DE102012223573A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Signalpegeln - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen (400), wobei das Verfahren (200) einen Schritt (202) des Ermittelns und einen Schritt (204) des Vergleichens aufweist. Im Schritt (202) des Ermittelns wird ein Mittelwert (402) der Signalpegel ermittelt. Im Schritt (204) des Vergleichens wird ein Verlauf des Mittelwerts (402) mit einem erwarteten Verlauf (106) des Mittelwerts verglichen, wobei der erwartete Verlauf (106) eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert (408) und zumindest einem, vom ersten Wert (408) verschiedenen zweiten Wert (410) aufweist. Im Schritt (204) wird eine Fehlermeldung (108; 416, 420) bereitgestellt, wenn der Mittelwert (402) um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf (106) abweicht.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen von Signalpegeln, auf eine Vorrichtung zum Überwachen von Signalpegeln sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
  • Zum Ansteuern einer elektronischen Kommutierung eines Gleichstrommotors kann eine Lage eines Magnetfelds eines Rotors berücksichtigt werden. Zum Erkennen der Lage kann zumindest ein Hallsensor verwendet werden.
  • Die DE 10 2007 031 385 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen einer Unterspannungsversorgung wenigstens eines Hallsensors.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen, weiterhin eine Vorrichtung zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Durch Bilden eines Mittelwerts von Signalen mehrerer Hallsensoren unter Verwendung von elektrischen Widerständen kann zusätzlich zu einer Überwachung einer Versorgungsspannung der Hallsensoren eine Fehlererkennung für Anschlussleitungen durchgeführt werden. Dabei kann durch einen Vergleich eines erwarteten Verlaufs des Mittelwerts mit einem tatsächlichen Verlauf auf einen Fehlerort zurückgeschlossen werden.
  • Es wird ein Verfahren zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Ermitteln eines Mittelwerts der Signalpegel;
    Vergleichen eines Verlaufs des Mittelwerts mit einem erwarteten Verlauf des Mittelwerts, wobei der erwartete Verlauf eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert und zumindest einem, vom ersten Wert verschiedenen zweiten Wert aufweist, wobei eine Fehlermeldung bereitgestellt wird, wenn der Mittelwert um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf abweicht.
  • Des Weiteren wird eine Vorrichtung zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen vorgestellt, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung zum Ermitteln, eines Mittelwerts der Signalpegel; und
    eine Einrichtung zum Vergleichen, eines Verlaufs des Mittelwerts mit einem erwarteten Verlauf des Mittelwerts, wobei der erwartete Verlauf eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert und zumindest einem, vom ersten Wert verschiedenen zweiten Wert aufweist, wobei die Einrichtung dazu ausgebildet ist, eine Fehlermeldung bereitzustellen, wenn der Mittelwert um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf abweicht.
  • Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Unter einem Signalpegel kann eine elektrische Größe, beispielsweise eine elektrische Spannung, verstanden werden. Der Signalpegel kann aus einer Änderung einer zu messenden Größe an einem Sensor resultieren und in einer Signalleitung erfassbar sein. Der Signalpegel kann abhängig von einer Versorgungsspannung sein. Unter einem Signal eines Hallsensors kann eine Information über eine Stärke eines magnetischen Flusses eines Magnetfelds an dem Hallsensor verstanden werden. Das Signal kann analog oder binär vorliegen. Wenn das Signal binär vorliegt, kann das Signal repräsentieren, ob der magnetische Fluss an dem Hallsensor größer oder kleiner als ein Schwellenwert ist. Um einen Mittelwert der Signalpegel zu ermitteln, können die Signalpegel über je einen elektrischen Widerstand geleitet werden und an einem gemeinsamen Punkt abgegriffen werden. Die Widerstände können für jeden der Signalpegel gleich sein. Beispielsweise kann auch ein Leitungswiderstand zwischen dem gemeinsamen Punkt und den Hallsensoren je gleich groß sein. Ein erwarteter Verlauf kann ein idealer Verlauf sein. Ein Toleranzbereich kann eine tolerierbare Abweichung des Signalpegels des Mittelwerts von dem idealen Verlauf repräsentieren. Der erwartete Verlauf kann in einem Speicher hinterlegt sein. Der Toleranzbereich kann ferner eine tolerierbare zeitliche Abweichung des Mittelwerts von dem idealen Verlauf repräsentieren.
  • Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Die Fehlermeldung kann bereitgestellt werden, wenn der Mittelwert bei einem Wechsel zwischen den Werten länger als eine vorbestimmte Übergangszeit außerhalb eines ersten Toleranzbands um den ersten Wert oder eines zweiten Toleranzbands um den zweiten Wert verweilt. Das erste Toleranzband und das zweite Toleranzband können durch ein Übergangsband getrennt sein. Eine vorbestimmte Übergangszeit kann eine Einschwingzeit sein, die auf eine Änderung zumindest eines der Signalpegel auftreten kann. Beispielsweise kann der Mittelwert bei dem Wechsel zwischen den Werten einen Überschwinger aufweisen, der tolerierbar sein kann. Ebenso kann der Mittelwert bei dem Wechsel eine asymptotische Annäherung an den anderen Wert aufweisen. In beiden Fällen kann eine tolerierbare Zeit verstreichen, bevor die Fehlermeldung bereitgestellt wird.
  • Die Fehlermeldung kann bereitgestellt werden, wenn der Mittelwert länger als die Übergangszeit außerhalb des ersten Toleranzbands oder des zweiten Toleranzbands oder zumindest eines weiteren Toleranzbands verweilt, wobei das weitere Toleranzband benachbart zu dem ersten Toleranzband und/oder dem zweiten Toleranzband angeordnet ist. Der Mittelwert kann beispielsweise bei einer geraden Anzahl von Signalen drei stabile Werte aufweisen, die je ein Toleranzband aufweisen. Bei drei Signalen können durch eine Verwendung von drei unterschiedlich großen Widerständen in den Leitungen zu den Hallsensoren sechs diskrete Werte des Mittelwerts resultieren, die mittels des hier vorgestellten Ansatzes überwacht werden können. Die Toleranzbänder können durch zumindest ein weiteres Übergangsband und/oder das Übergangsband von dem ersten Toleranzband und/oder dem zweiten Toleranzband getrennt sein. Das erste Toleranzband kann durch ein erstes Sperrband von einem Minimalwert des Mittelwerts getrennt sein. Das zweite Toleranzband kann durch ein zweites Sperrband von einem Maximalwert des Mittelwerts getrennt sein. Die Fehlermeldung kann bereitgestellt werden, wenn der Mittelwert länger als die Übergangszeit in dem ersten oder zweiten Sperrband verweilt.
  • Die Fehlermeldung kann eine Zusatzinformation umfassen, die repräsentiert, von welchem Toleranzband der Mittelwert abweicht. Alternativ oder ergänzend kann die Fehlermeldung eine Zusatzinformation umfassen, ob der Mittelwert anschließend an eine steigende Signalflanke oder anschließend an eine fallende Signalflanke verweilt. Durch einen detaillierteren Informationsgehalt kann aufgrund der Fehlermeldung ein zugrunde liegender Fehler beispielsweise an den Hallsensoren, den Signalleitungen und/oder der Spannungsversorgung schneller lokalisiert werden, als bei einer undifferenzierten Fehlermeldung.
  • Im Schritt des Vergleichens kann eine Lageinformation des von den Hallsensoren überwachten Magnetfelds aus dem Mittelwert erfasst werden, wobei die Lageinformation aus einem Zusammenhang eines aktuellen Signalpegels des Mittelwerts und einer Winkellage des Magnetfelds bestimmt wird. Der erwartete Verlauf kann den Zusammenhang abbilden. Der erwartete Verlauf kann beispielsweise durch ein Aufzeichnen des Mittelwerts und der tatsächlichen Winkellage des Magnetfelds unter kontrollierten Bedingungen bestimmt werden. Der erwartete Verlauf kann auch unter Verwendung einer Verarbeitungsvorschrift bestimmt werden.
  • Der Mittelwert kann aus einem ersten Signalpegel, einem zweiten Signalpegel und einem dritten Signalpegel ermittelt werden. In einem Elektromotor kann mit drei Hallsensoren eine Winkelauflösung von 60° erreicht werden, wenn die Hallsensoren zueinander einen Winkelversatz von 120° aufweisen. Der Mittelwert kann bei bestimmungsgemäßer Funktion aller Komponenten einen regelmäßigen Verlauf aufweisen, der zwischen einem Wert von einem Drittel einer Versorgungsspannung der Hallsensoren und zwei Drittel der Versorgungsspannung wechselt.
  • Der Mittelwert kann ferner aus zumindest einem weiteren Signalpegel ermittelt werden. Durch zusätzliche Hallsensoren kann eine höhere Winkelauflösung als bei drei Hallsensoren erreicht werden. Beispielsweise kann mit fünf regelmäßig um das Magnetfeld angeordneten Hallsensoren eine Winkelauflösung von 36° erreicht werden.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Überwachen von Signalpegeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen von Signalpegeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Darstellung eines Elektromotors mit einer angeschlossenen Vorrichtung zum Überwachen von Signalpegeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 eine Darstellung von Signalen von Hallsensoren und eines resultierenden Mittelwerts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Überwachen von Signalpegeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Signalpegel können durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generiert werden. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung 102 zum Ermitteln und eine Einrichtung 104 zum Vergleichen auf. Die Einrichtung 102 zum Ermitteln ist dazu ausgebildet, einen Mittelwert der Signalpegel zu ermitteln. Die Einrichtung 104 zum Vergleichen ist dazu ausgebildet, einen Verlauf des Mittelwerts mit einem erwarteten Verlauf 106 des Mittelwerts zu vergleichen. Der erwartete Verlauf 106 weist eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert und zumindest einem, vom ersten Wert verschiedenen zweiten Wert auf. Die Einrichtung 104 ist dazu ausgebildet, eine Fehlermeldung 108 bereitzustellen, wenn der Mittelwert um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf 106 abweicht.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Überwachen von Signalpegeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 ist dazu geeignet, Signalpegel von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen zu überwachen. Das Verfahren 200 weist einen Schritt 202, des Ermittelns und einen Schritt 204 des Vergleichens auf. Im Schritt 202 des Ermittelns wird ein Mittelwert der Signalpegel ermittelt. Im Schritt 204 des Vergleichens wird ein Verlauf des Mittelwerts mit einem erwarteten Verlauf des Mittelwerts verglichen. Der erwartete Verlauf weist eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert und zumindest einem, vom ersten Wert verschiedenen zweiten Wert auf. Es wird eine Fehlermeldung bereitgestellt, wenn der Mittelwert um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf abweicht.
  • 3 zeigt eine Darstellung eines Elektromotors 300 mit einer angeschlossenen Vorrichtung 100 zum Überwachen von Signalpegeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 entspricht dabei der Vorrichtung zum Überwachen, wie sie in 1 dargestellt ist. Die Vorrichtung 100 kann als elektrische Kontrolleinheit (ECU) bezeichnet werden. Der Elektromotor 300 weist eine Lageüberwachungseinrichtung 302 auf. Die Lageüberwachungseinrichtung 302 weist einen ersten Hallsensor, der ein erstes Signal bereitstellt, einen zweiten Hallsensor, der ein zweites Signal bereitstellt und einen dritten Hallsensor, der ein drittes Signal bereitstellt auf. Die Hallsensoren stellen jeweils ein binäres Signal bereit, wobei ein erster Signalwert repräsentiert, dass ein magnetischer Fluss an einem Hallsensor kleiner als ein Schwellenwert ist, und ein zweiter Signalwert repräsentiert, dass der magnetische Fluss an dem Hallsensor größer als der Schwellenwert ist. Die Lageüberwachungseinrichtung 302 ist über Leitungen 304 mit der Vorrichtung 100 verbunden. Über eine Versorgungsleitung 306 wird die Lageüberwachungseinrichtung 302 mit einer Versorgungsspannung (Vcc) versorgt, die gegen eine Masseleitung 308 anliegt. Eine erste Signalleitung 310 verbindet den ersten Hallsensor mit der Vorrichtung 100, um das erste Signal zu übertragen, eine zweite Signalleitung 312 verbindet den zweiten Hallsensor mit der Vorrichtung 100, um das zweite Signal zu übertragen und eine dritte Signalleitung 314 verbindet den dritten Hallsensor mit der Vorrichtung 100, um das dritte Signal zu übertragen. Die Signalleitungen 310, 312, 314 sind mit der Einrichtung 102 zum Ermitteln eines Mittelwerts der drei Signale verbunden. Die Einrichtung 102 zum Ermitteln weist einen ersten Widerstand 316, der zwischen die erste Signalleitung 310 und einen Zentralpunkt geschalten ist, einen zweiten Widerstand 318, der zwischen die zweite Signalleitung 312 und den Zentralpunkt geschalten ist, und einen dritten Widerstand 320, der zwischen die dritte Signalleitung 314 und den Zentralpunkt geschalten ist, auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Widerstand 316 gleich dem zweiten Widerstand 318 und gleich dem dritten Widerstand 320. An dem Zentralpunkt wird der Mittelwert durch Addieren der Signale gebildet. Der Zentralpunkt ist mit der Einrichtung 104 zum Vergleichen verbunden und stellt den Mittelwert als analoges Signal für die Einrichtung 104 zum Vergleichen bereit. Die Einrichtung 104 zum Vergleichen ist hier Bestandteil eines Prozessors 322 (CPU). Der Prozessor 322 ist zusätzlich direkt mit den Signalleitungen 310, 312, 314 verbunden. Der Prozessor 322 ist dazu ausgebildet, aufgrund eines charakteristischen Signalmusters der drei Signale auf den Signalleitungen 310, 312, 314 eine Lage des Magnetfelds in dem Elektromotor 300 zu ermitteln. Die Einrichtung 104 zum Vergleichen ist dazu ausgebildet, den Mittelwert mit einem erwarteten zeitlichen Verlauf des Mittelwerts zu vergleichen. Der erwartete Verlauf ist in der Vorrichtung 100 zum Überwachen hinterlegt. Wenn der Mittelwert um mehr als einen Toleranzbereich von dem Verlauf abweicht, stellt die Einrichtung 104 zum Vergleichen eine Fehlermeldung bereit.
  • 4 zeigt eine Darstellung von Signalen 400 von Hallsensoren und eines resultierenden Mittelwerts 402 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind drei binäre Signale 400, die einen Phasenversatz von 120° zueinander aufweisen. Eine vollständige Schwingung eines der Signale 400 repräsentiert hier eine vollständige Umdrehung eines Magnetfelds eines Elektromotors. Die Signale 400 sind Ausgangssignale von drei Hallsensoren, die das Magnetfeld erfassen und über drei Signalleitungen, wie in 3, bereitgestellt werden. Die Signale 400 sind übereinander zeitlich korreliert dargestellt. In einem ersten Bereich 404 weisen die Signale 400 einen regelmäßigen Verlauf ohne Störungen auf. In einem zweiten Bereich 406 weist zumindest jeweils eines der Signale 400 eine Störung auf. Der Mittelwert 402 ist unterhalb der Signale 400 dargestellt. Der Mittelwert 402 ist zeitlich korreliert zu den Signalen 400 angeordnet. Ein Zeitwert ist in allen Darstellungen übereinander ausgerichtet. Der Zeitwert repräsentiert auch direkt einer Winkelstellung des Magnetfelds im Elektromotor. Die Signale 400 weisen je einen hohen Spannungswert und einen niedrigen Spannungswert auf. Der hohe Spannungswert entspricht dabei einer Versorgungsspannung der Hallsensoren. Der niedrige Spannungswert weist hier ein Massepotenzial auf. Die Signale 400 wechseln periodisch zwischen dem hohen Spannungswert und dem niedrigen Spannungswert. Der Mittelwert 402 kann als Wert minimal das Massepotenzial aufweisen. Maximal kann der Mittelwert 402 eine aus allen drei Signalen kombinierte Spannung aufweisen. Aufgrund des Phasenversatzes von 120° bei den Signalen 400 weist jedoch immer zumindest eines der Signale 400 den hohen Spannungswert und eines der Signale 400 den niedrigen Spannungswert auf. Dadurch wechselt der Mittelwert 402 im ersten Bereich 404 alle 60° zwischen einem ersten Wert 408 von einem Drittel des Maximalwerts und einem zweiten Wert 410 von zwei Dritteln des Maximalwerts. Der Mittelwert 402 nähert sich bei einem Übergang zwischen den Werten 408, 410 jeweils ohne Überschwinger asymptotisch an den Zielwert an. Bis der Zielwert stabil erreicht ist, vergeht eine geringe Zeitspanne. Beim Übergang durchläuft der Mittelwert 402 sehr schnell einen Übergangsbereich 412, der keinem Zustand zugeordnet ist. Solange der Mittelwert 402 den Übergangsbereich 412 innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne durchläuft und anschließend innerhalb eines ersten Toleranzbands um den ersten Wert 408 oder innerhalb eines zweiten Toleranzbands um den zweiten Wert 410 verbleibt, wird von der Vorrichtung zum Vergleichen keine Fehlermeldung bereitgestellt. Damit sind die Toleranzbänder statisch erlaubt, der Übergangsbereich 412 ist lediglich dynamisch erlaubt. Ein erstes Sperrband, das zwischen dem ersten Toleranzband und dem Massepotenzial liegt, ist ebenso verboten, wie ein zweites Sperrband, das zwischen dem zweiten Toleranzband und dem Maximalwert liegt.
  • Im zweiten Bereich 406 sind verschiedene Fehler in den Signalen 400 dargestellt. Beispielsweise ist in dem zweiten Signal ein Leitungsdefekt 414 dargestellt. Durch den Leitungsdefekt 414 fällt das zweite Signal vorzeitig von dem hohen Spannungswert auf den niedrigen Spannungswert, während das erste Signal und das zweite Signal ungestört sind. Durch den Leitungsdefekt 414 fällt der Mittelwert 402 von dem zweiten Wert 410 auf den ersten Wert 408. Da die Leitung unterbrochen ist, durchläuft der Mittelwert 402 den Übergangsbereich 412 schnell genug und weist anschließend den ersten Wert 408 auf. Damit erfüllt der Mittelwert 402 die erwarteten Kriterien und es wird keine Fehlermeldung bereitgestellt. Nachdem das Magnetfeld im Elektromotor um 60° ausgewandert ist, fällt das erste Signal wie vorgesehen von dem hohen Spannungswert auf den niedrigen Spannungswert. Deshalb fällt der Mittelwert 402 von dem ersten Wert 408 auf das Massepotenzial und damit in das erste Sperrband. Dort befindet sich der Mittelwert außerhalb der erwarteten Kriterien und es wird eine erste Fehlermeldung 416 bereitgestellt. Aus der Fehlermeldung 416 kann unmittelbar erkannt werden, dass der Fehler das zweite Signal betrifft.
  • Anschließend ist beispielhaft ein Spannungsabfall 418 der Versorgungsspannung an allen Sensoren dargestellt. Durch den Spannungsabfall 418 erreichen die Signale 400 jeweils nicht mehr den hohen Spannungswert. Der niedrige Spannungswert bleibt im dargestellten Fehlerfall gleich. Da der Mittelwert 402 durch eine Addition der drei Signale 400 im Abgriff der in 3 dargestellten Widerstände gebildet wird, sinkt der Mittelwert 402 insgesamt auf einen niedrigeren Wert ab, als zuvor. Da jedoch in der Einrichtung zum Vergleichen der erste Wert 408 und der zweite Wert 410 sowie der Übergangsbereich 412 mit absoluten Werten hinterlegt sind, wird eine zweite Fehlermeldung 420 bereitgestellt, sobald der Mittelwert 402 länger als die vorgegebene Zeitspanne außerhalb des ersten Toleranzbands sowie außerhalb des zweiten Toleranzbands verharrt. Die Fehlermeldung 420 kann den Spannungsabfall 418 als Fehlerursache benennen, sodass eine Fehlerursache zielgerichtet behoben werden kann.
  • Zur Überwachung von Hallsensorsignalen 400 insbesondere von EC-Motoren können drei zu überwachende Hallsignale 400 über ein Diodennetzwerk verknüpft werden und durch Messen der resultierenden Spannung auf die Hallsensor-Versorgungsspannung rückgeschlossen werden. Durch den hier vorgestellten Ansatz können die Hallsensorsignale 400 überwacht werden, ohne Dioden zu verwenden. Dabei wird nicht die Maximalspannung der drei Hallsignale 400 ermittelt, sondern ein arithmetischer Mittelwert 402. Die Auswertung ist durch eine Hardwarevorrichtung, wie sie in 3 dargestellt ist, realisierbar, aber auch durch eine Softwarefunktion in einem Mikrocontroller umsetzbar.
  • Da beim Übergang von einem statisch erlaubten Spannungswert 408 zum anderen statisch erlaubten Spannungswert 410 kurzzeitig ein nicht statisch erlaubter Spannungsbereich 412 durchfahren wird, kann eine Auswertevorrichtung diesen Übergangszustand erkennen und kurzzeitig erlauben, ohne eine Fehlermeldung auszulösen. Bei einer Hardwarerealisierung kann das durch eine nachgeschaltete Filterfunktion erfolgen. Alternativ kann eine Softwarefunktion die Filterung durchführen.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • 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 102007031385 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Verfahren (200) zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen (400), wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte aufweist: Ermitteln (202) eines Mittelwerts (402) der Signalpegel; Vergleichen (204) eines Verlaufs des Mittelwerts (402) mit einem erwarteten Verlauf (106) des Mittelwerts, wobei der erwartete Verlauf (106) eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert (408) und zumindest einem, vom ersten Wert (408) verschiedenen zweiten Wert (410) aufweist, wobei eine Fehlermeldung (108; 416, 420) bereitgestellt wird, wenn der Mittelwert (402) um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf (106) abweicht.
  2. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (204) des Vergleichens die Fehlermeldung (108; 416, 420) bereitgestellt wird, wenn der Mittelwert (402) länger als eine vorbestimmte Übergangszeit außerhalb eines ersten Toleranzbands um den ersten Wert (408) oder eines zweiten Toleranzbands um den zweiten Wert (410) verweilt.
  3. Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, bei dem im Schritt (204) des Vergleichens die Fehlermeldung (108; 416, 420) bereitgestellt wird, wenn der Mittelwert (402) länger als die Übergangszeit außerhalb des ersten Toleranzbands oder des zweiten Toleranzbands oder zumindest eines weiteren Toleranzbands verweilt, wobei das weitere Toleranzband benachbart zu dem ersten Toleranzband und/oder dem zweiten Toleranzband angeordnet ist.
  4. Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem im Schritt (204) des Vergleichens die Fehlermeldung (108; 416, 420) eine Zusatzinformation umfasst, die repräsentiert, von welchem Toleranzband der Mittelwert (402) abweicht und/oder ob der Mittelwert (402) anschließend an eine steigende Signalflanke oder anschließend an eine fallende Signalflanke verweilt.
  5. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (204) des Vergleichens eine Lageinformation des von den Hallsensoren überwachten Magnetfelds aus dem Mittelwert (402) erfasst wird, wobei die Lageinformation aus einem Zusammenhang eines aktuellen Signalpegels des Mittelwerts (402) und einer Winkellage des Magnetfelds bestimmt wird.
  6. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (202) des Ermittelns der Mittelwert (402) aus einem ersten Signalpegel, einem zweiten Signalpegel und einem dritten Signalpegel ermittelt wird.
  7. Verfahren (200) gemäß Anspruch 6, bei dem im Schritt (202) des Ermittelns der Mittelwert (402) ferner aus zumindest einem weiteren Signalpegel ermittelt wird.
  8. Vorrichtung (100) zum Überwachen von Signalpegeln von, durch Hallsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds generierten Signalen (400), wobei die Vorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine Einrichtung (102) zum Ermitteln, die dazu ausgebildet ist, einen Mittelwert (402) der Signalpegel zu ermitteln; und eine Einrichtung (104) zum Vergleichen, die dazu ausgebildet ist, einen Verlauf des Mittelwerts (402) mit einem erwarteten Verlauf (106) des Mittelwerts (402) zu vergleichen, wobei der erwartete Verlauf (106) eine charakteristische zeitliche Abfolge von einem ersten Wert (408) und zumindest einem, vom ersten Wert (408) verschiedenen zweiten Wert (410) aufweist, wobei die Einrichtung dazu ausgebildet ist, eine Fehlermeldung (108; 416, 420) bereitzustellen, wenn der Mittelwert (402) um mehr als einen Toleranzbereich von dem erwarteten Verlauf (106) abweicht.
  9. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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