WO2017153065A1 - Verfahren zum bestimmen eines winkelfehlers zwischen einem mittels eines winkelmesssystems ermittelten drehwinkelwert und einem referenzwert - Google Patents

Verfahren zum bestimmen eines winkelfehlers zwischen einem mittels eines winkelmesssystems ermittelten drehwinkelwert und einem referenzwert Download PDF

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WO2017153065A1
WO2017153065A1 PCT/EP2017/050373 EP2017050373W WO2017153065A1 WO 2017153065 A1 WO2017153065 A1 WO 2017153065A1 EP 2017050373 W EP2017050373 W EP 2017050373W WO 2017153065 A1 WO2017153065 A1 WO 2017153065A1
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • G01D5/244—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24471—Error correction
    • G01D5/24485—Error correction using other sensors

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an angular error between a rotational angle value determined by means of a vibration measuring system and a reference value and to an angle measuring system for its implementation.
  • the invention will be described below essentially with reference to vehicle drives. However, it is not limited thereto, but suitable for all angle measuring systems which are set up to determine a current rotational angle value of a rotating element by means of a rotational angle sensor and an evaluation unit having a microcontroller.
  • an angle measuring system which usually consists of a rotation angle sensor (so-called rotary encoder) and an evaluation unit (control unit), can be used.
  • the evaluation unit has a microcontroller to which the rotation angle signals of the rotation angle sensor are supplied and which determines therefrom (and usually from other measurement system-specific parameters such as offset, number of lines, etc.) the current rotation angle value.
  • angle measuring systems can or should be validated, calibrated or calibrated. in particular measuring system-specific parameters such as offset, number of lines etc. are determined and stored in the evaluation unit for further use. External calibration and calibration systems can be used for calibration / validation, which is very time-consuming.
  • a method for determining an angular error between a rotational angle value determined by means of an angle measuring system and a reference value and an angle measuring system for carrying it out with the features of the independent patent claims.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
  • the invention proposes to determine an angle error between a rotational angle value determined by means of the angle measuring system and a reference value in the evaluation unit of the vibration measuring system. This eliminates the need for external calibration systems and greatly simplifies calibration and validation.
  • only one reference value has to be present in the evaluation unit.
  • the simultaneous determination of angle of rotation value and reference value can be difficult to achieve in many cases.
  • Often expensive measuring hardware has to be procured in order to extract the rotational angle values determined by the evaluation unit.
  • One advantage of the invention is that the signals (measurement and reference) which are used for the error calculation can be sampled at the same time and have the smallest possible path, which ensures a largely deterministic signal transmission. This improves the angle error calculation.
  • the invention offers a cost advantages because calibration systems, which may even need to be specially manufactured as expensive rapid prototyping systems, can be dispensed with.
  • the evaluation unit has a microcontroller which has at least one input for receiving the rotation angle signal and at least one input for receiving the reference angle signal. It is particularly advantageous if the determination of the angle of rotation value and the reference angle value takes place in the same microcontroller, since this ensures the highest possible synchronization of the values.
  • the end of the signal chain of an angle measuring system is usually located in the microcontroller at the point at which the determined angle of rotation value is used, e.g. for speed control (or the like) of e.g. electric machine.
  • the angle of rotation value is therefore already digitally available in the microcontroller.
  • a reference angle signal is now fed into the microcontroller, where the corresponding arithmetic operations for angle error determination are then carried out. Thus, no external processing unit is needed anymore.
  • the at least one input for receiving the rotational angle signal and / or the at least one input for receiving the reference angle signal preferably have a counter input and / or analog input and / or a reset input, e.g. Interrupt input, up.
  • Preferred angle signals include one or more count signals (e.g., square wave signal) and / or one or more analog signals (e.g., sine, cosine) and / or one or more reference pulse signals.
  • a counting signal can preferably be fed directly to a counter input of the microcontroller. For example, each rising edge then increases the counter in the microcontroller, so that the count corresponds to an angle value.
  • the reference pulse signal (“zero pulse") is used to read the meter after each
  • an interrupt input (or a corresponding functionally identical input) of the microcontroller can be routed directly to a corresponding number of analog inputs of the microcontroller.
  • An evaluation is preferably carried out as in the case of sine / cosine encoders in the prior art.
  • the microcontroller has at least one output for outputting the angle error and / or the rotational angle value and / or the reference value and is set up for output at the output. In this way, the determined variables can be further processed externally and / or visualized.
  • a plug In conventional evaluation units, such as e.g. Control units in vehicles, a plug is usually present, which has various interfaces, such as. CAN, ECU external provides.
  • modern microcontrollers have numerous I / O ports, e.g. firmly defined I / O or GPIO (General Purpose Input / Output), i. Optionally configurable as input or output ports or pins, which can be for the purposes mentioned (in particular counter input, reset input, digital output).
  • the evaluation unit can be switched over between an evaluation mode in which the angular error (s) are determined and a normal mode in which rotational angle values are determined.
  • the evaluation unit or the measuring system in the evaluation mode in particular for calibration, ie determination of measuring system-specific parameters such as offset, number of lines, etc. and / or validation, ie evaluation, whether the or the angular errors for certain situations are within allowable limits
  • the normal mode in which the rotational angle values are determined and, in particular, are switched over to other functions, such as controls, for example.
  • the inputs for the reference value and the outputs for the error may be used for other purposes.
  • an inventive angle measuring system is used for measuring a rotational angular position of a rotor of an electric motor, in particular of an electric motor of a traction drive of a vehicle.
  • the use is advantageous everywhere, where an angle measuring system is evaluated by a control unit.
  • Such measurements are also found, for example, in throttle valves,
  • a number of angular errors are determined in succession, in particular over at least one revolution.
  • a rotation angle-dependent angular error is obtained. This allows a particularly accurate validation and / or calibration of a position dependency.
  • a Wnkelmesssystem according to the invention is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • FIG. 1 schematically shows a preferred embodiment of an angle measuring system according to the invention in conjunction with a reference angle sensor.
  • Figure 2 shows a schematic diagram of a preferred embodiment of an angle measuring system according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a preferred embodiment of an angle measuring system 100 according to the invention.
  • the angle measuring system 100 has a rotation angle sensor 110 and an evaluation unit 120.
  • the evaluation unit 120 has inter alia a microcontroller 121, which has an input 121 a for a rotational angle signal of the rotational angle sensor 1 10.
  • An associated terminal 120a is formed on the evaluation unit 120.
  • the rotation angle sensor 110 may be connected to the terminal 120a via a connection cable, for example.
  • the rotation angle sensor 110 is disposed on an electric machine 10 including a stator 11 and a rotor 12 to measure a rotational movement of the rotor 12.
  • the evaluation unit 120 is set up to determine a rotational angle value from the rotational angle signal of the rotational angle sensor 110.
  • the rotational angle value can be used for other functions in a normal mode in the evaluation unit 120, if it is designed, for example, as a control unit, and / or on a terminal configured as an output 121c are output, in particular for further processing in connected processing units.
  • the measuring system 100 can be operated in an evaluation mode, in which a fault is determined between the rotational angle value and a reference value.
  • the reference value is also determined from a reference angle signal in the microcontroller 121 of the evaluation unit 120, which is supplied to a terminal configured as input 121b.
  • the reference angle signal comes from a likewise arranged on the electric machine 10 reference angle sensor
  • the output 121 c of the microcontroller 121 can be used for outputting the determined warning error, with other variables, such as, for example, also being used.
  • the current speed and / or the reference value can be output with.
  • the output may be, for example, a CAN or an on-chip debugging interface (e.g., JTAG / Nexus).
  • JTAG / Nexus an on-chip debugging interface
  • the oscillation measuring system can be validated, wherein it is checked whether the existing error, for example in the checked angle and / or speed range, lies within permissible limits.
  • a calibration can take place, with measurement system-specific parameters such as offset, number of lines etc. being determined such that the angle error becomes as small as possible.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a program solution for determining an angle error according to a preferred embodiment of the invention.
  • the angular error ⁇ is calculated as the difference between a rotational angle value ⁇ , as determined in the microcontroller 121 from the rotational angle signal of the rotational angle sensor 110, and a reference value (R, as in the microcontroller 121 from the reference angle signal of the reference angle sensor 20 is determined determined.
  • the reference angle signal comprises a count signal 201 and a reference pulse signal 202, which are fed to a counter function block 220 which counts up in accordance with the count signal 201 and is reset by the reference pulse signal 220.
  • the counter function block 220 thus outputs a counter value 0, 1, 2,...
  • the reference angle signal may also include a sine and / or cosine signal or other analog signal.
  • the count value is offset with a line number 203 (i.e., how many strokes or count has one revolution) to determine the reference value.
  • an offset ⁇ can furthermore be calculated, which takes into account, for example, a worm offset between the rotational angle sensor 110 and the reference angle sensor 20.

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Winkelmesssystem (100) und ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkelfehlers zwischen einem mittels eines Winkelmesssystems (100) ermittelten Drehwinkelwert und einem Referenzwert, wobei der Drehwinkelwert aus einem Drehwinkelsignal eines Drehwinkelsensors (110) in einer Auswerteeinheit (120) des den Drehwinkelsensor (110) und die Auswerteeinheit (120) aufweisenden Wnkelmesssystems (100) ermittelt wird, wobei der Referenzwert aus einem Referenzwinkelsignal in der Auswerteeinheit (120) des Winkelmesssystems (100) ermittelt wird, wobei der Winkelfehler zwischen dem Drehwinkelwert und dem Referenzwert in der Auswerteeinheit (120) des Winkelmesssystems (100) bestimmt wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Bestimmen eines Winkelfehlers zwischen einem mittels eines Winkelmesssvstems ermittelten Drehwinkelwert und einem Referenzwert
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkelfehlers zwischen einem mittels eines Wnkelmesssystems ermittelten Drehwinkelwert und einem Referenzwert sowie ein Winkelmesssystem zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
Die Erfindung wird nachfolgend im Wesentlichen unter Bezugnahme auf Fahrzeugantriebe beschrieben. Sie ist jedoch darauf nicht beschränkt, sondern für alle Winkelmesssysteme, welche dazu eingerichtet sind, einen aktuellen Drehwinkelwert eines rotierenden Elements mittels eines Drehwinkelsensors und einer einen Mikrocontroller aufweisenden Auswerteeinheit zu ermitteln, geeignet.
In Fahrzeugen werden verstärkt elektrische Maschine alleine oder zur Unterstützung von Verbrennungsmotoren im Antriebsstrang eingesetzt. Beim Betrieb einer elektrischen Maschine ist es meist wünschenswert, die aktuelle Winkelposition des Rotors der elektrischen Maschine möglichst genau zu kennen. Zu diesem Zweck kann ein Winkelmesssystem, welches üblicherweise aus einem Drehwinkelsensor (sog. Drehgeber) und einer Auswerteeinheit (Steuergerät) besteht, verwendet werden. Die Auswerteeinheit weist einen Mikrocontroller auf, dem die Drehwinkelsignale des Drehwinkelsensors zugeführt werden und der daraus (und üblicherweise aus anderen messsystemspezifischen Parametern wie Offset, Strichzahl usw.) den aktuellen Drehwinkelwert ermittelt. Vor der Verwendung können bzw. sollten Winkelmesssysteme validiert, geeicht bzw. kalibriert werden, wobei insbesondere messsystemspezifische Parametern wie Offset, Strichzahl usw. bestimmt und in der Auswerteeinheit für die weitere Verwendung gespeichert werden. Für die Kalibrierung/Validierung können externe Mess- & Kalibriersysteme eingesetzt werden, was sehr aufwändig ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkelfehlers zwischen einem mittels eines Winkelmesssystems ermittelten Drehwinkelwert und einem Referenzwert sowie ein Winkelmesssystem zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Die Erfindung schlägt vor, einen Winkelfehler zwischen einem mittels des Winkelmesssystems ermittelten Drehwinkelwert und einem Referenzwert in der Auswerteeinheit des Wnkelmesssystems zu bestimmen. Dies macht den Einsatz externer Kalibriersysteme unnötig und vereinfacht die Kalibrierung bzw. Validierung maßgeblich. Vorteilhafterweise muss lediglich ein Referenzwert in der Aus- werteeinheit vorliegen.
Bei der Verwendung von externen Mess- & Kalibriersystemen kann die zeitgleiche Bestimmung von Drehwinkelwert und Referenzwert in vielen Fällen schwer erreicht werden. Es muss oft teure Messhardware beschaffen werden, um die von der Auswerteeinheit ermittelten Drehwinkelwerte zu extrahieren. Weiterhin entstehen zeitliche Verzögerungen, die berücksichtigt werden müssen. Im schlimmsten Fall sind diese Verzögerungen nicht von konstanter Natur, was eine Messung bei höheren Drehzahlen immer ungenauer bis unmöglich macht. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Signale (Messung und Referenz), welche für die Wnkelfehlerberechnung verwendet werden, zeitgleich abgetastet werden können und einen möglichst geringen Weg haben, was eine weitgehend deterministische Signalübertragung sicherstellt. Dies verbessert die Winkelfehlerberechnung. Weiterhin bietet sich durch die Erfindung ein Kostenvor- teil, da auf Kalibriersysteme, welche möglicherweise sogar als teure Rapid- Prototyping-Systeme extra hergestellt werden müssen, verzichtet werden kann.
Vorzugsweise weist die Auswerteeinheit einen Mikrocontroller auf, der wenigs- tens einen Eingang zum Empfangen des Drehwinkelsignals und wenigstens einen Eingang zum Empfangen des Referenzwinkelsignals aufweist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Ermittlung von Drehwinkelwert und Referenzwinkelwert in demselben Mikrocontroller stattfindet, da damit eine höchstmögliche Synchro- nität der Werte gewährleistet werden kann. Das Ende der Signalkette eines Win- kelmesssystems liegt in der Regel im Mikrokontroller an der Stelle, an der ermittelte Drehwinkelwert verwendet wird, z.B. für die Drehzahlregelung (o.ä.) einer z.B. elektrischen Maschine. Der Drehwinkelwert ist also bereits im Mikrokontroller digital verfügbar. Im Rahmen dieser bevorzugten Ausführungsform wird nun ein Referenzwinkelsignal in den Mikrocontroller geführt, wo dann die entsprechen- den Rechenoperationen zur Winkelfehlerbestimmung ausgeführt werden. Somit wird keine externe Recheneinheit mehr benötigt.
Vorzugsweise weisen der wenigstens eine Eingang zum Empfangen des Drehwinkelsignals und/oder der wenigstens eine Eingang zum Empfangen des Refe- renzwinkelsignals einen Zählereingang (Counter) und/oder Analogeingang (ADC) und/oder einen Rücksetzeingang, z.B. Interrupteingang, auf.
Bevorzugte Winkelsignale umfassen ein oder mehrere Zählsignale (z.B. Rechtecksignal) und/oder ein oder mehrere Analogsignale (z.B. Sinus-, Cosinussignal) und/oder ein oder mehrere Referenzimpuls- bzw. Nullimpulssignale.
Ein Zählsignal kann vorzugsweise direkt auf einen Zählereingang des Mikrocon- trollers geführt werden. Beispielsweise jede steigende Flanke erhöht dann den Zähler im Mikrokontroller, so dass der Zählerstand einem Winkelwert entspricht. Das Referenzimpulssignal ("Nullimpuls") dient dazu, den Zählerstand nach jeder
Umdrehung auf 0 zu setzen. Es wird zweckmäßigerweise auf einen Interrupteingang (oder einen entsprechenden funktionsgleichen Eingang) des Mikrocontrol- lers geführt. Ein oder mehrere Analogsignale können direkt auf entsprechend viele Analogeingänge des Mikrocontrollers geführt werden. Eine Auswertung erfolgt vorzugsweise wie bei Sinus/Cosinus-Drehgebern im Stand der Technik. Vorzugsweise weist der Mikrocontroller wenigstens einen Ausgang zum Ausgeben des Winkelfehlers und/oder des Drehwinkelwerts und/oder des Referenzwerts auf und ist zur Ausgabe an dem Ausgang eingerichtet. Auf diese Weise können die ermittelten Größen extern weiterverarbeitet und/oder visualisiert werden.
In herkömmlichen Auswerteeinheiten, wie z.B. Steuergeräten in Fahrzeugen, ist in der Regel ein Stecker vorhanden, welcher verschiedene Schnittstellen, wie z.B. CAN, steuergeräte-extern zu Verfügung stellt. Moderne Mikrocontroller verfügen überdies über zahlreiche E/A-Anschlüsse, z.B. fest definierte I/O- oder GPIO- (General Purpose Input/Output; Allzweck-Eingabe/Ausgabe), d.h. wahlfrei als Ein- oder Ausgang konfigurierbare Anschlüsse bzw. Pins, die für die genannten Zwecke (insbesondere Zählereingang, Rücksetzeingang, digitaler Ausgang) werden können. Somit ist eine Schnittstelle für einen Referenzgeber in praktisch jedem Steuergerät für elektrische Antriebe vorhanden.
Vorzugsweise kann die Auswerteeinheit zwischen einem Auswertemodus, in welchem der bzw. die Winkelfehler bestimmt werden, und einem Normalmodus, in welchem Drehwinkelwerte ermittelt werden, umgeschaltet werden. So kann die Auswerteeinheit bzw. das Wnkelmesssystem in dem Auswertemodus (insbe- sondere zur Kalibrierung, d.h. Bestimmung messsystemspezifischer Parameter wie Offset, Strichzahl usw. und/oder Validierung, d.h. Bewertung, ob der bzw. die Winkelfehler für bestimmte Situationen innerhalb zulässiger Grenzen liegen) und in dem Normalmodus, in welchem die Drehwinkelwerte ermittelt und insbesondere für andere Funktionen, wie z.B. Regelungen bereitgestellt werden, umgeschal- tet werden. In dem Normalmodus können insbesondere die Eingänge für den Referenzwert und die Ausgänge für den Wnkelfehler für andere Zwecke verwendet werden. Vorteilhafterweise wird ein erfindungsgemäßes Winkelmesssystem verwendet zur Messung einer Drehwinkelposition eines Rotors eines Elektromotors, insbesondere eines Elektromotors eines Fahrantriebs eines Fahrzeugs. Prinzipiell ist der Einsatz überall vorteilhaft, wo ein Winkel messsystem durch ein Steuergerät ausgewertet wird. Solche Wnkelmessungen finden z.B. auch in Drosselklappen,
Scheibenwischerpositionierung, Pedalweggeber, Lenkwinkelgeber usw. Verwendung.
Vorteilhafterweise wird eine Anzahl von Winkelfehlern nacheinander ermittelt, insbesondere über wenigstens eine Umdrehung. Dadurch wird ein drehwinkelab- hängiger Winkelfehler erhalten. Dadurch kann eine besonders genaue Validierung und/oder Kalibrierung einer Positionsabhängigkeit erfolgen.
Vorteilhafterweise werden Wnkelfehler für unterschiedliche Drehgeschwindigkei- ten ermittelt, insbesondere über jeweils wenigstens eine Umdrehung. Dadurch wird ein drehgeschwindigkeitsabhängiger Winkelfehler erhalten. Dadurch kann eine besonders genaue Validierung und/oder Kalibrierung einer Geschwindigkeitsabhängigkeit erfolgen. Ein erfindungsgemäßes Wnkelmesssystem ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Winkelmesssystems in Verbindung mit einem Referenzwinkelsensor.
Figur 2 zeigt schaltplanartig eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Winkelmesssystems.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Winkelmesssystems 100 dargestellt. Das Winkelmesssystem 100 weist einen Drehwinkelsensor 110 sowie eine Auswerteeinheit 120 auf.
Die Auswerteeinheit 120 weist unter anderem einen Mikrocontroller 121 auf, der einen Eingang 121 a für ein Drehwinkelsignal des Drehwinkelsensors 1 10 aufweist. Ein zugehöriger Anschluss 120a ist an der Auswerteeinheit 120 ausgebildet. Der Drehwinkelsensor 110 kann beispielsweise über ein Verbindungskabel an dem Anschluss 120a angeschlossen sein.
Der Drehwinkelsensor 110 ist an einer elektrischen Maschine 10 aufweisend einem Stator 11 und einem Rotor 12 angeordnet, um eine Drehbewegung des Rotors 12 zu messen.
Die Auswerteeinheit 120 ist dazu eingerichtet, aus dem Drehwinkelsignal des Drehwinkelsensors 1 10 einen Drehwinkelwert zu ermitteln.
Der Drehwinkelwert kann in einem Normalmodus in der Auswerteeinheit 120, wenn diese beispielsweise als Steuergerät ausgebildet ist, für andere Funktionen verwendet werden und/oder an einem als Ausgang konfigurierten Anschluss 121c ausgegeben werden, insbesondere zur Weiterverarbeitung in angeschlossenen Recheneinheiten.
Zur Validierung und/oder Kalibrierung des Messsystems 100 kann dieses in ei- nem Auswertemodus betrieben werden, in welchem ein Wnkelfehler zwischen dem Drehwinkelwert und einem Referenzwert bestimmt wird. Der Referenzwert wird aus einem Referenzwinkelsignal ebenfalls in dem Mikrocontroller 121 der Auswerteeinheit 120 bestimmt, welches an einem als Eingang 121 b konfigurierten Anschluss zugeführt wird. Das Referenzwinkelsignal stammt von einem ebenfalls an der elektrischen Maschine 10 angeordneten Referenzwinkelsensor
20 und umfasst beispielsweise ein Zählsignal und einen Nullimpuls, wie es von Drehgebern im Stand der Technik bekannt ist.
Im Auswertemodus kann der Ausgang 121 c des Mikrocontrollers 121 zur Ausga- be des bestimmten Wnkelfehlers verwendet werden, wobei zusätzlich auch andere Größen wie z.B. die aktuelle Drehzahl und/oder der Referenzwert mit ausgegeben werden können. Der Ausgang kann beispielsweise eine CAN- oder eine On-Chip-Debugging-Schnittstelle (z.B. JTAG/Nexus) sein. Auf diese Weise kann ein Zusammenhang zwischen einerseits dem Wnkelfehler und andererseits der Drehzahl und/oder dem Referenzwinkel ermittelt und beispielsweise visualisiert werden. Dadurch kann das Wnkelmesssystem validiert werden, wobei überprüft wird, ob der existierende Wnkelfehler beispielsweise in dem überprüften Winkel- und/oder Drehzahlbereich innerhalb zulässiger Grenzen liegt.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Kalibrierung stattfinden, wobei messsystem- spezifische Parameter wie Offset, Strichzahl usw. so bestimmt werden, dass der Winkelfehler möglichst klein wird.
In Figur 2 ist eine programmtechnische Lösung zur Bestimmung eines Winkelfehlers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Blockdiagramm dargestellt. In einem Rechenglied 210 wird der Winkelfehler Δ als Differenz zwischen einem Drehwinkelwert φ, wie er in dem Mikrocontroller 121 aus dem Drehwinkelsignal des Drehwinkelsensors 1 10 ermittelt wird, und einem Referenzwert ( R, wie er in dem Mikrocontroller 121 aus dem Referenzwinkelsignal des Referenzwinkel- sensors 20 ermittelt wird, bestimmt.
In der Ausführungsform gemäß Figur 2 umfasst das Referenzwinkelsignal ein Zählsignal 201 und ein Referenzimpulssignal bzw. Nullimpulssignal 202, welche einem Zähler-Funktionsblock 220 zugeführt werden, welcher nach Maßgabe des Zählsignals 201 hochzählt und durch das Referenzimpulssignal 220 zurückgesetzt wird. Der Zähler-Funktionsblock 220 gibt somit einen Zählerwert 0, 1 , 2, ... aus. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Referenzwinkelsignal ebenso ein Sinus- und/oder Cosinussignal oder anderes Analogsignal umfassen kann. In einem Funktionsblock 220 wird der Zählerwert mit einer Strichzahl 203 (d.h. wie viele Striche bzw. welchen Zählwert hat eine Umdrehung) verrechnet, um den Referenzwert zu bestimmen. In dem Funktionsblock 230 kann weiterhin ein Offset φο verrechnet werden, der beispielsweise einen Wnkelversatz zwischen dem Drehwinkelsensor 1 10 und dem Referenzwinkelsensor 20 berücksichtigt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen eines Winkelfehlers (Δ) zwischen einem mittels eines Winkelmesssystems (100) ermittelten Drehwinkelwert (φ) und einem Referenzwert (9R),
wobei der Drehwinkelwert (φ) aus einem Drehwinkelsignal eines Drehwinkelsensors (110) in einer Auswerteeinheit (120) des den Drehwinkelsensor (1 10) und die Auswerteeinheit (120) aufweisenden Winkelmesssystems (100) ermittelt wird,
wobei der Referenzwert (9R) aus einem Referenzwinkelsignal in der Auswerteeinheit (120) des Winkelmesssystems (100) ermittelt wird,
wobei der Winkelfehler zwischen dem Drehwinkelwert (φ) und dem Referenzwert (9R) in der Auswerteeinheit (120) des Winkelmesssystems (100) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Referenzwinkelsignal und/oder das
Drehwinkelsignal wenigstens ein Zählsignal und/oder wenigstens ein Analogsignal und/oder wenigstens ein Nullimpulssignal umfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Anzahl von Wnkelfehlern (Δ) nacheinander ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Wnkelfehler (Δ) für unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wnkelfehler (Δ) zur Kalibrierung und/oder Validierung des Winkelmesssystems (100) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Winkelmesssystem (100) zwischen einem Auswertemodus und einem Normalmodus umgeschaltet wird.
7. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
8. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 7.
9. Winkelmesssystem (100), das einen Drehwinkelsensor (1 10) und eine Auswerteeinheit (120) aufweist und das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
10. Winkelmesssystem (100) nach Anspruch 9, wobei die Auswerteeinheit (120) einen Mikrocontroller (121) aufweist, der wenigstens einen Eingang (121a) zum Empfangen des Drehwinkelsignals und wenigstens einen Eingang (121 b) zum Empfangen des Referenzwinkelsignals aufweist.
1 1. Winkelmesssystem (100) nach Anspruch 10, wobei der wenigstens eine Eingang (121 a) zum Empfangen des Drehwinkelsignals und/oder der wenigstens eine Eingang (121 b) zum Empfangen des Referenzwinkelsignals einen Zählereingang und/oder einen Analogeingang und/oder einen Rücksetzeingang aufweisen.
12. Winkelmesssystem (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei der Mikrocontroller (121) einen Ausgang (121 c) zum Ausgeben des Wnkelfeh- lers (Δ) und/oder des Drehwinkelwerts (φ) und/oder des Referenzwerts (9R) aufweist.
13. Verwendung eines Winkelmesssystems (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 zur Messung einer Drehwinkelposition eines Rotors eines Elektromo- tors (10) und/oder einer Drosselklappe und/oder eines Scheibenwischers und/oder eines Pedalweggebers und/oder eines Lenkwinkelgebers.
PCT/EP2017/050373 2016-03-10 2017-01-10 Verfahren zum bestimmen eines winkelfehlers zwischen einem mittels eines winkelmesssystems ermittelten drehwinkelwert und einem referenzwert Ceased WO2017153065A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111854585A (zh) * 2019-04-30 2020-10-30 法雷奥西门子新能源汽车(德国)有限公司 用于确定电动机转子轴上的角位置编码器偏移的方法
CN114812378A (zh) * 2022-04-24 2022-07-29 重庆长安新能源汽车科技有限公司 电机角度传感器安装位置及故障测试系统及方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112436783B (zh) * 2020-11-16 2022-08-09 深圳市海浦蒙特科技有限公司 一种编码器卡上电自检电路
US20240159569A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-16 Asahi Kasei Microdevices Corporation Rotation angle sensor and calibration method of rotation angle sensor
CN115790505A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 江苏惠通集团有限责任公司 汽车液压脚踏板角度测试仪及测试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6655187B1 (en) * 1999-06-15 2003-12-02 Robert Bosch Gmbh Method for correcting an angle error of an absolute-angle sensor
US20060033643A1 (en) * 2003-04-11 2006-02-16 Takashi Okamuro Rotary encoder
DE102009031736A1 (de) * 2009-07-04 2011-01-13 Lenze Automation Gmbh Rotorlagegeber mit einer Kompensationseinheit zur Fehlerkompensation für einen drehzahlgeregelten Servomotor
US20110113853A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Sick Sensors Ltd Method for calibrating a rotational angle sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2967770B1 (fr) * 2010-11-18 2012-12-07 Continental Automotive France Capteur de mesure de position angulaire et procede de compensation de mesure
JP6048432B2 (ja) * 2014-03-14 2016-12-21 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置
CN104048663A (zh) * 2014-04-25 2014-09-17 惠州华阳通用电子有限公司 一种车载惯性导航系统及导航方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6655187B1 (en) * 1999-06-15 2003-12-02 Robert Bosch Gmbh Method for correcting an angle error of an absolute-angle sensor
US20060033643A1 (en) * 2003-04-11 2006-02-16 Takashi Okamuro Rotary encoder
DE102009031736A1 (de) * 2009-07-04 2011-01-13 Lenze Automation Gmbh Rotorlagegeber mit einer Kompensationseinheit zur Fehlerkompensation für einen drehzahlgeregelten Servomotor
US20110113853A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Sick Sensors Ltd Method for calibrating a rotational angle sensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111854585A (zh) * 2019-04-30 2020-10-30 法雷奥西门子新能源汽车(德国)有限公司 用于确定电动机转子轴上的角位置编码器偏移的方法
EP3734232A1 (de) * 2019-04-30 2020-11-04 Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH Verfahren zum bestimmen eines offsets eines winkellagegebers an einer rotorwelle einer elektrischen maschine
CN114812378A (zh) * 2022-04-24 2022-07-29 重庆长安新能源汽车科技有限公司 电机角度传感器安装位置及故障测试系统及方法
CN114812378B (zh) * 2022-04-24 2023-09-05 深蓝汽车科技有限公司 电机角度传感器安装位置及故障测试系统及方法

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