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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Winkelposition eines Bauelements mittels eines Wirbelstrom-Winkelsensors, insbesondere zum Bestimmen einer aktuellen Winkelposition einer Drosselklappe an einem Kraftfahrzeugmotor.
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Stand der Technik
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Es existieren viele technische Anwendungen, bei denen eine aktuelle Winkelposition, d.h. eine Orientierung, eines rotierbaren oder verschwenkbaren Bauelements schnell und mit hoher Präzision gemessen werden sollen.
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Beispielsweise wird eine Luftzufuhr zu einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs durch eine in einem Zufuhrkanal verschwenkbar angeordnete Drosselklappe gesteuert. Die Winkelposition der Drosselklappe soll während des Betriebs des Verbrennungsmotors sehr genau, beispielsweise mit einer Genauigkeit von bis zu 0,025°, und sehr schnell, beispielsweise innerhalb von nur 500 µs, gemessen werden können, um daraufhin die Winkelposition der Drosselklappe aktuellen Fahranforderungen gemäß verändern zu können.
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Es sind jedoch auch andere Anwendungen bekannt, bei denen eine Winkelposition eines Bauelements schnell und präzise bestimmt werden soll, insbesondere im Fahrzeugbau, beispielsweise bei einem Gaspedalsensor, einem Karosserieeinfederungssensor, oder ähnlichem.
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Es ist eine Vielzahl von Sensoren bekannt, mit deren Hilfe sich die Winkelposition eines Bauelements bestimmen lässt und die deswegen als Winkelsensoren bezeichnet werden. Beispielsweise sind elektro-mechanisch arbeitende Winkelsensoren bekannt, bei denen ein Potentiometer mechanisch mit dem Bauelement gekoppelt ist, wobei jedoch Probleme und Ungenauigkeiten aufgrund von Verschleiß, mechanischen Einflüssen, Temperatureinflüssen, etc. auftreten können. Es wurden auch berührungslos arbeitende Winkelsensoren entwickelt, die beispielsweise auf dem Hall-Effekt basieren, wobei es jedoch z.B. bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen aufgrund der dort auftretenden starken elektrischen Ströme und damit verbundenen Magnetfeldern zu unerwünschten Beeinflussungen der Hall-Effekt-basierten Messungen kommen kann.
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Kürzlich wurde ein neuartiger berührungslos arbeitender Winkelsensor entwickelt, der zur Messung einer Winkelposition einen Einfluss auf gezielt erzeugten Wirbelströmen detektiert. Ein solcher Wirbelstrom-Winkelsensor basiert beispielsweise darauf, dass an einem Statorelement mehrere Spulen vorgesehen sind, wobei jeweils eine der Spulen mit zumindest einem Kondensator einen Schwingkreis bildet. Das Statorelement umgibt mit seinen Spulen ein Rotorelement, welches beispielsweise mit dem zu überwachenden Bauelement mechanisch gekoppelt ist und sich somit synchron mit dem Bauelement verlagert. An dem Rotorelement ist ein Beeinflussungselement vorgesehen, welches sich bei Drehen des Rotorelements relativ zu den Spulen des Statorelements verlagert. Eine Eigenfrequenz eines Schwingkreises ist hierbei abhängig von einer relativen Winkelposition des Beeinflussungselements in Bezug auf die dem Schwingkreis zugehörige Spule. Im Einzelnen erzeugt dabei die Spule ein elektromagnetisches Wechselfeld, das in dem Beeinflussungselement dem Induktionsgesetz folgend eine Spannung induziert. Die induzierte Spannung führt zu einem Stromfluss in dem Beeinflussungselement. Dieser Stromfluss bewirkt seinerseits ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches sich dem durch die Spule erzeugten Wechselfeld überlagert und in einer Änderung der Induktivität der Spule und somit in einer messbaren Änderung der Eigenfrequenz des Schwingkreises resultiert. Eine Auswerteeinrichtung kann die aktuell vorherrschende Eigenfrequenz für jeden Schwingkreis als Messsignal bestimmen und soll hieraus die aktuelle Winkelposition des zu überwachenden Bauelements ermitteln können.
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Eine entsprechend ausgestaltete induktive Messeinrichtung zur berührungslosen Erfassung einer relativen Drehposition zwischen zwei Körpern mit diametral angeordneten Spulen ist in der
DE 10 2007 037 217 A1 beschrieben. Die
EP 0 447 653 B1 beschreibt einen alternativen induktiven Stellungsgeber.
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Allerdings hat sich die genaue und insbesondere schnelle Bestimmung von aktuellen Winkelpositionen basierend auf aus den mehreren Schwingkreisen ausgelesenen Messsignalen als technische Herausforderung herausgestellt. Insbesondere die Anforderung, eine Winkelposition mit hinreichender Genauigkeit von beispielsweise weniger als 0,1° innerhalb ausreichend kurzer Zeit, beispielsweise weniger als 1 ms, zu bestimmen, war mit herkömmlichen Auswertungsverfahren und unter Berücksichtigung auch von Kostenaspekten kaum zu erfüllen.
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Beispielsweise wurde vorgeschlagen, am Ende einer Produktion (end of line – EOL) eine Kalibrierungskurve aufzunehmen und dann, um unter anderem Änderungen der Kalibrierungskurve aufgrund beispielsweise von geänderten äußeren Bedingungen Rechnung tragen zu können, die Kalibrierungskurve mittels einer Funktion darzustellen, die entsprechend den äußeren Bedingungen Korrekturen erfahren kann. Zur Bestimmung der Funktion wurde ein Polynom 10. Ordnung entwickelt, wobei über einen Gesamtwinkel von ca. 100° in 10°-Schritten Werte aufgenommen wurden und nach dem Gauß‘schen Eliminationsverfahren Koeffizienten der Potenzen des Polynoms bestimmt wurden. Allerdings hat sich für diesen stark rechenaufwendigen Ansatz herausgestellt, dass der zum Rückrechnen der aktuellen Winkelposition erforderliche Rechenaufwand mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln kaum innerhalb der zur Verfügung stehenden kurzen Zeitdauern möglich ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, anhand von aktuell aus Schwingkreisen eines Wirbelstrom-Winkelsensors ausgelesenen Messsignalen in einfacher, präziser, schneller und kostengünstiger Weise auf eine aktuelle Winkelposition eines Bauelements rückschließen zu können.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Winkelposition eines Bauelements, insbesondere einer Drosselklappe in einem Fahrzeug, mittels eines Wirbelstrom-Winkelsensors beschrieben. Der Wirbelstrom-Winkelsensor weist ein Statorelement und ein Rotorelement auf. Der Wirbelstrom-Winkelsensor weist beispielsweise an dem Statorelement mehrere jeweils zumindest mit einer Spule versehene Schwingkreise auf. Das Rotorelement weist ein relativ zu den Spulen verlagerbares, insbesondere relativ zu den Spulen rotierbares Beeinflussungselement auf. Das Bauelement ist mit dem Rotor und somit mit dem Beeinflussungselement mechanisch gekoppelt, insbesondere derart, dass das Bauelement und das Beeinflussungselement ihre Winkelposition synchronisiert ändern. Das vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Abhängigkeit von aus jedem der Schwingkreise ausgelesenen Messsignalen von Winkelpositionen des Bauelements während einer vorangehenden Kalibrierung durch Messserien über einen gesamten Bereich einnehmbarer Winkelpositionen, beispielsweise über einen Bereich von 0 bis etwa 90°, ermittelt wurde und in Form einer Kalibriertabelle zusammen mit Werten F, Y, X von Verarbeitungsparametern gespeichert wurde. Ferner zeichnet sich das Verfahren durch die nachfolgend beschriebenen Schritte aus, die vorzugsweise, aber nicht zwingend, in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden: Es werden aktuelle Messsignale von jedem der Schwingkreise ausgelesen. Dann werden die Messsignale mit einem Faktor 1/F multipliziert, wobei F ein Faktor ist, mithilfe dessen während der Kalibrierung Frequenzamplituden angeglichen wurden. Außerdem wird von den Messsignalen ein Wert Y subtrahiert, wobei Y ein Wert ist, mithilfe dessen während der Kalibrierung eine Offset-Korrektur bezüglich Absolutwerten der Messsignale durchgeführt wurde. Ferner wird von den Messsignalen ein Wert X subtrahiert, wobei X ein Wert ist, mithilfe dessen während der Kalibrierung eine Phasenshift-Korrektur bezüglich Winkelpositionswerten durchgeführt wurde. Anschließend wird ein Mittelwert aus den derart verarbeiteten Messsignalen gebildet und die aktuelle Winkelposition des Bauelements durch Vergleichen des gebildeten Mittelwerts mit Werten aus der Kalibriertabelle bestimmt.
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Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung, welche insbesondere in Form eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann, zum Bestimmen einer aktuellen Winkelposition eines Bauelements mittels eines Wirbelstrom-Winkelsensors beschrieben, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogrammelement, welches Anweisungen enthält, die eine programmierbare Vorrichtung dazu anweisen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen, sowie ein computerlesbares Medium wie zum Beispiel eine CD, DVD oder ein Flashspeicher, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
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Die Aspekte der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf der Idee basierend verstanden werden, dass zum Bestimmen einer aktuellen Winkelposition eines zu überwachenden Bauelements nicht nur aktuelle Messsignale aus den Schwingkreisen des Wirbelstrom-Winkelsensors ausgelesen werden und basierend auf diesen Messsignalen direkt versucht wird, auf die aktuelle Winkelposition zurückzuschließen, sondern dass die ausgelesenen Messsignale zunächst mittels einfacher mathematischer Operationen weiterverarbeitet werden und dann mit Werten aus einer zuvor aufgenommenen Kalibriertabelle verglichen werden, wobei bei der Weiterverarbeitung der aktuell ausgelesenen Messsignale bestimmte Werte eingerechnet werden, die zuvor bereits beim vorteilhaften Erstellen der Kalibriertabelle ermittelt und zusammen mit der Kalibriertabelle abgespeichert wurden.
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Details einer beispielhaften Kalibrierung sowie einer mit dieser im Zusammenhang stehenden Verarbeitung von aktuell ausgelesenen Messsignalen werden weiter unten in Bezug auf eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Vorteilhafterweise weist das Statorelement des Wirbelstrom-Winkelsensors nicht nur mehrere einzelne Schwingkreise auf, sondern mehrere Paare von Schwingkreisen, wobei die den Schwingkreisen eines Paares von Schwingkreisen zugehörigen Spulen einander bezüglich einer Drehachse des dazwischen aufgenommenen Rotorelements gegenüberliegen. Durch eine solche paarweise Anordnung von Schwingkreisen bzw. von deren Spulen kann einerseits eine Redundanz für die mögliche Auslesung von Messsignalen generiert werden, so dass der Winkelsensor auch noch bei Ausfall einzelner Schwingkreise ausreichend Messsignale liefern kann, um die Winkelposition des Bauelements zuverlässig bestimmen zu können. Andererseits kann durch die paarweise gegenüberliegende Anordnung von Spulen in Bezug auf das Rotorelement erreicht werden, dass geringfügige Verlagerungen des Rotorelements relativ zu den umgebenden Spulen erkannt und durch geeignetes Auswerten der ausgelesenen Messsignale ausreichend kompensiert werden können.
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Bei einer solchen paarweisen Anordnung von Schwingkreisen kann das beschriebene Verfahren in vorteilhafter Weise dadurch ergänzt werden, dass einem aktuellen Messsignal aus dem ersten Schwingkreis eines Paares von Schwingkreisen ein aktuelles Messsignal aus dem zweiten Schwingkreis des Paares von Schwingkreisen hinzuaddiert wird. Hierdurch kann beispielsweise eine Mittelung und damit eine gewisse Kompensation von Messfehlern erreicht werden, die beispielsweise aufgrund von zum Beispiel abnutzungsbedingten oder temperaturbedingten Verlagerungen des mit dem Beeinflussungselement versehenen Rotorelements in Bezug auf das umgebende mit den Schwingkreisen versehene Statorelement bewirkt werden. Da die Messsignale unter anderem von einem Abstand zwischen dem Beeinflussungselement und den Spulen abhängen, kann es bei einer Verlagerung des Rotorelements in Bezug auf das Statorelement zu einer Kompensierung der Effekte auf die von den beiden gegenüberliegenden Spulen gemessenen Messsignale kommen, da eine der Spulen dann näher an dem Beeinflussungselement ist und die andere der Spulen in gleichem Maße weiter entfernt von dem Beeinflussungselement ist. Eine Summe der Messsignale der Schwingkreise der beiden gegenüberliegenden Spulen ist somit weitgehend unbeeinflusst bei z.B. Verlagerungen des Rotors bzw. dessen Beeinflussungselement.
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Vorteilhafterweise weist das Statorelement wenigstens drei jeweils mit einer Spule versehene Schwingkreise auf. Die Spulen können dabei entlang einer Kreislinie um eine Drehachse des Rotorelements vorzugsweise äquidistant angeordnet sein. Insbesondere wird es als vorteilhaft angesehen, an dem Statorelement drei Paare von Schwingkreisen mit insgesamt sechs Spulen vorzusehen, die in Winkelabständen von 60° zueinander entlang des Umfangs des Rotorelements angeordnet sind. Mit einer solchen Anordnung mit sechs Spulen und somit sechs Oszillatoren können sechs unterschiedliche Frequenzkurven als Messsignale ermittelt werden, wodurch durch den Aufbau gegeben die gegenüberliegenden Oszillatoren phasengleich sind und sich von den anderen um jeweils ±30° in der Phase unterscheiden. Es wurde erkannt, dass mit einer Anordnung mit sechs Spulen eine hinreichend genaue und unempfindliche Winkelpositionsbestimmung z.B. über einen gesamten von einer Drosselklappe einzunehmenden Winkelbereich von etwa 90° bestimmt werden kann.
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Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und teilweise in Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert bzw. ausgetauscht werden können, um auf diese Weise zu weiteren Ausführungsformen und gegebenenfalls Synergieeffekten gelangen zu können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
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1 zeigt einen Wirbelstrom-Winkelsensor, mithilfe dessen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
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2 zeigt eine seitliche Schnittansicht durch Stator und Rotor des in 1 gezeigten Wirbelstrom-Winkelsensors.
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3 bis 7 veranschaulichen unterschiedliche Verarbeitungsstadien von über einen gesamten Winkelbereich von 100° aufgenommenen Messsignalen, wie sie im Rahmen einer Kalibrierung durchgeführt werden, um eine Kalibriertabelle und Parameterwerte zu ermitteln, mithilfe derer erfindungsgemäß ein aktuelle Winkelposition bestimmt werden kann.
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Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 ist ein beispielhafter Wirbelstrom-Winkelsensor 1 gezeigt, mithilfe dessen das weiter unten mit Bezug auf eine Ausführungsform beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht durch Stator und Rotor des in 1 gezeigten Wirbelstrom-Winkelsensors.
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Der Wirbelstrom-Winkelsensor 1 dient allgemein zur berührungslosen Erfassung einer relativen Drehposition zwischen einem ersten und einem zweiten Körper in Bezug auf eine Drehachse 2 mithilfe eines Sensorelements 4. Der erste Körper kann beispielsweise eine Drosselklappe 9 oder auch ein Lenkrad in einem Kraftfahrzeug sein, welche über eine Achse 5 mit dem Sensorelement 4 verbunden sind. Der zweite Körper kann ein beispielsweise mit einem als ortsfest angenommenen Bezugssystem wie beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie gekoppelt sein. Das Sensorelement 4 beinhaltet einen drehbaren Rotor 6 und einen stationären Stator 8. An dem Stator 8 sind sechs Spulen 10, 12, 14, 16, 18, 20 vorgesehen, die entlang eines Umfangs äquidistant, das heißt, in 60°-Abständen, angeordnet sind. Anders ausgedrückt, können die sechs Spulen 10, 12, 14, 16, 18, 20 als drei Paare von Spulen angesehen werden, bei denen sich jeweils zwei Spulen bezüglich der Drehachse 2 des Rotors 6 gegenüberliegen.
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An dem Rotor 6 des Sensorelements 4 ist wenigstens ein Beeinflussungselement 22, beispielsweise in Form von einem oder mehreren Platten aus elektrisch leitfähigem Material, vorgesehen, welches die Induktivität wenigstens einer der mit dem Stator 8 verbundenen Spulen 10, 12, 14, 16, 18, 20 beeinflusst. Jede der Spulen 10, 12, 14, 16, 18, 20 ist mit einem Kondensator 26, 28, 30 zu einem Schwingkreis gekoppelt. Die Eigenfrequenzen der jeweiligen Schwingkreise verändern sich dabei abhängig von einer relativen Drehposition des Beeinflussungselements 22 in Bezug auf ein betreffendes Spulenpaar 10, 12 bzw. 14, 16 bzw. 18, 20.
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Der Wirbelstrom-Winkelsensor weist ferner eine Auswerteeinrichtung 24 auf, die über mehrere Zähler 32, 34, 36 verfügt, die dazu ausgelegt sind, eine Anzahl N von Schwingungen des jeweiligen Schwingkreises innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu ermitteln und als Messsignal beispielsweise an einen Mikrocomputer 38 zu übermitteln. Die Auswerteeinrichtung 24 kann zusammen mit den Spulen 10, 12, 14, 16, 18, 20 auf einer gemeinsamen Platine 7 angeordnet sein.
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Mit Bezug auf die 3 bis 7 wird nachfolgend ein Vorgang beschrieben, mittels dessen am Ende einer Produktion (end of line) im Rahmen einer Kalibrierung Messsignale aus jedem der Schwingkreise des Wirbelstrom-Winkelsensors ausgelesen und geeignet verarbeitet werden, um eine Kalibriertabelle zu erstellen und abspeichern zu können. Es wird auch beschrieben, wie dabei Verarbeitungsparameter F, Y und X ermittelt werden, mithilfe derer im späteren Betrieb des Wirbelstrom-Winkelsensors 1 in einfacher und schneller Weise aufgrund von aktuell gemessenen Messsignalen auf die aktuell vorherrschende Winkelposition des von dem Wirbelstrom-Winkelsensors überwachten Bauelements rückgeschlossen werden kann.
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Wie in 3 dargestellt, werden zunächst im Rahmen der Kalibrierung aus allen sechs Schwingkreisen und über den gesamten später zu überwachenden Winkelbereich von beispielsweise etwa 90° Messsignale in Form von Impulsen pro Zeiteinheit aufgenommen. In 3 sind die sechs entsprechenden Kurven a, b, c, d, e, f dargestellt. Jeweils zwei Kurven a, b und c, d und e, f gehören dabei zu einem Paar von Schwingkreisen mit sich gegenüberliegenden Spulen und weisen somit im Wesentlichen die gleichen Phasenlage auf, wobei sich jedoch die Absolutwerte wie auch die Amplitude beispielsweise aufgrund von geringfügig unterschiedlichen Abständen der Spulen 10, 12, 14, 16, 18, 20 zu dem Beeinflussungselement 22 unterscheiden können.
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Ein Abspeichern aller sechs dieser Kurven a–f würde jedoch nicht nur erheblich Speicherplatz benötigen, sondern es würde auch dazu führen, dass bei einem späteren Vergleich von aktuell ermittelten Messsignalen während des Betriebs ein erheblicher Rechenaufwand zu leisten wäre und außerdem Einflüssen, die auf die Kalibrierwerte bzw. die aktuell ermittelten Messsignale Einfluss nehmen, nur schwer Rechnung getragen werden kann.
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Es wird daher vorgeschlagen, die während des Kalibrierens ermittelten Messkurven a–f weiterzuverarbeiten, um unter anderem im Rahmen eines späteren erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer aktuellen Winkelposition eines Bauelements einfacher und schneller aktuelle Messsignale mit in einer Kalibriertabelle abgelegten Werten, wie sie während des Kalibriervorgangs ermittelt wurden, vergleichen zu können.
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Zunächst werden, wie in 4 dargestellt, die beiden Messkurven, die jeweils einem Paar von Schwingkreisen zuzuordnen sind, zusammenaddiert. Die so ermittelten Kurven a + b, c + d und e + f beinhalten eine gewisse Mittelung über die zuvor weitgehend redundant bereitgestellten winkelabhängigen Werte der Messungen für ein Paar von Schwingkreisen (a, b) bzw. (c, d) bzw. (e, f). Anstatt der ursprünglichen sechs Kurven liegen nun nur noch drei Kurven vor.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der mit Bezug auf 4 beschriebene Verarbeitungsschritt des Addierens der zu einem Spulenpaar zugehörigen Messkurven nicht zwingend Teil eines Kalibrierungsvorgangs ist. Prinzipiell ist vorstellbar, den Wirbelstrom-Winkelsensor 1 nicht mit Paaren weitgehend redundant wirkender gegenüberliegender Schwingkreise, sondern nur mit einzelnen Schwingkreisen, das heißt mit beispielsweise nur drei Schwingkreisen anstatt der oben beschriebenen sechs Schwingkreise, auszubilden. In einer solchen Konstellation kann kein Mittelungseffekt bezüglich der Messwerte der Schwingkreise eines Paares durch Addition derselben erfolgen.
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In einem anschließenden Verarbeitungsschritt werden die Frequenzamplituden der Messkurven (a + b), (c + d), (e + f) durch Multiplikation mit einem Faktor F angeglichen, so dass alle drei Kurven zwar noch unterschiedliche Mittelwerte, aber gleiche Frequenzamplituden aufweisen. Dies ist in 5 veranschaulicht.
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Um auch die Mittelwerte auf einen gemeinsamen Wert zu setzen, wird nachfolgend eine Offset-Korrektur bezüglich der Absolutwerte der Messsignale durch Verschieben der Kurven um einen Betrag Y, das heißt, in y-Richtung, durchgeführt. Dies ist in 6 dargestellt.
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Nachdem die drei Kurven nun sowohl dieselben Absolutwerte als auch dieselben Frequenzamplituden aufweisen, aber sich noch in einer Phasenlage unterscheiden, wird abschließend eine Phasenshift-Korrektur bezüglich Winkelpositionswerten durch Verschieben der Kurven um einen Betrag X, das heißt, in x-Richtung, durchgeführt. Im Fall der oben beschriebenen sechs Schwingkreise erfolgt der Phasenshift jeweils um ±30°. Die sich letztendlich ergebende Überlagerung der drei Kurven ist in 7 dargestellt.
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Abschließend werden bezüglich dieser drei Kurven Mittelwerte gebildet, so dass sich eine einzige gemittelte Kurve ergibt. Die winkelabhängigen Werte dieser Kurve sowie die während der vorangehenden Verarbeitung ermittelten Faktoren bzw. Werte F, Y und X werden dann in einer Kalibriertabelle, welche auch als Look-up-Tabelle bezeichnet werden kann, abgelegt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass in den Figuren und der vorangehenden Beschreibung zwar durchgehende Kurven gezeigt sind, dass in der Praxis jedoch im Allgemeinen Messungen an diskreten Winkelpositionen durchgeführt werden, das heißt, dass die die Kurven bildenden Messpunkte einen gewissen Winkelabstand zueinander aufweisen. Beispielsweise können Messsignale bei Winkelabständen von 2° aufgenommen, verarbeitet und letztendlich in der Kalibriertabelle abgespeichert werden. Nötigenfalls kann zwischen inkrementell abgespeicherten Werten durch Interpolation ein optimaler Winkelwert errechnet werden.
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Nachdem die Kalibriertabelle sowie die Verarbeitungsparameter F, Y, X wie vorangehend beschrieben im Rahmen eines Kalibriervorgangs ermittelt und abgespeichert wurden, können diese Werte während eines späteren Betriebs genutzt werden, um aus aktuellen Messsignalen einfach und schnell auf die aktuell vorliegende Winkelposition des mit dem Wirbelstrom-Winkelsensor gekoppelten Bauelements rückschließen zu können. Dabei werden die ausgelesenen aktuellen Messsignale aus jedem der Schwingkreise mit einem Faktor 1/F multipliziert, der Wert Y sowie der Wert X von den Messsignalen geeignet subtrahiert und schließlich ein Mittelwert der derart berechneten Messsignale gebildet, anhand dessen durch Vergleich mit in der Kalibriertabelle abgespeicherten Werten dann die aktuelle Winkelposition des Bauelements bestimmt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007037217 A1 [0007]
- EP 0447653 B1 [0007]
