DE10033536A1 - Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus - Google Patents

Abstract

Ein Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus enthält mehrere Fotokoppler (1 1 bis 1 4 ) zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Kraftfahrzeug-Lenkrads, ein Zeitglied (4) für eine Zeiteinstellung; eine erste Stromversorgungs-Steuereinheit (3), die von der eingestellten Zeit des Zeitglieds gesteuert wird und einen (1 1 ) der mehreren Fotokoppler (1 1 bis 1 4 ) intermittierend ansteuert; eine zweite Stromversorgungs-Steuereinheit (5) zum Ansteuern der übrigen Fotokoppler (1 2 bis 1 4 ); eine Weckschaltung (6) zum Erzeugen eines Wecksignals dann, wenn ein Nachweiswert von dem einzelnen Fotokoppler (1 1 ) anders ist als der von diesem Fotokoppler unmittelbar zuvor gelieferte Nachweiswert; und eine Steuereinheit (2), die zwischen einem Schlummermodus und einem Wachmodus umgeschaltet wird. Die Steuereinheit wird in den Schlummermodus geschaltet, wenn ein Zündschalter ausgeschaltet wird, bei Lieferung des Wecksignals im Schlummermodus wird sie für eine vorbestimmte Zeit in den Wachmodus geschaltet. Die Steuereinheit treibt intermittierend den einzelnen Fotokoppler in vorbestimmten Intervallen und ermöglicht der Weckschaltung, das Wecksignal basierend auf dem Nachweiswert von dem einzelnen Fotokoppler (1 1 ) zu erzeugen. Im Wachmodus treibt die Steuereinheit (29 sämtliche Fotokoppler, erfaßt einen Lenkwinkel anhand der Nachweiswerte von den mehreren Fotokopplern (1 1 bis 1 4 ) und speichert das ermittelte Ergebnis.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus, speziell einen Mechanismus, bei dem die Energiezufuhr bei abgeschalteter Zündung bei reduziertem Energieverbrauch des Erkennungsmechanismus nicht unterbrochen wird.

Ein Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus erfaßt den Lenkwinkel eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs und besitzt hierzu mehrere Fotokoppler, jeweils bestehend aus einem Lichtemissionselement und einem Fotodetektorelement, eine Stromversorgungs-Steuereinheit zum sequentiellen und intermittierenden Treiben der mehreren Fotokoppler in vorbestimmten Intervallen, und eine Mikrocontroller-Einheit, die die Stromversorgungs-Steuereinheit treibt, von den mehreren Fotokopplern ausgegebene Nachweiswerte empfängt und aus diesen Nachweiswerten einen Absolutwert bezüglich des Lenkwinkeleinschlags des Lenkrads errechnet.

Die mehreren Fotokoppler sind dabei an Stellen angeordnet, an denen ein zwischen dem betreffenden Lichtemissionselement und dem Fotodetektorelement übertragenes Lichtsignal sich abhängig vom Einschlag des Lenkrads ändert. Die Fotokoppler befinden sich also an solchen Stellen, an denen sich der Lenkeinschlag des Lenkrads feststellen läßt. Eine Änderung nach Nachweiswerte von den mehreren Fotokopplern entsprechend dem Einschlag des Lenkrads wird von der Mikrocontroller-Einheit errechnet, um dadurch den Absolutwinkel oder Lenkwinkel des Lenkrads zu erhalten.

Wird das Fahrzeug nicht benutzt, das heißt, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, so wird festgestellt, daß das Lenkrad nicht betätigt wird, so daß ein bekannter Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus in den Bereitschaftsbetrieb überwechselt, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird. Nun kommt es - wenn auch selten - vor, daß auch nach dem Ausschalten des Zündschalters im Ruhezustand des Fahrzeugs das Lenkrad gedreht (bedient) wird. Wird das Lenkrad im Bereitschaftsbetrieb gedreht, so können die bekannten Lenkwinkel- Erkennungsmechanismen den Lenkwinkel des Lenkrads nicht erkennen. Wird der Zündschalter erneut eingeschaltet, und beginnt der Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus mit seinem Normalbetrieb, so ergeben sich in dem genannten Fall der Betätigung des Lenkrads bei abgeschaltetem Zündschalter insofern Probleme, als es eine Abweichung zwischen dem nun erfaßten absoluten Lenkwinkel und dem tatsächlichen absoluten Lenkwinkel gibt.

Um dieses Problem zu lösen, wird folgender Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus vorgeschlagen: Wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, wird der Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus nicht in den Bereitschaftsbetrieb umgeschaltet, sondern wird im Normalbetrieb weitergefahren. Im Normalbetrieb werden die mehreren Fotokoppler weiterhin in vorbestimmten Intervallen angesteuert, und der Absolutwert des Lenkwinkels des Lenkrads wird anhand der von den mehreren Fotokopplern gelieferten Nachweiswerte errechnet.

Ein solcher Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus hat allerdings den Nachteil, daß wegen des Dauerbetriebs des Mechanismus eine dauernde und mithin beträchtliche Energieaufnahme aus der Energiequelle (der Batterie) des Fahrzeugs erfolgt, was insbesondere bei längerem Stillstand des Fahrzeugs problematisch werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus zu schaffen, der in der Lage ist, periodisch den Lenkwinkel des Lenkrads in einem Zustand zu erfassen, in dem bei abgeschaltetem Zündschalter nur eine geringe Energieaufnahme erfolgt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Wenn bei dem erfindungsgemäßen Aufbau des Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus der Zündschalter ausgeschaltet wird, tritt die Steuereinheit in den Schlummerbetrieb ein. Im Schlummerbetrieb wird einer der Fotokoppler intermittierend angesteuert. Wenn von diesem einzelnen Fotokoppler ein Nachweiswert kommt, der der gleiche ist wie der vorausgehende Nachweiswert, so wird das intermittierende Ansteuern des einzelnen Fotokopplers wiederholt. Nur wenn der Nachweiswert von dem Fotokoppler sich von dem unmittelbar vorausgehenden Nachweiswert unterscheidet, wird die Mikrocontroller-Einheit in den Wachbetrieb umgeschaltet, so daß die Fotokoppler sämtlich angesteuert und von sämtlichen Fotokopplern Nachweiswerte gewonnen werden. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit wird die Steuerung wieder in den Schlummerbetrieb umgeschaltet. Aus diesem Grund wird der Energieverbrauch durch den Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus beträchtlich reduziert.

Vorzugsweise ist das Intervall, mit dem der einzelne Fotokoppler intermittierend angesteuert wird, auf einen Wert im Bereich von 0,01 bis 90 ms eingestellt.

Wenn das Intervall des intermittierenden Treibens des einzelnen Fotokopplers kürzer als 0,01 ms ist, so ist die Treiberzeit für den Fotokoppler zu kurz, als daß ohne Schwierigkeiten periodisch die Zeiten der Drehung des Lenkrads erfaßt werden können. Wenn andererseits das Intervall des intermittierenden Treibens länger als 90 ms wird, entsteht das Problem, daß man den Drehwinkel dann kaum exakt erfassen kann, wenn die Drehgeschwindigkeit des Lenkrads theoretisch mehr als sechs Umdrehungen pro Sekunde entspricht. Deshalb ist es bevorzugt, das Intervall für den intermittierenden Ansteuerbetrieb des Fotokopplers in dem vorgenannten Bereich einzustellen.

Durch diese Maßnahme läßt sich die Energieaufnahme des Erkennungsmechanismus deutlich reduzieren, gleichzeitig wird der Lenkwinkel periodisch mit hoher Zuverlässigkeit erfaßt.

Bei dem erfindungsgemäßen Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus dauert die Ansteuerzeit für den einzelnen Fotokoppler 0,005 ms oder mehr und wird auf 50% oder weniger des Intervalls eingestellt, mit dem der Fotokoppler intermittierend angesteuert wird. Wenn die Ansteuerzeit für den einzelnen Fotokoppler auf weniger als 0,005 ms eingestellt wird, so ist diese Ansteuerzeit zu kurz, als daß der Fotokoppler ansprechen könnte. Es ergibt sich dann das Problem, den Lenkwinkel des Lenkrads exakt zu erfassen. Beträgt die Treiber- oder Ansteuerzeit für den Fotokoppler 50% oder mehr des besagten Intervalls, so nutzt man nicht den Zusammenhang, daß der Energieverbrauch des Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus umso mehr reduziert werden kann, desto kürzer die Ansteuerzeit ist. Mithin ist es von Vorteil, die Ansteuerzeit für den Fotokoppler in dem genannten Bereich einzustellen.

Bei dieser Ausgestaltung läßt sich der Energieverbrauch um mehr als die Hälfte im Vergleich zu der konventionellen Vorgehensweise reduzieren. Insbesondere läßt sich die Energie reduzieren, die größer ist als die zum Treiben der Schaltungsteile mit Ausnahme der Fotokoppler in den Erkennungsmechanismus verbrachte Energie. Dementsprechend läßt sich der Effekt der Minderung der von dem Erkennungsmechanismus verbrauchten Energie deutlich steigern, wobei der Lenkwinkel dennoch periodisch und exakt ermittelt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Intervall, gemäß dem der einzelne Fotokoppler intermittierend angesteuert wird, auf 30 ms eingestellt wird. Die Treiberzeit für den einzelnen Fotokoppler der intervallweise jeweils in 30 ms angesteuert wird, beträgt dann vorzugsweise 2 ms. Die Pause zwischen den Ansteuerzeiten beträgt dann 28 ms.

Wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, schaltet die Mikrocontroller- Einheit auf den Schlummerbetrieb um. Im Schlummerbetrieb treibt die Mikrocontroller-Einheit einen einzelnen Fotokoppler intermittierend. Wenn ein Nachweis- oder Erfassungswert von dem einzelnen Fotokoppler der gleiche ist wie der unmittelbar vorausgehende Erfassungswert, so wird das intermittierende Treiben des einzelnen Fotokopplers wiederholt. Nur wenn der Nachweiswert des Fotokopplers sich von dem unmittelbar vorausgehenden Nachweiswert unterscheidet, schaltet die Mikrocontroller-Einheit in einen Wachbetrieb um. Die Mikrocontroller-Einheit treibt dann sämtliche Fotokoppler und sammelt Nachweiswerte von diesen Fotokopplern. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne schaltet die Mikrocontroller-Einheit erneut auf den Schlummerbetrieb um. Hierdurch wird also die Energieaufnahme des Lenkwinkel-Detektormechanismus auf etwa 1/15 der Energieaufnahme des oben angesprochenen vorgeschlagenen Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus reduziert.

Wenn das Intervall, gemäß dem der einzelne Fotokoppler intermittierend angesteuert wird, noch weiter verkürzt wird, verringert sich der Effekt der Reduzierung der Energieaufnahme. Wenn andererseits das Intervall länger gemacht wird, steigt der Effekt der Reduzierung der Energieaufnahme an. Wenn sich in diesem Fall allerdings der von dem einzelnen Fotokoppler erhaltene Nachweis- oder Erfassungswert ändert, schaltet die Mikrocontroller-Einheit auf Wachbetrieb um, und der Lenkwinkel wird unter Verwendung der Nachweiswerte von sämtlichen Fotokopplern ermittelt, und in diesem Fall kann es sein, daß der Lenkwinkel um mehr als 180° in die eine oder die andere Richtung verdreht wurde, während die Mikrocontroller-Einheit die Nachweiswerte von sämtlichen Fotokopplern prüft. In diesem Zustand kann die Mikrocontroller-Einheit die Drehrichtung des Lenkrads aus dessen Ausgangsstellung nicht erkennen, so daß die durch die Drehung des Lenkrads gewonnenen Absolutwinkel-Daten fehlerbehaftet werden. Um den Energieverbrauch zu senken und gleichzeitig derartige Datenfehler zu vermeiden, ist es notwendig, ein Intervall zu wählen, welches einem optimalen Bereich entspricht, also ein Intervall, welches weder zu kurz noch zu lang ist.

Allgemein gelten folgende Betrachtungen: Wenn das Lenkrad des Fahrzeugs so schnell wie möglich gedreht wird, braucht es etwa eine Sekunde (1000 ms) zur dreimaligen Drehung in die eine und in die andere Richtung (dabei wird das Lenkrad insgesamt sechsmal gedreht, also über etwa 2000°). Hieraus läßt sich errechnen, daß etwa 90 ms benötigt werden, um das Lenkrad um 180° zu drehen. Dieser Wert von 180° für die Verdrehung des Lenkrads innerhalb der genannten Zeit führt dazu, daß man einen kleineren Wert zugrunde legt, um noch einen Spielraum zu haben. Um den Lenkwinkel des Lenkrads zu ermitteln, muß zum Erfassen des Randes der Z-Phase das Rad etwas gedreht werden. Im Hinblick auf die vorgenannten Faktoren und die Erzielung des Effekts einer Energieeinsparung hat es sich als optimal herausgestellt, für das Intervall einen Wert von 30 ms zu wählen, also einen Wert, innerhalb dessen das Lenkrad um 1/3 von 180° verdreht wird, das heißt um 60°.

Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt jenes Intervall also 30 ms. Dementsprechend läßt sich die Energieaufnahme reduzieren, das Auftreten von Datenfehlern läßt sich vermeiden, und man kann den exakten Lenkwinkel feststellen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches den Betriebsablauf in dem in Fig. 1 gezeigten Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus veranschaulicht.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält der Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus gemäß dieser Ausführungsform: einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Fotokoppler 1 ₁; 1 ₂; 1 ₃ und 1 ₄; eine Mikrocontroller-Einheit (MCU) 2; eine erste Stromversorgungs- Steuereinheit 3; ein Zeitglied 4; eine zweite Stromversorgungs- Steuereinheit 5; eine Weckschaltung (WA-Schaltung) 6 und eine als Übertragungsleitung fungierende Busleitung 7. Der erste Fotokoppler 1 ₁ besteht aus einem ersten lichtemittierenden Element (EL1) 8 ₁ und einem ersten Fotodetektor-Element (RL1) 9 ₁. Der zweite Fotokoppler 1 ₂ besteht aus einem zweiten Lichtemissionselement (EL2) 8 ₂ und einem zweiten Fotodetektor-Element (RL2) 9 ₂. Der dritte Fotokoppler 1 ₃ besteht aus einem dritten Lichtemissionselement (EL3) 8 ₃ und einem dritten Fotodetektor-Element (RL3) 9 ₃. Der vierte Fotokoppler 1 ₄ besteht aus einem vierten Lichtemissionselement (EL4) 8 ₄ und einem vierten Fotodetektor-Element (RL4) 9 ₄. Die MCU 2 besitzt einen Wecksignal- Eingangsanschluß 10, einen Nachweiswert-Eingangsanschluß 11, einen ersten Steuersignal-Ausgangsanschluß 12 und einen zweiten Steuersignal- Ausgangsanschluß 13.

Der Stromversorgungsanschluß für den ersten Fotokoppler 1 ₁ ist mit dem Ausgangsanschluß der ersten Stromversorgungs-Steuereinheit 3 verbunden, ein Signaldetektoranschluß des ersten Fotokopplers 1 ₁ ist sowohl mit dem Eingangsanschluß der Weckschaltung 6 als auch über die Busleitung 7 mit dem Nachweiswert-Eingangsanschluß 11 verbunden. Der Stromversorgungsanschluß des zweiten bis vierten Fotokopplers 1 ₂ bis 1 ₄ ist jeweils mit dem Ausgangsanschluß der zweiten Stromversorgungs-Steuereinheit 5 verbunden, der Signalanschluß jedes von dem zweiten bis vierten Fotokoppler 1 ₂ bis 1 ₄ ist über die Busleitung 7 an den Nachweiswert-Eingangsanschluß 11 angeschlossen. Der Eingangsanschluß der ersten Stromversorgungs-Steuereinheit 3 ist an den Ausgangsanschluß des Zeitglieds 4 angeschlossen. Der Eingangsanschluß des Zeitglieds 4 ist mit dem ersten Steuersignal-Ausgangsanschluß 12 verbunden. Der Ausgangsanschluß der Weckschaltung 6 ist mit dem Wecksignal-Eingangsanschluß 10 gekoppelt. Der Eingangsanschluß der zweiten Stromversorgungs-Steuereinheit 5 ist mit dem zweiten Steuersignal-Ausgangsanschluß 13 verbunden. Die Lichtübertragungswege befinden sich jeweils zwischen dem ersten Lichtemissionselement 8 ₁ und dem ersten Fotodetektorelement 9 ₁, zwischen dem zweiten Lichtemissionselement 8 ₂ und dem zweiten Fotodetektorelement 9 ₂, zwischen dem dritten Lichtemissionselement 8 ₃ und dem dritten Fotodetektorelement 9 ₃ und zwischen dem vierten Lichtemissionselement 8 ₄ und dem vierten Fotodetektorelement 9 ₄. Der erste bis vierte Fotokoppler 1 ₁ bis 1 ₄ ist jeweils so angeordnet, daß das Lenkrad in Lagebeziehung steht zu jedem der Lichtübertragungswege. Wird das Lenkrad betätigt, ändert sich der Lichtübertragungszustand zumindest in einem der Lichtübertragungswege, und dementsprechend ändert sich der zugehörige Nachweiswert oder Erfassungswert.

In dem Zeitglied 4 ist eine erste Einstellzeit T₁ auf 28 ms und eine zweite Einstellzeit T₂ auf 2 ms mit Hilfe der MCU 2 eingestellt. In diesem Fall gibt es folgende Gründe dafür, daß die erste und die zweite Einstellzeit T₁ bzw. T₂ zu 28 bzw. 2 ms gewählt sind, was einen Gesamtwert von 30 ms ausmacht: Wenn das Lenkrad eines Fahrzeugs mit größter Geschwindigkeit gedreht wird, so dauert es etwa eine Sekunde (1000 ms), um das Lenkrad dreimal in jeweils die eine und die andere Richtung zu drehen (das Lenkrad wird insgesamt sechsmal über eine vollständige Umdrehung gedreht, also etwa um 2000°). Hieraus läßt sich ableiten, daß etwa 90 ms benötigt werden, um das Lenkrad über 180° zu drehen, wobei sich allerdings erweist, daß man in der Praxis statt der 90 ms einen Wert nimmt, der sich von diesem 90 ms betragenden Wert ableiten läßt. Wenn bei der regulären Messung der Absolutwinkel ermittelt wird, so muß man das Rad etwas drehen, um den Rand der Z-Phase zu erfassen. Im Hinblick auf diese geringfügige Drehung, den abgeleiteten Wert und die angestrebte Energieersparnis wurde herausgefunden, daß die optimale Lösung in der Wahl von 30 ms zum Drehen des Lenkrads um 1/3 von 180°, also um 60° liegt.

Die erste Stromversorgungs-Steuereinheit 3 liefert die Versorgungsspannung intermittierend an den ersten Fotokoppler 1 ₁, und zwar basierend auf der zweiten Einstellzeit T₂ des Zeitglieds 4. Die zweite Stromversorgungs-Steuereinheit 5 liefert eine Versorgungsspannung gleichzeitig an die zweiten bis vierten Fotokoppler 1 ₂ bis 1 ₄, was mit Hilfe der MCU 2 geschieht.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, welches den Hauptbetriebsablauf des in Fig. 1 gezeigten Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus veranschaulicht.

Mit Hilfe des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms soll im folgenden die Arbeitsweise dieser Ausführungsform des Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus erläutert werden.

Wenn festgestellt wird, daß der Zündschalter ausgeschaltet ist, so tritt die MCU 2 zunächst für kurze Zeit in den Bereitschaftsmodus ein.

Im Schritt 2 wird nach Verstreichen der kurzen Zeit im Schritt S1 von der MCU 2 ein Schlummerbetrieb aufgenommen. Im Schlummerbetrieb oder -modus liefert die MCU 2 die Versorgungsspannung nicht an die Fotokoppler 1 ₁ bis 1 ₄, ausgenommen für die Vorgänge gemäß Schritt S3 und daran anschließende Schritte.

Im Schritt S3 treibt die MCU 2 das Zeitglied 4 über den ersten Steuersignal-Ausgangsanschluß 12, und das Zeitglied 4 beginnt mit dem Zählen der ersten Einstellzeit T₁ (28 ms).

Danach bestimmt die MCU 2 im Schritt S4, ob der Zählvorgang des Zeitglieds 4 schon länger andauert als die erste Einstellzeit T₁ oder nicht. Wird festgestellt, daß der Zählvorgang schon länger dauert als die erste Einstellzeit T₁ (Ja), geht die MCU 2 weiter zum Schritt S5. Dauert der Zählvorgang noch nicht so lange wie die erste Einstellzeit T₁ (Nein), so wird der Vorgang des Schritts S4 wiederholt.

Im Schritt S5 wird die erste Stromversorgungs-Steuereinheit 3 durch das Hochzählen des Zeitglieds 4 angesteuert. Die Versorgungsspannung wird von der ersten Stromversorgungs-Steuereinheit 3 an den ersten Fotokoppler 1 ₁ gegeben, um diesen in Betrieb zu setzen.

Gleichzeitig steuert im Schritt S6 die MCU 2 das Zeitglied 4 über den ersten Steuersignal-Ausgangsanschluß 12 an, demzufolge das Zeitglied 4 das Zählen der zweiten Eintellzeit T₂ (2 ms) beginnt.

Im Schritt S7 ermittelt die MCU 2, ob der Zählvorgang des Zeitglieds 4 schon länger andauert als die zweite Einstellzeit T₂ oder nicht. Stellt sich heraus, daß der Zählvorgang schon länger währt als die zweite Einstellzeit T₂ (Ja), so geht die MCU 2 zum Schritt S9. Wenn andererseits festgestellt wird, daß der Zählvorgang noch nicht so lange dauert wie die zweite Einstellzeit T₂ (Nein), so geht die MCU 2 zum Schritt S8.

Im Schritt S8 treibt die MCU 2 die Weckschaltung 6. Die Weckschaltung 6 vergleicht den zu diesem Zeitpunkt von dem ersten Fotokoppler 1 ₁ gelieferten Nachweiswert mit dem davor von dem ersten Fotokoppler 1 ₁ gelieferten Nachweiswert und stellt fest, ob der Nachweiswert sich in der Zwischenzeit geändert hat oder nicht. Hat er sich geändert (Ja), so gibt die Weckschaltung 6 ein Wecksignal aus, und die Routine geht weiter zum Schritt S10. Wird festgestellt, daß sich der Nachweiswert diesmal nicht geändert hat (Nein), kehrt die Routine zurück zum Schritt S7, und die Arbeitsabläufe beginnend mit dem Schritt S7 werden wiederholt.

Im Schritt S9 wird durch das Hochzählen des Zeitglieds 4 die erste Stromversorgungs-Steuereinheit 3 außer Betrieb gesetzt. Die Zufuhr der Versorgungsspannung von der ersten Stromversorgungs-Steuereinheit 3 zu dem ersten Fotokoppler 1 ₁ wird beendet, so daß der erste Fotokoppler 1 ₁ außer Betrieb gesetzt wird. Daran anschließend geht die Routine zurück zum Schritt S3, und die damit beginnenden Schritte werden ausgeführt.

Im Schritt S10 wird das Wecksignal von der Weckschaltung 6 an den Wecksignal-Eingangsanschluß 10 gegeben, und die MCU 2 wird vom Schlummermodus oder Schlummerbetrieb in den Wachbetrieb umgeschaltet.

Im Schritt S11 steuert die MCU 2 die zweite Stromversorgungs- Steuereinheit 5 über den zweiten Steuersignal-Ausgangsanschluß 13 an. Die Versorgungsspannung wird von der zweiten Stromversorgungs- Steuereinheit 5 gleichzeitig an sämtliche übrigen Fotokoppler, also den zweiten, den dritten und den vierten Fotokoppler 1 ₂, 1 ₃ und 1 ₄ gegeben, damit der zweite bis vierte Fotokoppler 1 ₂ bis 1 ₄ gleichzeitig in Betrieb gesetzt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Versorgungsspannung von der ersten Stromversorgungs-Steuereinheit 3 auch an den ersten Fotokoppler 1 ₁ gegeben, so daß auch der erste Fotokoppler in Betrieb ist.

Im Schritt S12 erfaßt die MCU 2 Nachweiswerte, die von dem ersten bis vierten Fotokoppler 1 ₁ bis 1 ₄ über die Busleitung 7 und den Nachweissignal-Eingangsanschluß 11 geliefert werden.

Im Schritt S13 ermittelt die MCU 2 aus den erfaßten Nachweiswerten den Lenkwinkel, und durch das Ergebnis steht der absolute Winkel oder absolute Lenkwinkel θ fest. Die MCU 2 speichert den ermittelten Nachweiswert und den Absolutwert θ vorübergehend in einem (nicht gezeigten) internen Speicher.

Im Schritt S14 ermittelt die MCU 2, ob der im Schritt S13 ermittelte Absolutwinkel θ außerhalb des Bereichs von 0° bis 360° (größer als 360° oder kleiner als 0°) liegt. Stellt sich heraus, daß der Absolutwert θ außerhalb des Bereichs von 0° bis 360° liegt (Ja), geht die MCU 2 weiter zum Schritt S15. Wird andererseits festgestellt, daß der Absolutwinkel θ innerhalb von 0° bis 360° liegt (Nein), geht die MCU 2 weiter zum Schritt S16.

Wenn im Schritt S15 der ermittelte Absolutwinkel größer als 360° ist, zählt die MCU 2 die Anzahl von Umdrehungen hoch. Wenn der erhaltene Absolutwinkel kleiner als 0° ist, zählt die MCU 2 die Anzahl von Umdrehungen herunter.

Im Schritt S16 steuert die MCU 2 die erste Stromversorgungs- Steuereinheit 3 über den ersten Steuersignal-Ausgangsanschluß 12 und steuert die zweite Stromversorgungs-Steuereinheit 5 über den zweiten Steuersignal-Ausgangsanschluß 13. Die MCU 2 beendet die Zufuhr der Versorgungsspannung von der ersten Stromversorgungs-Steuereinheit 3 zu dem ersten Fotokoppler 1 ₁. Gleichzeitig beendet die MCU 2 die Zufuhr von Versorgungsspannung von der zweiten Stromversorgungs- Steuereinheit 5 an den zweiten, den dritten und den vierten Fotokoppler 1 ₂ bis 1 ₄. Die ersten bis vierten Fotokoppler 1 ₁ bis 1 ₄ werden hierdurch außer Betrieb gesetzt. Daran anschließend geht die Routine zurück zum Schritt S2, und es werden erneut Schritt S2 und die daran anschließenden Schritte ausgeführt.

Bei dieser Ausführungsform läßt sich die Energieaufnahme reduzieren und gleichzeitig das Auftreten von Datenfehlern verhindern, so daß der exakte Lenkwinkel erfaßt werden kann.

Gemäß obiger Beschreibung wird beim Ausschalten des Zündschalters von der Steuereinheit ein Schlummermodus oder Schlummerbetrieb eingenommen. Während des Schlummerbetriebs wird einer der Fotokoppler intermittierend angesteuert. Stimmt der Nachweiswert von diesem einen Fotokoppler überein mit dem zuvor erfaßten Nachweiswert, wird das intermittierende Ansteuern des einzelnen Fotokopplers wiederholt fortgesetzt. Nur wenn sich der Nachweiswert des Fotokopplers von dem vorausgehenden Nachweiswert unterscheidet, wird die Mikrosteuereinheit in den Weckmodus umgeschaltet, in welchem sämtliche Fotokoppler angesteuert werden und die Nachweis- oder Erfassungswerte von diesen Fotokopplern aufgenommen werden. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit wird die Mikrosteuereinheit erneut in den Schlummerbetrieb geschaltet. Folglich ergibt sich der Effekt, daß die Energieaufnahme innerhalb des Lenkwinkel- Erkennungsmechanismus stark reduziert wird, beim vorliegenden Beispiel auf etwa 1/15 der Energie, die von einem herkömmlichen Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus verbraucht wird.

Wird erfindungsgemäß ein Wert von 0,01 bis 90 ms als Intervall für das intermittierende Ansteuern des einzelnen Fotokoppler gewählt, so ergibt sich der vorteilhafte Effekt, daß einerseits der Energieverbrauch gesenkt wird, andererseits das Auftreten von Datenfehlern vermieden wird, demzufolge sich der Lenkwinkel exakt feststellen läßt.

Claims (5)

1. Lenkwinkel-Erkennungsmechanismus, umfassend:
eine Mehrzahl von Fotokopplern (1 ₁ bis 1 ₄) zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads;
ein Zeitglied (4) zur Zeiteinstellung;
eine erste Stromversorgungs-Steuereinheit (3), die von der Einstellzeit des Zeitglieds (4) gesteuert wird und intermittierend einen (1 ₁) der mehreren Fotokoppler (1 ₁ bis 1 ₄) ansteuert;
eine zweite Stromversorgungs-Steuereinheit (5) zum Treiben der übrigen, mehreren Fotokoppler (1 ₂ bis 1 ₄);
eine Weckschaltung (6) zum Erzeugen eines Wecksignals, wenn ein Nachweiswert von dem einzelnen Fotokoppler (1 ₁) sich von dem unmittelbar vorausgehenden Nachweiswert dieses einzelnen Fotokopplers (1 ₁) unterscheidet; und
eine Steuereinheit, insbesondere Mikrocontroller-Einheit, die zwischen einem Schlummermodus und einem Wachmodus umschaltbar ist,
wobei die Steuereinheit in den Schlummermodus umgeschaltet wird, wenn ein Zündschalter ausgeschaltet wird, und für eine vorbestimmte Zeitspanne in den Wachmodus geschaltet wird, wenn das Wecksignal geliefert wird,
im Schlummermodus die Steuereinheit intermittierend den einzelnen Fotokoppler (1 ₁) in vorbestimmten Intervallen ansteuert und der Weckschaltung (6) gestattet, das Wecksignal auf der Grundlage des Nachweiswerts von dem einzelnen Fotokoppler (1 ₁) zu erzeugen, und
im Wachmodus die Steuereinheit sämtliche Fotokoppler (1 ₁ bis 1 ₄) ansteuert, einen Lenkwinkel auf der Grundlage der Nachweiswerte von den mehreren Fotokopplern erfaßt und das Nachweisergebnis speichert.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, bei dem das Intervall, in welchem der einzelne Fotokoppler (1 ₁) intermittierend angesteuert wird, in einem Bereich von 0,01 bis 90 ms liegt.

3. Mechanismus nach Anspruch 2, bei dem die Treiberzeit für den einzelnen Fotokoppler (1 ₁) bei dem Intervall 0,005 ms oder mehr dauert und auf 50% oder weniger des Intervalls eingestellt ist.

4. Mechanismus nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Intervall, mit dem der einzelne Fotokoppler (1 ₁) intermittierend angesteuert wird, etwa 30 ms beträgt.

5. Mechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Treiberzeit für den einzelnen Fotokoppler (1 ₁) in dem Intervall 2 ms und die Intervallpause zwischen den Treiberzeiten 28 ms beträgt.