DE102020208763A1

DE102020208763A1 - Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020208763A1
Application number: DE102020208763.6A
Authority: DE
Inventors: Holger Rohr; Thomas Loebe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2022-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehzahlsensoranordnung (1) für ein Fahrzeug, mit einem Messwertgeberring (3), welcher drehfest mit einem Rotationskörper gekoppelt ist und mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder erzeugt, und einem Messwertaufnehmer (10), welcher zum Erfassen einer durch den Messwertgeberring (3) beeinflussten magnetischen Größe mehrere Sensorelemente (S1, S2, S3) umfasst, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, in Abhängigkeit der durch die Sensorelemente (S1, S2, S3) erfassten magnetischen Größe Drehzahlinformationen des Rotationskörpers zu erzeugen und zur Weiterverarbeitung und/oder zur Drehzahlermittlung an mindestens ein übergeordnetes Steuergerät (14, 16) auszugeben. Hierbei umfasst der Messwertaufnehmer mindestens drei Sensorelemente (S1, S2, S3), wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, die Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente (S1, S2, S3) des Messwertaufnehmers (10) zu empfangen und auszuwerten, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) weiter ausgeführt ist, bei der Auswertung die Ausgangssignale paarweise zu kombinieren und die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente (S1, S2, S3) miteinander zu vergleichen und in Abhängigkeit von mindestens einem Kriterium mindestens eines der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers auszuwählen und an das mindestens eine Steuergerät (14, 16) auszugeben.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Zur Drehzahlerfassung eines Fahrzeugrads ist es bekannt, ein als Messwertgeberring ausgeführter Encoder am Radlager zu befestigen, welches sich mit dem Fahrzeugrad bewegt. Der Messwertgeberring erzeugt mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder. Mit einem Messwertaufnehmer werden die Nulldurchgänge der wechselnden Magnetfelder erfasst, gewandelt und mittels einer Stromschnittstelle einem Steuergerät übermittelt. Für maximale Robustheit gegenüber magnetischen Störeinflüssen arbeiten aktuelle Messwertaufnehmer nach dem Differenzprinzip. Zur Erfassung der Nulldurchgänge ist es erforderlich, den Messwertaufnehmer in einem definierten Bereich vor dem Messwertgeberring zu platzieren. Hierzu werden entsprechende Befestigungskonzepte eingesetzt, welche eine genaue Ausrichtung des Messwertaufnehmers in Bezug zum Messwertgeberring ermöglichen. So wird der aus dem Stand der Technik bekannte Messwertaufnehmer mit einer Schraube an einem Achsschenkel des Fahrzeugs befestigt. Die Schraube kann in eine Gewindebohrung des Achsschenkel geschraubt werden. Der Messwertaufnehmer umfasst eine Lasche mit einem Durchgangsloch für die Schraube, sodass der Messwertaufnehmer verdrehsicher mit dem Achsschenkel verschraubt werden kann. In die Lasche kann eine Metallhülse eingearbeitet sein, um ein Quetschen der Kunststofflasche zu verhindern.
Aus der DE 10 2005 022 596 A1 ist eine gattungsgemäße Anordnung zur Drehzahlerfassung eines Rades oder eines anderen rotierenden Körpers mit einem Sensor, insbesondere aktiven Sensor, der über ein magnetisches Feld mit einem Encoder gekoppelt ist, der sich mit dem rotierenden Körper dreht. Um die Toleranz hinsichtlich der Einbaulage zu verbessern, weist die Anordnung zwei getrennte Signalpfade auf, welche mit Sensoreinrichtungen unterschiedlicher Sensitivität versehen sind. Die Signalpfade werden dabei derart ausgelegt, dass stets ein Signalpfad vorhanden ist, der über eine maximale Sensitivität verfügt, so dass im ungestörten Normalfall minimale Abbildungsfehler der Encoderspur bei gleichzeitig maximalen Luftspalten erreicht werden, während gleichzeitig stets ein beobachtender Signalpfad vorhanden ist, dessen Sensitivität so ausgelegt ist, dass ein Flippen unter allen magnetischen Bedingungen sicher verhindert ist.
Aus der DE 10 2015 213 572 A1 ist Drehzahlsensoranordnung bekannt. Die Drehzahlsensoranordnung umfasst einen Signalgeberring, der mehrere gleichmäßig über seinen Umfang mit abwechselnder magnetischer Orientierung verteilt angeordnete Magnetelemente aufweist, und einen Signalempfänger, der mindestens zwei Sensorelemente zum Erfassen der Magnetfelder der Magnete aufweist, wobei die Sensorelemente gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet sind. Eine Auswerte- und Steuereinheit erzeugt in Abhängigkeit der durch die Sensorelemente erfassten Magnetfeldstärken Drehzahlinformationen.
Offenbarung der Erfindung
Die Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Drehzahlerfassung unabhängig von einer Einbaulage bzw. einem Fehlstellungswinkel eines Messwertaufnehmers ohne Einschränkung möglich ist. Das bedeutet, dass die Lage des Messwertaufnehmers und damit der Sensorelemente zum Messwertgeberring bzw. Encoder für die Funktion keine Rolle spielt. Aufgrund der erreichten Rotationsunabhängigkeit eines dem Messwertgeberring bzw. Encoders zugewandten Messwertaufnehmers beim Verbau, kann der Montageaufwand reduziert und auf Material zur Befestigung des Messwertaufnehmers verzichtet werden. Zudem kann der erforderliche Einbauraum des Messwertaufnehmers reduziert werden. So kann der Messwertaufnehmer beispielsweise über ein Außengewinde direkt in eine Aufnahmebohrung eingeschraubt werden. Alternativ ist eine Einschlagmontage möglich, bei welcher sogenannte Einpressrippen gequetscht werden und somit den Messwertaufnehmer sicher im Einbauloch halten. So kann der Messwertaufnehmer in einer Bauform „Top Read“ bis zum Anschlag in die Aufnahmebohrung eingeschraubt oder eingeschlagen werden. Nach der Montage kann sich eine große Abweichung in Form des Fehlstellungswinkels bezüglich der Ausrichtung der Sensorelemente der Sensoreinheiten zum Messwertgeberring ergeben. Mit Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug ist durch die Verwendung von mindestens drei Sensorelementen eine Signalerfassung ohne Einschränkung der Funktionalität der Drehzahlerfassung bei einem Fehlstellungswinkel darstellbar. Der Fehlstellungswinkel repräsentiert einen Anteil einer maximalen Signalstärke, welche ohne Einschränkung der Funktionalität zumindest erfasst werden sollte. Hierbei repräsentiert die maximale Signalstärke einen Wert, welcher bei einer optimalen Positionierung des Messwertaufnehmer erfassbar ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug, mit einem Messwertgeberring, welcher drehfest mit einem Rotationskörper gekoppelt ist und mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder erzeugt, und einem Messwertaufnehmer zur Verfügung, welcher zum Erfassen einer durch den Messwertgeberring beeinflussten magnetischen Größe, wie beispielsweise einer magnetischen Flussdichte oder einer magnetischen Feldstärke, mehrere Sensorelemente umfasst. Eine Auswerte- und Steuereinheit ist ausgeführt, in Abhängigkeit der durch die Sensorelemente erfassten, magnetischen Größe Drehzahlinformationen des Rotationskörper zu erzeugen und zur Weiterverarbeitung und/oder zur Drehzahlermittlung an mindestens ein übergeordnetes Steuergerät auszugeben. Hierbei umfasst der Messwertaufnehmer mindestens drei Sensorelemente, wobei die Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt ist, die Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente des Messwertaufnehmers zu empfangen und auszuwerten. Die Auswerte- und Steuereinheit ist weiter ausgeführt, bei der Auswertung die Ausgangssignale paarweise zu kombinieren und die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente miteinander zu vergleichen und in Abhängigkeit von mindestens einem Kriterium mindestens eines der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers auszuwählen und an das mindestens eine Steuergerät auszugeben.
Der Messwertgeberring zur Erzeugung der wechselnden Magnetfelder kann beispielsweise mehrere gleichmäßig über seinen Umfang mit abwechselnder magnetischer Orientierung verteilt angeordnete Magnetelemente aufweisen. Alternativ kann der Messwertgeberring als ferromagnetisches Zahnrad ausgeführt werden.
Der Rotationskörper kann beispielsweise ein Fahrzeugrad oder eine drehende Welle sein.
Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend eine elektrische Baugruppe verstanden werden, welche erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird. Zudem kann eine Schnittstelle zu einem Steuergerät als Stromschnittstelle ausgeführt werden, welche mindestens ein vorgegebenes Kommunikationsprotokoll abarbeiten kann.
Die Sensorelemente können beispielsweise als Hall-, GMR-, AMR- oder TMR-Sensorelemente ausgeführt werden (GMR: Giant Magnetoresistance oder Riesenmagnetowiderstand, AMR: Anisotrope Magnetoresistance oder anisotroper Magnetowiderstand, TMR: Tunnel Magnetoresistance oder magnetischer Tunnelwiderstand).
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Kombinationssignal einem Quotienten oder einer Differenz oder einem Summensignal der korrespondierenden Ausgangssignale der beiden kombinierten Sensorelemente entsprechen kann. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Erzeugung des Kombinationssignals durch die Auswerte- und Steuereinheit.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Drehzahlsensoranordnung kann die Auswerte- und Steuereinheit die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente gemäß einem ersten Kriterium signalstärkemäßig sortieren und/oder deren Signalstärke gemäß einem zweiten Kriterium mit mindestens einem Schwellwert vergleichen. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit die n größten Kombinationssignale bestimmen, wobei n der Anzahl der nachfolgend weiterzuverarbeitenden Kombinationssignalen entspricht. So kann die Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise die beiden größten Kombinationssignale bestimmen und ausgeben, wenn zwei Kombinationssignale an ein Steuergerät oder an zwei verschiedene Steuergeräte ausgegeben werden sollen. Dadurch kann die Auswerte- und Steuereinheit die größten Kombinationssignale der Sensorelementkombinationen bzw. Sensorelementpaare ermitteln, welche im Vergleich mit anderen Sensorelementkombinationen bzw. Sensorelementpaaren des montierten Messwertaufnehmer am besten im Bezug zum Messwertgeberring positioniert sind. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit die Kombinationssignale bestimmen, welche größer oder kleiner als der mindestens eine Schwellwert sind. So können beispielsweise die n größten Kombinationssignale zusätzlich mit einem vorgegebenen ersten Schwellwert verglichen und nur dann ausgegeben werden, wenn die n größten Kombinationssignale auch größer als der erste Schwellwert sind. Alternativ können alle Kombinationssignale ausgegeben werden, welche größer als ein vorgegebener zweiter Schwellwert sind. Durch den mindestens einen Schwellwert kann sichergestellt werden, dass die ausgegebenen Kombinationssignale eine Mindestsignalstärke aufweisen. Weist keines der Kombinationssignale die Mindestsignalstärke auf, kann eine entsprechende Warnmeldung bzw. Fehlermeldung ausgegeben werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Drehzahlsensoranordnung kann die Auswerte- und Steuereinheit die Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente des Messwertaufnehmers zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers einmalig durchführen und speichern. Dies kann beispielsweise bei der Fahrzeugmontage als Teil einer Bandendeprogrammierung von Fahrzeugsystemen erfolgen. Alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit die Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente des Messwertaufnehmers zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers nach jedem Fahrzeugstart durchführen und für die Fahrdauer speichern. Dadurch können durch den Fahrbetrieb verursachte Veränderung der Positionierung des Messwertaufnehmers berücksichtigt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Drehzahlsensoranordnung kann der Messwertaufnehmer drei Sensorelemente aufweisen, welche an den Eckpunkten eines virtuellen Dreiecks, vorzugsweise eines gleichseitigen Dreiecks, angeordnet und dem Messwertgeberring zugewandt sind. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Ausführung der Drehzahlsensoranordnung mit drei möglichen Kombinationssignalen von jeweils zwei Sensorelementen. Selbstverständlich kann das virtuelle Dreieck auch ein gleichschenkliges oder ein rechtwinkliges oder ein beliebiges Dreieck sein. Durch die Anordnung der Sensorelemente an den Eckpunkten eines virtuellen gleichseitigen Dreiecks ergeben sich drei möglichen Kombinationssignale. Zudem wiederholen sich bezogen auf eine optimale Positionierung des Messwertaufnehmers mit einem Fehlstellungswinkel von 0° die Bedingungen bei einer Verdrehung von 60°, 120°, 180°, 240°, 300° und 360°, so dass der durch den Einbau verursachte Fehlstellungswinkel bei einem gleichseitigen Dreieck maximal 30° betragen kann. Daher sollte der Messwertaufnehmer bzw. die Sensorelemente so ausgeführt sein, dass die magnetische Größe auch bei einem durch den Einbau verursachten maximal auftretenden Fehlstellungswinkel von 30° ohne Einschränkung der Funktionalität zumindest erfasst werden kann.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Drehzahlsensoranordnung kann der Messwertaufnehmer vier Sensorelemente aufweisen, welche an den Eckpunkten eines virtuellen Rechtecks, vorzugsweise eines Quadrats, angeordnet und dem Messwertgeberring zugewandt sind. Dies ermöglicht eine Ausführung der Drehzahlsensoranordnung mit sechs möglichen Kombinationssignalen von jeweils zwei Sensorelementen. Im Vergleich zu drei Sensorelementen erhöht sich die Anzahl der möglichen Kombinationssignale von drei auf sechs. Zudem wiederholen sich durch die Anordnung der Sensorelemente an den Eckpunkten eines virtuellen Quadrats bezogen auf eine optimale Positionierung des Messwertaufnehmers mit einem Fehlstellungswinkel von 0° die Bedingungen bei einer Verdrehung von 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315° und 360°, so dass der durch den Einbau verursachte Fehlstellungswinkel bei einem Quadrat maximal 22,5° betragen kann. Dadurch reduziert sich der beim Einbau maximal auftretende Fehlstellungwinkel des Messwertaufnehmers von 30° auf 22,5°. Alternativ kann der Messwertaufnehmer vier weitere Sensorelemente aufweisen, welche zwischen den Eckpunkten des virtuellen Rechtecks angeordnet und dem Messwertgeberring zugewandt sind. Im Vergleich zu vier Sensorelementen erhöht sich bei acht Sensorelementen die Anzahl der möglichen Kombinationssignale von sechs auf 28. Gleichzeitig reduziert sich der beim Einbau maximal auftretende Fehlstellungwinkel des Messwertaufnehmers von 22,5° auf ca. 13,28°.
Bei weiteren alternativen Ausgestaltungen der Drehzahlsensoranordnung kann der Messwertaufnehmer K Sensorelemente aufweisen, welche an den Eckpunkten eines virtuellen K-Ecks, vorzugsweise eines regelmäßigen K-Ecks, angeordnet und dem Messwertgeberring zugewandt sind. Dies ermöglicht eine Ausführung der Drehzahlsensoranordnung mit m (m=((K) (K-1)/2)) möglichen Kombinationssignalen von jeweils zwei Sensorelementen. Durch die größere Anzahl von Sensorelementen kann die Anzahl der möglichen Kombinationssignale erhöht und der beim Einbau maximal auftretende Fehlstellungwinkel des Messwertaufnehmers weiter reduziert werden. Bei der Verwendung von beispielsweise sechs Sensorelementen, welche an den Eckpunkten eines Hexagons angeordnet sind, kann die Anzahl der möglichen Kombinationssignale auf 15 erhöht werden. Zudem wiederholen sich durch die Anordnung der Sensorelemente an den Eckpunkten eines virtuellen Hexagons bezogen auf eine optimale Positionierung des Messwertaufnehmers mit einem Fehlstellungswinkel von 0° die Bedingungen bei einer Verdrehung von 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240°, 270°, 300°, 330° und 360°, so dass der durch den Einbau verursachte Fehlstellungswinkel bei einem Hexagon maximal 15° betragen kann. Bei der Verwendung von beispielsweise acht Sensorelementen, welche an den Eckpunkten eines Oktagons angeordnet sind, kann die Anzahl der möglichen Kombinationssignale auf 28 erhöht werden. Zudem wiederholen sich durch die Anordnung der Sensorelemente an den Eckpunkten eines virtuellen Oktagons bezogen auf eine optimale Positionierung des Messwertaufnehmers mit einem Fehlstellungswinkel von 0° die Bedingungen bei einer Verdrehung von 22,5°, 45°, 67,5°, 90°, 112,5°, 135°, 157,5°, 180°, 202,5°, 225°, 247,5°, 270°, 292,5°, 315°, 337,5° und 360°, so dass der durch den Einbau verursachte Fehlstellungswinkel bei einem Oktagon maximal 11,25° betragen kann. Durch den kleineren beim Einbau maximal auftretenden Fehlstellungwinkel des Messwertaufnehmers können kostengünstigere Sensorelemente mit einer geringeren Sensitivität verwendet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Drehzahlsensoranordnung kann im Schwerpunkt des virtuellen Dreiecks oder des virtuellen Rechtecks oder des virtuellen K-Ecks mindestens ein zusätzlichen Sensorelement angeordnet werden, wobei die Auswerte- und Steuereinheit ein Ausgangssignal des zusätzlichen Sensorelements zur Erkennung einer aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers auswerten kann. Zusätzlich oder alternativ kann zwischen den Eckpunkten des gleichseitigen virtuellen Dreiecks oder des virtuellen Rechtecks oder des virtuellen K-Ecks jeweils ein zusätzliches Sensorelement angeordnet werden, wobei die Auswerte- und Steuereinheit Ausgangssignale der zusätzlichen Sensorelemente zur Erkennung einer aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers auswerten kann. Durch das mindestens eine zusätzliche Sensorelement, welches zwischen zwei kombinierten Sensorelementen angeordnet ist, kann die Drehrichtung einfach und schnell anhand der Polarität des Ausgangssignals des zusätzlichen Sensorelements zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Kombinationssignals der kombinierten Sensorelemente bestimmt werden. Bei einem alternativen Verfahren mit drei räumlich getrennten Sensorelementen kann die Abfolge von
Nulldurchgängen der einzelnen Sensorelemente überwacht und daraus auf die Drehrichtung geschlossen werden. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit in Abhängigkeit des mindestens einen als Drehzahlinformation des Rotationskörpers ausgewählten Kombinationssignals mindestens eines der zusätzlichen Sensorelemente auswählen und speichern, dessen Ausgangssignal zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers ausgewertet wird. Des Weiteren kann die Auswerte- und Steuereinheit oder das Steuergerät für das mindestens eine zusätzliche Sensorelement von der Einbaulage des Messwertaufnehmers abhängige Referenzwerte zur Drehrichtungserkennung erlernen und speichern. Analog zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers kann der Anlernvorgang für das zusätzliche Sensorelement zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers einmalig durchgeführt und gespeichert oder nach jedem Fahrzeugstart durchgeführt und für die Fahrdauer gespeichert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Drehzahlsensoranordnung kann die Auswerte- und Steuereinheit ein ausgewähltes erstes Kombinationssignal als erste Drehzahlinformation des Rotationskörpers an ein erstes Steuergerät ausgeben und ein ausgewähltes zweites Kombinationssignal als zweite Drehzahlinformation des Rotationskörpers an ein zweites Steuergerät ausgeben. Dadurch kann die Drehzahl des Rotationskörper redundant ermittelt werden. Dadurch ist es möglich die Drehzahl von einzelnen Fahrzeugrädern zur Ausführung von Bremsfunktionen durch Bremssysteme, wie beispielsweise von ABS und ESP-Systemen, und/oder von vielen weiteren Funktionen insbesondere von teilweise oder vollständig autonome Fahrfunktionen redundant zu ermitteln.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Messwertaufnehmers der erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug aus 1 in verschiedenen Einbaupositionen bezogen auf einen Messwertgeberring.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Messwertaufnehmers der erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug aus 1 in verschiedenen Einbaupositionen bezogen auf den Messwertgeberring.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Messwertaufnehmers der erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug aus 1 in verschiedenen Einbaupositionen bezogen auf den Messwertgeberring.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Messwertaufnehmers der erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung für ein Fahrzeug aus 1 in verschiedenen Einbaupositionen bezogen auf den Messwertgeberring.

Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 bis 5 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung 1 für ein Fahrzeug einen Messwertgeberring 3, welcher drehfest mit einem nicht dargestellten Rotationskörper gekoppelt ist und mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder erzeugt, und einen Messwertaufnehmer 10, welcher zum Erfassen einer durch den Messwertgeberring 3 beeinflussten magnetischen Größe mehrere Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 umfasst. Eine Auswerte- und Steuereinheit 12 erzeugt in Abhängigkeit der durch die Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 erfassten magnetischen Größe Drehzahlinformationen des Rotationskörper erzeugen und gibt diese zur Weiterverarbeitung und/oder zur Drehzahlermittlung an mindestens ein übergeordnetes Steuergerät 14, 16 aus. Hierbei umfasst der Messwertaufnehmer 10 mindestens drei Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 12 die Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 des Messwertaufnehmers 10 empfängt und auswertet. Bei der Auswertung kombiniert die Auswerte- und Steuereinheit 12 die Ausgangssignale paarweise und vergleicht die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 miteinander. In Abhängigkeit von mindestens einem Kriterium wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 mindestens eines der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers aus und gibt dieses an das mindestens eine Steuergerät 14, 16 aus.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst der Messwertgeberring 3 bzw. Encoder achtundvierzig Magnetelemente 5, welche mit abwechselnder magnetischen Orientierung gleichmäßig verteilt über einen Umfang des Messwertgeberrings 3 angeordnet sind und die wechselnden Magnetfelder erzeugen. Zudem sind die Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 als TMR-Sensorelemente (TMR: Magnetischer Tunnelwiderstand) ausgeführt, welche eine magnetische Flussdichte als magnetische Größe erfassen und eine höhere Toleranz gegenüber einem Fehlstellungswinkel ausweisen. Das hat zur Folge, dass bei gleicher Funktionalität weniger Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 verwendet werden können, wodurch die Verwendung von mehreren Sensorelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 in dem Messwertaufnehmer 10 noch kostengünstiger als eine aufwändige Befestigungsvorrichtung mit Einstellmöglichkeit ist. Selbstverständlich können die Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 auch als Hall-, GMR-, AMR-Sensorelemente ausgeführt werden oder auf einer anderen geeigneten Technologie basieren. Des Weiteren kann alternativ eine magnetische Feldstärke als magnetische Größe erfasst und ausgewertet werden. Wie aus 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, umfassen die Magnetelemente 5 jeweils einen magnetischen Nordpol 5.1 und einen magnetischen Südpol 5.2, welche gemeinsam ein Magnetpolpaar bilden. Dadurch wechseln sich magnetische Nordpole 5.1 und magnetische Südpole 5.2 der achtundvierzig Magnetelemente 5 ab. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Messwertgeberring 3 als ferromagnetischen Zahnrad ausgebildet, welches die wechselnden Magnetfelder erzeugt.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht das Kombinationssignal einer Differenz der korrespondierenden Ausgangssignale der beiden kombinierten Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 sortiert die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 signalstärkemäßig und bestimmt die n größten Kombinationssignale. Zusätzlich vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 12 gemäß einem zweiten Kriterium die Signalstärke der n größten Kombinationssignale mit einem ersten Schwellwert, welcher eine Mindestsignalstärke entspricht, welcher für die Funktion der Drehzahlsensoranordnung 1 erforderlich ist. Hierbei entspricht n der Anzahl der nachfolgend weiterzuverarbeitenden Kombinationssignalen. Hierzu umfasst die Auswerte- und Steuereinheit 12 mindestens eine Komparatorfunktion 12A, welche die erforderlichen Vergleiche der Kombinationssignale bei der Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 durchführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Drehzahlsensoranordnung 1 gibt die Auswerte- und Steuereinheit 12 ein ausgewähltes erstes Kombinationssignal als erste Drehzahlinformation des Rotationskörpers an ein erstes Steuergerät 14 aus. Optional kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 das ausgewählte erste Kombinationssignal oder ein ausgewähltes zweites Kombinationssignal als zweite Drehzahlinformation des Rotationskörpers an ein gestrichelt dargestelltes zweites Steuergerät 16 ausgeben.
Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Drehzahlsensoranordnung 1 entspricht das Kombinationssignal einem Quotienten oder einem Summensignal der korrespondierenden Ausgangssignale der beiden kombinierten Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt nach der Montage des Messwertaufnehmers 10 zu einem beliebigen Zeitpunkt der erste Startvorgang des Fahrzeugs. Nach dem Start des Fahrzeugs und dem Abtasten der magnetischen Felder des Messwertgeberrings 3 durch die Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 wenn sich das Fahrzeug bewegt, führt die Auswerte- und Steuereinheit die Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignals als Drehzahlinformation des Rotationskörpers durch und speichert das Auswerteergebnis für die Fahrdauer. Die Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers kann bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel als Anlernvorgang nach der Montage des Messwertaufnehmers 10 am Bandende einer Fahrzeugfertigung oder nach einer Reparatur in einer Werkstatt vorgenommen und gespeichert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers nach jedem Neustart bzw. nach jedem Einschalten der Zündung ausgeführt und bis zum Fahrtende bzw. zum Ausschalten der Zündung beibehalten bzw. gespeichert.
In 1 zeigt eine durchgezogene Darstellung des Messwertaufnehmers 10 und der Auswerte- und Steuereinheit 12 eine optimale Positionierung in Bezug auf den Messwertgeberring 3 bzw. Encoder. Die beiden gestrichelten Darstellungen des Messwertaufnehmers 10 und der Auswerte- und Steuereinheit 12 zeigen zwei weitere mögliche Positionierungen mit einem Fehlstellungswinkel von ca. 45° und ca. 90° im Bezug zur optimalen Positionierung in Bezug auf den Messwertgeberring 3 bzw. Encoder.
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10A drei Sensorelemente S1, S2, S3 auf, welche an den Eckpunkten eines gleichseitigen virtuellen Dreiecks angeordnet und dem Messwertgeberring 3 zugewandt sind. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 wertet die empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3 aus und erzeugt jeweils durch Differenzbildung ein erstes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen eines ersten Sensorelements S1 und eines zweiten Sensorelements S2, ein zweites Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und eines dritten Sensorelements S3 und ein drittes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3. Anschließend vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 12 die drei Kombinationssignale und wählt eines der Kombinationssignale zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Bei der Ausführung des Messwertaufnehmers 10A mit drei Sensorelemente S1, S2, S3 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 nur eines der drei Kombinationssignale aus. Bei der in 1 dargestellten optimalen Positionierung wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3 zur Ausgabe aus.
Bei einer in 2 a) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Gegenuhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10A wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2 oder das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3 zur Ausgabe aus, da bei dieser Fehlstellung die Signalstärke des zweiten Kombinationssignals und des dritten Kombinationssignals ungefähr gleich groß ist.
Bei einer in 2 b) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10A wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 analog zu 2 a) das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2 oder das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3 zur Ausgabe aus, da bei dieser Fehlstellung die Signalstärke des zweiten Kombinationssignals und des dritten Kombinationssignals ungefähr gleich groß ist.
Bei einer in 2 c) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 60° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10A wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 zur Ausgabe aus.
Bei einer in 2 d) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 105° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10A wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2 zur Ausgabe aus.
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10A im Schwerpunkt des gleichseitigen virtuellen Dreiecks ein zusätzliches Sensorelement SZ angeordnet und somit zwischen den anderen drei Sensorelementen S1, S2, S3 angeordnet. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 wertet ein Ausgangssignal des zusätzlichen Sensorelements SZ zur Drehrichtungserkennung aus. Zusätzlich kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 dieses Ausgangssignal bei einem schlechtem Signal zur Pitch-Anpassung auswerten. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Messwertaufnehmers 10A drei zusätzliche Sensorelemente SZ, welche jeweils mittig zwischen den Eckpunkten des gleichseitigen virtuellen Dreiecks angeordnet sind. Das bedeutet, dass in der Sensorachse zwischen dem ersten Sensorelement S1 und dem zweiten Sensorelement S2 ein erstes zusätzliches Sensorelement SZ angeordnet ist. In der Sensorachse zwischen dem zweiten Sensorelement S2 und dem dritten Sensorelement S3 ist ein zweites zusätzliches Sensorelement SZ angeordnet und in der Sensorachse zwischen dem ersten Sensorelement S1 und dem dritten Sensorelement S3 ein drittes zusätzliches Sensorelement SZ angeordnet. Durch das mindestens eine zusätzliche Sensorelement SZ wird eine möglichst frühzeitige Information zur Drehrichtung zur Verfügung gestellt, so dass die Drehrichtung einfach und schnell anhand der Polarität des Ausgangssignals des zusätzlichen Sensorelements SZ zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs des ausgewählten Kombinationssignals der kombinierten Sensorelemente S1, S2; S1, S3; S2, S3 bestimmt werden kann. In Abhängigkeit des mindestens einen als Drehzahlinformation des Rotationskörpers ausgewählten Kombinationssignals kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 mindestens eines der zusätzlichen Sensorelemente SZ auswählen und speichern, dessen Ausgangssignal zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers ausgewertet wird. Analog zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers kann die Auswahl des zusätzlichen Sensorelements SZ zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers einmalig durchgeführt und gespeichert oder nach jedem Fahrzeugstart durchgeführt und für die Fahrdauer gespeichert werden. Zudem erlernt und speichert die Auswerte- und Steuereinheit 12 oder das Steuergerät 14 für das ausgewählte zusätzliche Sensorelement SZ von der Einbaulage des Messwertaufnehmers 10 abhängige Referenzwerte zur Drehrichtungserkennung. Analog zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers wird der Anlernvorgang für das ausgewählte zusätzliche Sensorelement SZ nach jedem Neustart bzw. nach jedem Einschalten der Zündung ausgeführt und bis zum Fahrtende bzw. zum Ausschalten der Zündung beibehalten bzw. gespeichert. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das ausgewählte zusätzliche Sensorelement SZ, S12, S23, S34, S41 nach der Montage des Messwertaufnehmers 10 am Bandende einer Fahrzeugfertigung oder nach einer Reparatur in einer Werkstatt vorgenommen und gespeichert.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, weist das dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10B vier Sensorelemente S1, S2, S3, S4 auf, welche an den Eckpunkten eines virtuellen Rechtecks, hier eines Quadrats angeordnet und dem Messwertgeberring 3 zugewandt sind. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 wertet die empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4 aus und erzeugt jeweils durch Differenzbildung ein erstes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen eines ersten Sensorelements S1 und eines zweiten Sensorelements S2, ein zweites Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und eines dritten Sensorelements S3 und ein drittes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des vierten Sensorelements S4, ein viertes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3, ein fünftes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4 und ein sechstes Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des vierten Sensorelements S4. Anschließend vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 12 die sechs Kombinationssignale und wählt eines der Kombinationssignale zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Bei der Ausführung des Messwertaufnehmers 10B mit vier Sensorelementen S1, S2, S3, S4 kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 nur eines der sechs Kombinationssignale auswählen. Alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 zwei voneinander unabhängige Kombinationssignale auswählen, welche kein Ausgangssignal eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, haben bestimmte Kombinationen von Sensorelementen S1, S2, S3, S4, wie die des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 sowie des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4, deren Sensorachsen entlang der Diagonalen des virtuellen Quadrats verlaufen einen größeren Abstand zueinander als die bestimmten Kombinationen von Sensorelementen S1, S2, S3, S4, wie die des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2, des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3, des dritten Sensorelements S3 und des vierten Sensorelements S4 sowie des vierten Sensorelements S4 und des ersten Sensorelements S1, deren Sensorachsen entlang der Kanten des virtuellen Quadrats verlaufen. Dieser unterschiedliche Abstand kann zur Anpassung der Sensorelementabstände an einen Pitch des Messwertgeberrings 3 bzw. Encoders und zur Optimierung der Kombinationssignale genutzt werden.
Bei der in 3 a) dargestellten optimalen Positionierung wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2 oder das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 oder das fünfte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4 oder das sechste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des vierten Sensorelements S4 zur Ausgabe aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale in der optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind.
Bei einer in 3 b) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10A wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste fünfte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4 zur Ausgabe aus, da bei dieser Fehlstellung die Signalstärke des vierten Kombinationssignals am größten ist.
Bei einer in 3 c) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10B wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 oder das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des vierten Sensorelements S4 oder das vierte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3 oder das fünfte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4 zur Ausgabe aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind.
Bei einer in 3 d) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 105° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10B wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 zur Ausgabe aus.
Das in 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10B kann alternativ auch zur Ausgabe von zwei voneinander unabhängigen Kombinationssignalen verwendet werden, welche kein Ausgangssignal eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen. So kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 diese Funktion je nach Anforderung an eine redundante Ausgestaltung zur redundanten Signalerfassung und/oder redundanten Signalverarbeitung und/oder Signalweiterleitung genutzt werden und beispielsweise verschiedenen Steuergeräten 14, 16 zur Verfügung gestellt werden. So kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 ein ausgewähltes Kombinationssignal als erste Drehzahlinformation des Rotationskörpers an das erste Steuergerät 14 und ein anderes ausgewähltes Kombinationssignal als zweite Drehzahlinformation des Rotationskörpers an das gestrichelt dargestellte zweite Steuergerät 16 ausgeben. Somit stehen zwei redundante Drehzahlinformationen für den korrespondierenden Rotationskörper zur Verfügung.
Bei der in 3 a) dargestellten optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10B wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2 oder das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das fünfte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4 oder das sechste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des vierten Sensorelements S4 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale in der optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Bei der in 3 b) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10B wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des zweiten Sensorelements S2 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das sechste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des vierten Sensorelements S4 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Bei der in 3 c) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10B wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des dritten Sensorelements S3 oder das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des vierten Sensorelements S4 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das vierte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3 oder das fünfte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des vierten Sensorelements S4 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Bei der in 3 d) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 105° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10B wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des vierten Sensorelements S4 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das vierte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des dritten Sensorelements S3 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ist im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10B im Schwerpunkt des virtuellen Quadrats ein zusätzliches Sensorelement SZ angeordnet und somit zwischen den anderen vier Sensorelementen S1, S2, S3, S4 angeordnet. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 wertet ein Ausgangssignal des zusätzlichen Sensorelements SZ zur Drehrichtungserkennung aus. Zusätzlich kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 dieses Ausgangssignal bei einem schlechtem Signal zur Pitch-Anpassung auswerten. Dieses zusätzliche Sensorelement SZ ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als doppeltes Sensorelement ausgeführt und stellt zwei Ausgangssignale zur Verfügung. Zudem erlernt und speichert die Auswerte- und Steuereinheit 12 oder das Steuergerät 14 für das zusätzliche Sensorelement SZ von der Einbaulage des Messwertaufnehmers 10 abhängige Referenzwerte zur Drehrichtungserkennung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das zusätzliche Sensorelement SZ nach jedem Neustart bzw. nach jedem Einschalten der Zündung ausgeführt und bis zum Fahrtende bzw. zum Ausschalten der Zündung beibehalten bzw. gespeichert. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das zusätzliche Sensorelement SZ nach der Montage des Messwertaufnehmers 10 am Bandende einer Fahrzeugfertigung oder nach einer Reparatur in einer Werkstatt vorgenommen und gespeichert.
Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst der Messwertaufnehmers 10C im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel in 3 vier weitere zusätzliche Sensorelemente S12, S23, S34, S41, welche jeweils mittig zwischen den Eckpunkten des Quadrats angeordnet sind. Das bedeutet, dass im Schwerpunkt des virtuellen Quadrats ein erstes zusätzliches Sensorelement SZ, in der Sensorachse zwischen dem ersten Sensorelement S1 und dem zweiten Sensorelement S2 ein zweites zusätzliches Sensorelement S12, in der Sensorachse zwischen dem zweiten Sensorelement S2 und dem dritten Sensorelement S3 ein drittes zusätzliches Sensorelement S23 angeordnet, in der Sensorachse zwischen dem dritten Sensorelement S3 und dem vierten Sensorelement S4 ein viertes zusätzliches Sensorelement S34 angeordnet und in der Sensorachse zwischen dem vierten Sensorelement S4 und dem ersten Sensorelement S1 ein fünftes zusätzliches Sensorelement S41 angeordnet ist. In Abhängigkeit des mindestens einen als Drehzahlinformation des Rotationskörpers ausgewählten Kombinationssignals wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 mindestens eines der zusätzlichen Sensorelemente SZ, S12, S23, S34, S41 aus, dessen Ausgangssignal zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers ausgewertet wird. Analog zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers wird die Auswahl des zusätzlichen Sensorelements SZ, S12, S23, S34, S41 zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers nach jedem Fahrzeugstart durchgeführt und für die Fahrdauer gespeichert. Durch die zusätzlichen Sensorelemente SZ, S12, S23, S34, S41 kann eine möglichst frühzeitige Information zur Drehrichtung zur Verfügung gestellt werden und die Drehrichtung einfach und schnell anhand der Polarität des Ausgangssignals des zusätzlichen Sensorelements SZ, S12, S23, S34, S41 zum Zeitpunkt der Nulldurchgänge der ausgewählten Kombinationssignale der kombinierten Sensorelemente S1, S2, S3, S4 bestimmt werden. Durch die weiteren zusätzlichen Sensorelemente S12, S23, S34, S41 ist es möglich, die für die Ermittlung der Drehrichtung relevanten zusätzlichen Sensorelemente S12, S23, S34, S41 möglichst nahe an die Sensorachsen der kombinierten Sensorelemente S1, S2, S3, S4 zu bringen, aus welchen die Auswerte- und Steuereinheit 12 das ausgewählte Kombinationssignal erzeugt. Dadurch kann die Ermittlung der Drehrichtung weiter verbessert und beschleunigt werden. Zudem erlernt und speichert die Auswerte- und Steuereinheit 12 oder das Steuergerät 14 für das ausgewählte zusätzliche Sensorelement SZ, S12, S23, S34, S41 von der Einbaulage des Messwertaufnehmers 10 abhängige Referenzwerte zur Drehrichtungserkennung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das ausgewählte zusätzliche Sensorelement SZ, S12, S23, S34, S41 nach jedem Neustart bzw. nach jedem Einschalten der Zündung ausgeführt und bis zum Fahrtende bzw. zum Ausschalten der Zündung beibehalten bzw. gespeichert. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das ausgewählte zusätzliche Sensorelement SZ, S12, S23, S34, S41 nach der Montage des Messwertaufnehmers 10 am Bandende einer Fahrzeugfertigung oder nach einer Reparatur in einer Werkstatt vorgenommen und gespeichert.
Bei der in 4 a) dargestellten optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10C werden bei der Auswahl des ersten Kombinationssignals als erste Drehzahlinformation und des sechsten Kombinationssignals als zweite Drehzahlinformation die Ausgangssignale des zweiten zusätzlichen Sensorelements S12 und des vierten zusätzlichen Sensorelements zur Drehrichtungserkennung ausgewertet. Bei der Auswahl des zweiten Kombinationssignals als erste Drehzahlinformation und des fünften Kombinationssignals als zweite Drehzahlinformation werden die beiden Ausgangssignale des ersten zusätzlichen Sensorelements SZ zur Drehrichtungserkennung ausgewertet.
Bei der in 4 b) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10C werden bei der Auswahl des ersten Kombinationssignals als erste Drehzahlinformation und des sechsten Kombinationssignals als zweite Drehzahlinformation die Ausgangssignale des zweiten zusätzlichen Sensorelements S12 und des vierten zusätzlichen Sensorelements zur Drehrichtungserkennung ausgewertet.
Bei der in 4 c) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10C werden bei der Auswahl des ersten Kombinationssignals als erste Drehzahlinformation und des sechsten Kombinationssignals als zweite Drehzahlinformation die Ausgangssignale des zweiten zusätzlichen Sensorelements S12 und des vierten zusätzlichen Sensorelements zur Drehrichtungserkennung ausgewertet.
Bei der in 4 d) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 105° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10C werden bei der Auswahl des dritten Kombinationssignals als erste Drehzahlinformation und des vierten Kombinationssignals als zweite Drehzahlinformation die Ausgangssignale des fünften zusätzlichen Sensorelements S41 und des dritten zusätzlichen Sensorelements S23 zur Drehrichtungserkennung ausgewertet.
Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, weist das dargestellte vierte Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10D acht Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 auf, welche an den Eckpunkten eines virtuellen Oktagons (8-Eck) angeordnet und dem Messwertgeberring 3 zugewandt sind. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 wertet die empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 aus und erzeugt jeweils durch Differenzbildung entsprechende Kombinationssignale aus den Ausgangssignalen von jeweils zwei kombinierten der acht Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8. Insgesamt kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 so achtundzwanzig Kombinationssignale aus den achtundzwanzig möglichen Kombinationen der acht Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 erzeugen. Zur Beschleunigung der Auswertung können bei Auswertung die Kombinationssignale aus Kombinationen von direkt nebeneinander angeordneten Sensorelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 nicht berücksichtigt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kombiniert die Auswerte- und Steuereinheit 12 bei der Auswertung nur einander gegenüberliegende Sensorelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, um die auswählbaren Kombinationssignale zu erzeugen. So erzeugt die Auswerte- und Steuereinheit 12 ein erstes Kombinationssignal aus der Kombination des ersten Sensorelements S1 und des fünften Sensorelements S5, ein zweites Kombinationssignal aus der Kombination des zweiten Sensorelements S2 und des sechsten Sensorelements S6, ein drittes Kombinationssignal aus der Kombination des dritten Sensorelements S3 und des siebten Sensorelements S7 sowie ein viertes Kombinationssignal aus der Kombination des vierten Sensorelements S4 und des achten Sensorelements S8. Da nur vier Kombinationssignale erzeugt werden, kann die Auswertung noch schneller durchgeführt werden. Anschließend vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 12 die vier Kombinationssignale und wählt eines der Kombinationssignale zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Bei der Ausführung des Messwertaufnehmers 10D mit acht Sensorelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 nur eines der Kombinationssignale auswählen. Alternativ kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 zwei voneinander unabhängige Kombinationssignale auswählen, welche kein Ausgangssignal eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 aufweisen.
Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, haben bestimmte erste Kombinationen von Sensorelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 einen größeren Abstand zueinander als bestimmte zweite Kombinationen von Sensorelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8. Dieser unterschiedliche Abstand kann zur Anpassung der Sensorelementabstände an einen Pitch des Messwertgeberrings 3 bzw. Encoders und zur Optimierung der Kombinationssignale genutzt werden.
Bei der in 5 a) dargestellten optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10D wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das vierte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des vierten Sensorelements S4 und des achten Sensorelements S8 zur Ausgabe aus, da die Signalstärke des vierten Kombinationssignals in der optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10D am größten ist.
Bei einer in 5 b) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10D wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des siebten Sensorelements S7 zur Ausgabe aus, da bei dieser Fehlstellung die Signalstärke des vierten Kombinationssignals am größten ist.
Bei einer in 5 c) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 67,5° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10C wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des sechsten Sensorelements S6 oder das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des siebten Sensorelements S7 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10D ungefähr gleich groß sind.
Bei einer in 5 d) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10D wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das signalstärkste zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des sechsten Sensorelements S6 zur Ausgabe aus.
Das in 5 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10D kann alternativ auch zur Ausgabe von zwei voneinander unabhängigen Kombinationssignalen verwendet werden, welche kein Ausgangssignal eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 aufweisen. So kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 diese Funktion je nach Anforderung an eine redundante Ausgestaltung zur redundanten Signalerfassung und/oder redundanten Signalverarbeitung und/oder Signalweiterleitung genutzt werden und beispielsweise verschiedenen Steuergeräten 14, 16 zur Verfügung gestellt werden. So kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 ein ausgewähltes Kombinationssignal als erste Drehzahlinformation des Rotationskörpers an das erste Steuergerät 14 und ein anderes ausgewähltes Kombinationssignal als zweite Drehzahlinformation des Rotationskörpers an das gestrichelt dargestellte zweite Steuergerät 16 ausgeben. Somit stehen zwei redundante Drehzahlinformationen für den korrespondierenden Rotationskörper zur Verfügung.
Bei der in 5 a) dargestellten optimalen Positionierung wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des fünften Sensorelements S5 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des siebten Sensorelements S7 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale in der optimalen Positionierung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Bei der in 5 b) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 45° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10A wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das vierte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des vierten Sensorelements S4 und des achten Sensorelements S8 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des sechsten Sensorelements S6 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10B ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4 aufweisen.
Bei der in 5 c) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 67,5° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10D wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das zweite Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des zweiten Sensorelements S2 und des sechsten Sensorelements S6 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des siebten Sensorelements S7 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10D ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 aufweisen.
Bei der in 5 d) dargestellten um einen Fehlstellungswinkel von ca. 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Positionierung des Messwertaufnehmers 10D wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das erste Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des ersten Sensorelements S1 und des fünften Sensorelements S5 als erste Drehzahlinformation zur Ausgabe an das erste Steuergerät 14 aus. Zur Ausgabe als zweite Drehzahlinformation an das zweite Steuergerät 16 wählt die Auswerte- und Steuereinheit 12 das dritte Kombinationssignal aus den Ausgangssignalen des dritten Sensorelements S3 und des siebten Sensorelements S7 aus, da die Signalstärken dieser Kombinationssignale bei dieser Fehlstellung des Messwertaufnehmers 10D ungefähr gleich groß sind und keine Ausgangssignale eines gemeinsamen Sensorelements S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 aufweisen.
Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, ist im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des Messwertaufnehmers 10D im Schwerpunkt des virtuellen Oktagons ein zusätzliches Sensorelement SZ angeordnet und somit zwischen den anderen acht Sensorelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 angeordnet. Dieses zusätzliche Sensorelement SZ ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als doppeltes Sensorelement ausgeführt und stellt zwei Ausgangssignale zur Verfügung. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 wertet die Ausgangssignale des zusätzlichen Sensorelements SZ zur Drehrichtungserkennung aus. Zusätzlich kann die Auswerte- und Steuereinheit 12 diese Ausgangssignale bei einem schlechtem Signal zur Pitch-Anpassung auswerten. Zudem erlernt und speichert die Auswerte- und Steuereinheit 12 oder das Steuergerät 14 für das zusätzliche Sensorelement SZ von der Einbaulage des Messwertaufnehmers 10 abhängige Referenzwerte zur Drehrichtungserkennung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das zusätzliche Sensorelement SZ nach jedem Neustart bzw. nach jedem Einschalten der Zündung ausgeführt und bis zum Fahrtende bzw. zum Ausschalten der Zündung beibehalten bzw. gespeichert. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anlernvorgang für das zusätzliche Sensorelement SZ nach der Montage des Messwertaufnehmers 10 am Bandende einer Fahrzeugfertigung oder nach einer Reparatur in einer Werkstatt vorgenommen und gespeichert.
Selbstverständlich können Messwertaufnehmer 10 für eine Drehzahlsensoranordnung 1 auch eine andere Anzahl als drei, vier oder acht Sensorelemente zur Ermittlung der Drehzahl eines Rotationskörpers aufweisen, welche an den Eckpunkten eines virtuellen K-Ecks angeordnet und dem Messwertgeberring 3 zugewandt sind. Zudem können die Sensorelemente auch entlang eines Kreisumfangs angeordnet werden.
Vorzugweise werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehzahlsensoranordnung 1 zur Bestimmung der Drehzahl eines Fahrzeugrads oder einer drehenden Welle eingesetzt. So können die beiden Steuergeräte 14, 16 beispielsweise Teil eines Bremssystems für ein Fahrzeug mit autonomen oder teilautonomen Fahrfunktionen sein und entsprechende Bremsfunktionen ausführen. Bei einer solchen Verwendung kann an jedem Fahrzeugrad eine solche Drehzahlsensoranordnung 1 vorgesehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005022596 A1 [0003]
DE 102015213572 A1 [0004]

Claims

Drehzahlsensoranordnung (1) für ein Fahrzeug, mit einem Messwertgeberring (3), welcher drehfest mit einem Rotationskörper gekoppelt ist und mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder erzeugt, und einem Messwertaufnehmer (10), welcher zum Erfassen einer durch den Messwertgeberring (3) beeinflussten magnetischen Größe mehrere Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) umfasst, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, in Abhängigkeit der durch die Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) erfassten magnetischen Größe Drehzahlinformationen des Rotationskörper zu erzeugen und zur Weiterverarbeitung und/oder zur Drehzahlermittlung an mindestens ein übergeordnetes Steuergerät (14, 16) auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (10) mindestens drei Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) umfasst, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, die Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) des Messwertaufnehmers (10) zu empfangen und auszuwerten, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) weiter ausgeführt ist, bei der Auswertung die Ausgangssignale paarweise zu kombinieren und die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) miteinander zu vergleichen und in Abhängigkeit von mindestens einem Kriterium mindestens eines der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers auszuwählen und an das mindestens eine Steuergerät (14, 16) auszugeben.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationssignal einem Quotienten oder einer Differenz oder einem Summensignal der korrespondierenden Ausgangssignale der beiden kombinierten Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) entspricht.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, gemäß einem ersten Kriterium die Kombinationssignale der einzelnen Kombinationen aus zwei der mindestens drei Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) signalstärkemäßig zu sortieren und/oder deren Signalstärke gemäß einem zweiten Kriterium mit mindestens einem Schwellwert zu vergleichen.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, die n größten Kombinationssignale zu bestimmen, wobei n der Anzahl der nachfolgend weiterzuverarbeitenden Kombinationssignalen entspricht.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, die Kombinationssignale zu bestimmten, welche größer oder kleiner als der mindestens eine Schwellwert sind.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, die Auswertung der empfangenen Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) des Messwertaufnehmers (10) zur Auswahl des mindestens einen der Kombinationssignale als Drehzahlinformation des Rotationskörpers einmalig durchzuführen und zu speichern oder nach jedem Fahrzeugstart durchzuführen und für die Fahrdauer zu speichern.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (10, 10A) drei Sensorelemente (S1, S2, S3) aufweist, welche an den Eckpunkten eines virtuellen Dreiecks angeordnet und dem Messwertgeberring (3) zugewandt sind.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (10, 10B) vier Sensorelemente (S1, S2, S3, S4) aufweist, welche an den Eckpunkten eines virtuellen Rechtecks angeordnet und dem Messwertgeberring (3) zugewandt sind.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (10) vier weitere Sensorelemente aufweist, welche zwischen den Eckpunkten des virtuellen Rechtecks angeordnet und dem Messwertgeberring (3) zugewandt sind.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (10) K Sensorelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) aufweist, welche an den Eckpunkten eines virtuellen K-Ecks angeordnet und dem Messwertgeberring (3) zugewandt sind.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwerpunkt des virtuellen Dreiecks oder des virtuellen Rechtecks oder des virtuellen K-Ecks mindestens ein zusätzlichen Sensorelement (SZ) angeordnet ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, ein Ausgangssignal des zusätzlichen Sensorelements (SZ) zur Erkennung einer aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers auszuwerten.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Eckpunkten des virtuellen Dreiecks oder des virtuellen Rechtecks oder des virtuellen K-Ecks jeweils ein zusätzliches Sensorelement (S12, S23, S34, S41) angeordnet ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, Ausgangssignale der zusätzlichen Sensorelemente (S12, S23, S34, S41) zur Erkennung einer aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers auszuwerten.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, in Abhängigkeit des mindestens einen als Drehzahlinformation des Rotationskörpers ausgewählten Kombinationssignals mindestens eines der zusätzlichen Sensorelemente (SZ, S12, S23, S34, S41) auszuwählen und zu speichern, dessen Ausgangssignal zur Erkennung der aktuellen Drehrichtung des Rotationskörpers ausgewertet wird.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) oder das Steuergerät (14) ausgeführt ist, für das zusätzliche Sensorelemente (SZ, S12, S23, S34, S41) von der Einbaulage des Messwertaufnehmers (10) abhängige Referenzwerte zur Drehrichtungserkennung zu erlernen und zu speichern.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (12) ausgeführt ist, ein ausgewähltes erstes Kombinationssignal als erste Drehzahlinformation des Rotationskörpers an ein erstes Steuergerät (14) auszugeben und ein ausgewähltes zweites Kombinationssignal als zweite Drehzahlinformation des Rotationskörpers an ein zweites Steuergerät (16) auszugeben.
Drehzahlsensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper ein Fahrzeugrad oder eine drehende Welle ist.