DE102019119683A1 - Verfahren zum Überprüfen eines eine Drehbewegung messenden Sensors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines eine Drehbewegung messenden Sensors, insbesondere eines Höhenstand-Sensors eines Kraftfahrzeugs, wobei der Sensor in einem Prüfstand von einem elektrischen Schrittmotor, dessen Drehachse mit der Drehachse des Sensors zunächst in eine Nullstellung positioniert wird und wobei anschließend in mehreren durch den Schrittmotor eingestellten Drehwinkelsegmenten das jeweilige Sensorsignal ermittelt wird. Es kann am Sensor ein Hebelarm vorgesehen sein und der Hebelarm mittels eines Mitnehmers vom elektrischen Schrittmotor verdreht werden. Ein bevorzugter Prüstand zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer den Sensor aufnehmenden Trägerplatte und einem diese überreifenden Portal, welches den elektrischen Schrittmotor trägt und dem ein vom Schrittmotor angetriebener Mitnehmer drehbar gelagert ist, der in den Hebelarm des Sensors eingreift.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines eine Drehbewegung messenden Sensors, insbesondere eines Höhenstand-Sensors eines Kraftfahrzeugs, in einem Prüfstand.
• In Kraftfahrzeugen sind bekanntlich eine Vielzahl von Sensoren verbaut, die bzw. deren Signale bei der Ansteuerung von den unterschiedlichsten Systemen des Kraftfahrzeugs eine wichtige Rolle spielen. Beispielsweise wenn bei einem Automobilhersteller dessen Lieferant für einen bestimmten Sensor ausgewechselt werden soll oder auch im Rahmen der Auslegungsarbeiten für ein Kraftfahrzeug-System kann es erforderlich werden, einen bestimmten Sensor hinsichtlich seiner Messgenauigkeit zu überprüfen. Dies ist im im Fahrzeug eingebauten Zustand oftmals sehr aufwändig, weswegen Bedarf an einem einfachen Prüfverfahren bzw. einem einfachen Prüfstand besteht. Ein solches bzw. einen solchen aufzuzeigen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bezüglich des Prüfverfahrens und mit den Merkmalen des Anspruchs 3 bezüglich des Prüfstands gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der jeweiligen Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß kommt ein elektrischer Schrittmotor zum Einsatz, um am zu prüfenden Sensor eine gewisse Verdrehbewegung einzustellen, für die dann der entsprechende Sensormesswert mit der durch den Schrittmotor erzeugten Verdrehbewegung verglichen wird. Elektrische Schrittmotoren zeichnen sich durchweg durch eine sehr hohe Stellgenauigkeit aus, d.h. wenn ein Schrittmotor beispielsweise einen Drehwinkel von 30 Winkelgrad einstellt, so handelt es sich mit hoher oder zumindest bekannter Genauigkeit tatsächlich um einen Verdrehwinkel von 30 Grad. Sollte der zum Prüfen verwendete Schrittmotor etwas ungenauer sein, so kann dieser Schrittmotor einfach kalibriert werden - die Reproduzierbarkeit von durch einen Schrittmotor erzeugten Drehwinkeln ist in allen Fällen sehr hoch. Weiterhin wird erfindungsgemäß zunächst eine Nullposition des Sensors eingestellt, welche sich beispielsweise dadurch auszeichnen kann, dass das elektrische Ausgangssignal des Sensors in dieser Position einen elektrischen Spannungswert von null Volt besitzt. In diesem Zusammenhang kann es auch erforderlich sein, am Sensor eine vollständige Umdrehung (mit 360 Winkelgraden) darzustellen. Damit all dies reproduzierbar möglichst genau durchgeführt werden kann, wird vorschlagen, dies auf einem (kleinen) Prüfstand durchzuführen, an welchem ein Sensor und der besagte Schrittmotor relativ zueinander räumlich festgelegt montiert sind. Vorteilhafterweise können auch mehrere solcher kleinen Prüfstände bzw. genauer deren Schrittmotoren zueinander parallel angesteuert werden, so dass parallel zueinander die Ausgangssignale der auf den verschiedenen Prüfständen montierten und zu prüfenden Sensoren analysiert werden können.
• Geprüft werden soll ein Sensor unter möglichst realistischen Bedingungen, weshalb beispielsweise ein im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs vorgesehener Höhenstandsensor am Prüfstand in Verbindung mit einem Hebelarm geprüft wird, der sich auch im realen Fahrzeug findet. Um bei zusammenfallender Drehachse von Sensor und Schrittmotor den besagten Hebelarm verdrehen zu können, verdreht der Schrittmotor am Prüfstand einen geeigneten Mitnehmer, welcher direkt oder indirekt - nämlich über den Schrittmotor - drehbar am Prüfstand gelagert sein kann.
• Ein bevorzugter (kleiner) Prüfstand zur Durchführung des soweit beschriebenen Prüfverfahrens besteht aus einer Trägerplatte für den zu prüfenden Sensor und aus einem mit dieser vorzugsweise lösbar aber während des Prüfvorgangs fest verbundenem Portal, das die Trägerplatte beispielsweise U-förmig übergreifen kann. Auf der Trägerplatte kann der zu prüfende Sensor montiert werden, während das Portal unter Zusammenfallen der Drehachsen von Sensor und Schrittmotor den elektrischen Schrittmotor trägt, d.h. dieser ist am Portal vorzugsweise austauschbar befestigt.
• Vorteilhafterweise kann ein solcher einfacher Prüfstand auch zum Prüfen anderer Sensoren zum Einsatz kommen, beispielsweise für die üblichen Raddrehzahl-Sensoren von Kraftfahrzeugen. Hierfür kann der gleichermaßen am Prüfstand montierte Elektromotor eine Scheibe antreiben, welche mit einer Bezugsmarke beispielsweise in Form eines Induktionsgebers versehen ist, auf welche die gegebenenfalls mehreren bspw. an der Trägerplatte oder am Portal des Prüfstands montierten Sensoren ansprechen. Im Falle mehrerer zu prüfender Sensoren können deren Signale dann direkt in Echtzeit miteinander verglichen werden.
• Die beigefügte einzige Figur zeigt einen (möglichen bzw. erfindungsgemäßen) Prüfstand zur Durchführung des hier beschriebenen und beanspruchten Prüf-Verfahrens. Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 eine Trägerplatte gekennzeichnet, die auf einer (in der Figur) unteren Basisplatte 2a eines rahmenförmigen Portals 2 mittels mehrerer Schrauben lösbar montiert ist. Zwei seitliche und hier lösbar mit der Basisplatte 2a verbundene Schenkel 2b des Portals 2 tragen eine Portal-Deckplatte 2c, die parallel zur Basisplatte 2a sowie zur an der Basisplatte 2a montierten Trägerplatte 1 liegt.
• Auf bzw. an der Trägerplatte 1 ist ein eine Drehbewegung messender Sensor 3 befestigt, dessen drehbarer Abschnitt mit einem Hebelarm 4 verbunden ist, da ein solcher Hebelarm 4 auch im realen Einbauzustand des Sensors 3 in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Auf der der Trägerplatte 1 zugewandten Seite der Portal-Deckplatte 2c ist eine Mitnehmerscheibe 5a derart drehbar gelagert, dass sie von einem als elektrischem Schrittmotor ausgebildeten Elektromotor 6, der auf der der Trägerplatte 1 abgewandten Seite der Portal-Deckplatte 2c montiert ist, um eine Drehachse, die mit der Drehachse des Sensors 3 zusammenfällt, verdreht werden kann. Diese Mitnehmerscheibe 5a ist Bestandteil eines in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 5 gekennzeichneten Mitnehmers und weist vier Aufnahmen 5b für einen Mitnehmerstift 5c auf, die (im Hinblick auf unterschiedlich lange Hebelarme 4) unterschiedlich weit von der Drehachse der Mitnehmerscheibe 5a beabstandet sind.
• Eine Überprüfung eines solchen Höhenstand-Sensors 3 eines Kraftfahrzeugs erfolgt solchermaßen, dass der Sensor 3 bzw. genauer dessen gegenüber einem Sensorgehäuse, welches an der Trägerplatte 1 fixiert ist, verdrehbare Messwelle zunächst in eine Nullstellung positioniert, d.h. verdreht wird (und zwar mittels des Schrittmotors 6), und dass anschließend in mehreren durch den Schrittmotor 6 eingestellten Drehwinkelsegmenten das jeweilige Sensorsignal ermittelt wird.
• Figürlich nicht dargestellt ist eine einfach darstellbare Abwandlung des Prüfstands zum Prüfen von Raddrehzahlsensoren. Hierfür ist am Umfang der Mitnehmerscheibe 5a (oder einer anderen geeignet montierten Scheibe) eine Bezugsmarke 7 für einen oder mehrere nicht gezeigte Raddrehzahlsensoren vorgesehen, die mittels einer oder mehrerer mit seinem/ihrem längeren Schenkel vertikal ausgerichteten/ausgerichteter und bspw. L-förmiger Halter(s) bspw. an den Befestigungsschrauben der Basisplatte 2a (für die Trägerplatte 1) befestigt werden kann/können.
• In besonders vorteilhafter Weise kann der Prüfstand durch Rapid Prototyping bzw. 3-D-Druck hergestellt werden oder sein. Bei Bedarf kann damit kurzfristig ein (weiterer) Prüfstand geschaffen werden, der kostengünstig ist und dann, wenn für einen längeren Zeitraum kein solcher benötigt wird, einer Material-Wiederverwertung zugeführt, d.h. quasi recycelt werden kann.

Claims (5)

1. Verfahren zum Überprüfen eines eine Drehbewegung messenden Sensors (3), insbesondere eines Höhenstand-Sensors eines Kraftfahrzeugs, wobei der Sensor (3) in einem Prüfstand von einem elektrischen Schrittmotor (6), dessen Drehachse mit der Drehachse des Sensors (3) zusammenfällt, zunächst in eine Nullstellung positioniert wird und wobei anschließend in mehreren durch den Schrittmotor (6) eingestellten Drehwinkelsegmenten das jeweilige Sensorsignal ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei am Sensor (3) ein Hebelarm (4) vorgesehen ist und der Hebelarm (4) mittels eines Mitnehmers (5) vom elektrischen Schrittmotor (6) verdreht wird.
3. Prüstand zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, bestehend aus einer den Sensor (3) aufnehmenden Trägerplatte (1) und einem diese überreifenden Portal (2), welches den elektrischen Schrittmotor (6) trägt und an dem ein vom Schrittmotor (6) angetriebener Mitnehmer (5) drehbar gelagert ist, der am Hebelarm (4) des Sensors (3) angreift.
4. Prüfstand nach Anspruch 3, wobei gegebenenfalls anstelle des Mitnehmers eine vom Schrittmotor (6) oder einem anderen an dessen Stelle montierten Elektromotor angetriebene Scheibe (5a) montierbar ist, die zumindest eine Bezugsmarke (7) für einen oder mehrere an der Trägerplatte (1) oder am Portal (2) montierbare Drehzahlsensor(en) für ein Fahrzeug-Rad aufweist.
5. Prüfstand nach einem der Ansprüche 3, 4, der durch Rapid Prototyping bzw. 3-D-Druck hergestellt ist.

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