WO2007107530A2 - Lenkwinkelsensorsystem und verfahren zur messung eines lenkwinkels - Google Patents

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WO2007107530A2
WO2007107530A2 PCT/EP2007/052539 EP2007052539W WO2007107530A2 WO 2007107530 A2 WO2007107530 A2 WO 2007107530A2 EP 2007052539 W EP2007052539 W EP 2007052539W WO 2007107530 A2 WO2007107530 A2 WO 2007107530A2
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steering angle
motor vehicle
steering
sensor
angle sensor
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Christian Burgdorf
Klaus Rink
Frank Hickl
Patrick Schäfer
Alexander Kolbe
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation

Definitions

  • the invention relates to a steering angle sensor system according to the O-term of claim 1, a method according to the preamble of claim 7, and a computer program product for measuring the steering angle in a motor vehicle.
  • Methods for angle measurement or angle measuring devices are often used for detecting the steering angle in motor vehicles, for example for determining the steering angle in driving dynamics regulations (ESP). Furthermore, the detection of the steering angle is also required for motor vehicle control systems that perform an active steering intervention.
  • ESP driving dynamics regulations
  • the steering angle sensor In order to be able to perform an absolute angle measurement with this sensor directly after starting the motor vehicle, the steering angle sensor must be supplied with voltage even during an inactive vehicle condition, whereby depending on the time duration of this condition, the electrical energy supply of the motor vehicle is heavily loaded.
  • the mechanism is relatively complex and susceptible to wear.
  • Document EP 0 874 751 B1 proposes using a mechanical counter in addition to a rotation angle sensor which measures the absolute angle within one revolution with the aid of a coding disk.
  • the mechanical counter is mechanically coupled to the coding disc and counts the revolutions.
  • the absolute angle of rotation is detected at any time even over one revolution.
  • a disadvantage of this construction is the rather complex mechanics of the coding disc and the counter, as well as the torque transmission of the mechanical coupling, which is susceptible to wear and does not work silently.
  • Document DE 103 44 267 A1 describes a method which uses a semi-relative steering angle sensor.
  • steering wheel movements are detected by the steering angle sensor in the state of ignition of the vehicle switched off and e- stored electronically.
  • this data is used to calculate the current steering angle in the event that no disturbances were registered.
  • This system is disadvantageous in that here too, both the sensor and the electronic memory in the inactive vehicle state must be supplied with energy, which is at the expense of the vehicle battery.
  • the angle is recalibrated in case of disturbances and can not be detected directly via the steering angle sensor. The calibration is done by detecting a straight-line run while driving, this straight-ahead is judged based on the time yaw rate course.
  • the object of the present invention is to describe a steering angle sensor system and a method for measuring the steering angle in a motor vehicle. With these an angle with high angular resolution over a range of several revolutions can be measured. In this case, even though the angle of one or more angular changes is detected and stored even when the ignition of the motor vehicle is switched off, a completely complete energy supply of the steering angle sensor system, in particular of the measuring sensor elements, should be avoided. In addition, the device should have the lowest possible wear, the lowest possible noise and be inexpensive.
  • the object is achieved by the steering angle sensor system according to claim 1 and by the method according to claim 7.
  • the invention is based on the idea of the occurrence of steering movements, or at least one change in steering angle, with a sensor element, in particular an additional magnetic field-sensitive element to recognize early.
  • a steering angle is measured, but so that during a vehicle state of inactive ignition, the steering angle sensor arrangement is largely put into an inactive state, the particular additional magnetic field sensitive element remains active or partially active and the change of the magnetic field in the event of occurrence detects a steering movement, whereupon the steering angle sensor arrangement is fully or partially activated.
  • the activated steering angle sensor arrangement detects and stores the steering angle movement / s until it is put into the largely inactive state due to lack of steering movements or until the ignition of the motor vehicle is activated. Thereafter, the stored steering angle data is immediately transmitted to the vehicle control system.
  • contactless measuring principles are used, whereby wear and noise development are avoided.
  • the term steering angle sensor arrangement is understood to mean an arrangement for measuring a steering angle in the steering of a motor vehicle.
  • the steering angle sensor arrangement operates without contact, in particular via magnetic coupling. Therefore, the steering angle sensor assembly comprises at least one encoder and at least one sensor, wherein the encoder rotates with the steering movements and the Sensor detects the rotational movements of the encoder.
  • magnetic encoders and sensors are used.
  • the steering angle sensor system according to the invention also belongs to the category of these steering angle sensor arrangements.
  • a steering angle sensor arrangement can be designed such that it performs absolute and / or relative or incremental angle measurements.
  • the magnetic-field-sensitive element may particularly preferably also include a circuit which detects a defined value of the magnetic field or a defined change of the magnetic field and then triggers a function, in particular a switching function. It is further preferred that the magnetic-field-sensitive element detects a change in the magnetic field by a certain value, whereby a switching threshold of an electronic switch is exceeded, in particular that of a mosfet.
  • the total change in the steering angle is understood to mean the angle at which the steering angle has changed overall during a phase of inactive ignition of the motor vehicle, that is to say the sum of the steering angle changes taking into account the respective direction of rotation.
  • changes in the steering angle with different direction of rotation cancel on proportionate, so that only the direct Andean tion of the steering angle upwards phase is considered without taking into account the time course of the steering angle.
  • the steering angle sensor system has an electronic computer module into which the electronic memory is integrated, and in particular that the electronic computer module has at least one computer unit in which or in which at least one output driver is / are integrated. With the electronic computer module, the total change of the steering angle can be calculated and with at least one output driver, this steering angle value can be output as a defined electrical signal.
  • the steering angle sensor arrangement during the time of inactive ignition of the motor vehicle in which no change in the steering angle occurs or no immediate successive changes in the steering angle occur after a defined time in a state of limited functionality offset in which the energy consumption and thus in particular the burden of Vehicle battery is kept low.
  • the steering angle sensor arrangement from the detected changes in the steering angle, in particular with each change in the steering angle, a total change in the steering angle forms, or calculated and stores them.
  • collected information is summarized and the memory can be kept relatively small.
  • the stored steering angle data in particular the total change in the steering angle
  • ECU electronic control unit
  • the total steering angle is calculated from the last steering angle stored in the electronic control unit (ECU) and from the total change in the steering angle transmitted by the steering angle sensor arrangement.
  • the absolute steering angle within 360 ° is calculated in particular from a recognized index sequence of the magnetic encoder during a steering movement. In case the comparison of a ne steering angle difference, a new steering angle value is calculated based on the absolute angle within 360 ° and, known from the total steering angle, the number of steering revolutions.
  • the steering angle sensor system is connected via the electronic control unit (ECU) and at least one bus system to other motor vehicle systems, such as an active steering system or a navigation system.
  • ECU electronice control unit
  • other motor vehicle systems such as an active steering system or a navigation system.
  • the steering angle sensor system it is expedient to integrate all the components of the steering angle sensor system, with the exception of the magnetic encoder, or the sensor unit and in particular the magnetic field-sensitive element on a chip.
  • this chip can be designed as an ASIC or as a programmable integrated circuit.
  • the magnetic field sensitive element is clocked energized, whereby its power consumption is lowered.
  • the electronic computer module can process additional information and in particular can output it in a defined manner via the second computer unit.
  • additional information is particularly preferred the index information with respect to the magnetic encoder, on the basis of which the absolute angle value can be calculated within 360 °. Most preferably, this calculation of the absolute angle value is performed within 360 ° by the electronic computer module.
  • This absolute angle information is either transmitted as additional information to the electronic control unit (ECU) or transmitted to the latter via a separate signal path between the electronic computer module and the electronic control unit (ECU).
  • the invention also relates to a computer program product comprising an algorithm which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the inventive method can be used for all types of motor vehicles, ie passenger cars, trucks, and single-track motor vehicles. A use of this method is always particularly useful if the steering angle should also be available immediately after activation of the ignition of the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a steering angle sensor system according to the invention and its components
  • Fig. 2 is a flowchart of the method
  • Fig. 3 shows the time course of a steering angle adjustment by the evaluation of the absolute angle detection within a revolution after activation of the motor vehicle.
  • the steering angle sensor system 1 comprises the magnetic encoder 5, which is magnetically coupled to the magnetic field sensors 2 of the sensor unit 6 and the magnetic field sensitive element 4, wherein in the sensor unit 6 in addition a sensor output driver 3 and an interpolation unit, not shown, is integrated.
  • Sensor unit 6 and the magnetic field sensitive element 4 transmit their data to a first computer unit 9, which are integrated in an electronic computer module 8 next to an electronic memory 10 and a second computer unit 11 with an integrated output driver.
  • Sensor unit 6 and the second computer unit 11 of the electronic computer module 8 transmit their data to the electronic control unit (ECU) 7 of the motor vehicle control system.
  • ECU electronice control unit
  • Fig. 2 illustrates the flow of the method with the aid of a flow chart.
  • the method starts with method block 12, in which the ignition of the motor vehicle is active and the absolute total steering angle is present.
  • process block 13 the ignition of the motor vehicle is deactivated, whereupon in process block 14 the last available steering angle is stored in the electronic control unit (ECU) 7 of the motor vehicle control system.
  • ECU electronice control unit
  • process block 15 the steering angle sensor system. 1 put into a state of limited functionality.
  • Process block 16 checks by the use of the magnetic field sensitive element 4, whether a steering movement takes place. If this is the case, then process block 17 follows; if this is not the case, process block 23 follows.
  • process block 17 certain parts of steering angle sensor system 1 are activated, wherein at least parts of sensor unit 6 and electronic computer module 8 are activated.
  • process block 18 the magnetic field sensors 2 of the sensor unit 6 detect the steering movement and further steering movements, which follow immediately and transmit them to the electronic computer module 8, which calculates the total change in the steering angle in process block 19 and stores them in process block 20 in the electronic memory 10.
  • the steering angle sensor system 1 is again placed in a state of limited functionality.
  • Process block 22 checks, as long as the inactive ignition state of the motor vehicle continues, whether further steering movements follow, which is followed by process block 17, if not follows process block 23, in which the ignition of the motor vehicle is activated.
  • process block 24 the steering angle sensor system 1 is activated, which transmits in process block 25, the stored total change in the steering angle immediately and at maximum clock rate to the electronic control unit (ECU) 7 of the motor vehicle control system.
  • ECU electronice control unit
  • FIG. 3 illustrates an exemplary time profile of the steering angle available in the electronic control unit (ECU) 7 of the motor vehicle control system, or the steering wheel position.
  • the electronic control unit (ECU) 7 of the vehicle control system receives the stored total steering angle with maximum frequency from the electronic control unit (ECU) 7 of the vehicle control system, whereupon this
  • the absolute steering angle within one revolution is detected by the steering angle sensor system and the angular offset between the steering wheel position, which is exactly recognized by the absolute angle, and the available steering angle. wherein the detected absolute steering angle is used to eliminate the angular misalignment.
  • Steering angle sensor system 1 includes a special magnetic encoder 5 which has two different adjacent magnetized tracks of alternating polarity not shown in detail on two adjacent enclosures. In the combination of the two magnetized tracks absolute angle values are coded, which are recognized by the sensor, or the steering angle sensor system 1, as defined index sequences and recognized as absolute angles within 360 °, or interpreted. Furthermore, the steering angle sensor system 1 comprises a sensor unit 6, which contains two magnetic field sensors and an output driver 3, a magnetic field sensitive element 4, and an electronic computer module 8, which has a first computer unit 9, an electronic memory 10 and a second computer unit 11 with integrated output stage includes on.
  • the encoder 5 is magnetically coupled to the two magnetic field sensors 2 of the sensor unit 6. Each encoder track is detected by a magnetic field sensor 2.
  • the steering angle variation (number of flanks), the direction of rotation (phase shift between the output signals of the magnetic field sensors) and the absolute steering angle within one revolution (signal pattern) are obtained from the output signals of the magnetic field sensors 2.
  • Sensor unit 6 additionally includes an interpolator for signal processing. The sensor unit 6 outputs a defined output signal via the integrated output driver 3, which contains all the above-mentioned information. This signal is transmitted in the case of an activated ignition of the motor vehicle to the electronic control unit (ECU) 7 of the motor vehicle control system.
  • ECU electronice control unit
  • the magnetic encoder 5 is magnetically coupled to the magnetic field sensitive element 4, which is exemplified as a Hall element, which has a particularly simple structure and requires only a small operating current ,
  • This magnetic field sensitive element 4 detects any change in the magnetic field caused by a minimum steering movement.
  • the last available steering angle is stored in the ECU 7 and the steering angle sensor system 1 in a Functionally very limited state ("stand-by” or “sleep") offset in which only the magnetic field-sensitive element 4 is functional. In the case of an occurring steering movement, this is registered by the magnetic field-sensitive element 4.
  • the magnetic field-sensitive element 4 then causes the wake-up of the sensor unit 6, the first computer unit 9 and the electronic memory 10. All subsequent changes in the steering angle are detected by the sensor unit 6 and interpreted by the first computer unit 9
  • the overall change in the steering angle is always calculated and stored in the electronic memory 10. If there are no further steering movements immediately, the steering angle sensor system 1 is returned to the above-mentioned functionally very limited condition until the magnetic field sensitive element 4 again registers the occurrence of a steering movement or until the ignition of the motor vehicle is activated.
  • Further additional information relates to the occurrence of three activations of the steering angle sensor system during an inactive ignition of the vehicle, in the course of which no change in the steering angle is detected.
  • the occurrence of this case is detected by the first computer unit 9 and stored in the electronic memory 10 and transmitted to the ECU as a result of activation of the ignition of the motor vehicle.
  • the presence of this information causes a calibration of the steering angle sensor system 1 with the cooperation of the driver.
  • the current steering angle which results from the last steering angle value stored in the ECU 7 and the steering angle value transmitted by the steering angle sensor system 1, is compared to the absolute steering angle value within one revolution, which is currently in vehicle operation with the aid of the special encoder 5 is detected.
  • the new absolute total steering angle is determined by the currently available steering speed number is maintained and the absolute steering angle is adopted within a revolution.
  • the absolute steering angle within 360 ° is either determined in sensor unit 6 or in the electronic computer module 8, or calculated and transmitted in each of these two cases either as additional information or via a separate signal path to the ECU 7. In this case, this absolute steering angle is calculated on the basis of the index sequence, which can be formed from the two signals of the encoder tracks respectively detected by the sensor unit 6.
  • the two signals output by the sensor unit 6, which contain the information about the time course of the two encoder track movements, are transmitted directly to the ECU 7, which recognizes the index sequence from which the absolute steering angle within calculated by 360 °.
  • either the sensor unit 6 or the electronic computer module 8 recognizes the index sequence, or calculates the index values and sends them to the ECU 7, which calculates therefrom the absolute steering angle within 360 °.
  • the index sequence is detected in the sensor unit 6, or calculated and transmitted to the electronic computer module 8, which transmits this index signal directly or after a defined signal processing to the ECU 7.
  • the ECU 7 controls an active steering system.
  • the ECU 7 is connected via CAN bus to the satellite navigation system of the motor vehicle.
  • the last available steering angle is stored in the electronic memory 10 of the steering angle sensor system. After activation of the ignition, this is transmitted to the ECU 7 in addition to the overall change in the steering angle.
  • the calculation of the absolute total steering angle takes place completely or to a certain extent in the steering angle sensor system or in the steering angle sensor arrangement.
  • the steering angle sensor system or the steering angle sensor arrangement is connected to at least one bus system.
  • this at least one bus system which is designed in particular as a CAN bus, the data communication with other systems takes place.
  • the method for measuring the steering angle is modified in an example according to the invention such that certain steps of the method are carried out by the steering angle sensor system or instead of the ECU become.
  • the design of the steering angle sensor system or the steering angle sensor arrangement is adapted accordingly.

Abstract

Lenkwinkelsensorsystem und Verfahren zur Messung eines Lenkwinkels Lenkwinkelsensorsystem (1) zur Messung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen magnetischen Encoder (5), welcher magnetisch mit mindestens einem Magnetfeldsensor (2) gekoppelt ist, der die Änderung des Lenkwinkels auch bei ausgeschalteter Zündung erfasst, und einen elektronischen Speicher (10) zum Speichern von Lenkwinkelinformationen, wobei das Lenkwinkelsensorsystem (1) neben dem oder den zur Lenkwinkelerfassung vorgesehenem/n Sensorelement/en zusätzlich zumindest ein weiteres magnetfeldempfindliches Element (4) aufweist, welches mit dem magnetischen Encoder (5) magnetisch gekoppelt ist und welches frühzeitig das Auftreten von Lenkbewegungen zum zumindest teilweisen Aufwecken des Lenkwinkelsensorsystems (1) und/oder eines anderen Systems erkennt.

Description

Lenkwinkelsensorsystem und Verfahren zur Messung eines Lenkwinkels
Die Erfindung betrifft ein Lenkwinkelsensorsystem gemäß O- berbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 7, sowie ein Computerprogrammprodukt zur Messung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug.
Verfahren zur Winkelmessung oder Winkelmessvorrichtungen werden häufig zur Erfassung des Lenkwinkels in Kraftfahrzeugen zum Beispiel zur Bestimmung des Lenkwinkels in fahrdynamischen Regelungen (ESP) verwendet. Des Weiteren ist die Erfassung des Lenkwinkels auch für Kraftfahrzeugregelungssysteme erforderlich, die einen aktiven Lenkeingriff durchführen .
In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, dass durch die Möglichkeit aktiver Lenkeingriffe durch ein Kraftfahrzeugregelungssystem, besondere Anforderungen an die Verfügbarkeit der Lenkwinkelmessung gestellt werden. So ist es eine spezielle Anforderung eines solchen Kraftfahrzeugregelungssystems an die Winkelmessvorrichtung, während der Zeit unmittelbar nach dem Aktivieren des Kraftfahrzeugs den Lenkwinkel zu kennen, obwohl auch außerhalb des Fahrzeugbetriebs Lenkbewegungen oder indirekte Lenkbewegungen, hervorgerufen durch äußere Störeinflüsse, auftreten können und berücksichtigt werden müssen. Druckschrift EP 1 238 891 Bl offenbart einen Lenkwinkelsensor, der zusätzlich zu einer Codescheibe, deren Stellung und damit der absolute Winkel innerhalb einer Umdrehung durch Sensoren erfasst wird, ein mechanisch gekoppeltes Zählrad zur Erfassung der Umdrehungsanzahl aufweist. Der absolute Winkel wird aus einer Kombination der Ausgangssignale von zwei Magnetfeldsensoren und der Stellung des Zählrads berechnet. Um mit diesem Sensor direkt nach dem Starten des Kraftfahrzeugs eine absolute Winkelmessung durchführen zu können, muss auch während eines inaktiven Fahrzeugzustandes der Lenkwinkelsensor mit Spannung versorgt werden, wodurch je nach Zeitdauer dieses Zustands die elektrische Energieversorgung des Kraftfahrzeugs stark belastet wird. Darüber hinaus ist die Mechanik relativ aufwändig und verschleißanfällig.
In Druckschrift EP 0 874 751 Bl wird vorgeschlagen, neben einem Drehwinkelsensor, der innerhalb einer Umdrehung mit Hilfe einer Codierscheibe den absoluten Winkel misst, ein mechanisches Zählwerk zu verwenden. Dabei ist das mechanische Zählwerk mechanisch mit der Codierscheibe gekoppelt und zählt die Umdrehungen. So wird der absolute Drehwinkel zu jedem Zeitpunkt auch über eine Umdrehung hinaus erfasst. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist die recht aufwändige Mechanik der Codierscheibe und des Zählwerks, sowie die Momentenübertragung der mechanischen Kopplung, die verschleißanfällig ist und nicht lautlos funktioniert.
Druckschrift DE 103 44 267 Al beschreibt ein Verfahren, welches einen halbrelativen Lenkwinkelsensor verwendet. Dabei werden im Zustand ausgeschalteter Zündung des Fahrzeugs Lenkradbewegungen durch den Lenkwinkelsensor erfasst und e- lektronisch abgespeichert. Bei Betätigung der Zündung werden diese Daten, im Fall dass keine Störungen zu registrieren waren, zur Berechnung des aktuellen Lenkwinkels verwendet. Dieses System ist insofern nachteilig, da auch hier sowohl der Sensor als auch der elektronische Speicher im inaktiven Fahrzeugzustand mit Energie versorgt werden müssen, was zu Lasten der Fahrzeugbatterie geht. Außerdem wird bei Störungen der Winkel nachkalibriert und kann nicht direkt über den Lenkwinkelsensor erfasst werden. Die Kalibrierung geschieht durch das Feststellen eines Geradeauslaufs während der Fahrt, wobei dieser Geradeauslauf auf Grund des zeitlichen Gierratenverlaufs beurteilt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lenkwinkelsensorsystem, sowie ein Verfahren zur Messung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug zu beschreiben. Mit diesen soll ein Winkel mit hoher Winkelauflösung über einen Bereich mehrerer Umdrehungen gemessen werden können. Dabei soll, obwohl auch während ausgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs der Winkel einer oder mehrerer Winkeländerungen erfasst und gespeichert wird, eine durchgängig vollständige Energieversorgung des Lenkwinkelsensorsystems, insbesondere der messenden Sensorelemente, vermieden werden. Darüber hinaus soll die Vorrichtung einen möglichst geringen Verschleiß, eine möglichst geringe Geräuschentwicklung aufweisen und kostengünstig sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Lenkwinkelsensorsystem gemäß Anspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Anspruch 7. Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde das Auftreten von Lenkbewegungen, bzw. mindestens einer Lenkwinkelanderung, mit einem Sensorelement, insbesondere einem zusatzlichen magnetfeldempfindlichen Element, frühzeitig zu erkennen. Darüber hinaus wird mit einer Lenkwinkelsensoranordnung ein Lenkwinkel gemessen, allerdings so, dass wahrend eines Fahrzeugzustandes inaktiver Zündung, die Lenkwinkelsensoranordnung weitestgehend in einen inaktiven Zustand versetzt wird, wobei das insbesondere zusatzliche magnetfeldempfindliche Element aktiv oder teilaktiv bleibt und die Änderung des magnetischen Feldes im Fall des Auftretens einer Lenkbewegung erkennt, worauf die Lenkwinkelsensoranordnung ganz oder teilweise aktiviert wird. Die aktivierte Lenkwinkelsensoranordnung erfasst und speichert die Lenkwinkelbewegung/en so lange bis es aufgrund ausbleibender Lenkbewegungen in den weitestgehend inaktiven Zustand versetzt wird oder bis die Zündung des Kraftfahrzeugs aktiviert wird. Danach werden die gespeicherten Lenkwinkeldaten unverzüglich an das Kraftfahrzeugregelungssystem übertragen.
Erfindungsgemaß kommen beruhrlose Messprinzipien zur Anwendung, wodurch Verschleiß und Gerauschentwicklung vermieden werden .
Unter dem Begriff der Lenkwinkelsensoranordnung wird eine Anordnung zur Messung eines Lenkwinkels in der Lenkung eines Kraftfahrzeugs verstanden. Dabei funktioniert die Lenkwinkelsensoranordnung beruhrungslos, insbesondere über magnetische Kopplung. Deshalb weist die Lenkwinkelsensoranordnung mindestens einen Encoder und mindestens einen Sensor auf, wobei der Encoder sich mit den Lenkbewegungen dreht und der Sensor die Drehbewegungen des Encoders erfasst. Es werden insbesondere magnetische Encoder und Sensoren verwendet. Das erfindungsgemaße Lenkwinkelsensorsystem gehört auch zur Gattung dieser Lenkwinkelsensoranordnungen . Eine Lenkwinkelsen- soranordnung kann so ausgebildet sein, dass sie absolute und/oder relative, bzw. inkrementelle Winkelmessungen vornimmt .
Als zusatzliches magnetfeldempfindliches Element kommen bevorzugt Sensorelemente zum Einsatz, welche sich aus mindestens einem Einzelmagnetfeldsensorelement zusammensetzen, wobei dieses insbesondere ein Reed-Schalter, ein Hallelement bzw. eine Hallsensorbrucke oder ein anderer Magnetfeldsensor, wie zum Beispiel ein AMR- oder GMR-Sensor, sein kann. Dabei kann das magnetfeldempfindliche Element besonders bevorzugt auch eine Schaltung beinhalten, welche einen definierten Wert des Magnetfeldes oder eine definierte Änderung des Magnetfeldes erkennt und daraufhin eine Funktion auslost, insbesondere eine Schaltfunktion. Es ist weiterhin bevorzugt, dass das magnetfeldempfindliche Element eine Änderung des Magnetfeldes um einen bestimmten Wert erfasst, wodurch eine Schaltschwelle eines elektronischen Schalters u- berschritten wird, insbesondere die eines Mosfets.
Unter der Gesamtanderung des Lenkwinkels wird der Winkel verstanden um welchen sich der Lenkwinkel insgesamt wahrend einer Phase inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs geändert hat, also die Summe der Lenkwinkelanderungen unter Berücksichtigung der jeweiligen Drehrichtung. Dabei heben sich Änderungen des Lenkwinkels mit unterschiedlicher Drehrichtung anteilsmaßig auf, so dass ausschließlich die direkte Ande- rung des Lenkwinkels nach oben genannter Phase betrachtet wird, ohne den zeitlichen Verlauf des Lenkwinkels zu berücksichtigen .
Es ist zweckmäßig, dass das Lenkwinkelsensorsystem ein e- lektronisches Rechnermodul aufweist, in den der elektronische Speicher integriert ist und dass das elektronische Rechnermodul insbesondere mindestens eine Rechnereinheit aufweist, in der, bzw. in denen mindestens ein Ausgangstreiber integriert ist/sind. Mit dem elektronischen Rechnermodul kann die Gesamtanderung des Lenkwinkels berechnet und mit mindestens einem Ausgangstreiber kann dieser Lenkwinkelwert als definiertes elektrisches Signal ausgegeben werden.
Bevorzugt wird die Lenkwinkelsensoranordnung wahrend der Zeit inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs, in der keine Änderung des Lenkwinkels auftritt oder keine unmittelbar hintereinander folgenden Änderungen des Lenkwinkels auftreten, nach einer definierten Zeit in einen Zustand eingeschränkter Funktionalitat versetzt, in welchem der Energieverbrauch und damit insbesondere die Belastung der Fahrzeugbatterie gering gehalten wird.
Es ist bevorzugt, dass die Lenkwinkelsensoranordnung aus den erfassten Änderungen des Lenkwinkels, insbesondere bei jeder Änderung des Lenkwinkels, eine Gesamtanderung des Lenkwinkels bildet, bzw. berechnet und diese speichert. Hierdurch werden erfasste Informationen zusammengefasst und der Speicher kann relativ klein gehalten werden.
Es ist zweckmäßig, dass nach Aktivierung der Zündung des Kraftfahrzeugs die gespeicherten Lenkwinkeldaten, insbesondere die Gesamtänderung des Lenkwinkels, von der Lenkwinkel- sensoranordnung an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) des Kraftfahrzeugregelungssystems mit erhöhter Datenübertragungsrate, insbesondere mit maximaler Taktrate, übertragen werden. Durch diesen Verfahrensschritt ist der aktuelle Lenkwinkel, bzw. die zurückliegenden Lenkwinkeländerungen, unmittelbar nach dem Aktivieren der Zündung des Kraftfahrzeugs verfügbar.
Es ist bevorzugt, dass bei Vorliegen einer Zusatzinformation in der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) des Kraftfahrzeugregelungssystems, dass keine kontinuierliche Mindestenergieversorgung, insbesondere bei inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs, gewährleistet ist, eine Kalibrierung der Lenkwinkelsensoranordnung vorgenommen wird oder dass eine Meldung generiert wird, dass eine Kalibrierung vorgenommen werden muss. Hierdurch wird die Sicherheit des Verfahrens, insbesondere gegenüber einem Ausfall der Energieversorgung, erhöht .
Es ist zweckmäßig, dass nach jedem Aktivieren der Zündung des Kraftfahrzeugs, im Fahrzeugbetrieb ein Abgleich zwischen dem Gesamtlenkwinkel und einem Absolutlenkwinkel innerhalb von 360° erfolgt. Der Gesamtlenkwinkel berechnet sich aus dem letzten in der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) gespeicherten Lenkwinkel und aus der von der Lenkwinkelsensoranordnung übertragenen Gesamtänderung des Lenkwinkels. Der Absolutlenkwinkel innerhalb von 360° berechnet sich insbesondere aus einer erkannten Indexfolge des magnetischen Encoders bei einer Lenkbewegung. Im Fall dass der Abgleich ei- ne Lenkwinkeldifferenz feststellt, wird ein neuer Lenkwinkelwert auf Basis des Absolutwinkels innerhalb von 360° und der, aus dem Gesamtlenkwinkel bekannten, Anzahl der Lenkumdrehungen berechnet. Dadurch werden Messfehler, insbesondere Messfehler, welche während eines Fahrzeugzustands inaktiver Zündung auftreten, ausgeglichen, bzw. beseitigt.
Es ist bevorzugt, dass das Lenkwinkelsensorsystem über die elektronische Kontrolleinheit (ECU) und mindestens ein Bussystem mit weiteren Kraftfahrzeugsystemen, wie einer aktiven Lenkung oder einem Navigationssystem, verbunden ist. Hierdurch können andere Systeme auf den durch das Verfahren ermittelten Lenkwinkel zugreifen.
Es ist zweckmäßig, alle Komponenten des Lenkwinkelsensorsys- tems, ausgenommen des magnetischen Encoders, oder die Sensoreinheit und insbesondere das magnetfeldempfindliche Element auf einem Chip zu integrieren. Dabei kann dieser Chip als ASIC oder als eine programmierbare integrierte Schaltung ausgebildet sein. Durch diese Ausgestaltung kann das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Lenkwinkelsensorsystem relativ kostengünstig realisiert werden.
Vorzugsweise wird das magnetfeldempfindliche Element getaktet mit Energie versorgt, wodurch dessen Energieverbrauch gesenkt wird.
Es ist zweckmäßig, dass das elektronische Rechnermodul Zusatzinformationen verarbeiten kann und insbesondere über die zweite Rechnereinheit definiert ausgeben kann. Eine dieser Zusatzinformationen ist besonders bevorzugt die Indexinfor- mation bezüglich des magnetischen Encoders, auf deren Basis der absolute Winkelwert innerhalb von 360° errechnet werden kann. Ganz besonders bevorzugt wird diese Berechnung des absoluten Winkelwerts innerhalb von 360° durch das elektronische Rechnermodul durchgeführt. Diese absolute Winkelinformation wird entweder als Zusatzinformation an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) übertragen oder über einen separaten Signalpfad zwischen dem elektronischen Rechnermodul und der elektronische Kontrolleinheit (ECU) an diese übertragen .
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogrammprodukt, das einen Algorithmus umfasst, welcher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann für alle Arten von Kraftfahrzeugen, also Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, sowie einspurige Kraftfahrzeuge verwendet werden. Ein Einsatz dieses Verfahrens ist immer dann besonders sinnvoll, wenn auch direkt nach der Aktivierung der Zündung des Kraftfahrzeugs der Lenkwinkel zur Verfügung stehen soll.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Lenkwinkelsensorsystem und seine Komponenten, Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens und
Fig. 3 den zeitlichen Verlauf eines Lenkwinkel-Abgleichs durch die Auswertung der Absolutwinkelerkennung innerhalb einer Umdrehung nach dem Aktivieren des Kraftfahrzeugs .
In Fig. 1 umfasst das Lenkwinkelsensorsystem 1 den magnetischen Encoder 5, der magnetisch mit den Magnetfeldsensoren 2 der Sensoreinheit 6 und dem magnetfeldempfindlichen Element 4 gekoppelt ist, wobei in der Sensoreinheit 6 zusätzlich ein Sensorausgangstreiber 3 und eine nicht näher dargestellte Interpolationseinheit integriert ist. Sensoreinheit 6 sowie das magnetfeldempfindlichen Element 4 übertragen ihre Daten an eine erste Rechnereinheit 9, welche neben einem elektronischen Speicher 10 und einer zweiten Rechnereinheit 11 mit integriertem Ausgangstreiber in einem elektronischen Rechnermodul 8 integriert sind. Sensoreinheit 6, sowie die zweite Rechnereinheit 11 des elektronischen Rechnermoduls 8 ü- bertragen ihre Daten an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems.
Fig. 2 veranschaulicht den Ablauf des Verfahrens mit Hilfe eines Ablaufdiagramms . Das Verfahren startet mit Verfahrensblock 12, in dem die Zündung des Kraftfahrzeugs aktiv ist und der absolute Gesamtlenkwinkel vorliegt. In Verfahrensblock 13 wird die Zündung des Kraftfahrzeugs deaktiviert, worauf in Verfahrensblock 14 der letzte verfügbare Lenkwinkel in der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems gespeichert wird. Danach wird innerhalb von Verfahrensblock 15 das Lenkwinkelsensorsystem 1 in einen Zustand eingeschränkter Funktionalität versetzt. Verfahrensblock 16 prüft durch den Einsatz des magnetfeldempfindlichen Elements 4, ob eine Lenkbewegung stattfindet. Ist dies der Fall, folgt Verfahrensblock 17, ist dies nicht der Fall, folgt Verfahrensblock 23. In Verfahrensblock 17 werden bestimmte Teile des Lenkwinkelsensorsystems 1 aktiviert, wobei zumindest Teile der Sensoreinheit 6 und des e- lektronischen Rechnermoduls 8 aktiviert werden. In Verfahrensblock 18 erfassen die Magnetfeldsensoren 2 der Sensoreinheit 6 die Lenkbewegung und weitere Lenkbewegungen, welche unmittelbar folgen und übertragen diese an das elektronische Rechnermodul 8, welches in Verfahrensblock 19 die Gesamtänderung des Lenkwinkels berechnet und diese in Verfahrensblock 20 im elektronischen Speicher 10 speichert. Innerhalb Verfahrensblocks 21 wird das Lenkwinkelsensorsystem 1 wieder in einen Zustand eingeschränkter Funktionalität versetzt. Verfahrensblock 22 prüft in Folge, solange der Zustand inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs andauert, ob weitere Lenkbewegungen folgen, worauf Verfahrensblock 17 folgt, wenn nicht, folgt Verfahrensblock 23, in dem die Zündung des Kraftfahrzeugs aktiviert wird. Direkt danach wird in Verfahrensblock 24 das Lenkwinkelsensorsystem 1 aktiviert, welches in Verfahrensblock 25 die gespeicherte Gesamtänderung des Lenkwinkels unverzüglich und mit maximaler Taktrate an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems überträgt.
Fig. 3 veranschaulicht einen beispielhaften zeitlichen Verlauf des in der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems verfügbaren Lenkwinkels, bzw. der Lenkradstellung. Während der „Zündung-EIN"-Phase folgt der Lenkwinkel stets der aktuellen Lenkradstellung. In der „Zündung-AUS"-Phase ändert sich der verfügbare Lenkwinkel trotz auftretender Lenkradbewegungen nicht. Wird die Zündung des Kraftfahrzeugs wieder aktiviert, so wird der gespeicherte Gesamtlenkwinkel mit maximaler Frequenz an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems übertragen, worauf dieser bis auf einen relativ geringen Fehler mit der Lenkradstellung übereinstimmt. Im weiteren zeitlichen Verlauf wird der absolute Lenkwinkel innerhalb einer Umdrehung durch das Lenkwinkelsensorsystem erkannt und der Winkelversatz zwischen Lenkradstellung, welche über den Absolutwinkel exakt erkannt wird, und dem verfügbaren Lenkwinkel bestimmt. Daraufhin erfolgt ein Abgleich, wobei der erkannte Absolute Lenkwinkel genutzt wird, um den Winkelversatz zu eliminieren.
Die Funktionsweise des Lenkwinkelsensorsystems 1 gemäß Fig. 1 wird nachfolgend beispielhaft beschrieben: Lenkwinkelsensorsystem 1 beinhaltet einen speziellen magnetischen Encoder 5, der zwei nicht näher dargestellte verschiedene aneinander angrenzende magnetisierte Spuren alternierender Polung auf zwei benachbarten Umfangen aufweist. In der Kombination der beiden magnetisierten Spuren sind absolute Winkelwerte codiert, die durch den Sensor, bzw. das Lenkwinkelsensorsystem 1, als definierte Indexfolgen erkannt und als absolute Winkel innerhalb von 360° erkannt, bzw. interpretiert werden. Des Weiteren weist das Lenkwinkelsensorsystem 1 eine Sensoreinheit 6, welche zwei Magnetfeldsensoren und einen Ausgangstreiber 3 beinhaltet, ein magnetfeldempfindliches Element 4, und ein elektronisches Rechnermodul 8, welches eine erste Rechnereinheit 9, einen elektronischen Speicher 10 und eine zweite Rechnereinheit 11 mit integrierter Ausgangsstufe beinhaltet, auf.
Der Encoder 5 ist mit den beiden Magnetfeldsensoren 2 der Sensoreinheit 6 magnetisch gekoppelt. Jede Encoderspur wird von einem Magnetfeldsensor 2 erfasst. Aus den Ausgangssignalen der Magnetfeldsensoren 2 gewinnt man die Lenkwinkelande- rung (Anzahl der Flanken) , die Drehrichtung (Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignalen der Magnetfeldsensoren) und den absoluten Lenkwinkel innerhalb einer Umdrehung (Signalmuster) . Sensoreinheit 6 beinhaltet zusatzlich noch einen Interpolator zur Signalverarbeitung. Die Sensoreinheit 6 gibt über den integrierten Ausgangstreiber 3 ein definiertes Ausgangssignal aus, welches alle oben genannten Informationen beinhaltet. Dieses Signal wird im Fall einer aktivierten Zündung des Kraftfahrzeugs an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems übertragen.
Außer mit der Sensoreinheit 6, welche in der beispielgemaßen Ausfuhrungsform als ASIC ausgebildet ist, ist der magnetische Encoder 5 auch mit dem magnetfeldempfindlichen Element 4 magnetisch gekoppelt, welches beispielhaft als ein Hallelement ausgebildet ist, welches einen besonders einfachen Aufbau besitzt und nur einen geringen Betriebsstrom benotigt. Dieses magnetfeldempfindliche Element 4 erfasst jede Änderung des magnetischen Feldes, welche durch eine minimale Lenkbewegung hervorgerufen wird.
Direkt nach dem Übergang aktiver zu inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs, wird der letzte verfugbare Lenkwinkel in der ECU 7 gespeichert und das Lenkwinkelsensorsystem 1 in einen funktional sehr eingeschränkten Zustand („stand-by" oder „sleep") versetzt, in dem lediglich das magnetfeldempfindliche Element 4 funktionsfähig ist. Im Fall einer auftretenden Lenkbewegung wird diese durch das magnetfeldempfindliche E- lement 4 registriert. Daraufhin veranlasst das magnetfeldempfindliche Element 4 die Aktivierung („wake-up") der Sensoreinheit 6, der ersten Rechnereinheit 9 und des elektronischen Speichers 10. Alle folgenden Änderungen des Lenkwinkels werden durch die Sensoreinheit 6 erfasst und durch die erste Rechnereinheit 9 interpretiert. Dabei wird stets die Gesamtanderung des Lenkwinkels berechnet und im elektronischen Speicher 10 gespeichert. Folgen zeitlich unmittelbar keine weiteren Lenkbewegungen wird das Lenkwinkelsensorsys- tem 1 wieder in den oben genannten funktional sehr eingeschränkten Zustand versetzt, solange bis das magnetfeldempfindliche Element 4 wieder das Auftreten einer Lenkbewegung registriert oder bis die Zündung des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.
Im Zuge der Zundungsaktivierung des Kraftfahrzeugs wird auch das Lenkwinkelsensorsystem 1 vollständig aktiviert und die im elektronischen Speicher 10 gespeicherte, bzw. zuletzt hinterlegte, Gesamtanderung des Lenkwinkels wird durch die zweite Rechnereinheit 11 mit integrierter Ausgangsstufe in ein elektrisches Signal umgerechnet, welches zum Ausgangssignal der Sensoreinheit 6 weitgehend kompatibel ist. Dieses Signal weist die Information über die Gesamtanderung des Lenkwinkels auf und nicht die Information über den zeitlichen Verlauf der Lenkwinkelanderungen . Es handelt sich hierbei um ein kunstlich erzeugtes Quasisignal, welches mit maximaler Taktrate übertragen wird. Während des Zustands inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs registriert die elektronische Kontrolleinheit (ECU) 7 des Kraftfahrzeugregelungssystems in der beispielgemäßen Ausführungsform, ob eine geeignete kontinuierliche Mindestenergieversorgung vorliegt, insbesondere, ob die Fahrzeugbatterie abgeklemmt oder zu schwach ist. Im Fall, dass die Information vorliegt, dass keine hinreichende Energieversorgung gewährleistet ist, wird eine definierte Kalibrierung des Lenk- winkelsensorsystems 1 unter Mitwirkung des Fahrers (z.B. durch definierte Lenkbewegungen) eingefordert. Dies geschieht durch eine optische und akustische Warnung.
Eine weitere Zusatzinformation betrifft das Auftreten von drei Aktivierungen des Lenkwinkelsensorsystems, während eines Kraftfahrzeugzustandes inaktiver Zündung, in deren Folge jeweils keine Lenkwinkeländerung erfasst wird. Das Auftreten dieses Falls wird durch die erste Rechnereinheit 9 festgestellt und im elektronischen Speicher 10 gespeichert und in Folge einer Aktivierung der Zündung des Kraftfahrzeugs an die ECU übertragen. Auch das Vorliegen dieser Information veranlasst eine Kalibrierung des Lenkwinkelsensorsystems 1 unter Mitwirkung des Fahrers.
Nach der Zündungsaktivierung des Kraftfahrzeugs erfolgt ein Abgleich des aktuellen Lenkwinkels, welcher aus dem in der ECU 7 gespeicherten letzten Lenkwinkelwert und dem vom Lenk- winkelsensorsystem 1 übertragenen Lenkwinkelwert resultiert, mit dem absoluten Lenkwinkelwert innerhalb einer Umdrehung, welcher aktuell im Fahrzeugbetrieb mit Hilfe des speziellen Encoders 5 erfasst wird. Im Fall, dass diesbezüglich eine Abweichung besteht, wird der neue absolute Gesamtlenkwinkel dadurch bestimmt, dass die aktuell verfügbare Lenkumdrehungszahl beibehalten wird und der absolute Lenkwinkel innerhalb einer Umdrehung übernommen wird.
Der absolute Lenkwinkel innerhalb von 360° wird entweder in Sensoreinheit 6 oder in dem elektronischen Rechnermodul 8 ermittelt, bzw. berechnet und in jedem dieser beiden Fälle entweder als Zusatzinformation oder über einen separaten Signalweg an die ECU 7 übertragen. Dabei wird dieser absolute Lenkwinkel auf Basis der Indexfolge, welche sich aus den beiden Signalen der jeweils durch die Sensoreinheit 6 er- fassten Encoderspuren bilden lässt, berechnet.
In einer anderen beispielgemäßen Ausführungsform werden die beiden durch die Sensoreinheit 6 ausgegebenen Signale, welche die Informationen über den zeitlichen Verlauf der beiden Encoderspurbewegungen beinhalten, direkt an die ECU 7 übertragen, welche daraus die Indexfolge erkennt, bzw. berechnet, aus der der absolute Lenkwinkel innerhalb von 360° berechnet wird.
In weiteren Ausführungsformen erkennt entweder die Sensoreinheit 6 oder das elektronische Rechnermodul 8 die Indexfolge, bzw. berechnet die Indexwerte und sendet diese an die ECU 7, welche daraus den absoluten Lenkwinkel innerhalb von 360° berechnet.
In einer speziellen beispielgemäßen Ausführungsform wird die Indexfolge in der Sensoreinheit 6 erkannt, bzw. berechnet und an das elektronische Rechnermodul 8 übertragen, welche dieses Indexsignal direkt oder nach einer definierten Signalverarbeitung an die ECU 7 übertragt.
In der beispielgemaßen Ausfuhrungsform steuert die ECU 7 ein aktives Lenksystem. Außerdem ist die ECU 7 über CAN-Bus an das Satelliten-Navigationssystem des Kraftfahrzeugs angeschlossen .
In einer anderen beispielgemaßen Ausfuhrungsform wird nach Deaktivieren der Zündung des Kraftfahrzeugs, der letzte verfugbare Lenkwinkel im elektronischen Speicher 10 des Lenk- winkelsensorsystems gespeichert. Nach Aktivierung der Zündung wird dieser zusatzlich zur Gesamtanderung des Lenkwinkels an die ECU 7 übertragen.
In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung findet die Berechnung des absoluten Gesamtlenkwinkels vollständig oder zu einem gewissen Anteil im Lenkwinkelsensorsystem, bzw. in der Lenkwinkelsensoranordnung statt. Zur Bereitstellung der Lenkwinkeldaten, bzw. des absoluten Gesamtlenkwinkels und insbesondere von Zusatzinformationen ist das Lenkwinkelsensorsystem, bzw. die Lenkwinkelsensoranordnung an mindestens ein Bussystem angeschlossen. Über dieses mindestens eine Bussystem, welches insbesondere als CAN-Bus ausgeführt ist, findet die Datenkommunikation mit weiteren Systemen statt.
Das Verfahren zur Messung des Lenkwinkels ist in einem er- findungsgemaßen Beispiel so modifiziert, dass bestimmte Schritte des Verfahrens vom Lenkwinkelsensorsystem bzw. der Lenkwinkelsensoranordnung, anstatt von der ECU ausgeführt werden. Die Auslegung des Lenkwinkelsensorsystems, bzw. der Lenkwinkelsensoranordnung ist dem entsprechend angepasst.

Claims

Patentansprüche
1. Lenkwinkelsensorsystem (1) zur Messung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen magnetischen Encoder (5), welcher magnetisch mit mindestens einem Magnetfeldsensor (2) gekoppelt ist, der die Änderung des Lenkwinkels auch bei ausgeschalteter Zündung erfasst, und einen elektronischen Speicher (10) zum Speichern von Lenkwinkelinformationen, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkwinkelsensorsystem (1) neben dem oder den zur Lenkwinkelerfassung vorgesehenem/n Sensorelement/en zusatzlich zumindest ein weiteres magnetfeldempfindliches Element (4) aufweist, welches mit dem magnetischen Encoder (5) magnetisch gekoppelt ist und welches frühzeitig das Auftreten von Lenkbewegungen zum zumindest teilweisen Aufwecken des Lenkwinkelsensorsystems (1) und/oder eines anderen Systems erkennt.
2. Lenkwinkelsensorsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein elektronisches Rechnermodul (8) aufweist, welches den elektronischen Speicher integriert .
3. Lenkwinkelsensorsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Rechnermodul (8) mindestens eine Rechnereinheit (9), (11) aufweist, in der, bzw. von denen in mindestens einer, ein Ausgangstreiber integriert ist.
4. Lenkwinkelsensorsystem (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der mindestens eine Magnetfeldsensor (2), als auch das e- lektronische Rechnermodul (8), mit der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) (7) des Kraftfahrzeugregelungssystems verknüpft sind.
5. Lenkwinkelsensorsystem (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Sensoreinheit (6) beinhaltet, in welchem der mindestens eine Magnetfeldsensor (2), ein Ausgangstreiber (3) und insbesondere ein Interpolator integriert ist und dass die Sensoreinheit (6) sowohl mit dem Rechnermodul
(8) als auch mit der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) (7) des Kraftfahrzeugregelungssystems verknüpft ist .
6. Lenkwinkelsensorsystem (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche Element (4) sowohl mit dem mindestens einen Magnetfeldsensor (2), als auch mit dem elektronischen Rechnermodul (8) verknüpft ist.
7. Verfahren zur Messung des Lenkwinkels in einem Kraftfahrzeug mit einer Lenkwinkelsensoranordnung, bei dem auch im Zustand inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs, Änderungen des Lenkwinkels erfasst werden und diese gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelsensoranordnung mindestens ein Sensorelement aufweist, das zusatzlich eingesetzt wird oder das schon Bestandteil der Lenkwinkelsensoranordnung ist, und welches das Auftreten mindestens einer Änderung des Lenkwinkels erkennt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensorelement zum Erkennen des Auftretens mindestens einer Änderung des Lenkwinkels, mindestens ein magnetfeldempfindliches Element (4) ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Auftretens mindestens einer Lenk- winkelanderung der Betriebszustand der Lenkwinkelsensor- anordnung verändert wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelsensoranord- nung wahrend der Zeit inaktiver Zündung des Kraftfahrzeugs, in der keine Änderung des Lenkwinkels auftritt oder keine unmittelbar hintereinander folgenden Änderungen des Lenkwinkels auftreten, in einen Zustand eingeschränkter Funktionalitat versetzt wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelsensoranord- nung bei Auftreten mindestens einer Lenkwinkelanderung aus einem Zustand eingeschränkter Funktionalitat zumindest teilweise aktiviert wird und dass die Lenkwinkel- sensoranordnung nachdem keine weitere/n Lenkbewegung/en unmittelbar folgt/folgen wieder in einen Zustand eingeschränkter Funktionalitat versetzt wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelsensoranord- nung aus den erfassten Änderungen des Lenkwinkels, ins- besondere jeweils, eine Gesamtänderung des Lenkwinkels bildet und diese speichert.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aktivierung der Zündung des Kraftfahrzeugs die gespeicherten Lenkwinkeldaten, insbesondere die Gesamtänderung des Lenkwinkels, von der Lenkwinkelsensoranordnung an die elektronische Kontrolleinheit (ECU) (7) des Kraftfahrzeugregelungssystems mit erhöhter Datenübertragungsrate, insbesondere mit maximaler Taktrate, übertragen werden.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall dass eine Zusatzinformation in der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) (7) des Kraftfahrzeugregelungssystems vorliegt, dass keine kontinuierliche Mindestenergieversorgung gewährleistet ist, eine Kalibrierung der Lenkwinkelsensoranordnung vorgenommen wird oder dass eine Meldung generiert wird, dass eine Kalibrierung vorgenommen werden muss .
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Aktivieren der Zündung des Kraftfahrzeugs, im Fahrbetrieb ein Abgleich zwischen dem Gesamtlenkwinkel, welcher sich aus dem letzten in der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) (7) gespeicherten Lenkwinkel und aus der von der Lenkwinkelsensoranordnung übertragenen Gesamtänderung des Lenkwinkels berechnet, und einem Absolutlenkwinkel innerhalb von 360° erfolgt, welcher insbesondere aus einer erkann- ten Indexfolge eines magnetischen Encoders (5) bei einer Lenkbewegung berechnet wird, und dass im Fall dass der Abgleich eine Lenkwinkeldifferenz feststellt, ein neuer Lenkwinkelwert auf Basis des Absolutwinkels innerhalb von 360° berechnet wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkelsensoranord- nung über die elektronische Kontrolleinheit (ECU) (7) des Kraftfahrzeugregelungssystems und mindestens ein Bussystem mit weiteren Kraftfahrzeugsystemen, wie insbesondere einer aktiven Lenkung oder einem Navigationssystem, verbunden ist.
17. Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus umfasst, welcher ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 16 definiert.
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