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DE102020116863A1 - Sensoranordnung - Google Patents

Sensoranordnung Download PDF

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DE102020116863A1
DE102020116863A1 DE102020116863.2A DE102020116863A DE102020116863A1 DE 102020116863 A1 DE102020116863 A1 DE 102020116863A1 DE 102020116863 A DE102020116863 A DE 102020116863A DE 102020116863 A1 DE102020116863 A1 DE 102020116863A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
index
control device
torque
sensor unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020116863.2A
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English (en)
Inventor
Ábel Vér
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
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Priority to EP21735241.8A priority patent/EP4173150A1/de
Priority to PCT/EP2021/066737 priority patent/WO2021259820A1/de
Priority to CN202180045223.8A priority patent/CN115702552A/zh
Priority to US18/012,165 priority patent/US20230257021A1/en
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Messeinrichtung (2) und eine Steuereinrichtung (3), wobei die Messeinrichtung (2) eine Drehmomentsensoreinheit (4) und eine Indexsensoreinheit (5) umfasst, wobei die Drehmomentsensoreinheit (4) zu deren Versorgung mit elektrischer Energie über eine Versorgungsleitung (6) mit der Steuereinrichtung (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (1) dazu ausgebildet ist, ein Indexsignal der Indexsensoreinheit (5) durch Modulation eines über die Versorgungsleitung (6) übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung (3) zu übertragen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Messeinrichtung und eine Steuereinrichtung, wobei die Messeinrichtung eine Drehmomentsensoreinheit und eine Indexsensoreinheit umfasst, wobei die Drehmomentsensoreinheit zu deren Versorgung mit elektrischer Energie über eine Versorgungsleitung mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erkennung einer Geradeausfahrt eines eine Lenkspindel umfassenden Kraftfahrzeugs mittels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
  • In elektromechanischen Lenksystemen, insbesondere in Steer-by-Wire-Lenksystemen, für Kraftfahrzeuge können Sensoranordnungen eingesetzt werden, die sowohl zur Erfassung eines in eine Lenkspindel eingetragenen Drehmoments als auch zur Erfassung eines Drehwinkels der Lenkspindel dienen, wobei die Lenkspindel drehfest mit einer Lenkhandhabe, beispielsweise einem Lenkrad, verbunden ist. Zur Erfassung eines Drehwinkels der Lenkspindel können auch Indexsensoreinheiten eingesetzt werden. Eine solche Sensoranordnung mit einer Indexsensoreinheit wird auch Torque and Index Sensor bzw. TIS genannt. Das in die Lenkspindel eingetragene Drehmoment wird auch als Lenkdrehmoment bezeichnet und der Drehwinkel einer Lenkspindel wird auch als Lenkdrehwinkel bezeichnet.
  • Die Erkennung einer Geradeausfahrt eines Kraftfahrzeugs spielt bei der Zustandsüberwachung von Kraftfahrzeugen eine zentrale Rolle. Die Zustandsüberwachung von Kraftfahrzeugen trägt wiederum zur Verbesserung der Fahrzeugsicherheit bei. Insbesondere im Zusammenhang mit Fahrerassistenzsystemen ist die Erkennung einer Geradeausfahrt eine sicherheitsrelevante Funktion. Denn durch eine fehlerhafte Geradeausfahrterkennung könnten Gefahrensituationen für den Fahrer und die Insassen des Kraftfahrzeugs sowie für andere Verkehrsteilnehmer entstehen. Eine zuverlässige und ausfallsichere Geradeausfahrterkennung zu gewährleisten, insbesondere gemäß Automotive Safety Integrity Level bzw. ASIL, ist daher von großer Bedeutung in der Entwicklung moderner Kraftfahrzeuge.
  • Aus DE 10 2012 200 239 A1 ist eine redundant ausgestalte Sensoranordnung bekannt. Zur Verbesserung der Betriebssicherheit ist vorgesehen, die Anzahl an Sensoreinheiten zu erhöhen und diese über eine Busanordnung an die Steuereinrichtung anzuschließen. Allerdings erhöht sich durch diese Lösung der Implementierungsaufwand, insbesondere der Verkabelungsaufwand.
  • Zur Geradeausfahrterkennung können Signale verschiedener Sensoreinheiten verwendet werden, beispielsweise Drehmomentsignale, Fahrzeuggeschwindigkeitssignale, Fahrzeugbeschleunigungssignale oder zeitbasierte Signale. Typischerweise sind die zur Verfügung stehenden Zeitspannen für Fahrerassistenzsysteme zur Erledigung der anstehenden Aufgaben in deren Arbeits- bzw. Betriebsabläufen relativ kurz, liegen beispielsweise im Millisekunden- oder Sekundenbereich. Daher ist es zur Gewährleistung eines optimal arbeitenden Fahrerassistenzsystems entscheidend, dass eine Geradeausfahrt nicht nur möglichst zuverlässig erkannt wird, sondern auch möglichst schnell erkannt wird. Um die Schnelligkeit der Geradeausfahrterkennung zu verbessern, können Indexsensoreinheiten eingesetzt werden.
  • Der Einsatz von Indexsensoren erfordert jedoch einen zusätzlichen Verkabelungsaufwand. Denn die Indexsensoreinheiten müssen innerhalb der Sensoranordnung mit der Steuereinrichtung elektrisch verbunden bzw. verkabelt werden. Dies führt aufgrund höherer Material- und Montagekosten von Sensoranordnungen mit Indexsensoreinheiten zu einer Kostenintensivierung gegenüber Sensoranordnungen ohne Indexsensoreinheiten. Zudem kann die Implementierung zusätzlicher Kabel bzw. elektrischer Leiter dazu führen, dass die Verwendung von standardisierten Schnittstellen, die gegebenenfalls bisher verwendet worden sind, nicht mehr gewährleistet ist.
  • Zur Reduzierung von Verkabelungsaufwand ist aus US 6,987,444 B2 und US 9,035,484 B2 jeweils bekannt, eine zwischen einzelnen Geräten bereits vorhandene Stromleitung zu nutzen, um Datenaustausch bzw. Kommunikation zwischen diesen Geräten zu ermöglichen. So erübrigen sich separate Kommunikationskabel zwischen diesen Geräten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Sensoranordnung zur Verfügung zu stellen zur zuverlässigen und schnellen Geradeausfahrterkennung bei möglichst geringem Implementierungsaufwand.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Es wird eine Sensoranordnung für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend eine Messeinrichtung und eine Steuereinrichtung, wobei die Messeinrichtung eine Drehmomentsensoreinheit und eine Indexsensoreinheit umfasst, wobei die Drehmomentsensoreinheit zu deren Versorgung mit elektrischer Energie, das heißt zu der Versorgung der Drehmomentsensoreinheit mit elektrischer Energie, über eine Versorgungsleitung mit der Steuereinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung dazu ausgebildet ist, ein Indexsignal der Indexsensoreinheit durch Modulation eines über die Versorgungsleitung übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung zu übertragen.
  • Die Indexsensoreinheit liefert vorzugsweise einen Indeximpuls zur Erkennung einer Geradeausfahrt. Der Indeximpuls ist keine komplexe Datenstruktur, sieht insbesondere keine zyklische Redundanzprüfung vor. Vielmehr ist der Indeximpuls vorzugsweise ein einfacher, asynchroner, durch Hardwarekomponenten erzeugbarer, analoger Impuls bzw. Stoß. Eine gesonderte Software zur Signalerzeugung oder zusätzliche Signalverarbeitung sind nicht erforderlich. Durch die Indexsensoreinheit ist mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung eine vergleichsweise schnelle Geradeausfahrterkennung möglich. Die Geradeausfahrterkennung kann ein auf bzw. in der Steuereinrichtung implementierter Algorithmus bzw. eine Software sein.
  • Die Indexsensoreinheit kann dazu ausgebildet sein, einen internen Zähler um eins zu erhöhen, wenn eine definierte, räumliche Bedingung zwischen der Indexsensoreinheit und einem zu erfassenden Objekt erfüllt ist. Das zu erfassende Objekt kann eine in Umfangsrichtung definierte Stelle, beispielsweise eine metallische Erhebung, einer drehbar gelagerten Lenkspindel des Lenksystems sein. Vorzugsweise umfasst die Indexsensoreinheit einen Hall-Sensor.
  • Dadurch, dass die Sensoranordnung dazu ausgebildet ist, ein Indexsignal der Indexsensoreinheit durch Modulation eines über die Versorgungsleitung übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung zu übertragen, ist es möglich, das Indexsignal ohne zusätzliches Kabel zwischen der Messeinrichtung und der Steuereinrichtung zu übertragen. Somit ist es auch möglich, bisher verwendete, standardisierte Schnittstellen weiter zu verwenden, obwohl zusätzliche Informationen in Form des Indexsignals übertragen werden. Dies trägt dazu bei, eine Kostenintensivierung zu verringern oder zu vermeiden.
  • Vorzugsweise ist die Drehmomentsensoreinheit dazu ausgebildet, das Indexsignal von der Indexsensoreinheit zu empfangen und auf das über die Versorgungsleitung übertragbare Signal aufzumodulieren. Weiter vorzugsweise ist die Indexsensoreinheit dazu ausgebildet, das Indexsignal an die Drehmomentsensoreinheit zu übertragen. So ist eine Übertragung des Indexsignals von der Indexsensoreinheit über die Drehmomentsensoreinheit an die Steuereinrichtung gewährleistet. Die Versorgungsleitung kann als elektrische Stromleitung ausgebildet sein.
  • In vorteilhafter Weise ist das über die Versorgungsleitung übertragbare Signal ein Signal elektrischer Spannung, das heißt ein elektrisches Spannungssignal. Alternativ ist das über die Versorgungsleitung übertragbare Signal vorteilhafterweise ein Signal elektrischer Stromstärke, das heißt ein elektrisches Stromstärkesignal bzw. elektrisches Stromsignal.
  • In weiter vorteilhafter Weise umfassen bzw. umfasst die Drehmomentsensoreinheit und/oder die Indexsensoreinheit eine Modulationseinheit. Die Modulationseinheit dient dazu, ein zu übertragenes Nutz- bzw. Modulationssignal auf ein Trägersignal aufzumodulieren, das heißt in definierter Weise zu verändern. Hierbei entspricht das Indexsignal dem Nutzsignal und das elektrische Spannungs- oder Stromsignal entspricht dem Trägersignal. Die Modulationseinheit ist vorzugsweise eine analog arbeitende Hardwarekomponente.
  • In noch weiter vorteilhafter Weise ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, das aufmodulierte Indexsignal zu demodulieren. Auf diese Weise stellt die Steuereinrichtung das zuvor auf das Trägersignal aufmodulierte Nutzsignal wieder her und kann das Nutzsignal anschließend der weiteren Verarbeitung zuführen, insbesondere der Geradeausfahrterkennung bereitstellen.
  • Bevorzugterweise umfasst die Steuereinrichtung eine Demodulationseinheit. Alternativ kann die Steuereinrichtung eine als Mikroprozessor ausgebildete Steuereinheit sowie eine Demodulationseinheit umfassen. Die Demodulationseinheit dient dazu, das zuvor auf das Trägersignal aufmodulierte Nutzsignal zu dessen weiterer Verarbeitung wiederherzustellen. Hierbei entspricht das Indexsignal dem Nutzsignal und das elektrische Spannungs- oder Stromsignal entspricht dem Trägersignal. Die Demodulationseinheit ist vorzugsweise eine analog arbeitende Hardwarekomponente.
  • Weiter bevorzugterweise ist die Modulation eine Modulation der elektrischen Spannung oder eine Modulation der elektrischen Stromstärke. Bei der Modulation der elektrischen Spannung wird das Spannungssignal in definierter Weise verändert. Bei der Modulation der elektrischen Stromstärke wird das Stromsignal in definierter Weise verändert.
  • Die Modulation ist vorzugsweise eine Frequenzmodulation oder eine Amplitudenmodulation. Das heißt die das Signal beschreibenden Parameter der Frequenz oder der Amplitude werden in definierter Weise verändert.
  • In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Drehmomentsensoreinheit zumindest zwei Drehmomentsensoren, wobei die zumindest zwei Drehmomentsensoren zu deren jeweiliger Versorgung mit elektrischer Energie über die Versorgungsleitung mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Dies erhöht den Redundanzgrad und trägt somit dazu bei, eine zuverlässige und ausfallsichere Geradeausfahrterkennung zu gewährleisten.
  • Vorteilhafterweise ist die Sensoranordnung dazu ausgebildet, im Gleichstrom (DC) betrieben zu werden. Wenn die Indexsensoreinheit bzw. der Indexsensor aktiviert wird, ändert sich dessen DC-Stromaufnahme. Wenn die Indexsensoreinheit bzw. der Indexsensor wieder deaktiviert wird, geht die DC-Stromaufnahme wieder auf den ursprünglichen Wert zurück. Es handelt sich also um eine Gleichstromversorgung, die sich mit bestimmten dynamischen Eigenschaften ändern kann. Der Vorteil besteht in der geringeren Anzahl an erforderlichen Signalleitungen. Mit anderen Worten: Es ist ausreichend, weniger Signalleitungen zu verwenden. Zwar stellt dies aus Sicht der Signalauswertung eine gewisse Herausforderung dar. Aber mit einer geeigneten Filterung ist es möglich, den Zeitpunkt des Aktivierens und Deaktivierens der Indexsensoreinheit bzw. des Indexsensors, das heißt den Schaltzeitpunkt, zu erkennen. Dies kann durch RC-Filterung oder Software-basierte Filterung implementiert sein.
  • Des Weiteren wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Erkennung einer Geradeausfahrt eines eine Lenkspindel umfassenden Kraftfahrzeugs mittels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen eines Drehmomentsignals durch die Drehmomentsensoreinheit, das heißt Ermitteln des in die Lenkspindel eingebrachten Drehmoments durch die Drehmomentsensoreinheit; Bereitstellen eines zumindest einen Indexpuls umfassenden Indexsignals durch die Indexsensoreinheit; Übertragen des Drehmomentsignals an die Steuereinrichtung; Übertragen des Indexsignals über die Versorgungsleitung durch Modulation an die Steuereinrichtung; Erkennen einer Geradeausfahrt basierend auf dem Drehmomentsignal und dem Indexsignal.
  • In vorteilhafter Weise ist die Sensoranordnung dazu ausgebildet, das Indexsignal auf das über die Versorgungsleitung übertragbare Signal, insbesondere auf das Signal elektrischer Spannung oder das Signal elektrischer Stromstärke, aufzumodulieren, ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, das aufmodulierte Indexsignal zu demodulieren, und umfasst das Übertragen des Indexsignals folgende Schritte: Aufmodulieren des bereitgestellten Indexsignals auf das über die Versorgungsleitung übertragbare Signal; Übertragen des aufmodulierten, über die Versorgungsleitung übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung; Demodulieren des Indexsignals, das heißt Wiederherstellen des Indexsignals aus dem modulierten, über die Versorgungsleitung übertragbaren Signals.
  • Figurenliste
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen
    • 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung in einem Blockdiagramm,
    • 2 ein elektromechanisches Lenksystem mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung in einer perspektivischen Darstellung,
    • 3 eine Ausführungsform der Messeinrichtung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung in einem Blockdiagramm und
    • 4 eine Ausführungsform der Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung in einem Blockdiagramm.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und sind daher in der Regel jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 in einem Blockdiagramm.
  • Die Sensoranordnung 1 ist für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs geeignet. Die Sensoranordnung 1 umfasst eine Messeinrichtung 2 und eine Steuereinrichtung 3, wobei die Messeinrichtung 2 eine Drehmomentsensoreinheit 4 und eine Indexsensoreinheit 5 umfasst. Die Drehmomentsensoreinheit 4 ist zu ihrer Versorgung mit elektrischer Energie über eine Versorgungsleitung 6 mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. Die Versorgungsleitung 6 ist als eine elektrische Stromleitung ausgebildet. Die Sensoranordnung 1 ist dazu ausgebildet, ein Indexsignal der Indexsensoreinheit 5, das heißt ein von der Indexsensoreinheit 5 erzeugtes Signal, durch Modulation eines über die Versorgungsleitung 6 übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung 3 zu übertragen. Da es sich vorliegend bei der Versorgungsleitung 6 um eine elektrische Stromleitung handelt, ist das über die Versorgungsleitung 6 übertragbare Signal ein elektrisches Stromsignal. Die Modulation ist eine Modulation der elektrischen Stromstärke. Die Drehmomentsensoreinheit 4 und die Indexsensoreinheit 5 sind jeweils über eine Masseleitung 7 mit der Steuereinrichtung 3 verbunden.
  • Die Steuereinrichtung 3 umfasst eine als Mikroprozessor ausgebildete Steuereinheit 8 und eine Demodulationseinheit 9. Die Demodulationseinheit 9 ist über die Versorgungsleitung 6 und über die Masseleitung 7 mit der Messeinrichtung 2, genauer gesagt mit der Drehmomentsensoreinheit 4 und der Indexsensoreinheit 5, verbunden. Außerdem ist die Demodulationseinheit 9 über eine als Kabel oder Leiterbahn ausgebildete Leitung 10 mit der Steuereinheit 8 verbunden. Die Demodulationseinheit 9 ist dazu ausgebildet, das über die Versorgungsleitung 6 übertragbare Signal zu empfangen und zu demodulieren, das heißt das zuvor auf das elektrische Stromsignal aufmodulierte Indexsignal zu dessen weiterer Verarbeitung wiederherzustellen.
  • Die Drehmomentsensoreinheit 4 umfasst zwei Drehmomentsensoren 11, 12, nämlich einen ersten Drehmomentsensor 11 und einen zweiten Drehmomentsensor 12. Der erste Drehmomentsensor 11 und der zweite Drehmomentsensor 12 sind zu deren jeweiliger Versorgung mit elektrischer Energie über die Versorgungsleitung 6 mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. Die zwei Drehmomentsensoren 11, 12 sind redundant zueinander ausgebildet. So kann bei einem festgestellten Fehler oder sogar Ausfall des ersten Drehmomentsensors 11 der zweite Drehmomentsensor 12 ersatzweise den Betrieb auf- bzw. übernehmen - oder umgekehrt. Die zwei Drehmomentsensoren 11, 12 sind jeweils über als Kabel oder Leiterbahnen ausgebildete Leitungen 13, 14 mit der Steuereinheit 8 verbunden. Die zwei Drehmomentsensoren 11, 12 übertragen die jeweiligen Drehmomentsignale über die Leitungen 13, 14 an die Steuereinheit 8. Die Indexsensoreinheit 5 umfasst einen als Hall-Sensor ausgebildeten Indexsensor 15.
  • 2 zeigt ein elektromechanisches Lenksystem mit der Sensoranordnung 1 in einer perspektivischen, vereinfachten Darstellung von schräg vorne in Fahrzeugfahrtrichtung, wobei der besseren Übersicht halber nicht wesentliche Bestandteile nicht dargestellt sind. Abgesehen von dem in 2 gezeigten Lenksystem ist es hingegen auch denkbar und möglich, die erfindungsgemäße Sensoranordnung in einem Steer-by-Wire-Lenksystem vorzusehen.
  • Das Lenksystem umfasst eine Lenksäule 16 mit einer Lenkspindel 17. Die Lenksäule 16 ist über ein Lenkgetriebe 18 mechanisch mit den gelenkten Rädern 19 des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Das Lenkgetriebe 18 umfasst ein Ritzel 20 und eine gezahnte Koppelstange 21, wobei das Lenkgetriebe 18 zur Übersetzung einer rotatorischen Bewegung des Ritzels 20 in eine translatorische Bewegung der Koppelstange 21 entlang deren Längsachse dient. An dem dem Fahrer zugewandten Ende der Lenksäule 16 ist ein Lenkrad 22 zur Eingabe eines Fahrerlenkwunsches bzw. Lenkbefehls befestigt, wobei der Fahrer das Lenkrad 22 in gewohnter Weise zur Eingabe seines Lenkwunsches drehen kann. Die sich entlang ihrer Längsachse linear bewegende Koppelstange 21 ist jeweils zu beiden Seiten des Kraftfahrzeugs mechanisch mit einer Spurstange 23 gekoppelt. Die Spurstangen 23 sind wiederum jeweils mit den Fahrzeugrädern 19 mechanisch gekoppelt.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform der die Drehmomentsensoreinheit 4 und die Indexsensoreinheit 5 aufweisenden Messeinrichtung 2 der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 in einem Blockdiagramm mit angedeuteter Lenkspindel 17.
  • Die Indexsensoreinheit 5 umfasst einen als Hall-Sensor ausgebildeten Indexsensor 15. Die Indexsensoreinheit 5 ist in unmittelbarer räumlicher Nähe zu der Lenkspindel 17 angeordnet. Die Lenkspindel 17 weist in Umfangsrichtung eine definierte Stelle 24, in Form einer metallischen Erhebung, auf. Die Indexsensoreinheit 5 ist dazu eingerichtet, einen Zustand, in dem der räumliche Abstand zu der definierten Stelle 24 minimal ist bzw. einen definierten Schwellwert unterschreitet, zu erfassen. Wenn die Indexsensoreinheit 5 einen solchen Zustand erfasst, erzeugt sie einen Indeximpuls, der ein Indexsignal bildet. Der Indeximpuls ist eine kurzzeitig erhöhte Stromaufnahme der Indexsensoreinheit 5. Mit anderen Worten: Der Indeximpuls entspricht einer kurzzeitigen Erhöhung der Stromaufnahme ausgehend von einem Ursprungswert, das heißt einer Aktivierung der Indexsensoreinheit 5 bzw. des Indexsensors 15, gefolgt von einer Senkung der Stromaufnahme auf den Ursprungswert, das heißt einer Deaktivierung der Indexsensoreinheit 5 bzw. des Indexsensors 15.
  • Die Drehmomentsensoreinheit 4 umfasst einen Drehmomentsensor 11. Über die Leitung 13 kann die Drehmomentsensoreinheit 4 das Drehmomentsignal an die Steuereinrichtung 3 übertragen. Die Drehmomentsensoreinheit 4 und die Indexsensoreinheit 5 sind über als Kabel oder Leiterbahnen ausgebildete Leitungen 25, 26 miteinander verbunden, die eine Stromübertragung bzw. -versorgung der Drehmomentsensoreinheit 4 ermöglichen. Die Erhöhung und Senkung der Stromaufnahme der Indexsensoreinheit 5 entspricht einer Aufmodulierung des Indexsignals auf das über die als Stromleitung ausgebildete Versorgungsleitung 6 übertragbare Signal, das an die Steuereinrichtung 3 übertragen wird. Eine gesonderte Signalleitung zur Übertragung des Indexsignals an die Steuereinrichtung 3 ist nicht erforderlich. Denn das Indexsignal ist in auf das Stromsignal aufmodulierter Form über die Versorgungsleitung 6 an die Steuereinrichtung 3 übertragbar.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform der die Steuereinheit 8 aufweisenden Steuereinrichtung 3 der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 in einem Blockdiagramm.
  • Die Steuereinrichtung 3 ist dazu ausgebildet, eine Vielzahl von verschiedenen Signalen zu empfangen, auf deren Grundlage die Geradeausfahrterkennung durchgeführt wird. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung 3 dazu ausgebildet, Indexsignale, Drehmomentsignale, Fahrzeuggeschwindigkeitssignale, Fahrzeugbeschleunigungssignale und/oder zeitbasierte Signale zu empfangen und zu verarbeiten.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Sensoranordnung
    2
    Messeinrichtung
    3
    Steuereinrichtung
    4
    Drehmomentsensoreinheit
    5
    Indexsensoreinheit
    6
    Versorgungsleitung
    7
    Masseleitung
    8
    Steuereinheit
    9
    Demodulationseinheit
    10
    Leitung
    11
    Drehmomentsensor
    12
    Drehmomentsensor
    13
    Leitung
    14
    Leitung
    15
    Indexsensor
    16
    Lenksäule
    17
    Lenkspindel
    18
    Lenkgetriebe
    19
    Fahrzeugrad
    20
    Ritzel
    21
    Koppelstange
    22
    Lenkrad
    23
    Spurstange
    24
    definierte Stelle
    25
    Leitung
    26
    Leitung
  • 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 102012200239 A1 [0004]
    • US 6987444 B2 [0007]
    • US 9035484 B2 [0007]

Claims (11)

  1. Sensoranordnung (1) für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Messeinrichtung (2) und eine Steuereinrichtung (3), wobei die Messeinrichtung (2) eine Drehmomentsensoreinheit (4) und eine Indexsensoreinheit (5) umfasst, wobei die Drehmomentsensoreinheit (4) zu deren Versorgung mit elektrischer Energie über eine Versorgungsleitung (6) mit der Steuereinrichtung (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (1) dazu ausgebildet ist, ein Indexsignal der Indexsensoreinheit (5) durch Modulation eines über die Versorgungsleitung (6) übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung (3) zu übertragen.
  2. Sensoranordnung (1) nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das über die Versorgungsleitung (6) übertragbare Signal ein Signal elektrischer Spannung oder ein Signal elektrischer Stromstärke ist.
  3. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsensoreinheit (4) eine Modulationseinheit umfasst.
  4. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) dazu ausgebildet ist, das aufmodulierte Indexsignal zu demodulieren.
  5. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) eine Demodulationseinheit (9) umfasst.
  6. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation eine Modulation der elektrischen Spannung oder eine Modulation der elektrischen Stromstärke ist.
  7. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation eine Frequenzmodulation oder eine Amplitudenmodulation ist.
  8. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsensoreinheit (4) zumindest zwei Drehmomentsensoren (11, 12) umfasst, wobei die zumindest zwei Drehmomentsensoren (11, 12) zu deren jeweiliger Versorgung mit elektrischer Energie über die Versorgungsleitung (6) mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
  9. Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (1) dazu ausgebildet ist, im Gleichstrom betrieben zu werden.
  10. Verfahren zur Erkennung einer Geradeausfahrt eines eine Lenkspindel (17) umfassenden Kraftfahrzeugs mittels einer Sensoranordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen eines Drehmomentsignals durch die Drehmomentsensoreinheit (4); - Bereitstellen eines Indexsignals durch die Indexsensoreinheit (5); - Übertragen des Drehmomentsignals an die Steuereinrichtung (3); - Übertragen des Indexsignals über die Versorgungsleitung (6) durch Modulation an die Steuereinrichtung (3); - Erkennen einer Geradeausfahrt basierend auf dem Drehmomentsignal und dem Indexsignal.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen des Indexsignals folgende Schritte umfasst: - Aufmodulieren des bereitgestellten Indexsignals auf das über die Versorgungsleitung (6) übertragbare Signal; - Übertragen des aufmodulierten, über die Versorgungsleitung (6) übertragbaren Signals an die Steuereinrichtung (3); - Demodulieren des Indexsignals.
DE102020116863.2A 2020-06-26 2020-06-26 Sensoranordnung Pending DE102020116863A1 (de)

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