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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels, insbesondere mittels der Umdrehungszahl, eines Rotors in einem elektrischen Motor, insbesondere für eine Servolenkungsvorrichtung eins Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7 sowie ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Moderne lenkunterstützende Lenksysteme umfassen typischerweise elektrische Lenkhilfemotoren zur Unterstützung einer Lenkkraft eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs. Die Lenkhilfemotoren unterstützen den Fahrer beim Erreichen seiner beabsichtigten Lenkrichtung, solange dieser ein entsprechendes Drehmoment auf ein mit dem Lenksystem verbundenes Lenkrad ausübt. Der elektrische Lenkhilfemotor im Lenksystem wird typischerweise mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert.
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Zum Betreiben der Steuer- und/oder Regeleinheit wird neben anderen Zustandsgrößen des elektrischen Lenkhilfemotors die aktuelle Position des Rotors des elektrischen Lenkhilfemotors benötigt. Die Position des Rotors wird typischerweise mittels eines Sensors erfasst, der bezogen auf einen Bezugspunkt eine absolute Winkelstellung des Rotors innerhalb einer vollen Umdrehung des Rotors vorgibt. Ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Drehungen am Lenkrad zu entsprechenden Drehungen des Rotors des elektrischen Lenkhilfemotors über den gesamten Lenkwinkelbereich vorgegeben sowie die Anzahl der Umdrehungen des Rotors bekannt, kann der für die Steuer- und/oder Regeleinheit verwendete Sensor auch zur Ermittlung des absoluten Lenkwinkels des Lenkrades und/oder mit dem Lenksystem verbundenen lenkbaren Räder verwendet werden.
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Aus den Patentschriften
EP 2 050 658 B1 sowie
EP 2 053 363 B1 sind Lenksysteme mit einer Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für einen Lenkwinkel des Lenkrades, und einer Auswerteeinheit mit zwei Zählereinheiten zum Auswerten des Sensorsignals bekannt. Die Redundanz der Zählereinheiten bietet eine erhöhte Ausfallsicherheit. Es verbleiben jedoch weitere Fehlertypen, die auch mit einem solchen System nicht erkannt werden können. Beispielsweise kann es vorkommen, dass zwar in einem oder beiden Zählereinheiten ein Fehler vorliegt, dass jedoch die Differenz weiterhin kleiner gleich 1 ist und somit kein Fehler im System erkannt wird.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Fehlererkennung bei den bekannten Vorrichtungen zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst gemäß eines Verfahrens der eingangs genannten Art, wonach in Abhängigkeit von dem gleichen Sensorsignal eines der Zähler der mindestens zwei Zählereinheiten inkrementiert und der andere Zähler der mindestens zwei Zählereinheiten dekrementiert wird. Im Unterschied zum Stand der Technik wird die einfache Redundanz der Zähler dadurch erweitert, dass sie unterschiedliche Zählrichtungen aufweisen, die eine weitergehende Überprüfung der Zähler ermöglicht. Ein Sensorsignal führt also zu unterschiedlichen Zählungen jeweils durch die Zähler der Zähleinheiten.
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Die Erfindung beruht dabei auf den Grundgedanken, dass Fehler in der Zähleinheit deutlicher in den Zählerwerten zum Ausdruck kommen, wenn die Zähler unterschiedliche Zielrichtungen aufweisen bzw. in entgegengesetzte Richtungen zählen. Der eingangs genannte Fehlertyp kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens identifiziert werden.
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Dabei ist es bevorzugt, das Verfahren derart auszuführen, dass die Summe der Zählerstände einem vordefinierten Referenzwert, insbesondere dem Maximalwert eines Zählerbereichs der Zähler, entspricht. Die Zähler weisen hierzu einen Zahlenbereich auf, den sie abbilden können, bspw. 0 bis 128. Dies hängt üblicherweise von der Bittiefe ab, mit dem die Zähler arbeiten. Der Referenzwert entspricht dabei dem Maximal- bzw. Höchstwert des Zahlenbereichs, bspw. 128.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafterweise dadurch weitergebildet, dass die Zähler (CNT1, CNT2) bei einer Initialisierung, insbesondere beim Anlegen einer Versorgungsspannung, auf unterschiedliche Zählerstände gesetzt werden. Dieses wird dadurch erforderlich, da die Zählerstrukturen normalerweise permanent versorgt werden und nur nach einer unvorhergesehenen Trennung von der Strom- bzw. Spannungsquelle eine Reinitialisierung der Zähler notwendig wird. Dieser Fall kann bspw. bei einem Austausch der Fahrzeugbatterie eintreten. Bei dieser Reinitialisierung der Zähler ist es vorteilhaft, die Zählerstände so zu setzen, dass die Anfangsdifferenz zwischen den Zählern möglichst groß ist.
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Daher ist es besonders bevorzugt das Verfahren so weiterzubilden, dass einer der Zähler auf den Maximalwert des Zählerbereichs gesetzt und der andere Zähler auf den Minimalwert des Zählerstandes gesetzt wird. Der erste Zähler wird dann bspw. auf den Minimalwert 0 und der zweiten Zähler auf den Maximalwert 128 gesetzt. Die entgegengesetzte Zählweise der Zähler führt zu sich überkreuzenden Zählerverläufen, woraus weitere Überprüfungen der Zählerständer erfolgen können.
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Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren dadurch weitergebildet, dass ein Fehler dann erkannt wird, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler von dem Referenzwert abweicht. Da der eine Zähler inkrementiert und der zweite Zähler dekrementier bleibt die Summe der Zähler konstant. Weicht die Summe von dem konstanten Referenzwert ab, so ist ein Fehler festzustellen.
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Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist es besonders bevorzugt, ein Fehler dann auszuweisen, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler von dem Referenzwert um zwei Inkremente bzw. Dekremente abweicht. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Zähler zeitversetzt zueinander zählen oder ein größerer Toleranzbereich in den Zählerwerten hinnehmbar ist.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst nach einem zweiten Aspekt der Erfindung mittels einer Vorrichtung der eingangs genannten Art bei der die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, dass die Zähler entgegengesetzte Zählrichtungen aufweisen. Insbesondere umfasst die Erfindungsgemäße Vorrichtung Zählereinheiten der Auswerteeinheit, bei denen die Zähler derart konfiguriert sind, dass sie entgegengesetzte Zählrichtungen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch eine Fehlererkennungseinheit weitergebildet, die einen Fehler erkennt, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler von einem vorgegebenen Referenzwert abweicht.
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Besonders bevorzugt ist eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wonach ein Fehler erkannt wird, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler von dem Referenzwert um mehr als ein Inkrement bzw. Dekrement abweicht.
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Die vorgenannte Aufgabe wird ferner gelöst mittels eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ausführungsformen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Auswerteeinheit,
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2 eine zeitliche Darstellung von Sensorwerten eines Sensors,
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3 eine zeitliche Darstellung eines Inkrementsignals und Dekrementsignals des ersten und zweiten Zählers,
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In
1 ist eine Auswerteeinheit ASIC dargestellt, die aus der dem Stand der Technik aus der
EP 2 050 658 B1 bekannt ist und in einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug eingesetzt wird.
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Die Auswerteeinheit ASIC ist als applikationsspezifisches integriertes Bauelement ausgebildet ist und wird für die Erfassung von Lenkwinkeländerungen bzw. des Drehwinkels des Rotorelements verwendet. Die Auswerteeinheit ASIC umfasst aus Redundanzgründen eine erste Zähleinheit CU1 und eine zweite Zähleinheit CU2, denen eingangsseitig ein Sensorsignal S_MR des Sensors MR zugeordnet ist.
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Die Sensoreinheit MR ist dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal S_MR zu erzeugen, das repräsentativ ist für einen Drehwinkel des Rotors. Die Auswerteeinheit ASIC umfasst zwei Zähleinheiten CU1, CU2, die jeweils mindestens einen Zähler CNT1, CNT2 aufweisen. Die zwei Zähler CNT1, CNT2 der Zähleinheiten CU1, CU2 sind dazu ausgebildet abhängig vom Sensorsignal S_MR entweder zu inkrementieren oder zu dekrementieren.
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Der Sensor MR zur Erfassung der Position des Rotors des elektrischen Lenkhilfemotors ist typischerweise als magnetoresistiver Messsensor ausgebildet, der ein Sinus- und ein Kosinussignal als Sensorsignal S_MR an die Auswerteeinheit ASIC liefert. Einem anliegenden Sensorsignalwert des Sinus- und Kosinussignals kann direkt ein Winkel des Rotors des elektrischen Lenkhilfemotors bezogen auf einen vorgegebenen Bezugspunkt zugeordnet werden.
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Des Weiteren ist der Sensor MR derart ausgebildet, dass Mehrfachumdrehungen des Rotors mit dem Sensor MR selbst typischerweise nicht erfasst werden können. Grundsätzlich sind auch mehrere Sensoren MR zur Erfassung der Position des Rotors denkbar, so z. B. kann jeweils ein Sensor MR jeweils einer Zähleinheit zugeordnet sein. Der Sensor MR kann in einer vorteilhaften Ausführung von der Auswerteeinheit ASIC angesteuert werden, so z. B. permanent oder getaktet. Dadurch kann der Sensor MR besonders stromsparend betrieben werden.
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Die erste Zähleinheit CU1 umfasst eine erste Analogeinheit AFE1, einen ersten Zustandsautomaten SM1 und einen ersten Zähler CNT1. Der ersten Analogeinheit AFE1 ist das Sensorsignal S_MR eingangsseitig zugeordnet. Ausgangsseitig ist die erste Analogeinheit AFE1 dem ersten Zustandsautomat SM1 mittels eines ersten Zustandssignals S_STATE1 zugeordnet. Die erste Analogeinheit AFE1 kann als Schnittstelle zwischen dem analogen Sensorsignal S_MR und dem digitalen ersten Zustandssignal S_STATE1 angesehen werden.
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Dem ersten Zustandsautomat SM1 ist eingangsseitig das erste Zustandssignal S_STATE1 zugeordnet. Abhängig von diesem erzeugt der erste Zustandsautomat SM1 ausgangsseitig ein erstes Inkrementsignal S_UP1 und ein erstes Dekrementsignal S_DOWN1, die dem ersten Zähler CNT1 eingangsseitig zugeordnet sind. Der erste Zähler CNT1 ist als Aufwärts- und Abwärtszähler ausgebildet und inkrementiert seinen aktuellen Zählerstand abhängig von dem ersten Inkrementsignal S_UP1 und dekrementiert seinen aktuellen Zählerstand abhängig von dem ersten Dekrementsignal S_DOWN1. Ausgangsseitig erzeugt der erste Zähler CNT1 ein erstes Zählersignal S_CNT1.
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Die zweite Zähleinheit CU2 ist im Prinzip ähnlich zu der ersten Zähleinheit CU1 ausgebildet. Sie umfasst eine zweite Analogeinheit AFE2, einen zweiten Zustandsautomaten SM2, sowie einen zweiten Zähler CNT2. Im Gegensatz zur ersten Zähleinheit CU1 weist die zweite Zähleinheit CU2 einen Zustandsautomaten auf, dessen Inkrement- und Dekrementsignale S_UP2 und S_DOWN2 entgegengesetzt zum ersten Zustandsautomaten ausgegeben werden. Die Zähler CNT1, CNT2 weisen dadurch entgegengesetzte Zählrichtungen auf. In Abhängigkeit von dem Sensorsignal S_MR wird der erste Zähler CNT1 der ersten Zählereinheit CU1 inkrementiert, wogegen der der zweite Zähler CNT2 der zweiten Zählereinheit CU2 dekrementiert wird. Die entgegengesetzte Zählrichtung kann auch durch entsprechende Ausbildung des zweiten Zählers CNT2 selbst erreicht werden.
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Da die beiden Zählereinheiten CU1 und CU2 mit den zugehörigen Zustandsautomaten SM1 und SM2 und den beiden Analogeinheiten AFE1 und AFE2 permanent, d. h. auch bei ausgeschalteter Zündung, versorgt werden, sind diese in der Lage, auch Drehbewegungen bei ausgeschalteter Zündung zu erfassen. Es sind auch mehr als zwei Zähleinheiten verwendbar.
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Ferner umfasst die Auswerteeinheit ASIC einen Signalprozessor SP, dem eingangsseitig das erste Zählersignal S_CNT1 und das zweite Zählersignal S_CNT2, sowie ein Winkelsignal S_A zugeordnet ist, das repräsentativ ist für den gerade gültigen Sensorwert des Sensors MR. Der Signalprozessor SP umfasst neben einer Fehlererkennungseinheit ERRD eine Entscheidungseinheit DU. Der Entscheidungseinheit DU, sowie der Fehlererkennungseinheit ERRD ist eingangsseitig das erste und das zweite Zählersignal S_CNT1 und S_CNT2 zugeordnet. Des Weiteren ist der Entscheidungseinheit DU das Winkelsignal S_A zugeordnet. Die Entscheidungseinheit DU erzeugt ausgangsseitig ein Signal mit der Anzahl der Umdrehungen S_CNT, welches die Anzahl der Umdrehungen darstellt; diese Information ist zur Bestimmung des Lenkwinkels notwendig. Die Fehlererkennungseinheit ERRD erzeugt ausgangsseitig ein Fehlerstatussignal S_ERR. Es wird einen Fehler erkannt, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler CNT1, CNT2 von einem vorgegebenen Referenzwert abweicht. Ein Fehler kann auch dann erkannt werden, wenn die Abweichung außerhalb eines Toleranzbereiches liegt, bspw. sobald die Summe der Zählerstände der Zähler CNT1, CNT2 von dem Referenzwert um mehr als ein Inkrement bzw. Dekrement abweicht.
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Der Signalprozessor SP mit der Entscheidungseinheit DU und der Fehlererkennungseinheit ERRD ist mittels der Zündung des Kraftfahrzeugs ein- oder ausschaltbar ausgebildet.
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Die Auswerteeinheit ASIC ist typischerweise mittels einer Kommunikationsschnittstelle mit dem Steuergerät einer elektrischen Lenkhilfe EPS verbunden. Die Kommunikationsschnittstelle ist typischerweise als SPI-Schnittstelle ausgebildet. Mittels der Kommunikationsschnittstelle des ASICs werden die Informationen aus dem ASIC an die EPS-ECU übermittelt. Das Steuergerät der elektrischen Lenkhilfe EPS hat seinerseits ebenfalls Kommunikationsschnittstellen und ermöglicht somit eine Kommunikation mit dem Lenk-, ESP- und anderen Steuergeräten des Fahrzeugs mittels eines CAN- oder anderen Bussystems, wie z.B. auch Flexray.
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Anhand der 2 und 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
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In 2 ist das Winkelsignal S_A bzw. Sensorwinkelsignal dargestellt, das repräsentativ ist für den gerade gültigen Sensorwert des Sensors MR. Das Winkelsignal S_A repräsentiert den Winkel φ mit Werten zwischen 0° und 360°, wobei der volle Messbereich des Sensors MR den einen gesamten Durchlauf von 0° bis 360° abdeckt. Typischerweise ist der absolute Winkel des Winkelsignals S_A besonders einfach durch eine Arcus-Tangensbildung aus dem Sinus- und Kosinussignal des Sensorsignals S_MR ermittelbar. Diese Arcus-Tangensberechnung findet ebenfalls in dem Signalprozessor SP statt. In 2 sind drei volle Umdrehungen des Sensorwinkelsignals dargestellt.
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Neben dem Winkelsignal S_A sind drei Zustandsdurchläufe des ersten Zustandssignals S_STATE1 dargestellt. Das mittels der ersten Analogeinheit AFE1 erzeugte erste Zustandssignal S_STATE1 kann vier verschiedene Zustände annehmen. Einen Zustand 0, einen Zustand 1, einen Zustand 2 und einen Zustand 3. Das erste Zustandssignal S_STATE1 ist typischerweise aufgrund der vier verschiedenen Zuständen zweiwertig ausgebildet, das heißt, es wird mittels zweier Signalleitungen dem ersten Zustandsautomaten SM1 zugeführt.
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Ist beispielsweise das Sensorwinkelsignal S_A um einen Winkel φ zwischen 0° und 90° bezogen auf den vorgegebenen Bezugspunkt winkelverdreht, wird mittels der ersten Analogeinheit AFE1 das erste Zustandssignal S_STATE1 derart erzeugt, dass mittels diesem der Zustand 3 dem ersten Zustandsautomaten SM1 eingangsseitig zugeführt wird. Ist das Sensorwinkelsignal S_A beispielsweise um den Winkel φ zwischen 90° und 180° bezogen auf den vorgegebenen Bezugspunkt verdreht, wird der Zustand 2 dem ersten Zustandsautomaten SM1 zugeführt. Für eine Position zwischen 180° und 270° wird der Zustand 0 vorgegeben und für eine Position 270° bis 360° wird der Zustand 1 vorgegeben. Typischerweise umfasst zur Erzeugung der vier verschiedenen Zustände die erste Analogeinheit AFE1 Komparatoren und taktgesteuerte Schaltelemente, so z. B. Flipflops.
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Somit repräsentieren die mittels der ersten Analogeinheit AFE1 erzeugten vier Zustände des ersten Zustandssignals S_STATE1 jeweils einen vorgegebenen Winkelbereich des Rotors des elektrischen Lenkhilfemotors.
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Dreht sich die Winkelinformation des Sensorwinkelsignals S_A in eine vorgegebene erste Drehrichtung mit aufsteigenden Winkelwerten, d.h. beginnend von dem Winkel φ gleich 0° bis zum Winkel φ gleich 360°, werden nacheinander die Zustände 3 2 0 1 durchlaufen. In einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung des Rotors werden die Zustände 1 0 2 3 nacheinander durchlaufen.
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Die zweite Analogeinheit AFE2 ist analog zur ersten Analogeinheit AFE1 ausgebildet und erzeugt idealerweise ein zum ersten Zustandssignal S_STATE1 identisches zweites Zustandssignal S_STATE2.
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Des Weiteren sind das erste und das zweite Inkrementsignal S_UP1 und S_DOWN2 dargestellt für den Fall dargestellt, dass sich der Rotor des elektrischen Motors mehrfach in eine Richtung dreht. Abhängig von einem vorgegebenen Zustandsübergang des ersten und zweiten Zustandssignals S_STATE1 und S_STATE2 wird mittels des ersten Zustandsautomaten SM1 ein positiver Puls des ersten Inkrementsignals S_UP1 erzeugt, wogegen mittels des zweiten Zustandsautomaten ein positiver Puls des zweiten Dekrementsignals S_DOWN2 erzeugt wird. Der erste Zustandsautomat SM1 erzeugt den positiven Puls des ersten Inkrementsignals S_UP1 bei einem Übergang von dem Zustand 3 auf den Zustand 2, während der zweite Zustandsautomat SM2 den positiven Puls des zweiten Dekrementsignals S_DOWN2 bei einem Übergang von dem Zustand 0 auf den Zustand 1 erzeugt. Grundsätzlich sind auch andere Zustandsübergänge denkbar, wobei vorteilhafterweise darauf zu achten ist, dass sich der relevante Zustandsübergang des ersten Zustandsautomaten SM1 von dem relevanten Zustandsübergang des zweiten Zustandsautomaten SM2 unterscheidet.
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Das erste Inkrementsignal S_UP1 ist somit winkelversetzt zu dem zweiten Dekrementsignal S_DOWN2. Bei dieser vorgegebenen ersten Drehrichtung des Rotors wird kein positiver Puls des ersten Dekrementsignals S_DOWN1 und des zweiten Inkrementsignals S_UP2 erzeugt.
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Erfolgt dagegen bei zweiter, entgegengesetzter Drehrichtung des Rotors ein Übergang von dem Zustand 2 auf den Zustand 3, wird ein positiver Puls des ersten Dekrementsignals S_DOWN1 erzeugt (nicht dargestellt), während bei einem Übergang von dem Zustand 1 auf den Zustand 0 ein positiver Puls des zweiten Inkrementsignals S_UP2 erzeugt wird (nicht dargestellt). Analog zum Fall der ersten Drehrichtung sind die Inkrementsignale S_DOWN1 und S_UP2 winkelversetzt zueinander. Bei vorgegebener zweiter Drehrichtung des Rotors wird kein positiver Puls des ersten Inkrementsignals S_UP1 und des zweiten Dekrementsignals S_DOWN2 erzeugt.
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Abhängig von dem ersten und zweiten Inkrementsignal S_UP1 und S_UP2 und dem ersten und zweiten Dekrementsignal S_DOWN1 und S_DOWN2 werden auch der erste und der zweite Zähler CNT1 und CNT2 in entgegengesetzte Zählrichtungen versetzt zueinander inkrementiert bzw. dekrementiert.
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Mittels der Entscheidungseinheit DU im Signalprozessor SP der Auswerteeinheit ASIC in 1 wird nach dem Einschalten der Zündung ein Zählerstand der beiden Zähler CNT1 und CNT2 abhängig von dem Winkelsignal S_A ausgewählt, der mittels der Kommunikationsschnittstelle zum Lenk- oder ESP-Steuergerät übermittelt wird. Wie in 2 als schraffierte Flächen beim ersten und zweiten Zähler CNT1 und CNT2 dargestellt, ist ein Inkrementiertzeitpunkt und somit auch ein Dekrementierzeitpunkt nicht eindeutig vorgegeben, sondern kann durch Ungenauigkeiten, die beispielsweise Bauelementtoleranzen und Rauschanteilen im Sensorsignal S_MR zugeordnet werden können, zeitlich verschoben sein. Ein Auslesen des jeweiligen Zählerstandes in diesen Bereichen wird deshalb vermieden. Gibt das Winkelsignal S_A beispielsweise den Winkel φ zwischen 0° und 180° vor, wählt die Entscheidungseinheit DU den Zählerstand des zweiten Zählers CNT2, weil innerhalb dieses Winkelbereiches keine Änderung des Zählerstandes erfolgt. Gibt das Winkelsignal S_A den Winkel φ zwischen 180° und 360° vor, wird mittels der Entscheidungseinheit DU der Zählerstand des ersten Zählers CNT1 ausgewählt und übermittelt, weil innerhalb dieses Winkelbereiches keine Änderung des Zählerstandes erfolgt.
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Mittels der Fehlererkennungseinheit ERRD im Signalprozessor SP wird nach dem Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs der Zählerstand der beiden Zähler CNT1 und CNT2 miteinander verglichen. Die Summe der Zählerstände muss unabhängig von der Winkelstellung einem vordefinierten Referenzwert entsprechen. Der Referenzwert ist gleich dem Maximalwert eines Zählerbereichs der Zähler CNT1, CNT2. Der Maximalwert des Zählerbereichs variiert je nach Bittiefe der Zähler CNT1, CNT2.
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Es wird ein Fehler erkannt, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler CNT1, CNT2 von dem Referenzwert abweicht. Alternativ kann das Verfahren auch derart konfiguriert werden, dass ein Fehler erkannt wird, sobald die Summe der Zählerstände der Zähler CNT1, CNT2 von dem Referenzwert um mehr als ein Inkrement bzw. Dekrement abweicht.
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Für den Fall, dass eine Trennung von der Stromquelle, z. B. Batterie des Fahrzeugs, stattgefunden hat, werden nach erneutem Anlegen der Vorsorgungsspannung die Zähler CNT1, CNT2 auf unterschiedliche Zählerstände gesetzt, wobei der erste Zähler CNT1 auf den Minimalwert des Zählerbereichs, d. h. 0, gesetzt und der andere Zähler CNT2 auf den Minimalwert des Zählerbereichs gesetzt wird.
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Die Aufgabe der Entscheidungseinheit DU und der Fehlererkennungseinheit ERRD kann auch als Programm im Signalprozessor SP implementiert sein und mittels diesem abgearbeitet werden.
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In 3 ist sind die Inkrementsignale S_UP1, S_UP2 und die Dekrementsignale S_DOWN1, S_DOWN2, eine idealisierte Zählerstandsänderung des ersten und zweiten Zählers CNT1, CNT2 sowie die Summe der Zähler SUM_CNT dargestellt in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ des Rotors angegeben. Die Abszisse stellt dabei die Zeitachse dar.
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Die Zählerstände der Zählers CNT1, CNT2 werden mit einem Wert fünf angenommen. Im Weiteren wird angenommen, dass mit diesem vorgegebenen Zählerstand die Zündung ausgeschaltet wird. Wird nun bspw. mittels des Lenkrades der Drehwinkel des Rotors verändert, oder rollt beispielsweise das Kraftfahrzeug bei ausgeschalteter Zündung mit den lenkbaren Rädern gegen eine Bordsteinkante und wird dadurch der Lenkwinkel in die erste Drehrichtung verändert, erfasst die während der trotz ausgeschalteten Zündung noch eingeschaltete Auswerteeinheit ASIC eine Lenkwinkeländerung und inkrementiert den ersten Zähler CNT1 bei einer anliegenden steigenden Flanke des ersten Inkrementsignals S_UP1 auf einen Zählerstand von sechs. Wird der Lenkwinkel der lenkbaren Räder weiter in die erste Drehrichtung verändert, wird der erste Zähler CNT1 bei einer weiteren ansteigenden Flanke des ersten Inkrementsignals S_UP1 auf einen Zählerstand von sieben inkrementiert. Wird nun der Lenkwinkel des Lenkrades und/oder der lenkbaren Räder in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung verändert, wird bei einer steigenden Flanke des anliegenden ersten Dekrementsignals S_DOWN1 der Zählerstand um eins auf einen Wert von sechs dekrementiert. Analog dazu wird der zweite Zähler CNT2 mittels des Inkrement- S_UP2 bzw. Dekrementsignals S_DOWN2 hoch bzw. runtergezählt, wobei die Zählrichtung des zweiten Zählers zur Zählrichtung des ersten Zählers entgegengesetzt ist.
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Die Summe der Zählerstände SUM_CNT bleibt dabei im Bereich des Referenzwertes, hier 10, mit einer Toleranz von, hier ±1. Sobald die Summe der Zählerstände SUM_CNT diesen Bereich verlässt, erkennt die Fehlererkennungseinheit ERRD einen Fehler.
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Neben der Verwendung der zwei eingeschalteten Zähleinheiten CU1 und CU2 der Auswerteeinheit bei ausgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs, ist auch eine Verwendung bei eingeschalteter Zündung möglich. Dabei kann der mittels der Auswerteeinheit ASIC ermittelte Lenkwinkel beispielsweise für Plausibilisierungsüberwachung herangezogen werden.
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Neben der Verwendung des Sensors MR des Rotors des elektrischen Lenkhilfemotors als Lenkwinkelsensor, sind auch andere dem Fachmann bekannte Sensoren für die Erfassung des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs denkbar, insbesondere solche, die mittels der Auswerteeinheit ASIC bei ausgeschalteter Zündung eine Lenkwinkeländerung erfassen. Besonders bevorzugt ist hierbei die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Drehwinkelsensorvorrichtung aufweisend ein Chip-Gehäuse zum Aufnehmen von integrierten Schaltkreisen, einer Sensoreinheit zum Erfassen des Rotorwinkels, wobei die Sensoreinheit zwei Sensoren aufweist, die in dem Chipgehäuse angeordnet sind und unabhängig voneinander den Rotorwinkel erfassen. Bevorzugterweise handelt es sich um eine Sensoreinheit mit einem magnetoresistiven Sensor und/oder einem Hall Sensor.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2050658 B1 [0004, 0022]
- EP 2053363 B1 [0004]
