Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Rotorposition eines Rotorelementes in Abhängigkeit von einem Sensorsignal einer Sensoreinheit, ein Computerprogrammprodukt, sowie eine Sensorvorrichtung.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Sensoren als MPS (Motor-Positions- Sensoren) einzusetzen. Zum Teil sollen die Sensoren nicht am Ende einer Welle (End-of-shaft) angebaut werden, sondern den Elektro-Motor oder eine Welle quasi umschließen. Das erfordert Sensoren, die einen großen Durchmesser haben.

Aus der EP 0 909 955 B1 ist es daher bekannt, Sensoren segmentartig auszubilden. Diese Sensoren ermöglichen zwar, dass sich das Target komplett drehen kann, aber die Ausgangssignale der Sensoren sind häufig nicht über 360° eindeutig, sondern dürfen sich dabei wiederholen. Allerdings treten bei derartigen Segment-Sensoren zusätzliche Fehler aufgrund mechanischer Toleranzen auf. Weiterhin kann nach einem Neustart der Sensoren und/oder der Elektronik die aktuelle Winkelposition des Targets unbekannt sein.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit beim Erkennen einer Rotorposition eines Rotorelementes zu verbessern.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 12, sowie eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und/oder der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erkennen einer Rotorposition eines Rotorelementes in Abhängigkeit von einem Sensorsignal einer Sensoreinheit zum Detektieren einer ersten Winkelposition des Rotorelementes vorgesehen. Die erste Winkelposition ist auf einen sich wiederholenden Teilabschnitt einer Rotation des Rotorelementes innerhalb eines Rotationsbereiches bezogen. Das Verfahren umfasst, insbesondere in Form von Verfahrensschritten:

- Bestimmen der ersten Winkelposition des Rotorelementes in Abhängigkeit von dem Sensorsignal, insbesondere durch eine Recheneinheit,

- Erfassen einer Positionsinformation zur Lokalisierung der ersten Winkelposition im Rotationsbereich, insbesondere durch die Recheneinheit,

- Ermitteln einer Fehlerinformation eines erwarteten Winkelfehlers in Abhängigkeit von der ersten Winkelposition und der Positionsinformation, insbesondere durch die Recheneinheit,

- Bestimmen, vorzugsweise Berechnen, der auf den Rotationsbereich bezogenen Rotorposition des Rotorelementes in Abhängigkeit von der Fehlerinformation, insbesondere durch die Recheneinheit.

Das Rotorelement kann vorzugsweise Teil eines Motors, vorzugsweise eines Elektromotors, sein. Bei dem Rotorelement kann es sich z. B. um eine Achse oder eine Welle handeln. Unter der Rotorposition kann eine rotatorische Stellung des Rotorelementes, vorzugsweise in Bezug auf eine festgelegte Nullposition, verstanden werden. Die Nullposition kann insbesondere durch das Rotorelement und/oder die Sensoreinheit definiert sein. Ferner kann die Nullposition mechanisch und/oder elektronisch vorgegeben sein. Die Rotorposition kann somit insbesondere auf den gesamten Rotationsbereich bezogen sein. Durch die Berücksichtigung des Winkelfehlers kann die Rotorposition vorzugsweise auch als bereinigte, absolute Winkelposition des Rotorelementes bezeichnet werden.

Vorzugsweise ist die Sensoreinheit als Motor-Position-Sensor (MPS) ausgebildet. Die Sensoreinheit kann insbesondere zum berührungslosen Detektieren der ersten Winkelposition ausgebildet sein. Dadurch kann ein Verschleiß von Komponenten der Sensoreinheit und/oder des Rotorelementes reduziert werden.

Das Sensorsignal kann ein kontinuierliches oder diskontinuierliches und/oder ein digitales oder analoges Signal sein. Ferner ist es denkbar, dass das Sensorsignal ein singuläres Signal umfasst, durch welches lediglich ein einzelner Wert der ersten Winkelposition übermittelt wird. Somit kann die erste Winkelposition und/oder die Rotorposition punktuell und/oder als Verlauf bestimmt werden. Beim Bestimmen der ersten Winkelposition kann die erste Winkelposition anhand des Sensorsignals berechnet werden. Beispielsweise kann das Sensorsignal zum Bestimmen der ersten Winkelposition transformiert und/oder abgetastet werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass das Sensorsignal eine Information über die erste Winkelposition umfasst.

Der Teilabschnitt kann beispielsweise einen vorgegebenen Winkelbereich umfassen, welcher durch die Sensoreinheit erfassbar ist. Somit kann der Teilabschnitt auch als Messbereich bezeichnet werden. Die erste Winkelposition kann eine, insbesondere mit dem Winkelfehler gemessene, rotatorische Stellung des Rotorelementes im Teilabschnitt umfassen. Insbesondere kann die erste Winkelposition daher auch als relative, gemessene Winkelposition bezeichnet werden. Unter der Wiederholung des Teilabschnitts kann verstanden werden, dass der Winkelbereich im Rotationsbereich mehrfach vorgesehen ist. Wenn das Rotorelement einen Teilabschnitt beispielsweise verlässt, kann vorgesehen sein, dass der Winkelbereich wiederholt wird, d. h. insbesondere der Teilabschnitt neugestartet wird.

Die Positionsinformation kann vorzugsweise als Signal erfasst werden. Beispielsweise kann die Positionsinformation extern, z. B. von einer systemfremden Komponente, bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist die Positionsinformation auf den Rotationsbereich bezogen. Die Positionsinformation kann eine geringere Genauigkeit aufweisen als das Sensorsignal und/oder die Bestimmung der ersten Winkelposition. Beispielsweise kann die Positionsinformation eine Anzahl bereits zurückgelegter Vollrotationen des Rotationselementes und/oder eine bereits zurückgelegte Teilrotation, insbesondere von der Nullposition, umfassen. Insbesondere kann die erste Winkelposition aufgrund des Bezuges zum sich wiederholenden Teilabschnitt in Bezug auf den Rotationsbereich uneindeutig sein. Durch die Positionsinformation kann die erste Winkelposition in Bezug auf den Rotationsbereich vorzugsweise eindeutig zugeordnet werden.

Bei dem erwarteten Winkelfehler kann es sich um einen periodischen, beispielsweise sinusförmigen, Fehler handeln. Der erwartete Winkelfehler kann punktuell und/oder als Verlauf bestimmt werden oder sein. Dabei weist der erwartete Winkelfehler insbesondere eine Korrelation zu der ersten Winkelposition und der Positionsinformation und/oder der Lokalisierung der ersten Winkelposition im Rotationsbereich auf. Durch die Positionsinformation kann auf die Positionierung der ersten Winkelposition im Rotationsbereich geschlossen werden, anhand welcher der erwartete Winkelfehler bestimmt werden kann.

Die Fehlerinformation kann einen, vorzugsweise vorbestimmten, Wert des erwarteten Winkelfehlers umfassen. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Fehlerinformation die zugeordnete Rotorposition, insbesondere einen der ersten Winkelposition in Abhängigkeit von der Positionsinformation zugeordneten Wert der Rotorposition, umfasst.

Das Bestimmen der Rotorposition kann in Abhängigkeit von dem Winkelfehler und der ersten Winkelposition erfolgen. Beispielsweise kann die erste Winkelposition um den Winkelfehler korrigiert werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Rotorposition für eine Ansteuerung des Rotorelementes bereitgestellt wird. Beispielsweise kann anhand der Rotorposition ein Elektromotor angesteuert werden. Somit kann die Genauigkeit beim Erkennen der Rotorposition durch die Berücksichtigung des Winkelfehlers über den Teilabschnitt hinaus auch dann verbessert werden, wenn die Sensoreinheit nur den Teilabschnitt detektieren kann. Dadurch kann die Sensoreinheit kompakt und kostengünstig ausgestaltet werden und gleichzeitig die Rotorposition im, insbesondere gesamten, Rotationsbereich unter Berücksichtigung des erwarteten Winkelfehlers erkennen. Durch die verbesserte Genauigkeit kann beispielsweise eine präzisere Ansteuerung des Rotorelementes erfolgen.

Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass zum Ermitteln der Fehlerinformation in Abhängigkeit von der ersten Winkelposition und der Positionsinformation eine zweite Winkelposition bestimmt wird, die auf den Rotationsbereich des Rotorelementes bezogen ist, insbesondere wobei die Rotorposition in Abhängigkeit von der zweiten Winkelposition, und insbesondere von der Fehlerinformation, bestimmt wird. Die zweite Winkelposition kann insbesondere auf den gesamten Rotationsbereich bezogen sein. Dabei kann die zweite Winkelposition eine, insbesondere mit dem Winkelfehler gemessene, rotatorische Stellung des Rotorelementes im Rotationsbereich umfassen. Anhand der Positionsinformation kann somit die erste Winkelposition auf den Rotationsbereich übertragen werden. Insbesondere kann die zweite Winkelposition daher auch als absolute, gemessene Winkelposition bezeichnet werden. Es ist denkbar, dass beim Bestimmen der Rotorposition in Abhängigkeit von der zweiten Winkelposition eine Summe und/oder Differenz aus der zweiten Winkelposition und dem Winkelfehler gebildet wird.

Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass der Rotationsbereich in mehrere Winkelsegmente unterteilt ist, wobei die erste Winkelposition in Abhängigkeit von dem Erfassen der Positionsinformation in einem der Winkelsegmente lokalisiert wird. Insbesondere kann der Rotationsbereich einem ganzzahligen Vielfachen der Winkelsegmente entsprechen. Somit kann die erste Winkelposition auch als segmentbezogene Winkelposition bezeichnet werden. Vorzugsweise wiederholt sich der Teilabschnitt in jedem der Winkelsegmente. Dabei kann jedes der Winkelsegmente eine Segmentgröße aufweisen, die eine Größe des Teilabschnittes umfasst oder einer Größe des Teilabschnittes entspricht.

Vorzugsweise weist die Positionsinformation eine Toleranz auf, die kleiner einer Hälfte des Teilabschnittes ist. Zu jedem Winkelsegment kann eine Position des jeweiligen Winkelsegmentes im Rotationsbereich zugeordnet sein. Dadurch kann anhand der Positionsinformation, insbesondere mit einer ausreichenden Genauigkeit, eines der Winkelsegmente identifiziert werden, in welchem sich die erste Winkelposition befindet. Anhand des Winkelsegmentes und der über die erste Winkelposition im Winkelsegment beschriebenen Stellung des Rotorelementes kann die Fehlerinformation und die Rotorposition bestimmt werden.

Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein Erfassen des Sensorsignals und/oder das Bestimmen der ersten Winkelposition über die Winkelsegmente, vorzugsweise kontinuierlich, erfolgt, insbesondere wobei ein Verlauf der zweiten Winkelposition in Abhängigkeit von den Winkelsegmenten und von einem Verlauf der ersten Winkelposition bestimmt wird. Das kontinuierliche Erfassen des Sensorsignals kann stetig und/oder diskret erfolgen. Beispielsweise kann das Sensorsignal in Form einer sich ändernden elektrischen Spannung permanent anliegen oder in regelmäßigen Abständen eine Information über die erste Winkelposition bereitstellen. Es kann vorgesehen sein, dass der Winkelfehler ebenfalls verlaufsförmig in Abhängigkeit von dem Verlauf der ersten und/oder zweiten Winkelposition bestimmt wird. Dabei kann es ausreichend sein, wenn die Positionsinformation, insbesondere einmalig, bei einem Start der Rotation des Rotorelementes und/oder bei einem Start der Sensorvorrichtung erfasst wird. Nach dem Erhalt der Positionsinformation kann der Verlauf der zweiten Winkelposition in Abhängigkeit von dem Verlauf der ersten Winkelposition beispielsweise dadurch berechnet werden, dass das der jeweils aktuell bestimmten ersten Winkelposition zugeordnete Winkelsegment kontinuierlich aktualisiert wird. Somit ist es nicht notwendig, die Positionsinformation kontinuierlich zu erfassen.

Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Fehlerinformation zum Ermitteln der Fehlerinformation aus einer Datenbank bezogen wird, die für mehrere Einträge für das Sensorsignal, die Rotorposition und/oder die zweite Winkelposition mit einer jeweils zugeordneten, vorbestimmten Fehlerinformation über den Winkelfehler umfasst. Beim Ermitteln der Fehlerinformation kann die Datenbank nach der aktuellen ersten und/oder zweiten Winkelposition durchsucht und die zugeordnete Fehlerinformation bezogen, insbesondere abgerufen, werden. Die Datenbank kann in eine interne Speichereinheit der Sensorvorrichtung und/oder einen externen Server integriert sein. Dabei können die ersten und zweiten Winkelpositionen in der Datenbank diskret hinterlegt sein.

Insbesondere kann die Datenbank eine Tabelle, vorzugsweise in Form einer Look-Up- Tabelle (LUT), umfassen. Dadurch kann die Fehlerinformation in einfacher Art und Weise aufgefunden und aufwendige Berechnungen des Fehlers können vermieden werden. Durch die Positionsinformation kann die Fehlerinformation über mehrere Winkelsegmente hinweg korrekt zugeordnet werden.

Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass ein Kalibriervorgang durchgeführt wird, in welchem der erwartete Winkelfehler über den Rotationsbereich ermittelt wird und die Fehlerinformationen in die Datenbank eingetragen werden. Durch den Kalibriervorgang können die Fehlerinformationen somit über mehrere Winkelsegmente und/oder den gesamten Rotationsbereich vorbestimmt werden. Der Kalibriervorgang kann beispielsweise unmittelbar nach einer Montage der Sensoreinheit mit dem Rotorelement durchgeführt werden.

Beispielsweise kann der Kalibriervorgang als Teil an einem End-of-Line (EOL) Tester durchgeführt werden. Dadurch können fertigungs- und montagebedingte Winkelfehler in der Datenbank hinterlegt und zu einem späteren Zeitpunkt als Fehlerinformation abgerufen werden. Insbesondere kann durch den Kalibriervorgang eine Fehlerverteilung des Winkelfehlers über den Rotationsbereich erfasst werden.

Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit als induktiver Sensor ausgestaltet ist, insbesondere wobei die Sensoreinheit ein Leiterelement, welches mit dem Rotorelement drehfest verbunden ist, und ein Sensorelement zur induktiven Erfassung des Leiterelementes zum Detektieren der ersten Winkelposition umfasst. Das Leiterelement ist insbesondere elektrisch leitfähig. Aufgrund des Sensorprinzips ist es durch die Ausgestaltung der Sensoreinheit als induktiver Sensor nicht erforderlich, das Sensorelement als Vollkreis auszubilden. Insbesondere kann das Sensorelement dazu ausgebildet sein, lediglich den Teilabschnitt zu detektieren. Das Leiterelement kann ringartig ausgebildet sein und/oder eine musterartige Struktur aufweisen, durch welche die Winkelsegmente gebildet sind. Beispielsweise kann die Struktur radial verlaufende Ausnehmungen und/oder Vorsprünge umfassen. Das Leiterelement kann das Rotorelement, vorzugsweise vollumfänglich, umlaufend umgeben. Dadurch kann eine Montage der Sensoreinheit vereinfacht und kostengünstig sein.

Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass der Rotationsbereich eine vollständige Rotation des Rotorelementes um eine Rotationsachse umfasst, insbesondere wobei eine Fehlerinformation des erwarteten Winkelfehlers für jede erste und/oder zweite Winkelposition innerhalb des Rotationsbereiches bestimmbar ist. Dabei kann die Fehlerinformation als Funktion und/oder als Verlauf des Winkelfehlers, beispielsweise über die Datenbank, bereitgestellt werden. Ferner kann die Fehlerinformation mit einer vordefinierten Toleranz bestimmt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Fehlerinformationen mathematisch diskret vorgesehen sind. Dabei kann zwischen zwei benachbarten Datenbankeinträgen mit Fehlerinformationen z. B. ein Sprung vorgesehen sein. Durch eine große Anzahl von Fehlerinformationen kann dabei dennoch der gesamte Rotationsbereich abgedeckt sein, um jeweils eine entsprechende Rotorposition bestimmen zu können. Ferner ist es denkbar, dass ein Winkelfehler zwischen zwei Datenbankeinträgen interpoliert wird.

Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass beim Erfassen der Positionsinformation ein Positionssignal von einer weiteren Sensorik erhalten wird und/oder die Positionsinformation von einer Speichereinheit abgerufen wird. Die weitere Sensorik kann beispielsweise einen Beschleunigungssensor umfassen. Ferner kann die Positionsinformation beispielsweise bei einem Abschalten der Sensorvorrichtung und/oder der Kontrolleinheit in der Speichereinheit abgespeichert und nach einem Neustart abgerufen werden. Dadurch kann die Positionsinformation initial zur Verfügung stehen, wenn das Bestimmen der ersten Winkelposition erfolgt.

Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass bis zum Erfassen der Positionsinformation ein Initialisierungsvorgang erfolgt, bei welchem die Rotorposition in Abhängigkeit von der ersten Winkelposition berechnet wird, wobei das Ermitteln der Fehlerinformation erst nach Abschluss des Initialisierungsvorgangs erfolgt. Der Abschluss des Initialisierungsvorgangs kann beispielsweise durch das Erfassen der Positionsinformation erfolgen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Ermitteln der Fehlerinformation des erwarteten Winkelfehlers während des Initialisierungsvorgangs ausbleibt. Im Initialisierungsvorgang kann die Positionsinformation noch unbekannt sein oder noch nicht vorliegen. Dabei ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt worden, dass die Rotorposition in Abhängigkeit von der ersten Winkelposition ohne Berücksichtigung der Fehlerinformation mit einem geringeren statistischen Fehler erfolgen kann, wenn die Positionsinformation noch unbekannt ist. Daher erfolgt vorzugsweise eine Berücksichtigung der Fehlerinformation erst nach Abschluss des Initialisierungsvorgangs und/oder nach dem Erfassen der Positionsinformation, welche eine eindeutige Zuordnung der ersten Winkelposition im Rotationsbereich ermöglicht. Es kann vorgesehen sein, dass ein Umschalten vom Initialisierungsvorgang in einen Normalbetrieb durchgeführt wird, wenn die Positionsinformation vorliegt. Im Normalbetrieb kann die Fehlerinformation ermittelt und beim Bestimmen der Rotorposition berücksichtigt werden.

Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass das Rotorelement eine Welle eines Fahrzeuges ist. Die Welle kann zum Antreiben des Fahrzeuges oder einer Komponente des Fahrzeuges ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Welle als Abtriebswelle eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, ausgestaltet sein. Dabei kann die Anzahl der Winkelsegmente mit einer Anzahl an Polpaaren des Elektromotors übereinstimmen. Dadurch kann eine Kommutierung des Motors in vorteilhafter Art und Weise ermöglicht sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei einer Ausführung durch eine Kontrolleinheit die Kontrolleinheit veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.

Somit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Bei dem Verfahren kann es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren handeln. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode implementiert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitstellbar oder bereitgestellt sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen oder online ausgeführt werden kann. Das

Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels Software-Komponenten und Hardware- Komponenten, realisiert sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Sensorvorrichtung zum Erkennen einer Rotorposition eines Rotorelementes in einem Rotationsbereich vorgesehen. Die Sensorvorrichtung weist eine Sensoreinheit zum Detektieren einer ersten Winkelposition eines Rotorelementes, welche auf einen Teilabschnitt eines Rotationsbereiches des Rotorelementes bezogen ist, auf. Weiterhin umfasst die Sensorvorrichtung eine Kontrolleinheit zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Somit bringt eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt beschrieben worden sind. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise zur Integration in einem Fahrzeug und/oder in einem Motor ausgebildet sein. Die Kontrolleinheit kann in ein zentrales Steuergerät des Fahrzeuges, z. B. in Form einer ECU und/oder eines Motorsteuergerätes, integriert sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Kontrolleinheit in eine dezentrale Steuereinheit für die Sensoreinheit integriert ist. Die Kontrolleinheit kann einen Prozessor und/oder einen Mikroprozessor umfassen. Die Kontrolleinheit kann insbesondere auch als Recheneinheit bezeichnet werden. Ferner kann die Kontrolleinheit eine Speichereinheit zur Bereitstellung der Datenbank aufweisen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren mit einer schematischen Darstellung von Verfahrensschritten,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens Fig. 3 einen Verlauf einer ersten Winkelposition bei dem Verfahren, Fig. 4 einen Verlauf einer zweiten Winkelposition bei dem Verfahren,

Fig. 5 eine Datenbank zum Ermitteln einer Fehlerinformation bei dem Verfahren, und

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Verfahren mit einer schematischen Darstellung von Verfahrensschritten in einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zum Erkennen einer Rotorposition 213 eines Rotorelementes 2 in Abhängigkeit von einem Sensorsignal 110 einer Sensoreinheit 10 zum Detektieren einer ersten Winkelposition 201 des Rotorelementes 2. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit 10 Teil einer Sensorvorrichtung 1 , wie in Figur 2 dargestellt. Die Sensorvorrichtung 1 weist dabei die Sensoreinheit 10 und eine Kontrolleinheit 20 zum Ausführen des Verfahrens 100 auf. Es ist denkbar, dass das Rotorelement 2 eine Welle, insbesondere eines Elektromotors, eines Fahrzeuges ist. Die Kontrolleinheit 20 kann beispielsweise Teil eines zentralen Steuergerätes des Fahrzeuges sein. Insbesondere kann das Verfahren 100 durch ein Computerprogrammprodukt durchgeführt werden, welches Befehle umfasst, die, bei einer Ausführung durch die Kontrolleinheit 20, die Kontrolleinheit 20 veranlassen, das Verfahren 100 auszuführen.

Wie in Figur 2 dargestellt, ist die Sensoreinheit 10 vorzugsweise als induktiver Sensor ausgestaltet. Dazu weist die Sensoreinheit 10 ein Leiterelement 11 auf, welches mit dem Rotorelement 2 drehfest verbunden ist. Das Leiterelement 11 kann das Rotorelement 2 vollumfänglich umgeben. Weiterhin weist die Sensoreinheit 10 zumindest ein Sensorelement 12 zur induktiven Erfassung des Leiterelementes 11 zum Detektieren der ersten Winkelposition 201 auf. Dabei handelt es sich bei dem Leiterelement 11 insbesondere um einen elektrischen Leiter, dessen Bewegung oder Bewegungsänderung durch das Sensorelement 12 induktiv detektiert werden kann. Das Leiterelement 11 kann ringartig ausgebildet sein und/oder eine musterartige Struktur aufweisen, durch welche Winkelsegmente 214 definiert sind, in welche der Rotationsbereich 210 unterteilt ist. Das Sensorelement 12 ist insbesondere dazu ausgebildet, lediglich einen sich wiederholenden Teilabschnitt 200 einer Rotation des Rotorelementes 2 innerhalb eines Rotationsbereiches 210 zu detektieren, wie in Figur 3 gezeigt. Der Teilabschnitt 200 entspricht insbesondere einem oder mehrerer Winkelsegmente 214. Der Rotationsbereich 210 bildet den, insbesondere gesamten, Winkelabschnitt um eine Rotationsachse 2.1 des Rotorelementes 2, um welchen das Rotorelement 2 drehbar ist. Vorzugsweise umfasst der Rotationsbereich 210 eine vollständige Rotation des Rotorelementes 2 um die Rotationsachse 2.1 . Das Sensorsignal 110 und damit die erste Winkelposition 201 beziehen sich auf den sich wiederholenden Teilabschnitt 200. Insbesondere weisen das Sensorsignal 110 und die erste Winkelposition 201 einen Winkelfehler 212 auf.

Der Winkelfehler 212 kann insbesondere fertigungsbedingt und/oder durch die Montage des Leiterelementes 11 entstehen und beispielsweise über einen Verlauf der ersten Winkelposition 201 und auch über die Winkelsegmente 214 unterschiedliche Werte annehmen. Beispielsweise kann der Winkelfehler 212 über den Rotationsbereich 210 periodisch verlaufen. Um den Winkelfehler 212 zu erfassen, kann, insbesondere nach der Montage, ein Kalibriervorgang 101 durchgeführt werden, in welchem ein erwartete Winkelfehler 212 über den Rotationsbereich 210 ermittelt wird und Fehlerinformationen 212.1 zu dem erwarteten Winkelfehler 212 in eine Datenbank 3 eingetragen werden. Wie in Figur 5 dargestellt, können in der Datenbank 3 mehrere Einträge für die Rotorposition 213, das Sensorsignal 110 und/oder eine zweite Winkelposition 211 , die auf den Rotationsbereich 210 bezogen ist, mit jeweils einer zugeordneten, vorbestimmten Fehlerinformation 212.1 über den Winkelfehler 212 abgespeichert werden. Die Datenbank 3 kann vorzugsweise in eine Speichereinheit 21 der Sensorvorrichtung 1 integriert sein, um eine direkte Zuordnung der Datenbank 3 zu der montierten Anordnung der Komponenten zu ermöglichen.

Wie in Figur 1 dargestellt, erfolgt bei dem Verfahren 100 ein Bestimmen 103 der ersten Winkelposition 201 des Rotorelementes 2 in Abhängigkeit von dem Sensorsignal 110. Dabei kann das Bestimmen 103 der ersten Winkelposition 201 über die Winkelsegmente 214 kontinuierlich erfolgen, indem das Sensorsignal 110 kontinuierlich erfasst und vorzugsweise ausgewertet wird. Ein Verlauf des Sensorsignals 110 zu der ersten Winkelposition 201 ist über die Winkelsegmente 214, welche jeweils einen Teilabschnitt 200 bilden, in Figur 3 gezeigt. Dabei wiederholt sich das Sensorsignal 110 über den Rotationsbereich 210. Aufgrund der Ausgestaltung der Sensoreinheit 10, deren Messbereich nur den Teilabschnitt 200 umfasst, ist die erste Winkelposition 201 in Bezug auf den vollständigen Rotationsbereich 210 nicht eindeutig.

Daher erfolgt bei dem Verfahren 100 nach Figur 1 ein Erfassen 104 einer Positionsinformation 220 zur Lokalisierung der ersten Winkelposition 201 im Rotationsbereich 210. Dabei wird die erste Winkelposition 201 in Abhängigkeit von dem Erfassen 104 der Positionsinformation 220 insbesondere in einem der Winkelsegmente 214 lokalisiert. Beispielsweise kann beim Erfassen 104 der Positionsinformation 220 ein Positionssignal von einer weiteren Sensorik erhalten und/oder die Positionsinformation 220 von der Speichereinheit 21 abgerufen werden.

Daraufhin erfolgt ein Ermitteln 105 der Fehlerinformation 212.1 des erwarteten Winkelfehlers 212 in Abhängigkeit von der ersten Winkelposition 201 und der Positionsinformation 220. Dazu kann vorzugsweise, wie in Figur 4 gezeigt, ein Bestimmen 105.1 der zweiten Winkelposition 211 durchgeführt werden, die auf den Rotationsbereich 210 des Rotorelementes 2 bezogen ist. Dabei kann ein Verlauf der zweiten Winkelposition 211 in Abhängigkeit von den Winkelsegmenten 214 und von dem Verlauf der ersten Winkelposition 201 berechnet werden. Die zweite Winkelposition 211 entspricht dabei insbesondere dem absoluten Winkel, der noch den Winkelfehler 212 aufweist und den das Rotorelement 2 in Bezug auf den Rotationsbereich 210 zurückgelegt hat. Dadurch wird aus der ersten Winkelposition 201 , die im Rotationsbereich 210 uneindeutig ist, insbesondere eine eindeutige Information in Form der zweiten Winkelposition 211 .

Insbesondere anhand der zweiten Winkelposition 211 kann ein Beziehen 105.2 der Fehlerinformation 212.1 zum Ermitteln 105 der Fehlerinformation 212.1 der Datenbank 3 ausgeführt werden. Vorzugsweise ist dadurch eine Fehlerinformation 212.1 des erwarteten Winkelfehlers 212 für jede erste Winkelposition 201 und/oder zweite Winkelposition 211 innerhalb des Rotationsbereiches 210 bestimmbar.

In Abhängigkeit von der Fehlerinformation 212.1 und der ersten Winkelposition 201 und/oder der zweiten Winkelposition 211 erfolgt ferner ein Bestimmen 106 der auf den Rotationsbereich 210 bezogenen Rotorposition 213 des Rotorelementes 2. Durch die Berücksichtigung des Winkelfehlers 212 kann die Rotorposition 213 vorzugsweise eine bereinigte, absolute Rotationsstellung des Rotorelementes 2 definieren.

Wie in Figur 6 gezeigt, kann vorgesehen sein, dass bis zum Erfassen 104 der Positionsinformation 220 ein Initialisierungsvorgang 102 erfolgt, bei welchem die Rotorposition 213 in Abhängigkeit von der ersten Winkelposition 201 berechnet wird. Dabei erfolgt das Ermitteln 105 der Fehlerinformation 212.1 erst durch ein Umschalten 102.1 nach Abschluss des Initialisierungsvorgangs 102, um die Fehlerinformation

212.1 und/oder den Winkelfehler 212 ausschließlich auf korrekt erkannte Winkelsegmente 214 zu übertragen.

Somit kann die Genauigkeit beim Erkennen der Rotorposition 213 durch die Berücksichtigung des Winkelfehlers 212 über den Teilabschnitt 200 hinaus verbessert werden, obwohl die Sensoreinheit 10 nur dazu ausgebildet ist, den Teilabschnitt 200 zu detektieren. Dadurch kann die Sensoreinheit 10 kompakt und kostengünstig ausgestaltet werden und gleichzeitig die Rotorposition 213 im, insbesondere gesamten, Rotationsbereich 210 unter Berücksichtigung des erwarteten Winkelfehlers 212 erkennen. Durch die verbesserte Genauigkeit kann beispielsweise eine präzisere Ansteuerung des Rotorelementes 2 erfolgen.

Bezugszeichenliste

1 Sensorvorrichtung

2 Rotorelement

2.1 Rotationsachse

3 Datenbank

10 Sensoreinheit

11 Leiterelement

12 Sensorelement

20 Kontrolleinheit

21 Speichereinheit

100 Verfahren

101 Kalibriervorgang

102 Initialisierungsvorgang

102.1 Umschalten

103 Bestimmen von 201

104 Erfassen von 220

105 Ermitteln von 212.1

105.1 Bestimmen von 211

105.2 Beziehen von 212.1

106 Bestimmen von 213

110 Sensorsignal

200 Teilabschnitt

201 erste Winkelposition

210 Rotationsbereich

211 zweite Winkelposition

212 Winkelfehler

212.1 Fehlerinformation

213 Rotorposition

214 Winkelsegmente

220 Positionsinformation