[go: up one dir, main page]

WO2019206368A1 - Verfahren und vorrichtung zur einstellung einer verstärkung an einem verbauten magnetfeldsensor - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur einstellung einer verstärkung an einem verbauten magnetfeldsensor Download PDF

Info

Publication number
WO2019206368A1
WO2019206368A1 PCT/DE2019/100341 DE2019100341W WO2019206368A1 WO 2019206368 A1 WO2019206368 A1 WO 2019206368A1 DE 2019100341 W DE2019100341 W DE 2019100341W WO 2019206368 A1 WO2019206368 A1 WO 2019206368A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
field sensor
signal
gain
sensor
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.)
Ceased
Application number
PCT/DE2019/100341
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Dietrich
Didier Zaegel
Jörg MERKLE
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to US17/046,605 priority Critical patent/US11754643B2/en
Priority to DE112019002143.5T priority patent/DE112019002143A5/de
Priority to EP19720040.5A priority patent/EP3784991A1/de
Priority to KR1020207029579A priority patent/KR20210002483A/ko
Publication of WO2019206368A1 publication Critical patent/WO2019206368A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/007—Environmental aspects, e.g. temperature variations, radiation, stray fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/002—Automatic recalibration
    • G01D18/006—Intermittent recalibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting a gain of a built-in magnetic field sensor, in particular a rotor position sensor of an electric motor, in which a magnetic field signal of the magnetic field sensor is removed and evaluated by an evaluation unit, and a device for adjusting a gain in a magnetic field sensor for operating an actuator.
  • a method and a device for determining egg ner position of an electric motor are known, in which a position signal of a rotor of the electric motor is removed by a magnetic field sensor and is evaluated by an evaluation unit with respect to the position of the electric motor.
  • the magnetic field-sensitive sensor is formed nikationsschnittstelle with a digital Lichtu, wherein in the sensor, a small microprocessor is integrated, which communicates via a digital interface with a microprocessor of the evaluation Kasu unit.
  • amplification of the magnetic field signal of the magnetic field-sensitive sensor can be varied within an operation of the actuator by means of this embodiment, two micro-controllers are used, which causes higher costs and is detrimental to the functional safety of the system.
  • a sensor with an analog interface may be used, but all tolerances of all possible embodiments of actuators must be taken into account for calculating the slope for gain adjustment.
  • the gain can not reliably precede each actor. Too large a slope with an actuator with a very small air gap can bring the sensor into saturation. Too low a slope can cause a very poor signal-to-noise ratio with a weak useful signal.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for adjusting a gain of a built-in magnetic field sensor, wherein at least least the static tolerances of an actuator system between the magnet and magnetic field sensor can be corrected.
  • the object is achieved in that the evaluation unit positioned on a printed circuit board outputs a signal for gain adjustment to the magnetic field sensor positioned on the same printed circuit board after evaluation of the magnetic field signal of the magnetic field sensor.
  • This has the advantage that at any time set different gains and thus changing static tolerances between the magnet and the magnetic field sensor can be corrected by an adjusted gain setting, although magnetic field sensor and evaluation are installed on a common circuit board.
  • This adaptation is particularly advantageous since the gain of the sensor signal is adjusted, even if the evaluation unit can not provide any programming voltage.
  • the gain adjustment signal is coarsely adjusted in a first step and finely adjusted to a second step.
  • a coarse adjustment can take place during the commissioning of the actuator, since approximately the value of the magnetic field signal of the magnetic field sensor is known.
  • the second step can be over the life of the sensor is set to correct a magnetic field decrease of the magnetic field to be sensed span magnet over a period of time.
  • a maximum magnetic field signal is determined at a minimum distance of the magnetic field sensor to a magnetic field generating element and at a predetermined temperature. This will be an ideal gain be true that does not exceed a predetermined range.
  • the first step after initial installation of the magnetic field sensor is performed in an actuator. Thus, a starting point for the adjustment of the actuation for controlling, for example, a clutch actuator is made possible.
  • the second step is carried out in a rest state of the actuators during loading operation of the actuator in a drive system.
  • a rest situation in which, for example, no force is exerted on the mechanical parts of the actuator, an adjustment of the gain to form a maximum Magnetfeldsigna- les easily perform.
  • a current magnetic field signal of the magnetic field sensor is measured by the evaluation and compared with the maximum magnetic field signal in the idle state of the actuators, wherein the signal for gain adjustment is set depending on the comparison.
  • a sinusoidal component and a cosine component of the magnetic field signal of the magnetic field sensor is evaluated by the evaluation unit, wherein a first signal for gain adjustment of the sine component and a second signal for ampli kung adjustment of the cosine component to the Magnetic field sensor is given via one channel.
  • the gain at the magnetic field sensor can also be set if the magnetic field sensor is not arranged parallel to the axis of rotation of the electric motor. In this case, the gain components are unequal in size, but can be set in the magnetic field sensor to the maximum of each of the individual components.
  • a development of the invention relates to a device for setting a gain to a magnetic field sensor for operating an actuator, wherein the actuator is actuated by an electric motor and comprises a rotor position sensor for determining a position of a rotor of the electric motor formed magnetic field sensor, wherein the magnetic field sensor with egg ner evaluation for determining the position of the rotor of the electric motor is connected from a magnetic field signal of the magnetic field sensor.
  • the magnetic field sensor and the magnetic field sensor output from the magnetic field sensor signal is a signal for gain adjustment determining evaluation positioned in the actuator on a common circuit board, wherein an electrical Connecting channel between the evaluation unit and an unused connection of the magnetic field sensors, the signal for gain adjustment of the evaluation unit to the magnetic field sensor can be transmitted.
  • the evaluation unit evaluating a sine component and a cosine component of the magnetic field signal are connected via a first electrical connection channel to a first unused terminal of the magnetic field sensor for transmitting the first signal for gain adjustment of the sine component of the magnetic field signal and a second electrical connection channel to a second one unused terminal of the magnetic field sensor for transmitting the second signal of the gain adjustment of the cosine component of the magnetic field signal connected. Since the amplification values for the sine or cosine component in the evaluation unit are known, a simple presetting can thus be made possible, whereby these amplification components can be taken into account in the angular calculation of the rotor from the two components.
  • the magnetic field sensor has an analog interface to the connec tion with the evaluation unit.
  • an analog signal can be easily transmitted from the evaluation unit to an unused port of the magnetic field sensor.
  • FIG. 1 an embodiment of the device according to the invention is shown, as used for example as a clutch actuator in a clutch actuation system of a vehicle.
  • the clutch actuator 1 consists of a housing 2, the cover with a housing 3 is completed.
  • an electric motor 4 is arranged, which drives a Planetendoilzgetriebe 5, the Planeten currylzSystem 6 in a threaded spindle 7 engage, whereby the rotational movement of the electric motor 4 in an axial BEWE movement of the threaded spindle 7 is converted.
  • the magnetic field sensor 9 is in operative connection with a magnet 11, which is fastened radially at a tip of the threaded spindle 7, which faces away from the Planetendoilzgetriebe 5, is fastened.
  • such an actuator is considered in which both the magnetic field sensor 9 and the evaluation unit 19 are installed on the same circuit board 8 and the installation of the printed circuit board 8 takes place before the start of the magnetic field sensor 9.
  • a gain of the output from the magnetic field sensor 9 magnetic field signal using the evaluation unit 10 is corrected in the installed state.
  • a connection 15 between an analog output 12 of the Auswer teiki 10 and an uncontacted input 13 of the magnetic field sensor 9 is produced, via which a signal for gain adjustment to the magnetic field sensor 9 is supplied.
  • the initial gain setting takes place during the commissioning process of the actuator.
  • the rotor is moved in the form of the threaded spindle 7 and at the output U outi of the magnetic field sensor 9, a corresponding magnetic field signal is sent to the evaluation unit 10.
  • This magnetic field signal corresponds approximately to a maximum magnetic field signal, which is held in the evaluation unit 10 as a threshold value.
  • the evaluation unit 10 determines an ideal gain. This ideal gain is taken in the new state of the magnetic field sensor 9 at approximately 25 °, with a minimum distance of the gear spindle 7 and magnet 1 1 is assumed. This gain setting is stored in the evaluation unit I O and forwarded via the analog output 12 to the magnetic field sensor 9.
  • the actuator 1 may lead to a magnetic field decrease over the life of the magnet 11, which is compensated by the adjustment of the gain of the magnetic field signal of the magnetic field sensor 9.
  • This amplification determination is carried out in a quiescent situation of the actuator 1, in which no mechanical forces on the threaded spindle 7 act.
  • the magnetic field signal emitted by the magnetic field sensor 9 is evaluated by the evaluation unit 10 and compared with the stored during commissioning maximum magnetic field signal. From the difference between these two signals, a signal for gain adjustment is determined, which is forwarded via the analog output 12 to the analog sensor input 13 of the magnetic field sensor 9, wherein the magnetic field sensor 9 amplifies the magnetic field signal accordingly.
  • the gain has two amplification factors which are not equal.
  • the sinusoidal component and the cosine component of the magnetic field signal are evaluated separately from the evaluation unit 10 and compared individually with a predetermined amplification.
  • the gain values for the cosine signal and the sinusoidal signal are transmitted to the magnetic field sensor 9 on various transmission channels not further illustrated, each gain channel being input to a not further used input 13 of the magnetic field sensor 9.
  • the gain of the magnetic field signal of the magnetic field sensor 9 can be varied accordingly, whereby a reliable position determination of the threaded spindle 7 of the actuator 1 is possible.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Technology Law (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Magnetfeldsensor, insbesondere einem Rotorlagesensor eines Elektromotors, bei welchem ein Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors (9) von einer Auswerteeinheit (10) abgenommen und ausgewertet wird. Bei einem Verfahren, bei welchem statische Toleranzen zwischen einem bereits verbauten Magneten und dem Magnetfeldsensor zuverlässig ausgeglichen werden können, gibt die auf einer Leiterplatte (8) positionierte Auswerteeinheit (10) nach Auswertung des Magnetfeldsignals des Magnetfeldsensors (9) ein Signal zur Verstärkungseinstellung an den auf derselben Leiterplatte (8) positionierten Magnetfeldsensor (9) ab.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Maq- netfeldsensor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Magnetfeldsensor, insbesondere einem Rotorlagesensor eines Elektromotors, bei welchem ein Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors von einer Auswerteeinheit abgenommen und ausgewertet wird, sowie eine Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung in einem Magnet feldsensor zum Betrieb eines Aktors.
Aus der DE 10 2013 211 041 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung ei ner Position eines Elektromotors bekannt, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einer Magnetfeldsensorik abgenommen wird und von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird.
Es sind Kupplungsbetätigungssysteme bekannt, bei welchen eine Steuerelektronik in einem die Kupplung betätigenden Aktor integriert ist. Dabei ist die Auswerteeinheit, die zur Auswer tung der Rotorlage und zur Ansteuerung bzw. Kommutierung eines Elektromotors vorgesehen ist, auf einer Leiterplatte angebracht. Das Sensorsystem zur Erfassung der Rotorposition ist mittels eines Magneten am Rotor und einem Magnetfeld-sensitiven Sensor aufgebaut. Durch den Aufbau des Aktors entstehen mechanische (statische) Toleranzen zwischen dem Magne ten und dem Magnetfeld-sensitiven Sensorchip. Zusätzlich kommen noch dynamische Tole ranzen durch Kräfte im Betrieb des Aktors hinzu. Um die Verstärkung des Ausgangssignales des Magnetfeld-sensitiven Sensors festzulegen, müssen beide Toleranzen statisch und dy namisch vorgehalten werden. Ein fester Verstärkungswert wird in Form eines Steigungswertes in der Auswerteeinheit vorprogrammiert und gespeichert.
Darüber hinaus ist bekannt, dass der Magnetfeld-sensitive Sensor mit einer digitalen Kommu nikationsschnittstelle ausgebildet ist, wobei in den Sensor ein kleiner Mikroprozessor integriert ist, der über eine digitale Schnittstelle mit einem Mikroprozessor der Auswerteeinheit kommu niziert. Mittels dieser Ausführung kann zwar die Verstärkung des Magnetfeldsignales des Magnetfeld-sensitiven Sensors innerhalb eines Betriebes des Aktors variiert werden, aller dings werden zwei Mikrocontroller gebraucht, was höhere Kosten verursacht und nachteilig für die funktionelle Sicherheit des Systems ist. In einer Alternative kann ein Sensor mit einer analogen Schnittstelle verwendet werden, wobei aber alle Toleranzen von allen möglichen Ausführungsformen von Aktoren für die Berechnung der Steigung für die Verstärkungseinstellung berücksichtigt werden müssen. Somit lässt sich die Verstärkung nicht zuverlässig für jeden Aktor voreinsteilen. Eine zu große Steigung bei ei nem Aktor mit einem sehr kleinen Luftspalt kann den Sensor in eine Sättigung bringen. Eine zu geringe Steigung kann bei einem schwachen Nutzsignal ein sehr schlechtes Signal- Rauschverhältnis hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Magnetfeldsensor anzugeben, bei welchem wenigs tens die statischen Toleranzen eines Aktorsystems zwischen Magnet und Magnetfeldsensor korrigiert werden können.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die auf einer Leiterplatte positionierte Auswerteeinheit nach Auswertung des Magnetfeldsignals des Magnetfeldsensors ein Signal zur Verstärkungseinstellung an den auf derselben Leiterplatte positionierten Magnetfeldsensor abgibt. Dies hat den Vorteil, dass jederzeit unterschiedliche Verstärkungen eingestellt und somit sich ändernde statische Toleranzen zwischen dem Magneten und dem Magnetfeld sensor durch eine angepasste Verstärkungseinstellung korrigiert werden können, obwohl Magnetfeldsensor und Auswerteeinheit auf einer gemeinsamen Leiterplatte verbaut sind. Die se Anpassung ist besonders vorteilhaft, da eine Anpassung der Verstärkung des Sensorsig- nales erfolgt, auch wenn die Auswerteeinheit keine Programmierspannung bereitstellen kann.
Vorteilhafterweise wird das Signal zur Verstärkungseinstellung in einem ersten Schritt grobjus tiert und einem zweiten Schritt feinjustiert. Somit kann bei der Inbetriebnahme des Aktors eine Grobjustierung erfolgen, da annähernd der Wert des Magnetfeldsignales des Magnetfeld sensors bekannt ist. Der zweite Schritt kann dabei über der Lebensdauer des Sensors einge stellt werden, um eine Magnetfeldabnahme des das zu sensierende Magnetfeld aufspannen de Magneten über einen gewissen Zeitraum zu korrigieren.
In einer Ausgestaltung wird in einem ersten Schritt ein maximales Magnetfeldsignal bei einem minimalen Abstand des Magnetfeldsensors zu einem ein Magnetfeld erzeugenden Element und bei einer vorgegebenen Temperatur ermittelt. Daraus wird eine ideale Verstärkung be stimmt, die einen vorgegebenen Messbereich nicht übersteigt. In einer Ausführung wird der erste Schritt nach einem erstmaligen Einbau des Magnetfeld sensors in eine Aktorik durchgeführt. Somit wird ein Ausgangspunkt für die Einstellung der Ak- torik zur Ansteuerung beispielsweise einer Kupplungsaktorik ermöglicht.
In einer Variante wird der zweite Schritt in einem Ruhezustand der Aktorik während des Be triebes des Aktors in einem Antriebssystem durchgeführt. In einer solchen Ruhesituation, bei welcher beispielsweise keine Kraft auf die mechanischen Teile der Aktorik ausgeübt wird, lässt sich eine Anpassung der Verstärkung zur Ausbildung eines maximalen Magnetfeldsigna- les einfach durchführen.
Bei einer besonders einfachen Ausführung wird im Ruhezustand der Aktorik ein aktuelles Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors durch die Auswerteeinheit gemessen und mit dem maximalen Magnetfeldsignal verglichen, wobei in Abhängigkeit des Vergleiches das Signal zur Verstärkungseinstellung eingestellt wird.
In einer weiteren Variante wird bei einer Drehung eines einen Dauermagneten tragenden Ro tors des Elektromotors eine Sinuskomponente und eine Kosinuskomponente des Magnet feldsignals des Magnetfeldsensors von der Auswerteeinheit ausgewertet, wobei ein erstes Signal zur Verstärkungseinstellung der Sinuskomponente und ein zweites Signal zur Verstär kungseinstellung der Kosinuskomponente an den Magnetfeldsensor über je einen Kanal aus gegeben wird. Somit lässt sich die Verstärkung an dem Magnetfeldsensor auch dann einstel len, wenn der Magnetfeldsensor nicht parallel zur Drehachse des Elektromotors angeordnet ist. In diesem Fall sind die Verstärkungskomponenten ungleich groß, können aber im Magnet feldsensor auf das Maximum jeder der einzelnen Komponenten gesetzt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung an einem Magnetfeldsensor zum Betrieb eines Aktors, wobei der Aktor durch einen Elektromotor betätigbar ist und einen als Rotorlagesensor zur Bestimmung einer Position eines Rotors des Elektromotors ausgebildeten Magnetfeldsensors umfasst, wobei der Magnetfeldsensor mit ei ner Auswerteeinheit zur Bestimmung der Position des Rotors des Elektromotors aus einem Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors verbunden ist. Bei einer Vorrichtung, bei welcher ei ne Verstärkung eines bereits im Aktor verbauten Magnetfeldsensors einstellbar ist, ist der Magnetfeldsensor und die anhand dem von dem Magnetfeldsensor ausgegebenen Magnet feldsignal ein Signal zur Verstärkungseinstellung bestimmende Auswerteeinheit in dem Aktor auf einer gemeinsamen Leiterplatte positioniert, wobei über einen elektrischen Verbindungs kanal zwischen der Auswerteeinheit und einem ungenutzten Anschluss des Magnetfeld- sensors das Signal zur Verstärkungseinstellung von der Auswerteeinheit zu dem Magnetfeld sensor übermittelbar ist.
Bei einer besonders kostengünstigen Vorrichtung sind die eine Sinuskomponente und eine Kosinuskomponente des Magnetfeldsignals auswertende Auswerteeinheit über einen ersten elektrischen Verbindungskanal mit einem ersten ungenutzten Anschluss des Magnetfeld sensors zur Übertragung des ersten Signals zur Verstärkungseinstellung der Sinuskomponen te des Magnetfeldsignals und über einen zweiten elektrischen Verbindungskanal mit einem zweiten ungenutzten Anschluss des Magnetfeldsensors zur Übertragung des zweiten Signals der Verstärkungseinstellung der Kosinuskomponente des Magnetfeldsignals verbunden. Da die Verstärkungswerte für die Sinus- bzw. Kosinuskomponente in der Auswerteeinheit be kannt sind, lässt sich somit eine einfache Voreinstellung ermöglichen, wobei diese Verstär kungskomponenten in der Winkelberechnung des Rotors aus den zwei Komponenten berück sichtigt werden kann.
In einer Ausführungsform weist der Magnetfeldsensor eine analoge Schnittstelle zur Verbin dung mit der Auswerteeinheit auf. Somit kann ein analoges Signal einfach von der Auswer teeinheit zu einem ungenutzten Anschluss des Magnetfeldsensors übertragen werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wie sie beispielsweise als Kupplungsaktor in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Fahrzeuges eingesetzt wird. Der Kupplungsaktor 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das mit einer Gehäuse abdeckung 3 abgeschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Elektromotor 4 angeordnet, welcher ein Planetenwälzgetriebe 5 antreibt, dessen Planetenwälzkörper 6 in eine Gewinde spindel 7 eingreifen, wodurch die Drehbewegung des Elektromotors 4 in eine axiale Bewe gung der Gewindespindel 7 umgewandelt wird. Senkrecht zur Gewindespindel 7 ist eine Lei terplatte 8 ausgebildet, auf welcher ein Magnetfeldsensor 9 und eine Auswerteeinheit 10 für das Magnetfeldsignal, welches von dem Magnetfeldsensor 9 ausgegeben wird, angeordnet sind. Der Magnetfeldsensor 9 steht in einer Wirkverbindung mit einem Magneten 11 , der radial an einer Spitze der Gewindespindel 7, die dem Planetenwälzgetriebe 5 abgewandt ist, befes tigt ist.
Im vorgegebenen Fall wird ein solcher Aktor betrachtet, bei welchem sowohl der Magnetfeld sensor 9 als auch die Auswerteeinheit 19 auf derselben Leiterplatte 8 verbaut sind und der Verbau der Leiterplatte 8 vor der Inbetriebnahme des Magnetfeldsensors 9 erfolgt. Um stati sche Toleranzen zwischen dem Magnetfeldsensor 9 und dem Magneten 11 zu korrigieren, wird eine Verstärkung des von dem Magnetfeldsensor 9 abgegebenen Magnetfeldsignales mithilfe der Auswerteeinheit 10 im verbauten Zustand korrigiert. Zu diesem Zweck wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, eine Verbindung 15 zwischen einem analogen Ausgang 12 der Auswer teeinheit 10 und einem unkontaktierten Eingang 13 des Magnetfeldsensors 9 hergestellt, über welchen ein Signal zur Verstärkungseinstellung an den Magnetfeldsensor 9 geliefert wird. Die erstmalige Verstärkungseinstellung erfolgt beim Inbetriebnahmeprozess des Aktors. Dabei wird der Rotor in Form der Gewindespindel 7 bewegt und am Ausgang Uouti des Magnetfeld sensors 9 wird ein entsprechendes Magnetfeldsignal an die Auswerteeinheit 10 gesendet. Dieses Magnetfeldsignal entspricht annähernd einem maximalen Magnetfeldsignal, welches als Schwellwert in der Auswerteeinheit 10 vorgehalten ist. Durch einen Schwellwertvergleich ermittelt die Auswerteeinheit 10 eine ideale Verstärkung. Diese ideale Verstärkung wird im Neuzustand des Magnetfelssensors 9 bei annähernd 25° aufgenommen, wobei ein minimaler Abstand von Getriebespindel 7 und Magnet 1 1 vorausgesetzt wird. Diese Verstärkungseinstel lung wird in der AuswerteeinheitI O abgespeichert und über den analogen Ausgang 12 an den Magnetfeldsensor 9 weitergegeben.
Hat der Aktor 1 den Betrieb aufgenommen, so kann es über die Lebensdauer des Magneten 11 zu einer Magnetfeldabnahme kommen, die durch die Anpassung der Verstärkung des Magnetfeldsignals des Magnetfeldsensors 9 kompensiert wird. Diese Verstärkungsbestim mung wird in einer Ruhesituation des Aktors 1 durchgeführt, bei welcher keinerlei mechani sche Kräfte auf die Gewindespindel 7 wirken. Auch hierbei wird das von dem Magnetfeld sensor 9 abgegebene Magnetfeldsignal durch die Auswerteeinheit 10 ausgewertet und mit dem bei der Inbetriebnahme abgespeicherten maximalen Magnetfeldsignal verglichen. Aus der Differenz zwischen diesen beiden Signalen wird ein Signal zur Verstärkungseinstellung ermittelt, welches über den analogen Ausgang 12 an den analogen Sensoreingang 13 des Magnetfeldsensors 9 weitergeleitet wird, wobei der Magnetfeldsensor 9 das Magnetfeldsignal entsprechend verstärkt. Ist das Sensorsystem nicht in der Drehachse der Gewindespindel 7 angeordnet, so weist die Verstärkung zwei Verstärkungsfaktoren auf, die nicht gleich groß sind. Dabei werden die Si nuskomponente und die Kosinuskomponente des Magnetfeldsignales getrennt von der Aus- werteeinheit 10 ausgewertet und einzeln mit einer vorgegebenen Verstärkung verglichen. Die Verstärkungswerte für das Kosinussignal und das Sinussignal werden auf nicht weiter darge stellten verschiedenen Übertragungskanälen an den Magnetfeldsensor 9 übertragen, wobei jeder Verstärkungskanal an einen nicht weiter genutzten Eingang 13 des Magnetfeldsensors 9 eingegeben wird. Somit kann bei einem verbauten Magnetfeldsensor 9, auch bei fehlender Bereitstellung einer Programmierspannung durch die Auswerteeinheit 10, die Verstärkung des Magnetfeldsignales des Magnetfeldsensor 9 entsprechend variiert werden, wodurch eine zu verlässige Positionsbestimmung der Gewindespindel 7 des Aktors 1 möglich wird.
Bezuqszeichenliste 1 Kupplungsaktor
2 Gehäuse
3 Gehäuseabdeckung
4 Elektromotor
5 Planetenwälzgetriebe
6 Planetenwälzkörper
7 Gewindespindel
8 Leiterplatte
9 Magnetfeldsensor
10 Auswerteeinheit
11 Magnet
12 analoger Ausgang der Auswerteeinheit
13 unkontaktierter Eingang des Magnetfeldsensors
14 Verbindung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Magnetfeldsensors, insbesondere einem Rotorlagesensor eines Elektromotors, bei welchem ein Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors (9) von einer Auswerteeinheit (10) abgenommen und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die auf einer Leiterplatte (8) positionierte Auswerteeinheit (10) nach Auswertung des Magnetfeldsignals des Magnetfeldsensors (9) ein Signal zur Ver stärkungseinstellung an den auf derselben Leiterplatte (8) positionierten Magnetfeldsensor (9) abgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zur Verstär kungseinstellung in einem ersten Schritt grobjustiert und in einem zweiten Schritt feinjustiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt ein maximales Magnetfeldsignal bei einem minimalen Abstand des Magnetfeldsensors (9) zu ei nem ein Magnetfeld erzeugenden Element (11) und bei einer vorgegebenen Temperatur er mittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt nach ei nem Einbau des Magnetfeldsensors (9) in eine Aktorik (1) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schritt in einem Ruhezustand der Aktorik (1) während des Betriebes der Aktorik (1) in einem An triebssystem durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhezustand der Akto rik (1) ein aktuelles Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors (9) durch die Auswerteeinheit (10) gemessen und mit dem maximalen Magnetfeldsignal verglichen wird, wobei in Abhängig keit des Vergleichs des Signals zur Verstärkungseinstellung eingestellt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass bei einer Drehung eines einen Dauermagneten (11) tragenden Rotors (7) des Elektromotors (4) eine Sinuskomponente und eine Kosinuskomponente des Magnetfeldsig nals des Magnetfeldsensors (9) von der Auswerteeinheit (10) ausgewertet werden, wobei ein erstes Signal zur Verstärkungseinstellung der Sinuskomponente und ein zweites Signal zur Verstärkungseinstellung der Kosinuskomponente an den Magnetfeldsensor (9) über zwei ge trennte Kanäle (14) ausgegeben werden.
8. Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung an einem Magnetfeldsensor zum Betrieb eines Aktors, wobei der Aktor (1) durch einen Elektromotor (4) betätigbar ist und einen als Ro torlagesensor (9) zur Bestimmung einer Position des Rotors (7) des Elektromotors (4) ausge bildeten Magnetfeldsensor (9) umfasst, wobei der Magnetfeldsensor (9) mit einer Auswer teeinheit (10) zur Bestimmung der Position des Rotors (7) des Elektromotors (4) aus einem Magnetfeldsignal des Magnetfeldsensors (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (9) und die anhand der von dem Magnetfeldsensor (9) ausgegebenen Magnetfeldsignale ein Signal zur Verstärkungseinstellung bestimmende Auswerteeinheit (10) in dem Aktor (1) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (8) positioniert sind, wobei über einen elektrischen Verbindungskanal (14) zwischen der Auswerteeinheit (10) und einem ungenutz ten Anschluss (13) des Magnetfeldsensors (9) das Signal zur Verstärkungseinstellung von der Auswerteeinheit (10) zu dem Magnetfeldsensor (9) übermittelbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Sinuskompo nente und eine Kosinuskomponente des Magnetfeldsignals auswertende Auswerteeinheit (10) über einen ersten elektrischen Verbindungskanal zu einem ersten ungenutzten Anschluss des Magnetfeldsensors zur Übertragung des ersten Signals zur Verstärkungseinstellung der Si nuskomponente des Magnetfeldsignals und über einen zweiten elektrischen Verbindungska nal mit einem zweiten ungenutzten Anschluss des Magnetfeldsensors (9) zur Übertragung des zweiten Signals der Verstärkungseinstellung der Kosinuskomponente des Magnetfeldsignals verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeld sensor eine analoge Schnittstelle (13) zur Verbindung mit der Auswerteeinheit (10) aufweist.
PCT/DE2019/100341 2018-04-26 2019-04-15 Verfahren und vorrichtung zur einstellung einer verstärkung an einem verbauten magnetfeldsensor Ceased WO2019206368A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/046,605 US11754643B2 (en) 2018-04-26 2019-04-15 Method and apparatus for setting a gain at an installed magnetic field sensor
DE112019002143.5T DE112019002143A5 (de) 2018-04-26 2019-04-15 Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Magnetfeldsensor
EP19720040.5A EP3784991A1 (de) 2018-04-26 2019-04-15 Verfahren und vorrichtung zur einstellung einer verstärkung an einem verbauten magnetfeldsensor
KR1020207029579A KR20210002483A (ko) 2018-04-26 2019-04-15 설치된 자기장 센서에서 출력률을 설정하기 위한 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018110075.2A DE102018110075A1 (de) 2018-04-26 2018-04-26 Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung einer Verstärkung an einem verbauten Magnetfeldsensor
DE102018110075.2 2018-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019206368A1 true WO2019206368A1 (de) 2019-10-31

Family

ID=66323627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2019/100341 Ceased WO2019206368A1 (de) 2018-04-26 2019-04-15 Verfahren und vorrichtung zur einstellung einer verstärkung an einem verbauten magnetfeldsensor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11754643B2 (de)
EP (1) EP3784991A1 (de)
KR (1) KR20210002483A (de)
DE (2) DE102018110075A1 (de)
WO (1) WO2019206368A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12334857B2 (en) 2020-12-04 2025-06-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for ascertaining a rotary position, method for ascertaining an electrical angular position and method for driving an electric motor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3852829T2 (de) * 1987-03-19 1995-07-06 Ampex Systems Corp Magnetischer wandler zur bestimmung der winkelposition eines rotierenden gliedes.
US6032109A (en) * 1996-10-21 2000-02-29 Telemonitor, Inc. Smart sensor module
DE20008931U1 (de) * 2000-05-19 2001-06-28 Siemens Ag Stellungsregler, insbesondere für ein durch einen Antrieb betätigbares Ventil, mit eigensicherem Aufbau
DE102013211041A1 (de) 2013-06-13 2014-12-18 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges
GB2517152A (en) * 2013-08-12 2015-02-18 Gde Technology Ltd Position sensor
DE102016120182A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-11 Infineon Technologies Ag Magnetsensor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815944B2 (en) * 2002-01-31 2004-11-09 Allegro Microsystems, Inc. Method and apparatus for providing information from a speed and direction sensor
US6927566B2 (en) * 2002-05-22 2005-08-09 Ab Eletronik Gmbh Device for generating output voltages
DE10333244A1 (de) * 2003-07-22 2005-02-24 Ssg Semiconductor Systems Gmbh Verfahren zur Temperatur- und Luftspalt-unabhängigen Positionsmessung
US7173414B2 (en) * 2004-10-18 2007-02-06 Honeywell International Inc. Position detection apparatus and method for linear and rotary sensing applications
US8294457B2 (en) * 2007-09-07 2012-10-23 Joral Llc Rotary magnetic encoder assembly, chip and method
WO2013160075A2 (de) 2012-04-25 2013-10-31 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur bestimmung und/oder ansteuerung einer position eines elektromotors, insbesondere in einem kupplungsbetätigungssystem eines kraftfahrzeuges
DE112013002888A5 (de) 2012-06-11 2015-02-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Magnetgeberring einer Rotorlagesensorik eines elektrisch kommutierten Elektromotors
DE102013213948A1 (de) 2012-08-02 2014-02-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges
DE102014218544A1 (de) * 2014-09-16 2016-03-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensorikeinheit zur Bestimmung einer Rotorlage eines Elektromotors und ein Elektromotor, vozugsweise für einen Kupplungsaktor eines Kupplungsbetätigungssystems eines Kraftfahrzeuges
JP6430565B2 (ja) * 2016-03-23 2018-11-28 アナログ・デヴァイシズ・グローバル 磁界検出器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3852829T2 (de) * 1987-03-19 1995-07-06 Ampex Systems Corp Magnetischer wandler zur bestimmung der winkelposition eines rotierenden gliedes.
US6032109A (en) * 1996-10-21 2000-02-29 Telemonitor, Inc. Smart sensor module
DE20008931U1 (de) * 2000-05-19 2001-06-28 Siemens Ag Stellungsregler, insbesondere für ein durch einen Antrieb betätigbares Ventil, mit eigensicherem Aufbau
DE102013211041A1 (de) 2013-06-13 2014-12-18 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges
GB2517152A (en) * 2013-08-12 2015-02-18 Gde Technology Ltd Position sensor
DE102016120182A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-11 Infineon Technologies Ag Magnetsensor

Also Published As

Publication number Publication date
US11754643B2 (en) 2023-09-12
US20210123987A1 (en) 2021-04-29
KR20210002483A (ko) 2021-01-08
DE102018110075A1 (de) 2019-10-31
DE112019002143A5 (de) 2021-01-07
EP3784991A1 (de) 2021-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112010004598B4 (de) Elektrisch gesteuertes (Shift-By-Wire) Fahrstufenauswahlsystem für ein Schaltgetriebe,zugehöriger Aktuator und Verfahren zum Betätigen
DE102018203166A1 (de) Parksperre in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs
DE102016221477A1 (de) Vorrichtung zum Betreiben und zur Ermittlung eines Betriebszustands eines elektromagnetischen Aktors sowie Kupplungsvorrichtung und Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE102009024572B4 (de) Motorsteuerungseinrichtung und Motorsteuerungsverfahren
WO2019206368A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur einstellung einer verstärkung an einem verbauten magnetfeldsensor
WO2016001289A1 (de) Aktuator mit positionssensor
DE112018002733T5 (de) Schaltbereich-Steuervorrichtung
AT518684B1 (de) Verfahren zum Pressen eines Werkstückes mit einer vorbestimmten Presskraft
DE3834485C2 (de)
EP1939704B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Schätzung des Lastenmoments bei drehzahl- oder positionsgeregelten elektrischen Antrieben
DE102015201002A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Parkbremse
EP0585655A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Lageregelung eines beweglichen Teils
EP1761994B1 (de) Elektrische maschine und verfahren zur einstellung eines axialabstands der elektrischen maschine
WO2018149446A1 (de) Sensoranordnung und verfahren zum betrieb einer sensoranordnung zur bestimmung einer position eines aktors in einem kraftfahrzeug
DE102010060278B4 (de) Steuerungsvorrichtung und Aktuator für die Feststellbremse eines Fahrzeuges
WO2011042472A1 (de) Elektromotorischer aktuator
DE102020122368B4 (de) Positionssensor und Herstellungsverfahren sowie Verfahren zur Ermittlung einer Stellung eines Linearaktuators
DE102009018390B4 (de) Kupplungssteuervorrichtung
DE102015209866A1 (de) Verfahren zur Zustandsüberwachung von zumindest einem Planetenrad eines Planetengetriebes
EP4026753A1 (de) Verfahren zur bestimmung des verschleisses eines lenksystems eines fahrzeugs
DE102005006286A1 (de) Elektrischer Antrieb
DE102015226036A1 (de) Bremskraftverstärkungseinrichtung für ein hydraulisches Bremssystem
EP3063505A1 (de) Positionssensor für die erfassung einer lageposition eines aktuators
DE102007033152A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Ausgangsgröße eines Gleichstrommotors
EP2049349B1 (de) Pneumatische niveauregelanlage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19720040

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019720040

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019720040

Country of ref document: EP

Effective date: 20201126

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112019002143

Country of ref document: DE