DE60034649T2

DE60034649T2 - Winkelmessvorrichtung

Info

Publication number: DE60034649T2
Application number: DE60034649T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ota-ku Hoshi; Hironori Ota-ku Kato; Yoshio Ota-ku Sanpei; Hirofumi Ota-ku Okumura; Ichirou Ota-ku Tokunaga; Toshio Ota-ku Ogawa
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: KR100390297B1; US6456065B2; JP2001174289A; DE60034649D1; EP1108987A1; KR20010062492A; US20010004720A1; EP1108987B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Drehwinkel-Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist mit einem Drehglied, beispielsweise einer Lenkachse eines Kraftfahrzeugs verbunden, und sie gibt zwei oder mehr Detektorsignale aus, die dem Drehwinkel und der Drehrichtung des Lenkrads entsprechen, um den Drehwinkel des Drehglieds an Hand solcher Detektorsignale zu erfassen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bislang wurde ein Drehsensor in Form eines Drehdetektorteils verwendet. Als ein Beispiel für einen solchen Drehsensor wurde der im Folgenden zu beschreibende Drehsensor vorgeschlagen (dieser Drehsensor wird im Folgenden als "vorgeschlagener Drehsensor" bezeichnet).
Der vorgeschlagene Drehsensor enthält ein fixes Basisteil, einen in Bezug auf das Basisteil drehfähigen Rotor und einen Drehdetektorteil, der sich zwischen dem Basisteil und dem Rotor befindet. Der Drehdetektorteil gibt ein sinusförmiges erstes Detektorsignal, ein sinusförmiges zweites Detektorsignal und ein drittes Detektorsignal aus. Das erste und das zweite Detektorsignal besitzen konstante Amplituden und gleiche Perioden und werden mit einer Phase von 1/4 Wellenlänge ausgegeben. Das dritte Detektorsignal besitzt die gleiche Periodendauer im gesamten Drehbereich des Rotors und nimmt linear zu. Bei Einsatz des Drehsensors wird der Rotor mit einem Drehglied, beispielsweise einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs gekoppelt. Der Drehdetektorteil enthält einen ersten und einen zweiten Magneten sowie ein erstes bis drittes Hallelement. Der erste und der zweite Magnet sind an dem Basisteil angeordnet. Das erste und das zweite Hallelement be finden sich an dem Rotor gegenüber dem ersten Magneten unter einem Winkel von etwa 90°. Das dritte Hallelement liegt dem zweiten Magneten gegenüber.
Wenn bei einem solchen Aufbau das Lenkrad gedreht wird, um die mit dem Lenkrad verbundene Drehspindel zu drehen, dreht sich der mit der Drehspindel gekoppelte Rotor und bewirkt, dass der Drehdetektorteil das erste bis dritte Detektorsignal erzeugt, die dem Drehwinkel und der Drehrichtung der Drehspindel entsprechen.
Das erzeugte erste bis dritte Detektorsignal werden einem in dem Kraftfahrzeug untergebrachten Steuerteil zugeleitet. Basierend auf dem zugeführten dritten Detektorsignal detektiert der Steuerteil die Drehrichtung und den groben Drehwinkel gegenüber der Neutralstellung des Lenkrads (oder der Lenkspindel). Basierend auf dem zugeführten ersten und zweiten Detektorsignal detektiert in ähnlicher Weise der Steuerteil den sehr kleinen Drehwinkel gegenüber der Neutralstellung des Lenkrads (oder der Lenkspindel). Die detektierte Drehrichtung und die Drehwinkel gegenüber der neutralen Stellung des Lenkrads (oder der Lenkspindel) werden als Detektorinformation einer Steuerung zugeleitet. Basierend auf dieser zugeführten Detektorinformation steuert die Steuerung sorgfältig Traktion und Aufhängung des Fahrzeugs.
7 ist eine grafische Darstellung der Relation zwischen dem Drehwinkel des Lenkrads und der Ausgangsspannung des ersten, des zweiten und des dritten Detektorsignals.
In 7 bezeichnet Bezugszeichen 71 das erste Detektorsignal, 72 das zweite Detektorsignal und 73 das dritte Detektorsignal. 7 zeigt die Schwankungen der Ausgangsspannung des ersten bis dritten Detektorsignals 71 bis 73 in Bezug auf einen Drehwinkel von 0° (das ist die neutrale Stellung) des Lenkrads innerhalb eines Drehwinkelbereichs von 0° bis +225°.
Das erste Detektorsignal 71 und das zweite Detektorsignal 72 sind sinusförmig, haben gleiche Amplituden und Perioden und werden mit einer Phasenversetzung von 1/4 Wellenlänge ausgegeben. Bei beiden Signalen 71 und 72 betragen die Spannungen bei maximaler Amplitude 4,5 V, bei minimaler Amplitude 0,5 V. Wenn bei dem ersten Detektorsignal 71 die Drehwinkel +67,5° und +157,5° betragen, befindet sich die Amplitude auf einem Minimum (Spannung = 0,5 V). Wenn bei dem zweiten Detektorsignal 72 die Drehwinkel 0°, +90,0° bzw. +180,0° betragen, befindet sich die Amplitude auf einem Minimum (Spannung = 0,5 V). Das dritte Detektorsignal nimmt linear von einem Drehwinkel von 0° bis zu +225° zu und besitzt eine Spannung von 2,5 V bei einem Drehwinkel von 0°, und eine Spannung von 3,0 V bei einem Drehwinkel von +180°. Eine Vorrichtung zum Gewinnen der obigen Signale ist aus der DE-A-4 220 883 bekannt.
An Hand der grafischen Darstellungen in 7 soll im Folgenden das Ermitteln der Drehrichtung und des Drehwinkels des Lenkrads mithilfe des Steuerteils erläutert werden.
Wenn zunächst der Steuerteil dabei ist, die Drehrichtung des Lenkrads gegenüber der neutralen Position des Lenkrads (die einem Drehwinkel von 0° entspricht) zu erfassen, wird die Drehrichtung an Hand des Spannungswerts des zugeführten dritten Detektorsignals 73 ermittelt. Insbesondere detektiert, wenn der Spannungswert des dritten Detektorsignals 73 größer als 2,5 V ist, der Steuerteil die Drehrichtung des Lenkrads entsprechend einer Richtung (das ist die positive Drehwinkelrichtung). Wenn andererseits der Spannungswert des dritten Detektorsignals 73 kleiner als 2,5 V ist, stellt der Steuerteil fest, dass die Drehrichtung des Lenkrads der anderen Richtung entspricht (das ist die negative Drehwinkelrichtung).
Anschließend teilt, wie in 7 gezeigt ist, der Steuerteil den gesamten Drehwinkelbereich des Lenkrads, der zum Beispiel 1440° (±720°) beträgt, in Winkelabschnitte (von beispielsweise 90°), die einer Wellenlänge des ersten Detektorsignals 71 sowie des zweiten Detektorsignals 72 entsprechen. Diese Aufteilungen werden dargestellt in der Form ..., N – 1, N, N – 2,... Anschließend detektiert der Steuerteil basierend auf dem Spannungswert des zugeführten dritten Detektorsignals 73 einen groben Drehwinkel, der angibt, welchem Winkelabschnitt der Drehwinkel des Lenkrads entspricht. Wenn zum Beispiel der Steuerteil feststellt, dass der Spannungswert des dritten Detektorsignals 73 den Wert 2,8 V hat, so wird der Winkelteilbereich N als Winkelabschnitt entsprechend diesem Spannungswert festgestellt.
Anschließend bestimmt der Steuerteil einen ersten Spannungswert V₁ und einen zweiten Spannungswert V₂, wenn die Spannungswerte des zugeführten ersten und zweiten Detektorsignals 71 und 72 innerhalb des detektierten Winkelteilbereichs N gleich groß sind. Unter Verwendung des ersten und zweiten Spannungswerts V₁ und V₂ werden ein Detektorsignal mit einem Spannungswert außerhalb des Spannungsbereichs der ersten und der zweiten Spannungswerte V₁ und V₂ und das weitere Detektorsignal mit einem Spannungswert innerhalb des Spannungsbereichs des ersten und des zweiten Spannungswerts V₁ und V₂ ermittelt.
Nach dieser Ermittlung bestimmt der Steuerteil, ob das andere Detektorsignal, dessen Spannungswert innerhalb des Spannungsbereichs der ersten und der zweiten Spannungswerte V₁ und V₂ liegt, das erste Detektorsignal 71 oder das zweite Detektorsignal 72 ist. Gleichzeitig bestimmt der Steuerteil, ob das eine Detektorsignal, dessen Spannungswert außerhalb des Spannungsbereichs des ersten und des zweiten Spannungswerts V₁ und V₂ liegt, einen Spannungswert aufweist, der kleiner ist als der erste Spannungswert V₁ oder größer ist als der zweite Spannungswert V₂, und ob das andere Detektorsignal, das den Spannungswert innerhalb des Spannungsbereichs des ersten und des zweiten Spannungswerts V₁ und V₂ liegt, in einem der vier Unterteilungsabschnitte des einen Winkelteilbereichs N vorhanden ist, das heißt, in einem von dem ersten bis vierten Winkelabschnitt H1 bis H4 des einen Winkelteilbereichs N liegt. Durch Herausfinden, ob das andere Detektorsignal in einem von dem ersten bis vierten Winkelunterteilungsabschnitt H1 bis H4 des einen Winkelteilbereichs N liegt, detektiert also der Steuerteil den sehr kleinen Drehwinkel des Lenkrads.
Für das andere Detektorsignal, dessen Spannungswert in dem Spannungsbereich des ersten und des zweiten Spannungswerts V₁ und V₂ liegt, entspricht der erste Winkelteilabschnitt H1 einem ansteigenden (geneigten) Teil 71U, wo das erste Detektorsignal 71 linear ansteigt, und der zweite Winkelteilabschnitt H1 entspricht einem ansteigenden (gekippten) Bereich 72U, in welchem das zweite Detektorsignal 72 linear ansteigt, der dritte Winkelteilabschnitt H3 entspricht einem abfallenden (geneigten) Bereich 71D, in welchem das erste Detektorsignal 71 linear abfällt, und der vierte Winkelteilabschnitt H4 entspricht einem abfallenden (geneigten) Teil 72D, in welchem das zweite Detektorsignal 72 linear abfällt.
In der vorgeschlagenen Drehwinkel-Detektorvorrichtung mit dem Drehsensor (das heißt, dem Drehdetektorteil) werden, während sich das Drehglied (oder der Rotor) dreht, das erste bis dritte Detektorsignal von dem Drehdetektorteil ausgegeben.
Wenn der Steuerteil die Drehrichtung und den Drehwinkel des Drehteils basierend auf dem zugeführten ersten bis dritten Detektorsignal erfasst, ermittelt der Steuerteil die Drehrichtung und den groben Drehwinkel des Drehteils basierend auf der Amplitude (das heißt, dem Spannungswert) des dritten Detektorsignals. Außerdem detektiert der Steuerteil den sehr kleinen Drehwinkel des Drehteils basierend auf den linear geneigten Bereichen des ersten und des zweiten Detektorsignals. Aus diesem Grund lassen sich die Drehwinkel und die Drehrichtung des Drehteils mit hoher Genauigkeit innerhalb großer Spannen erfassen.
Allerdings werden in der vorgeschlagenen Drehwinkeldetektoreinrichtung mit dem Drehdetektorteil das erste bis dritte Detektorsignal, so, wie sie sind, von dem Drehdetektorteil ausgegeben, um die Drehwinkel und die Drehrichtung des Drehteils zu erfassen. Wenn daher aus irgendeinem Grund ein Detektorsignal fehlerhaft von dem Drehdetektorteil ausgegeben wird, so wird ein Drehwinkel ebenso wie eine Drehrichtung entsprechend dem Inhalt des fehlerhaft ausgegebenen Detektorsignals erfasst. Als Folge davon wird eine fehlerhafte Drehdetektorinformation von dem Steuerteil an die Steuerung geliefert, sodass die Steuerung die Traktion und die Aufhängung des Kraftfahrzeugs nicht richtig steuern kann.
Gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt die US-A-5 463 393 eine Drehwinkel-Detektoreinrichtung, bei der eine Fehlerkorrektor dadurch erfolgt, dass von der Beziehung A²= A²sin²α + A²cos²α Gebrauch gemacht wird. Wenn beide detektierten Signale gleiche Amplitude haben, ergibt sich ein perfekter Kreis in einem Polarkoordinatensystem. Wenn man die Radien eines solches Kreises aufzeichnet, erhält man eine gerade Linie in Abhängigkeit der Zeit. Wenn das angezeigte Signal von A² keine gerade Linie ist, erfolgen manuell oder automatisch Korrekturen in der Weise, dass die kompensierten Signale zu einer Geraden in Abhängigkeit der Zeit führen.
Offenbarung der Erfindung
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme ist es ein Ziel der Erfindung, eine in hohem Maße zuverlässige Drehwinkel-Messvorrichtung anzugeben, die die erforderliche Steuerung unter Verwendung eines Detektorsignals ausführen kann, welches als geeignetes Detektorsignal von einem Steuerteil ermittelt wurde, wel cher feststellt, ob verschiedene Detektorsignale, die von einem Drehdetektorteil ausgegeben werden, korrekte Detektorsignale sind oder nicht.
Zu diesem Zweck schafft die Erfindung eine Drehwinkel-Messvorrichtung mit der Merkmalen des Anspruchs 1.
Das erste und das zweite Detektorsignal, die von dem Drehdetektorteil ausgegeben werden, werden aktualisiert und im Speicherteil abgespeichert. Der Steuerteil vergleicht zyklisch die jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale, die von dem Drehdetektorteil ausgegeben werden, in einer vorbestimmten Zeitspanne. Wenn der Steuerteil feststellt, dass mindestens eines von dem jüngsten ersten und zweiten Detektorsignal ein ungeeignetes Detektorsignal ist, wird das Winkelsignal, welches auf einem solchen ungeeigneten Detektorsignal beruht, nicht an die Steuerung weitergeleitet. Aus diesem Grund wird der Steuerung kein falsches Teil der Detektorinformation zugeleitet, die basierend auf dem ungeeigneten Detektorsignal erzeugt wurde, wodurch ein geeigneter und passender Steuerbetrieb zu jeder Zeit erfolgt, und folglich die Steuerung störsicher arbeitet. Hierdurch ist es möglich, eine in hohem Maße zuverlässige Drehwinkel-Messvorrichtung zu erhalten.
Das Drehglied kann eine Längsspindel eines Kraftfahrzeugs sein, und das erste und das zweite Detektorsignal oder das erste bis dritte Detektorsignal können Drehwinkel-Detektorsignale der Drehspindel sein.
Auf Grund dieses Aufbaus ist es möglich, eine in hohem Maße zuverlässige Drehwinkel-Messvorrichtung zum Erzeugen von Detektorsignalen des Lenkwinkels einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs zu erhalten.
Die Lenkwinkel-Detektorsignale können über eine Lokalnetzwerk-Busleitung in dem Kraftfahrzeug an die Steuerung geleitet werden.
Auf Grund dieses Aufbaues ist möglich, eine in hohem Maße zuverlässige Drehwinkel-Messvorrichtung zu schaffen, die in passender Weise unterschiedliche Kraftfahrzeug-Steuerfunktionen ausführt als Ergebnis der Erzeugung von Detektorsignalen des Lenkwinkels einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Strukturansicht des Hauptteils einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehwinkel-Messvorrichtung.
2A und 2B sind Schnittansichten, die im Einzelnen den Aufbau eines Drehsensors veranschaulichen, der einen Drehdetektorteil bildet, welcher im Rahmen der Erfindung eingesetzt wird.
3 ist eine grafische Darstellung der Wellenformen des ersten und des zweiten Detektorsignals in dem in 2 gezeigten Drehsensor, welche bei Drehung des Lenkrads ausgegeben werden.
4 ist eine grafische Darstellung der Wellenform eines dritten Detektorsignals in dem in 1 gezeigten Drehsensor, welches bei Drehung des Lenkrads ausgegeben wird.
5 ist eine grafische Darstellung der Wellenformen des ersten bis dritten Detektorsignals in dem in 2 gezeigten Drehsensor, welche bei Drehung des Lenkrads ausgegeben werden.
6 ist eine grafische Darstellung eines Teils der Wellenformamplituden des ersten und des zweiten Detektorsignals, die von dem Drehdetektorteil der in 1 gezeigten Drehwinkel-Messvorrichtung erhalten werden.
7 zeigt die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Lenkrads und den Ausgangsspannungen des ersten bis dritten Detektorsignals.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert.
1 ist eine Strukturansicht des Hauptteils einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehwinkel-Messvorrichtung. Die Messvorrichtung dient zum Erfassen des Drehwinkels des Lenkrads eines Kraftfahrzeugs.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Drehwinkel-Messvorrichtung dieser Ausführungsform einen Drehdetektorteil 1, einen Steuerteil (Mikrocomputer) 2, einen Speicherteil (Speicher) 3, eine Steuerung 4, einen zu steuernden Mechanismus 5 und eine Busleitung 6 für ein lokales Netzwerk (LAN). Eine (nicht gezeigte) Drehwelle oder Drehspindel eines Kraftfahrzeugs ist mit dem Drehdetektorteil 1 gekoppelt. Der zu steuernde Mechanismus 5 enthält eine Kraftfahrzeug-Aufhängung und ein Automatikgetriebe.
Der Drehdetektorteil 1 ist mit dem Steuerteil 2 gekoppelt. Der Steuerteil 2 ist über die LAN-Busleitung 6 mit der Steuerung 4 und dem Speicherteil 3 verbunden.
2A und 2B sind Schnittansichten, die im Einzelnen den Aufbau de Drehsensors in Form des Drehdetektorteils 1 veranschaulichen. 2A ist eine Horizontalschnittansicht, 3B ist eine Schnittansicht entlang der Linie IIB-IIB in 2A.
Wie in den 2A und 2B gezeigt ist, enthält der Drehsensor ein Gehäuse 7, einen Rotor 8, eine Drehwelle 9, ein Lager 10, ein Schneckenrad 11, ein Gleitstück 12, einen ersten Magneten 13₁ , einen zweiten Magneten 13₂ , ein erstes Hallelement 14₁ , ein zweites Hallelement 14₂ , ein drittes Hallelement 14₃ und eine Schaltungsplatine 15.
Das Gehäuse 7 enthält ein Untergehäuse 7A und einen Deckel 7B. Das Gehäuse 7 wird gebildet durch Abdecken einer Öffnung im Untergehäuse 7A mithilfe des Deckels 7B. Ein kreisförmiger Vorsprung 7C ist am Boden des Untergehäuses 7A ausgebildet. In ähnlicher Weise ist ein kreisförmiger Vorsprung 7D in der Innenfläche des Deckels 7B gebildet. Der Rotor 8 ist trommelförmig. Mit der in die Mittelöff nung des Rotors 8 eingesetzten (nicht gezeigten) Längsspindel eines Kraftfahrzeugs ist der Rotor 8 an der Längsspindel befestigt. Der Rotor 8 enthält einen Vorsprung 8A geringer Breite, ausgebildet in der Mitte seines Außenumfangsbereichs in Breitenrichtung, außerdem eine Schnecke 8B, die sich über den gesamten Umfang des Vorsprungs 8A erstreckt. Bei Ausbildung des Gehäuses 7 werden beide Außenumfangsränder des Rotors 8 in die Innenseiten der ringförmigen Vorsprünge 7C und 7D eingepasst, und während der Vorsprung 8A geringer Breite von dem Bereich zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 7C und 7D nach außen vorsteht, wird der Rotor 8 im Inneren des Gehäuses 7 gehalten. Ein Ende der Drehwelle 9 ist mithilfe des Lagers 10 an dem Untergehäuse 7A gehaltert, während das andere Ende über eine wellenförmige Scheibe 10A durch das Untergehäuse 7A gehalten wird. Die Drehwelle 9 besitzt eine entlang dem Außenumfang eines Abschnitts der Welle, der in das Gleitstück 12 eingepasst ist (dies wird unten beschrieben) mit einer Schraubennut ausgebildet. Das Schneckenrad 11 sitzt auf der Drehwelle 9 und steht mit der Schnecke 8B in Eingriff. Das Schneckenrad 11 besitzt einen zylindrischen Magnet-Halteabschnitt 11A, der mit ihm verbunden ist und den ersten Magneten 13₁ zylindrische Form, der an den Umfang des Magnet-Halteteils 11A angesetzt ist. Die einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Bereiche des ersten Magneten 13₁ umfassen den N-Pol und den S-Pol. Das Gleitstück 12 hat zylindrische Form und besitzt eine (nicht gezeigte) Schraubennut im inneren Umfangsbereich, angesetzt an der Drehwelle 9. Wenn das Gleitstück an der Drehwelle 9 angesetzt ist, treten die Schraubennuten sowohl des Gleitstücks 12 als auch der Drehwelle 9 miteinander in Eingriff. Ein (nicht gezeigter) vorstehender Führungsteil, der in eine (nicht gezeigte) Führungsnut des Gehäuses 7 eingepasst ist, erstreckt sich entlang dem Außenumfang des Gleitstücks 12, um eine Drehung mit der sich drehenden Drehwelle 9 zu verhindern. Außerdem ist der stabförmige zweite Magnet 13₂ an dem Gleitstück 12 in axialer Richtung der Drehwelle 9 ausgebildet. Die einander gegenüberliegenden Teile des ersten Magneten 13₁ in Umfangsrichtung umfassen einen N-Pol und einen S-Pol. Ein Ende des zweiten Magneten 13₁ ist der N-Pol, das andere Ende des zweiten Magneten 13₂ ist der S-Pol. Das erste Hallelement 14 ₁ und das zweite Hallelement 14₂ sind an der Schaltungsplatine derart angebracht, dass sie sich in der Nähe des zylindrischen ersten Magneten 13₁ unter einem Winkel von 90° gegenüber dem axialen Kern der Drehwelle 9 befinden. Das dritte Hallelement 14₃ ist an der Schaltungsplatine 15 derart angebracht, dass es sich in der Nähe des stabförmigen zweiten Magneten 13₂ befindet. Wenn das Gehäuse 7 gebildet wird, werden beide Enden der Schaltungsplatine 15 von einem (ohne Bezugszeichen dargestellten) Platinenhalteabschnitt im Inneren des Gehäuses 7 gehalten.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau sind das Gehäuse 7 und die Schaltungsplatine 15 Basiselemente, während der Rotor 8, die Drehwelle 9, etc. zusammen eine Rotorstruktur bilden.
3 bis 5 sind grafische Darstellungen, welche die Wellenformen von Detektorsignalen zeigen, die von dem in 2A und 25 gezeigten Drehsensor ausgegeben werden, wenn das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs gedreht wird. Insbesondere ist 3 eine grafische Darstellung der Wellenformen des ersten und des zweiten Detektorsignals. 4 ist eine grafische Darstellung der Wellenform eines dritten Detektorsignals. 5 ist eine grafische Darstellung der Wellenformen des ersten bis dritten Detektorsignals. In den 3 bis 5 zeigt die horizontale Achse den Drehwinkel des Lenkrads, auf der vertikalen Achse sind die Spannungswerte (das heißt, die Amplituden) der Detektorsignale aufgetragen.
An Hand der Strukturansichten der 1, 2A und 26 sowie der grafischen Darstellung nach 3, in der Signalwellenformen gezeigt sind, soll im Folgenden die Arbeitsweise einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehwinkel-Messvorrichtung zum Erzeugen von Detektorinformation unter Verwendung des ersten und des zweiten Detektorsignals erläutert werden.
In dem Drehdetektorteil 1 wird, wenn das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs gedreht wird, um eine damit verbundene Lenkspindel zu drehen, der Rotor 8 mit der darin eingesetzten Lenkspindel gedreht. Die Drehung des Rotors 8 bewirkt, dass das mit der Schnecke 86 des Rotors 8 in Eingriff stehenden Schneckenrad 9 und die Drehwelle 9, an der das Schneckenrad 11 angesetzt ist, gleichzeitig gedreht werden. Die Drehung des Schneckenrads 11 bewirkt, dass der mit dem Schneckenrad 11 gekoppelte Magnet-Halteteil 11A und der an dem Magnet-Halteteil 11A angebrachte erste Magnet 13₁ gleichzeitig drehen. Wenn sich der erste Magnet 13₁ dreht, ändert sich der Abstand zwischen N- und S-Pol des ersten Magneten 13₁ und des ersten und des zweiten Hallelements 14₁ und 14₂ , die beide in der Nähe des ersten Magneten 13₁ angebracht sind, periodisch. Wie in 3 zu sehen ist, werden von dem ersten und dem zweiten Hallelement 14₁ und 14₂ das erste und das zweite Detektorsignal a und b ausgegeben, die gleiche Amplituden haben und in ihrer Phase um 1/4 Wellenlänge versetzt sind. Das erste und das zweite Detektorsignal a und b, die von dem Drehdetektorteil 1 ausgegeben werden, werden an den Steuerteil 2 gegeben.
Wie in 3 gezeigt ist, besitzen bei dieser Ausführungsform das erste und das zweite Detektorsignal a und b, die von dem Drehdetektorteil 1 ausgegeben werden, Spitze-Spitze-Amplitudenspannungen von 4,0 V und haben Periodendauern entsprechend 90° in Bezug auf den Drehwinkel des Lenkrads bei einer Phasenversetzung von 1/4 Wellenlänge, was 22,5° in Bezug auf den Drehwinkel des Lenkrads ausmacht.
Gegenüber der neutralen Stellung (in der der Drehwinkel 0° beträgt) kann das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs üblicherweise zweimal gedreht werden (was einem Drehwinkel von +720° entspricht), wenn die Drehung nach rechts erfolgt, und kann zweimal in die Drehung nach links gedreht werden (was einem Drehwinkel von –720° entspricht). In dem Drehdetektorteil 1 muss der Drehwinkel des Lenkrads (das heißt, der Lenkspindel) gegenüber der neutralen Stellung in einem Bereich von ±720° liegen, was insgesamt 1440° ausmacht. Da in diesem Fall der Drehdetektorteil 1 periodisch das erwähnte erste und zweite Detektorsignal a und b in einem Gesamt-Drehwinkelbereich von 1440° des Lenkrads erfasst, kann der Drehdetektorteil üblicherweise die gesamten Drehwinkel des Lenkrads messen.
Das jüngste erste und jüngste zweite Detektorsignal a und b, die von dem Drehdetektorteil 1 ausgegeben wurden, werden an den Steuerteil 2 gegeben.
Basierend auf dem jüngsten ersten und zweiten Detektorsignal a und b, die ihm zugeliefert wurden, führt der Steuerteil 2 folgende Operationen aus:
Der Steuerteil 2 vergleicht eine zuvor bestimmte Periode der Amplituden (das heißt, der Spannungswerte) des jüngsten ersten und zweiten Detektorsignals a und b, die ihm zugeführt wurden, um zu ermitteln, ob die Amplituden während des Vergleichs innerhalb der passenden Bereiche liegen oder nicht.
6 ist eine grafische Darstellung eines Teils der Wellenformamplituden des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b aus dem Drehdetektorteil 1. Die Dar stellung dient hier zum Erläutern der Zustände beim Vergleich der Signalamplituden.
In 6 bedeutet A° den Drehwinkel des Lenkrads für eine Zeitpunktbestimmung bei der Ermittlung der Amplituden der entsprechenden ersten und zweiten Detektorsignale a und b. Die Flächenbereiche innerhalb der gestrichelten Linie sind oberhalb und unterhalb des ersten bzw. des zweiten Detektorsignals a und b parallel zu diesen Signalverläufen gezogen, um Messfehler (Toleranzen) der Amplituden des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b darzustellen. Üblicherweise liegen diese Bereiche bei Werten von ±0,1 V in Bezug auf die entsprechenden Amplitudenwerte.
An Hand der 6, die einen Teil der Wellenformen des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b veranschaulicht, sollen im Folgenden die Arbeitsabläufe beschrieben werden, die von dem Steuerteil 2 ausgeführt werden, wenn ermittelt wird, ob die Amplituden des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b in ihre richtigen Bereiche fallen oder nicht.
Vorab ermittelt der Steuerteil 2 die Amplitudenwerte des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b an dem Bestimmungszeitpunkt. In 6 beträgt am Bestimmungszeitpunkt A° der Amplitudenwert des ersten Detektorsignals 4,0 V, der Amplitudenwert des zweiten Detektorsignals b beträgt 3,0 V.
Berücksichtigt man einen Fehler (von ±0,1 V) in Richtung des Amplitudenwerts des ersten Detektorsignals a und einen Fehler (von ±0,1 V) beim Messen des Amplitudenwerts des zweiten Detektorsignals b, wenn der Amplitudenwert des ersten Signals a und der Amplitudenwert des zweiten Signals b am Bestimmungszeitpunkt A° erhalten werden, so bestimmt der Steuerteil 2, dass die Amplitudenwerte der ersten und zweiten Detektorsignale a und b innerhalb der passenden Bereiche liegen, wenn der Amplitudenwert des zweiten Detektorsignals b in einen Bereich von 3,0 ±0,2 V und der Amplitudenwert des ersten Detektorsignals in einen Bereich von 4,0 ±0,2 V fällt, falls der Amplitudenwert des ersten Detektorsignals a 4,0 V und der Amplitudenwert des zweiten Detektorsignals b 3,0 V beträgt.
Wenn der Steuerteil 2 feststellt, dass die Amplitudenwerte des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b in die ihnen zugehörigen passenden Bereiche fal len, sendet er die jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale a und b an den Speicherteil 3. Die jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale a und b werden über die ersten und zweiten Detektorsignale a und b geschrieben, die zuvor in dem Speicherteil 3 abgespeichert waren, um den Speicherinhalt des Speicherteils auf die jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale a und b zu aktualisieren.
Unter Verwendung des jüngsten ersten und zweiten Detektorsignals a und b misst der Steuerteil 2 dann Richtung und Drehwinkel des Lenkrads und erzeugt Messinformation oder Detektorinformation der ermittelten Drehrichtung und den Drehwinkel des Lenkrads gegenüber dessen neutraler Stellung. Der erzeugte Messinformation wird über die LAN-Busleitung 6 an die Steuerung 4 geliefert. Basierend auf der zugeführten Messinformation führt die Steuerung 4 sorgfältig einen Steuervorgang an dem zu steuernden Mechanismus 5 durch, so zum Beispiel bei dem Automatikgetriebe oder der Aufhängung des Kraftfahrzeugs.
Bezug nehmend auf die 1, 2A und 26, die Strukturansichten darstellen, und die 3 bis 5, die die Signalwellenformen veranschaulichen, wird im Folgenden eine Beschreibung der Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehwinkel-Messvorrichtung präsentiert, die Messinformation unter Verwendung eines dritten Detektorsignals c zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Detektorsignal a und b erzeugt.
Wie im Betrieb der ersten Ausführungsform werden gemäß 3 in einem Drehdetektorteil 1 dann, wenn sich das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs dreht und die mit dem Lenkrad gekoppelte Drehspindel zum Drehen bringt, das erste und das zweite Detektorsignal a und b gleicher Amplitude und Periodendauer und mit einer Phasenversetzung von 1/4 Wellenlänge von einem ersten Hallelement 14₁ und einem zweiten Hallelement 14₂ ausgegeben. Gleichzeitig gleitet, wenn sich eine Drehwelle 9 dreht, ein Gleitelement 12, dessen Schneckenrad mit der Drehwelle 9 in Eingriff steht, in axialer Richtung der Drehwelle 9, wodurch ein zweiter Magnet 13₂ an dem Gleitstück 12 ebenfalls in axialer Richtung der Drehwelle 9 verschoben wird. Wenn der zweite Magnet 13₂ gleitet, ändert sich der Abstand zwischen den N- und S-Polen des zweiten Magneten 13₂ und einem dritten Hallelement 14₃ , sodass das dritte Detektorsignal c, welches linear zunimmt (oder abnimmt), wenn sich der Drehwinkel des Lenkrads ändert, innerhalb einer Periode von dem dritten Hallelement 14₃ ausgegeben wird, wie aus 4 hervorgeht. Das erste bis dritte Detektorsignal a bis c von dem Drehdetektorteil 1 werden in den Steuerteil 2 eingegeben.
Bei der zweiten Ausführungsform besitzen nach 3 bis 5 das erste und das zweite Detektorsignal a und b aus dem Drehdetektorteil 1 Spitze-Spitze-Spannungen von 4,0 V mit Perioden entsprechend 90° in Bezug auf den Drehwinkel des Lenkrads bei einer Phasenverschiebung von 1/4 Wellenlänge, was 22,5° des Drehwinkels des Lenkrads entspricht. In ähnlicher Weise besitzt nach 4 und 5 das dritte Detektorsignal c, das von dem Drehdetektorteil 1 ausgegeben wird, einer Minimum-Amplitude von 0,5 V und einer Maximum-Amplitude von 4,5 V sowie einer Periode entsprechend 1440° in Bezug auf den Drehwinkel des Lenkrads. Da hier, wie oben erläutert wurde, der Drehdetektorteil 1 vorab das erste bis dritte Detektorsignal a bis c innerhalb des Gesamt-Drehwinkelbereichs von 1440° des Lenkrads erfasst, kann der Drehdetektorteil 1 praktisch sämtliche Drehwinkel des Lenkrads erfassen.
Die jüngsten ersten bis dritten Detektorsignale a bis c, die von dem Drehdetektorteil 1 ausgegeben werden, werden an den Steuerteil 2 gegeben. Basierend auf dem jüngsten ersten bis dritten Detektorsignal a bis c, die ihm zugeführt wurden, führt der Steuerteil 2 folgenden Operationen durch:
Wie bei der ersten Ausführungsform vergleicht der Steuerteil 2 in einer vorab festgelegten Periode die Amplituden (das heißt, die Spannungswerte) des jüngsten ersten und zweiten Detektorsignals a und b, die zugeführt wurden, um festzustellen, ob die Amplitudenwerte des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b in die passenden Bereiche fallen. Insbesondere ermittelt der Steuerteil 2, dass die Amplitudenwerte des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b in ihre passenden Bereiche fallen, wenn der Amplitudenwert des zweiten Detektorsignals b in einen Bereich von 3,0 ±0,2 V und der Amplitudenwert des ersten Detektorsignals in den Bereich von 4,0 ±0,2 V fällt, falls der Amplitudenwert des ersten Detektorsignals a 4,0 V und der Amplitudenwert des zweiten Detektorsignals b 3,0 V beträgt. Im Übrigen ermittelt der Steuerteil 2, dass die Amplitudenwerte des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b nicht in die richtigen Bereiche fallen.
Wenn der Steuerteil 2 feststellt, dass die Amplitudenwerte des entsprechenden ersten und zweiten Detektorsignals in ihre korrekten Bereiche fallen, so sendet er auch hier das jüngste erste und zweite Detektorsignal a und b an den Speicherteil 3. Das jüngste erste und zweite Detektorsignal a und b überschreiben die zuvor im Speicherteil 3 gespeicherten ersten und zweiten Detektorsignale a und b, um den Speicherinhalt des Speicherteils 3 mit den jüngsten ersten und zweiten Detektorsignalen a und b zu aktualisieren.
Dann vergleicht das Steuerteil 2 die Amplitudenwerte der entsprechenden jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale a und b mit dem Amplitudenwert des jüngsten dritten Detektorsignals c, um festzustellen, ob die Signale in ihre korrekten Bereiche fallen.
Wie in 4 gezeigt ist, wird hier der Amplitudenwert des jüngsten dritten Detektorsignals c verglichen mit den Amplitudenwerten der entsprechenden jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale a und b, wobei das Signal c abhängig von der Drehwinkelstellung des Lenkrads schwankt. Bei der zweiten, in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform beträgt, wenn der Drehwinkel des Lenkrads 0° beträgt (was der neutralen Stellung des Lenkrads entspricht) der Amplitudenwert 2,5 V . Wenn der Drehwinkel des Lenkrads einem der Extremwerte des Drehwinkelbereichs entspricht, beträgt der Amplitudenwert minimal 0,5 V oder maximal 4,5 V. Wenn der Drehwinkel des Lenkrads zwischen diesen Extremwerten liegt, ändert sich der Amplitudenwert linear zwischen 0,5 und 4,5 V.
Wenn das Steuerteil 2 die Amplitudenwerte entsprechend dem ersten und dem zweiten Detektorsignal a und b mit dem Amplitudenwert des jüngsten dritten Detektorsignals c vergleicht und feststellt, dass diese Amplitudenwerte in ihre korrekten Bereiche fallen, sendet er das jüngste dritte Detektorsignal c aus, welches dem Speicherteil 3 zugeführt wurde. Das jüngste dritte Detektorsignal c überschreibt das zuvor im Speicherteil 3 abgespeicherte dritte Detektorsignal c, um dieses mit dem jüngsten dritten Detektorsignal c zu aktualisieren, zusätzlich zur Aktualisierung des Speicherinhalts des Speicherteils 3 mit dem ersten und dem zweiten Detektorsignal a und b.
Unter Verwendung jedes der jüngsten ersten bis dritten Detektorsignale a bis c ermittelt das Steuerteil 2 dann Richtung und Drehwinkel des Lenkrads und erzeugt Messinformation der ermittelten Drehrichtung und des Drehwinkels des Messrads gegenüber der neutralen Stellung. Die erzeugte Messinformation wird über die LAN-Busleitung 6 an eine Steuerung 4 geliefert.
Wenn man andererseits der Steuerteil 2 die Amplitudenwerte des ersten und zweiten Detektorsignals a und b mit dem Amplitudenwert des dritten Detektorsignals c vergleicht und feststellt, dass deren Amplitudenwerte nicht in ihre passenden Bereiche fallen, so wird das jüngste dritte Detektorsignal c vernichtet, sodass es nicht an den Speicherteil 3 gesendet wird. Gleichzeitig wird das unmittelbar zuvor gespeicherte dritte Detektorsignal c aus dem Speicherteil 3 ausgelesen.
Bei der zweiten Ausführungsform beträgt die Zeitdauer (das ist die Abtastperiode) der Ausgabe des dritten Detektorsignals c aus dem Drehdetektorteil 1 200μs, und die Zeitspanne (das heißt, die Übertragungszeit) bei der Ausgabe der Messinformation aus dem Steuerteil 2 beträgt 5 ±0,5 ms (10 ±1 ms). Da es notwendig ist, das zuvor gespeicherte dritte Detektorsignal c sofort zu verwenden, wenn der Amplitudenwert des jüngsten dritten Detektorsignals c nicht in dessen korrekten Bereich fällt, werden die Abtastperiode und die Übertragungsperiode asynchron eingerichtet. Um die Genauigkeit zu steigern, stellt der Steuerteil 2 eine höherrangige Priorität für eine Unterbrechung der Abtastperiode als für die Übertragungsperiode ein. Bei einer solchen Einstellung kann die Übertragungsperiode schwanken, allerdings ist der Steuerteil 2 so ausgelegt, dass die meisten Schwankungen in einen Zielbereich von 5 ms fallen.
Unter Verwendung des jüngsten ersten und zweiten Detektorsignals a und b und des dritten Detektorsignals c, welches aus dem Speicherteil 3 ausgelesen wurde, misst der Steuerteil 2 dann die Drehrichtung und den Drehwinkel des Lenkrads und erzeugt Messinformation über die Drehrichtung des Steuerrads und dessen Drehwinkel gegenüber seiner neutralen Stellung. Die erzeugte Messinformation wird über die LAN-Busleitung 6 an die Steuerung 4 gesendet.
Basierend auf der zugeführten Messinformation steuert die Steuerung 4 sorgfältig einen zu steuernden Mechanismus 5, so zum Beispiel das Automatikgetriebe und die Aufhängung des Kraftfahrzeugs.
Bei der zweiten Ausführungsform sind die Messvorgänge für den groben Drehwinkel und die Drehrichtung des Lenkrads, ausgeführt vom Steuerteil 2 unter Verwen dung des dritten Detektorsignals c, die gleichen wie die Vorgänge beim Messen des groben Drehwinkels und der Drehrichtung des Lenkrads durch den oben beschriebenen, bereits vorgeschlagenen Drehseitensensor unter Verwendung des Grafen nach 7. Darüber hinaus ist der Messvorgang für den sehr kleinen Drehwinkel unter Verwendung des ersten und des zweiten Detektorsignals a und b, durchgeführt vom Steuerteil 2, der gleiche wie der Detektor- oder Messvorgang für den sehr kleinen Drehwinkel des Lenkrads mithilfe des oben beschriebenen, bereits vorgeschlagenen Drehseitensensors unter Verwendung des Grafen nach 7. Aus diesem Grund werden die Messvorgänge für die Drehrichtung, den groben Drehwinkel und den sehr feinen Drehwinkel der zweiten Ausführungsform hier nicht weiter erläutert.
Auch bei der zweiten Ausführungsform bestimmt, wenn der Steuerteil 2 ermittelt, dass die Amplitudenwerte des jüngsten ersten und/oder zweiten Detektorsignals a und b nicht in deren korrekte Bereiche fallen, der Steuerteil 2, dass entweder der eine oder beide der jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale a und b ein ungeeignetes Detektorsignal ist/sind, um das jüngste erste und/oder zweite Detektorsignal a und b zu verwerfen, sodass sie nicht an den Speicherteil 3 geliefert werden. Wenn das jüngste erste und zweite Detektorsignal a und b vernichtet werden, sendet das Steuerteil 2 das jüngste dritte Detektorsignal c, welches damit verglichen wurde, nicht an den Speicherteil 3 und verwirft es.
Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Steuerteil 2 keine Messinformation, sodass keine Messinformation über die LAN-Busleitung 6 an die Steuerung 4 gelangt. Aus diesem Grund wird der zu steuernde Mechanismus 5 von der Steuerung 4 nicht gesteuert.
Wie aus der obigen Beschreibung entnehmbar ist, wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung das erste sowie das zweite Detektorsignal, die aus dem Drehdetektorteil ausgegeben werden, zu dem Speicherteil gesendet, die Signale werden aktualisiert und in dem Speicherteil gespeichert. Der Steuerteil vergleicht zyklisch das jüngste erste und zweite Detektorsignal auch mit der vorbestimmten Periode. Wenn er feststellt, dass zumindest eines von dem ersten und dem zweiten jüngsten Detektorsignal nicht ein korrektes Detektorsignal ist, so wird an die Steuerung kein Winkelsignal basierend auf dem jüngsten ersten und zweiten Detektorsignal geliefert. Aus diesem Grund gelangt an die Steuerung keine Messinformation, die basierend auf einem nicht-korrekten Messsignal erzeugt wird, sodass zu jeder Zeit die Steuerung einen korrekten Steuervorgang ausführen kann, indem sie fehlerfrei arbeitet. Hierdurch ist es möglich, eine in hohem Maße zuverlässige Drehwinkel-Messvorrichtung zu erhalten.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden das erste bis dritte Detektorsignal nach der Ausgabe aus dem Drehdetektorteil zu dem Speicherteil gesendet, aktualisiert und dort gespeichert. Der Steuerteil vergleicht zunächst zyklisch die jüngsten ersten und zweiten Detektorsignale aus dem Drehdetektorteil mit einer vorbestimmten Periode. Wenn der Steuerteil feststellt, dass die beiden ersten und zweiten jüngsten Detektorsignale die korrekten Signale sind, vergleicht er zyklisch das jüngste dritte Detektorsignal aus dem Drehdetektorteil mit den jüngsten ersten und zweiten Detektorsignalen in einer in ähnlicher Weise festgelegten Periode. Wenn der Steuerteil feststellt, dass das dritte Detektorsignal ein nicht-korrektes Detektorsignal ist, erzeugt es eine passende Messinformation unter Verwendung des jüngsten ersten und zweiten Detektorsignals und des dritten Detektorsignals, welches unmittelbar zuvor aus dem Speicherteil ausgelesen wurde. Da diese Messinformation an die Steuerung gelangt, kann nicht-korrekte Messinformation, die auf Grund eines nicht-korrekten Detektorsignals erzeugt wurde, nicht an die Steuerung gelangen. Die Steuerung kann daher jederzeit die korrekte Steueroperation als fehlerfreien Mechanismus ausführen. Unter Verwendung der Messinformation auf der Grundlage des ersten bis dritten Detektorsignals ist es möglich, eine Drehwinkel-Messvorrichtung zu schaffen, die zuverlässiger arbeitet als die Drehwinkel-Messvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.

Claims

Drehwinkel-Meßvorrichtung, umfassend: einen mit einem Drehglied (8) verbundenen Rotor; einen Drehdetektorteil (1) zum Ausgeben eines sinusförmigen ersten Detektorsignals und eines sinusförmigen zweiten Detektorsignals als Ergebnis der Drehung des Rotors, wobei das erste und das zweite Detektorsignal konstante Amplituden und gleiche Periodendauern haben sowie Wellenlängen besitzen, die gegeneinander phasenversetzt sind; gekennzeichnet durch einen Speicherteil (3) zum Speichern des zuletzt detektierten ersten Detektorsignals und eines zuletzt detektierten zweiten Detektorsignals; eine Steuerung (4); und einen Steuerteil (2) zum Empfangen des ersten und des zweiten Detektorsignals von dem Drehdetektorteil, um das erste und das zweite Detektorsignal mit dem jüngsten ersten und dem jüngsten zweiten detektierten Detektorsignal in dem Speicherteil zu vergleichen, um das jüngste erste Detektorsignal und das jüngste zweite Detektorsignal in dem Speicherteil zu aktualisieren, und um das erste Detektorsignal und das zweite Detektorsignal zu der Steuerung zu liefern; wobei der Steuerteil (2) das erste Detektorsignal und das zweite Detektorsignal, die von dem Drehtetektorteil empfangen wurden, mit dem jüngsten empfangenen ersten Detektorsignal und dem jüngsten empfangenen zweiten Detektorsignal, die in dem Speicherteil gespeichert sind, vergleicht und feststellt, ob das erste und das zweite Detektorsignal in einen passenden Bereich bezüglich des jüngsten empfangenen ersten und zweiten Detektorsignals fallen, und, wenn dies so ist, anschließend der Steuerteil das erste und das zweite Detektorsignal an die Steuerung liefert und das jüngste empfangene erste und zweite Detektorsignal in dem Speicherabschnitt aktualisiert mit dem ersten und dem zweiten Detektorsignal, wohingegen dann, wenn der Steuerteil feststellt, daß das erste und das zweite Detektorsignal aus dem passenden Bereich bezüglich des jüngsten empfangenen ersten und zweiten Detektorsignals fallen, der Steuerteil das erste und das zweite Detektorsignal nicht an die Steuerung liefert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Drehglied eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs ist, wobei das erste und das zweite Detektorsignal Lenkwinkel-Detektorsignale der Lenkwelle sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Lenkwinkel-Detektorsignale der Steuerung über eine lokale Netzwerk-Busleitung in dem Kraftfahrzeug zugeführt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der passende Bereich definiert ist als das zuletzt empfangene erste Detektorsignal und das zuletzt empfangene zweite Detektorsignal ±0,2 V jeweils.