DE102011102629A1 - Diagnoseverfahren für Hubmagnete in Lenkungsverriegelungen - Google Patents

Diagnoseverfahren für Hubmagnete in Lenkungsverriegelungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren für Hubmagnete (124) in Lenkungsverriegelungen und insbesondere ein Verfahren zur Ermittlung der Position eines Stößels (126), der in einer elektronischen Lenkungsverriegelung zum Einsatz kommt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Diagnoseverfahren für Hubmagnete (124) in Lenkungsverriegelungen zur Verfügung zu stellen, das kostengünstig realisierbar ist und dennoch gute Messergebnisse liefert. Der Hubmagnet (124) ist mit einer Batterie (142) verbunden und umfasst ferner einen Permanentmagneten (135) sowie eine erste Spule (130) und eine zweite Spule (132) zum Antrieb des Stößels (126), wobei mehrere Schalter (144, 146, 148, 150) vorgesehen sind, die es ermöglichen, die erste und/oder die zweite Spule (130, 132) mit der Batteriespannung zu beaufschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Ermittlung der Position eines Hubmagneten (124), der sich während der Durchführung des Verfahrens nicht bewegt. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung der Position eines beweglich gelagerten Stößels (126) umfasst folgende Schritte: a) Zuführen von Energie zur ersten Spule (130) mit Hilfe der Batterie (142) in einer Aufladephase durch Einstellen eines definierten Stromwerts in der ersten Spule (130), b) Unterbrechung der Energiezufuhr und gleichzeitiges Beginnen der Messung einer ersten Referenzzeit und Messen einer ersten Referenzspannung an einem in Reihe zu der ersten Spule (130) geschalteten Messwiderstand (158), c) Stoppen der Zeitmessung, sobald eine Mindestspannung erreicht oder unterschritten wird, d) Ermitteln der Position des Stößels (126) auf der Grundlage der ermittelten ersten Referenzzeit.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren für Hubmagnete in Lenkungsverriegelungen und insbesondere ein Verfahren zur Ermittlung der Position eines Stößels, der in einer elektronischen Lenkungsverriegelung zum Einsatz kommt.
  • Aus DE 199 10 497 A1 ist ein Verfahren zur Lagemessung eines in einer Magnetspule gelagerten Magnetankers bekannt, bei welchem die differentielle Induktivität (LD) durch Messung des zeitlichen Verlaufs des Spulenstroms (i) bestimmt wird.
  • Aus DE 10 2005 018 012 A1 ist eine sensorlose Positionserkennung eines elektromagnetischen Aktuators bekannt, bei welcher zwei Spulen mit einem Spannungssprung beaufschlagt werden und aus dem Spannungsverlauf an den beiden Spulen mit Hilfe eines Differenzbildners die Position des Ankers bestimmt wird.
  • Aus DE 10 2008 043 340 A1 ist ein Verfahren zur Positionserfassung des Magnetankers eines elektromagnetischen Aktuators bekannt. Bei diesem Verfahren wird auf zwei in Reihe geschaltete Spulen des Aktuators ein Spannungssprung gegeben. Anschließend werden die Spannungen an den Spulen gemessen und anschließend der auf die Höhe des Spannungssprungs normierte Quotient aus der Differenz zwischen den beiden gemessenen Spannungswerten berechnet. Dieser Quotient wird dann als Kennwert für die Stellung verwendet.
  • Aus DE 10 2009 018 122 A1 ist ein Parksperrenmechanismus und ein Verfahren zum Verifizieren eines fehlerfreien Betriebs desselben bekannt, bei welchen der Verlauf des Stroms und/oder der Spannung beim Ein- oder Ausschalten des Hubmagnets gemessen wird, um aus den gemessenen Werten die Stellung des Stößels auf Plausibilität zu prüfen.
  • Aus DE 197 48 647 C2 ist ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer Auswerteschaltung bekannt, die durch jeweils getrenntes Differenzieren von Spannungsverläufe an Teilspulen und anschließendes Subtrahieren oder Dividieren der dabei entstehenden neuen differenzierten Teilspannungen zu einem jeweils konstanten Zeitpunkt nach dem Flankenwechsel in einem pulsweitenmodulierten Stellsignal einen weg- oder winkelproportionalen, quasikontinuierlichen Spannungswert für die Relativposition zwischen einem ersten, einen Permanentmagneten beinhaltenden Teilsystem des Motors und einem zweiten, ein Spulensystem beinhaltenden Teilsystem ableitet.
  • Wenn die vorstehend beschriebenen Verfahren in Kraftfahrzeugen durchgeführt werden, kann es problematisch sein, dass als einzige Energiequelle eine Batterie zur Verfügung steht. Denn die von Batterien zur Verfügung gestellte Spannung unterliegt erfahrungsgemäß erheblichen Schwankungen. Die Spannung ist insbesondere abhängig vom Ladezustand der Batterie und von den aktiven Verbrauchern. Um spannungsbasierte Verfahren, wie z. B. die vorstehend beschriebenen, durchführen zu können, muss daher entweder billigend in Kauf genommen werden, dass die Spannung zum Zeitpunkt der Durchführung des Verfahrens nicht genau bekannt ist, oder die aktuelle Spannung muss unmittelbar vor der Durchführung des Verfahrens bestimmt werden, oder es müssen zusätzliche und mit Zusatzkosten verbundene Maßnahmen ergriffen werden, um eine bekannte Spannung für die Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. Dazu können beispielsweise Festspannungsregler und/oder Kondensatoren eingesetzt werden.
  • Die beschriebenen Verfahren erfordern daher entweder einen relativ hohen Schaltungsaufwand und sind entsprechend kostenintensiv, oder sie sind ungenau.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Diagnoseverfahren für Hubmagnete in Lenkungsverriegelungen zur Verfügung zu stellen, das die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, kostengünstig realisierbar ist und dennoch gute Messergebnisse liefert.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Position eines beweglich gelagerten, sich jedoch während der Durchführung des Verfahrens nicht bewegenden Stößels eines mit einer Batterie verbundenen Hubmagneten in einer Lenkungsverriegelung betrifft einen Hubmagneten mit Permanentmagnet sowie mit einer ersten Spule und einer zweiten Spule zum Antrieb des Stößels. Dabei sind mehrere Schalter vorgesehen, die es ermöglichen, die erste Spule und/oder die zweite Spule mit der Batteriespannung zu beaufschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:
    • a) Zuführen von Energie zur ersten Spule mit Hilfe der Batterie in einer Aufladephase durch Einstellen eines definierten Stromwerts in der ersten Spule,
    • b) Unterbrechung der Energiezufuhr und gleichzeitiges Beginnen der Messung einer ersten Referenzzeit und Messen einer ersten Referenzspannung an einem in Reihe zu der ersten Spule geschalteten Messwiderstand,
    • c) Stoppen der Zeitmessung, sobald eine Mindestspannung erreicht oder unterschritten wird,
    • d) Ermitteln der Position des Stößels auf der Grundlage der ermittelten Referenzzeit.
  • Zur praktischen Umsetzung von Schritt d) kann beispielsweise durch vorherige Versuche mit einem entsprechenden Hubmagneten ein funktionaler Zusammenhang zwischen den ermittelten Zeiten und der tatsächlichen Stößelstellung ermittelt werden. In diesem Fall kann durch Einsetzen der ermittelten Referenzzeit in die ermittelte Funktion unmittelbar die Stellung des Stößels ermittelt werden. Alternativ kann auch eine Relationstabelle erstellt werden, in welcher einzelnen Referenzzeiten entsprechende Stellungen des Stößels zugeordnet sind. Die Ermittlung der Position des Stößels kann in diesem Fall automatisch mit Hilfe der Relationstabelle erfolgen. Sofern ein konkreter Wert in der Relationstabelle nicht vorhanden ist, kann die Position beispielsweise durch Interpolation automatisch ermittelt werden. Es versteht sich, dass statt einer Referenzspannung an dem Messwiderstand auch der durch den Messwiderstand fließende Strom ermittelt werden kann, da Spannung und Strom über den Widerstand in einem proportionalen Zusammenhang stehen. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die in einer Spule gespeicherte Energie als Referenz für die Stellung des Stößels verwendet. Dabei wird die erste Spule abhängig von ihrer Induktivität aufgeladen und danach definiert entladen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren den Vorteil, dass das Einstellen eines definierten Stromwerts in der ersten Spule mit einfachen technischen Mitteln sehr genau vorgenommen werden kann. Es müssen weder Spannungsschwankungen in Kauf genommen werden, noch sind aufwendige Schaltungen und/oder kostenintensive zusätzliche Bauteile für die Ermittlung der Position des Stößels erforderlich.
  • Vorzugsweise ist der Permanentmagnet ringförmig ausgebildet und so in dem Gehäuse angeordnet, dass er den Stößel umschließt. Der Stößel ist weiter vorzugsweise fest mit einem Anker verbunden und so in dem Gehäuse angeordnet, dass sich abhängig von der Position des Stößels die Induktivität der ersten Spule und/oder die Induktivität der zweiten Spule durch Veränderungen des Magnetkreises im Hubmagneten verändert.
  • Wenn die vorstehend genannten Verfahrensschritte zusätzlich mit der zweiten Spule durchgeführt werden und eine zweite Referenzspannung und eine zweite Referenzzeit gemessen werden, können auf der Grundlage der ersten Referenzzeit eine erste Referenzposition des Stößels und auf der Grundlage der zweiten Referenzzeit eine zweite Referenzposition des Stößels ermittelt und anschließend die Abweichung zwischen der ersten Referenzposition und der zweiten Referenzposition ermittelt werden. In diesem Fall kann die an der ersten Spule durchgeführte Messung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Grundlage einer weiteren, unabhängigen Messung mit der zweiten Spule verifiziert werden. Sofern eine bestimmte absolute oder relative Abweichung zwischen den ermittelten Stellungen des Stößels ermittelt wird, wird eine Fehlermeldung ausgegeben, um dem Fahrer eines Fahrzeugs die Rückmeldung zu geben, dass entweder ein Messfehler vorliegt oder die Lenkungsverriegelung nicht ordnungsgemäß funktioniert.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Position des Stößels durch Mittelung der ersten Referenzposition und der zweiten Referenzposition ermittelt, sofern die Abweichung innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Ermittlung der Position des Stößels auf der Grundlage von zwei unabhängigen Messwerken erfolgt, wodurch die Genauigkeit des Ergebnisses erhöht wird.
  • Im Folgenden werden einige praktische Lösungen zur Einstellung des Stromwerts in der ersten Spule und/oder in der zweiten Spule vorgestellt.
  • Der Stromwert in der ersten Spule und/oder in der zweiten Spule kann beispielsweise durch Parallelschaltung eines strombegrenzenden Bauteils eingestellt werden, insbesondere durch Parallelschaltung einer Diode oder eines Transistors. Solche Bauteile sind nicht nur kostengünstig verfügbar, sondern lassen sich auch auf einfache Art und Weise in die Schaltung eines Hubmagneten integrieren.
  • Alternativ kann der Stromwert in der ersten Spule und/oder in der zweiten Spule durch einen Ladepuls eingestellt werden. Auch dies kann durch eine einfache Schaltung und Messung der Spannung bzw. Stromstärke realisiert werden. Dazu kann beispielsweise der Stromkreis geschlossen und an einem Messwiderstand die Stromstärke überwacht werden. Erreicht die Stromstärke einen vorgegebenen Wert, wird der Stromkreis wieder unterbrochen und die Zeitmessung gestartet.
  • Gemäß einer weiteren Alternative kann der Stromwert über eine Pulsweitenmodulation (PWM) eingestellt werden. Dies kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise durch gezieltes Öffnen und Schließen von in der Schaltung vorgesehenen Schaltern erreicht werden. Zur Umsetzung einer derartigen Steuerung sind kostengünstige Steuer- und Regelelemente verfügbar, die es ermöglichen, durch wechselweises Öffnen und Schließen des Stromkreises einen bestimmten, mittleren Strom zu erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können vor dem Stoppen der Zeitmessung gemäß Schritt c) zunächst eine vorgegebene Anzahl von Ladephasen und Entladephasen im Wechsel durchgeführt werden. Dabei enden die Entladephasen und beginnen die Ladephasen, wenn die Mindestspannung erreicht ist. Die Ladephasen enden und die Entladephasen beginnen, wenn ein bestimmtes, Energieniveau erreicht ist. Dieses kann beispielsweise durch die Messung der Spannung oder der Stromstärke überwacht werden. Die Zeitmessung wird gestoppt, wenn die vorgegebene Anzahl von Ladephasen und Entladephasen durchgeführt wurden und die Mindestspannung erreicht ist. Bei dieser Ausführungsform wird über eine gesteuerte Wiederaufladefolge der Spule die Messzeit verlängert. Das Verfahren hat gegenüber dem vorstehend beschriebenen Verfahren den Vorteil, dass nicht nur Entladephasen zeitlich ausgewertet werden, sondern eine sich wiederholende Folge von Entladephasen und Ladephasen. Dadurch werden abhängig von den Induktivitäten der Spulen größere Abweichungen in den Messergebnissen erzielt, was eine höhere Auswertegenauigkeit zur Folge hat.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die erste Spule und die zweite Spule Bestandteil einer Schaltung mit vier Schaltern sowie einem ersten Erdungsanschluss und einem zweiten Erdungsanschluss, wobei jeder Spule zwei Schalter zugeordnet sind und jeweils einer dieser Schalter stromaufwärts und der andere dieser Schalter stromabwärts der Spule angeordnet ist, wobei der erste Erdungsanschluss mit Hilfe der Schalter gleichzeitig mit der ersten Spule und der zweiten Spule verbindbar ist und der zweite Erdungsanschluss mit Hilfe der Schalter wahlweise mit der ersten Spule oder der zweiten Spule verbindbar ist.
  • Eine derartige Schaltung hat den Vorteil, dass diese aus nur wenigen Bauelementen besteht und die wenigen Bauteile gleichzeitig zur Betätigung des Hubmagneten und zur Ermittlung der Position des Hubmagneten genutzt werden können. Dadurch können die Bauteilkosten für die Herstellung eines derartigen Hubmagneten gering gehalten werden.
  • Vorzugsweise sind die Schalter mit einer gemeinsamen Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden, in diesem Fall ist das Bauteil zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders kompakt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Lenkung mit Kugelgewindetrieb und parallel zur Zahnstangenachse angeordneten Hubmagneten, an welchem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist,
  • 2 den in 1 dargestellten Hubmagneten mit eingefahrenem Stößel in einer Schnittdarstellung,
  • 3 den in 2 gezeigten Hubmagneten mit ausgefahrenem Stößel in einer Schnittdarstellung,
  • 4 eine Schaltung zur Ansteuerung des in den 13 gezeigten Hubmagneten,
  • 5 ein Diagramm, das den Spannungsverlauf und den Schaltzustand bei Aufladung einer Spule durch Pulsweitenmodulation und anschließender Entladung zeigt,
  • 6 ein Diagramm, dass eine Ladephase und eine Entladephase bei Einstellung des Stromes durch einen einzelnen Ladepuls zeigt.
  • 1 zeigt die Vorderansicht eines Fahrzeugs 100 sowie eine vergrößerte Darstellung der hinter dem gestrichelt dargestellten Bereich des Fahrzeugs 100 liegenden Lenkung 101. Die Lenkung 101 umfasst einen Kugelgewindetrieb 102 und ein in 1 nicht dargestelltes Gehäuse für den Kugelgewindetrieb 102. Der Kugelgewindetrieb 102 umfasst eine mit einer Zahnstange 104 zusammenwirkende, drehbar in dem nicht dargestellten Gehäuse gelagerte Kugelgewindemutter 106, welche über eine Lenkhilfevorrichtung 108 antreibbar ist. Dazu ist die Lenkhilfevorrichtung 108 über eine Welle 110 mit einem von dieser angetriebenen Riemenrad 112 verbunden.
  • Das Riemenrad 112 treibt über einen Riemen 114 ein drehfest mit der Kugelgewindemutter 106 verbundenes zweites Riemenrad 116 an. Die Drehbewegung des Riemenrades 116 und der Kugelgewindemutter 106 wird durch die zwischen Kugelgewindemutter 106 und der Zahnstange 104 angeordnete Kugeln (in 1 nicht dargestellt) in eine translatorische Bewegung der Zahnstange 104 umgewandelt. Dies führt dazu, dass über die Zahnstangen 104 verbundene Räder eine Lenkbewegung ausführen.
  • Die Kugelgewindemutter 106 ist – zumindest bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentgrenzwertes – drehfest mit einer Rastscheibe 118 verbunden. Parallel zur Zahnstangenachse 120 ist als Blockierglied 122 ein Hubmagnet 124 mit einem linear verfahrbaren Stößel 126 angeordnet. Der Hubmagnet 124 ist gemäß dem Pfeil 128 parallel zur Zahnstangenachse 120 verfahrbar, um in Ausnehmungen 130 der Rastscheibe 118 eingreifen zu können.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Stellung des Stößels 126 eines Hubmagneten 124. Es ist daher für die Erfindung unerheblich, dass die Rastscheibe 118 über einen Kugelgewindetrieb 102 angetrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann mit beliebigen Kombinationen aus Hubmagneten und Rastscheiben oder sonstigen Rastelementen in Fahrzeugverriegelungen durchgeführt werden.
  • 2 und 3 zeigen den Hubmagneten 124 im eingefahrenen (2) sowie im ausgefahrenen (3) Zustand in einer Schnittdarstellung. Wesentliche Bestandteile des Hubmagneten sind ein Spulenkörper 128, auf welchem eine erste Spule 130 und eine zweite Spule 132 positioniert sind. Der Stößel 126 ist fest mit einem ringförmigen Anker 134 verbunden. Die vorstehend genannten Elemente des Hubmagneten sind in ein Gehäuse 136 integriert, in welchem auch ein ringförmiger Permanentmagnet 135 integriert ist, welcher den Stößel 126 umschließt. Im eingefahrenen Zustand schließt der Stößel 126 bündig mit dem Gehäuse 136 ab. Im ausgefahrenen Zustand ragt der Stößel 126 aus dem Gehäuse 136 heraus und gelangt in Eingriff mit der Rastscheibe 118. In dieser Position ist die Lenkung 101 verriegelt. Die Integration des Hubmagneten 124 in eine Schaltung erfolgt über drei Kontakte 138, welche auf der der Rastscheibe 118 gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Der Anker 134 schließt entweder in der ersten Spule 130 einen Magnetkreis, der auch den Permanentmagneten 135 enthält, oder der Anker 134 schließt in der zweiten Spule 132 einen Magnetkreis. Die Induktivität der Spulen 130, 132 wird erhöht, wenn der Permanentmagnet mit in die Spule ”eingekoppelt” wird, über den Anker.
  • 4 zeigt eine Schaltung 140, mit welcher die erste Spule 130 und die zweite Spule 132 des Hubmagneten ansteuerbar sind. Als Spannungsquelle ist in dieser Schaltung eine Batterie 142 vorgesehen. Die Batterie ist über eine sogenannte H-Schaltung mit der ersten Spule 130 und der zweiten Spule 132 über einen ersten Schalter 144 (HSV), einem zweiten Schalter 146 (LSE), einen dritten Schalter 148 (HSE), und einem vierten Schalter 150 (LSV) mit einem ersten Erdungsanschluss 152 verbindbar. Die Schalter 144, 146, 148, 150 ermöglichen es, dass Strom entweder von der Batterie über die erste Sputa und die zweite Spule zum ersten Erdungsanschluss fließt oder von der Batterie über die zweite Spule und die erste Spule zum ersten Erdungsanschluss fließt. Die Schalter 144, 146, 148, 150 können dazu über Ausgangssignale einer Regeleinheit 154 angesteuert werden. Die Verbindungsmöglichkeiten von der Batterie 142 zum ersten Erdungsanschluss 152 werden verwendet, um die Position des Stößels 126 des Hubmagneten 124 zu verändern.
  • Die Batterie ist ferner über die Schalter 144, 146, 148, 150 und einen Mittelabgriff 156 sowie amen Messwiderstand 158 mit einem zweiten Erdungsanschluss 160 verbindbar. Die Verbindungsmöglichkeiten von der Batterie 142 zum zweiten Erdungsanschluss 160 werden verwendet, um die Position des Stößels 126 des Hubmagneten 124 zu ermitteln.
  • Zur Ermittlung der Position des Stößels 126 werden deutlich geringere Spannungen und Ströme verwendet als bei Veränderung der Position des Stößels 126. Die Ermittlung der Position des Stößels 126 erfolgt auch ausschließlich dann, wenn der Stößel 126 gerade nicht bewegt wird.
  • 5 zeigt den Verlauf der Spannung (obere Linien) und das Tastverhältnis (untere Linie) bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit Pulsweitenmodulation (PWM). Dabei sind im oberen Bereich a) eine vollständige Ladephase und eine vollständige Entladephase dargestellt. Der Bereich b) zeigt eine vergrößerte Darstellung des im Bereich a) gestrichelt gekennzeichneten Bereichs.
  • Das Diagramm in 5 zeigt den Verlauf der Spannung bei zwei unabhängig voneinander durchgeführten Messungen. Die Linie 162 zeigt die am Messwiderstand 158 gemessenen Werte nach Aufladung der ersten Spule 130. Dazu sind der erste Schalter 144 in dem gemäß der unteren Diagrammlinie gezeigten Tastverhältnis geöffnet und geschlossen worden, wohingegen die Schalter 146, 148, 150 permanent geöffnet waren, so dass in regelmäßigen Abständen Strom von der Batterie 142 zum zweiten Erdungsanschluss 160 fließen konnte.
  • Wie in dem Diagramm 5a) zu erkennen ist, stellt sich während der Ladephase nach einiger Zeit ein konstantes Energieniveau ein, In der ersten Spule 130 wurde so Energie gespeichert, welche nach Trennung eines von der Batterie zur Spule führenden Schalters während der Entladephase über den Messwiderstand 158 abfloss.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Zeit von der Trennung der Energiezufuhr bis zum Erreichen eines vorgegebenen Spannungswertes ermittelt.
  • Die Linie 164 zeigt die am Messwiderstand 158 gemessenen Werte nach Aufladung der zweiten Spule 132. Wie insbesondere in 5b) erkennbar ist, ist die ermittelte Zeit t1, bis zu welcher der untere Spannungswert der Linie 162 erreicht ist, größer als der Wert t2, bei welchem der gleiche Spannungswert mit Linie 164 erreicht wurde. Dies ist auf ein unterschiedliches Energieniveau der verwendeten Spülen 130, 132 zurückzuführen, welches von der Stellung des Stößels 126 und der hiervor abhängigen Induktivität der Spulen 130, 132 abhängt. Die Ermittlung einer der Werte t1 oder t2 reicht bereits aus, um die Stellung des Stößels eindeutig zu bestimmen. Dazu muss vor der ersten Durchführung des Verfahrens lediglich einmal ermittelt worden sein, welche Referenzzeit mit welcher Stößelstellung korreliert.
  • 6 zeigt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung eines Einzelpulses. In diesem Fall wächst die Spannung während einer Ladephase kontinuierlich an, bis die Energiezufuhr, insbesondere bei Erreichen einer vorgegebenen Stromstärke, getrennt wird. Dann beginnt die Zeitmessung und die sich anschließende Entladephase, die analog zu der in 5 beschriebenen Entladephase abläuft. Die Auswertung erfolgt ebenfalls wie vorstehend im Zusammenhang, mit 5 beschrieben.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Kraftfahrzeug
    101
    Lenkung
    102
    Kugelgewindetrieb
    104
    Zahnstange
    106
    Kugelgewindemutter
    108
    Lenkhilfevorrichtung
    110
    Welle
    112
    erstes Riemenrad
    114
    Riemen
    116
    zweites Riemenrad
    118
    Rastscheibe
    120
    Zahnstangenachse
    122
    Blockierglied
    124
    Hubmagnet
    126
    Stößel
    128
    Pfeil
    130
    erste Spule
    132
    zweite Spule
    134
    Anker
    135
    Permanentmagnet
    136
    Gehäuse
    138
    Kontakte
    140
    Schaltung
    142
    Batterie
    144
    erster Schalter
    146
    zweiter Schalter
    148
    dritter Schalter
    150
    vierter Schalter
    152
    erster Erdungsanschluss
    154
    Steuereinheit/Regeleinheit
    156
    Mittelabgriff
    158
    Messwiderstand
    160
    zweiter Erdungsanschluss
    162
    Spannungsverlaufslinie 1 (Messung über erste Spule)
    164
    Spannungsverlaufslinie 2 (Messung über zweite Spule)
  • 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 19910497 A1 [0002]
    • DE 102005018012 A1 [0003]
    • DE 102008043340 A1 [0004]
    • DE 102009018122 A1 [0005]
    • DE 19748647 C2 [0006]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Ermittlung der Position eines beweglich gelagerten, sich jedoch während der Durchführung des Verfahrens nicht bewegenden Stößels (126) eines mit einer Batterie (142) verbundenen Hubmagneten (124) in einer Lenkungsverriegelung, wobei der Hubmagnet (124) einen Permanentmagneten (135) sowie eine erste Spule (130) und eine zweite Spule (132) zum Antrieb des Stößels (126) umfasst, wobei mehrere Schalter (144, 146, 148, 150) vorgesehen sind, die es ermöglichen, die erste und/oder die zweite Spule (130, 132) mit der Batteriespannung zu beaufschlagen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Zuführen von Energie zur ersten Spule (130) mit Hilfe der Batterie (142) in einer Aufladephase durch Einstellen eines definierten Stromwerts in ersten Spule (130), b) Unterbrechung der Energiezufuhr und gleichzeitiges Beginnen der Messung einer ersten Referenzzeit und Messen einer ersten Referenzspannung an einem in Reihe zu der ersten Spule (130) geschalteten Messwiderstand (158), c) Stoppen der Zeitmessung, sobald eine Mindestspannung erreicht oder unterschritten wird, d) Ermitteln der Position des Stößels (126) auf der Grundlage der ermittelten ersten Referenzzeit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend genannten Verfahrensschritte zusätzlich mit der zweiten Spule (132) durchgeführt werden und eine zweite Referenzspannung und eine zweite Referenzzeit gemessen werden, wobei auf der Grundlage der ersten Referenzzeit eine erste Referenzposition des Stößels (126) und auf der Grundlage der zweiten Referenzzeit eine zweite Referenzposition des Stößels (126) ermittelt und anschließend die Abweichung der ersten Referenzposition und der zweiten Referenzposition ermittelt wird, wobei eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn die Abweichung außerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass und die Position des Stößels (126) durch Mittelung der ersten Referenzposition und der zweiten Referenzposition ermittelt wird, sofern die Abweichung innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwert in der ersten Spule (130) und/oder in der zweiten Spule (132) durch Parallelschaltung eines strombegrenzenden Bauteils, insbesondere einer Diode oder eines Transistors, eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwert in der ersten Spule (130) und/oder in der zweiten Spule (132) durch einen einzelnen Ladepuls eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwert über eine Pulsweitenmodulation (der Spannung bzw. Beströmungszeit) eingestellt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Stoppen der Zeitmessung gemäß Schritt c) zunächst eine vorgegebenen Anzahl von Ladephasen und Entladephasen im Wechsel durchgeführt werden, wobei die Entladephasen enden und die Ladephasen beginnen, wenn die Mindestspannung erreicht ist und wobei die Ladephasen enden und die Entladephasen beginnen, wenn ein bestimmtes Energieniveau erreicht ist und wobei die Zeitmessung gestoppt wird, wenn die vorgegebene Anzahl von Ladephasen und Entladephasen durchgeführt wurden und die Mindestspannung erreicht ist.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (130) und die zweite Spule (132) Bestandteil einer Schaltung (140) mit vier Schaltern (144, 146, 148, 150) sowie einem ersten Erdungsanschluss (152) und einem zweiten Erdungsanschluss (160) sind, wobei jeder Spule (130, 132) zwei Schalter (144, 146, 148, 150) zugeordnet sind und jeweils einer dieser Schalter (144, 146, 148, 150) stromaufwärts und der andere dieser Schalter (144, 148, 148, 150) stromabwärts der Spule (130, 132) angeordnet ist, wobei der erste Erdungsanschluss (152) mit Hilfe der Schalter (144, 146, 148, 150) gleichzeitig mit der ersten Spule (130) und der zweiten Spule (132) verbindbar ist und der zweite Erdungsanschluss (160) mit Hilfe der Schalter (144, 146, 148, 150) wahlweise mit der ersten Spule (130) oder der zweiten Spule (132) verbindbar ist.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (144, 146, 148, 150) mit einer gemeinsamen Steuereinheit (154) verbunden sind.
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