DE102018217626A1 - Raddrehzahlsensor mit konstanter Protokollfrequenz - Google Patents

Raddrehzahlsensor mit konstanter Protokollfrequenz Download PDF

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Ralf Endres
Stephan Jonas
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Continental Automotive Technologies GmbH
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Continental Teves AG and Co OHG
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Abstract

Sensoranordnung, umfassend einen Geschwindigkeitssensor (1) und einen Encoder (2), wobei der Geschwindigkeitssensor (1) wenigstens ein Magnetfeldsensorelement (4) aufweist, welches ein von dem Encoder (2) erzeugtes und/oder moduliertes Magnetfeld erfasst, wobei der Geschwindigkeitssensor (1) außerdem eine Signalverarbeitungsschaltung (5) aufweist, welche ein Sensorausgangssignal bereitstellt, wobei der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er in definiertem zeitlichen Abstand jeweils zumindest eine Geschwindigkeitsinformation in dem Sensorausgangssignal bereitstellt, wobei diese Geschwindigkeitsinformation abhängig von dem erfassten Magnetfeld ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Es ein Übertragungsprotokoll für Raddrehzahlsensoren bekannt, beispielsweise in den Druckschriften DE 196 34 714 B4 und EP 0 944 888 B1 offenbart, bei welchem der Raddrehzahlsensor bei jedem erfassten Polübergang bzw. Zahn-Lücke-Übergang einen Drehzahlimpuls an die elektronische Kontrolleinheit, ECU überträgt, wobei zwischen den Drehzahlimpulsen Zusatzdaten codiert in Form einer Reihe von Zusatzdatenimpulsen an die ECU übertragen werden. Für große Geschwindigkeiten nimmt die Zahl der übertragbaren Zusatzdatenimpulse ab, weshalb bei großen, erfassten Geschwindigkeiten weniger Zusatzdaten von dem Raddrehzahlsensor der ECU bereitgestellt werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sensoranordnung vorzuschlagen, welche den oben genannten Nachteil vermeidet und/oder robust und/oder kostengünstig und/oder präzise messend bzw. mit einer erhöhten Genauigkeit messend ausgebildet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Sensoranordnung gemäß Anspruch 1
  • Vorzugsweise ist der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet ist, dass der definierte zeitliche Abstand als fester zeitlicher Wert, beispielsweise als 5ms, definiert ist.
  • Dass der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet ist, meint insbesondere, dass zumindest die Signalverarbeitungsschaltung des Geschwindigkeitssensors so ausgebildet ist.
  • Es ist bevorzugt, dass der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet ist, dass der definierte zeitliche Abstand unabhängig vom erfassten Magnetfeldverlauf definiert ist.
    Das wenigstens eine Magnetfeldsensorelement sowie die Signalverarbeitungsschaltung sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Bauteil bzw. einer integrierten Schaltung bzw. ASIC ausgebildet.
  • Bevorzugt ist der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet, dass die Berechnung/en, insbesondere der Geschwindigkeitsinformation, in der Signalverarbeitungsschaltung durchgeführt wird, welche dafür entsprechend ausgelegt ist.
  • Es ist zweckmäßig, dass der Geschwindigkeitssensor als Raddrehzahlsensor ausgebildet ist und der Encoder als magnetisierter Encoder, insbesondere mit einer definierten Anzahl an umlaufend um den Encoder angeordneten Polpaaren.
  • Der Encoder ist bevorzugt als magnetischer Encoder ausgebildet. Unter einem magnetischen Encoder wird ein Maschinenelement verstanden, das einen, insbesondere inkrementalen, Winkelmaßstab trägt. Als Encoder können zum einen ferromagnetische Zahnräder oder Lochscheiben dienen, die in Kombination mit einem Permanentmagneten einen veränderlichen magnetischen Luftspalt erzeugen, zum anderen können es eine ganzzahlige Folge permanent magnetisierter Nord/Südpol-Areale sein, die in alternierender Folge eine zum Kreis geschlossene Encoderspur bilden, welche z. B. in eine Radlagerdichtung eingebracht ist. Im übertragenen Sinne dient der magnetische Encoder als Impulsgeber innerhalb des Raddrehzahlerfassungssystems.
  • Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungsschaltung eine oder zwei oder drei oder mehr Schaltschwelle/n bzw. Schaltpunkt/e, insbesondere 2N+1 Schaltschwellen, wobei N eine natürliche Zahl ist, hinsichtlich des zumindest einen Sensorelementausgangssignals, aufweist. Eine der oder die eine Schaltschwelle/n bzw. Schaltpunkt/e ist als Mittelwert-Schaltschwelle ausgelegt ist, so dass ihr Schwellwert im Wesentlichen dem Mittelwert der Amplitude des Sensorelementausgangssignals entspricht. Die möglichen zusätzlichen Schaltschwellen sind definiert hinsichtlich der zu über- bzw. unterschreitenden Amplitude, aber nicht identisch mit der Mittelwertüber bzw. -unterschreitung der Amplitude, insbesondere hinsichtlich eine im Wesentlichen sinus- bzw. cosinusförmigen Signals der Sensorelementausgangssignale.
  • Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine Magnetfeldsensorelement eine Brückenschaltung mit zwei Halbbrücken umfasst oder dass der Sensor zwei Sensorelemente aufweist, wobei die Halbbrücken oder die zwei Sensorelemente jeweils ein Sensorelementausgangssignal bereitstellen, welches der Signalverarbeitungsschaltung zugeführt wird und wobei die Signalverarbeitungsschaltung so ausgelegt ist, dass bei Über- und bei Unterschreiten einer jeweiligen Schaltschwelle durch das jeweilige Sensorelementausgangssignal einer der Halbbrücken oder eines der beiden Sensorelemente jeweils eine Bewegungsinformation erzeugt wird, welche bei der Erzeugung des Bewegungssignals berücksichtigt wird. Zweckmäßigerweise umfasst die Signalverarbeitungsschaltung dazu zwei Signalpfade. Insbesondere sind die beiden Halbbrücken oder die beiden Sensorelemente in dem Sensor so angeordnet, dass sie den periodischen Maßstab und/oder das Muster des Encoders mit einem Phasenversatz von im Wesentlichen 90° erfassen bzw. erfassen können. Besonders bevorzugt sind die Sensorelemente bzw. Halbbrücken so ausgebildet und/oder in dem Sensor angeordnet, dabei ganz besonders bevorzugt innerhalb der Sensoranordnung gegenüber dem Encoder so angeordnet und ausgerichtet, dass die Sensorelementausgangssignale der beiden Sensorelemente bzw. Halbbrücken im Wesentlichen einen sinusförmigen bzw. cosinusförmigen zeitlichen Verlauf aufweisen mit einem Phasenversatz von im Wesentlichen 90° zueinander.
  • Das wenigstens eine Magnetfeldsensorelement ist insbesondere als AMR-, also als anisotrop magnetoresistives, oder Hall- oder GMR-, also als giant magnetoresistives bzw. auf dem Riesenmagnetowiderstandsprinzip beruhendes Sensorelement, oder TMR-Sensorelement, also als tunnel magnetoresistives Sensorelement ausgebildet.
  • Die Signalverarbeitungsschaltung ist bevorzugt so ausgebildet, dass jede Schaltschwelle eine Hysterese umfasst.
  • Es ist zweckmäßig, dass jede Schaltschwelle eine erste und eine zweite Teilschaltschwelle zur Bildung einer Hysterese umfasst, wobei die erste Teilschaltschwelle durch Überschreiten ausgelöst wird und die zweite Teilschaltschwelle durch Unterschreiten und/oder jede Schaltschwelle mittels eines Schmitt-Trigger Elements ausgebildet ist oder die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet ist, dass sie hinsichtlich jeder Schaltschwelle eine Hysterese umfasst, welche sich im Wesentlichen wie ein Schmitt-Trigger Element verhält.
  • Unter einem Schmitt-Trigger Element wird vorzugsweise ein analoger Komparator mit Mitkopplung verstanden, welcher als Vergleicher für zwei analoge Spannungssignale arbeitet und für diese Signale als Schwellenwertschalter funktioniert. Der Schmitt-Trigger weist dabei zwei Schwellwerte für eine Hysterese auf, einen oberen Schwellwert der bei Überschreitung durch das zu bewertende Spannungssignal, insbesondere ein Sensorelementausgangssignal, zu einem Schaltvorgang führt, insbesondere wird dabei ein maximaler bzw. ein definierter relativ großer Ausgangsspannungswert am Ausgangs des Schmitt-Triggers bereitgestellt, und einen unteren Schwellwert, welche bei Unterschreitung durch das zu bewertende Spannungssignal, insbesondere ein Sensorelementausgangssignal, zu einem Schaltvorgang führt, insbesondere wird dabei ein minimaler bzw. definierter relativ geringer Ausgangsspannungswert am Ausgang des Schmitt-Triggers bereitgestellt.
  • Zweckmäßigerweise umfasst der Sensor zwei Sensorelemente, die jeweils ein Sensorelementausgangssignal bereitstellen und jeweils einen Signalpfad in der Signalverarbeitungsschaltung aufweisen. Dabei umfasst jeder der beiden Signalpfade insbesondere eine Hysterese, welche besonders bevorzugt zumindest durch ein Schmitt-Trigger Element oder eine im Wesentlichen gleichwirkende Schaltung verwirklicht ist, wobei dem jeweiligen Schmitt-Trigger Element jeweils eines der Sensorelementausgangssignale als zu bewertendes Spannungssignal eingangsseitig zugeführt wird und das jeweils andere Sensorelementausgangssignal invertiert als Vergleichssignal.
  • Unter einer Signalverarbeitungseinrichtung wird vorzugsweise eine Signalverarbeitungsschaltung und umgekehrt und/oder eine frei programmierbare Schaltung verstanden und insbesondere umgekehrt.
  • Der Geschwindigkeitssensor ist vorzugsweise so ausgebildet ist, dass er die Geschwindigkeitsinformation berechnet in Abhängigkeit des erfassten Feldstärkeverlaufs und/oder Winkelverlaufs, zumindest innerhalb des definierten zeitlichen Werts, besonders bevorzugt in Abhängigkeit des zuletzt erfassten Werts.
  • Es ist zweckmäßig, dass die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet ist, dass sie zur Speicherung der zuletzt berechneten Geschwindigkeitsinformation eine Geschwindigkeitsspeichereinheit aufweist, in welcher die zuletzt berechnete Geschwindigkeitsinformation gespeichert ist bzw. wird. Dabei wird insbesondere bei Erfassung jedes Nulldurchgangs und/oder bei Durchschreitung jeder oder von einer dazu definierten Schaltschwelle bzw. Schaltpunkt bzw. der Mittelwert-Schaltschwelle, wobei unter Durchschreitung insbesondere das Über- und Unterschreiten verstanden wird, eine neue Berechnung der Geschwindigkeitsinformation initiiert und die berechnete Geschwindigkeitsinformation bzw. der entsprechende Geschwindigkeitswert in die Geschwindigkeitsspeichereinheit gespeichert wird. Besonders bevorzugt, sendet der Geschwindigkeitssensor zu jedem Zeitpunkt gemäß des definierten zeitlichen Abstands stets die Geschwindigkeitsinformation, die aktuell in der Geschwindigkeitsspeichereinheit gespeichert ist.
  • Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet ist, dass sie die Geschwindigkeitsinformation berechnet in Abhängigkeit eines Polfortschritts bzw. einer Wegänderung, wobei die Berechnung dabei in Abhängigkeit der erfassten Schaltschwelle/n bzw. Schaltpunkt/e bzw. Nulldurchgängen in einem definierten Zeitraum bzw. innerhalb des definierten zeitlichen Abstands durchgeführt wird.
  • Es ist zweckmäßig, dass der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet ist, dass er die Geschwindigkeitsinformation berechnet in Abhängigkeit der Anzahl der erfassten Nulldurchgänge und/oder Schaltpunkte und/der des erfassten Anteils zwischen zwei Nulldurchgängen und/oder Schaltpunkten.
  • Der Geschwindigkeitssensor weist vorzugsweise eine Modusumschalteinheit auf, welche in Abhängigkeit einer durch den Geschwindigkeitssensor erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl über einem definierten ersten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungsschaltung in einen Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus versetzt oder belässt, in welchem die Geschwindigkeitsinformation in dem Sensorausgangssignal anders codiert ist, insbesondere nach einem bekannten Übertragungsprotokoll des Sensorausgangssignal, bei welchem ein Drehzahlimpuls übertragen wird bei Durchschreiten jedes Nulldurchgangs, wobei zwischen den Drehzahlimpulsen, also dem jeweilig die Übertragung des Übertragungsprotokolls startenden Drehzahlimpuls angehängt, Zusatzdaten codiert in Form einer Reihe von Zusatzdatenimpulsen übertragen werden.
  • Es ist zweckmäßig, dass die Geschwindigkeitsinformation auf zumindest zwei Intervallgeschwindigkeitsinformationen beruht, welche jeweils in einer Intervallerfassung, mit der Dauer des definierten zeitlichen Werts, erfasst und ermittelt werden, wobei die Geschwindigkeitsinformation in der Signalverarbeitungsschaltung in Abhängigkeit von zumindest der aktuell ermittelten Intervallgeschwindigkeitsinformation und der davor ermittelten Intervallgeschwindigkeitsinformation der vorherigen Intervallerfassung berechnet wird.
  • Insbesondere ist der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet, dass er zur Berechnung der Geschwindigkeitsinformation in der Signalverarbeitungsschaltung in Abhängigkeit von zwei oder mehreren Intervallgeschwindigkeitsinformationen eine, insbesondere lineare, Extrapolation und/oder Interpolation verwendet.
  • Es ist zweckmäßig, dass der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl
    unter einem definierten zweiten Geschwindigkeitswert bei der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation die Extrapolation und/oder Interpolation verwendet wird und
    über dem definierten zweiten Geschwindigkeitswert bei der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation die Extrapolation und/oder Interpolation nicht verwendet wird,
    wobei insbesondere der zweite Geschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Geschwindigkeitswert.
  • Bevorzugt ist der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet, dass er bei der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation ausschließlich bereits zuvor ermittelte Intervallgeschwindigkeitsinformationen von vorherigen Intervallerfassungen berücksichtigt, insbesondere nur die direkt davor ermittelte Intervallgeschwindigkeitsinformation der vorherigen Intervallerfassung als Geschwindigkeitsinformation übernimmt, insbesondere wenn die direkt davor ermittelte Intervallgeschwindigkeitsinformation einen Geschwindigkeitswert umfasst, welcher geringer ist als ein dritter Geschwindigkeitswert oder geringer ist als der zweite Geschwindigkeitswert.
  • Es ist zweckmäßig, dass der Encoder hinsichtlich des von ihm erzeugten und/oder modulierten Magnetfelds, welches der Geschwindigkeitssensor erfasst, entlang definierter, insbesondere gleichmäßig verteilte, Winkelteilungen um den gesamten Encoder einzigartige Werte und/oder Wertänderungen der Magnetfeldstärke und/oder des Winkels des Magnetfelds, von einer erfassten Winkelteilung zu einer benachbarten, erfassten Winkelteilung aufweist,
    wobei der Geschwindigkeitssensor so ausgebildet ist, dass er diese einzigartigen Werte und/oder Wertänderungen der Magnetfeldstärke und/oder des Winkels des Magnetfelds in einer Tabelle abgespeichert vorliegen hat,
    so dass der Geschwindigkeitssensor die Geschwindigkeitsinformation und/oder Intervallgeschwindigkeitsinformation durch Abgleich des erfassten Magnetfelds mit den in der Tabelle abgespeicherten einzigartigen Werten und/oder Wertänderungen der Magnetfeldstärke und/oder des Winkels des Magnetfelds ermittelt.
  • Unter einem Nulldurchgang wird zweckmäßigerweise ein Unter- oder Überschreiten eines definierten Werts, insbesondere eines Mittelwerts, durch ein Elementausgangssignal verstanden.
  • Es ist zweckmäßig, dass die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet ist, dass sie eine Modusumschalteinheit, insbesondere integriert in die Signalverarbeitungsschaltung, aufweist welche in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl unter einem definierten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungsschaltung in einen Sonderbetriebsmodus versetzt oder belässt, wobei die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet ist, dass sie in dem Sonderbetriebsmodus ein Bewegungssignal bereitstellt, welches/ im welchem nur bei Überschreiten und Unterschreiten der Mittelwert-Schaltschwelle jeweils einen Bewegungsimpuls mit einer definierten ersten Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, welchem eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer folgen/ angehängt werden, wobei insbesondere neun Zusatzdatenimpulse dem Bewegungsimpuls folgen/ angehängt werden, wobei jeder Zusatzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert, und wobei die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet ist, dass sie im Sonderbetriebsmodus bei Überschreiten und Unterschreiten der anderen Schaltschwellen, also nicht-Mittelwert-Schaltschwellen, jeweils nur eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, wobei insbesondere neun Zusatzdatenimpulse dem Bewegungsimpuls erzeugt werden, wobei jeder Zusatzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert.
  • Besonders bevorzugt umfassen die, insbesondere direkt aufeinander folgend erzeugten Zusatzdatenimpulse eine Positionsinformation bzw. Winkelinformation, besonders bevorzugt die Information welche, welche Schaltwelle gerade über- oder unterschritten wurde. Ganz besonders bevorzugt ist diese In-formation in dem 6., 7. und 8. Zusatzdatenimpuls codiert.
  • Es ist zweckmäßig, dass die Codierung durch die Zusatzdaten-impulse binär ist.
  • Es ist zweckmäßig, dass der Geschwindigkeitssensor eine Taktgebereinheit bzw. Zeitgebereinheit aufweist, insbesondere integriert in die Signalverarbeitungsschaltung, wobei der definierte zeitliche Abstand und/oder der als feste zeitliche Wert durch diese Taktgebereinheit bzw. Zeitgebereinheit direkt oder über eine zwischengeschaltete Signalverarbeitung bereitgestellt wird.
  • Der Sensor ist vorzugsweise als Geschwindigkeitssensor und/oder Drehzahlsensor und/oder Winkelgeschwindigkeitssensor ausgebildet, insbesondere als Kurbelwellendrehzahlsensor oder Raddrehzahlsensor oder Getriebedrehzahlsensor oder Turboladerdrehzahlsensor.
  • Das Geschwindigkeitssignal hängt bevorzugt zumindest von der Relativgeschwindigkeit zwischen Encoder und Sensorelement ab und wird ausgangsseitig von dem Geschwindigkeitssensor, insbesondere an einer Zwei-Draht-Schnittstelle, bereitgestellt. Der Sensor weist zweckmäßigerweise ein Kunststoffgehäuse auf, sowie zwei Anschlüsse als Schnittstelle zum Anschluss an eine elektronische Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugsteuer- bzw. -regelungssystems. Der Sensor ist insbesondere als aktiver Sensor ausgebildet und wird mit elektrischer Energie über diese Schnittstelle versorgt.
  • Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der Sensoranordnung in Kraftfahrzeugen, insbesondere als Raddrehzahlsensoranordnung.
  • Es zeigen in schematischer Darstellung
    • 1 und 2 zwei beispielhafte Diagramme zur Veranschaulichung der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation und 3 eine beispielhafte Darstellung der Sensoranordnung.
  • In 1 ist beispielhaft dargestellt, wie bei einem jeden erfassten Nulldurchgang, N-S bzw. S-N, dabei N für Nord und S für Süd, gestrichelt an der Zeitachse angetragen, eine Berechnung der Geschwindigkeitsinformation gestartet wird. Die definierte Zeit, bzw. der definierte zeitliche Abstand, nach/ bei dem jeweils die Geschwindigkeitsinformation in dem Sensorausgangssignal bereitgestellt bzw. gesendet wird, ist dabei 5ms, Delta t. Im zweiten Zeitintervall ist die berechnete Geschwindigkeit, dargestellt durch die waagerechte Linie 0,04 Pole pro Zeiteinheit, beispielhaft pro ms. Im dritten Zeitintervall ist aufgrund durch erfassten S-N Nulldurchgangs eine neue Berechnung der Geschwindigkeitsinformation durchgeführt, wobei 1 erfasster Polübergang in 12,5 ms eine Geschwindigkeit von 0,08 Pole/ms als neue Geschwindigkeitsinformation im dritten Zeitintervall ergibt.
  • Anhand der 2 sind beispielhafte Berechnungsergebnisse veranschaulicht, welche eine Wegstrecke pro Zeiteinheit als Geschwindigkeitsinformation aufweisen. Dabei wird in Delta t, entsprechend 5ms, als zeitlicher Abstand, die Bereitstellung der Geschwindigkeitsinformation im Sensorausgangssignal durchgeführt und direkt nach bzw. bei jedem erfassten Nulldurchgang N-S bzw. S-N eine neue Berechnung der Geschwindigkeitsinformation durchgeführt.
  • Dabei wird bei den anhand der 1 und 2 veranschaulichten Berechnungsergebnissen jeweils beispielgemäß eine lineare Extrapolation durchgeführt.
  • In 3 ist eine beispielhafte Sensoranordnung dargestellt. Diese umfasst einen permanentmagnetischen Encoder 2, welcher alternierend magnetisiert ist und entsprechend umlaufend Nord-Süd-Polpaare aufweist. Das durch Encoder 2 erzeugte Magnetfeld wird durch Geschwindigkeitssensor 1, welcher als Raddrehzahlsensor ausgebildet ist, erfasst wird. Raddrehzahlsensor 1, der als aktiver Sensor ausgebildet ist, ist über eine Zwei-Draht-Schnittstelle mit elektronischer Kontrolleinheit, ECU, 7 eines Kraftfahrzeugbremssystems verbunden. Raddrehzahlsensor 1 umfasst eine integrierte Schaltung bzw. einen ASIC 3, welcher ein GMR-Magnetfeldsensorelement 4 sowie eine Signalverarbeitungsschaltung 5 aufweist. Signalverarbeitungsschaltung 5 führt die Berechnungen durch, insbesondere der Geschwindigkeitsinformation. Dazu weist Signalverarbeitungsschaltung 5 eine Geschwindigkeitsspeichereinheit 9 auf, in welcher die jeweils aktuelle Geschwindigkeitsinformation gespeichert ist/ wird. Bei Durchschreiten eines Nulldurchgangs hinsichtlich des Sensorelementausgangssignals wird jeweils eine neue Berechnung der Geschwindigkeitsinformation durchgeführt. Darüber hinaus weist die Signalverarbeitungsschaltung 5 eine Taktgebereinheit 6 auf, mittels welcher der definierte zeitliche Abstand bzw. zeitliche Wert, beispielhaft alle 5ms, zum Senden der Geschwindigkeitsinformation an die ECU im Sensorausgangssignal bestimmt bzw. bereitgestellt wird. Außerdem umfasst Signalverarbeitungsschaltung 5 eine Modusumschalteinheit 8, welche in Abhängigkeit einer durch den Geschwindigkeitssensor 1 erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl über einem definierten ersten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungsschaltung in einen Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus versetzt oder belässt, in welchem die Geschwindigkeitsinformation in dem Sensorausgangssignal anders codiert ist, ins-besondere nach einem bekannten Übertragungsprotokoll des Sensorausgangssignal, bei welchem ein Drehzahlimpuls übertragen wird bei Durchschreiten jedes Nulldurchgangs, wobei zwischen den Drehzahlimpulsen, also dem jeweilig die Übertragung des Übertragungsprotokolls startenden Drehzahlimpuls angehängt, Zusatzdaten codiert in Form einer Reihe von Zusatzdatenimpulsen übertragen werden.
  • 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 19634714 B4 [0002]
    • EP 0944888 B1 [0002]

Claims (13)

  1. Sensoranordnung, umfassend einen Geschwindigkeitssensor (1) und einen Encoder (2), wobei der Geschwindigkeitssensor (1) wenigstens ein Magnetfeldsensorelement (4) aufweist, welches ein von dem Encoder (2) erzeugtes und/oder moduliertes Magnetfeld erfasst, wobei der Geschwindigkeitssensor (1) außerdem eine Signalverarbeitungsschaltung (5) aufweist, welche ein Sensorausgangssignal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er in definiertem zeitlichen Abstand jeweils zumindest eine Geschwindigkeitsinformation in dem Sensorausgangssignal bereitstellt, wobei diese Geschwindigkeitsinformation abhängig von dem erfassten Magnetfeld ist.
  2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass der definierte zeitliche Abstand als fester zeitlicher Wert definiert ist.
  3. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass der definierte zeitliche Abstand unabhängig vom erfassten Magnetfeldverlauf definiert ist.
  4. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er die Geschwindigkeitsinformation berechnet in Abhängigkeit des erfassten Feldstärkeverlaufs und/oder Winkelverlaufs, zumindest innerhalb des definierten zeitlichen Werts.
  5. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er die Geschwindigkeitsinformation berechnet in Abhängigkeit der Anzahl der erfassten Nulldurchgänge und/oder Schaltpunkte und/der des erfassten Anteils zwischen zwei Nulldurchgängen und/oder Schaltpunkten.
  6. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) eine Modusumschalteinheit (8) aufweist, welche in Abhängigkeit einer durch den Geschwindigkeitssensor (1) erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl über einem definierten ersten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungsschaltung in einen Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus versetzt oder belässt, in welchem die Geschwindigkeitsinformation in dem Sensorausgangssignal anders codiert ist, insbesondere nach einem bekannten Übertragungsprotokoll des Sensorausgangssignal, bei welchem ein Drehzahlimpuls übertragen wird bei Durchschreiten jedes Nulldurchgangs, wobei zwischen den Drehzahlimpulsen, also dem jeweilig die Übertragung des Übertragungsprotokolls startenden Drehzahlimpuls angehängt, Zusatzdaten codiert in Form einer Reihe von Zusatzdatenimpulsen übertragen werden.
  7. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsinformation auf zumindest zwei Intervallgeschwindigkeitsinformationen beruht, welche jeweils in einer Intervallerfassung, mit der Dauer des definierten zeitlichen Werts, erfasst und ermittelt werden, wobei die Geschwindigkeitsinformation in der Signalverarbeitungsschaltung in Abhängigkeit von zumindest der aktuell ermittelten Intervallgeschwindigkeitsinformation und der davor ermittelten Intervallgeschwindigkeitsinformation der vorherigen Intervallerfassung berechnet wird.
  8. Sensoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er zur Berechnung der Geschwindigkeitsinformation in der Signalverarbeitungsschaltung (5) in Abhängigkeit von zwei oder mehreren Intervallgeschwindigkeitsinformationen eine, insbesondere lineare, Extrapolation und/oder Interpolation verwendet.
  9. Sensoranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl unter einem definierten zweiten Geschwindigkeitswert bei der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation die Extrapolation und/oder Interpolation verwendet wird und über dem definierten zweiten Geschwindigkeitswert bei der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation die Extrapolation und/oder Interpolation nicht verwendet wird, wobei insbesondere der zweite Geschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Geschwindigkeitswert.
  10. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er bei der Berechnung der Geschwindigkeitsinformation ausschließlich bereits zuvor ermittelte Intervallgeschwindigkeitsinformationen von vorherigen Intervallerfassungen berücksichtigt, insbesondere nur die direkt davor ermittelte Intervallgeschwindigkeitsinformation der vorherigen Intervallerfassung als Geschwindigkeitsinformation übernimmt, insbesondere wenn die direkt davor ermittelte Intervallgeschwindigkeitsinformation einen Geschwindigkeitswert umfasst, welcher geringer ist als ein dritter Geschwindigkeitswert oder geringer ist als der zweite Geschwindigkeitswert.
  11. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Encoder (2) hinsichtlich des von ihm erzeugten und/oder modulierten Magnetfelds, welches der Geschwindigkeitssensor (1) erfasst, entlang definierter, insbesondere gleichmäßig verteilte, Winkelteilungen um den gesamten Encoder (2) einzigartige Werte und/oder Wertänderungen der Magnetfeldstärke und/oder des Winkels des Magnetfelds, von einer erfassten Winkelteilung zu einer benachbarten, erfassten Winkelteilung aufweist, wobei der Geschwindigkeitssensor (1) so ausgebildet ist, dass er diese einzigartigen Werte und/oder Wertänderungen der Magnetfeldstärke und/oder des Winkels des Magnetfelds in einer Tabelle abgespeichert vorliegen hat, so dass der Geschwindigkeitssensor die Geschwindigkeitsinformation und/oder Intervallgeschwindigkeitsinformation durch Abgleich des erfassten Magnetfelds mit den in der Tabelle abgespeicherten einzigartigen Werten und/oder Wertänderungen der Magnetfeldstärke und/oder des Winkels des Magnetfelds ermittelt.
  12. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) als Raddrehzahlsensor ausgebildet ist und der Encoder als magnetisierter Encoder, insbesondere mit einer definierten Anzahl an umlaufend um den Encoder (2) angeordneten Polpaaren.
  13. Sensoranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitssensor (1) eine Taktgebereinheit (6) bzw. Zeitgebereinheit aufweist, insbesondere integriert in die Signalverarbeitungsschaltung (5), wobei der definierte zeitliche Abstand und/oder der als feste zeitliche Wert durch diese Taktgebereinheit (6) bzw. Zeitgebereinheit direkt oder über eine zwischengeschaltete Signalverarbeitung bereitgestellt wird.
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