DE102013226348A1 - Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements - Google Patents

Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements Download PDF

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Abstract

Es wird eine Sensorvorrichtung (10) zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements (12) vorgeschlagen, die mindestens einen Drehzahlsensor (14) umfasst, der zum Erzeugen eines ersten Sensorsignals ausgebildet ist. Die Sensorvorrichtung (10) umfasst weiterhin mindestens einen Absolutwertgeber (20), der zum Erzeugen eines zweiten Sensorsignals ausgebildet ist. Es wird weiterhin ein Sensorsystem (38) zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements (12) vorgeschlagen, das mindestens eine derartige Sensorvorrichtung (10) umfasst. Das Sensorsystem (38) umfasst weiterhin eine mit der Sensorvorrichtung (10) verbindbare Steuerung (42). Die Steuerung (42) ist eingerichtet, um in mindestens einem ersten Drehzahlbereich des rotierenden Elements (12) das von dem Drehzahlsensor (14) erzeugte erste Sensorsignal zu erfassen, und die Steuerung (42) ist eingerichtet, um in mindestens einem zweiten Drehzahlbereich das von dem Absolutwertgeber (20) erzeugte zweite Sensorsignal zu erfassen.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Sensoren bekannt, welche mindestens eine Rotationseigenschaft rotierender Elemente erfassen. Unter Rotationseigenschaften sind dabei allgemein Eigenschaften zu verstehen, welche die Rotation des rotierenden Elements zumindest teilweise beschreiben. Hierbei kann es sich beispielsweise um Winkelgeschwindigkeiten, Drehzahlen, Winkelbeschleunigungen, Drehwinkel, Winkelstellungen oder andere Eigenschaften handeln, welche eine kontinuierliche oder diskontinuierliche, gleichförmige oder ungleichförmige Rotation oder Drehung des rotierenden Elements charakterisieren können. Beispiele derartiger Sensoren sind aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 63–73 und 120–129 bekannt. Ein besonderer Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch grundsätzlich nicht beschränkt ist, liegt in einer Erfassung einer absoluten Winkelposition. Die Erfassung der absoluten Winkelposition kann insbesondere eingerichtet sein, eine absolute Winkelposition einer Kurbelwelle oder Nockenwelle zu erfassen.
  • In der DE 10 2010 064 203 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Erkennungsschwelle zur Erkennung eines Vorliegens eines Zahns oder einer Zahnlücke eines Positionsgebers vor einem Sensor in Form eines Phasengebers beschrieben.
  • In der DE 10 2010 042 023 A1 ist ein Stellglied zur Auswahl mindestens eines auswählbaren Schaltzustands beschrieben, bei dem das Stellglied mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Elemente umfasst. Mindestens eines der Elemente weist einen Magnetfelderzeuger auf und das jeweils andere Element weist einen Magnetfeldsensor auf. Der Magnetfelderzeuger ist eingerichtet, um bei einer Bewegung der Elemente relativ zueinander am Ort des Magnetfeldsensors ein Magnetfeld mit mindestens einem Vorzeichenwechsel bei mindestens einem Nulldurchgang zu erzeugen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Trotz der durch die oben beschriebenen Sensoren bewirkten Vorteile beinhalten diese noch Potenzial für Verbesserungen. So dient der oben beschriebene Phasengeber zur berührungslosen Erfassung einer Winkelposition eines rotierenden Elements mithilfe eines speziell gezahnten Geberrads auf dem rotierenden Element. Bei Rotation des Geberrads erfasst der Phasengeber Magnetfeldänderungen an den Zahn-/Lückeflanken und wandelt diese in digitale Ausgangssignal-Pulse, die so genannten Inkremente, um. Eine Drehzahl- und Positionsbestimmung des rotierenden Elements ist in Echtzeit in einem Drehzahlbereich von 0 bis 5000 Umdrehungen pro Minute möglich, wobei eine Signalverzögerungszeit von ungefähr 20 Mikrosekunden vorliegt. Bedingt durch das Inkrementalgeber-Prinzip ist eine Bestimmung der absoluten Winkelposition des rotierenden Elements jedoch nicht möglich.
  • Bei dem oben beschriebenen Sensor zur absoluten Winkelerfassung lässt sich eine absolute Winkelposition erfassen. Derartige Sensoren sind jedoch nicht zur Erfassung von Drehzahlen bis 5.000 Umdrehungen pro Minute geeignet, da für die Echtzeitübertragung absoluter Winkelpositionen vom Sensor zum Steuergerät keine geeignete standardisierte Schnittstelle vorhanden ist. Insbesondere ist die analoge Schnittstelle ungenau und die zur Verfügung stehenden digitalen Schnittstellen sind im Vergleich zum Inkrementalgeber nicht echtzeitfähig genug. Einige dieser Schnittstellen sind aufwändig, da sie mehrere Leitungen benötigen, und/oder nur für kurze Übertragungsstrecken geeignet.
  • Es ist daher entsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements anzugeben, das die oben beschriebenen Nachteile zumindest weitgehend vermeidet und die insbesondere eine Erfassung der absoluten Winkelposition in einem Drehzahlbereich zumindest von 0 Umdrehungen pro Minute bis mindestens 5.000 Umdrehungen pro Minute ermöglicht.
  • Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements umfasst mindestens einen Drehzahlsensor, der zum Erzeugen eines ersten Sensorsignals ausgebildet ist, und umfasst weiterhin mindestens einen Absolutwertgeber, der zum Erzeugen eines zweiten Sensorsignals ausgebildet ist.
  • Der Drehzahlsensor und der Absolutwertgeber können ausgebildet sein, das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal unabhängig voneinander zu erzeugen.
  • Unter einem Drehzahlsensor ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich jede Art von Sensor zu verstehen, die eingerichtet ist, einen pro Zeiteinheit zurückgelegten Winkel oder Weg eines rotierenden Elements zu erfassen. Derartige Sensoren können zum Einen auf großen Messeffekten beruhen, wie beispielsweise induktiv, und sind daher meist passiv, d.h. sie weisen keine Elektronik vor Ort auf. Zum Anderen können sie auf kleinen Messeffekten basieren, wie beispielsweise Hall oder magnetoresistiv, und weisen daher eine integrierte Elektronik zur Signalaufbereitung auf. Die zuletzt genannte Art von Sensoren wird auch als intelligente oder aktive Sensoren bezeichnet. Beispiele derartiger Sensoren sind aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 63–73 und 120–129 bekannt.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Drehzahlsensor als so genannter Phasengeber ausgebildet sein. Ein Phasengeber eignet sich zur berührungslosen Erfassung einer Winkelposition eines rotierenden Elements, wie beispielsweise einer Nockenwelle. Zu diesem Zweck wirkt der Phasengeber mit einem so genannten Inkrementträger zusammen.
  • Die Sensorvorrichtung kann weiterhin mindestens einen mit dem rotierenden Element verbindbaren Inkrementträger umfassen. Der wenigstens eine Inkrementträger kann ein Zahnrad sein. Das Zahnrad kann wenigstens teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Inkrementträger ein magnetisches Multipolrad sein. Das Multipolrad kann hierzu beispielsweise durch in einem Kunststoff eingeschlossene permanentmagnetische Partikel mit bereichsweise alternierender Polarisierung gebildet sein. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Inkrementträger permanentmagnetische Bereiche aufweist und der Inkrementträger zur Bildung von Wirbelströmen eingerichtet ist. Hierbei kann es sich bevorzugt um einen Inkrementträger in Form eines zuvor beschriebenen magnetischen Polrades handeln.
  • Unter einem Inkrementträger ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein mit dem rotierenden Element verbindbarer oder verbundener Träger zu verstehen. Der Träger kann beispielsweise in Form eines Geberrads ausgebildet sein. Ein Inkrementträger wird üblicherweise bei inkrementellen Messmethoden verwendet. Die bei Drehzahlsensoren häufig zum Einsatz gelangende Messmethode ist eine inkrementelle Zählmethode, bei welcher durch eine Zählung von Einzelwerten, auch Inkrementwerte genannt, die Wertänderung pro Zeiteinheit gemessen wird und dadurch auf verschiedene Rotationseigenschaften, wie beispielsweise die Drehzahl oder eine der anderen zuvor genannten Eigenschaften geschlossen werden kann. Der Inkrementträger weist hierzu üblicherweise entlang eines Wegs periodisch angeordnete Wertgeber auf, welche jeweils einzeln erfassbar sind und jeweils die Erhöhung oder Verringerung des Zählwerts um ein Inkrement auslösen. Der Inkrementträger kann beispielsweise aus einem auf einen entsprechenden magnetischen Sensor abgestimmten Zahnrad aus einem magnetisierbaren Material bestehen, welches, sofern es durch ein äußeres Magnetfeld bewegt wird, im Bereich eines jedes Zahnes und einer jeden zwischen zwei Zähnen angeordneten Lücke durch eine unterschiedliche Beeinflussung des Magnetfeldes erfassbare Ereignisse erzeugt. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Inkrementträger in Form eines Multipolrads gebildet ist, welches üblicherweise durch eine Abfolge von permanentmagnetischen Bereichen mit einer alternierenden bzw. sich abwechselnden magnetischen Polarisation gebildet ist. Ein derartiges Multipolrad kann hierbei in der Lage sein, durch Ausbildung einer Mehrzahl an eigenen magnetischen Feldbereichen durch Interferenz, beispielsweise eine Überlagerung, mit einem äußeren Magnetfeld, sprich durch eine Messung der Änderung des äußeren Magnetfeldes, oder aber durch eine unmittelbare Messung der Mehrzahl an magnetischen Feldbereichen zwischen zwei benachbarten permanentmagnetischen Bereichen eine Mehrzahl erfassbarer magnetischer Ereignisse zu erzeugen.
  • Unter einem Absolutwertgeber ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich jede Art von Sensor zu verstehen, die eingerichtet ist, ein oder mehrdimensionale Weg- und /oder Winkelpositionen eines rotierenden Elements zu erfassen. Bei den erfassbaren Messgrößen kann es sich grundsätzlich um translatorische und/oder rotatorische Messgrößen handeln, also Messgrößen, die eine Erfassung in Meter und/oder Winkelgrad erlauben. Ein Absolutwertgeber eignet sich zur Erfassung eines absoluten Winkels, d.h. eines Winkels ohne Referenzieren. Absolutwertgeber geben die Lageinformation in Form eines digitalen Zahlenwertes aus. Da dieser Zahlenwert über den gesamten Auflösebereich des Absolutwertgebers eindeutig ist, wird keine anfängliche Referenzierung benötigt. Beispiele derartiger Sensoren sind aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 34–57 bekannt.
  • Der Absolutwertgeber der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Hall-Element und/oder mindestens ein magnetoresistives Element aufweisen. Mithilfe eines derartigen Sensors sind niedrige Drehzahlen bzw. Drehgeschwindigkeiten und die absolute Winkelposition in einem Drehzahlbereich von weniger als 5.000 Umdrehungen pro Minute bis zu einem Stillstand des rotierenden Elements hin mit einer entsprechend hohen Genauigkeit des Messsignals erfassbar.
  • Der Absolutwertgeber kann mindestens einen Magneten aufweisen. Der Magnet kann an einer Stirnseite oder auf einem Außenumfang des rotierenden Elements anbringbar sein. Der Absolutwertgeber kann radial oder axial bezüglich des rotierenden Elements angeordnet sein.
  • Die Sensorvorrichtung kann wenigstens eine Auswerteeinheit umfassen. Die wenigstens eine Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, um das erste Sensorsignal und/oder das zweite Sensorsignal auszuwerten. Unter einer Auswertung des Sensorsignals wird hier allgemein jeder beliebige Prozessschritt verstanden, der der Gewinnung einer Information über eine Rotationseigenschaft des rotierenden Elements ausgehend von dem Sensorsignal dient. Beispielsweise bei der absoluten Winkelposition als zu erfassende Rotationseigenschaft, kann es hierbei vorgesehen sein, dass für den Drehzahlsensor und den Absolutwertgeber der Sensorvorrichtung eine eigene Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche lediglich das jeweils eine Sensorsignal des ihr zugewiesenen Sensors zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig auswertet und die gewonnene Information über die absolute Winkelposition des rotierenden Elements in Form eines Datensignals, beispielsweise einer nicht zur Sensorvorrichtung gehörenden Motorsteuerung, insbesondere einem Motorsteuergerät, zur Verfügung stellt. In diesem Fall empfängt das beispielsweise Motorsteuergerät von jeder Auswerteeinheit eine eigene Information über die absolute Winkelposition und muss diese in Abhängigkeit von der Information auf die Genauigkeit der jeweiligen Information über die absolute Winkelposition hin vergleichen und/oder überprüfen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung lediglich eine Auswerteeinheit umfasst, welche zur Auswertung mehrerer, von den Sensoren erzeugter Sensorsignale ausgebildet ist. Gemäß dieser Ausführungsform mit nur einer Auswerteeinheit wird in vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen, dass eine andernfalls notwendige Mehrzahl an Datenleitungen zwischen der Sensorvorrichtung und einer möglichen Motorsteuerung minimiert werden kann. Weiterhin ist es möglich, eine Auswertung der Gesamtheit der einzelnen Sensorsignale einer Sensorvorrichtung mit einer im Wesentlichen an die Sensorvorrichtung angepassten Auswerteelektronik derart in der Sensorvorrichtung zu implementieren, dass eine Gewinnung der Information über die Rotationseigenschaft in annähernd Realzeit durchgeführt werden kann.
  • Eine weiterhin vorteilhafte Ausgestaltung der Sensorvorrichtung mit wenigstens einer Auswerteeinheit kann darin bestehen, dass die wenigstens eine Auswerteeinheit einen Signalausgang aufweist. Die wenigstens eine Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, um an ihrem Signalausgang in Abhängigkeit von der Drehzahl des rotierenden Elements lediglich eines der ausgewerteten Sensorsignale bereitzustellen. Die Rotationseigenschaft kann insbesondere eine absolute Winkelposition sein.
  • Des Weiteren wird ein Sensorsystem zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements vorgeschlagen. Das Sensorsystem weist mindestens eine Sensorvorrichtung nach den zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. Das Sensorsystem weist weiterhin eine mit der Sensorvorrichtung verbindbare Steuerung auf. Die Steuerung kann eingerichtet sein, um in mindestens einem ersten Drehzahlbereich des rotierenden Elements das von dem Drehzahlsensor erzeugte erste Sensorsignal zu erfassen. Die Steuerung kann eingerichtet sein, um in mindestens einem zweiten Drehzahlbereich das vom Absolutwertgeber erzeugte zweite Sensorsignal zu erfassen. Der erste Drehzahlbereich kann höher als der zweite Drehzahlbereich sein.
  • Dies ist unabhängig davon, ob bereits in zuvor beschriebener Weise eine Vorauswahl des Sensorsignals in Abhängigkeit des jeweiligen Drehzahlbereichs von einer möglichen Auswerteeinheit der Sensorvorrichtung vorgenommen wird oder ob eine entsprechende Auswahl in der mit der Sensorvorrichtung verbundenen Steuerung erfolgt. Bei dieser Steuerung kann es sich beispielsweise um eine üblicherweise in Motoren zum Einsatz kommende Motorsteuerung, insbesondere einer so genannten ECU (electronic control unit), oder aber beispielsweise auch um eine mit einer Motorsteuerung in verbindbare Sensorsteuerung handeln.
  • Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, zur Erfassung der absoluten Winkelposition eines rotierenden Elements eine Kombination aus einem Drehzahlsensor, wie beispielsweise ein Phasengeber, und einem Absolutwertgeber zu verwenden. Der Absolutwertgeber wird für niedrige Drehzahlen, d. h. Drehzahlen deutlich unterhalb von 5.000 Umdrehungen pro Minute verwendet. Die beiden Sensoren stellen ihre Ausgangssignale unabhängig voneinander einem Steuergerät zur Verfügung. Je nach Ist-Drehzahl des rotierenden Elements werden in dem Steuergerät die Signale des Drehzahlsensors oder des Absolutwertgebers zur Auswertung herangezogen.
  • Durch die Kombination der beiden oben beschriebenen Sensoren lassen sich die Rotationseigenschaften von 0 Umdrehungen pro Minute bis hin zu über 5.000 Umdrehungen pro Minute erfassen. Theoretisch ist es jedoch ebenfalls denkbar, dass die maximale Drehzahl in einem Bereich von 80.000 bis 100.000 Umdrehungen pro Minute liegen kann. Ebenso wird es durch die Ausnutzung der den beiden Sensortypen zugrunde liegenden Messprinzipien, insbesondere durch die Auswertung von wenigstens einem der Sensorsignale ermöglicht, dass eine im gesamten Drehzahlbereich hohe Genauigkeit des Messsignals bereitgestellt werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in der Figur schematisch dargestellt sind. Es zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements 12. Bei der Rotationseigenschaft handelt es sich bei der gezeigten Ausführungsform eine absolute Winkelposition. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Rotationseigenschaften mit der beschriebenen Sensorvorrichtung 10 erfassbar sind, wie beispielsweise Winkelgeschwindigkeiten, Drehzahlen und Winkelbeschleunigungen. Das rotierende Element 12 ist beispielsweise eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Die Sensorvorrichtung 10 umfasst mindestens einen Drehzahlsensor 14, der bei dieser Ausführungsform als Phasengeber 16 ausgebildet ist. Der Phasengeber 16 weist beispielsweise einen nicht näher gezeigten Magnetfelderzeuger auf, welcher beispielsweise durch einen Permanentmagneten gebildet sein kann. Der Phasengeber kann beispielsweise weiterhin ein an einem der Pole des Magnetfelderzeugers angeordnetes Flussleitelement aufweisen, welches sich in Richtung des dargestellten rotierenden Elements 12 hin erstreckt. Das eigentliche Sensorelement des beispielweisen Phasengebers 16 ist in Form eines Magnetfeldsensor-IC ausgebildet, welcher zwischen dem Magnet bzw. dem Flussleitelement und dem rotierenden Element 12 angeordnet ist. Mit der Nockenwelle 12 verbindbar oder verbunden ist ein Inkrementträger 18, der mit dem Phasengeber 16 zusammenwirkt. Der Drehzahlsensor 14 ist zum Erzeugen eines ersten Sensorsignals ausgebildet.
  • Die Sensorvorrichtung 10 umfasst weiterhin einen Absolutwertgeber 20. Der Absolutwertgeber ist zum Erzeugen eines zweiten Sensorsignals ausgebildet. Der Absolutwertgeber 20 weist einen Magneten 22, der als Permanentmagnet ausgebildet sein kann, und einen Magnetsensor 24 auf. Der Magnet 22 kann ein Scheibenmagnet oder ein Stabmagnet sein, der mit dem rotierenden Element 12 fest verbunden ist. Beispielsweise ist der Magnet 22 als Scheibenmagnet ausgebildet und an einer Stirnseite 26 des rotierenden Elements 12 angeordnet. Der Magnet 22 weist einen Südpol 28 und einen Nordpol 30 auf. Der Magnetsensor 24 kann ein Magnetsensor mit integrierter Schaltung sein und ist zur Erfassung einer Magnetfeldrichtung ausgebildet. Zu diesem Zweck weist der Absolutwertgeber 20 beispielsweise ein oder mehrere Hall-Elemente als Magnetsensor 24 auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Absolutwertgeber 20 ein oder mehrere magnetoresistive Elemente als Magnetsensor 24 aufweisen.
  • Die dargestellte Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10 weist weiterhin eine Auswerteeinheit 32 auf, welche über elektrische Leitungen 34 mit dem Drehzahlsensor 14 und dem Absolutwertgeber 20 verbunden ist. Über die elektrischen Leitungen 34 werden bevorzugt sowohl das jeweils von dem Drehzahlsensor 14 als auch dem Absolutwertgeber 20 erzeugte erste Sensorsignal und zweite Sensorsignal unabhängig voneinander übertragen. Die Auswerteeinheit 32 weist einen Signalausgang 36 auf. Die Auswerteeinheit 32 ist eingerichtet, um an ihrem Signalausgang 36 in Abhängigkeit von der Drehzahl des rotierenden Elements 12 lediglich eines der ausgewerteten Sensorsignale bereitzustellen.
  • Wie der Darstellung von 1 weiterhin entnommen werden kann, ist in Verlängerung des Phasengebers 16 der Inkrementträger 18 angeordnet. Der Rotation des rotierenden Elements 12 folgend wird der Inkrementträger 18 im Wesentlichen senkrecht zu einem von dem Magnetfelderzeuger des Phasengebers 16 erzeugten magnetischen Feld vorbeigeführt. Hierdurch wird wie in zuvor beschriebener Weise das von dem Magnetfelderzeuger erzeugte Magnetfeld beeinflusst, bzw. verändert, wobei die Änderung des Magnetfelds von dem Phasengeber 16 erfasst werden kann.
  • Wie in 1 weiter dargestellt ist, ist der Absolutwertgeber 20 derart ausgebildet, dass der Magnetsensor 24 axial bezüglich des rotierenden Elements 12 angeordnet ist, da der Magnet 22 an der Stirnseite 26 des rotierenden Elements 12 angeordnet ist. Bei einer alternativen Anordnung kann der Magnetsensor 24 jedoch auch radial bezüglich der Nockenwelle 12 angeordnet sein. In diesem Fall ist der Magnet 22 an einer Außenumfangsfläche des rotierenden Elements 12 angeordnet. Eine Änderung des von dem Magneten 22 erzeugten Magnetfelds wird von dem Absolutwertgeber 20 erfasst.
  • Weiter dargestellt in 1 ist ein Sensorsystem 38. Das Sensorsystem 38 weist bevorzugt eine über Datenleitungen 40 mit der Sensorvorrichtung 10 in Verbindung stehende Steuerung 42 auf. Die Steuerung 42 kann eine bekanntermaßen bei Brennkraftmaschinen, Elektroantrieben oder Hybridantrieben zum Einsatz gelangende Motorsteuerung umfassen oder eine solche sein. Die Anzahl der zwischen der Auswerteeinheit 32 und der Steuerung 42 dargestellten Datenleitungen 40 ist lediglich schematisch und beschränkt die Datenleitungen 40 nicht auf die gezeigte eine Verbindungsleitung. Andere Schnittstellenarten mit mehr oder weniger Verbindungsleitungen sind ebenso möglich. Zuvor Gesagtes gilt gleichermaßen für die in 1 dargestellten elektrischen Leitungen 34 zwischen dem Phasengeber 16 und der Auswerteeinheit 32 und zwischen dem Absolutwertgeber 20 und der Auswerteeinheit 32.
  • Die Steuerung 42 ist eingerichtet, um in mindestens einem ersten Drehzahlbereich des rotierenden Elements 12 das von dem Phasengeber 16 erzeugte erste Sensorsignal zu erfassen. Die Steuerung 42 ist weiter eingerichtet, um in mindestens einem zweiten Drehzahlbereich das von dem Absolutwertgeber 20 erzeugte zweite Sensorsignal zu erfassen. Der erste Drehzahlbereich ist dabei höher als der zweite Drehzahlbereich. Entsprechend wird in Abhängigkeit von der Drehzahl entweder das Signal von dem Phasengeber 16 oder das Signal von dem Absolutwertgeber 20 für eine Auswertung bezüglich der Bestimmung einer absoluten Winkelposition des rotierenden Elements 12 zur Auswertung herangezogen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010064203 A1 [0002]
    • DE 102010042023 A1 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 63–73 und 120–129 [0001]
    • Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 63–73 und 120–129 [0009]
    • Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 34–57 [0013]

Claims (10)

  1. Sensorvorrichtung (10) zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements (12), umfassend mindestens einen Drehzahlsensor (14), der zum Erzeugen eines ersten Sensorsignals ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) weiterhin mindestens einen Absolutwertgeber (20) umfasst, der zum Erzeugen eines zweiten Sensorsignals ausgebildet ist.
  2. Sensorvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Drehzahlsensor (14) und der Absolutwertgeber (20) ausgebildet sind, das erste Sensorsignal und das zweite Sensorsignal unabhängig voneinander zu erzeugen.
  3. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absolutwertgeber mindestens einen Magneten (22) aufweist, wobei der Magnet (22) an einer Stirnseite (26) oder auf einem Außenumfang des rotierenden Elements (12) anbringbar ist.
  4. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absolutwertgeber (20) radial oder axial bezüglich des rotierenden Elements (12) angeordnet ist.
  5. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (10) wenigstens eine Auswerteeinheit (32) umfasst, wobei die wenigstens eine Auswerteeinheit (32) eingerichtet ist, um das erste Sensorsignal und/oder das zweite Sensorsignal auszuwerten.
  6. Sensorvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die wenigstens eine Auswerteeinheit (32) einen Signalausgang (36) aufweist, wobei die wenigstens eine Auswerteeinheit (32) eingerichtet ist, um an ihrem Signalausgang (36) in Abhängigkeit von der Drehzahl des rotierenden Elements (12) lediglich eines der ausgewerteten Sensorsignale bereitzustellen.
  7. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotationseigenschaft eine absolute Winkelposition ist.
  8. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drehzahlsensor (14) ein Phasengeber (16) ist.
  9. Sensorsystem (38) zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements (12), wobei das Sensorsystem (38) mindestens eine Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei das Sensorsystem (38) weiterhin eine mit der Sensorvorrichtung (10) verbindbare Steuerung (42) umfasst, wobei die Steuerung (42) eingerichtet ist, um in mindestens einem ersten Drehzahlbereich des rotierenden Elements (12) das von dem Drehzahlsensor (14) erzeugte erste Sensorsignal zu erfassen, und wobei die Steuerung (42) eingerichtet ist, um in mindestens einem zweiten Drehzahlbereich das von dem Absolutwertgeber (20) erzeugte zweite Sensorsignal zu erfassen.
  10. Sensorsystem (38) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der erste Drehzahlbereich höher als der zweite Drehzahlbereich ist.
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DE102010042023A1 (de) 2010-10-06 2012-04-12 Robert Bosch Gmbh Stellglied zur Auswahl mindestens eines auswählbaren Schaltzustands
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