WO2022012707A1 - Verfahren zur erfassung einer winkelposition und erfassungssystem - Google Patents

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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • G01D5/2451—Incremental encoders

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting an angular position according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a detection system for detecting an angular position.
  • a method for detecting an angular position of a rotary component is known, for example, from WO 2018/219388 A1.
  • a method for detecting an angular position of a rotary component that can be rotated about an axis of rotation is described therein, in which the angular position of the rotary component is recorded by a sensor system arranged radially at a distance from the axis of rotation.
  • a magnetic ring arranged firmly and concentrically on the rotating component causes a magnetic field that changes relative to the sensor system and is detected by the sensor system, with a signal picked up by the sensor system being evaluated with regard to the angular position.
  • the signal picked up by the sensors is evaluated with regard to amplitude information of the magnetic field and a correction parameter is determined from the amplitude information, by means of which an angular error of the angular position picked up from the signal of the sensors is determined. The angular error is then used to correct the angular position determined from the signal emitted by the sensors.
  • the object of the present invention is to detect an angular position of a rotary component more accurately and quickly.
  • the angular position of the rotary component should be able to be determined with as little calculation effort as possible. Furthermore, the angular position should be detected more cost-effectively.
  • At least one of these objects is achieved by a method for detecting an angular position of a rotary component that can be rotated about an axis of rotation via a sensor unit that has a fixed sensor element and a rotary element that can be rotated relative to it and together with the rotary component, with the sensor element in each case having a first first sensor signal assigned to the detection position and a second sensor signal assigned to the second detection position, which is perpendicular to the first detection position around the axis of rotation, to an evaluation unit which, in an evaluation step, calculates the angular position as a function of the first and second detection positions using an atan2 function, wherein in one of the Evaluation step upstream processing step, a possible amplitude error and a possible orthogonal error of the first and second sensor signal is converted as a total error via a Flauptkomponenanalysis of the first and second sensor signal in an amplitude difference of the first and second sensor signal.
  • the sensor unit and the rotary component can be arranged in a vehicle.
  • the rotary component can be assigned to a parking lock device.
  • the rotary component can be arranged on an actuator for adjusting the parking lock device or for actuating a clutch of the vehicle.
  • the rotating member and the rotating member may be concentrically rotatable.
  • the sensor unit can be designed as an angle sensor.
  • the sensor unit can be arranged at a radial distance from the rotary component.
  • the sensor unit can be arranged at an axial distance from the rotary component.
  • the sensor element can be a fall sensor.
  • the rotating element can be a magnetic ring.
  • the rotating element can be a permanent magnet.
  • the rotating element can be diametrically magnetized.
  • the first and/or second sensor signal can be a periodic signal, caused in particular by the rotation of the rotary element.
  • the first sensor signal can be a cosine signal and the second sensor signal can be a sine signal.
  • the first sensor signal and second sensor signal can have a possible amplitude error and a possible orthogonal error.
  • the orthogonal error ⁇ describes the deviation between the first and second sensor signals S 1,a , S 2,a which should theoretically run perpendicular to one another due to the vertical position of the first and second detection position.
  • the amplitude error describes a deviation in the amplitude of the first and second sensor signals S 1 , S 2 relative to one another.
  • the first sensor signal S 1,a and second sensor signal S 2,a output by the sensor unit can first be processed in a preparatory step before being transferred to the evaluation step.
  • An offset error superimposed on the first and second sensor signal S 1,a , S 2,a can be compensated for and the first preprocessed sensor signal S 1,p cleaned in this way and the second preprocessed sensor signal S 2,p cleaned in this way can be output.
  • the offset error can be determined, for example, by using a max-min method. During at least one rotation of the rotating component, the maximum and minimum sensor value of the respective sensor signal can be recorded and then the offset of the respective sensor signal can be determined. This calculated offset can then be compensated.
  • the first and second preprocessed sensor signal S 1,p , S 2,p can be input to a processing step that follows the preparation step. Several individual steps can be included in the processing step.
  • the preparation step can have an analysis step, a conversion step and an adjustment step.
  • the analysis step and the conversion step can occur before the adjustment step.
  • the analysis step can occur before the conversion step.
  • the first and second pre-processed sensor signal S 1,p , S 2,p can be processed in the analysis step.
  • a Coordinate rotation are assumed, which describes the first and second preprocessed sensor signal S 1, p , S 2, p according to the following context
  • a and B are the coefficients of the rotation matrix
  • a 1 and b 1 are the amplitudes of the circumscribed sensor signal
  • ⁇ 0 is the phase shift. It was found that a possible amplitude error and a possible orthogonal error of the first and second preprocessed sensor signal S 1 ,p , S 2,p can be converted together into an amplitude error of the circumscribed sensor signals.
  • the circumscribed sensor signals have the phase shift ⁇ 0 compared to the first and second preprocessed sensor signals S 1 ,p , S 2,p .
  • the parameters of the rotation matrix and the amplitudes a 1 and b 1 can be calculated in the analysis step. Principal component analysis can be used for this. This in turn can be done with a singular value decomposition or a main axis transformation. In the following, the main axis transformation is to be used, which in particular requires less computing power.
  • the rotation matrix consists of the eigenvectors of the correlation matrix M, which is calculated as follows with n as the number of measuring points.
  • the eigenvalues ⁇ 1 and ⁇ 2 and the associated eigenvectors V 1 and V 2 of the correlation matrix M are then determined, with which the rotation matrix is described as follows
  • the amplitudes a 1 and b 1 from (2) can then be calculated using the eigenvalues ⁇ 1 and ⁇ 2 , with ⁇ 1 > ⁇ 2 , according to the following relationship
  • phase shift «o can be calculated with (2), via
  • the first preprocessed sensor signal and the second preprocessed sensor signal can be rotated with the rotation matrix, whereby the first preprocessed sensor signal S 1, p into a first converted sensor signal S 1, r and the second preprocessed sensor signal S 2, p into a second converted sensor signal S 2,r with
  • the first converted sensor signal S 1, r and the second converted sensor signal S 2, r can be normalized with the amplitudes a 1 from (4) and b 1 from (5).
  • the first converted sensor signal S 1, r can be multiplied by a first analysis parameter 1/a 1 and the first converted sensor signal S 2, r can be multiplied by a second analysis parameter 1/b 1 and thereby normalized.
  • the first processed sensor signal S 1, c and the second processed sensor signal S 2, c output in this way can be transferred to the subsequent evaluation step, which calculates the output angular position ⁇ c from the two sensor signals by using the atan2 function.
  • the angular position ⁇ c output by the evaluation step is changed via a correction step in that the constant phase shift ⁇ 0 as a third analysis parameter calculated by the analysis step is subtracted from the output angular position ⁇ c and the thereby processed angular position ⁇ is output.
  • the processing step has an analysis step that carries out the main component analysis of the first and second sensor signal and thereby determines at least one analysis parameter that is used in at least one subsequent processing step to analyze the first and/or second sensor signal to change.
  • the first and second sensor signals can then be changed as a function of the at least one analysis parameter in order to reduce the angular error.
  • the principal component analysis applies a principal axis transformation with a rotation matrix.
  • the analysis parameter can be calculated with little calculation power.
  • the analysis parameter can be directly dependent on at least one eigenvalue of the principal axis transformation.
  • the processing step has a conversion step that converts the first and second sensor signal into a respectively converted first and second sensor signal by rotating the coordinates using the rotation matrix.
  • the possible amplitude error and the possible orthogonal error in the first and second sensor signals can be changed into a common amplitude error of the first and second converted sensor signals.
  • the first and second converted sensor signals can also have a phase shift relative to the first and second sensor signals.
  • the first converted sensor signal is provided with a first analysis parameter determined in the analysis step and the second converted sensor signal is normalized with a second analysis parameter determined in the analysis step and is output as a first and second processed sensor signal.
  • the common amplitude error of the first and second converted sensor signals can be compensated.
  • the first and second analysis parameters are dependent on the eigenvalues of the principal axis transformation.
  • the first analysis parameter can only depend on the first eigenvalue that was determined during the main axis transformation.
  • the second analysis parameter can only depend on the second eigenvalue, which was determined during the main axis transformation.
  • the adaptation step is followed by the evaluation step, which, starting from the first and second processed sensor signal, calculates the angular position as the output angular position by using the atan2 function.
  • the atan2 function is an extension of the inverse trigonometric function arctangent and, like it, an inverse function of the trigonometric function tangent. It takes two real numbers as arguments, unlike the normal arctangent, which takes only one real number as an argument. It therefore has enough information to be able to output the function value in a value range of 360° (i.e. all four quadrants) and does not have to be limited to two quadrants (like the normal arctangent).
  • the evaluation step is followed by a correction step in which the angular position is corrected by a third analysis parameter determined in the analysis step.
  • the first, second and/or third analysis parameter can be stored in a retrievable memory.
  • a preferred embodiment of the invention is advantageous in which the third analysis parameter corresponds to a phase shift of the respectively converted sensor signal in relation to the respective pre-processed sensor signal.
  • the angular position output can be output as a processed angular position after being corrected by the phase shift. Furthermore, at least one of the objects specified above is achieved by a detection system for detecting an angular position of a rotary component by a method with at least one of the features described above, having an evaluation unit and a sensor unit, which has a fixed sensor element and a rotary element that can be rotated relative to it and together with the rotary component has, solved.
  • Figure 1 A flowchart of a method in a special
  • FIG. 2 A respective curve graph of the sensor signals according to the individual
  • Figure 3 A respective angular error curve of the sensor signals after the individual processing steps of the method according to Figure 1.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method 100 in a special embodiment of the invention.
  • Method 100 detects an angular position ⁇ of a rotary component rotatable about an axis of rotation via a sensor unit 102, which generates a first sensor signal S 1, a that is dependent on the angular position ⁇ and is assigned to a first detection position, and a first sensor signal S 1, a about the axis of rotation perpendicular to the second sensor signal S 2 , a associated with the second detection position lying in the first detection position, to an evaluation unit 104 .
  • the evaluation unit 104 calculates the angular position ⁇ from the first and second sensor signals S 1, a , S 2, a over a number of processing steps.
  • FIG. 2 shows a respective curve graph of the sensor signals that are output after the individual processing steps of this method 100 in xy coordinates
  • FIG. 3 shows a respective angular error profile of the angular error F of the sensor signals that are output after the corresponding processing steps of this method 100.
  • the following explanation refers to the method 100 according to FIG. 1, but expressly refers to FIG. 2 and FIG. 3 in places.
  • the angular error F shown in FIG. 3 can occur via the angular position ⁇ .
  • the angular error F corresponds to a measurement inaccuracy and, if not taken into account, can cause an inaccurate measured angular position ⁇ .
  • the angle error F can be taken into account and compensated for by the further processing steps of the method 100 that follow.
  • the first sensor signal S 1, a and the second sensor signal S 2, a is output by the sensor unit 102 to the evaluation unit 104.
  • the evaluation unit 104 has a preparation step 106 in which an offset error superimposed on the first and second sensor signal S 1 ,a , S 2,a is compensated for and the first and second preprocessed sensor signal S 1 ,p , S 2,p cleaned in this way are output .
  • the offset error can be determined by using a max-min method 108, for example. During at least one rotation of the rotary element, the maximum and minimum sensor value of the respective sensor signal S 1 ,a , S 2,a can be recorded and then the offset of the respective sensor signal S 1 ,a , S 2,a can be determined.
  • This calculated offset can then be compensated for in the first and second sensor signals S 1,a , S 2,a .
  • the corresponding prepared sensor signal S p in FIG. 2 is an ellipse centered on the zero point.
  • FIG. 3 shows the associated course of the angular error F p contained in the first and second preprocessed sensor signal.
  • the first and second preprocessed sensor signals S 1 ,p , S 2 ,p are then input to a processing step 110 following the preparation step 106 .
  • a processing step 110 several individual processing steps, here an analysis step 112, a conversion step 114 and an adjustment step 116, can be carried out.
  • the first and second pre-processed sensor signals S 1 ,p , S 2 ,p are first processed in the analysis step 112 .
  • a coordinate rotation according to (2) of the first and second preprocessed sensor signals S 1,p , S 2,p is assumed.
  • the coordinate rotation is calculated using a rotation matrix. It was found that a possible amplitude error and a possible orthogonal error of the first and second preprocessed sensor signal S 1 ,p , S 2,p can be converted together into an amplitude error of the sensor signals obtained via the coordinate rotation.
  • the rotation matrix is calculated in the analysis step 112 by applying the principal component analysis according to (3). This in turn is carried out with a main axis transformation, with which the eigenvalues and the associated eigenvectors of the correlation matrix, on which the rotation matrix is based, are determined.
  • analysis step 112 a first analysis parameter 1/a 1 dependent on the first eigenvalue and a second analysis parameter 1/b 1 dependent on the second eigenvalue are calculated and stored for later access.
  • a third analysis parameter is formed by the phase shift ⁇ 0 according to (6).
  • the first and second preprocessed sensor signals S 1 ,p , S 2,p are rotated using the rotation matrix according to (2), whereby the first preprocessed sensor signal S 1 ,p is converted into a first converted sensor signal S 1 , r and the second preprocessed sensor signal S 2, p is converted into a second converted sensor signal S 2, r according to (7).
  • this first and second converted sensor signal S 1,r , S 2,r the possible existing amplitude error and the orthogonal error in the first and second sensor signal S 1,a , S 2,a has been converted into an amplitude difference as a sum error.
  • the converted sensor signal S r results from a rotation of the prepared sensor signal S p , as a result of which the main axes of the ellipse lie on the coordinate axes of the coordinate system defined by the zero point.
  • the associated angular error F r in FIG. 3 has been shifted by the coordinate rotation.
  • a subsequent adjustment step 116 the first converted sensor signal S 1,r with the first analysis parameter 1/a 1 , where a 1 is calculated according to (4) and the second converted sensor signal S 2,r with the second analysis parameter 1/b 1 , normalized with b 1 from (5).
  • the difference in amplitude between the first and second converted sensor signals S 1 ,r , S 2,r is compensated and output as first and second processed sensor signals S 1 ,c , S 2,c .
  • the processed sensor signal S c in FIG. 2 is a circle with the center at the zero point.
  • the related angular error F c in FIG. 3 runs independently of the angular position ⁇ .
  • the first and second conditioned sensor signal S 1 , c , S 2 , c output in this way is then transferred to a subsequent evaluation step 118 which calculates the angular position from the first and second conditioned sensor signal S 1 , c , S 2 , c by using the atan2 function calculated.
  • the evaluation step 118 outputs the calculated angular position to a correction step 120 as the output angular position ⁇ c .
  • correction step 120 the output angular position ⁇ c is changed by subtracting the phase shift ⁇ 0 as a third analysis parameter calculated by analysis step 112 from the output angular position ⁇ c and outputting the angular position ⁇ processed thereby.
  • the calculated angular error F s in FIG. 3 is thereby compensated and the angular position ⁇ of the rotary component can be calculated precisely.
  • FIG. 4 shows a course of the calculation accuracy G as a function of the number n of measurement points.
  • the required number n of measuring points can be determined.
  • the relationship between the number n of measuring points, the calculation accuracy G and the resolution N of the measurement is
  • FIG. 5 shows a curve of the maximum angular error F max as a function of the signal quality R in a comparison between a number of methods.
  • the maximum angle error F max depends on the signal quality, which is represented by the signal-to-noise ratio.
  • the maximum angular error F max when detecting the angular position is highest when using the max-min method Ma, in which the orthogonal error is uncompensated.
  • the maximum angular error F max is already reduced in a method Ms according to the prior art.
  • the method Mc described in DE 102020 102064.3 is designed to reduce the maximum angle error F max even further, thereby significantly reducing the calculation power compared to the method Ms according to the prior art.
  • the proposed method Me is best in a specific embodiment of the invention.
  • the maximum angular error F max can be reduced to approximately 50%, for example, in the case of low noise, ie high R, compared to the method Mc.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils über eine Sensoreinheit (102), die ein festgelegtes Sensorelement und ein gegenüber diesem und gemeinsam mit dem Drehbauteil drehbares Drehelement aufweist, wobei das Sensorelement jeweils ein von der Winkelposition (α) abhängiges einer ersten Erfassungsposition zugeordnetes erstes Sensorsignal (S1, a ) und einer um die Drehachse senkrecht zu der ersten Erfassungsposition liegenden zweiten Erfassungsposition zugeordnetes zweites Sensorsignal (S2, a ) an eine Auswerteeinheit (104) ausgibt, die in einem Auswerteschritt (118) die Winkelposition (α) abhängig von der ersten und zweiten Erfassungsposition über eine atan2-Funktion berechnet, wobei in einem dem Auswerteschritt (118) vorgelagerten Aufbereitungsschritt (110) ein möglicher Amplitudenfehler und ein möglicher orthogonaler Fehler des ersten und zweiten Sensorsignals (S1, a , S2, a ) als Summenfehler über eine Hauptkomponentenanalyse des ersten und zweiten Sensorsignals (S1, a , S2, a ) in einen Amplitudenunterschied des ersten und zweiten Sensorsignals umgewandelt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Erfassungssystem zur Erfassung einer Winkelposition (α) eines Drehbauteils durch ein derartiges Verfahren (100).

Description

Verfahren zur Erfassung einer Winkelposition und Erfassungssystem
Beschreibungseinleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Winkelposition nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Erfassungssystem zur Erfassung einer Winkelposition.
Ein Verfahren zur Erfassung einer Winkelposition eines Drehbauteils ist beispielsweise aus WO 2018/219388 A1 bekannt. Darin wird ein Verfahren zur Erfassung einer Winkelposition eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils beschrieben, bei welchem die Winkelposition des Drehbauteils von einer radial beabstandet zur Drehachse angeordneten Sensorik abgenommen wird. Ein fest und konzentrisch an dem sich drehenden Bauteil angeordneter Magnetring bewirkt ein sich gegenüber der Sensorik änderndes Magnetfeld, das von der Sensorik detektiert wird, wobei ein von der Sensorik abgenommenes Signal hinsichtlich der Winkelposition ausgewertet wird. Das von der Sensorik abgenommene Signal wird hinsichtlich einer Amplitudeninformation des Magnetfeldes ausgewertet und aus der Amplitudeninformation ein Korrekturparameter ermittelt, mittels welchem ein Winkelfehler der aus dem Signal der Sensorik abgenommenen Winkelposition bestimmt wird. Der Winkelfehler wird dann zur Korrektur der aus dem von der Sensorik abgegebenen Signal ermittelten Winkelposition verwendet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Winkelposition eines Drehbauteils genauer und schneller zu erfassen. Die Winkelposition des Drehbauteils soll mit möglichst wenig Berechnungsaufwand ermittelt werden können. Weiterhin soll die Erfassung der Winkelposition kostengünstiger erfolgen.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Erfassung einer Winkelposition eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils über eine Sensoreinheit, die ein festgelegtes Sensorelement und ein gegenüber diesem und gemeinsam mit dem Drehbauteil drehbares Drehelement aufweist, wobei das Sensorelement jeweils ein von der Winkelposition abhängiges einer ersten Erfassungsposition zugeordnetes erstes Sensorsignal und einer um die Drehachse senkrecht zu der ersten Erfassungsposition liegenden zweiten Erfassungsposition zugeordnetes zweites Sensorsignal an eine Auswerteeinheit ausgibt, die in einem Auswerteschritt die Winkelposition abhängig von der ersten und zweiten Erfassungsposition über eine atan2-Funktion berechnet gelöst, wobei in einem dem Auswerteschritt vorgelagerten Aufbereitungsschritt ein möglicher Amplitudenfehler und ein möglicher orthogonaler Fehler des ersten und zweiten Sensorsignals als Summenfehler über eine Flauptkomponentenanalyse des ersten und zweiten Sensorsignals in einen Amplitudenunterschied des ersten und zweiten Sensorsignals umgewandelt wird.
Dadurch kann die Winkelposition des Drehbauteils genauer erfasst werden. Der Winkelfehler kann weiter verringert werden.
Die Sensoreinheit und das Drehbauteil können in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das Drehbauteil kann einer Parksperreinrichtung zugeordnet sein. Das Drehbauteil kann an einem Aktor zur Verstellung der Parksperreinrichtung oder zum Betätigen einer Kupplung des Fahrzeugs angeordnet sein. Das Drehbauteil und das Drehelement können konzentrisch drehbar angeordnet sein.
Die Sensoreinheit kann als Winkelsensor ausgeführt sein. Die Sensoreinheit kann radial beabstandet zu dem Drehbauteil angeordnet sein. Die Sensoreinheit kann axial beabstandet von dem Drehbauteil angeordnet sein.
Das Sensorelement kann ein Flallsensor sein. Das Drehelement kann ein Magnetring sein. Das Drehelement kann ein Permanentmagnet sein. Das Drehelement kann diametral magnetisiert sein.
Das erste und/oder zweite Sensorsignal kann ein, insbesondere durch die Drehung des Drehelements bewirktes, periodisches Signal sein. Das erste Sensorsignal kann ein Kosinussignal und das zweite Sensorsignal ein Sinussignal sein.
Das erste Sensorsignal und zweite Sensorsignal kann einen möglichen Amplitudenfehler und einen möglichen orthogonalen Fehler aufweisen. Der Amplitudenfehler und der orthogonale Fehler in dem die Winkelposition α erfassenden ersten Sensorsignal S1, a und zweiten Sensorsignal S2, a können wie folgt beschrieben werden S1, a = a · cos(α) S2, a = b · sin(α + φ) (1 ) mit den jeweiligen Amplituden a, b und dem orthogonalen Fehler φ. Der orthogonale Fehler φ beschreibt die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Sensorsignal S1, a, S2,a die theoretisch durch die senkrechte Lage der ersten und zweiten Erfassungsposition senkrecht zueinander verlaufen müssten. Der Amplitudenfehler beschreibt eine Abweichung in der Amplitude des ersten und zweiten Sensorsignals S1, S2 untereinander.
Es wurde festgestellt, dass der Amplitudenfehler und der orthogonale Fehler φ gleichartig sind und effizienter als bisher ausgeglichen werden können. Das hierfür angewandte Verfahren wird nachfolgend näher beschrieben:
Das von der Sensoreinheit ausgegebene erste Sensorsignal S1, a und zweite Sensorsignal S2, a kann vor Übergabe an den Auswerteschritt zunächst in einem Vorbereitungsschritt bearbeitet werden. Dabei kann ein dem ersten und zweiten Sensorsignal S1, a, S2, a überlagerter Offsetfehler ausgeglichen werden und das derart bereinigte erste vorverarbeitete Sensorsignal S1,p und das derart bereinigte zweite vorverarbeitete Sensorsignal S2,p ausgegeben werden. Der Offsetfehler kann beispielsweise durch Anwendung einer max-min-Methode ermittelt werden. Dabei kann bei wenigstens einer Umdrehung des Drehbauteils der maximale und minimale Sensorwert des jeweiligen Sensorsignals erfasst und anschließend der Offset des jeweiligen Sensorsignals ermittelt werden. Anschließend kann dieser berechnete Offset ausgeglichen werden.
Das erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S2,p kann einem an den Vorbereitungsschritt anschließenden Aufbereitungsschritt eingegeben werden. In dem Aufbereitungsschritt können mehrere Einzelschritte enthalten sein. Der Aufbereitungsschritt kann einen Analyseschritt, einen Umwandlungsschritt und einen Anpassungsschritt aufweisen. Der Analyseschritt und der Umwandlungsschritt können vor dem Anpassungsschritt ablaufen. Der Analyseschritt kann vor dem Umwandlungsschritt erfolgen.
Das erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S2,p kann in dem Analyseschritt verarbeitet werden. Bei dem Analyseschritt kann eine Koordinatendrehung angenommen werden, die das erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S2,p gemäß nachfolgendem Zusammenhang umschreibt
Figure imgf000006_0001
Dabei sind A und B die Koeffizienten der Rotationsmatrix, a1 und b1 die Amplituden des umschriebenen Sensorsignals und α0 die Phasenverschiebung. Dabei wurde festgestellt, dass ein möglicher Amplitudenfehler und ein möglicher orthogonaler Fehler des ersten und zweiten vorverarbeiteten Sensorsignals S1 ,p, S2,p gemeinsam in einen Amplitudenfehler der umschriebenen Sensorsignale umgesetzt werden können. Die umschriebenen Sensorsignale weisen dabei gegenüber dem ersten und zweiten vorverarbeiteten Sensorsignal S1 ,p, S2,p die Phasenverschiebung α0 auf.
Die Parameter der Rotationsmatrix und die Amplituden a1 und b1 kö nnen in dem Analyseschritt berechnet werden. Hierfür kann die Hauptkomponentenanalyse eingesetzt werden. Diese wiederum kann mit einer Singulärwertzerlegung oder einer Hauptachsentransformation erfolgen. Nachfolgend soll die Hauptachsentransformation Anwendung finden, die insbesondere weniger Berechnungsleistung erfordert.
Die Rotationsmatrix besteht aus den Eigenvektoren der Korrelationsmatrix M, die wie folgt berechnet wird
Figure imgf000006_0002
mit n als Anzahl an Messpunkten. Anschließend werden die Eigenwerte λ1 und λ2 und die zugehörigen Eigenvektoren V1 und V2 der Korrelationsmatrix M ermittelt, womit die Rotationsmatrix wie folgt beschrieben wird
Figure imgf000006_0003
Die Amplituden a1 und b1 aus (2) können anschließend über die Eigenwerte λ1 und λ2, mit λ1 > λ2 berechnet werden, entsprechend nachfolgender Beziehung
Figure imgf000007_0001
Daraus wiederum kann mit (2) die Phasenverschiebung «o berechnet werden, über
Figure imgf000007_0002
In einem nachfolgenden Umwandlungsschritt können das erste vorverarbeitete Sensorsignal und das zweite vorverarbeitete Sensorsignal mit der Rotationsmatrix gedreht werden, womit das erste vorverarbeitete Sensorsignal S1, p in ein erstes umgewandeltes Sensorsignal S1, r und das zweite vorverarbeitete Sensorsignal S2 ,p in ein zweites umgewandeltes Sensorsignal S2,r mit
S1,r = a1 · cos(α + α0)
S2,r = b1 · sin(α + α0) (7) umgewandelt wird.
In einem nachfolgenden Anpassungsschritt können das erste umgewandelte Sensorsignal S1, r und das zweite umgewandeite Sensorsignal S2, r mit den Amplituden a1 aus (4) und b1 aus (5) normiert werden. Insbesondere kann das erste umgewandelte Sensorsignal S1, r mit einem ersten Analyseparameter 1/a1 und das erste umgewandelte Sensorsignal S2, r mit einem zweiten Analyseparameter 1/b1 multipliziert und dadurch normiert werden.
Das derart ausgegebene erste aufbereitete Sensorsignal S1, c und das zweite aufbereitete Sensorsignal S2, c kann dem nachfolgenden Auswerteschritt übergeben werden, der durch Anwendung der atan2-Funktion aus den beiden Sensorsignalen die ausgegebene Winkelposition αc berechnet. Die von dem Auswerteschritt ausgegebene Winkelposition αc wird über einen Korrekturschritt geändert, indem die konstante Phasenverschiebung α0 als dritter Analyseparameter, der durch den Analyseschritt berechnet wurde, von der ausgegebenen Winkelposition αc abgezogen wird und die dadurch aufbereitete Winkelposition α ausgegeben wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Aufbereitungsschritt einen Analyseschritt aufweist, der die Hauptkomponentenanalyse des ersten und zweiten Sensorsignals durchführt und dabei wenigstens einen Analyseparameter ermittelt, der in wenigstens einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt verwendet wird, um das erste und/oder zweite Sensorsignal zu verändern. Dadurch kann das erste und zweite Sensorsignal anschließend abhängig von dem wenigstens einen Analyseparameter zur Verringerung des Winkelfehlers verändert werden.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Hauptkomponentenanalyse eine Hauptachsentransformation mit einer Rotationsmatrix anwendet. Dadurch kann der Analyseparameter mit wenig Berechnungsleistung berechnet werden. Der Analyseparameter kann unmittelbar abhängig von wenigstens einem Eigenwert der Hauptachsentransformation sein.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aufbereitungsschritt einen Umwandlungsschritt aufweist, der das erste und zweite Sensorsignal durch eine Koordinatendrehung unter Anwendung der Rotationsmatrix in ein jeweils umgewandeltes erstes und zweites Sensorsignal umwandelt. Dadurch kann der mögliche Amplitudenfehler und der mögliche orthogonale Fehler in dem ersten und zweiten Sensorsignal in einen gemeinsamen Amplitudenfehler des ersten und zweiten umgewandelten Sensorsignals geändert werden. Das erste und zweite umgewandelte Sensorsignal kann neben dem gemeinsamen Amplitudenfehler noch eine Phasenverschiebung gegenüber dem ersten und zweiten Sensorsignal aufweisen.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem dem Umwandlungsschritt nachfolgenden Anpassungsschritt das erste umgewandelte Sensorsignal mit einem in dem Analyseschritt ermittelten ersten Analyseparameter und das zweite umgewandelte Sensorsignal mit einem in dem Analyseschritt ermittelten zweiten Analyseparameter normiert wird und als erstes und zweites aufbereitetes Sensorsignal ausgegeben werden. Dadurch kann der gemeinsame Amplitudenfehler des ersten und zweiten umgewandelten Sensorsignals ausgeglichen werden.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der erste und zweite Analyseparameter abhängig von den Eigenwerten der Hauptachsentransformation sind. Der erste Analyseparameter kann ausschließlich von dem ersten Eigenwert, der bei der Hauptachsentransformation ermittelt wurde, abhängig sein. Der zweite Analyseparameter kann ausschließlich von dem zweiten Eigenwert, der bei der Hauptachsentransformation ermittelt wurde, abhängig sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf den Anpassungsschritt der Auswerteschritt folgt, der ausgehend von dem ersten und zweiten aufbereiteten Sensorsignal durch Anwendung der atan2-Funktion die Winkelposition als ausgegebene Winkelposition berechnet. Die atan2-Funktion ist eine Erweiterung der inversen Winkelfunktion Arkustangens und wie diese eine Umkehrfunktion der Winkelfunktion Tangens. Sie nimmt zwei reelle Zahlen als Argumente, im Gegensatz zum normalen Arkustangens, welcher nur eine reelle Zahl zum Argument hat. Damit hat sie genügend Information, um den Funktionswert in einem Wertebereich von 360° (also allen vier Quadranten) ausgeben zu können, und muss sich nicht (wie der normale Arkustangens) auf zwei Quadranten beschränken.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Auswerteschritt ein Korrekturschritt folgt, bei dem die Winkelposition durch einen bei dem Analyseschritt ermittelten dritten Analyseparameter korrigiert wird. Der erste, zweite und/oder dritte Analyseparameter kann nach der Berechnung in dem Analyseschritt in einem abrufbaren Speicher abgelegt sein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der der dritte Analyseparameter einer Phasenverschiebung des jeweils umgewandelten Sensorsignals in Bezug auf das jeweilige vorverarbeitete Sensorsignal entspricht.
Die ausgegebene Winkelposition kann durch die Phasenverschiebung bereinigt als aufbereitete Winkelposition ausgegeben werden. Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch ein Erfassungssystem zur Erfassung einer Winkelposition eines Drehbauteils durch ein Verfahren mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale, aufweisend eine Auswerteeinheit und eine Sensoreinheit, die ein festgelegtes Sensorelement und ein gegenüber diesem und gemeinsam mit dem Drehbauteil drehbares Drehelement aufweist, gelöst.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2: Einen jeweiligen Kurvengraphen der Sensorsignale nach den einzelnen
Bearbeitungsschritten des Verfahrens nach Figur 1.
Figur 3: Einen jeweiligen Winkelfehlerverlauf der Sensorsignale nach den einzelnen Bearbeitungsschritten des Verfahrens nach Figur 1.
Figur 4: Einen Verlauf der Berechnungsgenauigkeit in Abhängigkeit von der
Anzahl an Messpunkten.
Figur 5: Einen Verlauf des maximalen Winkelfehlers abhängig von der
Signalqualität im Vergleich zwischen mehreren Verfahren.
Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 100 erfasst eine Winkelposition α eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils über eine Sensoreinheit 102, die ein von der Winkelposition α abhängiges einer ersten Erfassungsposition zugeordnetes erstes Sensorsignal S1, a und einer um die Drehachse senkrecht zu der ersten Erfassungsposition liegenden zweiten Erfassungsposition zugeordnetes zweites Sensorsignal S2, a an eine Auswerteeinheit 104 ausgibt.
Die Auswerteeinheit 104 berechnet aus dem ersten und zweiten Sensorsignal S1, a, S2, a über mehrere Bearbeitungsschritte die Winkelposition α. In Figur 2 ist ein jeweiliger Kurvengraph der Sensorsignale, die nach den einzelnen Bearbeitungsschritten dieses Verfahrens 100 ausgegeben werden in x-y-Koordinaten und in Figur 3 ein jeweiliger Winkelfehlerverlauf des Winkelfehlers F der Sensorsignale, die nach den entsprechenden Bearbeitungsschritten dieses Verfahrens 100 ausgegeben werden, abgebildet. Die nachfolgende Erläuterung bezieht sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Verfahren 100 nach Figur 1 , nimmt jedoch stellenweise ausdrücklich Bezug auf Figur 2 und Figur 3.
Bei der Messung der Winkelposition a über das erste und zweite Sensorsignal S1, a, S2, a kann der in Figur 3 abgebildete Winkelfehler F über die Winkelposition α auftreten. Der Winkelfehler F entspricht einer Messungenauigkeit und kann bei ausbieibender Berücksichtigung eine ungenaue gemessene Winkelposition α hervorrufen. Der Winkelfehler F kann jedoch durch die nachfolgenden weiteren Bearbeitungsschritte des Verfahrens 100 berücksichtigt und ausgeglichen werden.
Das erste Sensorsignal S1, a und das zweite Sensorsignal S2, a wird von der Sensoreinheit 102 an die Auswerteeinheit 104 ausgegeben. Die Auswerteeinheit 104 weist einen Vorbereitungsschritt 106 auf, bei dem ein dem ersten und zweiten Sensorsignal S1 ,a, S2,a überlagerter Offsetfehler ausgeglichen wird und das derart bereinigte erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S 2,p ausgegeben werden. Der Offsetfehler kann beispielsweise durch Anwendung einer max-min- Methode 108 ermittelt werden. Dabei kann bei wenigstens einer Umdrehung des Drehelements der maximale und minimale Sensorwert des jeweiligen Sensorsignals S1 ,a, S2,a erfasst und anschließend der Offset des jeweiligen Sensorsignals S1 ,a, S2,a ermittelt werden. Anschließend kann dieser berechnete Offset bei dem ersten und zweiten Sensorsignal S1 ,a, S2,a ausgeglichen werden. Das entsprechende vorbereitete Sensorsignal Sp in Figur 2 ist nach dem Vorbereitungsschritt eine auf den Nullpunkt zentrierte Ellipse. In Figur 3 ist der zugehörige Verlauf des in dem ersten und zweiten vorverarbeiteten Sensorsignal enthaltenen Winkelfehlers Fp dargestellt. Das erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S2,p wird anschließend einem an den Vorbereitungsschritt 106 anschließenden Aufbereitungsschritt 110 eingegeben. In dem Aufbereitungsschritt 110 können mehrere einzelne Bearbeitungsschritte, hierein Analyseschritt 112, ein Umwandlungsschritt 114 und ein Anpassungsschritt 116 durchgeführt werden. Das erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S2,p werden zunächst in dem Analyseschritt 112 verarbeitet. Bei dem Analyseschritt 112 wird eine Koordinatendrehung nach (2) des ersten und zweiten vorverarbeiteten Sensorsignals S1 ,p, S2,p angenommen. Die Koordinatendrehung wird über eine Rotationsmatrix berechnet. Dabei wurde festgestellt, dass ein möglicher Amplitudenfehler und ein möglicher orthogonaler Fehler des ersten und zweiten vorverarbeiteten Sensorsignals S1 ,p, S2,p gemeinsam in einen Amplitudenfehler der über die Koordinatendrehung erhaltenen Sensorsignale umgesetzt werden können.
Die Rotationsmatrix wird in dem Analyseschritt 112 durch Anwendung der Hauptkomponentenanaiyse nach (3) berechnet. Diese wiederum wird mit einer Hauptachsentransformation durchgeführt, mit der die Eigenwerte und die zugehörigen Eigenvektoren der Korrelationsmatrix, auf denen die Rotationsmatrix aufbaut, ermittelt werden. In dem Analyseschritt 112 wird ein von dem ersten Eigenwert abhängiger erster Analyseparameter 1/a1 und ein von dem zweiten Eigenwert abhängiger zweiter Analyseparameter 1/b1 berechnet und zum späteren Zugriff abgespeichert.
Ein dritter Analyseparameter wird durch die Phasenverschiebung α0 nach (6) gebildet.
In einem an den Analyseschritt 112 folgenden Umwandlungsschritt 114 werden das erste und zweite vorverarbeitete Sensorsignal S1 ,p, S2,p mit der Rotationsmatrix nach (2) gedreht, womit das erste vorverarbeitete Sensorsignal S1, p in ein erstes umgewandeltes Sensorsignal S1, r und das zweite vorverarbeitete Sensorsignal S2, p in ein zweites umgewandeltes Sensorsignal S2 ,r nach (7) umgewandelt wird. Bei diesem ersten und zweiten umgewandelten Sensorsignal S1 ,r, S2,r ist der mögliche vorhandene Amplitudenfehler und der orthogonale Fehler in dem ersten und zweiten Sensorsignal S1 ,a, S2,a als Summenfehler in einen Ampiitudenunterschied überführt worden. ln Figur 2 entsteht das umgewandeite Sensorsignai Sr aus einer Drehung des vorbereiteten Sensorsignais Sp, womit die Hauptachsen der Ellipse auf den durch den Nullpunkt festgelegten Koordinatenachsen des Koordinatensystems liegen. Der zugehörige Winkelfehler Fr in Figur 3 ist durch die Koordinatendrehung verschoben worden.
In einem nachfolgenden Anpassungsschritt 116 wird das erste umgewandelte Sensorsignal S1,r mit dem ersten Analyseparameter 1/a1, wobei a1 nach (4) berechnet wird und das zweite umgewandelte Sensorsignal S2,r mit dem zweiten Analyseparameter 1/b1, mit b1 aus (5) normiert. Dadurch wird der Amplitudenunterschied zwischen dem ersten und zweiten umgewandeiten Sensorsignal S1 ,r, S2,r ausgeglichen und als erstes und zweites aufbereitetes Sensorsignal S1 ,c, S2,c ausgegeben.
Das aufbereitete Sensorsignai Sc in Figur 2 ist ein Kreis, mit dem Zentrum im Nullpunkt. Der diesbezügliche Winkelfehler Fc in Figur 3 ist von der Winkelposition α unabhängig verlaufend.
Das derart ausgegebene erste und zweite aufbereitete Sensorsignai S1 ,c, S2,c wird anschließend einem nachfolgenden Auswerteschritt 118 übergeben, der durch Anwendung der atan2-Funktion aus dem ersten und zweiten aufbereiteten Sensorsignai S1 ,c, S2,c die Winkelposition berechnet. Der Auswerteschritt 118 gibt die berechnete Winkeiposition als ausgegebene Winkelposition αc an einen Korrekturschritt 120 aus.
In dem Korrekturschritt 120 wird die ausgegebene Winkelposition αc geändert, indem die Phasenverschiebung α0 als dritter Analyseparameter, der durch den Analyseschritt 112 berechnet wurde, von der ausgegebenen Winkelposition αc abgezogen wird und die dadurch aufbereitete Winkeiposition α ausgegeben wird.
Der berechnete Winkelfehler Fs in Figur 3 ist dadurch ausgeglichen und die Winkelposition α des Drehbauteils kann genau berechnet werden.
Figur 4 zeigt einen Verlauf der Berechnungsgenauigkeit G in Abhängigkeit von der Anzahl n an Messpunkten. Damit die Berechnungsleistung bei der Erfassung der Winkelposition durch Anwendung der zuvor beschriebenen
Hauptkomponentenanalyse möglichst effizient genutzt wird, soll festgestellt werden, wie viele Messpunkte erforderlich sind, um das Verfahren kostengünstig und schnell durchführen zu können.
Ist eine Berechnungsgenauigkeit vorgegeben, kann die erforderliche Anzahl n an Messpunkten ermittelt werden. Der Zusammenhang zwischen der Anzahl n an Messpunkten, der Berechnungsgenauigkeit G und der Auflösung N der Messung ist
Figure imgf000014_0001
Dabei ist G und N größer als Null.
Wird nach (8) beispielsweise eine Berechnungsgenauigkeit 6 von 1° bei einer Auflösung N von beispielsweise 0,5° gefordert, dann sollten wenigstens 58 Messpunkte bei dem jeweiligen Sensorsignal vorliegen.
Figur 5 zeigt einen Verlauf des maximalen Winkelfehlers Fmax abhängig von der Signalqualität R im Vergleich zwischen mehreren Verfahren. Der maximale Winkelfehler Fmax ist abhängig von der Signalqualität, die durch das Signal-Rausch- Verhältnis dargestellt wird. Der maximale Winkelfehler Fmax bei der Erfassung der Winkelposition ist bei Anwendung der max-min-Methode Ma, bei der der orthogonale Fehler unkompensiert ist, am höchsten. Der maximale Winkelfehler Fmax ist bei einem Verfahren Ms nach dem Stand der Technik bereits verringert. Im Vergleich dazu ist das in DE 102020 102064.3 beschriebene Verfahren Mc ausgelegt, den maximalen Winkelfehler Fmax noch weiter zu verringern und dabei die Berechnungsleistung im Vergleich zu dem Verfahren Ms nach dem Stand der Technik erheblich zu verringern.
In Bezug auf den maximalen Winkelfehler Fmax ist das vorgeschlagene Verfahren Me in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung am besten. Dabei kann der maximale Winkelfehler Fmax bei kleinem Rauschen, also großem R, beispielsweise auf ungefähr 50% im Vergleich zu dem Verfahren Mc verringert werden. Bezugszeichenliste
100 Verfahren
102 Sensoreinheit
104 Auswerteeinheit
106 Vorbereitungsschritt
108 max-min-Methode
110 Aufbereitungsschritt
112 Analyseschritt
114 Umwandlungsschritt
116 Anpassungsschritt
118 Auswerteschritt
120 Korrekturschritt α Winkelposition αc ausgegebene Winkelposition α0 Phasenverschiebung
F Winkelfehler
Fp Winkelfehler
Fr Winkelfehler
Fc Winkelfehler
Fs Winkelfehler
Fmax maximaler Winkelfehler λ1 erster Eigenwert λ2 zweiter Eigenwert
S1,a erstes Sensorsignal
S2,a zweites Sensorsignal
S1,p erstes vorbereitetes Sensorsignal
S2,p zweites vorbereitetes Sensorsignal
Sp vorbereitetes Sensorsignal
S1,r erstes umgewandeltes Sensorsignal S2,r zweites umgewandeltes Sensorsignal Sr umgewandeltes Sensorsignal S1,c erstes aufbereitetes Sensorsignal S2,c zweites aufbereitetes Sensorsignal Sc a ufbereitetes Sensorsignal 1/a1 erster Analyseparameter 1/b1 zweiter Analyseparameter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils über eine Sensoreinheit (102), die ein festgelegtes Sensorelement und ein gegenüber diesem und gemeinsam mit dem Drehbauteil drehbares Drehelement aufweist, wobei das Sensorelement jeweils ein von der Winkelposition (α) abhängiges einer ersten Erfassungsposition zugeordnetes erstes Sensorsignal (S1, a) und einer um die Drehachse senkrecht zu der ersten Erfassungsposition liegenden zweiten Erfassungsposition zugeordnetes zweites Sensorsignal (S2, a) an eine Auswerteeinheit (104) ausgibt, die in einem Auswerteschritt (118) die Winkelposition (α) abhängig von der ersten und zweiten Erfassungsposition über eine atan2-Funktion berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Auswerteschritt (118) vorgelagerten Aufbereitungsschritt (110) ein möglicher Amplitudenfehler und ein möglicher orthogonaler Fehler des ersten und zweiten Sensorsignals (S1 ,a, S2,a) als Summenfehler über eine Flauptkomponentenanalyse des ersten und zweiten Sensorsignals (S1 ,a, S2,a) in einen Amplitudenunterschied des ersten und zweiten Sensorsignals umgewandelt wird.
2. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbereitungsschritt (110) einen Analyseschritt (112) aufweist, der die Flauptkomponentenanalyse des ersten und zweiten Sensorsignals (S1 ,a, S2,a) durchführt und dabei wenigstens einen Analyseparameter ermittelt, der in wenigstens einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt verwendet wird, um das erste und/oder zweite Sensorsignal (S1 ,a, S2,a) zu verändern.
3. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flauptkomponentenanalyse eine Flauptachsentransformation mit einer Rotationsmatrix anwendet.
4. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbereitungsschritt (110) einen Umwandlungsschritt (114) aufweist, der das erste und zweite Sensorsignal ( S1 ,a, S2,a) durch eine Koordinatendrehung unter Anwendung der Rotationsmatrix in ein jeweils umgewandeltes erstes und zweites Sensorsignal (S1 ,r, S2,r) umwandelt.
5. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Umwandlungsschritt (114) nachfolgenden Anpassungsschritt (116) das erste umgewandelte Sensorsignal (S1, r) mit einem in dem Analyseschritt (112) ermittelten ersten Analyseparameter und das zweite umgewandelte Sensorsignal (S2, r) mit einem in dem Analyseschritt (112) ermittelten zweiten Analyseparameter normiert wird und als erstes und zweites aufbereitetes Sensorsignal (S1 ,c, S2,c) ausgegeben werden.
6. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Analyseparameter abhängig von den Eigenwerten (λ1 ,λ2 ) der Hauptachsentransformation sind.
7. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Anpassungsschritt (116) der Auswerteschritt (118) folgt, der ausgehend von dem ersten und zweiten aufbereiteten Sensorsignal ( S1 ,c, S2,c) durch Anwendung der atan2-Funktion die Winkelposition als ausgegebene Winkelposition (αc) berechnet.
8. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Auswerteschritt (118) ein Korrekturschritt (120) folgt, bei dem die Winkelposition (α) durch einen bei dem Analyseschritt (112) ermittelten dritten Analyseparameter (α0) korrigiert wird.
9. Verfahren (100) zur Erfassung einer Winkelposition (α) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Analyseparameter (α0) einer Phasenverschiebung des umgewandelten Sensorsignals (S1 ,r, S2,r) in Bezug auf das jeweilige vorverarbeitete Sensorsignal (S1 ,a, S2,a) entspricht.
10. Erfassungssystem zur Erfassung einer Winkelposition (α) eines Drehbauteils durch ein Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche und aufweisend eine Auswerteeinheit (104) und eine Sensoreinheit (102), die ein festgelegtes Sensorelement und ein gegenüber diesem und gemeinsam mit dem Drehbauteil drehbares Drehelement aufweist.
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