DE10123730A1 - System for reliably transmitting control element position transmits position signal over several signal channels, at least one with lower positional resolution - Google Patents
System for reliably transmitting control element position transmits position signal over several signal channels, at least one with lower positional resolutionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur sicheren Übertragung der Position eines Betätigungselements an eine elektronische Verarbeitungseinheit über elektrische Signalleitungen, einen Positionsgeber zum Senden von Positionssignalen gemäß Ober begriff von Anspruch 10, eine Empfangseinrichtung zum Emp fangen eines über eine oder mehrere elektrische Leitungen übertragenen Positionssignals gemäß Oberbegriff von Anspruch 14 sowie die Verwendung eines solchen Systems in einer Kraftfahrzeugbremsanlage, in der die Positionssignale eines Bremspedals überwiegend mittels elektrischer Signale an eine Bremsensteuerungseinrichtung übertragen werden.The invention relates to a system for secure transmission the position of an actuator on an electronic Processing unit via electrical signal lines, one Position transmitter for sending position signals according to Ober Concept of claim 10, a receiving device for Emp catch one over one or more electrical wires transmitted position signal according to the preamble of claim 14 and the use of such a system in a Motor vehicle brake system in which the position signals of a Brake pedals mainly by means of electrical signals to a Brake control device are transmitted.
Heutige Kraftfahrzeuge sind überwiegend mit Bremsanlagen ausgerüstet, in denen eine Übertragung des Bremspedaldrucks zu den Bremszylindern - meist von einem Bremskraftverstärker verstärkt - über Hydraulikleitungen erfolgt.Today's motor vehicles are mostly with braking systems equipped in which a transmission of the brake pedal pressure to the brake cylinders - usually from a brake booster reinforced - via hydraulic lines.
In Kraftfahrzeugen der nächsten Generation wird bei einer Bremsanforderung des Fahrers das Bewegungssignal des Brems signalgebers nicht mehr ausschließlich hydraulisch an eine (hydraulische oder elektrische) Bremsensteuerungseinrichtung übertragen, sondern mittels elektrischer Leitungen (x-by- wire). Bei der Elektrohydraulischen Bremse (EHB) kann neben einer elektrischen Signalübertragung für einen Notbetrieb zwischen Bremspedal und Bremsensteuergerät zusätzlich zur elektrischen Leitung eine Hydraulikleitung vorgesehen sein.In next generation automobiles, one Brake request from the driver the movement signal of the brake signal generator no longer exclusively hydraulically to one Brake control device (hydraulic or electric) transmitted, but by means of electrical lines (x-by- wire). With the electrohydraulic brake (EMS), in addition an electrical signal transmission for emergency operation between brake pedal and brake control unit in addition to electrical line, a hydraulic line can be provided.
An die Funktionssicherheit einer Kraftfahrzeugbremsanlage werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Deshalb muß auch die elektronische Erfassung der Position eines Bremssignal gebers ausgesprochen genau und zuverlässig erfolgen.The functional reliability of a motor vehicle brake system very high demands are made. Therefore also the electronic detection of the position of a brake signal done very precisely and reliably.
Ein elektronisches System zur Erfassung der Position eines Bremssignalgebers muß zudem einen niedrigen Ruhestromver brauch aufweisen, damit die in der Regel begrenzte Energie kapazität eines Energiespeichers im Kraftfahrzeug nicht übermäßig belastet wird. Weiterhin muß sich ein entsprechen des System schnell und zuverlässig aktivieren lassen, wenn eine Bremsdruckanforderung durch Bewegung des Bremssignalge bers stattfindet oder andere externe Ereignisse, wie das Starten des Motors auf eine bevorstehende Bremsdruckanforde rung schließen lassen.An electronic system for recording the position of a Brake signal generator must also have a low quiescent current need so that the usually limited energy capacity of an energy storage device in the motor vehicle is not is overburdened. Furthermore, one must correspond have the system activated quickly and reliably, if a brake pressure request by moving the brake signal takes place or other external events like that Starting the engine on an upcoming brake pressure request close.
Es sind bereits Systeme zur Übertragung eines Bremssignals bekannt, bei denen Potentiometer zur Erfassung der absoluten Position des Bremspedals verwendet werden und eine Übertra gung das Positionssignal analog an eine Verarbeitungseinheit analog erfolgt. Diese Systeme weisen unter anderem den Nach teil auf, daß sie gegenüber Störungen besonders empfindlich sind. Weiterhin sind die übertragenen Positionssignale auf grund von Hysterese und Verschleiß der Potentiometerkontakte nicht ausreichend genau bzw. dauerhaft verfügbar. There are already systems for transmitting a brake signal known, in which potentiometers for recording the absolute Position of the brake pedal can be used and a transfer supply the position signal analog to a processing unit done analogously. These systems show, among other things, the after on that they are particularly sensitive to interference are. Furthermore, the transmitted position signals are on due to hysteresis and wear of the potentiometer contacts not sufficiently accurate or permanently available.
Weiterhin sind neben den vorstehend beschriebenen passiven Systemen aktive Systeme zur Wegmessung bekannt, die schal tungstechnisch erheblich aufwendiger sind, und infolgedessen einen für den Dauerbetrieb zu hohen Ruhestromverbrauch auf weisen.In addition to the passive ones described above Systems active systems for distance measurement known that stale are technically considerably more complex, and as a result a quiescent current consumption that is too high for continuous operation point.
Die Erfindung schlägt daher ein gegenüber bekannten Systemen zur Übertragung eines Bremssignals verbessertes System vor.The invention therefore suggests a comparison with known systems improved system for transmitting a brake signal.
Die Erfindung betrifft ein System zur sicheren Übertragung der Position eines Betätigungselements an eine elektronische Verarbeitungseinheit, wobei die Verarbeitungseinheit insbe sondere in einer Bremsensteuerungseinrichtung (ECU) inte griert ist, über elektrische Signalleitungen, bei dem das Positionssignal über mehrere Signalkanäle, vorzugsweise co diert, übertragen wird.The invention relates to a system for secure transmission the position of an actuator on an electronic Processing unit, the processing unit in particular special in a brake control device (ECU) inte is griert, over electrical signal lines, in which the Position signal over several signal channels, preferably co dated, transmitted.
Das erfindungsgemäße System besitzt zur Erhöhung der Be triebsicherheit zwei oder mehrere Kanäle. Besonders bevor zugt wird das System mit drei Kanälen ausgelegt. Um eine weitgehende Unabhängigkeit der Kanäle zu erreichen, sind zweckmäßigerweise auch die den Kanälen zugeordneten Span nungsversorgungen unabhängig konzipiert. Durch die redundan te Auslegung wichtiger Systemfunktionen wird eine deutliche Erhöhung der Zuverlässigkeit erzielt.The system according to the invention has to increase the loading drive safety two or more channels. Especially before The system is designed with three channels. To one the channels are largely independent expediently also the chip assigned to the channels Power supplies designed independently. Through the redundant The design of important system functions becomes clear Increased reliability achieved.
Die Übertragung der Signale erfolgt über elektrische Signal leitungen, welche in mehrere Signalkanäle aufgeteilt sind. Unter dem Begriff "elektrische Signalleitungen" werden neben elektrischen Leitungen auch drahtlose an sich bekannte Mit tel zur Übertragung von elektrischen Signalen verstanden, wie z. B. moderne Bussysteme nach der Blue-Tooth-Technologie etc. Ebenfalls werden von dem Begriff Signalleitungen um faßt, die die Signale optisch, z. B. über Glasfasern, über tragen.The signals are transmitted via electrical signals lines that are divided into several signal channels. The term "electrical signal lines" is used in addition to Electric lines also wireless known per se understood for the transmission of electrical signals, such as B. modern bus systems based on blue tooth technology etc. Also the term signal lines are used summarizes the signals optically, e.g. B. over glass fibers, over wear.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt zumindest ein Signalkanal eine niedrigere Ortsauflösung als der oder die weiteren Signalkanäle. Der Kanal mit der niedrigeren Ort sauflösung kann auf diese Weise mit einem geringeren Strom verbrauch dauerhaft betrieben werden.According to a preferred embodiment, at least one Signal channel a lower spatial resolution than that other signal channels. The channel with the lower place Resolution can be done this way with a lower current be operated continuously.
Im System gemäß der Erfindung werden vorzugsweise die über die Signalleitungen übertragenen Signale mittels eines wei ter unten beschriebenen Positionsgebers erzeugt. Die vom Po sitionsgeber erzeugten Signale werden dann mit einer eben falls weiter unten beschriebenen Empfangseinrichtung empfan gen.In the system according to the invention, preferably the over the signal lines transmitted signals by means of a white ter generated position encoder described below. The one from the bottom signals generated by the position transmitter are then even if receiving device described below received gene.
Vorzugsweise ist das System so gestaltet, daß dieses unter schiedliche Betriebszustände einnehmen kann. Die Betriebszu stände unterscheiden sich durch einen unterschiedlichen Energieverbrauch voneinander. Besonders bevorzugt unter scheiden sich die Betriebszustände dadurch, daß die Taktrate eines Filterelements am Eingang der Empfangsschaltung unter schiedlich ist.Preferably, the system is designed so that this under can assume different operating states. The Betriebszu stands differ by a different Energy consumption from each other. Particularly preferred under the operating states differ in that the clock rate a filter element at the input of the receiving circuit is different.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das System mit einer Weckfunktion ausgestattet. Eine Aktivierung des Systems bzw. Teilen des Systems kann entweder durch ein zulässiges Wecksignal im ersten Kanal, wie beispielsweise ein Rechteckimpuls vom Positionsgeber, oder durch andere Er eignisse, wie Zündung, Zentralentriegelung, Türöffner etc. erfolgen. Vor dem Empfang eines Wecksignals ist das System in einem Zustand mit niedrigem Energieverbrauch. In diesem Zustand sind lediglich einzelne oder auch alle Funktions gruppen eines ersten Kanals aktiv bzw. eingeschränkt aktiv. Diese Funktionsgruppen im Zustand mit niedrigem Energiever brauch weisen Weckmittel auf, mit denen einzelne oder alle Funktionsgruppen weiterer Kanäle in einen Zustand mit höhe rem Energieverbrauch versetzt werden können, bei dem insbe sondere die volle Funktionalität des Gesamtgeräts herge stellt ist. Die Weckfunktion ermöglicht den Dauerbetrieb der Schaltungsanordnung in einem schlafenden Modus ("sleep- mode") mit niedrigem Energieverbrauch bei gleichzeitiger Ak tivierbarkeit ("Wake-up") weiterer Kanäle mit vergleichswei se höherer Auflösung. Zudem wird im aktivierten Betrieb die geforderte Redundanz des Systems zur Verfügung gestellt. Es kann besonders zweckmäßig sein, den Kanal mit der Weck funktion mit einem zweistufig arbeitenden Weckmittel auszu statten, bei dem nach dem Empfang eines beliebigen Signals zunächst eine erste Stufe in der Schaltung des Weckmittels aktiviert wird, welche eine vorläufige Überprüfung auf ein zulässiges Wecksignals vornimmt. Dies kann z. B. eine einfa che Komparatorschaltung sein, die den Signalpegel mit einer zulässigen Schwellenspannung vergleicht und bei Überschrei ten der Schwelle die zweite Stufe anschaltet.In a preferred embodiment of the invention that is System equipped with an alarm function. An activation of the system or parts of the system can either by a permissible wake-up signal in the first channel, such as a rectangular pulse from the position encoder, or by other Er events such as ignition, central unlocking, door opener etc. respectively. The system is before receiving a wake-up signal in a state with low energy consumption. In this The condition is only individual or all functional groups of a first channel active or limited active. These functional groups in the state with low energy consumption custom have wake-up agents with which some or all Function groups of additional channels in a state with high Rem energy consumption can be offset, in particular special the full functionality of the entire device represents is. The alarm function enables continuous operation of the Circuit arrangement in a sleeping mode ("sleep mode ") with low energy consumption and simultaneous Ak Activation ("wake-up") of additional channels with comparatively se higher resolution. In addition, the required redundancy of the system. It can be particularly useful to channel the alarm function with a two-stage wake-up agent equip, after receiving any signal first a first stage in the switching of the alarm is activated, which is a preliminary check on a permissible wake-up signal. This can e.g. B. a simple che comparator circuit, the signal level with a permissible threshold voltage is compared and if exceeded the second stage switches on.
In der zweiten Stufe des Weckmittels wird dann eine weitere, genauere Überprüfung der Zulässigkeit des empfangenen Si gnals durchgeführt, beispielsweise mittels eines digitalen Filters. Ein weiteres Beispiel für eine zweistufige Schal tungsanordnung zum Wecken geht aus der am gleichen Tag ein gereichten Deutschen Patentanmeldung P . . . . . . . . . (Anmelder: Continental Teves AG & Co. oHG, Titel: "Verfahren und Schal tungsanordnung zur Aktivierung von deaktivierten Schaltungs modulen und deren Verwendung", Aktenzeichen noch nicht be kannt) hervor.In the second stage of the wake-up agent, a further, more precise verification of the admissibility of the received Si gnals performed, for example by means of a digital Filter. Another example of a two tier scarf The wake-up arrangement arrives on the same day German patent application P. , , , , , , , , (Applicant: Continental Teves AG & Co. oHG, title: "Process and scarf arrangement for activating deactivated circuit modules and their use ", file number not yet knows).
Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise nur ein Kanal mit Mit teln zum Wecken eines weiteren Kanals oder weiterer Kanäle ausgestattet.According to the invention, preferably only one channel with Mit to wake up another channel or channels fitted.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Systems ist eine ins besondere auf der Empfangseinrichtung angeordnete Überwa chungsschaltung vorgesehen, welche einige ausgewählte Sy stemfunktionen überwacht und in Abhängigkeit vom Ergebnis der Überwachung einen Notbetrieb oder eine Abschaltung des Systems hervorruft.In a preferred development of the system, an ins special monitoring arranged on the receiving device Chungs circuit provided which selected some Sy system functions are monitored and dependent on the result monitoring an emergency operation or a shutdown of the Systems evokes.
Vorzugsweise sind die Ausgangsstufen des Positionsgebers und die Eingangsstufen der Empfangseinrichtung bezüglich einer gemeinsamen Strom-/Spannungsversorgung ratiometrisch aufge baut.The output stages of the position transmitter and are preferably the input stages of the receiving device with respect to a common current / voltage supply ratiometrically set up builds.
Unter dem Begriff "ratiometrisch" wird im Sinne der Erfin dung verstanden, daß am Ausgang eines Kanals der Leistungs treiberstufe im Positionsgeber der Spannungspegel an die Pe gel der Spannungsversorgung angepaßt wird. Hierdurch ändert sich die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangspegel des Kanals zu einer Änderung der Versorgungsspannung im gleichen Ver hältnis (linear).Under the term "ratiometric" in the sense of the Erfin understood that at the output of a channel of power driver stage in the position transmitter the voltage level to the pe gel is adapted to the voltage supply. This changes the output voltage or the output level of the channel to change the supply voltage in the same ver ratio (linear).
In der Empfangseinrichtung werden die Eingangsstufen der Ka näle ebenfalls so aufgebaut, daß diese sich bezüglich Ihrer Empfindlichkeit im gleichen Verhältnis wie die Versorgungs spannung verhalten. Hierdurch kann bei Betrieb von Positi onsgeber und Empfangseinrichtung mit der gleichen Spannungs versorgung vermieden werden, daß durch unterschiedliche Spannungspegel hervorgerufenen Pegelschwankungen des Signals zu einer Fehlinterpretation im Komparator der Empfangsschal tung führen. Selbstverständlich läßt sich die vorstehend be schriebene Ratiometrie nur innerhalb eines geeigneten Ver sorgungsspannungsbereiches einhalten.The input stages of the Ka channels are also set up in such a way that they Sensitivity in the same ratio as the supply behave tension. This can result in the operation of Positi onsender and receiving device with the same voltage supply can be avoided by different Voltage level caused level fluctuations in the signal to a misinterpretation in the comparator of the reception scarf lead. Of course, the above can be written ratiometry only within a suitable ver comply with the supply voltage range.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Systems ist vorgese hen, daß die in den Kanälen des Positionsgebers vorhandenen Funktionsgruppen von jeweils einer von der Empfangseinrich tung gespeisten Strom-/Spannungsversorgungsleitung versorgt werden.In a preferred development of the system, it is provided hen that existing in the channels of the position sensor Function groups of one each from the receiving device tion-fed power / voltage supply line become.
Die Erfindung betrifft auch einen Positionsgeber zum Senden von Positionssignalen über einen oder mehrere Kanäle gemäß Anspruch 10.The invention also relates to a position transmitter for transmission of position signals over one or more channels according to Claim 10.
In der Elektronik des Positionsgebers werden bevorzugt die erzeugten Signale durch Einbeziehung einer Stromversorgung gebildet. Es handelt sich somit um einen aktiven Positions geber.In the electronics of the position encoder, preference is given to generated signals by including a power supply educated. It is therefore an active position giver.
Der im Positionsgeber vorhandene verschiebbare magnetische Encoder (1) weist vorzugsweise entlang der Verschiebungs richtung magnetische Zonen auf, die gleich lang sind.The displaceable magnetic encoder ( 1 ) present in the position encoder preferably has magnetic zones along the displacement direction which are of equal length.
Die Magnetwandler zum Abfühlen des Magnetfeldes (z. B. AMR- Brückenschaltungen) setzen die Magnetfeldinformation in ein elektrisches Signal um. Es ist aus Gründen der Redundanz zweckmäßig, wenn mehrere Sensorbaugruppen bestehend aus Ma gnetwandler und Signalaufbereitungsschaltung vorgesehen sind. Vorzugsweise ist in jeder Sensorbaugruppe genau ein Magnetwandler vorgesehen, wobei dieser, wenn es sich um ei nen Wandler handelt, der nach dem AMR-Prinzip arbeitet, bei spielsweise zwei oder mehrere Brückenschaltungen enthält. In der Sensorbaugruppe ist die elektronische Signalaufberei tungsschaltung zumindest teilweise mit dem Wandlerelement in einem gemeinsamen Gehäuse integriert. Bevorzugt ist jedoch die gesamte Signalaufbereitungsschaltung in der Sensorbau gruppe integriert.The magnetic transducers for sensing the magnetic field (e.g. AMR Bridge circuits) insert the magnetic field information into electrical signal around. It is for redundancy reasons useful if several sensor modules consisting of Ma gnet converter and signal conditioning circuit provided are. There is preferably exactly one in each sensor module Magnetic converter provided, this if it is egg NEN converter that works according to the AMR principle contains for example two or more bridge circuits. The electronic signal processing is in the sensor module tion circuit at least partially with the converter element in integrated into a common housing. However, is preferred the entire signal processing circuit in the sensor construction group integrated.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Ma gnetwandler aller Kanäle und die zugeordneten Aufbereitungs schaltungen in einer Sensorbaugruppe integriert. Ganz beson ders bevorzugt sind die Aufbereitungsschaltungen auf einem gemeinsamen Chip integriert.In a further preferred embodiment, the Ma converter of all channels and the assigned preparation circuits integrated in a sensor module. Very special the processing circuits are preferred on one integrated chip.
Die mittels des erfindungsgemäßen Positionsgebers erzeugten Signale sind bevorzugt impulscodiert. Es können verschieden artige Impulssorten vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist die Amplitude und die Pulsbreite in jeder Impulssorte fest gelegt. Vorzugsweise unterscheiden sich die Impulssorten in deren Amplitude. Durch die Verwendung von zwei Impulssorten kann eine zusätzliche Signalleitung zur Übertragung eines Bewegungsrichtungssignals eingespart werden.The generated by means of the position sensor according to the invention Signals are preferably pulse encoded. It can be different like pulse types are provided. Is particularly preferred the amplitude and pulse width in each pulse type placed. The pulse types preferably differ in their amplitude. By using two types of pulses can an additional signal line for the transmission of a Direction of movement signal can be saved.
Zweckmäßigerweise wird ein Impuls durch die Signalaufberei tungsschaltung dann erzeugt, wenn sich die Position des Be tätigungselements um die Breite einer Zone des Encoders ver ändert hat. Hierdurch ergibt sich ein kleinerer Impulsab stand bei zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit des Betäti gungselements. A pulse is expediently generated by the signal processing tion circuit generated when the position of the loading actuating element by the width of a zone of the encoder ver has changed. This results in a smaller pulse stood with increasing movement speed of the actuator supply elements.
Die Erfindung betrifft auch eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines über eine oder mehrere elektrische Leitungen übertragenen Positionssignals, insbesondere von Signalen ei nes weiter oben beschrieben Positionsgebers gemäß Anspruch 14.The invention also relates to a receiving device for Receiving one over one or more electrical lines transmitted position signal, in particular signals ei Nes position encoder described above according to claim 14th
In den Verarbeitungskanälen der Empfangseinrichtung sind vorzugsweise Zähler zum Zählen von über die Leitung über tragbarer Signalpulse vorhanden, wobei insbesondere jeder Kanal mit genau einem Zähler ausgestattet ist.In the processing channels of the receiving device preferably counter for counting over the line over portable signal pulses available, especially each Channel is equipped with exactly one counter.
Bevorzugt ist mindestens eine mit den Zählern verbundene Im pulsunterscheidungseinrichtung vorhanden, so daß die Zähler aufwärts respektive abwärts gezählt werden, wenn Pulse einer ersten Sorte empfangen werden und die Zähler abwärts respek tive aufwärts gezählt werden, wenn Impulse einer zweiten Sorte empfangen werden.At least one Im connected to the counters is preferred Pulse differentiation device available, so that the counter be counted upwards or downwards if pulses of one first type are received and the counters down respec tive to be counted up when pulses of a second Variety to be received.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Empfangseinrichtung ist eine Unterdrückungseinrichtung zur Unterdrückung von über den oder die Signaleingänge eingespeister Störsignale in einem oder vorzugsweise in allen Kanälen vorgesehen. Die Unterdrückungseinrichtung umfaßt zweckmäßigerweise sender seitig bzw. empfängerseitig einen Stromtreiber, welcher auf die Signalleitung des jeweiligen Kanals einen ständig flie ßenden Strom aufprägt. In der Empfangseinrichtung (oder al ternativ senderseitig) wird dieser Strom mittels eines ge eigneten niederohmigen Leitungsabschlusses wieder abgeführt. Zum Abführen des Stroms wird bevorzugt eine Stromsenke in der Schaltung des Empfängers eingesetzt. Des weiteren ist bevorzugt im Empfänger ein Signalfilter für jeden Kanal vor handen, mit dem Störsignale aus dem Datensignal herausgefil tert werden können. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Si gnalfilter um ein digitales Filter.In a preferred development of the receiving device is a suppressor for suppressing Interference signals fed in via the signal input (s) provided in one or preferably in all channels. The Suppression device expediently comprises transmitters a current driver on the side or on the receiver side, the signal line of the respective channel is constantly flowing eats current. In the receiving device (or al alternatively on the transmitter side) this current is generated by means of a ge suitable low-impedance line terminated again. A current sink in is preferably used to discharge the current the circuit of the receiver used. Furthermore is preferably a signal filter for each channel in the receiver with which interference signals are filtered out of the data signal can be tert. It is preferably the Si gnalfilter around a digital filter.
In der Empfangseinrichtung kann im Prinzip jeder Kanal mit einer eigenen Strom-/Spannungsversorgung ausgerüstet sein. Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, daß die Spannungs versorgungen der einzelnen Kanäle in der Empfangsschaltung in einem getrennten Bereich zusammengefaßt sind und diese unabhängig von den Kanälen sind. Es ist zweckmäßig, daß die Spannungsversorgung kanalweise aktivierbare Zellen aufweist, die voneinander unabhängig sind.In principle, every channel can be included in the receiving device be equipped with its own current / voltage supply. According to the invention, however, it is preferred that the voltage supplies for the individual channels in the receiving circuit are summarized in a separate area and these are independent of the channels. It is appropriate that the Voltage supply has channels that can be activated per channel, that are independent of each other.
In der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung wird in jedem Ka nal eine Positionsinformation über die Position des Positi onsgebers gespeichert. Unterschiedliche Positionsinformatio nen können beispielsweise durch Störpulse entstehen, die irrtümlich als gültige Inkrementimpulse identifiziert worden sind. Weichen die einzelnen Positionsinformationen voneinan der ab, so liegt ein Fehler vor. Ein solcher Fehlerzustand, der von unterschiedlichen Zählerständen herrührt, kann von einer Schaltung des Steuergeräts (z. B. ASIC oder diskrete Schaltung) oder durch eine geeignete Diagnoseroutine (z. B. in einem Mikrorechner implementiert, der die Kanäle unter Berücksichtigung ggf. unterschiedlicher Auflösungen ver gleicht) festgestellt werden.In the receiving circuit according to the invention, each Ka nal position information about the position of the Positi onsender saved. Different position information NEN can be caused, for example, by interference pulses mistakenly identified as valid increment pulses are. Diverge the individual position information from each other from, there is an error. Such a fault condition deriving from different meter readings can be from a circuit of the control device (e.g. ASIC or discrete Circuit) or by means of a suitable diagnostic routine (e.g. implemented in a microcomputer that under the channels Consideration of different resolutions, if applicable same) can be determined.
Zur Beseitigung dieser Fehler ist in einer weiteren bevor zugten Ausführungsform der Empfangsschaltung eine Rekali brierungseinrichtung vorgesehen, mit der bei einer in den Kanälen unterschiedlich erkannten Position eine Angleichung der gespeicherten Positionsinformationen vorgenommen werden kann. Dies ist beispielsweise durch ein Rücksetzen aller Zähler auf einen neuen gemeinsamen Wert (Reset oder Start wert) möglich.To eliminate these errors is another before preferred embodiment of the receiving circuit a Rekali Brierungseinrichtung provided with which in the Channels differently recognized position an alignment of the stored position information can. This is for example by resetting everyone Counter to a new common value (reset or start worth) possible.
Vorzugsweise werden in der Rekalibrierungseinrichtung falsch gezählte Impulse bei jedem Nullpunktsdurchgang (vollständige Entlastung des Bremspedals) eliminiert. Dies ist möglich, da die Position des Betätigungselements in der Regel im unbetä tigten Zustand in eine mehr oder weniger genau definierte Ausgangslage zurückkehrt. Eine negative Position kann somit ausgeschlossen werden.Preferably, errors are made in the recalibration device counted pulses at each zero point crossing (complete Relief of the brake pedal) eliminated. This is possible because the position of the actuating element usually in the unconfirmed in a more or less precisely defined state Starting position returns. A negative position can therefore be excluded.
Es ist auch möglich, eine Kalibrierung von Fehlern in Rich tung der Maximalbetätigung des Betätigungselements vorzuneh men. Hierfür ist ein zusätzlicher absoluter Positionssignal geber erforderlich.It is also possible to calibrate errors in Rich tion of the maximum actuation of the actuating element men. There is an additional absolute position signal for this encoder required.
Ganz besonders bevorzugt wird ein intelligentes Rekalibrie rungsverfahren im Mikrorechner der Empfangsschaltung ausge führt, bei dem der zeitliche Verlauf der Pedalposition, ins besondere die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs insge samt, ausgewertet wird. Z. B. läßt sich auswerten, ob eine konstante Position des Bremspedals über eine bestimmte Zeit vorliegt, so daß angenommen werden kann, daß die Bremse nicht betätigt wird. Zusätzlich kann abgefragt werden, ob eine Betätigung des Gaspedals im Kraftfahrzeug vorliegt, was ebenfalls auf eine Nichtbenutzung des Bremspedals hinweist.An intelligent recalibria is particularly preferred process in the microcomputer of the receiving circuit leads, in which the time course of the pedal position, ins especially the current driving situation of the vehicle velvet, is evaluated. For example, it can be evaluated whether a constant position of the brake pedal over a certain time is present, so that it can be assumed that the brake is not operated. You can also query whether the accelerator pedal is actuated in the motor vehicle, which also indicates that the brake pedal is not being used.
Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung des weiter oben beschriebenen erfindungsgemäßen Systems in einer Kraft fahrzeugbremsanlage, in der die Positionssignale eines Bremspedals überwiegend mittels elektrischer Signale an eine Bremsensteuerungseinrichtung übertragen werden (z. B. Elek trohydraulische Bremse oder Elektromechanische Bremse). Finally, the invention further relates to the use of the System according to the invention described above in one force Vehicle brake system in which the position signals of a Brake pedals mainly by means of electrical signals to a Brake control device are transmitted (e.g. Elek trohydraulic brake or electromechanical brake).
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und den Un teransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the following description of the figures and the Un dependent claims.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemä ßen Systems, Fig. 1 is a schematic representation of the inventive system SEN,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Positionsgeber, Fig. 2 shows a position indicator according to the invention,
Fig. 3 einen weiteren erfindungsgemäßen Positionsgeber, Fig. 3 shows a further position detector according to the invention,
Fig. 4 ein Beispiel für ein Übertragungsprotokoll zur Übertragung des Positionssignals von einem Positi onsgeber zu einer Empfangseinrichtung, Fig. 4 is an example of a transmission protocol for transmission of the position signal from a positi onsgeber to a receiving device,
Fig. 5 ein Beispiel für eine integrierte Schaltung für einen Positionsgeber und eine integrierte Schal tung für eine Empfangseinrichtung, und Fig. 5 shows an example of an integrated circuit for a position transmitter and an integrated circuit device for a receiving device, and
Fig. 6 eine zeitabhängige Darstellung von Signalverläufen während des Wechsels des Systems aus einem ruhen den Zustand mit niedrigem Stromverbrauch in einen aufgeweckten Systemzustand mit höherem Stromver brauch. Fig. 6 is a time-dependent representation of waveforms during the change of the system from a resting state with low power consumption to a woken system state with higher Stromver consumption.
An Hand von Fig. 1 werden die grundlegenden Funktionsblöcke des erfindungsgemäßen Systems beschrieben. The basic functional blocks of the system according to the invention are described with reference to FIG. 1.
Zur Übertragung der Positionssignale von den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Positionsgebern für Bremspedalsensoren werden zwei, insbesondere drei voneinander im wesentlichen vollkommen unabhängige Signalkanäle A, B, C mit jeweils einer Signalleitung 7, 8,9 eingesetzt. Der dem Sensorkanal A zuge ordnete Kanal A' in der Empfangsschaltung 14 ist für den Be trieb mit einer vergleichsweise geringen Stromaufnahme aus gelegt und permanent in Betrieb. Im schlafenden Zustand sind die übrigen Kanäle deaktiviert, d. h. deren Spannungsversor gung ist ausgeschaltet. Wird in Kanal A' ein gültiges Signal zum Wecken erkannt, so aktiviert die Weckeinrichtung 46 die übrigen Kanäle B' und C' über die Leitung 38, sowie den Mi krorechner 18 und eine Überwachungsschaltung (Fail-Safe- Logik), welche bestimmte Fehlerüberwachungsmaßnahmen, wie Überwachung der Zählerstände der Positionszähler auf eine maximale Abweichung hin sowie Überwachung von Über- und Un terspannungen, ausübt.To transmit the position signals from the position sensors for brake pedal sensors shown in FIGS. 3 and 4, two, in particular three, essentially completely independent signal channels A, B, C, each with a signal line 7 , 8 , 9, are used. The channel A 'assigned to the sensor channel A in the receiving circuit 14 is designed for operation with a comparatively low power consumption and is in permanent operation. In the sleeping state, the other channels are deactivated, ie their voltage supply is switched off. If a valid signal for waking up is recognized in channel A ', the wake-up device 46 activates the other channels B' and C 'via line 38 , as well as microcomputer 18 and a monitoring circuit (fail-safe logic), which implement certain error monitoring measures, such as monitoring the counter readings of the position counters for a maximum deviation and monitoring of overvoltages and undervoltages.
Der zurückgelegte Weg des Bremspedals wird von drei unab hängigen Sensorbaugruppen 2 bestimmt. Jede Sensorbaugruppe generiert unabhängig Impulse in Abhängigkeit von definierten Schritten eines gemeinsam abgetasteten Encoders 1 (Fig. 2 und 3). Je nach Bewegungsrichtung des Pedals 6 werden bezüg lich der Bewegungsrichtung unterscheidbare rechteckförmige Impulse über die Leitungen 7, 8,9 übertragen.The distance traveled by the brake pedal is determined by three independent sensor modules 2 . Each sensor module independently generates pulses depending on the defined steps of a jointly scanned encoder 1 ( FIGS. 2 and 3). Depending on the direction of movement of the pedal 6 bezüg Lich the direction of movement distinguishable rectangular pulses are transmitted via the lines 7 , 8 , 9 .
Auf dem Chip 14 werden die Impulse kanalweise dekodiert und Zählern 15, 16, 17 übergeben, welche in Abhängigkeit der Be wegungsrichtung aufwärts oder abwärts zählen. Die Zähler speichern dann die jeweils aktuelle Position des Bremspedals und halten diese Information für eine weitere Verarbeitung dutch Mikrorechner 18 bereit. On the chip 14 , the pulses are decoded channel by channel and passed to counters 15 , 16 , 17 , which count up or down depending on the direction of movement. The counters then save the current position of the brake pedal and hold this information ready for further processing by the microcomputer 18 .
Es ist bevorzugt, daß die Komponenten der Empfangseinrich tungen auf einem gemeinsamen Chip 14 integriert sind.It is preferred that the components of the receiving devices are integrated on a common chip 14 .
Ein geringerer Stromverbrauch von Kanal A' kann durch Ausle gung des betreffenden Kanals mit einer geringeren Ortsauflö sung erreicht werden. Zähler 15 zählt dann gröbere Positi onsveränderungen, als die übrigen Zähler 16 und 17.A lower power consumption of channel A 'can be achieved by designing the channel in question with a lower spatial resolution. Counter 15 then counts coarser position changes than the other counters 16 and 17 .
In Fig. 2 ist das Prinzip der Erzeugung der Positionssignale schematisch dargestellt. Mittels eines Bremspedals 6 wird ein magnetischer Encoder 1 über eine Schubstange relativ zur Sensorbaugruppe 2 bewegt.The principle of generating the position signals is shown schematically in FIG . By means of a brake pedal 6 , a magnetic encoder 1 is moved relative to the sensor module 2 via a push rod.
Der in der Sensorbaugruppe zur Umsetzung des magnetischen Signals in ein elektrisches Signal angeordnete Wandler 3 kann beispielsweise nach dem AMR-Prinzip, dem GMR-Prinzip oder dem Hall-Prinzip arbeiten. Die Sensorbaugruppen 2 sind zum Encoder so angeordnet, das jedem Sensormodul entweder eine unterschiedliche Folge von periodisch wechselnden Ma gnetisierungen von verschiedenen Encodern gegenübersteht oder alle Sensormodule die gleiche Folge von periodisch wechselnden Magnetisierungen eines gemeinsamen Encoders ab tasten. Erfindungsgemäß bevorzugt wird ein permanentmagneti scher Encoder mit rohrförmiger Ausbildung eingesetzt. Die Folge wechselnder Magnetisierung wird durch in abwechselnder Richtung magnetisierte Zonen 10 (Nord-/Südpole) erzeugt, die als äquidistante Ringzonen 10 entlang des Rohrmantels verlaufen. Ein Beispiel für eine erfindungsgemäß bevorzugt einsetzbare mechanische Vorrichtung zur Ermittlung des Pe dalwegs mit einem oder mehreren Encodern und Magnetwandlern ist in der Deutschen Patentanmeldung P 100 10 042.2 (Continen tal Teves) beschrieben. Je nach Umfang der Auswertung der Nutzung der vom Encoder erzeugten magnetischen Feldlinien verläufe lassen sich auf an sich bekannte Weise Wegsensoren herstellen, die mittels einer Auswerteelektonik aus dem Ma gnetfeldsignal ein Ausgangssignal mit jeweils unterschiedli cher Ortsauflösung bereitstellen.The converter 3 arranged in the sensor assembly for converting the magnetic signal into an electrical signal can operate, for example, according to the AMR principle, the GMR principle or the Hall principle. The sensor modules 2 are arranged to the encoder so that each sensor module either faces a different sequence of periodically changing magnetizations from different encoders or all sensor modules sample the same sequence of periodically changing magnetizations of a common encoder. According to the invention, a permanent magnetic encoder with a tubular design is preferably used. The sequence of changing magnetization is generated by zones 10 (north / south poles) which are magnetized in an alternating direction and which run as equidistant ring zones 10 along the tube jacket. An example of a mechanical device which can preferably be used according to the invention for determining the pedal path with one or more encoders and magnetic transducers is described in German patent application P 100 10 042.2 (Continen tal Teves). Depending on the extent of the evaluation of the use of the magnetic field lines generated by the encoder, displacement sensors can be produced in a manner known per se, which provide an output signal with different spatial resolution from the magnetic field signal by means of evaluation electronics.
Bei den Wandlerelementen 3 handelt es sich bevorzugt um Sen sorelemente auf Basis von AMR-Brücken mit insbesondere zwei Brückenschaltungen in einem Wandler. Die Wandler 3 sind über vier Leitungen mit einer Signalaufbereitungsschaltung 4 ver bunden. Die Interpolatoreinheit 4 erzeugt zwei um einen Win kel von 90° verschobene Rechtecksignale, die an die Funkti onseinheit 5 übergeben werden. Die Signalaufbereitungsschal tung ist eine geeignete integrierte analoge Signalfolge schaltungen mit Interpolationsnetzwerk, welche die Bewe gungsinformation je nach Bewegungsrichtung über zwei separa te Leitungen bereitstellt. Die elektronische Funktionsein heit 5 erzeugt aus den Rechtecksignalen der Interpolatorein heit 4 eine inkrementale Signalpulsfolge in Abfolge der Ort sinkremente, mit der Besonderheit, daß die zwei Bewegungs richtungen durch Verwendung von zwei unterschiedlichen Si gnalamplituden gekennzeichnet werden. Die Sensorbaugruppen 2 übertragen die Information über die Bewegungsrichtung als Bestandteil des Signals der Ortsinkremente über Leitung 7, wobei 36 und 21 Anschlüsse für die Versorgungsspannung sind und 37 zum Anschluß der Masse vorgesehen ist. Die integrier ten Schaltungen 4, 5 und der Wandler 3 sind in einem gemein samen Gehäuse 39 zusammengefaßt. The transducer elements 3 are preferably sensor elements based on AMR bridges with in particular two bridge circuits in one transducer. The converters 3 are connected via four lines to a signal conditioning circuit 4 . The interpolator unit 4 generates two square wave signals shifted by a angle of 90 °, which are transferred to the function unit 5 . The signal conditioning circuit is a suitable integrated analog signal sequence circuit with an interpolation network, which provides the movement information depending on the direction of movement via two separate lines. The electronic functional unit 5 generates from the square wave signals of the interpolator unit 4 an incremental signal pulse sequence in succession of the location increments, with the special feature that the two directions of movement are characterized by using two different signal amplitudes. The sensor modules 2 transmit the information about the direction of movement as part of the signal of the local increments via line 7 , 36 and 21 being connections for the supply voltage and 37 being provided for connecting the ground. The integrated circuits 4 , 5 and the converter 3 are combined in a common housing 39 .
Im Gegensatz zu Fig. 2, bei der die Sensorbaugruppe 2 so ausgeführt ist, daß der Wandler 3 mit der elektronischen Si gnalaufbereitungsschaltung aus Interpolatoreinheit 4 und Funktionseinheit 5 zu einer gemeinsamen integrierten Schal tung 42 zusammengefaßt sind, ist im Beispiel von Fig. 3 der Wandler 3 und die Interpolatoreinheit 4 in einem gemeinsamen Gehäuse 39' untergebracht. Die Funktionseinheit 5 ist ge trennt von der Anordnung in Gehäuse 39' ausgeführt. Durch die getrennte Anordnung von Funktionseinheit 5 ergeben sich Kostenvorteile, da die in Gehäuse 39' zusammengefaßte Einheit in der gleichen Ausführung auch als Raddrehzahlsen soren für elektronische Bremsanlagen einsetzbar ist.In contrast to Fig. 2, in which the sensor assembly 2 is designed so that the transducer 3 with the electronic signal processing circuit from interpolator unit 4 and functional unit 5 are combined into a common integrated circuit device 42 , in the example of Fig. 3, the converter 3 and the interpolator unit 4 are housed in a common housing 39 '. The functional unit 5 is executed separately from the arrangement in the housing 39 '. The separate arrangement of functional unit 5 results in cost advantages, since the unit combined in housing 39 'in the same embodiment can also be used as wheel speed sensors for electronic brake systems.
In Fig. 4 ist ein Beispiel für ein Signal mit einem Übertra gungsprotokoll zur Übertragung des Positionssignals von ei nem Positionsgeber zu einer Empfangseinrichtung angegeben. Die Bewegung des Encoders in eine erste Richtung 11 (Fig. 2) führt zur Erzeugung von rechteckförmigen Impulsen 12 mit ei ner Amplitude von 4 V. Jeder Impuls entspricht einer Bewe gung des Encoders 1 um eine Zone 10. Bei einer Bewegung in die zweite Richtung 25 werden Rechteckpulse mit einer Ampli tude von 2 V erzeugt. Zwischen den Impulsen liegt zur Erken nung von Sensorfehlern und Leitungsfehlern (z. B. Kabelbruch) eine Offsetspannung von Uoffset = 1 V an, welche mit einer in der Schaltung vorgesehenen Offseteinrichtung erzeugt werden kann. Durch eine Definition der Schnittstelle mit ver gleichsweise hohen Signalpegeln im Bereich einer Spannung von 1 bis 4 V läßt sich die Fehlerempfindlichkeit bei der Signalübertragung reduzieren. In FIG. 4, an example of a signal with a transmission protocol Übertra is specified for transmission of the position signal from egg nem position sensor to a receiving device. The movement of the encoder in a first direction 11 ( FIG. 2) leads to the generation of rectangular pulses 12 with an amplitude of 4 V. Each pulse corresponds to a movement of the encoder 1 around a zone 10 . When moving in the second direction 25 , rectangular pulses with an amplitude of 2 V are generated. Between the pulses there is an offset voltage of U offset = 1 V for the detection of sensor errors and line errors (e.g. cable break), which can be generated with an offset device provided in the circuit. By defining the interface with comparatively high signal levels in the range of a voltage of 1 to 4 V, the sensitivity to errors in signal transmission can be reduced.
Es ist sinnvoll, die Breite der erzeugten Impulse durch die Schaltung in der Weise konstant festzulegen, daß die maximal mögliche Pedalweggeschwindigkeit, welche durch die mechani sche Trägheit der Positionsgebervorrichtung nach oben be grenzt ist, noch zuverlässig übertragen werden kann. Zweck mäßigerweise wird die Impulsbreite so gewählt, daß das Ver hältnis von Impulsbreite zu Impulspausenbreite (Duty-Cycle) bei maximal möglicher Pedalgeschwindigkeit etwa 50% be trägt.It makes sense to use the width of the generated impulses Circuit set in such a way that the maximum possible pedal travel speed, which is determined by the mechani cal inertia of the position sensor device be up is limited, can still be transmitted reliably. purpose moderately the pulse width is chosen so that the Ver Ratio of pulse width to pulse pause width (duty cycle) at the maximum possible pedal speed be about 50% wearing.
In Fig. 5 ist das Blockschaltbild einer integrierten Schal tung 13 eines Positionsgebers und einer integrierten Schal tung 14 für den Empfang der Signale des Positionsgebers dar gestellt. Es ist zweckmäßig, daß die Empfängerschaltung 14 in einem Chip eines elektronischen Bremsensteuergeräts inte griert ist.In Fig. 5, the block diagram of an integrated circuit device 13 of a position transmitter and an integrated circuit device 14 for receiving the signals of the position transmitter is shown. It is expedient that the receiver circuit is grated in a chip of an electronic brake control unit inte fourteenth
Der Positionsgeber 13 umfaßt für jeden Kanal ein Wandlerele ment 3 mit einer magnetoresistiven Brückenschaltung, eine Inkrement-Erzeugungs-Logik 49 sowie eine Leitungstreiberstu fe 50.The position sensor 13 comprises for each channel a Wandlerele element 3 with a magnetoresistive bridge circuit, an increment generation logic 49 and a line driver stage 50 .
Die Impulse des Positionsgebers werden parallel in den Kanä len A, B und C über die Leitungen 7, 8 und 9 an die Empfangs schaltung 14 geleitet. Die Stromversorgung des Positionsge bers erfolgt durch die Empfangseinrichtung, vorzugsweise für jeden Kanal getrennt über eine kanalweise zugeordnete Strom versorgungsleitung 21, 22 und 23. Kanal A des Positionsge bers ist so konzipiert, daß die in diesem Kanal erzeugten Impulse mit einer im Vergleich zu den Kanälen B und C defi niert niedrigeren Ortsaulösung erzeugt werden. Hierzu kann, was erfindungsgemäß bevorzugt ist, ein eigens hierfür vorge sehener Ausgang der Signalaufbereitungsschaltung in der Sen sorbaugruppe mit definiert niedrigerer Auflösung genutzt werden. Hierfür geeignete Wegsensoren mit unterschiedlicher Auflösung sind in der bereits weiter oben erwähnten Deut schen Patentanmeldung P 100 10 042.2 (Continental Teves) be schrieben.The pulses of the position encoder are passed in parallel in channels A, B and C via lines 7 , 8 and 9 to the receiving circuit 14 . The power supply of the position sensor takes place through the receiving device, preferably for each channel separately via a channel-wise assigned power supply line 21 , 22 and 23 . Channel A of the position sensor is designed so that the pulses generated in this channel are generated with a lower loci solution than channels B and C. For this purpose, what is preferred according to the invention, a specially provided output of the signal processing circuit in the sensor module with a defined lower resolution can be used. Suitable displacement sensors with different resolutions are described in German patent application P 100 10 042.2 (Continental Teves) mentioned above.
Kanal A des Positionsgebers ist sowohl im schlafenden, als auch im aktivierten Betriebszustand des Systems aktiv. Die Kanäle B und C werden bei einer Aktivierung durch Kanal A über die Stromversorgung 47 der Empfangsschaltung einge schaltet.Channel A of the position transmitter is active both when the system is asleep and when it is activated. The channels B and C are switched on when activated by channel A via the power supply 47 of the receiving circuit.
In den Kanälen der Empfangsschaltung werden die Signale ein gangsseitig jeweils einer Komparatorstufe 27, 28, 29 zur Un terscheidung der Signalpegel zugeführt.In the channels of the receiving circuit, the signals are supplied on the output side to a comparator stage 27 , 28 , 29 for differentiating the signal levels.
Mittels einer Offseteinrichtung zur Störunterdrückung wird auf die Signalleitungen ggf. gemeinsam mit einer Offsetspan nung ein Offsetstrom mit Leistungstreibern 50 und Stromsen ken 30, 31, 32 aufgeprägt, wobei die Stromsenke in Kanal A' im schlafenden Modus über Schalter 41 abgeschaltet werden kann.By means of an offset device for interference suppression, an offset current with power drivers 50 and current sensors 30 , 31 , 32 is impressed on the signal lines, optionally together with an offset voltage, the current sink in channel A 'being able to be switched off in the sleeping mode via switch 41 .
Im schlafenden Modus, insbesondere wenn die Zündung nicht betätigt wurde und keine Bremspedalbetätigung vorliegt, ist Kanal M der Empfangsschaltung eingeschränkt aktiv. Die wei teren Kanäle B' und C' sind durch Abschalten der Stromzufüh rung deaktiviert. Die Deaktivierung bzw. Aktivierung der Ka näle B und C des Positionsgebers wird über die Stromversor gungsleitungen 22 und 23 durchgeführt.In the sleeping mode, especially if the ignition has not been operated and there is no brake pedal actuation, channel M of the receiving circuit is only active to a limited extent. The further channels B 'and C' are deactivated by switching off the power supply. The deactivation or activation of the channels B and C of the position transmitter is carried out via the power supply lines 22 and 23 .
Mit dem am Ausgang der digitalen Filter 33, 34 und 35 ange ordneten Zähler 15, 16 und 17 wird die Anzahl der über die Leitung detektierten Impulse gezählt, wobei die Zähler je nach Signalart "Vorwärts" (Pulsform 12) oder "Rückwärts" (Pulsform 26) entweder aufwärts oder abwärts gezählt werden.With the at the output of the digital filters 33 , 34 and 35 arranged counters 15 , 16 and 17 , the number of pulses detected via the line is counted, the counters depending on the signal type "forward" (pulse shape 12 ) or "reverse" (pulse shape 26 ) either counted up or down.
Zur Erkennung von Fehlern während der Datenübertragung ist in der Empfangsschaltung eine Fehlererkennungsschaltung 24 angeordnet, die mit den Zählern 15, 16, 17 und dem Mikrorech ner 18 verbunden ist. Eine Fehlerüberwachung kann bevorzugt dadurch erfolgen, daß die Zählerstände auf eine bestimmte höchstzulässige Differenz von beispielsweise einigen Bits überwacht werden. In einer Ausführungsform mit 3 oder mehre ren Kanälen kann der Kanal mit einem gegenüber den übrigen Kanälen abweichendem Zählerstand von der Positionsbestimmung ausgeschlossen werden. Durch die Auslegung mit mindestens zwei hochauflösenden Kanälen bleibt bei einem derartigen Fehler vorteilhafterweise immer - unter der Vorraussetzung, daß kein seltener Doppelfehler vorliegt - mindestens ein hochauflösender Kanal zur Verfügung.To detect errors during data transmission, an error detection circuit 24 is arranged in the receiving circuit, which is connected to the counters 15 , 16 , 17 and the microcomputer 18 . Fault monitoring can preferably be carried out by monitoring the counter readings for a certain maximum permissible difference of, for example, a few bits. In an embodiment with 3 or more channels, the channel with a counter reading that differs from the other channels can be excluded from the position determination. Due to the design with at least two high-resolution channels, at least one high-resolution channel is advantageously always available in the event of such an error, provided that there is no rare double error.
Die Fehlererkennungsschaltung ist zusätzlich vorzugsweise mit einer Unter- und Überspannungserkennung ausgestattet. Hierdurch lassen sich Fehler, wie Kabelbruch, defekte Trei berstufe im Sensor, etc., die zu einer Unterspannung führen können und Fehler, wie Kurzschlüsse gegen die Batterie oder die Versorgungsspannung etc. die zu einer Überspannung füh ren können, erkennen.The error detection circuit is additionally preferred equipped with undervoltage and overvoltage detection. This allows errors such as cable breaks and faulty Trei Level in the sensor, etc., which lead to undervoltage can and errors, such as short circuits against the battery or the supply voltage etc. which lead to an overvoltage can recognize.
Zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Signalstörun gen wird das Bezugspotential in jedem Kanal parallel zu den Signalleitungen über eine nichtgezeichnete zusätzliche Lei tung zur Empfangsschaltung geführt. Da sich in diesem Fall eingekoppelte Störungen im wesentlichen gleichermaßen auf die Leitungen für das Bezugspotential und das Signal auftei len (Gleichtaktstörungen), können diese in der Eingangsstufe der Empfangsschaltung mittels einer jeweils pro Kanal vorge sehenen differentiellen Eingangsstufe 43, 44, 45 herausgefil tert werden.To reduce the sensitivity to signal interference, the reference potential in each channel is routed in parallel to the signal lines via an additional line (not shown) to the receiving circuit. Since in this case coupled interference essentially equally on the lines for the reference potential and the signal auftei len (common mode interference), these can be filtered out in the input stage of the receiving circuit by means of a differential input stage 43 , 44 , 45 provided for each channel.
Im schlafenden Modus ist der Eingangskomparator 27, das di gitale Filter 33, der Zähler 15 und die Weckeinrichtung 46 angeschaltet. Zur Umschaltung der Eingangsschaltung vom schlafenden Modus in den voll aktivierten Betriebsmodus (wa ke-up), bei dem insbesondere die Stromquelle des Wake-Up Ka nals, die Fehlererkennungsschaltung 24 und der Mikrorechner 18 eingeschaltet sind, wird in Kanal A das Eingangssignal durch die Weckeinrichtung 46 auf einen Signalimpuls über wacht. Kanal A ist dazu in beiden Betriebszuständen mit der Stromversorgung 47 verbunden. Eine niedrige Stromaufnahme wird erzielt durch eine verlangsamte Taktung des digitalen Eingangsfilters 33.In the sleeping mode, the input comparator 27 , the digital filter 33 , the counter 15 and the alarm device 46 are switched on. To switch the input circuit from the sleeping mode to the fully activated operating mode (wa ke-up), in which in particular the current source of the wake-up channel, the error detection circuit 24 and the microcomputer 18 are switched on, the input signal is switched on in channel A by the alarm device 46 monitors for a signal pulse. For this purpose, channel A is connected to the power supply 47 in both operating states. Low power consumption is achieved by slowing the clocking of the digital input filter 33 .
Es ist aber auch möglich, die Schaltung so auszulegen, daß im schlafenden Modus das digitale Filter ausgeschaltet ist. Dies ist dann aus Gründen der Einfachheit zu bevorzugen, wenn die Anschaltverzögerung des digitalen Filters so gering ist, daß die restliche verbleibende Zeit zur Erkennung eines gerade empfangenen Signalimpulses, bei der das digitale Fil ter läuft, genügt, einen Impuls von einem Störsignal zu un terscheiden. Für diese Ausführungsform ist es besonders zweckmäßig, wenn die weiter oben beschriebene zweistufige Weckschaltung eingesetzt wird.But it is also possible to design the circuit so that the digital filter is switched off in sleeping mode. This is preferred for reasons of simplicity, if the on-delay of the digital filter is so low is that the remaining time to recognize a just received signal pulse at which the digital fil ter is running, it is enough to un a pulse of an interference signal differ. It is special for this embodiment expedient if the two-stage described above Alarm clock is used.
Bei dem erstgenannten Ausführungsbeispiel mit Frequenzum schaltung des digitalen Filters ergibt sich durch die ver ringerte Taktung im schlafenden Betrieb eine deutlich ver ringerte Ortsauflösung. Diese ist jedoch zur Erkennung eines Ereignisses noch ausreichend. Der oder die weiteren Kanäle B' und C' besitzen aufgrund der höheren Taktung der Digital filter 34 und 35 eine höhere Ortsauflösung, diese sind je doch nur im aktivierten Betriebsmodus aktiv. Wird durch die Weckeinrichtung 46 ein zum Wecken zulässiges Signal erkannt, werden die hochauflösenden Kanäle durch Einschalten der für die Kanäle vorgesehenen Stromquellenkanäle 48 in der Strom versorgung 47 aktiviert. Zusätzlich zur Aktivierung der Ka näle B' und C' wird auch die Stromquelle von Kanal A' einge schaltet. Durch die Weckeinrichtung wird besonders bevorzugt auch zusätzlich das Steuergerät für die Bremsanlage akti viert.In the first-mentioned embodiment with frequency switching of the digital filter, the reduced clocking in sleeping mode results in a significantly reduced spatial resolution. However, this is still sufficient to detect an event. The one or more channels B 'and C' have a higher spatial resolution due to the higher timing of the digital filters 34 and 35 , but these are only active in the activated operating mode. If the alarm device 46 detects a signal that is permissible for waking, the high-resolution channels are activated by switching on the power source channels 48 provided for the channels in the power supply 47 . In addition to activating channels B 'and C', the power source of channel A 'is also switched on. The alarm device is particularly preferably also activated the control unit for the brake system.
Die Empfangsschaltung umfaßt weiterhin ein mit den Zählern 15, 16 und 17 verbundenes Schaltungsmodul zur Ermittlung der Pedalbeschleunigung in Echtzeit (Timer-Input-Capture), wel ches vom Mikrorechner 18 ausgelesen werden kann.The receiving circuit further comprises a circuit module connected to the counters 15 , 16 and 17 for determining the pedal acceleration in real time (timer input capture), which can be read out by the microcomputer 18 .
Ein gültiges Wecksignal, welches die Weckeinrichtung zum Ak tivieren der Kanäle B' und C' veranlaßt hat, kann aufgrund des Zeitbedarfs des Aktivierungsvorgangs nicht mehr voll ständig in den Kanälen B' und C' verarbeitet werden. Hier durch ergibt sich in den Zählern der Kanäle B' und C eine Unschärfe bezüglich der Ausgangsposition des Bremspedals. Diese ist allerdings nicht größer, als die Ortsauflösung der Impulserkennung in Kanal A, A'.A valid wake-up signal, which the wake-up device to the Ak tivieren the channels B 'and C' may have due of the activation process is no longer full are constantly processed in channels B 'and C'. here by results in a in the counters of channels B 'and C. Uncertainty regarding the starting position of the brake pedal. However, this is not greater than the spatial resolution the pulse detection in channel A, A '.
Eine im Vergleich zu dem in der Fig. 5 dargestellten System mit drei Kanälen kostengünstigere Ausführungsform stellt das hier beschriebene System mit lediglich zwei Kanälen dar. Bei diesem System ist ein erster Kanal als niedrigauflösender Kanal mit Weckeinrichtung konzipiert und ein zweiter Kanal als ein im schlafenden Betrieb ausgeschalteter hochauflösen der Kanal, der vom ersten Kanal geweckt werden kann. Im Zweikanalsystem ist ebenfalls eine Fehlerüberwachung mög lich, allerdings beschränkt sich diese bei einem Vergleich der Positionszählerstände auf die dem niedrigauflösenden Zähler im ersten Kanal vorhandenen Bits. Ein Fehler wird dementsprechend später erkannt, als bei einem System mit 3 oder mehreren Kanälen. Tritt eine Differenz der Zählerstände im hier beschriebenen Zweikanalsystem auf, wird das Bremssy stem - falls es sich um eine elektrohydraulische Bremse han delt - auf den hydraulischen Notbremsbetrieb umgeschaltet. Es ist auch möglich, z. B. bei Einsatz des Systems in Brems systemen ohne hydraulischen Notbremsbetrieb, einen Notbe trieb ohne Redundanz mit nur einem Sensor aufrechtzuerhal ten. Ein entsprechender Notbetrieb ist auch mit einem aus schließlich korrekt arbeitendem niedrigauflösenden Kanal möglich, allerdings ist dann eine Anforderung der Bremswir kung nur in vergleichsweise groben Stufen möglich.The system described here with only two channels represents a more economical embodiment in comparison to the system with three channels shown in FIG high-resolution switched off the channel that can be awakened by the first channel. In the two-channel system, error monitoring is also possible, but this is limited when comparing the position counter readings to the bits available to the low-resolution counter in the first channel. Accordingly, an error is detected later than in a system with 3 or more channels. If there is a difference in the meter readings in the two-channel system described here, the brake system - if it is an electro-hydraulic brake - is switched to hydraulic emergency braking mode. It is also possible e.g. B. when using the system in brake systems without hydraulic emergency braking operation, an emergency operation without redundancy with only one sensor to maintain. A corresponding emergency operation is also possible with an exclusively correctly working low-resolution channel, but then a requirement of the braking effect is only in comparatively rough levels possible.
In Fig. 6 ist die zeitliche Abfolge der Signale in der Emp fangsschaltung von Fig. 5 dargestellt, die nach dem Eintref fen eines gültigen Weckimpulses 51 in Kanal A' erzeugt wer den. Bei einer weiteren Bewegung des Pedalgebers folgen auf der Signalleitung von Kanal A' weitere Impulse 52 und 53. Der dem Kanal A' zugeordnete Zähler 15 (Fig. 5) ist dauer haft eingeschaltet, so daß dieser die aktuelle Position des Bremspedals in der geringeren Ortsauflösung wiedergibt. Nach einem Weckimpuls in Kanal A oder einem externen Wecksignal wird die Empfangsschaltung aus dem schlafenden in den akti ven Modus über das auf "high"-Setzen des Wecksignals 54 übergeführt. Signal 54 aktiviert die Spannungsversorgung auf der Empfangsschaltung und des Steuergeräts. Nach drei auf einander folgenden Abtastzyklen 58 im digitalen Filter 33 (Fig. 5) wird der Puls 51 als gültiges Wecksignal erkannt. Sobald die Spannungsversorgung nach einer Zeitspanne 55 be reit ist, wird das RESET-Signal 56 von "high" auf "low" ge setzt. Mittels dieses Signals wird der Takt der Abtastung in Filter 33 von 6 kHz auf 300 kHz erhöht. Diese Frequenzerhö hung wird durch einen Übergang auf "high" mittels Signal 57 angezeigt. Die Impulse 60 in den Kanälen B' und C' sind schmaler, da diese Kanäle eine höhere Auflösung als Kanal A' besitzen. Danach wird der Wert aus dem Zähler 15 von Kanal A' in die entsprechenden höherwertigen Bits (MSBs) der Zäh ler 16, 17 in den Kanälen B' und C' eingetragen. Nach der Übertragung der Zählerstände dürfen die Zähler 16, 17 nicht sofort zu zählen beginnen, via sich das Bremspedal durch die Filterzeit an einer auflösungsbedingt unbestimmten Position zwischen zwei Ortsmarken des Zählers 13 befindet. Aufgrund der Tatsache, daß die Position des Bremspedals nur zu dem Zeitpunkt genau bestimmt ist, an dem eine Pulsflanke von Zähler 15 vorliegt, werden die Zähler 16 und 17 erst gestar tet, wenn eine RESET-Flanke auf Signal 55 erfolgt ist und in Kanal A' eine Flanke eines auf den Weckimpuls 51 folgenden Impulses 52 registriert wird.In Fig. 6, the temporal sequence of the signals in the receiving circuit of Fig. 5 is shown, which is generated after the arrival of a valid wake-up pulse 51 in channel A '. With further movement of the pedal transmitter, further pulses 52 and 53 follow on the signal line from channel A '. The counter 15 assigned to channel A '( FIG. 5) is permanently switched on, so that it reflects the current position of the brake pedal in the lower spatial resolution. After a wake-up pulse in channel A or an external wake-up signal, the receiving circuit is switched from sleeping to active mode by setting the wake-up signal 54 to "high". Signal 54 activates the voltage supply on the receiving circuit and the control unit. After three successive sampling cycles 58 in the digital filter 33 ( FIG. 5), the pulse 51 is recognized as a valid wake-up signal. As soon as the voltage supply is ready after a period 55 , the RESET signal 56 is set from "high" to "low". With this signal, the sampling rate in filter 33 is increased from 6 kHz to 300 kHz. This frequency increase is indicated by a transition to "high" by means of signal 57 . The pulses 60 in channels B 'and C' are narrower because these channels have a higher resolution than channel A '. Then the value from the counter 15 of channel A 'is entered in the corresponding high-order bits (MSBs) of the counters 16 , 17 in channels B' and C '. After the transfer of the counter readings, the counters 16 , 17 must not begin to count immediately, via the brake pedal being located at an undetermined position between two placemarks of the counter 13 due to the filter time. Due to the fact that the position of the brake pedal is only precisely determined at the time at which a pulse edge from counter 15 is present, counters 16 and 17 are only started when a RESET edge on signal 55 has occurred and in channel A. an edge of a pulse 52 following the wake-up pulse 51 is registered.
Wie bereits weiter oben erläutert, führt der niedrigere Takt des Filters in Kanal A' im schlafenden Modus zu einem ver ringerten Stromverbrauch. Eine Erkennung eines Weckimpulses ist mit dem niedrigen Takt möglich, da die Pulse und Pausen zeiten der vom Positionsgeber in Kanal A erzeugten Signale länger sind, als in den Kanälen B' und C'. Im Betrieb bei voll aktiviertem Empfangsgerät muß jedoch der Takt der Ab tastfrequenz in Kanal A' auf den Takt der Kanäle B' und C angehoben werden, so daß keine Laufzeitunterschiede bei der Triggerung der Zähler auftreten, welche zu unterschiedlichen Zählerständen führen würden.As already explained above, the lower clock leads the filter in channel A 'in sleeping mode to a ver reduced power consumption. A detection of a wake-up pulse is possible with the low clock because of the pulses and pauses times of the signals generated by the position transmitter in channel A. are longer than in channels B 'and C'. In operation at fully activated receiving device, however, the clock of the Ab Scanning frequency in channel A 'to the clock of channels B' and C be raised so that no runtime differences in the Triggering of the counters occur which are too different Counter readings would lead.
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