DE102008044245A1

DE102008044245A1 - Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Sensors

Info

Publication number: DE102008044245A1
Application number: DE102008044245A
Authority: DE
Inventors: Andreas KNÖDLER; Constant Nguene Njongue
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-10
Also published as: WO2010063747A1

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung (10) zum Ansteuern eines Sensors (12) zur Erfassung eines Lenkwinkels vorgestellt. Bei dieser Schaltungsanordnung (10) ist zusätzlich eine elektrische Spannungsversorgung vorgesehen, die bei Ausfall des Bordnetzes einreitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Sensors, der einen Lenkwinkel eines Kraftfahrzeugs erfasst.
Für den sicheren Betrieb eines Servolenksystems ist es erforderlich, den vom Fahrer eingestellten Lenkwinkel zu erfassen bzw. zu bestimmen.
Bislang werden zur Erfassung des Lenkwinkels in der Regel rein mechanisches Systeme, wie bspw. Schleifkontakte, eingesetzt. Diese haben gegenüber dem Einsatz elektrischer bzw. elektronischer Sensoren den Vorteil, dass diese den Wert des Lenkwinkels auch bei Spannungseinbrüchen im Bordnetz nicht verlieren. Bei diesen Systemen kann die Elektronik den Lenkwinkel, sobald der Spannungseinbruch überstanden ist, problemlos neu bestimmen.
Beim Einsatz eines rein elektrischen bzw. elektronischen Sensors muss nach einem Spannungseinbruch der Lenkwinkel neu eingelernt werden, da üblicherweise nicht die absolute Drehposition erfasst wird, sondern die ausgeführten Drehungen des Servomotors mitgezählt werden.
Ein Lenksystem für ein Fahrzeug mit einem Servomotor zur Bereitstellung eines Lenkmoments zur Lenkwinkelverstellung ist bspw. aus der Druckschrift DE 10 2006 042 104 A1 bekannt. Bei diesem wird die Drehbewegung einer Welle des Servomotors von einem Rotorlagesensor erfasst, dessen Signale von einer Auswerteeinrichtung zur Ermittlung eines absoluten Lenkwinkels des gelenkten Rades herangezogen werden. Dabei wird eine Drehbewegung der Welle des Servomotors bei einer Außerbetriebsstellung des Fahrzeugs von einer Steuer einrichtung für die Auswerteeinrichtung mit einem sogenannten sleepmode-Zähler in Größe, Richtung und über eine definierte Auswertedauer erfasst.
Bei Verwendung von elektrischen Sensoren zur Bestimmung des Lenkwinkels wird aufgrund des Kraftfahrzeugbordnetzes eine robuste Elektronik benötigt. Besonders starke Spannungseinbrüche, wie bspw. Anlassimpulse, dürfen nicht zu einem Abschalten der benötigten Elektronik und damit zum Verlust des Lenkwinkels führen.
Die vorgestellte Schaltungsanordnung dient zum Ansteuern mindestens eines Sensors bzw. einer Sensorik zur Erfassung eines Lenkwinkels. Der mindestens eine Sensor bzw. die Sensorik wird dabei über ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs, welches eine Versorgungsspannung bereitstellt, betrieben. Hierbei ist zusätzlich eine elektrische Spannungsversorgung vorgesehen, die im Falle eines Abfalls der Versorgungsspannung, insbesondere bei starken Spannungseinbrüchen, wie bspw. bei einem Anlassimpuls, eine ausreichend hohe Spannung für den mindestens einen elektrischen Sensor bereitstellt.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der mindestens eine Sensor zu jedem Zeitpunkt mit einer ausreichend hohen Spannung versorgt ist, so dass der im Sensor gespeicherte Wert des Drehwinkels nicht verloren geht.
In Ausgestaltung weist bei der Schaltungsanordnung die Spannungsversorgung ein Speicherelement auf. Dieses Speicherelement kann einen Kondensator umfassen.
Alternativ oder ergänzend kann eine Spannungsquelle bzw. ein Generator vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform der beschriebenen Schaltungsanordnung ist weiterhin eine elektrische Einrichtung vorgesehen, die eine Steuerfunktion übernimmt.
Diese elektrische Einrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass diese eine Ventilfunktion erfüllt. Diese Ventilfunktion kann durch mindestens eine Diode bereitgestellt sein.
Weiterhin kann die elektrische Einrichtung derart ausgebildet sein, dass diese eine Schaltfunktion erfüllt. Hierzu kann ein üblicherweise elektrischer bzw. elektronischer Schalter vorgesehen sein.
In diesem Fall bietet sich als Schalter ein Halbleiterschalter, insbesondere ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feld-effekttransistor), an. Selbstverständlich sind auch andere Halbleiterschalter einsetzbar.
Eine Möglichkeit, die Elektronik dadurch zu schützen, kann in einer Ausführung somit mit Hilfe eines Kondensators als Energiepuffer bzw. -speicher sowie einer Diode, die eine Ventilfunktion erfüllt und zur Trennung des Bordnetzes bei Spannungseinbrüchen dient, erreicht werden.
Bei Spannungseinbrüchen im Bordnetz verhindert die Diode, dass die im Kondensator gespeicherte Energie ins Bordnetz zurückfließen kann. Die Lenkwinkel sind so während des Einbruchs über den Kondensator versorgt. Somit können Bordnetzeinbrüche bis 0 V überbrückt werden. Die Länge des zu überbrückenden Einbruchs, typischerweise bis zu 50 ms, kann relativ einfach über die Größe des Kondensators dimensioniert werden.
Zusätzlich wird die Eingangsspannung für die Lenkwinkelsensorik überwacht, um einen Verlust des Lenkwinkels, bspw. bei extrem langen Spannungseinbrüchen, wie z. B. das Abklemmen der Batterie, sicher erkennen zu können.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine Ausführungsform der vorgestellten Schaltungsanordnung.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorgestellten Schaltungsanordnung.
3 zeigt einen Ausschnitt aus einer möglichen Schaltungsanordnung.
In 1 ist eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, dargestellt. Die Darstellung zeigt einen Sensor 12, der zur Bestimmung bzw. Erfassung des Lenkwinkels eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
Die Darstellung zeigt weiterhin einen Kondensator 14 und eine Diode 16, die einen Schutz im Falle eines Ausfalls des Bordnetzes bieten. In einem solchen Fall verhindert die Diode 16, dass die in dem Kondensator 14 gespeicherte Energie in das Bordnetz zurückfließt. Der Sensor 12 wird während des Ausfalls des Bordnetzes bzw. während des Abfalls der Versorgungsspannung mit der in dem Kondensator 14 gespeicherten Energie versorgt. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Eingangsspannung für den Sensor 12 überwacht wird, um einen Verlust des Lenkwinkels zu vermeiden.
In 2 ist eine weitere Schaltungsanordnung 20 dargestellt, die zum Ansteuern eines Sensors 22 dient. Dieser Sensor 22 wird über eine Batterie 24 eines Bordnetzes betrieben. Zusätzlich ist eine Spannungsversorgung 26, in diesem Fall eine Spannungsquelle, vorgesehen. Ein Schalter 28 ermöglicht ein Umschalten zwischen der Batterie 24 und der Spannungsversorgung 26.
Im Falle eines Ausfalls des Bordnetzes oder eines Spannungseinbruchs an den Klemmen der Batterie 24 wird mittels des Schalters 28 auf Versorgung durch die Spannungsversorgung 26 umgestellt. Der Schalter 28 kann solange in dieser Position bleiben, bis der Ausfall des Bordnetzes überwunden ist.
In 3 ist ein Ausschnitt aus einer möglichen Schaltungsanordnung dargestellt. In diesem Ausschnitt ist ein Kondensator 30, eine elektrische Einrichtung 32 mit Schalt- und Ventilfunktion, die eine erste Diode 34 und eine zweite Diode 36 umfasst, sowie eine Batterie 38 und ein zusätzliches Speicherelement 40 dargestellt. Die Batterie 38 versorgt einen nicht dargestellten Sensor, wobei die erste Diode 34 leitet. Fällt die Spannung der Batterie 38 unter die Spannung des Speicherelements 40, wird die zweite Diode 36 leitend und versorgt den Sensor. Damit ist eine immer ausreichende Spannungsversorgung des Sensors sichergestellt.
Der zusätzlich vorgesehene Kondensator 30 dient als zusätzlicher Energiespeicher für den Ausfall sowohl der Batterie 38 als auch des Speicherelements 40.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006042104 A1 [0005]

Claims

Schaltungsanordnung zum Ansteuern mindestens eines Sensors (12, 22) zur Erfassung eines Lenkwinkels, der über ein Bordnetz, das eine Versorgungsspannung bereitstellt, betrieben ist, wobei zusätzlich eine elektrische Spannungsversorgung (26) vorgesehen ist, die im Falle eines Abfalls der Versorgungsspannung eine ausreichend hohe Spannung für den mindestens einen elektrischen Sensor (12, 22) bereitstellt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei dem die Spannungsversorgung (26) ein Speicherelement (40) aufweist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei dem das Speicherelement (40) einen Kondensator (14, 30) aufweist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem weiterhin eine elektrische Einrichtung (32) vorgesehen ist, die eine Steuerfunktion übernimmt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, bei dem die elektrische Einrichtung (32) eine Ventilfunktion erfüllt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei dem die elektrische Einrichtung (32) mindestens eine Diode (16, 34, 36) aufweist.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die elektrische Einrichtung (32) eine Schaltfunktion erfüllt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, bei dem die elektrische Einrichtung (32) mindestens einen Schalter (28) aufweist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, bei der als Schalter (28) ein Halbleiterschalter dient.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, bei der als Schalter (28) ein MOSFET dient.