In many cases, especially when starting the vehicle, the steering needs to be calibrated in order to determine the exact position of the steering element. This calibration is carried out using the sensor arrangement 10 . In particular in the event that the measurement object 11 is not already in the intermediate region 43, or in the event that the measurement object 11 is in the first outer region 41 or in the second outer region 42, a direction of a deflection of the measurement object 11 relative to the intermediate region 43 determined using the linear displacement sensor system 1. Depending on the determined direction, the steering element is driven in such a way that the measurement object 11 moves to the intermediate area 43 or the intermediate area 43 moves to the measurement object 11 . The steering element is driven, for example, using an electric motor of the steering. The movement of the steering element is preferably monitored by the linear displacement sensor system 1. The movement speed of the steering element is preferably adjusted as a function of the remaining distance of the measurement object 11 from the intermediate area 43, with the speed preferably being reduced when the intermediate area 43 is approached. When the measurement object 11 reaches the intermediate area 43 (or when the intermediate area 43 reaches the measurement object 11), the position of the measurement object 11 is determined using the more accurate position sensor 2 and monitored. The steering element is preferably moved further until the steering element reaches a neutral position, in particular a straight-ahead position of the steering. The movement of the steering element into the neutral position is monitored within the intermediate range at least with the aid of position sensor 2 . It is conceivable that the measurement signal of the linear path sensor system 1 is also evaluated in the intermediate area 43 in addition to the measurement signal of the position sensor 2 and/or is used to determine the position of the measurement object 11 .

Insbesondere für den Fall, dass eine Ermittlung der Position des Messobjekts 11 (beispielsweise beim oder unmittelbar nach dem Aufstarten des Fahrzeugs) ergibt, dass sich das Messobjekt 11 bereits im Zwischenbereich 43 befindet, die Lenkung aber nicht in ihrer Neutralstellung ist, wird das Lenkelement zu einer Bewegung in Richtung seiner Neutralstellung angetrieben. Da das Messobjekt 11 bereits im Zwischenbereich 43 angeordnet ist, wird die Position des Messobjekts 11 bei dieser Bewegung zumindest mithilfe des Positionssensors 2 ermittelt. Das Lenkelement wird vorzugsweise bewegt, bis das Lenkelement seine Neutralstellung erreicht hat. Diese Fahrt des Lenkelements in die Neutralstellung wird dabei innerhalb des Zwischenbereichs 43 mithilfe des Positionssensors 2 überwacht. Es ist denkbar, dass das Messsignal des Linearwegsensorsystems 1 auch in diesem Fall im Zwischenbereich 43 zusätzlich zum Messsignal des Positionssensors 2 ausgewertet und/oder zur Positionsermittlung des Messobjekts 11 verwendet wird.In particular, in the event that a determination of the position of the measurement object 11 (e.g. when or immediately after starting the vehicle) shows that the measurement object 11 is already in the intermediate area 43, but the steering is not in its neutral position, the steering element is closed a movement toward its neutral position. Since the measurement object 11 is already arranged in the intermediate region 43, the position of the measurement object 11 during this movement is determined at least with the aid of the position sensor 2. The steering element is preferably moved until the steering element has reached its neutral position. This movement of the steering element into the neutral position is monitored within the intermediate area 43 using the position sensor 2 . It is conceivable that the measurement signal of the linear path sensor system 1 is also evaluated in this case in the intermediate area 43 in addition to the measurement signal of the position sensor 2 and/or is used to determine the position of the measurement object 11 .

Es kann somit eine zuverlässige und zügige Kalibration der Lenkung, beispielsweise beim Aufstarten des Fahrzeugs und/oder zu Fahrtbeginn erfolgen.The steering can thus be calibrated reliably and quickly, for example when starting the vehicle and/or at the start of a journey.

BezugszeichenlisteReference List

11: Linearwegsensorsystemlinear displacement sensor system
22: Positionssensorposition sensor
1010: Sensoranordnungsensor arrangement
1111: Messobjektmeasurement object
4040: gesamter Hub der Sensoranordnungentire stroke of the sensor array
4141: erster Außenbereichfirst outdoor area
4242: zweiter Außenbereichsecond outdoor area
4343: Zwischenbereichintermediate area
100100: Lenkbewegungsteering movement

Claims

Method for calibrating a steering system of a vehicle using a sensor arrangement (10), wherein a steering element of the steering can be driven to perform a translational steering movement (100), with a measurement object (11) relative to the sensor arrangement (10 ) is moved, wherein the sensor arrangement (10) comprises a linear displacement sensor system (1) and a position sensor (2), wherein the linear displacement sensor system (1) and the position sensor (2) are each set up to measure a position of the measurement object (11), wherein the linear displacement sensor system (1) is set up at least for measuring in a first outer area (41) and in a second outer area (42), the position sensor (2) for measuring in an intermediate area (43) which is partially or completely between the first and second outer area (41, 42 ) is arranged, is set up, the method for calibrating the steering comprising the following step or steps: - (a) determining a direction of a deflection of the measurement object (11) relative to the intermediate area (43) using the linear displacement sensor system (1), Determining with the aid of the sensor arrangement (10) whether the measurement object (11) is arranged in the intermediate region (43); - (b) Driving the steering element - depending on the determined direction of the deflection of the measurement object (11) relative to the intermediate area (43) - such that the measurement object (11) is moved in the direction of the intermediate area (43) or the intermediate area (43) is moved in the direction of the measurement object (11).

procedure after claim 1 , characterized in that - in the event that it is determined in step (a) that the measurement object (11) is arranged outside of the intermediate region (43) - the steering element in step (b) as a function of the determined in step (a). direction of the deflection of the measurement object (11) relative to the intermediate area (43) is driven in such a way that the measurement object (11) is moved in the direction of the intermediate area (43) or the intermediate area (43) is moved in the direction of the measurement object (11).

Procedure according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that in the event that the measurement object (11) - is arranged in step a) or step b) in the intermediate area (43) or - reaches the intermediate area (43) in step b), a position of the measurement object (11 ) relative to the sensor arrangement (10) is determined at least with the aid of the position sensor (2).

procedure after claim 3 , characterized in that the steering element is driven as a function of the position of the measurement object (11) in the intermediate region (43) determined at least with the aid of the position sensor (2) in such a way that the steering element is moved into a neutral position.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor (2), relating to the measurement of the position of the measurement object (11), has a higher resolution and/or accuracy than the linear displacement sensor system (1).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a movement speed of the steering element - when moving the measurement object (11) in the direction of the intermediate area (43) in step (b) or - when moving the intermediate area (43) in the direction of the measurement object (11 ) in step (b) as a function of a position of the measurement object (11) determined using the linear displacement sensor system (1), preferably as a function of a distance of the measurement object (11) from the intermediate region (43) determined using the linear displacement sensor system (1).

Sensor arrangement (10) for calibrating a steering system of a vehicle, characterized in that a steering element of the steering system can be driven to perform a translational steering movement (100), with a measurement object (11) relative to the sensor arrangement (10 ) is displaced, the sensor arrangement (10) comprising a linear path sensor system (1) and a position sensor (2), the linear path sensor system (1) and the position sensor (2) each being set up to measure a position of the measurement object (11), the Linear displacement sensor system (1) is set up at least for measuring in a first outer area (41) and in a second outer area (42), the position sensor (2) for measuring in an intermediate area (43) which is partially or completely between the first and second outer area (41, 42) is arranged, wherein the sensor arrangement (10) for calibrating the steering, preferably using computer means, is configured such that: - a direction of a deflection of the measurement object (11) relative to the intermediate area (43) using of the linear displacement sensor system (1), it being determined with the aid of the sensor arrangement (10) whether the measurement object (11) is arranged in the intermediate region (43); - the steering element - depending on the determined direction of the deflection of the measurement object (11) relative to the intermediate area (43) - is driven in such a way that the measurement object (11) is moved in the direction of the intermediate area (43) or the intermediate area (43) in the direction of the measurement object (11) is moved.

Sensor arrangement (10) after claim 7 , characterized in that the linear path sensor system (1) has one or more linear path sensors; wherein the position sensor (2) has a proximity switch and/or sensor and/or a further linear displacement sensor.

Steering - in particular rear-axle steering, electric power steering or steer-by-wire steering -, characterized in that the steering is a sensor arrangement according to one of Claims 7 or 8th includes.

Vehicle, having a sensor arrangement according to one of Claims 7 or 8th or a steering after claim 9 .