Erfassung von Winkel und Positionen im Kfz

You are here: Homepage > Search

Erfassung von Winkel und Positionen im Kfz

Reichmeyer, H.

Neue elektronische Systeme im Kraftfahrzeug erfordern die präzise Erfassung von Positionen und Winkeln. Dafür existieren beispielsweise in der Automatisierungstechnik seit langem bekannte und bewährte Lösungen. Diese scheiden jedoch aufgrund der geforderten Robustheit und des extremen Kostendrucks oft aus. Es sind also neue Ansätze gefragt, die in der Lage sind, die geforderten Ansprüche wie Präzision, Robustheit, Verschleißfreiheit und Wartungsfreiheit bei niedrigen Kosten zu realisieren. Dieser Aufsatz beschreibt einen embedded Mikrocontroller für ein entsprechendes System, der diese Anforderungen erfüllt. Nach einer kurzen Übersicht über die zur Erfassung von Winkeln eingesetzten Systeme und ihre Vorteile und Nachteile wird der Aufbau und die Funktionsweise des embedded Mikrocontroller-Systems beschrieben. Anschließend werden die einzelnen Baugruppen des Mikrocontroller-Systems vorgestellt: Analoges Interface, AD-Wandler und Coprocessor für die schnelle Winkelberechnunmg, Fehlerkompensation und Abgleich, CAN-Busschnittstelle. Als typische Anwendung für den ST7255 der Firma STMicroelectronics in Garching wird ein Lenkwinkelsensor bechrieben. Ferner wird auch auf seinen Einsatz im Rahmen einer Anwendung zur Erfassung der Ansaugluftmasse in einem Verbrennungsmotor hingewiesen. Das Meßprinzip beruht hier auf der vom Luftstrom abhängigen Abkühlung einer geheizten Membran. Auf dieser Membran befinden sich mehrere temperaturabhängige Widerstandsmeßbrücken zur Erfassung von Membran- und Umgebungstemperatur. Die programmierbaren Differenzverstärker des ST7255 gestatten eine optimale Anpassung der Brückenspannungen an den Wandlungsbereich der AD-Wandler. Aus den so erfaßten Temperaturdifferenzen kann der Controller dann den Luftmassenstrom errechnen. Der Coprocessor zur Winkelberechnung wird bei dieser Anwendung nicht benötigt.