DE102011077813A1

DE102011077813A1 - Schaltungsanordnung zur Signalüberwachung von Ausgangssignalen eines Kraftfahrzeugsensors und deren Verwendung

Info

Publication number: DE102011077813A1
Application number: DE102011077813A
Authority: DE
Inventors: René Trapp
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Schaltungsanordnung zur Signalhubüberwachung eines zugeführten Signals, insbesondere innerhalb einer Sensoreingangsschaltung eines Kraftfahrzeugsteuergeräts, wobei diese einen Detektor für lokale Maxima (1), welcher ein Eingangssignal auf lokale Maxima untersucht und diesen Wert (11) bis zum Vorliegen eines neuen lokalen Maximums speichert, einen Detektor für lokale Minima (2), welcher ein Eingangssignal auf lokale Minima untersucht und diesen Wert (12) bis zum Vorliegen eines neuen lokalen Minimums speichert, sowie einen Subtrahierer (3) umfasst, welcher das lokale Minimum (11) vom lokalen Maximum (12) subtrahiert und dadurch den Signalhub (4) errechnet.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der obigen Schaltungsanordnung zur Überwachung von Ausgangssignalen eines Kraftfahrzeugsensors.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Signalhubüberwachung eines zugeführten Signals gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie deren Verwendung gemäß Anspruch 7.
Heute gängige Kraftfahrzeugraddrehzahlsensoren für elektronische Bremsregelungssysteme (ABS, ESC) sind häufig sogenannte Aktivsensoren, welche das erfasste Raddrehzahlsignal in Form von Stromimpulsen an das Steuergerät des Bremsregelungssystems überträgt. Die Stromübertragung hat den Vorteil, dass sie hinsichtlich den in Kraftfahrzeugen vorherrschenden schwierigen Umweltbedingungen besonders betriebssicher ist. Der Pegel des Ausgangssignals des Raddrehzahlsensors kann sich z.B. durch hohe Leitungswiderstände, die durch Alterungseffekte auf Grund von Korrosion herrühren, oder Bordnetzschwankungen verändern. Im Bremsensteuergerät sind zur Auswertung der Impulssignale des Sensors häufig mehrere Erkennungsschwellen vorgesehen, mit denen durch Auswertung der Schwellenüberschreitung oder – unterschreitung detektiert wird, ob ein Impuls vorliegt. Die Anzahl der Schwellen ist so gewählt, dass in einem gewissen Toleranzband auch bei Signalschwankungen eine Impulserfassung möglich ist. Liegt bei einem Impuls der Signalpegel aber noch unterhalb der tiefsten, noch zur Erkennung eines Impulses im Steuergerät vorgegebenen Schwelle, so ist keine Impulserkennung möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Auswerteschaltung in einem Kraftfahrzeugsteuergerät dahingehend zu verbessern, dass auch bei einer an sich noch ausreichenden Sensorsignalqualität eine Erfassung von Impulsen auch dann möglich ist, wenn der Absolutpegel des Signals für die Impulserkennung zu niedrig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung erkennt vorteilhafterweise den Signalhub und legt die Erkennungsschwellen in Abhängigkeit von den erkannten Extremwerten des ausgewerteten Signals fest. Hierdurch können Sensorsignale auch dann noch ausgewertet werden, wenn sich das Signal toleranzbedingt oder korrosionsbedingt so weit abgeschwächt hat, dass eine Erkennung mit den üblicherweise vorgesehenen festen Schwellen nicht mehr möglich ist. Hierdurch ergeben sich speziell in einem Kraftfahrzeugsteuergerät erheblich Vorteile hinsichtlich der Sensorsignalverfügbarkeit.
Vorzugsweise wird durch die Schaltungsanordnung das Signal auf lokale Maxima und lokale Minima hin untersucht. Aus den lokalen Maxima und lokalen Minima wird der aktuelle Signalhub als Differenzsignal errechnet. Optionale Komparatoren erlauben die Erfassung zu großen oder zu geringen Signalhubes. Dies kann zur Fehlersignalisierung verwendet werden.
Parallel dazu – aber nicht zwingend – kann der Signalhub verwendet werden um Detektionsschwellen abzuleiten oder nachzuführen.
Prinzipiell ist die Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit analoger oder digitaler Schaltungstechnik möglich. Eine digitale Umsetzung des Konzeptes erscheint vorteilhaft.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
Es zeigt
1 ein Prinzipschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Sensorsignals.
Die erfindungsgemäße Signalhubüberwachung umfasst einen Detektor für lokale Maxima 1, welcher ein Eingangssignal auf lokale Maxima untersucht und diesen Wert 11 bis zum Vorliegen eines neuen lokalen Maximums speichert, einen Detektor für lokale Minima 2, welcher ein Eingangssignal auf lokale Minima untersucht und diesen Wert 12 bis zum Vorliegen eines neuen lokalen Minimums speichert, einen Subtrahierer 3, welcher das lokale Minimum vom lokalen Maximum subtrahiert und dadurch den Signalhub 4 errechnet, optional einen Komparator 5, welcher bei überschreiten eines maximalen Signalhubs 4 einen optionalen Statusausgang 7 schaltet, einen optionalen Komparator 6, welcher bei unterschreiten eines minimalen Signalhubs 4 einen optionalen Statusausgang 8 schaltet, und eine optionale logische Verknüpfung, welche die beiden optionalen Statusausgänge 7 und 8 zu einem optionalen kombinierten Signal 9 zusammenfasst.
Die Statusausgänge 7 bis 9 geben an, ob der oder die durch den/die Grenzwertkomparator/en vorgegebene Grenzwert/e überschritten wurde/n. In diesem Fall können geeignete Überwachungs- oder Abhilfemaßnahmen getroffen werden.
Zusätzlich umfasst die Schaltungsanordnung einen Schwellenwertschalter 10. Diesem wird das Signal der Minimabildung 11 und der Maximabildung 12 zugeführt sowie das Eingangssignal S(t) selbst. Schwellenwertschalter 10 bildet damit aus dem Wert für das lokale Minima 11 und das lokale Maxima 12 eine Schaltschwelle, welche mit dem Eingangssignal verglichen wird. Je nach Schaltzustand wird an Statusausgang 13 ein Signal erzeugt (Signal S(t) „An“ und „Aus“).
Der Schwellenwertschalter 10 kann mehrfach vorhanden sein, um entsprechend mehrere Statusausgänge zu erzeugen. Ebenso kann ein Schwellenwertschalter mehrere Statusausgänge erzeugen.
Prinzipiell ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit leichten Abänderungen auch zur Auswertung von Sensorsignalen bei Sensoren mit mehreren Signalpegeln nutzbar. Zum Beispiel zur Auswertung von Signalen von Raddrehzahlsensoren, bei denen eine geringere Amplitude aufweisende Zusatzinformationen zwischen den Signalen übertragen werden, die die eigentliche Raddrehzahlinformation übertragen. Hierzu können nach einer beonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen zusätzliche Schaltschwellen eingefügt werden. Pro Schaltschwelle ist dann der Schaltungsteil 10 einmal einzusetzen und/oder es kann der Schwellenwertschalter 10 mit mehreren Ausgängen ausgelegt werden.

Claims

Schaltungsanordnung zur Signalhubüberwachung eines zugeführten Signals, insbesondere innerhalb einer Sensoreingangsschaltung eines Kraftfahrzeugsteuergeräts, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Detektor für lokale Maxima (1), welcher ein Eingangssignal auf lokale Maxima untersucht und diesen Wert (11) bis zum Vorliegen eines neuen lokalen Maximums speichert, einen Detektor für lokale Minima (2), welcher ein Eingangssignal auf lokale Minima untersucht und diesen Wert (12) bis zum Vorliegen eines neuen lokalen Minimums speichert, sowie einen Subtrahierer (3) umfasst, welcher das lokale Minimum (11) vom lokalen Maximum (12) subtrahiert und dadurch den Signalhub (4) errechnet.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Komparator (5) vorgesehen ist, welcher bei Überschreiten eines maximalen Signalhubs (4) einen optionalen Statusausgang (7) schaltet.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Komparator (6) vorgesehen ist, welcher bei Unterschreiten eines minimalen Signalhubs (4) einen optionalen Statusausgang (8) schaltet.
Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine logische Verknüpfung vorgesehen ist, welche die Statusausgänge (7, 8) des ersten (5) und des weiteren Komparators (6) zu einem kombinierten Signal (9) zusammenfasst.
Schaltungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bestandteil eines Kraftfahrzeugbremsensteuergeräts ist.
Schaltungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwellenwertschalter (10) vorgesehen ist, welcher aus den lokalen Minima (11) und Maxima (12) mindestens eine Schaltschwelle bildet, diese gegen das Eingangssignal vergleicht und mindestens einen optionalen Statusausgang (13) erzeugt.
Verwendung der Schaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Überwachung von Ausgangssignalen eines Kraftfahrzeugsensors, insbesondere eines Raddrehzahlsensors oder eines Gierratensensors oder ein Beschleunigungssensors oder ein Drucksensors oder eines Kurbelwellendrehzahlsensors.
Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal, das der Signalhubüberwachung zugeführt wird, ein pulscodiertes Analogsignal ist, wobei das Analogsignal insbesondere ein Stromsignal ist.
Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfahrzeugsensor einen aktiven Schaltungsteil umfasst, welcher die dem Sensor zugeführte Spannung zum Zwecke der Bereitstellung eines Sensorausgangssignals strommoduliert.