DE102011007023A1 - Verfahren zum Erfassen einer Winkelposition - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Winkelposition wenigstens einer Welle (8, 10) eines Kraftfahrzeugs bei ausgeschalteter Zündung, wobei an der wenigstens einen Welle (8, 10) mindestens ein Multipolrad (16), das Magnete (18, 20) umfasst, angeordnet ist, wobei das Verfahren mit einer Sensoranordnung (2) durchgeführt wird, die mindestens ein magnetfeldsensitives Sensorelement (24, 28) aufweist, mit dem ein von den Magneten (18, 20) erzeugtes Magnetfeld erfasst wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Winkelposition einer Welle eines Kraftfahrzeugs bei ausgeschalteter Zündung und eine Sensoranordnung zum Erfassen einer Winkelposition einer Welle eines Kraftfahrzeugs bei ausgeschalteter Zündung.
  • Stand der Technik
  • Drehbare Wellen kommen bei unterschiedlichen Vorrichtungen zum Einsatz, bspw. auch in Lenkanlagen von Kraftfahrzeugen. Zum Betreiben einer Welle kann es erforderlich sein, Informationen über deren Drehwinkel und somit deren Stellung zu haben. Derartige Informationen über den Drehwinkel werden mit einem Drehwinkelsensor oder einem Drehmomentsensor ermittelt. Dabei kann mit einem Drehmomentsensor eine relative Drehung von zwei Wellen zueinander erfasst werden.
  • Bei Drehmomentsensoren wird typischerweise ein magnetisches Verfahren verwendet, wie dies bspw. in der Druckschrift DE 10 2005 031 086 A1 beschrieben ist. Dabei wird ein Magnetfeld eines magnetischen Multipols, der auf einer Welle angeordnet ist, gemessen.
  • Mit einer sogenannten True Power On Funktion (TPO) kann die Winkelposition eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs beim Einschalten der Zündung sensorisch ermittelt werden. Bei Vorliegen einer Multi-Turn-Fähigkeit ist es auch möglich, die Anzahl der erfolgten vollständigen Umdrehungen des Lenkrads zu erfassen. Demnach werden hierbei Drehbewegungen, die bei ausgeschalteter Zündung erfolgt sind, registriert. Zur Umsetzung der True Power On Funktion wird ein Zahnradgetriebe benötigt, das die Drehbewegungen übersetzt, so dass nach dem Einschalten der Zündung anhand der Übersetzung ein eindeutiges Signal berechnet werden kann. Hierfür können zwei Zahnräder mit ungleicher Anzahl an Zähnen eingesetzt werden, wobei deren Zähne in Zähne eines Zahnrads eingreifen, das an einer Nabe einer Welle angeordnet ist. Zu einer derartigen Ermittlung des Drehwinkels kann auch ein Hyperzykloidgetriebe verwendet werden, wie es bspw. in der Druckschrift DE 10 2008 011 448 A1 beschrieben ist.
  • Alternativ kann der Lenkwinkel einer Lenksäule aus der Position eines Rotorlagesensors berechnet werden, der bei Servolenkungen (EPS- bzw. electric power steering-Anlagen) zum Einsatz kommt und die Drehung der Lenksäule über die Untersetzung eines bei der Servolenkung verwendeten EPS-Motors erfasst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und eine Sensoranordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann die Winkelposition und somit Drehposition einer bspw. als Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Welle bei ausgeschalteter Zündung über eine Drehung von wenigstens 360° mit mindestens einem magnetfeldsensitiven Sensorelement erfasst werden.
  • Hierbei ist vorgesehen, dass an der Welle eine Magneteinheit angeordnet ist, die ein Multipolrad aus kreis- oder ringförmig angeordneten Magneten umfasst. Feldlinien eines Magnetfelds eines Magneten sind je nach Definition vom Nordpol zum Südpol des Magneten orientiert oder umgekehrt. Innerhalb des Multipolrads sind die Feldlinien unmittelbar benachbarter Magnete entgegengesetzt orientiert.
  • Das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement misst und erfasst das Magnetfeld des Multipolrads, das sich durch Überlagerung der Magnetfelder sämtlicher Magnete des Multipolrads ergibt. Aus der Stellung des Magnetfelds kann weiterhin die Position des Multipolrads und somit die Winkelposition der Welle, bspw. durch Berechnung, abgeleitet und/oder ermittelt werden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement bei abgeschalteter Zündung eine durch Drehung der Welle verursachte Änderung des Magnetfelds an einer Position, an der das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement angeordnet ist, erkannt werden. Dies ist u. a. dann der Fall, wenn sich zwei benachbarte Magnete des Multipolrads an dem magnetfeldsensitiven Sensorelement vorbei bewegen und somit eine Grenzfläche zwischen den beiden Magneten vorbei bewegt, wodurch von dem mindestens einem magnetfeldsensitiven Sensorelement eine sich prompt ergebende Änderung des Magnetfelds unter plötzlicher Umorientierung der Feldlinien durch einen bspw. als Reed-Schalter ausgebildeten magnetfeldsensitiven Schalter erfasst wird. Somit kann eine Drehung des Magnetfelds zwischen benachbarten Multipolpaaren registriert werden.
  • Die Änderung der Winkelposition kann somit schnell und sicher registriert werden, so dass von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement eine Aufwachfunktion aktiviert und dadurch einem Steuergerät, bspw. für eine Lenkanlage, die die Welle umfasst, die Änderung bei ausgeschalteter Zündung signalisiert wird.
  • Die sich ergebenden prompten Änderungen und somit Umorientierungen und/oder Drehungen der Feldlinien des sich bewegenden Magnetfelds können inkrementell gezählt werden. Daraus kann aus der Anzahl der sich ergebenden Änderungen des Magnetfelds, die sich durch vorbei bewegende Grenzflächen ergeben, ermittelt werden, um wieviel Grad sich die Winkelposition der Welle bei einer Drehung geändert hat. Ausgehend von einer vorherigen Winkelposition kann unter Berücksichtigung der Drehung nachvollzogen werden, welche Winkelposition die Welle aktuell aufweist.
  • Bei ausgeschalteter Zündung kann die Drehung und demnach eine Drehbewegung der Welle über die Aufwachfunktion, die in einem Schaltkreis implementiert sein kann, registriert und somit erfasst werden. Dabei kann dieser Schaltkreis in dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement oder in einem Steuergerät als Komponente der Sensoranordnung angeordnet sein.
  • Der Schaltkreis und/oder das das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement kann den magnetfeldsensitiven Schalter aufweisen, der eine üblicherweise räumliche Änderung des Magnetfelds des Multipolrads registriert und darauf durch Aktivierung der Aufwachfunktion reagiert. Dabei kann eine Änderung des Magnetfelds bewirken, dass eine Stellung des magnetfeldsensitiven Schalters geändert und ein Stromkreis geschlossen wird, wodurch wiederum die Aufwachfunktion aktiviert wird. Der magnetfeldsensitive Schalter kann bspw. als Reed-Schalter ausgebildet sein, der auch als Reed-Relais bezeichnet werden kann. Der üblicherweise als Reed-Schalter ausgebildete magnetfeldsensitive Schalter umfasst einen Kontakt, der bei einer Änderungen eines äußeren, an dem magnetfeldsensitiven Schalter anliegenden Magnetfeld geschlossen wird.
  • Die zu mindestens einer Winkelposition und/oder mindestens einer erfolgten Drehung erfassten Werte können ebenfalls in dem Schaltkreis, der bspw. als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC) ausgebildet ist, gespeichert und bei einem Einschalten der Zündung verwendet werden.
  • Aufgrund der vorgenommenen Erfassung des Magnetfelds wird mit der Erfindung ein berührungsloser Drehwinkel- und/oder Drehmomentsensor mit Aufwachfunktion bereitgestellt. Dabei ist es möglich, auch eine mehrfache vollständige Umdrehung der Welle, d. h. um mehr als 360°, zu erfassen und somit eine sogenannte Multi-Turn-Funktion zu realisieren.
  • Das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement kann als mögliche Komponenten neben dem magnetfeldsensitiven Schalter ein AMR-Element zur Messung eines anisotropen Magnetowiderstands, ein GMR-Element zur Messung des Riesenmagnetowiderstand oder ein Hall-Element umfassen. Mit dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement wird eine Orientierung der weitgehend radial zu der Drehachse der Welle ausgerichteten Feldlinien des Magnetfelds des Multipolrads ermittelt. Alternativ oder ergänzend kann die Position des Multipolrads auch anhand der Feldstärke des Magnetfelds berechnet werden.
  • Dabei kann der Winkel der Grenzfläche zwischen zwei Magneten und somit innerhalb eines Polbereichs, der zwischen zwei benachbarten Magneten angeordnet ist, besonders genau bestimmt werden. Eine Drehung des Multipolrads relativ zu dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement und somit dem magnetfeldsensitiven Schalter von einem ersten Polbereich zu einem benachbarten, nächsten Polbereich, der zwischen den beiden nächsten Magneten angeordnet ist, ist aufgrund der Änderung der Richtung der Feldlinien mit dem magnetfeldsensitiven Schalter gut zu ermitteln.
  • Eine durch ein Drehen oder ein Weiterdrehen verursachte Bewegung der Magnete relativ zu dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement sowie eine daraus resultierende Änderung des Magnetfelds wird erfasst sowie in einem als EEPROM ausgebildeten Speicher, der als Komponente des mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelements und/oder des Steuergeräts ausgebildet sein kann, gespeichert. Mindestens ein gespeicherter Wert zu der Änderung des Magnetfelds und/oder der Winkelposition kann von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement oder dem Steuergerät weiterverarbeitet werden, wobei in der Regel ermittelt wird, wie groß der Winkel ist, um den sich die Welle bei der durchgeführten Drehung gedreht hat. Dieser mindestens eine gespeicherte Wert kann dem Steuergerät bei einem Start des Kraftfahrzeugs durch Aktivierung der Zündung zur Verfügung stehen.
  • Üblicherweise ist vorgesehen, dass das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement, das den bspw. als ASIC ausgebildeten Schaltkreis umfasst, in dem die Aufwachfunktion zum Wecken des Steuergeräts über den magnetfeldsensitiven Schalter implementiert ist, von dem Steuergerät mit elektrischer Energie versorgt wird. Bei ausgeschalteter Zündung wird dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement von dem Steuergerät ein geringer Ruhestrom bereitgestellt.
  • Das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement kann auch bei angeschalteter Zündung zum Erfassen einer Drehung der Welle ausgebildet sein, wobei dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement von dem Steuergerät ein in der Regel konstanter Strom oder Wechselstrom bereitgestellt wird, dessen Betrag großer als der des Ruhestroms sein kann. Eine Periode p, zu der die Winkelposition der Welle abgefragt wird, ist so gewählt, dass eine Bewegung der Welle, üblicherweise der Lenkwelle, bei ausgeschalteter Zündung sicher erkannt werden kann, aber aufgrund der mechanischen Trägheit der Welle eine möglichst lange Ruhephase zwischen zwei Perioden des Ruhestroms vorhanden ist. Durch die Ruhephase wird der Stromverbrauch bei abgeschalteter Zündung reduziert.
  • Mittels dieses Ruhestroms wird das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement, das den als Reed-Schalter ausgebildeten Schalter umfasst, auch bei ausgeschalteter Zündung mit Energie versorgt. Falls sich das Magnetfeld des Multipolrads ändert, wird der magnetfeldsensitive Schalter geschaltet und die Aufwachfunktion aktiviert. Alternativ oder ergänzend kann die aufgrund der Änderung der Bewegung registrierte Änderung des Magnetfelds in dem Speicher des magnetfeldsensitiven Sensorelements gespeichert werden. Aufgrund der Änderung des Magnetfelds ist es auch möglich, eine daraus resultierende Änderung der Winkelposition zu bestimmen und abzuspeichern. Mindestens eine derartig bestimmte und gespeicherte Winkelposition kann innerhalb der festen Periode p abgefragt und mit mindestens einem Wert der vorherigen Periode verglichen werden, wobei ein Vergleich und ggf. eine Speicherung mindestens eines der Werte von dem Sensorelement und/oder dem Steuergerät vorgenommen werden kann.
  • Der magnetfeldsensitive Schalter wird dann geschaltet und somit aktiviert, falls sich ein Wert des Magnetfelds um einen definierten Mindestbetrag, der von einer Empfindlichkeit des magnetfeldsensitiven Schalters abhängig ist, ändert. Somit kann das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement, das den magnetfeldsensitiven Schalter umfasst, das Weiterdrehen der Welle erkennen, die Aufwachfunktion aktivieren und ein Signal an das Steuergerät senden, wobei das Steuergerät von dem Signal, das auch einen erfassten Wert des Magnetfelds und/oder der Winkelposition umfassen kann, geweckt wird.
  • Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement eine Information über eine erfolgte Drehbewegung in dem Speicher selbsttätig speichern. Dadurch kann dem Steuergerät, das zur Kontrolle, d. h. zur Steuerung und/oder Regelung oder Überwachung einer Funktion der Welle ausgebildet ist, sofort beim Einschalten der Zündung die aktuelle Winkelposition der Welle und somit einem Lenkrad, das mit der Welle verbunden sein kann, bereitgestellt werden.
  • Über die in dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement implementierte Aufwachfunktion bei Erkennung einer Drehung der Welle, die als ein EPS-Rotor ausgebildet sein kann, kann für das Steuergerät bei ausgeschalteter Zündung durch ein Signal von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement eine Funktion zur Kontrolle der Welle geweckt und somit aktiviert werden. Das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement kann von dem Steuergerät alternativ oder ergänzend in regelmäßigen Perioden p abgefragt werden, wobei eine Drehbewegung der Welle aufgenommen und gespeichert wird, damit die aktuelle Winkel- oder Drehposition nach Einschalten der Zündung zur Verfügung steht.
  • Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Sensoranordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Sensoranordnung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Sensoranordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen wenigstens einer Komponente der Sensoranordnung oder der gesamten Sensoranordnung realisiert werden.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
  • 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.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung aus einer ersten Perspektive in schematischer Darstellung.
  • 2 zeigt Komponenten der erfindungsgemäßen Sensoranordnung aus 1 aus einer zweiten Perspektive in schematischer Darstellung.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
  • In 1 sind die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 2 und Komponenten einer Lenkanlage 4 eines Kraftfahrzeugs in radialer Richtung zu einer Drehachse 6 der Lenkanlage 4 schematisch dargestellt. 2 zeigt Komponenten der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 2 und der Lenkanlage 4 aus einer Richtung, die axial zu der Drehachse 6 orientiert ist.
  • Dabei umfasst die Lenkanlage 4 eine erste Welle 8 und eine zweite Welle 10, die sich hier um die gemeinsame Drehachse 6 drehen können und über einen Torsionsstab 12 miteinander verbunden sind. Die erste Welle 8 umfasst eine Magneteinheit 14, die ein an der ersten Welle 8 angeordnetes Multipolrad 16 aufweist. Dieses Multipolrad 16 umfasst mehrere ring- und/oder kranzförmig angeordnete Magnete 18, 20. Dabei sind in der hier gezeigten Ausführungsform Polbereiche von ersten Magneten 18 von der Drehachse 6 nach außen in Nord-Süd-Richtung und Polbereiche von zweiten Magneten 20, die zu den ersten Magneten 18 unmittelbar benachbart sind, von der Drehachse 6 nach außen in Süd-Nord-Richtung orientiert.
  • Demnach weist das Multipolrad 16 abwechselnd nebeneinander benachbarte erste und zweite Magnete 18, 20 auf, die zueinander entgegengesetzt orientierte Magnetfelder umfassen. Feldlinien 22 eines gemeinsamen Magnetfelds, das durch Überlagerung der Magnetfelder der einzelnen Magnete 18, 20 gebildet wird, sind in den 1 und 2 ebenfalls angedeutet.
  • Die Sensoranordnung 2 umfasst ein erstes magnetfeldsensitives Sensorelement 24, das auf einer ersten Leiterplatte 26 angeordnet ist und einen ASIC als Schaltkreis aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass das erste magnetfeldsensitive Sensorelement 24 und somit der ASIC parallel neben dem Multipolrad 16 der Magneteinheit 24 angeordnet ist.
  • Von dem ersten magnetfeldsensitiven Sensorelement 24 kann eine Feldstärke des Magnetfelds und/oder eine Orientierung der Feldlinien 22 des gemeinsamen Magnetfelds des Multipolrads 16, die sich zwischen zwei benachbarten Magneten 18, 20 um 180° ändert, quantitativ und/oder qualitativ erfasst werden.
  • Ein zweites magnetfeldsensitives Sensorelement 28 ist der zweiten Welle 10 zugeordnet und auf einer zweiten Leiterplatte 30 angeordnet, auf der weiterhin ein Stecker 32 angeordnet ist. Das zweite magnetfeldsensitive Sensorelement 28 ist als Komponente einer sogenannten Sensoreinheit 34 eines Drehmomentsensors ausgebildet, mit dem eine relative Drehung der beiden Wellen 8, 10 um die gemeinsame Drehachse 6 erfasst wird. Dabei wird durch ein Drehmoment eine Verdrillung des Torsionsstabs 12 zwischen den beiden Wellen 8, 10 hervorgerufen. Hierbei wird das Magnetfeld des Multipolrads 16 durch eine Magnetflusseinheit 36, die an der zweiten Welle 10 angeordnet und aus ferromagnetischem Material gebildet ist, verstärkt, so dass das Magnetfeld auch von dem zweiten magnetfeldsensitiven Sensorelement 28 erfasst werden kann.
  • Außerdem weist die hier gezeigte Sensoranordnung 2 auch ein Steuergerät 38 auf, das über eine Verbindungsleitung 40 mit den magnetfeldsensitiven Sensorelementen 24, 28, hier über die Leiterplatten 26, 30, verbunden ist. Die Verbindungsleitung 40 kann als Kabel, halbflexible Leiterplatte etc. ausgebildet sein. Eine Verbindung zwischen beiden Leiterplatten 26, 30 ist nicht zwangsläufig notwendig, führt aber zu einer kostengünstigen Ausführung, da nur eine Verbindung zum Steuergerät 38 erforderlich ist. Demnach kann das erste magnetfeldsensitive Sensorelement 24 über den Stecker 32 auf der zweiten Leiterplatte 30 oder direkt mit dem Steuergerät 38 verbunden sein (gestrichelt dargestellte Verbindungsleitung 40).
  • Mindestens eines der beiden magnetfeldsensitiven Sensorelemente 24, 28 weist einen hier als Reed-Schalter 50 ausgebildeten magnetfeldsensitiven Schalter auf, der die Sensoranordnung 2 aufweckt, wenn sich das erzeugte Magnetfeld 22 ändert. Dabei wird eine Änderung der Winkelposition zumindest einer Welle 8, 10 bei einer Bewegung des Multipolrads 16, durch die die hier räumliche Änderung des Magnetfelds bewirkt wird, registriert. Eine qualitative Erfassung des Magnetfelds, üblicherweise der Änderung des Magnetfelds, wird zumindest durch den magnetfeldsensitiven Schalter erfasst und/oder registriert. Quantitative Änderungen des Magnetfelds können auch durch eine weitere Komponente eines magnetfeldsensitiven Sensorelements 24, 28, die als GMR-, AMR- oder Hall-Element ausgebildet sein kann, ermittelt werden.
  • In der beschriebenen Ausführungsform ist das Multipolrad 16 der Magneteinheit 14 zur Bereitstellung eines Signals eines gemessenen Lenkwinkels als Winkelposition der ersten Welle 8 und zur Bereitstellung eines Signals eines gemessenen Drehmoments zwischen beiden Wellen 8, 10 ausgebildet. Somit können beide Funktionen in einer Sensoranordnung 2 integriert werden.
  • Es ist jedoch auch möglich, dass an der zweiten Welle 10 ebenfalls ein Multipolrad angeordnet ist, dessen sich drehendes Magnetfeld von dem zweiten magnetfeldsensitiven Sensorelement 28 erfasst wird. Aus der Differenz der Winkelpositionen beider Wellen 8, 10 kann im Rahmen der Erfindung auch bei abgeschalteter Zündung das Drehmoment und/oder ein relativer Winkel zwischen beiden Wellen 8, 10 ermittelt werden.
  • Üblicherweise ist die Sensoranordnung 2, die mindestens ein magnetfeldsensitives Sensorelement 24, 28 aufweist, zum Erfassen einer Winkelposition wenigstens einer Welle 8, 10 eines Kraftfahrzeugs bei ausgeschalteter Zündung ausgebildet. Dabei ist an der wenigstens einen Welle 8, 10 ein Multipolrad 16 aus Magneten 18, 20 angeordnet. Das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement 24, 28 erfasst ein von den Magneten 18, 20 und somit dem Multipolrad 16 erzeugtes Magnetfeld. Dabei kann eine Ausrichtung oder Orientierung der Feldlinien 22 des Magnetfelds und/oder eine Feldstärke des Magnetfelds als Parameter des Magnetfelds qualitativ und/oder quantitativ erfasst werden.
  • Dabei wird zumindest ein Parameter des Magnetfelds über einen Ruhestrom periodisch abgefragt und von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement 24 Werte zu dem zumindest einen Parameter erfasst und ggf. verarbeitet. Dies kann bedeuten, dass ein Wert des Magnetfelds, der bei einer ersten, bspw. vorherigen, Periode erfasst wird, mit einem Wert des Magnetfelds, der bei einer zweiten, bspw. aktuellen, Periode, die in der Regel direkt auf die erste Periode folgt, erfasst wird, verglichen wird.
  • Eine Änderung der Winkelposition bei einer Drehung der wenigstens einen Welle 8 bewirkt eine Änderung des Magnetfelds, das von dem Multipolrad 50 erzeugt wird, was von dem hier als Reed-Schalter 50 ausgebildeten magnetfeldsensitiven Schalter und/oder Relais registriert wird. Dabei kann die Änderung in einem als EEPROM ausgebildeten Speicher des mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelements 24 und/oder des Steuergeräts 38 gespeichert werden.
  • Weiterhin kann bei Auftreten der Änderung der Winkelposition eine in einem Schaltkreis des mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelements 24 implementierte Aufwachfunktion über den Reed-Schalter 50 aktiviert und dadurch das Steuergerät 38 geweckt werden.
  • Zum Erfassen der Winkelposition und/oder der Änderung der Winkelposition wird von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement 24 ein Übergang, in der Regel eine Grenzfläche, zwischen zwei benachbarten Magneten 18, 20 erfasst. Falls sich der Übergang zwischen zwei benachbarten Magneten 18, 20 an dem magnetfeldsensitiven Schalter 50 vorbei bewegt und somit an diesem vorbeistreicht, wird über den magnetfeldsensitiven Schalter 50 ein Stromkreis geschlossen und weiterhin die Aufwachfunktion aktiviert. Demnach umfasst das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement 24 mit dem magnetfeldsensitiven Schalter 50 eine eventgetriggerte Schaltung. Bei einem registrierten Ereignis handelt es sich üblicherweise um eine minimale Bewegung des Multipolrads 16, die eine räumliche Änderung des Magnetfelds an der Position des magnetfeldsensitiven Schalters 50 hervorruft. Hierbei kann eine Bewegung der Magnete 18, 20 relativ zu dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement 24 inkrementell gezählt werden.
  • Bei Durchführung des Verfahrens wird das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement 24 und somit der Reed-Schalter 50 der Sensoranordnung 2 bei ausgeschalteter Zündung mit einem üblicherweise periodischen Ruhestrom versorgt, der bspw. von dem Steuergerät 38 bereitgestellt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005031086 A1 [0003]
    • DE 102008011448 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Erfassen einer Winkelposition wenigstens einer Welle (8, 10) eines Kraftfahrzeugs bei ausgeschalteter Zündung, wobei an der wenigstens einen Welle (8, 10) ein Multipolrad (16), das Magnete (18, 20) umfasst, angeordnet ist, wobei das Verfahren mit einer Sensoranordnung (2) durchgeführt wird, die mindestens ein magnetfeldsensitives Sensorelement (24, 28) aufweist, mit dem ein von den Magneten (18, 20) erzeugtes Magnetfeld erfasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Magnetfeld periodisch erfasst wird, wobei ein Wert des Magnetfelds, der bei einer ersten Periode erfasst wird, mit einem Wert des Magnetfelds, der bei einer zweiten Periode, die auf die erste Periode folgt, erfasst wird, verglichen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine Änderung der Winkelposition der zumindest einen Welle (8, 10) bei einer Bewegung des Multipolrads (16) registriert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Winkelposition der zumindest einen Welle (8, 10) bei Auftreten der Änderung gespeichert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem bei Auftreten der Änderung der Winkelposition eine in dem zumindest einen magnetfeldsensitiven Sensorelement (24, 28) implementierte Aufwachfunktion aktiviert wird.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem von dem mindestens einen magnetfeldsensitiven Sensorelement (24, 28) ein Übergang zwischen zwei benachbarten Magneten (18, 20) erfasst wird.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem eine Bewegung der Magnete (18, 20) inkrementell gezählt wird.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem eine Winkelposition zumindest einer Welle (8, 10) einer Lenkanlage (4) des Kraftfahrzeugs erfasst wird.
  9. Sensoranordnung zum Erfassen einer Winkelposition zumindest einer Welle (8, 10) eines Kraftfahrzeugs bei ausgeschalteter Zündung, wobei an der zumindest einen Welle (8, 10) ein Multipolrad (16), das Magnete (18, 20) umfasst, angeordnet ist, wobei die Sensoranordnung (2) mindestens ein magnetfeldsensitives Sensorelement (24, 28) aufweist, das ein von den Magneten (18, 20) erzeugtes Magnetfeld erfasst.
  10. Sensoranordnung nach Anspruch 9, bei der das mindestens eine magnetfeldsensitive Sensorelement (24, 28) einen Reed-Schalter (50) aufweist, der die Sensoranordnung (2) aufweckt, wenn sich das erzeugte Magnetfeld ändert.
DE102011007023A 2011-04-08 2011-04-08 Verfahren zum Erfassen einer Winkelposition Withdrawn DE102011007023A1 (de)

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