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Title:
DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING A POSITION OF AN ACTUATING ELEMENT FOR A TRANSMISSION OF A VEHICLE AND SYSTEM FOR EFFECTING SHIFTING OPERATIONS OF A TRANSMISSION OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/153585
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (130) for determining a position of an actuating element (120) for a transmission (105) of a vehicle (100). The actuating element (120) has a magnetic encoder element (125). According to the invention, the actuating element (120) can be moved by a driver of the vehicle (100) into different positions in order to effect shifting processes of the transmission (105). The device (130) has a first magnetic field sensor (140), which is designed as an SD-Hall sensor on a semiconductor chip. The first magnetic field sensor (140) is designed to detect each position of the actuating element (120) based on the encoder element (125). The device (130) also has at least one second magnetic field sensor (150), which is designed as a uniaxial Hall sensor. The at least one second magnetic field sensor (150) is designed to detect at least one position of the actuating element (120) based on the encoder element (125).

Inventors:
HOFFMANN, Andreas (Löwentaler Str. 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
Application Number:
EP2018/051427
Publication Date:
August 30, 2018
Filing Date:
January 22, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
International Classes:
G01D5/14; F16H59/10
Foreign References:
DE102008058163A12010-05-27
DE102012204634A12013-09-26
DE102008061336A12010-01-07
US20150107393A12015-04-23
DE102015103998A12015-09-24
DE102015103998A12015-09-24
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung (130) zum Bestimmen einer Position (371 , 372, 373, 374, 375) eines Betätigungselements (120) für ein Getriebe (105) eines Fahrzeugs (100), wobei das Betätigungselement (120) ein magnetisches Geberelement (125) aufweist, wobei das Betätigungselement (120) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (100) in verschiedene Positionen (371 , 372, 373, 374, 375) bewegbar ist, um Schaltvorgänge des Getriebes (105) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (130) zumindest folgende Merkmale aufweist:

einen ersten Magnetfeldsensor (140), der als ein 3D-Hall-Sensor auf einem Halbleiterchip ausgeführt ist, wobei der erste Magnetfeldsensor (140) ausgebildet ist, um jede Position (371 , 372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) anhand des Geberelements (125) zu erfassen; und

zumindest einen zweiten Magnetfeldsensor (150; 352, 354), der als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt ist, wobei der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor (150; 352, 354) ausgebildet ist, um zumindest eine Position (372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) anhand des Geberelements (125) zu erfassen.

2. Vorrichtung (130) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor (150; 352, 354) als ein digitaler Sensor oder als ein analoger Sensor ausgeführt ist.

3. Vorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von zweiten Magnetfeldsensoren (150; 352, 354), wobei jeweils ein zweiter Magnetfeldsensor der Mehrzahl von zweiten Magnetfeldsensoren (150; 352, 354) für eine der verschiedenen Positionen (372, 373, 374, 375) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetfeldsensor (140) und der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor (150; 352, 354) um zumindest einen Abstand zwischen zwei Positionen (371 , 372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) voneinander beabstandet angeordnet sind.

5. Vorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetfeldsensor (140) an einer Ruheposition (371 ) des Betätigungselements (120) angeordnet ist, wobei der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor (150; 352, 354) an zumindest einer Auslenkungsposition

(372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) angeordnet ist.

6. Vorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinrichtung (160), wobei die Auswerteeinrichtung (160) sig- nalübertragungsfähig mit dem ersten Magnetfeldsensor (140) und mit dem zumindest einen zweiten Magnetfeldsensor (150; 352, 354) verbindbar oder verbunden ist, wobei die Auswerteeinrichtung (160) ausgebildet ist, um ein erstes Sensorsignal (145) des ersten Magnetfeldsensors (140) und zumindest ein zweites Sensorsignal (155) des zumindest einen zweiten Magnetfeldsensors (150; 352, 354) auszuwerten.

7. Vorrichtung (130) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (160) ausgebildet ist, um einen Vergleich des ersten Sensorsignals (145) mit dem zumindest einen zweiten Sensorsignal (155) durchzuführen, um einen Fehler des ersten Magnetfeldsensors (140) oder des zumindest einen zweiten Magnetfeldsensors (150; 352, 354) zu erkennen.

8. System (1 10) zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes (105) eines Fahrzeugs (100), dadurch gekennzeichnet, dass das System (1 10) zumindest folgende Merkmale aufweist:

die Vorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und

das Betätigungselement (120), welches das magnetische Geberelement (125) aufweist, wobei der erste Magnetfeldsensor (140) und der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor (150; 352, 354) der Vorrichtung (130) magnetisch mit dem Geberelement (125) koppelbar oder gekoppelt sind.

9. System (1 10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (120) als ein Wählhebel oder als ein Drehwählschalter ausgeführt ist.

10. Verfahren (200) zum Bestimmen einer Position (371 , 372, 373, 374, 375) eines Betätigungselements (120) für ein Getriebe (105) eines Fahrzeugs (100), wobei das Betätigungselement (120) ein magnetisches Geberelement (125) aufweist, wobei das Betätigungselement (120) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (100) in verschiedene Positionen (371 , 372, 373, 374, 375) bewegbar ist, um Schaltvorgänge des Getriebes (105) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (200) zumindest folgende Schritte aufweist:

Einlesen (210) eines ersten Sensorsignals (145) von einer Schnittstelle zu einem ersten Magnetfeldsensor (140), der als ein 3D-Hall-Sensor auf einem Halbleiterchip ausgeführt ist, wobei der erste Magnetfeldsensor (140) ausgebildet ist, um jede Position (371 , 372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) anhand des Geberelements (125) zu erfassen, und zumindest eines zweiten Sensorsignals (155) von einer Schnittstelle zu zumindest einem zweiten Magnetfeldsensor

(150; 352, 354), der als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt ist, wobei der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor (150; 352, 354) ausgebildet ist, um zumindest eine Position (372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) anhand des Geberelements (125) zu erfassen; und

Auswerten (220) des ersten Sensorsignals (145) und des zumindest einen zweiten Sensorsignals (155), um die Position (371 , 372, 373, 374, 375) des Betätigungselements (120) zu bestimmen.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs und System zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes eines Fahrzeugs

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs, auf ein System zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes eines Fahrzeugs und auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs.

In Fahrzeugen können Schaltstellungen von Wählhebeln oder dergleichen für Automatikgetriebe beispielsweise mittels Magnetfeldsensoren erfasst werden. Aufgrund sicherheitstechnischer Erwägungen können solche Magnetfeldsensoren insbesondere 3D-Hall-Sensoren mit zwei Halbleiterchips, sogenannte Double-Die-3D-Hall- Sensoren, oder dergleichen aufweisen.

In der DE 10 2015 103 998 A1 ist eine Fahrerwunscherfassungssensorik beschrieben, bei welcher zur Ermittlung der Position des Schalthebels Hallsensoren oder induktive Sensoren eingesetzt werden können.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs, ein verbessertes System zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes eines Fahrzeugs und ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können zur Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich einer Fahrstufe oder eines Gangs eines Getriebes eines Fahrzeugs insbesondere ein erster Magnetfeldsensor, der als ein 3D-Hall-Sensor auf einem einzigen Halbleiterchip ausgeführt ist, und ein zweiter Magnetfeldsensor, der als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt ist, eingesetzt werden. Beispielsweise kann somit auf einen Magnetfeldsensor verzichtet werden, der als 3D-Hall-Sensor auf zwei Halbleiterchips ausgeführt ist.

Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine insbesondere ASIL-B-konforme Sensorik (ASIL = Automotive Safety Integrity Level) zur Erfassung des Fahrerwunsches mit einem 3D-Hall-Sensor auf einem einzigen Halbleiterchip (Single Die) und einem oder mehreren, beispielsweise digitalen, einachsigen Hall-Sensoren realisiert werden. Produktkosten, insbesondere Materialkosten, können durch den Einsatz eines Single-Die-3D-Hall-Sensors im Gegensatz zu einem Double-Die-3D-Hall-Sensor sinken. Somit können für eine Erfassung des Fahrerwunsches, insbesondere bei einer Automatikschaltung eines Fahrzeugs, für eine Sensorik digitale Hall-Sensoren bzw. 3D-Hall-Sensoren auf einem einzigen Halbleiterchip eingesetzt werden, um eine einer ASIL-B-konforme Sensorik nach ISO 26262 zu realisieren. Es kann beispielsweise eine ASIL-B-Konformität einer Positionserfassung eines Wählhebels für ein Fahrzeuggetriebe insbesondere ohne 3D- Hall-Double-Die-Sensor erreicht werden, wobei auch Fehler, z. B.„Stuck at" im SD- Hall-Sensor, zuverlässig erkannt werden können. Es kann auch festgestellt werden, ob der Sensor defekt ist oder ob der Fahrer den Hebel nicht bewegt bzw. kein Fahrerwunsch vorliegt.

Eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Betätigungselement ein magnetisches Geberelement aufweist, wobei das Betätigungselement durch einen Fahrer des Fahrzeugs in verschiedene Positionen bewegbar ist, um Schaltvorgänge des Getriebes zu bewirken, umfasst zumindest folgende Merkmale:

einen ersten Magnetfeldsensor, der als ein 3D-Hall-Sensor auf einem Halbleiterchip ausgeführt ist, wobei der erste Magnetfeldsensor ausgebildet ist, um jede Position des Betätigungselements anhand des Geberelements zu erfassen; und

zumindest einen zweiten Magnetfeldsensor, der als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt ist, wobei der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor ausgebildet ist, um zumindest eine Position des Betätigungselements anhand des Geberelements zu erfassen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um ein Landfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug handeln. Das Getriebe kann als ein Schaltgetriebe, ein zumindest teilautomatisches Getriebe, ein Automatikgetriebe oder dergleichen ausgeführt sein. Bei dem ersten Magnetfeldsensor kann es sich nicht um einen 3D-Hall-Sensor mit zwei Halbleiterchips bzw. einen sogenannten Double-Die-3D-Hall-Sensor handeln. Der erste Magnetfeldsensor kann auf und zusätzlich oder alternativ in einem einzigen Halbleiterchip realisiert sein. Das magnetische Geberelement kann sich mit dem Betätigungselement bei einer Betätigung desselben mit bewegen. Hierbei kann eine Position des Betätigungselements einer Position des Geberelements zugeordnet sein und zusätzlich oder alternativ entsprechen. Bei einem Erfassen einer Position des Betätigungselements anhand des Geberelements kann eine Größe bzw. eine Veränderung einer Größe eines Magnetfeldes erfasst werden. Optional kann der erste Magnetfeldsensor oder der zweite Magnetfeldsensor durch zumindest einen induktiven Sensor ersetzt sein.

Gemäß einer Ausführungsform kann der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor als ein digitaler Sensor oder als ein analoger Sensor ausgeführt sein. Somit kann der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor als ein digitaler oder analoger einachsiger Hall-Sensor ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach konkretem Anwendungsszenario zumindest ein geeignet ausgeführter zweiter Magnetfeldsensor eingesetzt werden kann.

Auch kann die Vorrichtung eine Mehrzahl von zweiten Magnetfeldsensoren aufweisen. Hierbei kann jeweils ein zweiter Magnetfeldsensor der Mehrzahl von zweiten Magnetfeldsensoren für eine der verschiedenen Positionen vorgesehen sein. Es kann für zumindest eine Teilmenge der verschiedenen Positionen jeweils ein zweiter Magnetfeldsensor vorgesehen sein. Insbesondere kann für jede der verschiedenen Positionen jeweils ein zweiter Magnetfeldsensor vorgesehen sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Betriebssicherheit erhöht werden kann und ein Fehler beispielsweise des ersten Magnetfeldsensors noch zuverlässiger erkannt werden kann. Femer können der erste Magnetfeldsensor und der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor um zumindest einen Abstand zwischen zwei Positionen des Betätigungselements voneinander beabstandet angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Bewegung des Betätigungselements und auch ein etwaiger Fehler eines der Magnetfeldsensoren zuverlässig erkannt werden kann.

Auch kann der erste Magnetfeldsensor an einer Ruheposition des Betätigungselements angeordnet sein. Hierbei kann der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor an zumindest einer Auslenkungsposition des Betätigungselements angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Position des Betätigungselements sicher erfasst werden kann und auch zumindest eine von der Ruheposition unterschiedliche Auslenkungsposition mittels des zumindest einen zweiten Magnetfeldsensors zusätzlich abgesichert werden kann.

Zudem kann die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung aufweisen. Hierbei kann die Auswerteeinrichtung signalübertragungsfähig mit dem ersten Magnetfeldsensor und mit dem zumindest einen zweiten Magnetfeldsensor verbindbar oder verbunden sein. Die Auswerteeinrichtung kann ausgebildet sein, um ein erstes Sensorsignal des ersten Magnetfeldsensors und zumindest ein zweites Sensorsignal des zumindest einen zweiten Magnetfeldsensors auszuwerten. Eine Auswerteeinrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Auswerteeinrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die

Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Auswerteeinrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige und genaue Positionsbestimmung realisiert werden kann. Dabei kann die Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, um einen Vergleich des ersten Sensorsignals mit dem zumindest einen zweiten Sensorsignal durchzuführen, um einen Fehler des ersten Magnetfeldsensors oder des zumindest einen zweiten Magnetfeldsensors zu erkennen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine sichere Fehlererkennung ermöglicht werden kann.

Ein System zum Bewirken von Schaltvorgängen eines Getriebes eines Fahrzeugs fast zumindest folgende Merkmale:

eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung; und

das Betätigungselement, welches das magnetische Geberelement aufweist, wobei der erste Magnetfeldsensor und der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor der Vorrichtung magnetisch mit dem Geberelement koppelbar oder gekoppelt sind.

In Verbindung mit dem System kann eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um die Position des Betätigungselements zu bestimmen.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Betätigungselement als ein Wählhebel oder als ein Drehwählschalter ausgeführt sein. Im Falle eines als Wählhebel ausgeführten Betätigungselements können zumindest einige der verschiedenen Positionen entlang einer Achse angeordnet sein. Im Falle eines als Drehwählschalter ausgeführten Betätigungselements können zumindest einige der verschiedenen Positionen entlang einer Kreisbahn um eine Drehachse angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach Anwendung für Wählhebel oder für Drehwählschalter eine kostengünstige und sichere Positionsbestimmung realisiert werden kann.

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Betätigungselement ein magnetisches Geberelement aufweist, wobei das Betätigungselement durch einen Fahrer des Fahrzeugs in verschiedene Positionen bewegbar ist, um Schaltvorgänge des Getriebes zu bewirken, umfasst zumindest folgende Schritte:

Einlesen eines ersten Sensorsignals von einer Schnittstelle zu einem ersten Magnetfeldsensor, der als ein 3D-Hall-Sensor auf einem Halbleiterchip ausgeführt ist, wobei der erste Magnetfeldsensor ausgebildet ist, um jede Position des Betätigungselements anhand des Geberelements zu erfassen, und zumindest eines zweiten Sensorsignals von einer Schnittstelle zu zumindest einem zweiten Magnetfeldsensor, der als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt ist, wobei der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor ausgebildet ist, um zumindest eine Position des Betätigungselements anhand des Geberelements zu erfassen; und

Auswerten des ersten Sensorsignals und des zumindest einen zweiten Sensorsignals, um die Position des Betätigungselements zu bestimmen.

Dabei kann das Verfahren in Verbindung mit einer Ausführungsform des vorstehend genannten Systems und zusätzlich oder alternativ unter Verwendung einer Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung ausgeführt werden.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Auswerteeinrichtung ausgeführt wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 1 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug 100. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Landfahrzeug oder Wasserfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen.

Das Fahrzeug 100 weist ein Getriebe 105 für einen Antrieb des Fahrzeugs 100 auf. Das System 1 10 ist ausgebildet, um Schaltvorgänge des Getriebes 105 zu bewirken. Bei dem Getriebe 105 handelt es sich beispielsweise um ein Automatikgetriebe. Das System 1 10 weist ein Betätigungselement 120 mit einem magnetischen Geberelement 125 und eine Vorrichtung 130 zum Bestimmen einer Position des Betätigungselements 120 auf.

Das Betätigungselement 120 ist durch einen Fahrer des Fahrzeugs 100 in verschiedene Positionen bewegbar, um Schaltvorgänge des Getriebes 105 zu bewirken. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Betätigungselement 120 als ein Schalthebel ausgeführt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Betätigungselement 120 als ein Drehwählschalter ausgeführt sein.

Die Vorrichtung 130 weist einen ersten Magnetfeldsensor 140 und zumindest einen zweiten Magnetfeldsensor 150 auf. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung 130 den ersten Magnetfeldsensor 140 und beispielhaft lediglich einen zweiten Magnetfeldsensor 150 auf.

Der erste Magnetfeldsensor 140 und der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor 150 der Vorrichtung 130 sind magnetisch mit dem Geberelement 125 gekoppelt. Mindestens der erste Magnetfeldsensor 140 und der zweite Magnetfeldsensor 150 der Vorrichtung 130 sind benachbart zu dem Geberelement 125 des Betätigungselements 120 angeordnet. Dabei ist der erste Magnetfeldsensor 140 als ein 3D-Hall-Sensor auf einem Halbleiterchip ausgeführt. Der erste Magnetfeldsensor 140 ist ausgebildet, um jede Position des Betätigungselements 120 anhand des Geberelements 125 zu erfassen. Der zweite Magnetfeldsensor 150 ist als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt. Dabei ist der zweite Magnetfeldsensor 150 ausgebildet, um eine Position des Betätigungselements 120 anhand des Geberelements 125 zu erfassen.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung 130 ferner eine optionale Auswerteeinrichtung 160 auf. Die Auswerteeinrichtung 160 ist signalübertragungsfähig mit dem ersten Magnetfeldsensor 140 und mit dem zweiten Magnetfeldsensor 150 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 160 ist ausgebildet, um ein erstes Sensorsignal 145 des ersten Magnetfeldsensors 140 und ein zweites Sensorsignal 155 des zweiten Magnetfeldsensors 150 auszuwerten bzw. einzulesen und auszuwerten. Die Auswerteeinrichtung 160 ist ausgebildet, um ein Bestimmungssignal 165 zu erzeugen und/oder bereitzustellen. Das Bestimmungssignal 165 repräsentiert eine unter Verwendung der ausgewerteten Sensorsignale 145, 155 bestimmte Position des Betätigungselements 120. Insbesondere ist die Auswerteeinrichtung 160 ausgebildet, um einen Vergleich des ersten Sensorsignals 145 mit dem zweiten Sensorsignal 155 durchzuführen, um einen Fehler des ersten Magnetfeldsensors 140 oder des zweiten Magnetfeldsensors 150 zu erkennen.

Somit ist die Vorrichtung 130 ausgebildet, um die Sensorsignale 145, 150 zu generieren und unter Verwendung der Sensorsignale 145, 150 das Bestimmungssignal 165, welches die bestimmte Position des Betätigungselements 120 repräsentiert, zu erzeugen und auszugeben oder bereitzustellen.

Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Bestimmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 ist ausführbar, um eine Position eines Betätigungselements für ein Getriebe eines Fahrzeugs zu bestimmen. Dabei ist das Verfahren 200 zum Bestimmen in Verbindung mit dem System aus Fig. 1 oder einem ähnlichen System und/oder in Verbindung mit der Vorrichtung aus Fig. 1 oder einer ähnlichen Vorrichtung ausführbar. Somit ist das Ver- fahren 200 in Verbindung mit einem Betätigungselement ausführbar, das ein magnetisches Geberelement aufweist, wobei das Betätigungselement durch einen Fahrer des Fahrzeugs in verschiedene Positionen bewegbar ist, um Schaltvorgänge des Getriebes zu bewirken.

Zumindest weist das Verfahren 200 zum Bestimmen einen Schritt 210 des Einlesens und einen Schritt 220 des Auswertens auf. In dem Schritt 210 des Einlesens werden ein erstes Sensorsignal von einer Schnittstelle zu einem ersten Magnetfeldsensor und zumindest ein zweites Sensorsignal von einer Schnittstelle zu zumindest einem zweiten Magnetfeldsensor eingelesen. Dabei ist der erste Magnetfeldsensor als ein 3D-Hall-Sensor auf einem Halbleiterchip ausgeführt. Der erste Magnetfeldsensor ist ausgebildet, um jede Position des Betätigungselements anhand des Geberelements zu erfassen. Der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor ist als ein einachsiger Hall-Sensor ausgeführt. Dabei ist der zumindest eine zweite Magnetfeldsensor ausgebildet, um zumindest eine Position des Betätigungselements anhand des Geberelements zu erfassen. In dem Schritt 220 des Auswertens werden das erste Sensorsignal und das zumindest eine zweite Sensorsignal ausgewertet, um die Position des Betätigungselements zu bestimmen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren 200 zum Bestimmen auch einen Schritt des Bereitstellens oder Ausgebens eines Bestimmungssignals aufweisen, welches die bestimmte Position des Betätigungselements repräsentiert.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 110 in Fig. 3 ähnelt hierbei dem System aus Fig. 1. Anders ausgedrückt entspricht das System 110 in Fig. 3 dem System aus Fig. 1 mit Ausnahme dessen, dass in Fig. 3 von dem System 110 ferner ein Bewegungsweg 325 bzw. eine Bewegungsachse 325 des magnetischen Geberelements 125, lediglich beispielhaft zwei optionale weitere zweite Magnetfeldsensoren 352, 354 sowie lediglich beispielhaft fünf Positionen 371 , 372, 373, 374 und 375 des Betätigungselements bzw. des magnetischen Geberelements 125 gezeigt sind, wobei das Betätigungselement sowie weitere Merkmale der Vorrichtung in der Darstellung weggelassen sind und die Vorrichtung nicht explizit gezeigt ist. Das Betätigungselement bzw. dessen magnetisches Geberelement 125 ist entlang der Bewegungsachse 325 zwischen den Positionen 371 , 372, 373, 374 und 375 bewegbar. Dabei ist das Betätigungselement beispielsweise Teil einer sogenannten 2x2-Shift-by-wire-Schaltung zur Erkennung des Fahrerwunsches. Der erste Magnetfeldsensor 140 ist im Bereich einer ersten Position 371 angeordnet, die eine stabile Position bzw. Ruheposition repräsentiert. Der zweite Magnetfeldsensor 150 ist im Bereich einer ersten Auslenkungsposition 372 bzw. A1 angeordnet. Somit sind gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der erste Magnetfeldsensor 140 und der zweite Magnetfeldsensor 150 beabstandet zueinander angeordnet. Der Abstand entspricht dabei zumindest dem zwischen zwei von dem Betätigungselement einnehmbaren Positionen liegenden Abstand, hier dem Abstand zwischen der ersten Position 371 bzw. stabilen Position und der ersten Auslenkungsposition 372.

Die zwei weiteren zweiten Magnetfeldsensoren 352, 354 sind lediglich beispielhaft an einer zweiten Auslenkungsposition 373 bzw. B1 und an einer dritten Auslenkungsposition 374 bzw. B2 angeordnet. Die Ruheposition 371 bzw. erste Position 371 ist zwischen der ersten Auslenkungsposition 372 und der zweiten Auslenkungsposition 373 angeordnet. Die zweite Auslenkungsposition 373 ist zwischen der Ruheposition 371 und der dritten Auslenkungsposition 374 angeordnet. Die erste Auslenkungsposition 372 ist zwischen der Ruheposition 371 und einer vierten Auslenkungsposition 375 bzw. A2 angeordnet.

Der zweite Magnetfeldsensor 150 und die zwei weiteren zweiten Magnetfeldsensoren 352, 354 sind als digitale Sensoren ausgeführt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind der zweite Magnetfeldsensor 150 und die zwei weiteren zweiten Magnetfeldsensoren 352, 354 als analoge Sensoren ausgeführt.

Somit weist die Vorrichtung gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den ersten Magnetfeldsensor 140 und drei zweite Magnetfeldsensoren 150, 352, 354 auf. Somit ist lediglich beispielhaft vier von fünf Positionen, d. h. der Ruheposition 371 , der ersten Auslenkungsposition 372, der zweiten Auslenkungsposition 373 und der dritten Auslenkungsposition 374, jeweils ein Magnetfeldsensor 140, 150, 352, bzw. 354 zugeordnet.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 werden nachfolgend Ausführungsbeispiele und Vorteile nochmals zusammenfassend dargestellt und/oder kurz vorgestellt.

Durch die Verwendung eines Single-Die-3D-Hall-Sensors, anstatt eines Double-Die- 3D-Hall-Sensors, als erstem Magnetfeldsensor 140 sinken die Kosten für die Vorrichtung um beispielsweise etwa die Hälfte. Durch die Hinzunahme von einem oder mehreren, beispielsweise digitalen, einachsigen Hall-Sensoren, als zumindest einem zweiten Magnetfeldsensor 150 kann ein Wunsch des Fahrers zur Änderung der Fahrstufe erkannt werden, auch wenn der 3D-Hall-Sensor defekt wäre. D. h. der zumindest eine einachsige Hall-Sensor überwacht den Single-Die-3D-Hall-Sensor. Somit können Fehler erkannt werden und kann gegebenenfalls eine Ersatzreaktion eingeleitet werden. In einem nicht-Fehlerfall würden sich beide Werte bzw. das erste Sensorsignal 145 und zumindest ein zweites Sensorsignal 155 ändern. In der ersten Auslenkungsposition 372 beispielsweise sollten sich die Werte des ersten Sensorsignals 145 und des zweiten Sensorsignals 155 ändern. Sonst läge ein Fehler vor. Das kann beispielsweise beliebig kombiniert werden, um bestimmte Positionen oder Schaltwege abzusichern.

Alternativ kann statt einem zusätzlichen digitalen Hall-Sensor auch ein weiterer einfacher analoger Hall-Sensor als zweiter Magnetfeldsensor 150 und/oder weiterer zweiter Magnetfeldsensor 352 bzw. 354 eingesetzt werden. Es können auch mehrere digitale einachsige Hall-Sensoren als eine Mehrzahl von zweiten Magnetfeldsensoren 150, 352, 354 eingesetzt werden.

Somit wäre die Vorrichtung 130 ASIL-B-konform und zudem günstiger als eine Lösung mit Double-Die-3D-Hall-Sensor als erstem Magnetfeldsensor. Die Ersparnis liegt im Bereich von beispielsweise etwa 30 Prozent bezogen auf Materialeinzelkosten der Sensorik, wobei dies auch von der Anzahl der eingesetzten einachsigen Hall- Sensoren bzw. zweiten Magnetfeldsensor abhängt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Betätigungselement 120 auch um einen Drehschalter zur Erkennung der Fahrerposition bzw. des Fahrerwunsches handeln. Optional kann insbesondere eine Kombination von Induktivsensorik und digitalen Hall-Sensoren bzw. 3D-Sensoren vorgesehen sein. Ein Vorteil einer Kombination von verschiedenen Lösungen liegt beispielsweise in reduzierten Materialkosten.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Bezugszeichen

100 Fahrzeug

105 Getriebe

110 System

120 Betätigungselement

125 magnetisches Geberelement

130 Vorrichtung

140 erster Magnetfeldsensor

145 erstes Sensorsignal

150 zweiter Magnetfeldsensor

155 zweites Sensorsignal

160 Auswerteeinrichtung

165 Bestimmungssignal

200 Verfahren zum Bestimmen

210 Schritt des Einlesens

220 Schritt des Auswertens

325 Bewegungsweg bzw. Bewegungsachse

352 weiterer zweiter Magnetfeldsensor

354 weiterer zweiter Magnetfeldsensor

371 Ruheposition bzw. erste Position oder stabile Position

372 erste Auslenkungsposition bzw. Position A1

373 zweite Auslenkungsposition bzw. Position B1

374 dritte Auslenkungsposition bzw. Position B2

375 vierte Auslenkungsposition bzw. Position A2