DE10137098A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung eines rotierenden Körpers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung eines rotierenden Körpers

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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung eine rotierenden Körpers umfassen ein Antriebszahnrad (102), das an einem rotierenden Körper angebracht ist und mit einem einzigen Abtriebszahnrad (104) kämmt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebszahnrad und Abttriebszahnrad ist keine ganze Zahl, so daß das Abtriebszahnrad (104) in bezug auf das Antriebszahnrad (102) außer Phase sein wird, wenn das Antriebszahnrad (102) aufeinanderfolgende Umläufe beendet. Ein Sensor (112) ist in enger Nähe zum Abtriebszahnrad (104) angeordnet und liefert einem Mikroprozessor (116) ein die Winkelstellung des Abtriebszahnrades (104) darstellendes Signal. Dieses Signal wird vom Mikroprozessor (116) verwendet, um die absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades (102) und somit die absolute Stellung des angebrachten rotierenden Körpers unter Verwendung der Gleichung THETA = (n* 360 DEG + Y)/alpha zu berechnen, wobei THETA = absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades (102), Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnrades (104) ( DEG ), alpha = Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades (102) zum Abtriebszahnrad (104) und n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades relativ zur Anfangsstellung (Nullstellung), wie unter Verwendung der Gleichung n = 1 + int(THETA/360 DEG ) + N* int(alpha) bestimmt, wobei N = Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades (102) und THETA = Modulo (Phase = 360 DEG ), falls Phase > 0, sonst THETA = 360 DEG + Phase, wobei Phase = X* alpha - Y und wobei X = relative ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Sensoren für die absolute Winkelstel­ lung eines Lenkrads.
Bei vielen Anwendungen, einschließlich Kraftfahrzeugen, kann es von Be­ deutung sein, die absolute Winkelstellung eines rotierenden Körpers zu kennen. Als lediglich ein Beispiel kann es manchmal notwendig sein, wenn ein Kraftfahrzeug gestartet wird, zu wissen, in welchem Lenkumlauf sich das Lenkrad im Moment des Einschaltens befindet. Dies erlaubt es nicht nur dem Fahrer, zu wissen, in welche Richtung die Vorderräder wei­ sen, bevor das Fahrzeug in Gang gesetzt wird, sondern manche mit Com­ putern ausgestattete Fahrzeugsteuersysteme können ebenso die Kenntnis der Lenkstellung erfordern. Beispielsweise muß das Steuersystem in ei­ nem automatisierten Lenksystem, wie beispielsweise in einem Steer-By-Wire-System die Stellung des Lenkrades zu jeder Zeit kennen, um die Richtung des Fahrzeugs zu steuern. Diese Systeme müssen nicht nur die Stellung des Lenkrades kennen, sie müssen auch wissen, in welchem Umlauf sich das Lenkrad zum Zeitpunkt der Messung befindet. Viele die­ ser Systeme erfordern es oft, daß der Lenkradstellungssensor innerhalb von plus oder minus einem Grad (+/-1°) für dreihundertundsechzig Grad (360°) Lenkradrotation oder innerhalb eines kleinen Prozentsatzes eines Fehlers für eintausendachthundert Grad (1800°) Lenkradrotation für ei­ nen Temperaturbereich von minus vierzig Grad Celsius bis einhunder­ tundfünfundzwanzig Grad Celsius (-40°C bis 125°C) genau ist.
Ein herkömmliches Verfahren zum Bestimmen der Winkelstellung der Lenkradwelle umfaßt das Messen der Stellung der Hauptwelle und dann die Verwendung eines ins Langsame übersetzten Stellungssensors, um zu bestimmen, in welchem Umlauf die Winkelmessung der Hauptwelle vorge­ nommen wurde. Dieses Verfahren ist recht einfach, liefert aber nicht die von den gegenwärtigen Lenksystemen geforderte Genauigkeit.
Ein genaueres Verfahren zur Bestimmung der Winkelstellung einer Lenk­ radwelle ist in dem US-Patent Nr. 5 930 905 (das "'905-Patent") offenbart, das im August 1999 für Zabler et al. für eine Erfindung mit dem Titel "Method And Device For Angular Measurement Of A Rotatable Body" ver­ öffentlicht wurde. Das von dem '905-Patent offenbarte Verfahren benutzt zwei Zahnräder, die mit einem Hauptwellenzahnrad kämmen. Das Haupt­ wellenzahnrad weist eine Anzahl Zähne "m" auf, wobei das erste zusätzli­ che Zahnrad eine Anzahl Zähne "n" aufweist, die sich von der Anzahl von Zähnen an dem Hauptwellenzahnrad unterscheidet, und das zweite zu­ sätzliche Zahnrad weist eine Anzahl Zähne "n+1" auf. Die Phasendifferenz zwischen den beiden zusätzlichen Zahnrädern aufgrund des zusätzlichen Zahnradzahns an dem zweiten zusätzlichen Zahnrad wird dazu verwen­ det, zu bestimmen, in welchem Umlauf sich die Hauptzahnradwelle befin­ det, wenn die Messung vorgenommen wird. Das offenbarte Verfahren kann die erforderliche Genauigkeit liefern, jedoch umfaßt die von dem '905-Patent offenbarte Vorrichtung leider viele Teile, und das Verfahren bringt beträchtlichen Rechenaufwand mit sich, um einen gegenwärtigen Lenkradumlauf zu bestimmen. Schlechthin können diese mit Zahnrädern versehenen Systeme teuer sein und fallen mit größerer Wahrscheinlichkeit über die Zeit aus.
Bei der vorliegenden Erfindung wurden diese Mängel des Standes der Technik erkannt, und es wurden die unten offenbarten Lösungen für ei­ nen oder mehrere der Mängel des Standes der Technik geschaffen.
Ein Sensoraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstellung umfaßt ein Antriebszahnrad, ein und nur ein Abtriebszahnrad, das mit dem An­ triebszahnrad kämmt, einen Antriebszahnradsensor, um die Winkelstel­ lung des Antriebszahnrades zu erfassen, und einen Abtriebszahnradsen­ sor, um die Winkelstellung des Abtriebszahnrades zu erfassen. Die Ausge­ staltung des Abtriebszahnrades zu dem Antriebszahnrad ist derart ge­ wählt, daß das Abtriebszahnrad in bezug auf das Antriebszahnrad außer Phase sein wird, wenn das Antriebszahnrad über eine vorbestimmte An­ zahl von Umdrehungen rotiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebszahnrad an einem rotierenden Körper, z. B. einer rotierenden Welle, angebracht. Für eine er­ höhte Genauigkeit ist das Winkelgeschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad vorzugsweise größer oder klei­ ner als 1,0 : 1,0. Außerdem ist das bevorzugte Winkelgeschwindigkeits­ verhältnis keine ganze Zahl, wie beispielsweise 1,05 : 1,0 oder 1,0 : 1,05. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Sensoraufbau einen Mikroprozessor, der Ausgangssignale des Sensors empfängt und auf der Grundlage von diesen eine absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades bestimmt. Der Mikroprozessor bestimmt vorzugsweise die Winkelstellung θ als (n.360°+Y)/α, wie es nachstehend ausführlicher offenbart wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Fahrzeugsteuersystem einen Mikroprozessor und einen Sensoraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstellung, der dem Mikroprozessor ein Signal liefert. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Signal eine absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades dar.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Ver­ fahren zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung eines rotierenden Körpers, daß ein Antriebszahnrad bereitgestellt wird, ein Abtriebszahnrad bereitgestellt wird und ein nicht ganzzahliges Winkelgeschwindigkeitsver­ hältnis zwischen den Zahnrädern hergestellt wird, das einen Dezimalanteil aufweist. Es werden Signale erzeugt, die die relativen Winkelstellungen des Antriebs- und Abtriebszahnrades darstellen und dazu verwendet wer­ den, die absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades mit relativ hoher Genauigkeit zu berechnen. Die absolute Winkelstellung des Antriebszahn­ rades wird wie folgt bestimmt:
θ = (n.360°+Y)/α
wobei:
θ = absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades,
Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnrades,
α = Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades zum Ab­ triebszahnrad und
n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades relativ zur Anfangsstellung (Nullstellung).
Die Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades wird wie folgt be­ stimmt:
n =1+int(θ/360°)+N.int(α) und
Phase = X.α-Y
θ = Modulo (Phase/360°), falls Phase < 0,
sonst θ = 360° + Phase
wobei:
X = relative Winkelstellung des Antriebszahnrades,
N = Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades.
Die Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades steht mit dem Über­ setzungsverhältnis α in Beziehung und ist durch die Phase bestimmt. Wenn beispielsweise α = 5,2, dann
θ = 0 und N = 0;
θ = 288 und N = 1;
θ = 216 und N = 2;
θ = 144 und N = 3;
θ = 72 und N = 4.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen be­ schrieben, in diesen ist:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Sensoraufbaus zur Erfassung einer absoluten Winkelstellung und
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeugsteuersystem zeigt, das den Sensor zur Erfassung einer absoluten Winkelstel­ lung der vorliegenden Erfindung umfaßt.
In Fig. 1 ist ein Sensoraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstel­ lung gezeigt und allgemein mit 100 bezeichnet. Fig. 1 zeigt, daß der Sen­ soraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstellung 100 ein relativ großes Antriebszahnrad 102 umfaßt, das mit einem vorzugsweise kleine­ ren Abtriebszahnrad 104 kämmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebszahnrad 102 an einer rotierenden Welle 106, z. B. einer Lenkradwelle oder einer anderen rotierenden Welle, angebaut oder auf an­ dere Weise gekoppelt, so daß das Antriebszahnrad 102 und die Welle 106 zusammen mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit in einer durch den Bo­ gen 108 angedeuteten Richtung rotieren. Das Abtriebszahnrad 104 rotiert um seine Achse in einer durch einen Bogen 110 angedeuteten Richtung. Fig. 1 zeigt auch einen Antriebszahnradsensor 111, der in der Nähe des Antriebszahnrades 102 angeordnet ist, und einen Abtriebszahnradsensor 112, der in der Nähe des Abtriebszahnrades 104 angeordnet ist. Wenn die Zahnräder 102, 104 rotieren, erfassen die Sensoren 111, 112 die Winkel­ stellungen der Zahnräder 102, 104. Die Sensoren 111, 112 sind vorzugs­ weise Hall-Sensoren, MR-Sensoren oder irgendwelche anderen, allgemein in der Technik bekannten Sensoren mit ähnlichen Fähigkeiten, wobei das Antriebszahnrad 102 und das Abtriebszahnrad 104 derart aufgebaut sind, daß sie von den Sensoren 111, 112 erfaßt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades 102 zum Abtriebszahnrad 104 derart gewählt, daß das Abtriebszahnrad 104 mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit als das Antriebszahnrad 102 rotiert. Insbesondere ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad 102 und dem Abtriebszahnrad 104 derart gewählt, daß das Übersetzungsverhältnis keine ganze Zahl ist, z. B., be­ trägt das Übersetzungsverhältnis Vier Komma Acht zu Eins (4,8 : 1) oder Sechs Komma Zwei zu Eins (6,2 : 1) zum Messen von fünf Umdrehungen eines Lenkrades. Es ist festzustellen, daß zum Messen von fünf Umdre­ hungen eines Lenkrades das Übersetzungsverhältnis auch Fünf Komma Zwei zu Eins (5,2 : 1), Fünf Komma Vier zu Eins (5,4 : 1), Fünf Komma Sechs zu Eins (5,6 : 1) oder Fünf Komma Acht zu Eins (5,8 : 1) betragen kann. Es ist auch festzustellen, daß mit jedem der obigen Übersetzungs­ verhältnisse nach fünf Umdrehungen der Antriebswelle die Antriebs- und Abtriebszahnräder wieder zurück in Phase sind.
Mit beispielsweise einem Übersetzungsverhältnis von Sechs Komma Zwei zu Eins (6,2 : 1) rotiert das Abtriebszahnrad 104, nachdem das Antriebs­ zahnrad 102 dreihundertsechzig Grad (360°) rotiert hat, zweitausendzwei­ hundertundzweiunddreißig Grad (2232°). Somit ist das Abtriebszahnrad 104 in bezug auf das Antriebszahnrad 102 um zweiundsiebzig Grad (72°) außer Phase, und mit jedem zusätzlichen Umlauf des Antriebszahnrades 102 wird das Abtriebszahnrad 104 um zusätzliche zweiundsiebzig Grad (72°) außer Phase in bezug auf das Antriebszahnrad 102 sein. Sobald die Welle 106 fünf Umläufe abschließt, werden somit das Antriebszahnrad 102 und das Abtriebszahnrad 104 wieder in Phase sein.
Wenn das Antriebszahnrad 102 und das Abtriebszahnrad 104 rotieren, erfaßt der Sensor 112 die Winkelstellung des Abtriebszahnrades 104. Die­ se Information wird von dem unten beschriebenen Mikroprozessor dazu verwendet, die absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades 102 und der angebrachten rotierenden Welle 106 unter Verwendung der unten an­ gegebenen Formel oder eines algebraischen Äquivalentes von dieser zu be­ stimmen:
θ = (n.360°+Y)/α
wobei:
θ = absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades,
Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnrades,
α = Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades zum Ab­ triebszahnrad, und
n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades relativ zur Anfangsstellung (Nullstellung).
Die Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades wird wie folgt be­ stimmt:
n = 1+int(θ/360°)+N.int(α), und
Phase = X.α-Y
θ = Modulo (Phase/360°), falls Phase < 0,
sonst θ = 360° + Phase
wobei:
X = relative Winkelstellung des Antriebszahnrades,
N = Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades.
Die Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades steht mit dem Über­ setzungsverhältnis α in Beziehung und ist durch die Phase bestimmt. Wenn beispielsweise α = 5,2, dann
θ = 0 und N = 0;
θ = 288 und N = 1;
θ = 216 und N = 2;
θ = 144 und N = 3;
θ = 72 und N = 4.
Somit kann die absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades 102 z. B. für einen Bereich von null bis eintausendachthundert Grad (0°-1800°) oder fünf vollständige Umdrehungen (N = 5) eines Fahrzeuglenkrades be­ stimmt werden, wenn das Übersetzungsverhältnis 6,2 : 1 ist. Es ist festzu­ stellen, daß die vorliegenden Prinzipien dafür angewandt werden können, mehr oder weniger als fünf Umdrehungen (N < 5 oder N < 5) zu messen, indem ein nicht ganzzahliges Übersetzungsverhältnis geeignet festgelegt wird, dessen ganzzahliger Teil größer als die maximale Anzahl von Umdre­ hungen ist, die man messen möchte.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm gezeigt und mit 114 bezeichnet, das ein Lenksystem darstellt. Fig. 2 zeigt, daß das Lenksystem 114 einen An­ triebszahnradsensor 111 umfaßt, der in enger Nähe zu dem Antriebszahn­ rad 102 angeordnet und elektrisch mit einem Mikroprozessor 116 über eine elektrische Leitung 118 gekoppelt ist. Außerdem umfaßt das System 114 einen Abtriebszahnradstellungssensor 112, der in enger Nähe zu dem Abtriebszahnrad 104 angeordnet und elektrisch mit dem Mikroprozessor 116 über eine elektrische Leitung 119 gekoppelt ist. Dementsprechend verarbeitet der Mikroprozessor 116 die von dem Sensor 112 ausgesandten Signale, um die absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades 102 auf der Grundlage der Anzahl von Umläufen des Abtriebszahnrades 104 und der Winkelstellung des Abtriebszahnrades 104 zu bestimmen. Der Mikro­ prozessor 116 kann dann ein Fahrzeugsteuersystem 120 unter Verwen­ dung der absoluten Stellung des Antriebszahnrades 102 steuern.
Es ist festzustellen, daß das Verfahren und die Vorrichtung zum Bestim­ men der Winkelstellung eines rotierenden Körpers mit der oben beschrie­ benen Konstruktionsausgestaltung dazu verwendet werden können, die Winkelstellung einer rotierenden Welle 106 mit einer minimalen Menge an Teilen und minimaler Berechnung genau zu bestimmen. Es ist auch fest­ zustellen, daß die relativen Größen des Antriebszahnrades 102 und des Abtriebszahnrades 104 umgekehrt werden können, so daß das Antriebs­ zahnrad 102 relativ kleiner als das Abtriebszahnrad 104 ist. Indem dies so vorgenommen wird, ist die Vorrichtung in der Lage, eine relativ größere Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades 102 aufzulösen.
Zusammengefaßt umfassen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Be­ stimmen der absoluten Winkelstellung eines rotierenden Körpers ein An­ triebszahnrad 102, das an einem rotierenden Körper angebracht ist und mit einem einzigen Abtriebszahnrad 104 kämmt. Das Übersetzungsver­ hältnis zwischen Antriebszahnrad 102 und Abtriebszahnrad 104 ist keine ganze Zahl, so daß das Abtriebszahnrad 104 in bezug auf das Antriebs­ zahnrad 102 außer Phase sein wird, wenn das Antriebszahnrad 102 auf­ einanderfolgende Umläufe beendet. Ein Sensor 112 ist in enger Nähe zum Abtriebszahnrad 104 angeordnet und liefert einem Mikroprozessor 116 ein die Winkelstellung des Abtriebszahnrades 104 darstellendes Signal. Die­ ses Signal wird vom Mikroprozessor 116 verwendet, um die absolute Win­ kelstellung des Antriebszahnrades 102 und somit die absolute Stellung des angebrachten rotierenden Körpers unter Verwendung der Gleichung θ = (n.360°+Y)/α zu berechnen, wobei θ = absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades 102, Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnrades 104 (°), α = Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades 102 zum Ab­ triebszahnrad 104 und n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahn­ rades relativ zur Anfangsstellung (Nullstellung), wie unter Verwendung der Gleichung n = 1+int(θ/360°)+N.int(α) bestimmt, wobei N = Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades 102 und θ = Modulo (Phase = 360°), falls Phase < 0, sonst θ = 360° + Phase, wobei Phase = X.α-Y und wobei X = relative Winkelstellung des Antriebszahnrades 102.

Claims (19)

1. Sensoraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstellung, umfas­ send:
ein Antriebszahnrad (102);
ein und nur ein Abtriebszahnrad (104), das mit dem Antriebs­ zahnrad (102) kämmt, wobei die Ausgestaltung des Antriebszahnra­ des (102) in bezug auf das Abtriebszahnrad (104) derart gewählt ist, daß das Abtriebszahnrad (104) in bezug auf das Antriebszahnrad (102) außer Phase sein wird, wenn das Antriebszahnrad (102) über eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen rotiert;
ein Antriebszahnradsensor (111), um die Winkelstellung des An­ triebszahnrades (102) zu erfassen; und
einen Abtriebszahnradsensor (112), um die Winkelstellung des Abtriebszahnrades (104) zu erfassen.
2. Sensoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (102) an einem rotierenden Körper angebracht ist.
3. Sensoraufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Körper eine rotierende Welle (106) ist.
4. Sensoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgeschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad (102) und dem Abtriebszahnrad (104) größer oder kleiner als 1,0 : 1,0 ist.
5. Sensoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgeschwindigkeitsverhältnis keine ganze Zahl ist, wie bei­ spielsweise 1,05 : 1,0 oder 1,0 : 1,05.
6. Sensoraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen Mikroprozessor (116) umfaßt, der ein Ausgangssignal des Sensors (112) empfängt und auf der Grundlage von diesem eine absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades (102) bestimmt.
7. Sensoraufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (116) die absolute Winkelstellung θ als (n.360°+Y)/α bestimmt, wobei Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnra­ des (104), α = ein Verhältnis des Antriebszahnrades (102) zum Ab­ triebszahnrad (104) und n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebs­ zahnrades relativ zu einer Anfangsstellung.
8. Sensoraufbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (116) die Anzahl von Umdrehungen des Abtriebs­ zahnrades relativ zur Anfangsstellung, n, als 1+int(θ/360°)+N.int(α) bestimmt, und wobei ferner N = die Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades (102) und θ = Modulo (Phase/360°), falls Pha­ se < 0, sonst θ = 360° + Phase, wobei Phase = X.α-Y und wobei X = relative Winkelstellung des Antriebszahnrades (102).
9. Fahrzeugsteuersystem, umfassend:
einen Mikroprozessor (116); und
einen Sensoraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstel­ lung (100), der dem Mikroprozessor (116) ein Signal liefert, wobei das Signal eine absolute Winkelstellung eines Antriebszahnrades (102) darstellt.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensoraufbau zur Erfassung einer absoluten Winkelstellung (100) umfaßt:
ein Antriebszahnrad (102), das mit dem Abtriebszahnrad (104) kämmt, wobei das Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades (102) zum Abtriebszahnrad (104) derart gewählt ist, daß das Ab­ triebszahnrad (104) in bezug auf das Antriebszahnrad (102) außer Phase sein wird, wenn das Antriebszahnrad (102) rotiert;
einen Antriebszahnradsensor (111), um die Anzahl von Umläufen des Antriebszahnrades (102) und die Winkelstellung des Antriebs­ zahnrades (102) zu erfassen; und
einen Abtriebszahnradsensor (112), um die Anzahl von Umläufen des Abtriebszahnrades (104) und die Winkelstellung des Abtriebs­ zahnrades (104) zu erfassen.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (102) an einem rotierenden Körper angebracht ist.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Körper eine rotierende Welle (106) ist.
13. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad (102) und dem Abtriebszahnrad (104) größer oder kleiner als 1,0 : 1,0 ist.
14. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgeschwindigkeitsverhältnis keine ganze Zahl ist, wie bei­ spielsweise 1,05 : 1 oder 1 : 1,05.
15. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Mikroprozessor (116) umfaßt, der ein Ausgangssignal des Sensors (112) empfängt und auf der Grundlage von diesem eine ab­ solute Winkelstellung des Antriebszahnrades (102) bestimmt.
16. Sensoraufbau nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (116) die absolute Winkelstellung θ als (n.360°+Y)/α bestimmt, wobei Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnra­ des (104), α = ein Verhältnis des Antriebszahnrades (102) zum Ab­ triebszahnrad (104) und n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebs­ zahnrades relativ zu einer Anfangsstellung.
17. Sensoraufbau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (116) die Anzahl von Umdrehungen des Abtriebs­ zahnrades relativ zur Anfangsstellung, n, als 1+int(θ/360°)+N.int(α) bestimmt, und wobei ferner N = die Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades (102) und θ = Modulo (Phase/360°), falls Pha­ se < 0, sonst θ = 360° + Phase, wobei Phase = X.α-Y und wobei X = relative Winkelstellung des Antriebszahnrades (102).
18. Verfahren zum Bestimmen der absoluten Winkelstellung eines rotie­ renden Körpers mit den Schritten, daß:
ein Antriebszahnrad (102) bereitgestellt wird;
ein Abtriebszahnrad (104) bereitgestellt wird;
ein nicht ganzzahliges Winkelgeschwindigkeitsverhältnis zwischen den Zahnrädern (102, 104) festgelegt wird, das einen ganzzahligen Anteil aufweist, der mindestens gleich einer vorbestimmten Anzahl von Rotationen ist;
ein Signal erzeugt wird, das die Winkelstellung des Antriebszahn­ rades (102) darstellt;
ein Signal erzeugt wird, das die Winkelstellung des Abtriebszahn­ rades (104) darstellt; und
eine absolute Stellung des Antriebszahnrades (102) wie folgt be­ stimmt wird:
θ = (n.360°+Y)/α
wobei:
θ = absolute Winkelstellung des Antriebszahnrades,
Y = relative Winkelstellung des Abtriebszahnrades,
α = Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrades zum Abtriebszahnrad und
n = Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades in bezug auf die Anfangsstellung (Nullstellung);
die Anzahl von Umdrehungen des Abtriebszahnrades wie folgt be­ stimmt:
n = 1+int(θ/360°)+N.int(α), und
Phase = X.α-Y
θ = Modulo (Phase/360°), falls Phase < 0,
sonst θ = 360° + Phase
wobei:
X = relative Winkelstellung des Antriebszahnrades,
N = Anzahl von Umdrehungen des Antriebszahnrades.
19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt, daß:
einem Fahrzeugsteuersystem (120) ein Signal geliefert wird, wobei das Signal die absolute Winkelstellung des rotierenden Körpers dar­ stellt.
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