CN113246875A - 系统、机动车辆 - Google Patents

Abstract

一种系统（2），其带有一具有壳体（4）的控制器（3），在该壳体中布置了所述控制器（3）的至少一个计算单元（5、6），带有一布置在所述壳体（4）之外的电的地线接头（13），带有第一接地线（19），通过该第一接地线使得所述控制器（3）与所述地线接头（13）电连接，带有第二接地线（20），通过该第二接地线使得所述控制器（3）与所述地线接头（13）电连接，并且带有一传感器装置（21），其被构造用于：对于流动通过所述第一接地线（19）的第一接地电流以及流动通过所述第二接地线（20）的第二接地电流进行监视。设置了：用于监视所述第一接地电流和第二接地电流的所述传感器装置（21）具有XMR‑传感器（22）。

Description

系统、机动车辆

技术领域

本发明涉及一种系统，其带有一具有壳体的控制器，在该壳体中布置了所述控制器的至少一个计算单元，带有一布置在所述壳体之外的电的地线接头，带有第一接地线，通过该第一接地线使得所述控制器与所述地线接头电连接，带有第二接地线，通过该第二接地线使得所述控制器与所述地线接头电连接，并且带有一传感器装置，其被构造用于：对于流动通过所述第一接地线的第一接地电流以及流动通过所述第二接地线的第二接地电流进行监视。

本发明此外涉及一种带有这种系统的机动车辆。

背景技术

控制器例如被装入机动车辆中，以便执行用来控制机动车辆的一个或多个控制过程。为此，控制器通常具有至少一个布置在该控制器的壳体中的计算单元。为了电流的导出，所述控制器通常与布置在所述壳体之外的电的地线接头电连接。

例如公开文献WO 2017 008 057 A1公开了一种通过两个冗余的接地线与地线接头电连接的控制器。存在第一接地线，通过该第一接地线使得所述控制器与地线接头电连接；并且存在第二接地线，通过该第二接地线使得所述控制器与地线接头电连接。电流因此被特别可靠地导出。为了监视所述接地线，就将传感器装置分配给该接地线，该传感器装置被构造用于：对于流动通过所述第一接地线的第一接地电流以及流动通过所述第二接地线的第二接地电流进行监视。所述控制器、地线接头、接地线以及传感器装置共同形成了开始时所提到的种类的系统。通过监视所述接地电流能够例如确定是否存在所述接地线的故障、如例如所述接地线之一的接地中断中断（Masseabriss）。

从所述公开文献WO 2017 008 057 A1中已知的传感器装置具有多个分路组件以及多个比较仪，用来监视所述接地电流。

发明内容

带有权利要求1特征的根据本发明的系统具有下述优点：所述控制器能够被节省结构空间地构造。根据本发明，为此设置了：用于监视所述第一接地电流和第二接地电流的所述传感器装置具有XMR-传感器。存在一种XMR-传感器，其被构造用于监视所述第一接地电流和第二接地电流。所述传感器装置因此被紧凑地并且节省位置地被构造。尤其不需要通常占去较大的结构空间的、用于构造所述传感器装置的比较仪。所述传感器装置优选地被无比较仪地构造。XMR-传感器可以被理解为下述传感器，该传感器具有至少一个磁阻式电阻元件作为传感器元件（磁阻式电阻元件是指其电阻被在该电阻元件的区域中的磁场所影响的电阻元件）。所述XMR-传感器优选地具有多个这种的磁阻式电阻元件。所述第一接地电流的变化引起一围绕该第一接地线的第一磁场的变化。所述第二接地电流的变化相应地引起一围绕该第二接地线的第二磁场的变化。为了监视所述接地电流，所述XMR-传感器就与所述接地线邻近地如此来布置：使得所述第一磁场的变化和/或所述第二磁场的变化影响所述磁阻式电阻元件的阻值。所述阻值间接地被所述接地电流的变化所影响。所述XMR-传感器利用磁阻效应来监视所述接地电流，例如利用异向磁阻效应（anisotropenmagnetoresistiven Effekt（AMR-Effekt））、巨磁阻效应（gigantischenmagnetoresistiven Effekt（GMR-Effekt））、超巨磁阻效应（kolossalenmagnetoresistiven Effekt （CMR-Effekt））、隧穿磁阻效应（tunnelresistiven Effekt（TMR-Effekt） ）或平面霍尔效应（planaren Hall-Effekt）。所述接地线优选地与所述控制器的星形接地点电连接。所述接地线因此相互并联地与所述星形接地点相连接，并且相互并联地与布置在所述壳体之外的地线接头相连接。就这方面来说，所述接地线总体地相互并联连接，以便将所述控制器冗余地与地线接头连接起来。因为所述地线接头被布置在壳体之外，所以所述接地线也至少部分地延伸到所述壳体之外。所述第一接地线的电阻值优选地至少基本上对应于所述第二接地线的电阻值，从而使得所述接地电流至少在不存在所述接地线的故障的情况下具有相同的电流值。关于所述接地电流的流动方向，假定该接地电流从所述控制器流向所述地线接头。

根据优选的实施方式设置了：所述XMR-传感器具有一带有第一磁阻式电阻元件、第二磁阻式电阻元件、第三磁阻式电阻元件以及第四磁阻式电阻元件的测量电桥。由此可以实现：均匀的杂散磁场（homogene Fremdmagnetfelder）（杂散磁场即不被所述接地电流的变化所影响的磁场）不妨碍对于所述接地电流进行监视。由此实现了所述接地电流的特别精确的监视。所述测量电桥优选地被构造为惠斯登电桥（Wheatstone-Brücke）。所述电阻元件优选地分别被构造为自旋阀型（Spin-Valve-Typ）的电阻元件。为此，所述电阻元件优选地分别具有至少一个由软磁的材料制成的位置（Lage）以及至少一个由硬磁的材料制成的位置。

所述电阻元件优选地被相同地构造。所述电阻元件在不存在作用在电阻元件上的磁场时具有相同的电阻。由此使得通过所述XMR-传感器所探测的测量数据的软件技术的评估得以简化。

根据优选的实施方式设置了：所述测量电桥具有第一导体和第二导体，其中，所述导体相互并联地与所述测量电桥的入口电连接，并且相互并联地与所述测量电桥的出口电连接，其中，所述第一导体与所述入口邻近地具有所述第一电阻元件，并且与所述出口邻近地具有所述第三电阻元件，并且其中，所述第二导体与所述入口邻近地具有所述第二电阻元件，并且与所述出口邻近地具有所述第四电阻元件。所述入口可以被理解为所述测量电桥的部分，通过该部分使得该测量电桥与供电导线电连接。所述出口可以被理解为所述测量电桥的部分，通过该部分使得该测量电桥与接地点电连接。在所述入口与出口之间的势差（Potentialdifferenz）被称为供电电压。

所述系统优选地具有一评估单元，其被构造用于探测所述测量电桥的电桥电压，并且根据所述电桥电压来确定所述第一接地线和/或第二接地线是否具有一接地中断。如果存在所述接地线之一的接地中断，那么所述控制器和地线接头就不再通过所涉及的接地线电连接，从而使得接地电流不能流动通过所述接地线。那么所述控制器就不再冗余地与所述地线接头相连接。在此状态中限制了电流的导出，并且所述控制器不应该被用于控制过程的执行。判断是否存在接地中断因此对于控制过程的可靠的执行是特别重要的。在一方面所述第一导体的、位于所述第一电阻元件与第三电阻元件之间的第一部分与另一方面所述第二导体的、位于所述第二电阻元件与第四电阻元件之间的第二部分之间的势差在此被称为电桥电压。所述第一部分优选地通过第一信号导线与所述评估单元的第一模数转换器相连接。所述第二部分优选地通过第二信号导线与所述评估单元的第二模数转换器相连接。

根据优选的实施方式设置了：所述第一电阻元件和第四电阻元件与所述第一接地线如此邻近地布置：使得所述第一电阻元件的阻值以及第四电阻元件的阻值被所述第一接地电流的变化所影响；并且所述第二电阻元件和第三电阻元件与所述第二接地线如此邻近地来布置：使得所述第二电阻元件的阻值以及第三电阻元件的阻值被所述第二接地电流的变化所影响。所述第一电阻元件和第四电阻元件被分配给所述第一接地线。所述第二电阻元件和第三电阻元件被分配给所述第二接地线。优选地，所述第一电阻元件的阻值以及第四电阻元件的阻值只被所述第一接地电流的变化所影响，并且不被所述第二接地电流的变化所影响。优选地，所述第二电阻元件的阻值以及第三电阻元件的阻值只被所述第二接地电流的变化所影响，并且不被所述第一接地电流的变化所影响。

根据优选的实施方式设置了：所述第一电阻元件和第四电阻元件如此被构造：使得所述第一接地电流的变化同等程度影响所述第一电阻元件的以及第四电阻元件的阻值；并且所述第二电阻元件和第三电阻元件如此被构造：使得所述第二接地电流的变化同等程度影响所述第二电阻元件的以及第三电阻元件的阻值。以所述第一电阻元件和第四电阻元件为例，这意味着：两个电阻元件要么如此被构造：使得所述第一接地电流的升高导致所述电阻元件的阻值升高；要么如此被构造：使得所述第一接地电流的升高导致所述电阻元件的阻值降低。这优选地通过所述电阻元件的软磁的和硬磁的位置的合适的定位来实现。通过传感器单元这样的构造方案能够特别容易地确定是否存在所述接地线之一的接地中断。如果不存在接地中断，那么所述电桥电压的电压值至少基本上对应于期望的正常电压值。然而如果所述电桥电压的电压值与所述正常电压值的偏差大于所预先给定的电压阈值，那么所述评估单元就确定了存在所述接地线之一的接地中断。根据所述电桥电压的电压值是否未超出或超出了所述正常电压值，所述评估单元就确定了所述接地线中的哪一个受所接地中断影响。

所述XMR-传感器优选地被集成到所述控制器中。所述XMR-传感器被布置在所述控制器的壳体之内。所述XMR-传感器由此通过所述壳体来保护。

根据优选的实施方式设置了：所述XMR-传感器被无磁流集中器地（flusskonzentratorfrei）构造。所述传感器装置所需要的结构空间由此得以进一步减少。

所述XMR-传感器优选地被构造为GMR-传感器或者被构造为TMR-传感器。通过所述XMR-传感器这样的构造方案非常清楚地表现了所述电阻元件的阻值的变化。因此没有必要在所述导体与模数转换器之间设置放大器。此外可以替代的是，所述XMR-传感器优选地被构造为AMR-传感器、CMR-传感器或EMR-传感器。

根据本发明的机动车辆利用权利要求11的特征通过根据本发明的系统来突出特征。由此也得出了已提到的优点。另外的优选的特征以及特征组合从之前的描述中以及从权利要求中得出。所述控制器特别优选地被构造用于全自动地控制所述机动车辆的作为控制过程的停放过程。所述地线接头优选地涉及所述机动车辆的车身接地的地线接头，或者涉及所述机动车辆的电的能量存储器的电池接地的地线接头。

附图说明

接下来借助于附图来进一步地说明本发明。其中：

图1示出了带有一系统的机动车辆；并且

图2示出了所述系统的传感器装置的详细视图。

具体实施方式

图1以简化的图示示出了带有一系统2的机动车辆1。所述系统2具有一控制器3。该控制器3具有一壳体4，多个计算单元5、6被布置在该壳体中。所述计算单元5和6分别具有至少一个电路。

所述计算单元5涉及所述控制器3的主计算单元。该计算单元5被构造用于全自动地执行所述机动车辆1的作为控制过程的停放过程。为此，所述计算单元5在信号技术上与所述机动车辆1的环境传感装置、该机动车辆1的转向系统、该机动车辆1的驱动装置以及该机动车辆1的制动装置相连接，并且被构造用于：根据借助于所述环境传感装置所探测的环境数据来操控所述转向系统、驱动装置以及制动装置。

所述系统2具有电的能量存储器7。所述能量存储器7被布置在所述壳体4之外。所述能量存储器7的正极8通过导线9与所述控制器3的供电触点10电连接。为了给所述计算单元5和6供应电能，该计算单元5和6通过导线11或者导线12与所述供电触点10电连接。

所述计算单元5和6此外分别与所述控制器3的接地点14或者15电连接。所述接地点15和14与所述控制器3的星形接地点（Sternmasse）16电连接。所述星形接地点16被布置在所述控制器3的壳体6之内。

所述系统2此外具有一作为所述机动车辆1车身接地的部分的地线接头13。就这方面来说能够操纵所述地线接头13与所述控制器3断开，并且将该地线接头13布置在所述壳体4之外。所述地线接头13通过导线17与所述能量存储器7的电池接地（Batteriemasse）18电连接。为了从所述计算单元5和6导出电流，该计算单元5和6借助于所述电池接地18与所述地线接头13电连接。此外所述系统2具有第一接地线19和第二接地线20。

所述第一接地线19一方面与所述星形接地点16电连接，并且另一方面与所述电池接地18电连接。所述第二接地线20也一方面与所述星形接地点16电连接，并且另一方面与所述电池接地18电连接。在此，所述接地线19和20部分地在所述壳体4之外延伸。所述接地线19和20相互并联地与所述星形接地点16相连接，并且相互并联地与所述电池接地18相连接，从而使得该接地线19和20总体上相互并联连接。通过所述接地线19和20使得所述控制器3的计算单元5和6因此冗余地与所述地线接头13相连接。

所述系统2此外具有一被布置在所述壳体4中并且就这方面来说被集成到所述控制器3中的传感器装置21。该传感器装置21被构造用于：对于流动通过所述第一接地线19的第一接地电流（Massestrom）以及流动通过所述第二接地线20的第二接地电流进行监视。在此得出的是：所述接地电流在控制器3的正常运行中从所述星形接地点16流向地线接头13。为了监视所述接地电流，所述传感器装置21具有XMR-传感器（XMR-Sensor）22。当前所述XMR-传感器22涉及GMR-传感器（GMR-Sensor）22。对此可替代的是，所述XMR-传感器22优选地涉及TMR-传感器、CMR-传感器、EMR-传感器或AMR-传感器。

所述XMR-传感器22通过供电导线23与供电触点10、并且因此与所述能量存储器7的正极8电连接。此外所述XMR-传感器22通过导线24与控制器3的另外的接地点25电连接。所述另外的接地点25也与所述星形接地点16电连接。此外所述XMR-传感器22通过第一信号导线26与所述计算单元6的第一模数转换器27相连接，并且通过第二信号导线28与所述计算单元6的第二模数转换器29相连接。

接下来参考图2进一步地说明所述传感器装置21的技术方案。正如能够从图2中看出的那样，所述XMR-传感器22具有一测量电桥30。该测量电桥30具有一入口31和出口32。所述入口31借助于所述供电导线23与供电触点10电连接。所述出口32借助于所述导线24与另外的接地点25电连接。在所述入口31和出口32之间的势差（Potenzialdifferenz）被称为供电电压。

所述测量电桥30此外具有第一导体33和第二导体34。所述第一导体33和第二导体34相互并联地与所述入口31电连接。此外所述第一导体33和第二导体34相互并联地与所述出口32电连接。

所述第一导体33与所述入口31邻近地具有第一磁阻式电阻元件35。所述第二导体34与所述入口31邻近地具有第二磁阻式电阻元件36。所述第一导体33与所述出口32邻近地具有第三磁阻式电阻元件37。所述第二导体34与所述出口32邻近地具有第四磁阻式电阻元件38。由于所述XMR-传感器22被构造为GMR-传感器22，所以所述电阻元件35、36、37和38被构造为GMR-元件35、36、37和38。

当前所述电阻元件35、36、37和38分别被构造为自旋阀型（Spin-Valve-Typ）的电阻元件或者说GMR-元件。就这方面来说，所述电阻元件35、36、37和38分别具有至少一个软磁的位置以及至少一个硬磁的位置。

如果所述XMR-传感器22被构造为TMR-传感器、AMR-传感器、CMR-传感器或EMR-传感器，那么所述电阻元件35、36、37和38就优选地分别被构造为自旋阀型的TMR-元件、AMR-元件、CMR-元件或EMR-元件。

所述第一导体33具有一位于所述第一电阻元件35与第三电阻元件37之间的第一部分39。所述第二导体34具有一位于所述第二电阻元件36与第四电阻元件38之间的第二部分40。在所述第一部分39与第二部分40之间的势差被称为电桥电压（Brückenspannung）。所述第一部分39具有第一接头41，所述第一信号导线26连接到该第一接头处。所述第二部分40具有第二接头42，所述第二信号导线28连接到该第二接头处。所述计算单元6因此通过所述信号导线26和28被提供了所述第一部分39的电势以及所述第二部分40的电势，并且因此被提供了所述电桥电压。

流动通过所述第一接地线19的第一接地电流的变化将引起一围绕该第一接地线的第一磁场的变化。流动通过所述第二接地线的第二接地电流的变化相应地将引起一围绕该第二接地线的第二磁场的变化。

所述第一电阻元件35和第四电阻元件38与所述第一接地线19如此邻近地布置：使得所述第一磁场的变化引起该第一电阻元件35的电阻的变化以及该第四电阻元件38的电阻的变化。所述第一电阻元件35和第四电阻元件38被分配给所述第一接地线19。所述电阻元件35和38当前如此被构造：使得所述第一接地电流的升高引起该电阻元件35和38的阻值的减小。

所述第二电阻元件36和第三电阻元件37与所述第二接地线20如此邻近地布置：使得所述第二磁场的变化引起该第二电阻元件36的电阻的变化以及该第三电阻元件37的电阻的变化。所述第二电阻元件36和第三电阻元件37被分配给所述第二接地线20。所述电阻元件36和37当前如此被构造：使得所述第二接地电流的升高引起该电阻元件36和37的阻值的减小。

所述计算单元6被构造为评估单元6，用于根据所述电桥电压来确定所述接地线19或20之一是否具有一接地中断（Masseabriss）。如果所述接地线19或20之一具有一接地中断，那么所述星形接地点16就不再通过所涉及的接地线19或20与所述地线接头13电连接，从而使得接地电流不能流动通过所述接地线19或20。

如果不存在接地中断，那么所述电桥电压的电压值就至少基本上对应于期望的正常电压值。所述正常电压值通常对应于0V。如果所述电桥电压的电压值至少基本上对应于所述正常电压值，那么所述计算单元6就相应地确定了不存在接地中断。

如果存在所述第一接地线19的接地中断，那么所述电阻元件36和37的阻值就小于所述电阻元件35和38的阻值。因此，所述电桥电压的电压值与所述正常电压值相比较就减小了。所述计算单元6相应地被构造用于确定：如果所述电桥电压的电压值与所述正常电压值相比较减小了，那么就存在所述第一接地线19的接地中断。

如果存在所述第二接地线20的接地中断，那么所述电阻元件35和38的阻值就小于所述电阻元件36和37的阻值。因此，所述电桥电压的电压值与所述正常电压值相比较就升高了。所述计算单元6相应地被构造用于确定：如果所述电桥电压的电压值与所述正常电压值相比较升高了，那么就存在所述第二接地线20的接地中断。

所述计算单元6优选地被构造用于：在存在所述接地线19或20的接地中断时就阻止所述计算单元5的功能（即停放过程的执行）。

Claims (11)

1.一种系统，其带有一具有壳体（4）的控制器（3），在该壳体中布置了所述控制器（3）的至少一个计算单元（5、6），带有一布置在所述壳体（4）之外的电的地线接头（13），带有第一接地线（19），通过该第一接地线使得所述控制器（3）与所述地线接头（13）电连接，带有第二接地线（20），通过该第二接地线使得所述控制器（3）与所述地线接头（13）电连接，并且带有一传感器装置（21），其被构造用于：对于流动通过所述第一接地线（19）的第一接地电流以及流动通过所述第二接地线（20）的第二接地电流进行监视，其特征在于，用于监视所述第一接地电流和第二接地电流的所述传感器装置（21）具有XMR-传感器（22）。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述XMR-传感器（22）具有一测量电桥（30），该测量电桥（30）带有第一磁阻式电阻元件、第二磁阻式电阻元件、第三磁阻式电阻元件以及第四磁阻式电阻元件（35、36、37、38）。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电阻元件（35、36、37、38）相同地被构造。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量电桥（30）具有第一导体（33）和第二导体（34），其中，所述导体（33、34）相互并联地与所述测量电桥（30）的入口（31）电连接，并且相互并联地与所述测量电桥（30）的出口（32）电连接，其中，所述第一导体（33）与所述入口（31）邻近地具有第一电阻元件（35），并且与所述出口（32）邻近地具有第三电阻元件（37），并且其中，所述第二导体（34）与所述入口（31）邻近地具有第二电阻元件（36），并且与所述出口（32）邻近地具有第四电阻元件（38）。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其特征在于评估单元（6），其被构造用于探测所述测量电桥（30）的电桥电压，并且根据所述电桥电压来确定所述第一接地线和/或第二接地线（19、20）是否具有接地中断。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一电阻元件和第四电阻元件（35、38）与所述第一接地线（19）如此邻近地被布置：使得所述第一电阻元件（35）的阻值以及第四电阻元件（38）的阻值被所述第一接地电流的变化所影响；并且所述第二电阻元件和第三电阻元件（36、37）与所述第二接地线（20）如此邻近地被布置：使得所述第二电阻元件（36）的阻值以及第三电阻元件（37）的阻值被所述第二接地电流的变化所影响。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一电阻元件和第四电阻元件（35、38）如此被构造：使得所述第一接地电流的变化同等程度影响所述第一电阻元件的以及所述第四电阻元件（35、38）的阻值；并且所述第二电阻元件和第三电阻元件（36、37）如此被构造：使得所述第二接地电流的变化同等程度影响所述第二电阻元件的以及所述第三电阻元件（36、37）的阻值。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述XMR-传感器（22）被集成到所述控制器（3）中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述XMR-传感器（22）无磁流集中器地被构造。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述XMR-传感器（22）被构造为GMR-传感器，或者被构造为TMR-传感器。

11.一种机动车辆（1），其带有根据前述权利要求中任一项所述的系统（2）。

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