DE102024109336A1

DE102024109336A1 - Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Lage eines Bauteils einer Fahrzeugkomponente, Steuerungsanordnung, Fahrzeugkomponente, Kraftfahrzeug und Verfahren

Info

Publication number: DE102024109336A1
Application number: DE102024109336.6A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Konrad
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2024-04-03
Filing date: 2024-04-03
Publication date: 2025-10-09
Also published as: US20250317032A1; CN120777974A

Abstract

Sensoreinrichtung (12) zur Ermittlung einer Lage eines rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteils (5) einer Fahrzeugkomponente (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15), die dazu eingerichtet ist, wenigstens ein elektrisches und von der Lage abhängendes Sensorsignal (17) mit einer Sensorsignalspannung zu generieren und über wenigstens einen Signalausgang (18) auszugeben, wobei die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) ferner dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob ein die Sensoreinrichtung (12) betreffender Fehlerzustand vorliegt, in dem die Generierung des wenigstens einen Sensorsignals (17) unterbunden ist, und in diesem Fall wenigstens ein Fehlersignal (24) mit einer von der wenigstens einen Sensorsignalspannung abweichenden Fehlersignalspannung zu generieren und über den wenigstens einen Signalausgang (18) auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Lage eines rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteils einer Fahrzeugkomponente für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Verarbeitungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, wenigstens ein elektrisches und von der Rotationsstellung abhängendes Sensorsignal mit einer Sensorsignalspannung zu generieren und über wenigstens einen Signalausgang auszugeben.
Eine solche Sensoreinrichtung, die auch als ein Positionssensor bezeichnet werden kann, dient dazu, eine aktuelle Lage des Bauteils zu Ermitteln. Unter der Lage kann etwa eine Rotationsstellung respektive Rotorlage des rotierbar gelagerten Bauteils verstanden werden. Zudem oder alternativ kann unter der Lage eine Längsposition respektive Axialverschiebung des längsverschiebbar gelagerten Bauteils verstanden werden. Oft werden anhand der aktuellen Lage Steuersignale generiert, die zumeist der Steuerung der das Bauteil umfassenden Fahrzeugkomponente dienen.
Mittels der Sensoreinrichtung ist beispielsweise ein rotatorischer Winkel des rotierbar gelagerten Bauteils erfassbar, wobei die entsprechende Winkelinformation eine Eingangsgröße zur Regelung verschiedener Größen darstellen kann. Ein mögliches Anwendungsbeispiel ist etwa die als eine elektrische Maschine vorgesehene Fahrzeugkomponente, bei der ein Rotor das rotierbar gelagerte Bauteil bildet und die Winkelinformation insbesondere als eine Eingangsgröße zur Regelung eines Drehmoments und einer Drehzahl der elektrischen Maschine dient. Ein weiteres Beispiel bezüglich der Winkelinformation betrifft die als eine Getriebeeinrichtung vorgesehene Fahrzeugkomponente, bei der eine Getriebewelle oder ein Getrieberad das rotierbar gelagerte Bauteil bildet.
Zudem oder alternativ kann vorgesehen sein, dass mittels der Sensoreinrichtung eine aktuelle Positionierung respektive Verortung des Bauteils hinsichtlich einer Längsverschiebung erfassbar ist. Das Bauteil ist in diesem Fall entlang eines, insbesondere geradlinigen, Bewegungspfades längs- oder, anders ausgedrückt, linearverschiebbar. Mögliche Anwendungsbeispiele betreffen etwa Fälle, bei denen ein, insbesondere länglich ausgebildetes, Bauteil entlang seiner Längsrichtung axial verschiebbar gelagert ist. Konkret kann dies etwa die als die Getriebeeinrichtung oder als eine Kupplungseinrichtung vorgesehene Fahrzeugkomponente betreffen.
Konzepte zur Realisierung einer sensorischen Ermittlung einer Rotationsstellung eines rotierbar gelagerten Bauteils einer Fahrzeugkomponente sind etwa aus DE 10 2010 038 770 A1 , KR 10 2019 0 047 228 A und JP 2007 - 269 277 A bekannt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Konzept im Zusammenhang mit der sensorischen Ermittlung einer Lage eines Bauteils einer Fahrzeugkomponente anzugeben, insbesondere betreffend einen die jeweilige Sensoreinrichtung betreffenden Fehlerzustand.
Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe bei einer Sensoreinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung ferner dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob ein die Sensoreinrichtung betreffender Fehlerzustand vorliegt, in dem die Generierung des wenigstens einen Sensorsignals unterbunden ist, und in diesem Fall wenigstens ein Fehlersignal mit einer von der wenigstens einen Sensorsignalspannung abweichenden Fehlersignalspannung zu generieren und über den wenigstens einen Signalausgang auszugeben.
Die Erfindung basiert insbesondere auf dem Gedanken, dass auch im Fall eines die Sensoreinrichtung betreffenden Fehlerzustandes respektive des Auftretens eines sensorinternen Fehlers die Verarbeitungsschaltung aktiv eine Signalausgabe bewirkt, sodass das ausgegebene Fehlersignal im Rahmen einer weiteren Signalverarbeitung gezielt identifiziert werden kann. Diese Identifizierbarkeit wird dadurch ermöglicht, dass das in einem Normalbetriebszustand generierte Sensorsignal und das in dem Fehlerzustand generierte Fehlersignal sich bezüglich ihrer jeweiligen Signalspannungen unterscheiden. So liegen diese Ausgangssignale jeweils in Form einer, insbesondere von Null abweichenden, elektrischen Spannung vor, die über einen Signalausgang ausgegeben werden.
Insbesondere wird bei der vorliegenden Erfindung der Fall vermieden, dass im Fehlerzustand seitens einer mit der Sensoreinrichtung verbundenen Steuerungseinrichtung eine von dem Ausgangssignal abhängende Messspannung auftritt, die fälschlich auf das Vorliegen des Normalzustandes schließen lässt und aufgrund von innerhalb der Steuerungseinrichtung gegebenen Umständen entstehen würde. Derartige nachteilige Fälle können etwa dann auftreten, wenn seitens der Sensoreinrichtung im Fehlerfall kein konkretes Fehlersignal respektive keine konkrete Ausgangsspannung über einen Signalausgang ausgegeben wird, sondern dieser stattdessen in einen hochohmigen Zustand geschaltet wird.
Die Verarbeitungsschaltung der Sensoreinrichtung ist bevorzugt eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder, kurz, „ASIC“ oder, allgemein gesprochen, ein sogenanntes anwendungsspezifisches Standardprodukt oder, kurz, „ASSP“. Denkbar ist, dass eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen vorgesehen ist oder sind, über die jeweils wenigstens ein Ausgabesignal generierbar ist. Konkret können bis zu vier Signalausgänge pro Verarbeitungsschaltung vorgesehen sein. Bevorzugt sind pro Sensoreinrichtung zwei Verarbeitungsschaltungen vorgesehen, wobei jede der Verarbeitungsschaltungen bevorzugt vier Signalausgänge umfasst.
Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung wenigstens eine Sensiereinheit, mittels der wenigstens ein von der Lage abhängendes Messsignal generierbar und an die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung ausgebbar ist, wobei die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung dazu eingerichtet ist, anhand des wenigstens einen Messsignals das wenigstens eine Sensorsignal zu generieren. Unter der Sensiereinheit ist der einen Sensor realisierende Teil der Sensoreinrichtung zu verstehen. So ist mittels der Sensiereinheit das wenigstens eine, insbesondere ebenfalls als ein elektrisches Signal vorgesehene, Messsignal generierbar, das unmittelbar von der zu messenden Messgröße abhängen kann. Die Messgröße ist oder betrifft die Lage. Anhand des wenigstens einen Messsignals wird mittels der Verarbeitungsschaltung das wenigstens eine Sensorsignal generiert, das wiederum die Messgröße und mithin ebenfalls die Lage betrifft oder beschreibt.
Denkbar ist, dass die wenigstens eine Sensiereinheit einen Wirbelstrom-Abstandssensor bildet. Die Funktionsweise eines Wirbelstrom-Abstandssensors basiert darauf, dass Änderungen eines Magnetfelds in einem massiven, blockartigen und aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden Messobjekt Wirbelströme in dem Messobjekt bewirken, wobei die aufgrund der Wirbelströme entstehenden Magnetfelder wiederum gemäß der Lenzschen Regel der Ursache der Entstehung der Wirbelströme entgegenwirken. Beispielsweise umfasst der Wirbelstrom-Abstandssensor einen Sender und einen Empfänger, wobei mittels des Senders ein elektromagnetisches Wechselfeld generiert wird, das über den Empfänger empfangen wird. In Abhängigkeit eines Abstandes zwischen der Anordnung, die den Sender und den Empfänger umfasst, und dem Messobjekt treten Dämpfungswirkungen betreffend das elektromagnetische Wechselfeld auf, anhand derer die den Abstand betreffenden Messsignale bestimmbar sind. Denkbar ist auch, dass die Sensiereinheit eine elektromagnetische Feldspule aufweist, die mit einer Wechselspannung beaufschlagt wird, wobei das entstehende Wechselfeld wiederum in Abhängigkeit des Abstandes zum Messobjekt beeinflusst wird. Konkret ändert sich hierbei die Impedanz der Feldspule in Abhängigkeit des Abstandes, sodass sich die Messsignale anhand dieser Impedanzänderung bestimmen lassen.
Um die Erfassung der Rotationsstellung mittels des Wirbelstrom-Abstandssensors zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass sich während der Rotation ein relativer Abstand zwischen einer Oberfläche des Messobjekts, also vorliegend des rotierbar gelagerten Bauteils oder einer hiermit verbundenen Komponente, und dem Wirbelstrom-Abstandssensor ändert. Zu diesem Zweck kann an dem rotierbar gelagerten Bauteil ein asymmetrisches Teil angeordnet sein, das sich zusammen mit dem rotierbar gelagerten Bauteil dreht, sodass sich hierbei der Abstand zwischen der Oberfläche des asymmetrischen Teils und dem Wirbelstrom-Abstandssensor ändert. Denkbar ist, dass die wenigstens eine Sensiereinheit stirnseitig an dem rotierbar gelagerten Bauteil beziehungsweise einer Welle des Bauteils angeordnet ist, wobei an der Stirnseite des Bauteils beziehungsweise der Welle ein Geber- oder Flügelrad als das asymmetrische Teil angeordnet ist. Das Geber- oder Flügelrad kann eine Scheibe sein, an deren Stirnseite eine asymmetrische, etwa Flügel umfassende oder bildende, Struktur ausgeformt ist, die den sich während der Rotation ändernden Abstand bewirkt. Das asymmetrische Bauteil besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, etwa einem Metall.
Die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung kann dazu eingerichtet sein, das wenigstens eine Sensorsignal derart zu generieren, dass sich die Sensorsignalspannung des wenigstens einen Sensorsignals bei einer gleichförmigen Rotation des rotierbar gelagerten Bauteils periodisch und innerhalb eines Normalbetriebs-Spannungsbandes, insbesondere sinusförmig, ändert. Denkbar ist, dass die aktuelle Rotationsstellung anhand der Phase des sich periodisch ändernden Signals bestimmbar ist, etwa anhand eines Nulldurchgangs der Sinus- beziehungsweise Cosinusschwingung. Zudem kann die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit anhand der Periodendauer des periodischen Sensorsignals bestimmt werden.
Die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung kann dazu eingerichtet sein, dass wenigstens eine Fehlersignal derart zu generieren, dass die Fehlersignalspannung des wenigstens einen Fehlersignals innerhalb wenigstens eines Fehlerbetriebs-Spannungsbandes liegt, wobei das wenigstens eine Fehlerbetriebs-Spannungsband oberhalb oder unterhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes liegt. Denkbar ist, dass zwei Fehlerbetriebs-Spannungsbänder vorgesehen sind, von wobei ein oberes Fehlerbetriebs-Spannungsband oberhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes und ein unteres Fehlerbetriebs-Spannungsband unterhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes liegt.
Gemäß dieser Ausführungsform erlaubt die Bestimmung der Spannung des jeweiligen Ausgabesignals eine Unterscheidung dahingehend, ob es sich hierbei um das Sensorsignal oder das Fehlersignal handelt. Das jeweilige Spannungsband kann auch als ein Spannungsintervall bezeichnet werden. Das Spannungsband kann durchgehend beziehungsweise lückenlos sein und insbesondere von einem unteren Spannungswert bis zu einem oberen Spannungswert reichen. Zwischen den Spannungsbändern kann eine Lücke vorhanden sein. Diese ist bevorzugt hinreichend breit, um sicherzustellen, dass gemessene Spannungswerte nicht aufgrund von Messfehlern einem falschen Spannungsband zugeordnet werden.
Denkbar ist, dass die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine eine Art oder eine Eigenschaft des Fehlerzustandes betreffende Fehlerinformation zu ermitteln und das wenigstens eine Fehlersignal derart auszugeben, dass die Fehlersignalspannung des wenigstens einen Fehlersignals von der wenigstens einen Fehlerinformation abhängt. Gemäß dieser Ausführungsform wird seitens der Verarbeitungsschaltung nicht nur das bloße Vorliegen des Fehlerzustandes erfasst, sondern es wird überdies die konkret auf die Eigenarten des jeweils vorliegenden Fehlers gerichtete Fehlerinformation bestimmt. Die seitens der Verarbeitungsschaltung erfolgende Bestimmung der Fehlerinformation kann dadurch erfolgen, dass ein spezifisch im Fall eines bestimmten Fehlers eintretender Umstand, betreffend etwa die Art oder Ausprägung der Messsignale, erfasst wird, wobei das Fehlersignal respektive dessen Spannung hiervon abhängt. Dies erlaubt es, dass im Rahmen der weiteren Verarbeitung des Fehlersignals das Vorliegen des jeweiligen Fehlers spezifisch Berücksichtigung finden kann.
Denkbar ist, dass die Fehlersignalspannung in Abhängigkeit der Fehlerinformation innerhalb eines spezifisch für den jeweils vorliegenden Fehler oder eine Menge denkbarer Fehler vorgesehenen Fehlerbetriebs-Spannungsbandes liegt. So können, wie bereits oben angesprochen wurde, mehrere Fehlerbetriebs-Spannungsbänder vorgesehen sein, wobei diese wiederum jeweils wenigstens einer von den mehreren Fehlerinformationen zugeordnet sein können. So kann die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung dazu eingerichtet sein, bei Vorliegen einer spezifischen Fehlerinformation das jeweilige Fehlersignal derart zu generieren, dass die Fehlersignalspannung dieses Fehlersignals innerhalb eines von mehreren Fehlerbetriebs-Spannungsbändern liegt, nämlich dem der jeweiligen Fehlerinformation zugeordneten Fehlerbetriebs-Spannungsband. Denkbar ist auch, dass mehrere Fehlersignalspannungen innerhalb eines einzigen Fehlerbetriebs-Spannungsbandes liegen. Hierbei kann zunächst eine grobe Klassifizierung der vorliegenden Spannung des jeweiligen Ausgangssignals dahingehend erfolgen, ob dieses innerhalb des Fehlerbetriebs-Spannungsbandes oder innerhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes liegt. Anschließend kann eine demgegenüber feinere Bestimmung der vorliegenden Spannung des Ausgangssignals erfolgen, und zwar, sofern das Fehlersignal vorliegt, welcher Fehlerinformation die aktuelle Spannung zuordenbar ist oder, sofern das Sensorsignal vorliegt, welcher Lage respektive Rotationsstellung die aktuelle Spannung zuordenbar ist.
Die Erfindung betrifft überdies eine Steuerungsanordnung zur Steuerung des Betriebs einer ein rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagertes Bauteil umfassenden Fahrzeugkomponente, umfassend eine Sensoreinrichtung gemäß der vorangehenden Beschreibung und eine hiermit derart verbundene Steuerungseinrichtung, dass die mittels der Sensoreinrichtung generierten Signale an die Steuerungseinrichtung ausgegeben werden. Erfindungsgemäß ist hierbei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, anhand der jeweiligen Signalspannung zu überprüfen, ob das jeweils generierte Signal das Sensorsignal oder das Fehlersignal ist. Die Steuerungseinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, falls das jeweils generierte Signal das Sensorsignal ist, in Abhängigkeit hiervon Steuersignale zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente anhand der Lage des Bauteils zu generieren. Außerdem ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, falls das jeweils generierte Signal das Fehlersignal ist, in Abhängigkeit hiervon Steuersignale zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente unter Berücksichtigung dessen, dass der Fehlerzustand vorliegt, zu generieren und/oder auf eine Beseitigung des Fehlerzustandes gerichtete Steuersignale zu generieren. Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung beschriebenen Vorteile, Merkmale und Aspekte sind gleichermaßen auf die erfindungsgemäße Steuerungsanordnung übertragbar und umgekehrt.
Denkbar ist, dass die Steuerungsanordnung zur Steuerung des Betriebs einer elektrischen Maschine mit dem als ein Rotor ausgebildeten rotierbar gelagerten Bauteil eingerichtet ist. Die Steuerungsanordnung kann auch zur Steuerung des Betriebs einer Getriebeeinrichtung mit dem als eine Getriebewelle oder ein Getrieberad ausgebildeten rotierbar gelagerten Bauteil eingerichtet sein. Denkbar ist außerdem, dass die Steuerungsanordnung zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente eingerichtet ist, die ein, insbesondere länglich ausgebildetes, und entlang einer Längsrichtung axial verschiebbar gelagertes Bauteil aufweist. Die Fahrzeugkomponente kann in diesem Fall die Getriebeeinrichtung oder eine Kupplungseinrichtung sein.
Im Fall des Vorliegens des Sensorsignals erfolgt anhand der Steuerungseinrichtung die im Rahmen des Normalbetriebs vorgesehene Steuerung der Fahrzeugkomponente. Anderenfalls, also wenn das Ausgangssignal das Fehlersignal ist, erfolgt anhand der Steuerungseinrichtung insbesondere eine im Rahmen des Fehlerbetriebs vorgesehene Steuerung der Fahrzeugkomponente, und zwar unter Berücksichtigung des Vorliegens des Fehlerzustandes. Wenn mehrere Signalausgänge bei der Sensoreinrichtung vorgesehen sind, über die mehrere Ausgangssignale an die Steuerungseinrichtung übertragen werden, dann kann vorgesehen sein, dass die Ausgangssignale bei demjenigen Signalausgang, bei dem aktuell der Fehlerzustand vorliegt, zur Bestimmung der Lage, insbesondere der Rotationsstellung, unberücksichtigt bleibt, wobei nur die übrigen Ausgangs- respektive Sensorsignale zu diesem Zweck genutzt werden. Zudem oder alternativ können die seitens der Steuerungseinrichtung generierten Steuersignale die unmittelbare Beseitigung des Fehlerzustandes bewirken, etwa wenn der Fehlerzustand ausschließlich auf softwaretechnische Umstände beruht und vermittels der Steuersignale unmittelbar behebbar ist.
Sofern, wie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung zuvor beschrieben wurde, die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Fehlersignal derart auszugeben, dass die Fehlersignalspannung des wenigstens einen Fehlersignals von der wenigstens einen Fehlerinformation abhängt, dann ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, anhand der Fehlersignalspannung und unter Berücksichtigung der Art des Fehlerzustandes die Steuersignale zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente und/oder auf eine Beseitigung des Fehlerzustandes der jeweiligen Art gerichtete Steuersignale zu generieren. Hierbei wird die seitens der Sensoreinrichtung ermittelte Fehlerinformation seitens der Steuerungseinrichtung dazu genutzt, dass eine spezifisch auf den jeweils vorliegenden Fehler gerichtete Maßnahme im Rahmen der Generierung der Steuersignale erfolgt.
Bezüglich der Steuerungsanordnung ist erfindungsgemäß denkbar, dass die Steuerungseinrichtung wenigstens einen Signaleingang aufweist, über den die Signale der Sensoreinrichtung einer Eingangsschaltung der Steuerungseinrichtung zuführbar sind, wobei die Signale der Sensoreinrichtung oder hieraus generierte Signale wenigstens einem in der Eingangsschaltung verschalteten Analog-Digital-Wandler zuführbar sind, mittels dem diese in digitale Signale zur weiteren, seitens der Steuerungseinrichtung und/oder eines Steuergeräts der elektrischen Maschine vorgesehenen Verarbeitung umwandelbar sind. Zwischen dem wenigstens einen Signalausgang der Sensoreinrichtung und dem wenigstens einen Signaleingang der Steuerungseinrichtung ist mithin wenigstens ein elektrisches Übertragungsmittel vorgesehen, über das die Ausgangssignale übertragbar sind. Das Übertragungsmittel kann eine elektrische Leiterbahn einer Platine oder ein elektrisches Stromkabel sein.
Mittels des Analog-Digital-Wandlers werden die Ausgangssignale oder hiervon abhängende Größen respektive Signale in digitale Werte umgewandelt. Konkret erfolgt eine Umwandlung der vorliegenden beziehungsweise an dem Analog-Digital-Wandler anliegenden Signalspannung in Zahlenwerte, die diese Signalspannung beschreiben. Diese können in einer sich immer weiter aufbauenden Datenstruktur hinterlegt werden, in der verschiedenen Zeitpunkten verschiedene Werte für die Signalspannung zugeordnet werden können. Anhand der so entstandenen Datenreihe kann eine Auswertung hinsichtlich der Parameter der Sinus- respektive Cosinusform des Sensorsignals erfolgen. Bezüglich der weiteren Verarbeitung der digitalen Signale ist denkbar, dass diese seitens einer Steuereinheit der Steuerungseinrichtung und/oder eines Steuergeräts der Fahrzeugkomponente erfolgt.
Wie bereits oben beschrieben wurde, realisiert die Ausgabe des Fehlersignals Vorteile gegenüber dem Fall, bei dem im Fehlerfall der wenigstens eine Signalausgang der Sensoreinrichtung in einen hochohmigen Zustand geschaltet wird. Gleichwohl sind Fälle denkbar, in denen die Generierung des Fehlersignals nachteilig oder nicht möglich ist, etwa wenn eine mechanische Zerstörung der Sensoreinrichtung oder eine Trennung der Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung und der Steuerungseinrichtung vorliegt. In diesem Fall ist es denkbar, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung der wenigstens eine Signalausgang bei Vorliegen eines solchen Störfalls in den hochohmigen Zustand geschaltet oder überführt wird respektive ein solcher Zustand seitens der Steuerungseinrichtung erfasst wird. Dies ist überdies auch dann denkbar, wenn ein Fehlerzustand beziehungsweise Störfall eintritt, bei dem keine Fehlerinformation vorliegt respektive ermittelbar ist. Auch in diesem Fall kann der Signalausgang aktiv in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden. Folglich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuerungsanordnung dazu eingerichtet und/oder ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Signalausgang bei Vorliegen eines die Steuerungsanordnung betreffenden Störfalls in einen hochohmigen Zustand versetzt wird. Die Eingangsschaltung ist dazu eingerichtet beziehungsweise ausgebildet, dass in diesem Fall mittels der Eingangsschaltung ein elektrisches Störsignal mit einer Störsignalspannung generiert und dem Analog-Digital-Wandler zugeführt wird. Hierbei ist denkbar, dass die Störsignalspannung von der an dem Analog-Digital-Wandler dann anliegenden Spannung abweicht, wenn vermittels der Sensoreinrichtung das wenigstens eine Sensorsignal generiert wird. Denkbar ist auch, dass die Störsignalspannung von der an dem Analog-Digital-Wandler dann anliegenden Spannung abweicht, wenn vermittels der Sensoreinrichtung das wenigstens eine Fehlersignal generiert wird. So kann ein Unterscheidungskriterium hinsichtlich dessen, ob das Sensorsignal respektive das Fehlersignal vorliegt oder ob das Störsignal vorliegt, anhand des vorliegenden Spannungswertes gegeben sein.
Denkbar ist auch, dass die Störsignalspannung in dem Bereich liegt, der an dem Analog-Digital-Wandler dann anliegt, wenn vermittels der Sensoreinrichtung das wenigstens eine Sensorsignal oder das wenigstens eine Fehlersignal generiert wird. In diesem Fall kann ein Unterscheidungskriterium etwa hinsichtlich eines zeitlichen Verhaltens oder Verlaufs des jeweiligen Signals gegeben sein. Wenn dieses sich sinus- respektive cosinusförmig ändert und dem Normalbetrieb-Spannungsband zugeordnet ist, dann ist davon auszugehen, dass es sich hierbei um das Sensorsignal handelt. Wenn dieses nahezu konstant bleibt und dem Normalbetrieb-Spannungsband zugeordnet ist, dann ist davon auszugehen, dass es sich hierbei um das Störsignal handelt.
Im Rahmen dieser Ausführungsform erfolgt bevorzugt eine Weiterbildung der Erfindung derart, dass sich nicht nur eine Unterscheidbarkeit bezüglich des Sensorsignals und des Fehlersignals vorgesehen ist, sondern dass vermittels der Eingangsschaltung bewirkt wird, dass in dem Fall, in dem der Signalausgang in den hochohmigen Zustand gebracht wird, an dem Analog-Digital-Wandler ein bezüglich des Sensorsignals und des Fehlersignals ebenfalls unterscheidbares Signal anliegt, nämlich das Störsignal.
Im Rahmen dieser Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, falls das Störsignal an dem Analog-Digital-Wandler anliegt, Steuersignale zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente unter Berücksichtigung dessen, dass der Störfall vorliegt, zu generieren und/oder auf eine Beseitigung des Störfalls gerichtete Steuersignale zu generieren.
Bezüglich der konkreten Realisierung der Steuerungseinrichtung respektive der Eingangsschaltung ist denkbar, dass der Signaleingang oder einer der Signaleingänge mit dem Analog-Digital-Wandler oder mit einem der Analog-Digital-Wandler über eine einen Eingangswiderstand aufweisende Eingangsleitung der Eingangsschaltung verbunden ist, wobei die Steuerungseinrichtung ferner eine eine zumindest im Wesentlichen konstante Versorgungsspannung führende Spannungskomponente und/oder eine geerdete Erdungskomponente aufweist oder mit einer solchen verbunden ist, wobei von der Eingangsleitung, insbesondere zwischen dem jeweiligen Signaleingang und dem Eingangswiderstand, wenigstens eine zu der Spannungskomponente oder der Erdungskomponente führende und einen Abzweigwiderstand aufweisende Abzweigleitung vorgesehen ist. Die mittels der Spannungskomponente bereitgestellte Versorgungsspannung kann im Bereich bis zu 10 V verordnet sein. Bevorzugt beträgt die Versorgungsspannung 5,0 V. Der Wert des Eingangswiderstandes und/oder des wenigstens einen Abzweigwiderstandes beträgt beispielsweise mehrere kilo-Ohm.
Denkbar ist, dass lediglich die zu der Spannungskomponente führende Abzweigleitung, nicht jedoch die zu der Erdungskomponente führende Abzweigleitung, vorgesehen ist. Der vorgesehene Abzweigwiderstand kann einen Wert derart aufweisen, dass in dem Fall des Vorliegens des hochohmigen Zustands bei dem Signalausgang das an dem Analog-Digital-Wandler anliegende Signal respektive die Störsignalspannung in dem Bereich liegt, der an dem Analog-Digital-Wandler dann anliegt, wenn vermittels der Sensoreinrichtung das Fehlersignal generiert wird. Der Abzweigwiderstand kann einen Widerstandswert derart aufweisen, dass in diesem Fall die Störspannung dem oberen Fehlerbetriebs-Spannungsband zuordenbar ist, wobei in diesem Fall der Abzweigwiderstand auch als Pull-Up-Widerstand bezeichnet werden kann.
Denkbar ist ferner, dass lediglich die zu der Erdungskomponente führende Abzweigleitung, nicht jedoch die zu der Spannungskomponente führende Abzweigleitung, vorgesehen ist. Der vorgesehene Abzweigwiderstand kann einen Wert derart aufweisen, dass in dem Fall des Vorliegens des hochohmigen Zustands bei dem Signalausgang das an dem Analog-Digital-Wandler anliegende Signal respektive die Störsignalspannung in dem Bereich liegt, der an dem Analog-Digital-Wandler dann anliegt, wenn vermittels der Sensoreinrichtung das Fehlersignal generiert wird. Der Abzweigwiderstand kann einen Widerstandswert derart aufweisen, dass in diesem Fall die Störspannung dem unteren Fehlerbetriebs-Spannungsband zuordenbar ist und/oder bei 0 V liegt, wobei in diesem Fall der Abzweigwiderstand auch als Pull-Down-Widerstand bezeichnet werden kann.
Denkbar ist schließlich, dass sowohl die zu der Erdungskomponente führende Abzweigleitung als auch die zu der Spannungskomponente führende Abzweigleitung vorgesehen ist, wobei in diesem Fall, insbesondere wenn die beiden Abzweigwiderstände vergleichbare Widerstandswerte aufweisen, die entstehende Schaltung als ein Spannungsteiler fungiert, sodass in diesem Fall die resultierende Störsignalspannung dem Normalbetriebs-Spannungsband zuordenbar ist.
Ein denkbares Problem betrifft das Auftreten von Kriechströmen, die beispielsweise durch Schmutz oder Feuchtigkeit verursacht werden können und Komponenten der Schaltung überbrücken könnten. Sofern dies den Abzweigwiderstand oder wenigstens einen der Abzweigwiderstände betrifft und mithin ein den jeweiligen Abzweigwiderstand überbrückender Nebenschlusswiderstand auftritt, dann kann dies eine Änderung des an dem Analog-Digital-Wandler anliegenden Signals bewirken, sodass diesbezüglich Fehler hinsichtlich Informationen auftreten können, die anhand der jeweils auftretenden Spannungen ermittelt werden, etwa Identifizierung des Normalbetriebszustands, des Fehlerzustandes und/oder des Störfalls. Um dies zu vermeiden ist denkbar, dass die Störsignalspannung hinreichend stark von der an dem Analog-Digital-Wandler dann anliegenden Spannung abweicht, wenn vermittels der Sensoreinrichtung das wenigstens eine Sensorsignal oder das wenigstens ein Fehlersignal generiert wird, dass eine solche Abweichung auch noch dann gegeben ist, wenn wenigstens ein den wenigstens einen Abzweigwiderstand überbrückender Nebenschlusswiderstand auftritt.
So kann im Rahmen der Auslegung der Eingangsschaltung oder, allgemein gesprochen, der Steuerungsanordnung vorgesehen sein, dass bezüglich des wenigstens einen Nebenschlusswiderstandes, der keine konkrete elektrische Komponente ist, sondern durch Verschmutzung oder Nässe verursacht wird, typische Werte auftreten können, wobei die Werte für die übrigen Widerstände und Spannungen und dergleichen derart gewählt werden, dass auch bei Auftreten des Nebenschlusswiderstandes mit den typischen Werten eine hinreichende Unterscheidbarkeit zwischen dem Störfall und dem Normalbetriebszustand beziehungsweise den übrigen Zuständen gegeben ist. Die typischen Werte für etwaige Nebenschlusswiderstände sind erfahrungsgemäß bekannt und können sich etwa im kilo-Ohm-Bereich oder höher bewegen.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugkomponente für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagertes Bauteil und wenigstens eine Sensoreinrichtung gemäß der obigen Beschreibung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugkomponente für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagertes Bauteil und wenigstens eine Steuerungsanordnung gemäß der vorangehenden Beschreibung. Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung und/oder der erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung erläuterten Vorteile, Merkmale und Aspekte sind gleichermaßen auf die erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente übertragbar und umgekehrt.
Die Fahrzeugkomponente kann eine elektrische Maschine mit dem als ein Rotor ausgebildeten rotierbar gelagerten Bauteil sein. Die elektrische Maschine umfasst bevorzugt ein Gehäuse, wobei ein Stator der elektrischen Maschine bezüglich des Gehäuses fest und der Rotor bezüglich des Gehäuses rotierbar gelagert ist. Die mittels der Steuerungseinrichtung generierten Steuersignale können im Rahmen des Betriebs der elektrischen Maschine genutzt werden. So ist die Kenntnis der aktuellen Rotorlage des Rotors im Rahmen der Steuerung der elektrischen Maschine hinsichtlich der Einstellung einer aktuellen Bestromung von Wicklungen der elektrischen Maschine typischerweise erforderlich.
Die Fahrzeugkomponente kann eine Getriebeeinrichtung mit dem als eine Getriebewelle oder ein Getrieberad ausgebildeten rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteil sein. Auch im Rahmen der Steuerung des Betriebs eines Aktors, der einen Teil der Getriebeeinrichtung bildet oder mit Komponenten der Getriebeeinrichtung wirkverbunden ist, ist die Kenntnis der Rotorlage der jeweiligen im Rahmen der mittels der Getriebeeinrichtung realisierbaren Übersetzung von Drehzahlen typischerweise erforderlich. Selbiges gilt für die Längsposition des Bauteils.
Die Fahrzeugkomponente kann eine Kupplungseinrichtung mit dem als eine Kupplungsscheibe oder eine Kupplungswelle ausgebildeten rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteil ist. So kann etwa die Information, ob eine Rotation bei dem Bauteil und/oder in welcher Längsposition sich selbiges befindet Aufschluss darüber geben, ob die Kupplung aktuell ein einen ein- oder einem ausgerücktem Zustand ist.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Fahrzeugkomponente mit einem rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteil und wenigstens eine Sensoreinrichtung gemäß obiger Beschreibung oder wenigstens eine Steuerungsanordnung gemäß der vorangehenden Beschreibung. Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung und/oder der erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung und/oder der erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente beschriebenen Vorteile, Merkmale und Aspekte sind gleichermaßen auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinrichtung, mittels der eine Lage eines rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteils einer Fahrzeugkomponente für ein Kraftfahrzeug ermittelt wird, wobei die Sensoreinrichtung wenigstens eine Verarbeitungsschaltung umfasst, mittels der wenigstens ein elektrisches und von der Lage abhängendes Sensorsignal mit einer Sensorsignalspannung generiert und über wenigstens einen Signalausgang ausgegeben wird. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird bei einem solchen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mittels der wenigstens einen Verarbeitungsschaltung überprüft wird, ob ein die Sensoreinrichtung betreffender Fehlerzustand vorliegt, in dem die Generierung des wenigstens einen Sensorsignals unterbunden ist, wobei in diesem Fall mittels der wenigstens einen Verarbeitungsschaltung wenigstens ein Fehlersignal mit einer von der wenigstens einen Sensorsignalspannung abweichenden Fehlersignalspannung generiert und über den wenigstens einen Signalausgang ausgegeben wird. Alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung und/oder der erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung und/oder der erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponente und/oder dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug sind gleichermaßen auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar und umgekehrt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figuren. Diese zeigen schematisch:

1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel, umfassend eine erfindungsgemäße und als eine elektrische Maschine ausgebildete Fahrzeugkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel sowie eine erfindungsgemäße Steuerungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine stirnseitig Ansicht auf ein an einem Rotor der elektrischen Maschine der 1 angeordnetes Geber- oder Flügelrad,
3 ein Schaltbild betreffend die Steuerungsanordnung des Kraftfahrzeugs der 1, und
4 ein Koordinatensystem betreffend den zeitlichen Verlauf sowie die Spannungsniveaus von mittels der Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs der 1 generierten Sensor- und Fehlersignalen.

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das vorliegend ein Elektrofahrzeug ist. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine erfindungsgemäße Fahrzeugkomponente 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine einen Traktionsmotor realisierende elektrische Maschine ist, mittels der elektrische Energie, die in einem elektrischen Energiespeicher 3 des Kraftfahrzeugs 1 gespeichert ist, in kinetische Energie des Kraftfahrzeugs 1 umwandelbar ist und umgekehrt. Grundsätzlich sind die nachfolgend dargelegten Gesichtspunkte gleichermaßen für jedwede Fahrzeugkomponente 2 denkbar, die ein gegenüber einem festen Abschnitt der Fahrzeugkomponente 2 rotierbar gelagertes Bauteil 5 aufweist, wie dies etwa bei einer Getriebeeinrichtung der Fall ist.
Konkret und beispielhaft ist vorliegend vorgesehen, dass die Fahrzeugkomponente 2 die elektrische Maschine ist, die einen Stator 4 sowie das als einen Rotor ausgebildete, rotierbar gelagerten Bauteil 5 aufweist, wobei der Stator 4 bezüglich eines Gehäuses 6 der elektrischen Maschine beziehungsweise der Fahrzeugkomponente 2 rotationsfest und der Rotor beziehungsweise das Bauteil 5 samt eine Welle 7 des Bauteils 5 drehbeweglich gelagert ist. Zur Umwandlung der elektrischen in die kinetische Energie und umgekehrt interagieren Magnetfelder und elektrische Ströme miteinander, die seitens Wicklungen und gegebenenfalls Permanentmagneten des Stators 4 und des Rotors beziehungsweise des Bauteils 5 generiert oder vorliegen.
Hierzu umfasst die elektrische Maschine beziehungsweise Fahrzeugkomponente 2 eine Leistungselektronik 8, mittels der eine seitens des elektrischen Energiespeichers 3 vorliegende elektrische Gleichspannung in eine seitens der elektrischen Maschine beziehungsweise Fahrzeugkomponente 2 vorliegende elektrische Wechselspannung umwandelbar ist und umgekehrt. Die hierzu erforderliche Steuerung erfolgt mitunter anhand von seitens einer erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung 9 generierten Steuersignalen 10 (siehe 3), die von der Steuerungsanordnung 9 zur Leistungselektronik 8 übertragen werden. Eine aktuelle Lage oder, genauer gesagt, Rotationsstellung des Rotors beziehungsweise Bauteils 5 liefert eine hierzu erforderliche Steuerbasis, da die Bestromung der seitens der elektrischen Maschine beziehungsweise Fahrzeugkomponente 2 vorliegenden Wicklungen in Abhängigkeit der aktuellen Rotationsstellung erfolgt.
Zur Ermittlung der aktuell vorliegenden Lage respektive Rotationsstellung des Rotors beziehungsweise Bauteils 5, aus der sich mitunter weitere Größen wie etwa dessen Rotationsgeschwindigkeit und dergleichen bestimmen lassen, umfasst die Steuerungsanordnung 9 neben einer Steuerungseinrichtung 11 eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung 9 anhand der 3 erläutert, die ein Schaltbild der Steuerungsanordnung 9 zeigt. Vermittels des nachfolgend Dargelegten wird ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel erläutert, das bei dem Kraftfahrzeug 1 respektive der Steuerungsanordnung 9 durchgeführt wird.
Die Sensoreinrichtung 12 umfasst wenigstens eine Sensiereinheit 13, die jeweils einen Wirbelstrom-Abstandssensor realisieren. Die Sensiereinheit 13 ist stirnseitig und bezüglich des Gehäuses 6 positionsfest an der Welle 7 angeordnet. An der Welle 7 wiederum ist stirnseitig ein Geber- oder Flügelrad 37 aus einem Metall angeordnet, das auch als eine Komponente der Sensiereinheit 13 verstanden werden kann und sich während der Rotation des Rotors beziehungsweise Bauteils 5 zusammen mit diesem dreht.
Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der Sensiereinheit 13 ist in 2 eine stirnseitige Ansicht auf das Geber- oder Flügelrad 37 gezeigt, wobei eine Rotationsachse 38, um die sich der Rotor respektive das Bauteil 5 dreht, senkrecht auf der Zeichenebene der 2 steht. Das Geber- oder Flügelrad 37 weist erhöhte Abschnitte respektive Flügel 39 auf, die in 2 vermittels der Schraffuren angedeutet sind. Bei der Rotation des Bauteils 5 rotieren mithin auch die Flügel 39. Die Sensiereinheit 13 umfasst einen Sender und einen Empfänger, die beispielhaft als auf einer Platine 16 einer Verarbeitungsschaltung 15 aufgeätzt sind. Mittels des Senders wird ein elektromagnetisches Wechselfeld generiert, das über den Empfänger empfangen wird. Das Wechselfeld bewirkt Wirbelströme in dem Geber- oder Flügelrad 37, die wiederum das Wechselfeld dämpfen. Dieser von dem Abstand zwischen dem Sender respektive Empfänger und dem Geber- oder Flügelrad 37 abhängende Effekt ist anhand der Stärke des mittels des Empfängers empfangenen Wechselfeldes bestimmbar. Weiterhin ändert sich die Stärke dieses Effekts aufgrund der Rotation des Bauteils 5 und mithin Geber- oder Flügelrades 37, da die Wirbelströme hauptsächlich im Bereich der Flügel 39 auftreten. Die stärkste Dämpfungswirkung entsteht dann, wenn an dem System umfassend den Sender und den Empfänger einer der Flügel 39 mittig respektive zentral angeordnet ist. Die schwächste Dämpfungswirkung entsteht dann, wenn an dem System umfassend den Sender und den Empfänger eine zwischen den Flügeln 39 vorhandene Lücke mittig respektive zentral angeordnet ist. Zwischen diesen Extremzuständen ändert sich die Stärke des mittels des Empfängers empfangenen Wechselfeldes periodisch, insbesondere sinusförmig, wobei die mittels des Empfängers empfangenen Werte als Messsignale 14 mittels der Verarbeitungsschaltung 15 verarbeitet werden. Die Messsignale weisen über die Zeit betrachtet die Form zweier überlagerter Sinusfunktionen respektive einer Schwebung auf, wobei eine kurze Periode dieser Form der Periode des Wechselfeldes entspricht, wobei eine lange Periode dieser Form, die auch entsprechende Hüllkurven bildet, vermittels der Rotation des Geber- oder Flügelrades 37 entsteht.
Die Verarbeitungsschaltung 15 ist dazu eingerichtet und ausgebildet, Sensorsignale 17 zu generieren, die von den mittels der Sensiereinheit 13 generierten Messignalen 14 abhängen und mithin jeweils die aktuelle Rotationsstellung des Rotors beziehungsweise Bauteils 5 beschreiben. Die der Sensorsignale 17 werden über einen Signalausgang 18 der Sensoreinrichtung 12 an die Steuerungseinrichtung 11 ausgegeben. Die als elektrische Spannungswerte ausgegebenen Sensorsignale 17 betreffen die Stärke des mittels des Empfängers empfangenen Wechselfeldes und liegen mithin in Form einer entsprechenden Sinusschwingung vor, die die Periodizität der bereits genannten Hüllkurven aufweist.
Insgesamt erfolgt die Ausgabe der Sensorsignale 17 vierfach, und zwar über vier verschiedene Signalausgänge 18 der Sensoreinrichtung 12, die jeweils mit der Verarbeitungsschaltung 15 verbunden sind. Der über die vier Signalausgänge 18 ausgegebene Informationsgehalt bezüglich der Lage respektive Rotationsstellung des Bauteils 5 ist redundant, jedoch aus Sicherheitsgründen, wie diese etwa gemäß einer vorgegebenen ASIL-Einstufung (ASIL ist eine Abkürzung für „Automotive Safety Integrity Level") vorhanden sein müssen, erforderlich. Bezüglich des ersten Signalausgangs 18 erfolgt die Ausgabe der Sensorsignale 17 als ein Sinussignal. Bezüglich des zweiten Signalausgangs 18 erfolgt die Ausgabe der Sensorsignale 17 als ein entsprechend negiertes Sinussignal und bildet mithin eine zweite der insgesamt vorhandenen Hüllkurven. Bezüglich des dritten Signalausgangs 18 erfolgt die Ausgabe der Sensorsignale 17 als ein Cosinussignal. Bezüglich des vierten Signalausgangs 18 erfolgt die Ausgabe der Sensorsignale 17 als ein entsprechend negiertes Cosinussignal. Die Verarbeitungsschaltung 15 ist mithin dazu eingerichtet, anhand der Messignale 14 diese vier Signalausgaben als redundante Informationsträger zu generieren.
Die soeben erläuterten Komponenten, also die Sensiereinheit 13 mit dem Sender und dem Empfänger, die der Sensiereinheit 13 zugeordnete Verarbeitungsschaltung 15 sowie die vier Signalausgänge 18, liegen beispielhaft jeweils in doppelter Ausführung vor. Entsprechend erfolgt auch die Erfassung der Messsignale 14 und die hieraus erfolgende Generierung der Sensorsignale 17 aus Sicherheitsgründen doppelt. Insgesamt liegen bei der Sensoreinrichtung 12 mithin acht Signalausgänge 18 vor, die jeweils unabhängig voneinander Messsignale 14 liefern. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 3 nur einer der acht Signalausgänge 18 und eine der beiden Verarbeitungsschaltung 15 gezeigt. Selbiges gilt für die diesem Signalausgang 18 seitens der Steuerungseinrichtung 11 zugeordneten Komponenten, die ebenfalls achtfach vorgesehen sind.
Bezüglich der Verarbeitungsschaltungen 15 ist vorgesehen, dass diese jeweils eine sogenannte anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder, kurz, „ASIC“ ausbilden. Alternativ können die Verarbeitungsschaltungen 15 jeweils ein sogenanntes anwendungsspezifisches Standardprodukt oder, kurz, „ASSP“ ausbilden. Die Verarbeitungsschaltungen 15 werden, gleichermaßen wie die Sensiereinheiten 13 von der Platine 16 getragen respektive sind auf dieser angeordnet, die wiederum entsprechend stirnseitig an der Welle 7 verortet ist.
Obgleich nachfolgend der Einfachheit halber lediglich auf ein einziges Sensorsignal 17 respektive eine der acht erfolgenden Signalausgaben Bezug genommen wird, werden mittels der Sensoreinrichtung 12 für jeden der Signalausgänge 18 die entsprechenden Sensorsignale 17 ausgegeben. So werden nachfolgend, insbesondere unter Bezugnahme auf die 4, konkrete Details bezüglich des Sensorsignals 17 erläutert. 4 zeigt ein Koordinatensystem, dessen Abszisse die Zeit und dessen Ordinate den an dem Signalausgang 18 vorliegenden Spannungswert, also das Sensorsignal 17, betrifft. Vorliegend wird der Fall gezeigt, bei dem der Rotor beziehungsweise das Bauteil 5 gleichmäßig respektive gleichförmig, also mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, rotiert. In diesem Fall generiert die Verarbeitungsschaltung 15 das Sensorsignal 17 derart, dass sich die zugehörige Sensorsignalspannung periodisch, nämlich vorliegend sinusförmig, ändert. Eine Periode dieser zyklischen Änderung entspricht der Umlaufdauer für eine komplette Rotation des Rotors. Unter der Sensorsignalspannung ist der an dem Signalausgang 18 vorliegende Wert für die elektrische Spannung im Rahmen der Generierung der Sensorsignale 17 zu verstehen. Hierbei befindet sich die Sensorsignalspannung stets innerhalb eines in der 4 mittels einer schraffiert gekennzeichneten Normalbetriebs-Spannungsbandes 19, das auch als ein Normalbetriebs-Spannungsintervall bezeichnet werden kann. Das Normalbetriebs-Spannungsband umfasst vorliegend exemplarisch den Bereich zwischen einem unteren Spannungswert von 0,5 V und einem oberen Spannungswert von 4,0 V.
Die Sensoreinrichtung 12 und die Steuerungseinrichtung 11 sind miteinander derart verbunden, dass die über den Signalausgang 18 ausgegebenen Sensorsignale 17 über einen Signaleingang 20 und eine Eingangsschaltung 21 der Steuerungseinrichtung 11 zu einem Analog-Digital-Wandler 22 der Steuerungseinrichtung 11 gelangen, der wiederum die an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegenden Spannungswerte in digitale Signale umwandelt und an eine Steuereinheit 23 der Steuerungseinrichtung 11 ausgibt, die wiederum anhand der in digitale Signale umgewandelten Sensorsignale 17 die die Steuersignale 10 generiert und an die Leistungselektronik 8 oder ein der Leistungselektronik 8 zugeordnetes und in den Figuren nicht näher gezeigtes Steuergerät ausgibt.
Die bislang erläuterten Aspekte bezüglich der Generierung der Steuersignale 10 betreffen einen Normalbetriebszustand der Sensoreinrichtung 12 respektive der Steuerungsanordnung 9, bei der die Generierung der Sensorsignale 17 anhand der Messsignale 14 bestimmungsgemäß und mithin ohne Einschränkung möglich ist. Nachfolgend wird der Fall erläutert, bei dem ein Fehlerzustand vorliegt, in dem die Generierung der Sensorsignale 17 unterbunden ist respektive nicht bestimmungsgemäß und fehlerfrei möglich ist. Die Verarbeitungsschaltung 15 ist dazu eingerichtet und ausgebildet, zu überprüfen, ob ein solcher Fehlerzustand, also ein sensorinterner Fehler, vorliegt. In diesem Fall wird mittels der Verarbeitungsschaltung 15 anstelle des Sensorsignals 17 ein Fehlersignal 24 über den Signalausgang 18 an die Steuerungseinrichtung 11 ausgegeben. Das generierte Fehlersignal 24 unterscheidet sich von den Sensorsignalen 17 dadurch, dass eine Fehlersignalspannung des Fehlersignals 24 von der Sensorsignalspannung abweicht beziehungsweise unterscheidet. Unter der Fehlersignalspannung ist der an dem Signalausgang 18 vorliegende Wert für die elektrische Spannung im Rahmen der Generierung des Fehlersignals 24 zu verstehen.
Diesbezüglich ist die Verarbeitungsschaltung 15 dazu eingerichtet, dass das Fehlersignal 24 derart generiert wird, dass die Fehlersignalspannung innerhalb eines Fehlerbetriebs-Spannungsbandes 25 liegt. Konkret und beispielhaft sind vorliegend zwei Fehlerbetriebs-Spannungsbänder 25 vorgesehen, die in der 4 mittels Schraffuren gekennzeichnet sind. Hierbei ist vorgesehen, dass die Fehlerbetriebs-Spannungsbänder 25 von dem Normalbetriebs-Spannungsband 19 in disjunkter Art abweichen, also keine Spannungswerte existieren, die beiden Arten von Bändern 19, 25 zuordenbar sind. Bevorzugt sind zwischen den Bändern 19, 25 jeweils Abstände vorhanden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein oberes Fehlerbetriebs-Spannungsband 25 oberhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes 19 und beabstandet zu diesem und ein unteres Fehlerbetriebs-Spannungsband 25 unterhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes 19 und beabstandet zu diesem verortet ist.
Ein weiterer Aspekt betreffend den Fehlerzustand ist der Umstand, dass mittels der Verarbeitungsschaltung 15 eine eine Art beziehungsweise Eigenschaft des jeweils aktuell vorliegenden Fehlerzustandes betreffende Fehlerinformation ermittelt wird. Anhand der Fehlerinformation wird das jeweilige Fehlersignal 24 derart generiert und ausgegeben, dass die Fehlersignalspannung des jeweils generierten Fehlersignals 24 von der Fehlerinformation und mithin der Art beziehungsweise Eigenschaft des aktuellen Fehlerzustandes abhängt. Beispielsweise ist die Verarbeitungsschaltung 15 dazu eingerichtet, einen Kurzschluss als Fehlerzustand zu erkennen und einer diesbezüglichen Fehlerinformation zuzuordnen, und in diesem Fall die Fehlersignalspannung auf einen spezifisch für diese Fehlerinformation vorgegebenen Wert einzustellen, etwa in einem in dem oberen oder unteren der beiden Fehlerbetriebs-Spannungsbänder 25. folglich werden für verschiedene Fehlerzustände Fehlersignale 24 mit verschiedenen Fehlersignalspannungen ausgegeben. Bezüglich des Kurzschlusses können mehrere Fälle hinsichtlich der Generierung respektive Erfassung der Fehlerinformation vorgesehen sein beziehungsweise unterschieden werden, nämlich ein Kurzschluss zwischen einer der acht einen der Signalausgänge mit einem der Signaleingänge 20 verbindenden Leitungen mit einer eine Versorgungsspannung führenden Leitung, mit einer geerdeten Leitung oder mit einer anderen der acht einen der Signalausgänge mit einem der Signaleingänge 20 verbindenden Leitungen. Weiterhin ist bezüglich der Fehlerinformationen denkbar, dass diese im Rahmen einer seitens der Verarbeitungsschaltung 15 intern erfolgenden Fehler- beziehungsweise Eigendiagnose ermittelt wird, etwa wenn sensorisch festgestellt wird, dass bei einer der Komponenten der Verarbeitungsschaltung 15 ein Temperaturgrenzwert überschritten wird.
Analog zum Sensorsignal 17 wird das Fehlersignal 24 anschließend dem Analog-Digital-Wandler 22 zugeführt, der das Fehlersignal 24 ebenfalls in ein digitales Signal umwandelt und der Steuereinheit 23 zuführt. Die Steuerungseinrichtung 11 beziehungsweise Steuereinheit 23 ist dazu eingerichtet, anhand der vorliegenden Signalspannung zu überprüfen, ob das jeweils vorliegende Signal 17, 24 das Sensorsignals 17 oder das Fehlersignal 24 ist.
Im ersten Fall, bei dem das Sensorsignal 17 und mithin der Normalbetriebszustand vorliegt, werden gemäß dem oben Erläuterten die Steuersignale 10 zur Steuerung des Betriebs der elektrischen Maschine beziehungsweise Fahrzeugkomponente 2 generiert und ausgegeben. Im zweiten Fall, bei dem das Fehlersignal 24 und mithin der Fehlerzustand vorliegt, werden seitens der Steuerungseinrichtung 11 ebenfalls die Steuersignale 10 zur Steuerung des Betriebs der elektrischen Maschine beziehungsweise Fahrzeugkomponente 2 generiert und ausgegeben, wobei jedoch der Umstand Berücksichtigung findet, dass bei dem jeweiligen Signalausgang 18 das Fehlersignal 24 vorliegt. Bezüglich der Bestimmung der Rotationsstellung des Rotors beziehungsweise Bauteils 5 werden in diesem Fall nur die über die anderen, nicht von dem Fehlerzustand betroffenen Signalausgänge 18 ausgegebenen Signale respektive Sensorsignale 17 berücksichtigt. Weiterhin werden in diesem Fall Steuersignale 10 generiert, die auf die Beseitigung des Fehlerzustandes gerichtet sind. Konkret bewirken diese Steuersignale 10 etwa eine über eine nicht näher gezeigte Ausgabevorrichtung des Kraftfahrzeugs 1 ausgegebenen Ausgabe, die den Fahrer über das Vorhandensein des Fehlerzustandes informiert und diesen gegebenenfalls zum Besuch einer Werkstatt auffordert.
Weiterhin ist die Steuerungseinrichtung 11 beziehungsweise Steuereinheit 23 dazu eingerichtet, anhand der vorliegenden Fehlersignalspannung, die wiederum von der Fehlerinformation abhängt, die Steuersignale 10 spezifisch für den jeweils vorliegenden Fehlerzustand zu generieren. So kann etwa die Nutzerausgabe Informationen bezüglich der Art respektive Eigenschaft des Fehlerzustandes mit umfassen. Sofern dies möglich ist, bewirken die seitens der Steuereinheit 23 generierten Steuersignale 10 die unmittelbare Beseitigung des Fehlerzustandes, etwa wenn dieser ausschließlich auf softwaretechnische Umstände beruht und vermittels der Steuersignale 10 unmittelbar behebbar ist.
Nachfolgend wird der Fall beschrieben, bei dem bezüglich der Steuerungsanordnung 9 ein Störfall vorliegt, der sich etwa insofern von dem bereits angesprochenen Fehlerzustand unterscheidet, als dass im Rahmen des Störfalls keine Fehlerinformation vorliegt und mithin seitens der Sensoreinrichtung 12 keine diesbezüglich spezifische Fehlersignalspannung vorgebbar ist. Ein diesbezügliches Beispiel ist etwa eine Beschädigung respektive mechanische Zerstörung zumindest einer der Komponenten der Sensoreinrichtung 12.
In diesem Fall ist die Steuerungsanordnung 9 dazu eingerichtet beziehungsweise ausgebildet, dass der Signalausgang 18 in einen hochohmigen Zustand versetzt wird. Das bedeutet, dass ein an dem Signalausgang 18 vorliegender ohmscher Widerstand derart hoch wird, dass dieser Fall letztlich dem Durchtrennen der den Signalausgang 18 und den Signaleingang 20 verbindenden Leitung entspricht. In diesem Fall wird ein an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegendes Störsignal generiert, das ausschließlich von Umständen seitens der Steuerungseinrichtung 11, nicht jedoch der Sensoreinrichtung 12 abhängt. In diesem Fall ist denkbar, dass die Eingangsschaltung 21 hierbei bewirkt, dass das Störsignal beziehungsweise die Störsignalspannung von allen denkbaren Werten für die an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegenden Spannungen abweicht, die ansonsten, also bei Vorliegen des Sensorsignals 17 oder des Fehlersignals 24, an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegen. Die Steuerungseinrichtung 11 respektive Steuereinheit 23 ist dazu eingerichtet, bei Vorliegen des Störsignals die Steuersignale 10 unter Berücksichtigung, dass der Störfall vorliegt, zu generieren und an die elektrische Maschine beziehungsweise Fahrzeugkomponente 2 auszugeben und ferner die auf die Beseitigung des Störfalls gerichteten Steuersignale 10 zu generieren, die etwa eine entsprechende Ausgabe über die Ausgabevorrichtung bewirken.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 3 beispielhafte Details der Eingangsschaltung 21 erläutert. Der Signaleingang 20 ist mit dem Analog-Digital-Wandler 22 verbunden. In die diesbezüglich vorgesehene Eingangsleitung 28 ist ein hochohmiger respektive im kilo-Ohm-Bereich liegender Eingangswiderstand 26 verschaltet. Weiterhin ist eine mit einer Spannungsquelle 27 verbundene und die Versorgungsspannung führende Spannungskomponente 29 vorgesehen, die als eine Leitung ausgebildet ist. Die Versorgungsspannung beträgt vorliegend exemplarisch 5,0 Volt. Ferner ist eine geerdete Erdungskomponente 30 vorgesehen, die ebenfalls als eine Leitung ausgebildet ist. Von der Eingangsleitung 28 zweigen zwischen dem Signaleingang 20 und dem Eingangswiderstand 26 zwei Abzweigleitungen 31, 32 ab. Eine erste Abzweigleitung 31 führt über einen ersten Abzweigwiderstand 33, der auch als Pull-Up-Widerstand bezeichnet wird, zu der Spannungskomponente 29. Eine zweite Abzweigleitung 32 führt über einen zweiten Abzweigwiderstand 34, der auch als Pull-Down-Widerstand bezeichnet wird, zu der Erdungskomponente 30. Die Abzweigwiderstände 33, 34 sind, gleichermaßen wieder Eingangswiderstand 26, hochohmig und liegen somit im kilo-Ohm-Bereich.
Ersichtlich hängt die an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegende Störsignalspannung in dem Fall, in dem der Signalausgang 18 in den hochohmigen Zustand versetzt ist, ausschließlich von den Werten der Versorgungsspannung sowie den Widerständen 26, 33, 34 ab. Bezogen auf die 4 liegt dieser Wert beispielhaft in einem Bereich, der keinem der Bänder 19, 25 zuordenbar ist. Konkret weicht die Störsignalspannung derart stark von den bei Vorliegen des Sensorsignals 17 oder des Fehlersignals 24 an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegenden Werten ab, dass selbst dann, wenn wenigstens ein Nebenschlusswiderstand 35, 36 auftritt, seitens der Steuerungseinrichtung 11 respektive Steuereinheit 23 eine hinreichende Unterscheidbarkeit zwischen dem Störsignal und den Signalen 17, 24 gegeben ist.
Bezogen auf die in 3 gezeigte Schaltung ist ein erster Nebenschlusswiderstand 35 denkbar, der den ersten Abzweigwiderstand 33 überbrückt. Zudem oder alternativ ist ein zweiter Nebenschlusswiderstand 36 denkbar, der den zweiten Abzweigwiderstand 34 überbrückt. Die in der 3 gestrichelt angedeuteten Nebenschlusswiderstände 35, 36, die keine real vorgesehenen elektronischen Bauteile sind, sondern aufgrund von Verschmutzungen oder Feuchtigkeit auftreten können, verursachen quasi jeweils eine Parallelschaltung umfassend einen der Nebenschlusswiderstände 35, 36 und den jeweils zugehörigen Abzweigwiderstand 33, 34. Ersichtlich führt dies dazu, dass die tatsächlich an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegende Störsignalspannung von dem Idealfall abweicht, bei dem die Nebenschlusswiderstände 35, 36 nicht vorhanden wären. Allerdings sind vorliegend die Werte für die Versorgungsspannung und für die Widerstände 26, 33, 34 derart gewählt, dass eine aufgrund von typischerweise auftretenden Werten für die Nebenschlusswiderstände 35, 36 entstehende Abweichung bezüglich der Störsignalspannung hinreichend klein ist, sodass eine Unterscheidbarkeit bezüglich des Normalbetriebs, des Fehlerbetriebs und des Störfalls gegeben ist.
Abweichend von dem zuvor Erläuterten ist auch denkbar, dass die Störsignalspannung in dem Bereich liegt, der an dem Analog-Digital-Wandler 22 dann anliegt, wenn vermittels der Sensoreinrichtung 12 das Sensorsignal 17 oder das Fehlersignal 24 generiert wird. In diesem Fall ist Unterscheidung zwischen diesen Fällen über das zeitliche Verhalten des jeweiligen Signals denkbar.
Wenn dieses sich sinus- respektive cosinusförmig ändert und dem Normalbetrieb-Spannungsband 19 zugeordnet ist, dann ist davon auszugehen, dass es sich hierbei um das Sensorsignal 17 handelt. Wenn dieses nahezu konstant bleibt und dem Normalbetrieb-Spannungsband 19 zugeordnet ist, dann ist davon auszugehen, dass es sich hierbei um das Störsignal handelt. So fungiert die in 3 gezeigte Eingangsschaltung 21 umfassend die beiden Abzweigwiderstände 33, 34, die vergleichbare Widerstandswerte aufweisen, als ein Spannungsteiler, sodass die resultierende Störsignalspannung dem Normalbetriebs-Spannungsband zuordenbar ist.
Bezogen auf die 3 ist auch der Fall denkbar, dass keine Unterscheidbarkeit zwischen dem Vorliegen des Fehlersignals 24 und des Störsignals vorgesehen ist. So ist etwa gemäß einem ersten Fall denkbar, dass lediglich die erste Abzweigleitung 31 samt dem ersten Abzweigwiderstand 33, nicht jedoch die zweite Abzweigleitung 32 samt dem zweiten Abzweigwiderstand 34, vorgesehen ist. Der erste Abzweigwiderstand 33 weist einen Wert derart auf, dass in dem Fall des Vorliegens des hochohmigen Zustands bei dem Signalausgang 18 das an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegende Signal respektive die Störsignalspannung in dem Bereich liegt, der dem oberen Fehlerbetriebs-Spannungsband 25 zuordenbar ist, wobei in diesem Fall der Abzweigwiderstand auch als Pull-Up-Widerstand bezeichnet werden kann.
Gemäß einem zweiten Fall ist denkbar, dass lediglich die zweite Abzweigleitung 32 samt dem zweiten Abzweigwiderstand 34, nicht jedoch die erste Abzweigleitung 31 samt dem ersten Abzweigwiderstand 33, vorgesehen ist. Der zweite Abzweigwiderstand 34 weist einen Wert derart auf, dass in dem Fall des Vorliegens des hochohmigen Zustands bei dem Signalausgang 18 das an dem Analog-Digital-Wandler 22 anliegende Signal respektive die Störsignalspannung in dem Bereich liegt, der dem unteren Fehlerbetriebs-Spannungsband 25 zuordenbar ist respektive 0 V beträgt, wobei in diesem Fall der Abzweigwiderstand auch als Pull-Down-Widerstand bezeichnet werden kann.
Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass das Kraftfahrzeug 1 weitere erfindungsgemäße Fahrzeugkomponenten 2 umfasst, die bezüglich der soeben beschriebenen Übertragung der Signale 17, 24 analog arbeiten und mithin der Übersichtlichkeit halber in den Figuren nicht separat gezeigt sind. Im Unterschied zu der als die elektrische Maschine vorgesehenen Fahrzeugkomponente 2 ist bei den weiteren Fahrzeugkomponenten 2 vorgesehen, dass anstelle des rotierbar gelagerten Bauteils 5 ein längsverschiebbares Bauteil 5 vorgesehen ist oder dass das rotierbar gelagerte Bauteil 5 zudem auch längsverschiebbar gelagert ist. Dies gilt etwa für die bereits oben genannte Getriebeeinrichtung. Weiterhin ist als eine der weiteren Fahrzeugkomponenten 2 eine Kupplungseinrichtung vorgesehen. Das längsverschiebbare Bauteil 5 ist sowohl bei der Getriebe- als auch bei der Kupplungseinrichtung eine längsverschiebbare Welle, an der jeweils eine weitere erfindungsgemäße Sensoreinrichtung 12 angeordnet ist. Anstelle oder zusätzlich zu der aktuellen Rotationsstellung des Bauteils 5 wird bei der Getriebeeinrichtung und bei der Kupplungseinrichtung jeweils als die Lage zusätzlich oder alternativ die aktuelle Längsposition oder, anders ausgedrückt, Axialverschiebung ermittelt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10 2010 038 770 A1 [0005]
KR 10 2019 0 047 228 A [0005]
JP 2007 - 269 277 A [0005]

Claims

Sensoreinrichtung (12) zur Ermittlung einer Lage eines rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteils (5) einer Fahrzeugkomponente (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15), die dazu eingerichtet ist, wenigstens ein elektrisches und von der Lage abhängendes Sensorsignal (17) mit einer Sensorsignalspannung zu generieren und über wenigstens einen Signalausgang (18) auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) ferner dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob ein die Sensoreinrichtung (12) betreffender Fehlerzustand vorliegt, in dem die Generierung des wenigstens einen Sensorsignals (17) unterbunden ist, und in diesem Fall wenigstens ein Fehlersignal (24) mit einer von der wenigstens einen Sensorsignalspannung abweichenden Fehlersignalspannung zu generieren und über den wenigstens einen Signalausgang (18) auszugeben.
Sensoreinrichtung (12) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine Sensiereinheit (13), mittels der wenigstens ein von der Lage abhängendes Messsignal (14) generierbar und an die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) ausgebbar ist, wobei die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, anhand des wenigstens einen Messsignals (14) das wenigstens eine Sensorsignal (17) zu generieren.
Sensoreinrichtung (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensiereinheit (13) einen Wirbelstrom-Abstandssensor bildet.
Sensoreinrichtung (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Sensorsignal (17) derart zu generieren, dass sich die Sensorsignalspannung des wenigstens einen Sensorsignals (17) bei einer gleichförmigen Rotation des rotierbar gelagerten Bauteils (5) periodisch und innerhalb eines Normalbetriebs-Spannungsbandes (19), insbesondere sinusförmig, ändert.
Sensoreinrichtung (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Fehlersignal (24) derart zu generieren, dass die Fehlersignalspannung des wenigstens einen Fehlersignals (24) innerhalb wenigstens eines Fehlerbetriebs-Spannungsbandes (25) liegt, wobei das wenigstens eine Fehlerbetriebs-Spannungsband (25) oberhalb oder unterhalb des Normalbetriebs-Spannungsbandes (19) liegt.
Sensoreinrichtung (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, wenigstens eine eine Art oder eine Eigenschaft des Fehlerzustandes betreffende Fehlerinformation zu ermitteln und das wenigstens eine Fehlersignal (24) derart auszugeben, dass die Fehlersignalspannung des wenigstens einen Fehlersignals (24) von der wenigstens einen Fehlerinformation abhängt.
Steuerungsanordnung (9) zur Steuerung des Betriebs einer ein rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagertes Bauteil (5) umfassenden Fahrzeugkomponente (2), umfassend eine Sensoreinrichtung (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine hiermit derart verbundene Steuerungseinrichtung (11), dass die mittels der Sensoreinrichtung (12) generierten Signale (17, 24) an die Steuerungseinrichtung (11) ausgegeben werden, wobei die Steuerungseinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, anhand der jeweiligen Signalspannung zu überprüfen, ob das jeweils generierte Signal (17, 24) das Sensorsignal (17) oder das Fehlersignal (24) ist, wobei die Steuerungseinrichtung (11) ferner dazu eingerichtet ist, - falls das jeweils generierte Signal (17, 24) das Sensorsignal (17) ist, in Abhängigkeit hiervon Steuersignale (10) zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente (2) anhand der Lage des Bauteils (5) zu generieren, und, - falls das jeweils generierte Signal (17, 24) das Fehlersignal (24) ist, in Abhängigkeit hiervon Steuersignale (10) zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente (2) unter Berücksichtigung dessen, dass der Fehlerzustand vorliegt, zu generieren und/oder auf eine Beseitigung des Fehlerzustandes gerichtete Steuersignale (10) zu generieren.
Steuerungsanordnung (9) nach Anspruch 7, wobei die wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Fehlersignal (24) derart auszugeben, dass die Fehlersignalspannung des wenigstens einen Fehlersignals (24) von der wenigstens einen Fehlerinformation abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, anhand der Fehlersignalspannung und unter Berücksichtigung der Art des Fehlerzustandes die Steuersignale (10) zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente (2) und/oder auf eine Beseitigung des Fehlerzustandes der jeweiligen Art gerichtete Steuersignale (10) zu generieren.
Steuerungsanordnung (9) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (11) wenigstens einen Signaleingang (20) aufweist, über den die Signale (17, 24) der Sensoreinrichtung (12) einer Eingangsschaltung (21) der Steuerungseinrichtung (11) zuführbar sind, wobei die Signale (17, 24) der Sensoreinrichtung (12) oder hieraus generierte Signale wenigstens einem in der Eingangsschaltung (21) verschalteten Analog-Digital-Wandler (22) zuführbar sind, mittels dem diese in digitale Signale zur weiteren Verarbeitung umwandelbar sind.
Steuerungsanordnung (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsanordnung (9) dazu eingerichtet und/oder ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Signalausgang (18) bei Vorliegen eines die Steuerungsanordnung (9) betreffenden Störfalls in einen hochohmigen Zustand versetzt wird, wobei in diesem Fall mittels der Eingangsschaltung (21) ein elektrisches Störsignal mit einer Störsignalspannung generiert und dem Analog-Digital-Wandler (22) zugeführt wird, wobei die Steuerungseinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, falls das Störsignal an dem Analog-Digital-Wandler (22) anliegt, Steuersignale (10) zur Steuerung des Betriebs der Fahrzeugkomponente (2) unter Berücksichtigung dessen, dass der Störfall vorliegt, zu generieren und/oder auf eine Beseitigung des Störfalls gerichtete Steuersignale (10) zu generieren.
Steuerungsanordnung (9) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Signaleingang (20) oder einer der Signaleingänge (20) mit dem Analog-Digital-Wandler (22) oder mit einem der Analog-Digital-Wandler (22) über eine einen Eingangswiderstand (26) aufweisende Eingangsleitung (28) der Eingangsschaltung (21) verbunden ist, wobei die Steuerungseinrichtung (11) ferner eine eine zumindest im Wesentlichen konstante Versorgungsspannung führende Spannungskomponente (27) und/oder eine geerdete Erdungskomponente (30) aufweist oder mit einer solchen verbunden ist, wobei von der Eingangsleitung (28), insbesondere zwischen dem jeweiligen Signaleingang (20) und dem Eingangswiderstand (26), wenigstens eine zu der Spannungskomponente (27) oder der Erdungskomponente (30) führende und einen Abzweigwiderstand (33, 34) aufweisende Abzweigleitung (31, 32) vorgesehen ist.
Fahrzeugkomponente (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend ein rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagertes Bauteil (5) und wenigstens eine Sensoreinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder wenigstens eine Steuerungsanordnung (9) nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
Fahrzeugkomponente nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass diese - eine elektrischen Maschine mit dem als ein Rotor ausgebildeten rotierbar gelagerten Bauteil (5) oder - eine Getriebeeinrichtung mit dem als eine Getriebewelle oder ein Getrieberad ausgebildeten rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteil (5) oder - eine Kupplungseinrichtung mit dem als eine Kupplungsscheibe oder eine Kupplungswelle ausgebildeten rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteil (5) ist.
Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Fahrzeugkomponente (2) mit einem rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteil (5) und wenigstens eine Sensoreinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder wenigstens eine Steuerungsanordnung (9) nach einem der Ansprüche 7 bis 11.
Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinrichtung (12), mittels der eine Lage eines rotierbar und/oder längsverschiebbar gelagerten Bauteils (5) einer Fahrzeugkomponente (2) für ein Kraftfahrzeug (1) ermittelt wird, wobei die Sensoreinrichtung (12) wenigstens eine Verarbeitungsschaltung (15) umfasst, mittels der wenigstens ein elektrisches und von der Lage abhängendes Sensorsignal (17) mit einer Sensorsignalspannung generiert und über wenigstens einen Signalausgang (18) ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der wenigstens einen Verarbeitungsschaltung (15) überprüft wird, ob ein die Sensoreinrichtung (12) betreffender Fehlerzustand vorliegt, in dem die Generierung des wenigstens einen Sensorsignals (17) unterbunden ist, wobei in diesem Fall mittels der wenigstens einen Verarbeitungsschaltung (15) wenigstens ein Fehlersignal (24) mit einer von der wenigstens einen Sensorsignalspannung abweichenden Fehlersignalspannung generiert und über den wenigstens einen Signalausgang (18) ausgegeben wird.