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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Drehzahlsensors für ein Fahrzeug. Außerdem betrifft die Erfindung eine Drehzahlsensoranordnung und ein Fahrdynamikregelsystem für ein Fahrzeug. Ferner betrifft dich Erfindung ein Verfahren zur Datenübertragung.
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Üblicherweise wird für sicherheitsrelevante Systeme oder zur Ansteuerung von Antrieben, insbesondere von elektrischen Maschinen, wie Elektromotoren, eines Fahrzeugs eine aktuelle Drehzahl, wie Raddrehzahl, mittels eines Drehzahlsensors erfasst. Beispielsweise wird die Raddrehzahlinformation durch Abtasten eines magnetischen Geberrings, wie Encoders, oder eines ferromagnetischen Zahnrads, ermittelt, wobei der Geberring oder das Zahnrad mit einer Drehachse eines Fahrzeugrades drehfest verbunden ist.
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Die
DE 10 2017 107 228 A1 beschreibt beispielsweise eine Sensoreinrichtung mit einer Magnetfeldsensoranordnung, die mehrere Magnetfeldsensoren umfasst, und mit einer Auswertungsschaltung, die mit der Magnetfeldsensoranordnung gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine erste Signalkomponente zu erzeugen, die mit einer Periodizität eines Magnetfeldes, das durch die Magnetfeldsensoranordnung erfasst wird, verknüpft ist, und eine zweite Signalkomponente, die eine Auflösung aufweist, die kleiner als eine halbe Periode des Magnetfeldes ist, zu erzeugen, zumindest wenn eine Periodenlänge des erfassten Magnetfeldes eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
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Insbesondere beim autonomen Fahren oder bei autonomen Parkvorgängen eines Fahrzeugs sind genaue Informationen über die Bewegung und die zurückgelegte Wegstrecke der Fahrzeugräder von hoher Bedeutung. Die bekannten Sensoreinrichtungen sind nicht in der Lage Wegstreckeninformationen direkt zu erfassen und an ein Steuergerät des Fahrzeugs effizient und schnell zu übermitteln. Gerade bei autonomen Parkvorgängen ist aufgrund der sehr geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine Umrechnung in eine Wegstrecke nicht mit der nötigen Genauigkeit möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren funktionell zu verbessern. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung sowie eine eingangs genannte Drehzahlsensoranordnung strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Fahrdynamikregelsystem strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zur Datenübertragung funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 sowie einer Drehzahlsensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Fahrdynamikregelsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 21. Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 22. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren kann zum Betreiben eines Drehzahlsensors sein oder dienen. Der Drehzahlsensor kann für ein Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Das Verfahren kann für ein Fahrdynamikregelsystem und/oder Steuergerät sein bzw. dienen.
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Der Drehzahlsensor kann einen Geberring, wie Messwertgeberring, aufweisen. Der Geberring kann ein periodisches Magnetfeld aufweisen und/oder ausgebildet sein, ein periodisches Magnetfeld zu erzeugen. Der Geberring kann mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder aufweisen. Die wechselnden Magnetfelder können das periodische Magnetfeld bilden und/oder definieren. Der Geberring kann mehrere Magnetelemente aufweisen, die mit abwechselnder magnetischer Orientierung gleichmäßig über den Umfang des Geberrings verteilt angeordnet sein können. Die Magnetelemente können die wechselnden Magnetfelder und/oder das periodische Magnetfeld erzeugen und/oder aufweisen. Jedes Magnetelemente kann einen magnetischen Nordpol und/oder einen magnetischen Südpol aufweisen. Jeweils ein magnetischer Nordpol und ein magnetischer Südpol kann ein Magnetpolpaar bilden. Der Geberring kann ein Polrad sein. Der Geberring kann ferromagnetische ausgebildet sein. Der Geberring kann ein Zahnrad, beispielsweise ein ferromagnetisches Zahnrad, sein.
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Der Drehzahlsensor kann eine Empfangseinrichtung, wie Messwertempfangseinrichtung, aufweisen. Die Empfangseinrichtung kann mindestens zwei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelemente zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings aufweisen. Die Empfangseinrichtung kann beispielsweise drei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelemente zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings aufweisen. Mittels der Sensorelemente können die wechselnden Magnetfelder erfasst werden. Mittels der Sensorelemente kann ein magnetischer Fluss des periodischen Magnetfelds und/oder der wechselnden Magnetfelder erfasst, beispielsweise kontinuierlich erfasst, werden. Mittels der Sensorelemente können Magnetfeldstärken des periodischen Magnetfelds und/oder der wechselnden Magnetfelder erfasst, beispielsweise kontinuierlich erfasst, werden.
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Bei dem Verfahren können in Abhängigkeit des durch die Sensorelemente erfassten magnetischen Flusses und/oder der erfassten Magnetfeldstärken Informationen erzeugt werden. Die erzeugten Informationen können über ein Datenprotokoll mit mindestens einem Protokollbit als Informationssignal ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Dabei kann ein Datenprotokoll erzeugt werden oder ein vorbestimmtes Datenprotokoll verwendet werden. Die Informationen können zumindest eine Wegstreckeninformation aufweisen. Die zumindest eine Wegstreckeninformation kann eine Information über eine oder mehrere zurückgelegte Strecken und/oder Distanzen und/oder Abstände sein. Die zumindest eine Wegstreckeninformation kann zwischen zwei, beispielsweise direkt nacheinander folgenden, Nulldurchgängen des periodischen Magnetfelds erfasst und/oder erzeugt werden. Das Informationssignal kann ein Stromsignal sein.
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Bei dem Verfahren kann zumindest eine Position, wie absolute Position, der Empfangseinrichtung und/oder der Sensorelemente der Empfangseinrichtung erfasst werden, beispielsweise linear erfasst werden. Die zumindest eine Position kann innerhalb eines magnetischen Pols, wie Nordpols oder Südpols, des Geberrings bzw. dessen Magnetelemente erfasst werden. Die zumindest eine Position kann zwischen zwei, beispielsweise direkt nacheinander folgenden, Nulldurchgängen des periodischen Magnetfelds erfasst werden. Die zumindest eine Wegstreckeninformation kann auf der erfassten zumindest einen Position basieren.
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Es können mehrere Positionen, wie absolute Positionen, der Empfangseinrichtung und/oder der Sensorelemente der Empfangseinrichtung erfasst werden. Die mehreren Positionen können innerhalb eines magnetischen Pols, wie Nordpols oder Südpols, des Geberrings bzw. dessen Magnetelemente erfasst werden. Die mehreren Positionen können zwischen zwei, beispielsweise direkt nacheinander folgenden, Nulldurchgängen des periodischen Magnetfelds erfasst werden. Die zumindest eine Wegstreckeninformation kann auf den erfassten mehreren Positionen basieren. Beispielsweise kann die zumindest eine Wegstreckeninformation auf zwei, drei oder mehr, insbesondere bis zu acht, erfassten Positionen basieren.
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Es kann ein Wechsel der magnetischen Orientierung des periodischen Magnetfelds erfasst werden. Eine bei einem Wechsel der magnetischen Orientierung des periodischen Magnetfelds erfasste Position, wie absolute Position, der Empfangseinrichtung und/oder der Sensorelemente der Empfangseinrichtung kann den Wert Null repräsentieren und/oder aufweisen und/oder zur Überprüfung und/oder Synchronisation, wie Neu-Synchronisation, einer Position verwendet werden.
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Das Datenprotokoll kann mehrere Protokollbits aufweisen. Für die zumindest eine Wegstreckeninformation und/oder für die erfasste/n Position/en können freie Protokollbits, beispielsweise eines Stillstandimpulses, genutzt bzw. verwendet werden. Es können die im Datenprotokoll vorhandenen, aber nicht belegten Protokollbits für die zumindest eine Wegstreckeninformation und/oder für die erfasste/n Position/en genutzt werden.
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In Abhängigkeit eines durch die Sensorelemente erfassten magnetischen Flusses können erste Informationen erzeugt werden. Die ersten Informationen können über das Datenprotokoll als erstes Informationssignal ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Das erste Informationssignal kann mit der Periodizität des Magnetfelds verknüpft sein. Bei jedem Wechsel der magnetischen Orientierung des periodischen Magnetfelds kann jeweils ein erstes Informationssignal ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Das Datenprotokoll jedes ersten Informationssignals bzw. jedes erste Informationssignal kann mehrere Protokollbits umfassen. Die mehreren Protokollbits des Datenprotokolls können ein erstes Protokollbit umfassen. Das erste Protokollbit kann einen Speed-Puls repräsentieren und/oder definieren. Die mehreren Protokollbits des Datenprotokolls können, insbesondere zusätzlich zum ersten Protokollbit, neun weitere Protokollbits umfassen. Die neun Protokollbits können Dateninhalte der ersten Informationen repräsentieren und/oder definieren. Die neun Protokollbits können eine niedrigere Signalamplitude aufweisen als die Signalamplitude des ersten Protokollbits. Die Protokollbits des Datenprotokolls können mit Stromwerten übertragen werden. Das erste Protokollbit kann einen ersten Stromwert aufweisen. Die neun weiteren Protokollbits können jeweils entweder einen zweiten oder dritten Stromwert aufweisen. Die Stromwerte können jeweils einen Logikwert und/oder Datenwert repräsentieren und/oder definieren. Der erste Stromwert kann größer sein als der zweite Stromwert. Der zweite Stromwert kann größer sein als der dritte Stromwert. Der zweite Stromwert kann einen hohen Logikwert „High“ repräsentieren und/oder definieren. Der dritte Stromwert kann einen niedrigen Logikwert „Low“ repräsentieren und/oder definieren. Jedes Protokollbit kann eine, insbesondere vorgegebene, Signalpulsbreite bzw. Signalpulslänge aufweisen. Die Signalpulsbreiten bzw. Signalpulslängen können gleich oder unterschiedlich sein. Die Protokollbits und/oder die Phaseninformationen in den Impulsen können Manchester-codiert sein.
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Die ersten Informationen können eine Drehzahlinformation und/oder eine Geschwindigkeitsinformation, wie Drehgeschwindigkeitsinformation, und/oder eine Luftspaltinformation und/oder eine Drehrichtungsinformation aufweisen und/oder sein. Die ersten Informationssignale können Drehzahlinformationssignale und/oder Geschwindigkeitsimpulse repräsentieren und/oder sein.
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Das erste den Speed-Puls repräsentierende Protokollbit kann ein Start-Bit sein. Das erste Protokollbit der neun Protokollbits kann ein Fehlerinformationsbit sein. Das fünfte Protokollbit der neun Protokollbits kann die Drehrichtungsinformation repräsentieren. Zumindest ein Protokollbit des sechsten bis achten Protokollbits der neun Protokollbits kann die Luftspaltinformation repräsentieren. Das neunte Protokollbit der neun Protokollbits kann ein Parity-Bit sein.
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In Abhängigkeit eines durch die Sensorelemente erfassten magnetischen Flusses können zweite Informationen erzeugt werden. Die zweiten Informationen können über das Datenprotokoll als zweites Informationssignal ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Das zweite Informationssignal kann mit der Periodizität des Magnetfelds nicht verknüpft sein. Es können mehrere zweite Informationen erzeugt werden. Die mehreren zweiten Informationen können jeweils über das Datenprotokoll als ein zweites Informationssignal ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Die zweiten Informationssignale können periodisch ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Beispielsweise können die zweiten Informationssignale basierend auf einer vordefinierten Periode, wie 5 ms, periodisch ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Das Datenprotokoll jedes zweiten Informationssignals bzw. jedes zweite Informationssignal kann mehrere Protokollbits umfassen. Die mehreren Protokollbits des Datenprotokolls können ein erstes Protokollbit umfassen. Das erste Protokollbit kann einen Speed-Puls repräsentieren und/oder definieren. Die mehreren Protokollbits des Datenprotokolls können, insbesondere zusätzlich zum ersten Protokollbit, neun weitere Protokollbits umfassen. Die neun Protokollbits können Dateninhalte der zweiten Informationen repräsentieren und/oder definieren. Die Signalamplituden der neun Protokollbits und die Signalamplitude des ersten Protokollbits können die gleiche Höhe aufweisen. Die Protokollbits des Datenprotokolls können mit Stromwerten übertragen werden. Das erste Protokollbit kann einen ersten Stromwert aufweisen. Die neun weiteren Protokollbits können jeweils entweder einen zweiten oder dritten Stromwert aufweisen. Die Stromwerte können jeweils einen Logikwert und/oder Datenwert repräsentieren und/oder definieren. Der erste Stromwert und der zweite Stromwert können gleich sein. Der zweite Stromwert kann größer sein als der dritte Stromwert. Der zweite Stromwert kann einen hohen Logikwert „High“ repräsentieren und/oder definieren. Der dritte Stromwert kann einen niedrigen Logikwert „Low“ repräsentieren und/oder definieren. Jedes Protokollbit kann eine, insbesondere vorgegebene, Signalpulsbreite bzw. Signalpulslänge aufweisen. Die Signalpulsbreiten bzw. Signalpulslängen können gleich oder unterschiedlich sein. Die Protokollbits und/oder die Phaseninformationen in den Impulsen können Manchester-codiert sein.
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Die zweiten Informationen können die zumindest eine Wegstreckeninformation aufweisen. Die zweiten Informationssignale können die zumindest eine Wegstreckeninformation repräsentieren. Jeweils ein zweites Informationssignal kann eine Wegstreckeninformation repräsentieren. Die zweiten Informationssignale können Stillstandimpulse repräsentieren und/oder sein.
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Das erste den Speed-Puls repräsentierende Protokollbit kann ein Start-Bit sein. Das erste Protokollbit der neun Protokollbits kann ein Fehlerinformationsbit sein. Zumindest ein Protokollbit des sechsten bis achten Protokollbits der neun Protokollbits kann die zumindest eine Wegstreckeninformation repräsentieren. Das neunte Protokollbit der neun Protokollbits kann ein Parity-Bit sein.
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Zumindest ein Protokollbit kann die zumindest eine Wegstreckeninformation und/oder zumindest eine erfasste Position repräsentieren und/oder mit dieser kodiert sein oder werden. Beispielsweise kann ein Protokollbit eine oder zwei Wegstreckeninformationen und/oder eine oder zwei erfasste Positionen repräsentieren und/oder mit dieser kodiert sein oder werden. Drei Protokollbits können zum Beispiel acht Positionen (3 Bits -> 23) repräsentieren und/oder mit dieser kodiert sein oder werden.
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Die zweiten Informationssignale können unabhängig von den ersten Informationssignalen ausgebbar sein und/oder ausgegeben werden. Die ersten Informationssignale können eine höhere Priorität aufweisen als die zweiten Informationssignale. Wenn die Ausgabe eines zweiten Informationssignals bei einem Wechsel der magnetischen Orientierung des periodischen Magnetfelds noch nicht abgeschlossen ist, kann das zweite Informationssignal von dem ersten Informationssignal überschrieben werden.
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Als Datenprotokoll kann ein AK-Protokoll, wie VDA AK-Protokoll, verwendet werden. Das Datenprotokoll kann ein modifiziertes und/oder erweitertes AK-Protokoll verwendet werden. Das Datenprotokoll kann ein VDA-spezifiziertes Datenprotokoll sein. VDA ist eine Abkürzung für den Verband der Automobilindustrie.
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Das Verfahren kann als Computerprogramm zumindest teilweise auf einem Computer, Mikrocomputer, in einer elektronischen Steuer- und/oder Recheneinheit, in einem Steuergerät, in einem Steuerungssystem, in einer Auswerteeinrichtung, auf einem Speichermedium oder auf einem maschinenlesbaren Träger abgespeichert und/oder dort implementiert sein. Das Computerprogramm kann software-technisch auf eine oder mehrere Speichermedien, Steuer- und/oder Recheneinheiten, Steuergräte, Auswerteeinrichtungen, beispielsweise Electronic Control Units (ECUs) oder Computer, etc., insbesondere in einem Fahrzeug, verteilt sein. Das Speichermedium kann ein Halbleiterspeicher, Festplattenspeicher oder ein optischer Speicher sein.
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Eine Vorrichtung kann zum Betreiben eines Drehzahlsensors dienen oder sein, insbesondere dazu ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann für ein Fahrdynamikregelsystem und/oder Steuergerät sein bzw. dienen. Der Drehzahlsensor kann für ein Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Der Drehzahlsensor kann einen Geberring, wie Messwertgeberring, aufweisen. Der Geberring kann ein periodisches Magnetfeld aufweisen und/oder ausgebildet sein, ein periodisches Magnetfeld zu erzeugen. Der Drehzahlsensor kann eine Empfangseinrichtung, wie Messwertempfangseinrichtung, aufweisen, die Empfangseinrichtung kann mit mindestens zwei zueinander beabstandet angeordneten Sensorelemente zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings aufweisen. Der Drehzahlsensor kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein.
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Die Vorrichtung kann eine Auswerteeinrichtung aufweisen. Die Auswerteeinrichtung kann ausgebildet und/oder eingerichtet sein, in Abhängigkeit eines durch die Sensorelemente erfassten magnetischen Flusses Informationen zu erzeugen. Die Auswerteeinrichtung kann ausgebildet und/oder eingerichtet sein, ein Datenprotokoll mit mindestens einem Protokollbit als Informationssignal auszugeben. Die Auswerteeinrichtung kann dazu ausgebildet und/oder eingerichtet sein, das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung und/oder die Auswerteeinrichtung kann einen Prozessor und/oder einen Speicher aufweisen. Die Auswerteeinrichtung kann eine elektrische bzw. elektronische Baugruppe sein.
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Die Auswerteeinrichtung kann dazu ausgebildet und/oder eingerichtet sein, erfasste Sensorsignale zu verarbeiten und/oder auszuwerten. Die Auswerteeinrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen. Über die Schnittstelle kann die Auswerteeinrichtung mit dem Drehzahlsensor verbunden sein. Mittels der Schnittstelle kann die Auswerteeinrichtung Sensorsignale des Drehzahlsensors erfassen und/oder empfangen.
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Die Auswerteeinrichtung kann eine Protokollerzeugungseinheit aufweisen. Die Protokollerzeugungseinheit kann ausgebildet und/oder eingerichtet sein, das Datenprotokoll und/oder das Informationssignal zu erzeugen. Die Auswerteeinrichtung kann dazu ausgebildet und/oder eingerichtet sein, das Informationssignal an eine Steuereinheit, beispielsweise Steuergerät, insbesondere eines Fahrzeugs, zu übertragen.
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Eine Drehzahlsensoranordnung kann für ein Fahrzeug dienen und/oder sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Die Drehzahlsensoranordnung kann für ein Fahrdynamikregelsystem und/oder Steuergerät sein bzw. dienen.
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Die Drehzahlsensoranordnung kann zumindest einen Drehzahlsensor aufweisen. Die Drehzahlsensoranordnung kann mehrere, beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr, Drehzahlsensoren aufweisen. Der zumindest eine Drehzahlsensor kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein.
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Der zumindest eine Drehzahlsensor kann einen Geberring, wie Messwertgeberring, aufweisen. Der Geberring kann ein periodisches Magnetfeld aufweisen und/oder ausgebildet sein, ein periodisches Magnetfeld zu erzeugen. Der Geberring kann mehrere gleichmäßig über seinen Umfang verteilte wechselnde Magnetfelder aufweisen und/oder dazu ausgebildet sein, diese zu erzeugen. Die wechselnden Magnetfelder können das periodische Magnetfeld bilden und/oder definieren. Der Geberring kann mehrere Magnetelemente aufweisen, die mit abwechselnder magnetischer Orientierung gleichmäßig über den Umfang des Geberrings verteilt angeordnet sein können. Die Magnetelemente können die wechselnden Magnetfelder und/oder das periodische Magnetfeld erzeugen und/oder aufweisen. Jedes Magnetelemente kann einen magnetischen Nordpol und/oder einen magnetischen Südpol aufweisen. Jeweils ein magnetischer Nordpol und ein magnetischer Südpol kann ein Magnetpolpaar bilden. Der Geberring kann ein Polrad sein. Der Geberring kann ferromagnetische ausgebildet sein. Der Geberring kann ein Zahnrad, beispielsweise ein ferromagnetisches Zahnrad, sein.
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Der zumindest eine Drehzahlsensor kann eine Empfangseinrichtung, wie Messwertempfangseinrichtung, aufweisen. Die Empfangseinrichtung kann mindestens zwei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelemente zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings aufweisen. Die Empfangseinrichtung kann beispielsweise drei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelemente zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings aufweisen. Mittels der Sensorelemente können die wechselnden Magnetfelder erfasst werden. Mittels der Sensorelemente kann ein magnetischer Fluss des periodischen Magnetfelds und/oder der wechselnden Magnetfelder erfasst, beispielsweise kontinuierlich erfasst, werden. Mittels der Sensorelemente können Magnetfeldstärken des periodischen Magnetfelds und/oder der wechselnden Magnetfelder erfasst, beispielsweise kontinuierlich erfasst, werden. Der Geberring des zumindest einen Drehzahlsensors kann relativ zu der Empfangseinrichtung bewegbar ausgebildet sein. Der Geberring des zumindest einen Drehzahlsensors kann sich relativ zu der Empfangseinrichtung um eine Achse, wie Drehachse, drehen.
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Die Drehzahlsensoranordnung kann eine Vorrichtung zum Betreiben des Drehzahlsensors aufweisen. Die Vorrichtung zum Betreiben des Drehzahlsensors kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein.
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Ein Fahrdynamikregelsystem kann für ein Fahrzeug dienen und/oder sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein.
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Das Fahrdynamikregelsystem kann eine Steuereinheit, wie Steuergerät, aufweisen. Die Steuereinheit bzw. das Steuergerät kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein.
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Das Fahrdynamikregelsystem kann eine Drehzahlsensoranordnung aufweisen. Die Drehzahlsensoranordnung kann wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein. Die Auswerteeinrichtung kann mit der Steuereinheit bzw. dem Steuergerät zur Übertragung des Informationssignals an die Steuereinheit bzw. an das Steuergerät verbunden sein, beispielsweise mittels eines Bus, wie Daten-Bus.
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Ein Verfahren kann zur Datenübertragung zwischen einem Drehzahlsensor und/oder Drehzahlsensoranordnung und einer Steuereinheit, wie Steuergerät, insbesondere eines Fahrzeugs, dienen oder sein. Der Drehzahlsensor und/oder die Drehzahlsensoranordnung und/oder die Steuereinheit bzw. das Steuergerät kann/können wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein.
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Bei dem Verfahren kann die Datenübertragung über einen Bus, wie Daten-Bus, mit einem Datenprotokoll mit mehreren Protokollbits erfolgen. Für zumindest eine Wegstreckeninformation und/oder für zumindest eine erfasste Position des Drehzahlsensors und/oder der Drehzahlsensoranordnung können freie Protokollbits des Datenprotokolls genutzt werden. Als Datenprotokoll kann ein AK-Protokoll, wie VDA AK-Protokoll, verwendet wird, insbesondere ein modifiziertes und/oder erweitertes AK-Protokoll verwendet wird. Das Datenprotokoll und/oder die Protokollbits kann/können wie vorstehend und/oder nachfolgend beschrieben ausgebildet sein oder werden.
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Ein Computerprogrammprodukt kann eine Vorrichtung, wie die Vorrichtung zum Betreiben eines Drehzahlsensors, die Auswerteeinrichtung, eine Steuereinheit, ein Steuergerät, einen Prozessor, einen Computer und/oder, ein Fahrdynamikregelsystem dazu veranlassen, das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren, insbesondere das Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors und/oder das Verfahren zur Datenübertragung, auszuführen. Hierzu kann das Computerprogrammprodukt entsprechende Datensätze und/oder das Computerprogramm aufweisen. Das Computerprogrammprodukt kann die vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Vorrichtung dazu veranlassen, das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren, insbesondere das Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors und/oder das Verfahren zur Datenübertragung, auszuführen. Das Computerprogrammprodukt kann in dem Speicher der Vorrichtung und/oder Auswerteeinrichtung gespeichert sein.
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Mit anderen Worten kann ein Verfahren zur Übertragung von Wegstreckeninformationen („distance information“) und/oder Entfernungsinformationen und/oder Abstandsinformationen und/oder Bewegungsdistanz mit dem VDA AK-Protokoll bereitgestellt werden, beispielsweise bei eine Radbewegung. Es können Wegstreckeninformationen (Bewegung eines Rades) eines Raddrehzahlsensors an eine elektronische Einheit mit einem bestehenden Protokoll übermittelt werden. Es können Wegstreckeninformationen („distance information“) hinzugefügt werden, beispielsweise durch Erweiterung des bestehenden Protokolls, ohne Auswirkungen auf die Implementierung. Die bestehenden Methoden zur Messung der Radgeschwindigkeit müssen nicht geändert werden. Die neue Information „Wegstreckeninformation („distance of movement“)" eines Fahrzeugs kann für autonomes Fahren und/oder autonomes Parken bereitgestellt werden. Es können „free to use“ Bits im bestehenden VDA AK-Protokoll zur Kodierung der Position des Sensors im Magnetpol verwendet werden. Es kann eine periodische Übertragung des „Abstands“ bzw. der Wegstreckeninformationen mit dem Stillstandimpuls erfolgen. Es kann eine Übertragung der Geschwindigkeitsinformation und des Luftspalts über den bestehenden Geschwindigkeitsimpuls erfolgen. Die bestehende Implementierung muss daher nicht geändert werden. Eine zusätzliche Information (Wegstrecke / Abstand) kann bereitgestellt werden, insbesondere kann die Radgeschwindigkeit, Luftspalt und Wegstrecke / Abstand („distance“) bereitgestellt werden. Die absolute Position des Sensors innerhalb eines Pols kann, beispielsweise linear, gemessen bzw. erfasst werden. Ein vollständiger AK-Protokollabschnitt („AK protocol frame“) kann als Stillstandimpuls („standstill pulse“) periodisch ausgegeben und/oder übertragen werden, wobei die „free to use“-Bits verwendet werden können, um die Position innerhalb eines Pols zu kodieren (z.B. Bit5 bis Bit7 = 3Bits -> 23 = 8 Positionen). Es kann eine vorbestimmte Zeitspanne bzw. Periode für die Übermittlung des Stillstandimpuls festgelegt sein oder werden, z.B. alle 5 ms ein Impuls. Bei Magnetpolwechsel kann ein AK-Protokollabschnitt („AK protocol frame“) ausgegeben bzw. übertragen werden, der mit einem Speed-Puls bei Ihigh startet und kodierte Luftspaltinformation aufweist. Geschwindigkeitsprotokollabschnitt („speed protocol frame“), insbesondere bei Magnetpolwechsel, kann immer die Position „0“ definieren und/oder anzeigen. Diese Position kann zur Überprüfung der Position und/oder Resynchronisierung verwendet werden. Bei keinem Magnetpolwechsel und/oder zwischen zwei Magnetpolwechsel, kann ein AK-Protokollabschnitt („AK protocol frame“) ausgegeben bzw. übertragen werden, der mit einem Speed-Puls bei Imid beginnt (Stillstandprotokoll). Der Stillstandprotokollabschnitt („Standstill protocol frame“) kann die Position 1 bis 7 kodieren. Die Übertragung des Polwechsels kann hohe Priorität aufweisen. Wenn die periodische Übertragung (noch) nicht abgeschlossen ist, kann diese durch den Polwechsel überschrieben werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:
- 1 ein Ablaufschema für ein Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors;
- 2 eine Drehzahlsensoranordnung;
- 3 einen Geschwindigkeitsimpuls; und
- 4 Geschwindigkeitsimpulse und Stillstandimpulse.
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1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betreiben eines Drehzahlsensors, insbesondere eines Fahrzeugs. Der Drehzahlsensor wir mit Bezug auf 2 näher beschrieben und umfasst einen Geberring, wie Messwertgeberring, der ein periodisches Magnetfeld aufweist und/oder erzeugt, und eine Empfangseinrichtung, wie Messwertempfangseinrichtung, die mindestens zwei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelemente zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings aufweist.
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In einem Schritt S1 wird zumindest eine Position, wie absolute Position, der Empfangseinrichtung, insbesondere der Sensorelemente der Empfangseinrichtung, innerhalb eines magnetischen Pols des Geberrings und/oder zwischen zwei, insbesondere direkt nacheinander folgenden, Nulldurchgängen des periodischen Magnetfelds erfasst.
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In einen Schritt S2 werden in Abhängigkeit eines durch die Sensorelemente erfassten magnetischen Flusses Informationen erzeugt, wobei die Informationen zumindest eine Wegstreckeninformation aufweisen, die zwischen zwei, insbesondere direkt nacheinander folgenden, Nulldurchgängen des periodischen Magnetfelds erfasst und/oder erzeugt wird, wobei die zumindest eine Wegstreckeninformation auf der erfassten zumindest einen Position basiert.
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In einen Schritt S3 wird über ein Datenprotokoll, wie VDA AK-Protokoll, mit mehreren Protokollbits die zumindest eine erzeugte Information und/oder Wegstreckeninformation als Informationssignal, wie zweites Informationssignal 12, ausgegeben, wobei für die zumindest eine Information bzw. Wegstreckeninformation und/oder für die zumindest eine erfasste Position freie Protokollbits, insbesondere eines Stillstandimpulses 12, genutzt werden.
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2 zeigt eine schematisch eine Drehzahlsensoranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Drehzahlsensoranordnung 1 weist zumindest einen Drehzahlsensor 2 und eine Auswerteeinrichtung 3 auf.
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Der zumindest eine Drehzahlsensor 1 weist einen Geberring 4, wie Messwertgeberring, auf, der ein periodisches Magnetfeld ausbildet. Der Geberring 4 weist hierfür mehrere Magnetelemente 5 auf, die mit abwechselnder magnetischer Orientierung gleichmäßig über den Umfang des Geberrings 4 verteilt angeordnet sind. Die Magnetelemente 5 können die wechselnden Magnetfelder und/oder das periodische Magnetfeld erzeugen und/oder aufweisen. Jedes Magnetelement 5 weist einen magnetischen Nordpol 6 und einen magnetischen Südpol 7 auf. Jeweils ein magnetischer Nordpol 6 und ein magnetischer Südpol 7 bildet ein Magnetpolpaar. Der Geberring kann ein Polrad sein.
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Der zumindest eine Drehzahlsensor 1 weist ferner eine Empfangseinrichtung 8, wie Messwertempfangseinrichtung, auf. Die Empfangseinrichtung 8 weist drei zueinander beabstandet angeordnete Sensorelemente 9 zum Erfassen des Magnetfelds des Geberrings 4 auf. Mittels der Sensorelemente 9 kann ein magnetischer Fluss des periodischen Magnetfelds und/oder der wechselnden Magnetfelder erfasst, beispielsweise kontinuierlich erfasst, werden. Der Geberring 4 ist relativ zu der Empfangseinrichtung 8 bewegbar ausgebildet und kann sich um eine Achse, wie Drehachse drehen.
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Die Auswerteeinrichtung 3 ist dazu ausgebildet und/oder eingerichtet, erfasste Sensorsignale 10 zu verarbeiten und/oder auszuwerten. Über eine Schnittstelle ist die Auswerteeinrichtung 3 mit dem Drehzahlsensor 2 verbunden, um die Sensorsignale 10 des Drehzahlsensors zu erfassen und/oder zu empfangen.
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Die Auswerteeinrichtung 3 ist ferner ausgebildet und/oder eingerichtet, in Abhängigkeit eines durch die Sensorelemente 9 erfassten magnetischen Flusses Informationen zu erzeugen und ein Datenprotokoll mit mindestens einem Protokollbit als Informationssignal, beispielsweise ein Geschwindigkeitsimpuls 11 und/oder ein Stillstandimpuls 12, auszugeben. Die Auswerteeinrichtung 3 ist dazu ausgebildet und/oder eingerichtet, das vorstehend und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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3 zeigt schematisch den Geschwindigkeitsimpuls 11 bzw. ein erstes Informationssignal 11, das mit der Periodizität des Magnetfelds verknüpft ist. Bei jedem Wechsel der magnetischen Orientierung des periodischen Magnetfelds wird ein solches erstes Informationssignal 11 ausgegeben, wobei das Datenprotokoll mehrere Protokollbits umfasst, die ein erstes Protokollbit SP, das einen Speed-Puls repräsentiert, und neun Protokollbits BitO bis Bit8, die Dateninhalte der ersten Informationen repräsentieren, aufweisen. Die die neun Protokollbits Bit0 bis Bits weisen eine niedrigere Signalamplitude Imid auf als die Signalamplitude Ihigh des ersten Protokollbits SP.
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Das erste den Speed-Puls repräsentierende Protokollbit SP ist ein Start-Bit. Das erste Protokollbit Bit0 der neun Protokollbits ist ein Fehlerinformationsbit. Das fünfte Protokollbit Bit4 der neun Protokollbits repräsentiert die Drehrichtungsinformation. Zumindest ein Protokollbit des sechsten bis achten Protokollbits Bit5 bis Bit 7 der neun Protokollbits repräsentiert die Luftspaltinformation. Das neunte Protokollbit Bit8 der neun Protokollbits ist ein Parity-Bit. Jedes Protokollbit SP, BitO bis Bit8 weist einen Signalpulsbreite und/oder Signalpulszeit tp auf. Die Signalpulsbreite tp kann beispielsweise 50 µs sein. Die gesamte Signalpulslänge kann beispielsweise 550 µs (11 x tp) sein.
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Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 bis 2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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4 zeigt schematisch den Geschwindigkeitsimpuls 11 bzw. ein erstes Informationssignal 11 und den Stillstandimpuls 12 bzw. ein zweites Informationssignal 12. Der Stillstandimpuls 12 bzw. das zweite Informationssignal 12 ist mit der Periodizität des Magnetfelds nicht verknüpft und wird basierend auf einer vordefinierten Periode, wie z.B. 5 ms, periodisch ausgegeben, wobei das Datenprotokoll mehrere Protokollbits umfasst, die ein erstes Protokollbit SP, das einen Speed-Puls repräsentiert, und neun Protokollbits Bit0 bis Bit8, die Dateninhalte der zweiten Informationen repräsentieren, aufweisen. Die Signalamplituden der neun Protokollbits Bit0 bis Bits und die Signalamplitude des ersten Protokollbits SP des zweiten Informationssignals 12 weisen die gleiche Höhe Imid auf.
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Das zweite Informationssignal 12 repräsentiert die zweiten Informationen und/oder die zumindest eine Wegstreckeninformation bzw. die zumindest eine erfasste Position. Das erste den Speed-Puls repräsentierende Protokollbit SP des zweiten Informationssignals 12 ist ein Start-Bit. Das erste Protokollbit Bit0 der neun Protokollbits des zweiten Informationssignals 12 ist ein Fehlerinformationsbit. Zumindest ein Protokollbit des sechsten bis achten Protokollbits Bit5 bis Bit7 der neun Protokollbits des zweiten Informationssignals 12 repräsentiert die zumindest eine Wegstreckeninformation und/oder die zumindest eine erfasste Position. Das neunte Protokollbit Bits der neun Protokollbits des zweiten Informationssignals 12 ist ein Parity-Bit.
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Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 bis 3 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
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Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden. Die Reihenfolge und/oder Anzahl der Schritte der Verfahren kann variiert werden. Die Verfahren können kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- S1
- Schritt zum Erfassen zumindest einer Position
- S2
- Schritt zum Erzeugen zumindest einen Wegstreckeninformation
- S3
- Schritt zum Ausgeben der zumindest einen Information bzw. Position
- 1
- Drehzahlsensoranordnung
- 2
- Drehzahlsensor
- 3
- Auswerteeinrichtung
- 4
- Geberring
- 5
- Magnetelemente
- 6
- magnetischer Nordpol
- 7
- magnetischer Südpol
- 8
- Empfangseinrichtung
- 9
- Sensorelemente
- 10
- Sensorsignal
- 11
- Geschwindigkeitsimpuls / erstes Informationssignal
- 12
- Stillstandimpuls / zweites Informationssignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017107228 A1 [0003]