DE10041736C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen mindestens einer Kenngröße einer Bewegung von zueinander beweglichen Teilen, insbesondere für Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen mindestens einer Kenngröße einer Bewegung von zueinander beweglichen Teilen, insbesondere für Verstellantriebe in KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Ein Sensor einer Vorrichtung zur Erfassung einer Bewegung weist Mittel zum Schalten einer Empfindlichkeit der Vorrichtung für mindestens einen Prüfmodus auf. Der Sensor spricht insbesondere auf einen Meßgeber an. Beispielsweise wird als Meßgeber ein auf einer Drehachse befestigter Magnet verwendet, dessen infolge der Drehung der Achse sich änderndes Magnetfeld eine Hallplatte des Sensors erregt. Im Prüfmodus ist eine Sensorhilfsgröße des Sensorelementes und/oder mindestens ein Schwellwert der Auswerteelektronik schaltbar. Eine Sensorhilfsgröße ist beispielsweise ein Hallstrom. Ein Schwellwert wird durch einen analogen oder digitalen Komparator mit einem Meßsignal verglichen. Eine Empfindlichkeit der Vorrichtung ist durch eine Amplitude einer Meßgröße des Sensorelementes und den Schwellwert der Auswerteelektronik charakterisiert. Die Empfindlichkeit wird für Prüfzwecke im Prüfmodus, abweichend von einem Betriebsmodus, reduziert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Bewegung
von zueinander beweglichen Teilen, insbesondere für Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen
mit einem Sensor mit einem Sensorelement und einer Auswerteelektronik und einem in
seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement relativ beweglichen Meßgeber.
Aus der US 5 404 673 ist ein Fensterheber mit einem Antrieb zum Heben und Senken
einer Fensterscheibe und mit einer Einklemmschutzeinrichtung bekannt, wobei mit einem
Hallsensor die Drehzahl des Antriebs und damit die Öffnungs- und Schließgeschwindig
keit der Fensterscheibe sowie Bewegungsrichtung und Stellung der Fensterscheibe er
faßt werden. Da beim Einlaufen der Fensterscheibe in die Türdichtung vor dem völligen
Schließen der Fensterscheibe aufgrund des erhöhten Widerstandes die Antriebsdrehzahl
bis zum Stillstand des Antriebs sinkt, muß die Scheibenposition möglichst genau erfaßt
werden. Auch steigt beim Einklemmen eines Körperteils oder Gegenstandes zwischen
der Fensterscheiben-Oberkante und dem Türrahmen eine Belastung des Antriebes und
führt zu einer Änderung der Drehzahl die es zu ermitteln gilt.
Zur Erfassung von Kenngrößen der Bewegung, also des zeitabhängigen Ortes, der Ge
schwindigkeit oder der Beschleunigung werden Hallsensoren verwendet, die nach ihrer
Produktion zur Prüfung ausgemessen und abgeglichen und das Gesamtsystem aus
Meßgeber und Sensor so aufeinander abgestimmt werden, daß die Ausmessung der
einzubauenden, abgeglichenen Sensoren die Summe aller Toleranzen einschließt. Eine
Prüfung bestätigt abschließend die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems. Langzeitef
fekte werden jedoch nicht berücksichtigt und können zum Ausfall des Gesamtsystems
führen.
Aus der Druckschrift H. W. Fürst und M. Michalecz: Automatisches Testen von Sensoren
in ABS-Systemen, tm-Techn. Messen 58 (1991) 7/8, Seiten 277 bis 282, ist eine Testein
richtung zum automatischen Testen von Sensoren in ABS-Systemen bekannt. Im Verlauf
der Montage der Kraftfahrzeuge wird jeweils eine Zahnscheibe eines ABS-Systems ein
zeln getestet. Ein Elektromotor dreht das Rad mit geeigneter Geschwindigkeit, das Aus
gangssignal des Sensors wird mit Hilfe eines Digitaloszilloskops abgetastet und digitali
siert. Aus diesen, zu äquidistanten Zeitpunkten gewonnenen Amplitudenwerten können
die benötigten Kenngrößen abgeleitet werden. Aus Sicherheitsgründen wird die
Signalamplitude ständig überprüft. Auch am Prüfstand wird daher der einwandfreie Zu
stand der Aufnahmeeinheit auf Grund des Spitze-Spitze-Wertes der Sensorspannung
beurteilt.
Aus der DE 25 56 257 A1, der DE 23 37 018 A1 und der DE 32 01 811 A sind Einrich
tungen zur Erfassung von Drehzahl, Winkel oder Lage bekannt, bei der auf einem von
zwei zueinander beweglichen Objekten magnetische oder elektrische Diskontinuitäten in
Bewegungsrichtung angeordnet sind und das andere Objekt mit Sensoren versehen ist,
die auf die im Abstand befindlichen Diskontinuitäten ansprechen. Die Signale der Senso
ren werden hinsichtlich ihrer Amplitude mittels Schwellwerten überwacht.
Toleranzen des Gesamtsystems, die insbesondere als Langzeiteffekt auftreten können,
sowie Toleranzen der Auswerteelektroniken bleiben unberücksichtigt und können zu Stö
rungen des Gesamtsystems führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Er
fassung einer Kenngröße einer Bewegung anzugeben, die die Zuverlässigkeit der Vorrichtung
erhöht ohne die Empfindlichkeit der Vorrichtung zu erhöhen oder größere Tole
ranzsummen durch konstruktive Maßnahmen auszugleichen.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung und das Verfahren zur Bewegungserfassung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 15 und das Verfahren zur Ansteuerung
einer Vorrichtung zur Bewegungserfassung mit den Merkmalen des Patentanspruch 17
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent
nehmen.
Demnach weist ein Sensor einer Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Kenngröße
einer Bewegung Mittel zum Schalten einer Empfindlichkeit der Vorrichtung für minde
stens einen Prüfmodus auf. Als Sensoren eignen sich alle jene, die die Erfassung der
Kenngrößen der Bewegung ermöglichen. Diese Sensoren sprechen insbesondere auf
einen Meßgeber an. Beispielsweise wird als Meßgeber ein auf einer Drehachse befe
stigter Magnet verwendet, dessen in folge der Drehung der Achse sich änderndes Ma
gnetfeld eine Hallplatte des Sensors erregt. Als alternatives Beispiel dient ein optisches
oder kapazitives System. Eine auf einer Drehachse befestigt Lochscheibe gibt in Abhän
gigkeit der Drehgeschwindigkeit durch die Lochscheibe durchscheinende Lichtstrahlen
auf eine Photozelle oder Photodiode temporär frei. Das Analogon des kapazitiven Sy
stems weist eine Kondensatoranordnung auf, deren Kapazität in Abhängigkeit von der
Drehgeschwindigkeit variiert. Alternativ zu den Drehbewegungen sind auch Linearbewe
gungen oder alle anderen Arten von Bewegungen erfaßbar.
Je nach Anforderung werden ein oder mehrere Prüfmodi gesteuert, durch die eine Funk
tionsfähigkeit, eine Güte, mangelnde Zuverlässigkeit und/oder ein Defekt der Vorrichtung
bestimmt werden. Im Prüfmodus ist eine Sensorhilfsgröße des Sensorelementes
und/oder mindestens ein Schwellwert der Auswerteelektronik schaltbar. Eine Sensor
hilfsgröße ist ein Hallstrom beziehungsweise eine Photospannung, oder jede andere den
Sensor oder die Sensorsignale beeinflussende, variierbare oder steuerbare Größe, bei
spielsweise auch eine analoge oder digitale Verstärkung der Sensorsignale. Ein
Schwellwert ist beispielsweise ein Vergleichswert zur Hallspannung oder zum Photo
strom, der durch einen analogen oder digitalen Komparator verglichen wird.
Eine Empfindlichkeit der Vorrichtung ist durch eine Amplitude einer Meßgröße des Sen
sorelementes und den Schwellwert der Auswerteelektronik charakterisiert. Die Amplitude
ist unter anderem abhängig von Umgebungseinflüssen, beispielsweise der Temperatur,
von den Eigenschaften des Meßgebers oder des Sensorelementes, beispielsweise des
sen geometrische Abmessungen, von der Sensorhilfsgröße und von Eigenschaften der
Strecke zwischen Meßgeber und Sensorelement, beispielsweise der geometrische Ab
stand oder die magnetische oder optische Leitfähigkeit der Strecke. Die Empfindlichkeit
wird durch das Schalten für Prüfzwecke im Prüfmodus, abweichend von einem Be
triebsmodus, reduziert.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ermöglicht, daß ein Langzeitverhalten
eines Meßparameters einer zu prüfenden Vorrichtung (Prüfling), in der Prüfung berück
sichtigt wird und die Gefahr eines späteren Totalausfall der Vorrichtung reduziert wird. Es
wird nicht nur das Sensorelement an sich geprüft, sondern die gesamte Vorrichtung aus
Meßgeber, Sensorelement und Auswerteelektronik wird im fertig montierten Zustand
getestet, geprüft und gegebenenfalls aussortiert, wenn die Vorrichtung mit einer redu
zierten Empfindlichkeit keine auswertbaren Bewegungssignale oder entsprechende Prüf
protokolle, beispielsweise an eine Kontrollvorrichtung (Mikrocontroller) überträgt.
Als Mittel zum Schalten der Sensorhilfsgröße und/oder des Schwellwertes dient in einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Schaltelement, insbesondere ein Halblei
terschalter. Beispielsweise schaltet ein Schalttransistor die Stärke des Hallstromes des
Hallsensors als Sensorhilfsgröße.
Alternativ wird die Meßgröße mittels eines analog/digital Umsetzers abgetastet und in
beispielsweise binären Meß-Zahlenwerten umgesetzt, die von einer digitalen Auswer
teelektronik, beispielsweise einem ASIC oder einem (weiteren) Mikrocontroller ausgewertet
werden. Zur Auswertung werden die Meß-Zahlenwerte in einem Programm mit
Referenzzahlenwerten als Schwellwerten numerisch verglichen. In einem oder mehreren
Prüfmodi werden die Meß-Zahlenwerte mit mittels des Programms in einem Vergleichs
register geschaltenen Prüf-Referenzzahlenwerten verglichen und anhand des Vergleichs
das Prüfungsergebnis des jeweiligen Prüflings festgelegt. Anhand der abgetasteten
Werte werden die Referenzzahlenwerte der durch das Langzeitverhalten veränderten
Meß-Zahlenwerte stetig oder in bestimmten Zeitintervallen angepaßt und optimiert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Schwellwert durch einen mit
einem Spannungsteiler verbundenen Schalttransistor als Schaltelement schaltbar. Der
Spannungsteiler weist in Reihe verbundene Widerstände, Transistoren oder Dioden als
ohmsche, aktive oder diodische Elemente zur Spannungsteilung auf. Zusätzlich können
weitere Elemente parallel verbunden sein. Der Schalttransistor schaltet eine Ausgangs
spannung des Spannungsteilers, indem er die Ausgangsspannung mindestens zweier
Spannungsteiler umschaltet oder Elemente eines Spannungsteilers überbrückt oder
Elementen des Spannungsteilers weitere Elemente parallel schaltet. Der Schalttransistor
ist beispielsweise in Doppelfunktion ein Speicherelement einer EEPROM-Zelle.
Eine alternative Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Schwellwert durch eine
schaltbare Spannungsquelle als Schaltelement schaltbar ist. In einer möglichen Ausge
staltung werden die Zenerspannungen zweier Zenerdioden auf einen Eingang eines
Analogkomparators umgeschalten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sensorelement eine Hall
platte aufweist. Eine Änderung eines Hallstromes als Sensorhilfsgröße ist durch eine mit
der Hallplatte verbundene, schaltbare Stromquelle als Schaltelement schaltbar. Bei
spielsweise wird für den Prüfmodus eine von zwei parallel verbundenen Stromquellen
ausgeschalten. Der so verringerte Hallstrom setzt die Empfindlichkeit der Vorrichtung
herab. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist, daß der Hallstrom weitestgehend unabhän
gig ist von Störung auf einer Versorgungsleitung des Sensors, so daß sich die Störungen
nicht auf die Hallspannung fortpflanzen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement mit einer Steue
rungsvorrichtung der Auswerteelektronik verbunden, die das Schaltelement steuert. Die
Steuerungsvorrichtung besteht aus einzelnen, integrierten Elementen, beispielsweise
einer Zenerdiode oder einem Schaltkreis aus mehreren integrierten und auch program
mierbaren Bestandteilen.
Ist alternativ die Steuerungsvorrichtung nicht in der Auswerteelektronik des Sensors inte
griert, werden die Schaltelemente über eine externe Verbindung, beispielsweise einer
Kupferbahn einer Leiterplatte, direkt angesteuert. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn
noch weitere Schaltkreise zusammen mit der Auswerteelektronik auf einer Leiterplatte
verlötet sind.
Das Schaltelement zur Steuerung ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausgestal
tung der Erfindung mit einem Speicherausgang eines Speichers als Steuerungsvorrich
tung verbunden. Als Speicher eigenen sich nichtflüchtige oder flüchtige Speicher mit ei
ner oder mehreren Speicherzellen. In mehreren Speicherzellen werden vorteilhaft
Schaltwerte für verschiedene Schwellwerte gespeichert, um die jeweiligen Schwellwerte
veränderten Betriebs- oder Prüfbedingungen anzupassen. Alternativ werden mehrere
Speicherzellen insbesondere für mehrere Prüfmodi benötigt. Ein Flip-Flop als Einzel-
Speicher wird über einen Befehl gesetzt und über einen erneuten Befehl, zum Ein- und
Ausschalten des Prüfmodus, zurückgesetzt. Alternativ wird ein Flip-Flop mit einer Vor
zugslage verwendet, das nach einem Ausschalten einer Versorgungsspannung den
Prüfmodus beendet.
Das Schaltelement zur Steuerung ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung mit einer Zenerdiode als Steuerungsvorrichtung verbunden. Die Zenerdiode ist
beispielsweise mit einer Versorgungsleitung, einer Masseleitung oder einer Datenverbin
dung verbunden. Übersteigt die an der Zenerdiode abfallende Spannung die Zenerspan
nung leitet die Zenerdiode und das Schaltelement wird beispielsweise in den leitenden
Zustand gesteuert. Alternativ zu der Zenerdiode ist jedes andere spannungsdetektieren
de Bauelement verwendbar, insbesondere ein Komparator, der die Versorgungsspan
nung, oder einen Teil derselben, mit einer den Prüfmodus charakterisierenden Schaltre
ferenzspannung vergleicht.
Anstelle der Speicherung von Schaltwerten zur Einstellung bestimmter Schwellwerte
weist in einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Auswerteelektronik
ein oder mehrere durchbrennbare elektrische Elemente als Schaltelemente auf. Um die
durchbrennbaren elektrischen Elemente zu schalten, werden die durchbrennbaren elek
trischen Elemente durch eine Leistungsstufe als Teil der Steuerungsvorrichtung bis zum
Ausfall des Elementes bestromt (Zener-zapping, dioden-zapping oder MOS-latching).
Zum Schalten der jeweiligen Schwellwerte für einen oder mehrerer Prüfmodi oder Be
triebsmodi erfolgt die Einstellung des Schwellwertes im Prüfmodus durch das Durch
brennen der durchbrennbaren elektrischen Elemente, indem die Schwellwerte in einem
Prüfmodus auf die größte Hysterese eingestellt werden. Ist die Hysterese nicht ausrei
chend wird der Prüfling aussortiert. Bei einem positiven Prüfungsergebnis wird der
Schwellwert durch ein weiteres Durchbrennen von durchbrennbaren elektrischen Ele
menten der Auswerteelektronik für einen Betriebsmodus auf einen Betriebsschwellwert
eingestellt. Die Empfindlichkeit ist aufgrund der größeren Hysterese in mindestens einem
der Prüfmodi reduziert. Zusätzlich kann ein anderer Prüfmodus zum Testen der Störan
fälligkeit auch eine kleinere Hysterese als im Betriebsmodus vorsehen.
Die Ansteuerung der Steuerungsvorrichtung ist grundsätzlich über eine der Verbindun
gen des Sensors zu einem externen Kontrollvorrichtung, in den meisten Fällen ein Mikro
controller, möglich. Als Verbindung eignen sich dabei alle Versorgungsleitungen, Daten
verbindungen oder alle anderen optischen, akustischen oder funktechnischen Systeme.
Eine erste Variante weist eine Datenverbindung auf, über die die Steuerungsvorrichtung
des Sensors ansteuerbar ist. Zum Schalten im Prüfmodus ist die Datenverbindung durch
eine externe Kontrollvorrichtung (MCU) gegen Masse kurzschließbar. Vorteilhafterweise
wird diese Datenverbindung zusätzlich zur Übertragung des Bewegungssignale genutzt,
die von der Kontrollvorrichtung zur Steuerung des Elektromotors ausgewertet werden.
Der Kurzschluß wiederum ist durch einen mit der Datenverbindung verbundenen Aus
werteschaltkreis der Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Schaltelemente auswert
bar. Nach dem Auswerten des Kurzschlusses wird ein Schaltzustand des Schaltelemen
tes für den Prüfmodus in einem flüchtigen Speicher gespeichert.
In einer zweiten Variante wird zum Schalten in den Prüfmodus zwischen der Kontrollvor
richtung und dem Sensor ein Protokoll über die Initialisierung des Prüfmodus übertragen.
Beispielsweise wird nach einem "Reset" vom Sensor eine Bitfolge über den folgenden
Modus übertragen. Liegt der Prüfungsfall vor, sendet die Kontrollvorrichtung eine die
Prüfung charakterisierende Bitfolge. Für wichtige Sicherheitsaspekte wird die Übertra
gung diese Bitfolge zwischen dem Sensor und der Kontrollvorrichtung verifiziert. Die
Übertragung erfolgt über eine Datenverbindung oder mittels Modulation über eine Ver
sorgungsleitung oder eine sonstige optische oder funktechnische Verbindung.
Weitere Varianten sehen die getrennte Übertragung der Initialisierung des Prüfungsmo
dus auf der Versorgungsleitung und der Bewegungssignale auf der Datenverbindung vor.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Datenleitung können auch Anordnungen verwen
det werden, bei denen sogenannte zwei-Draht-Sensoren mit einer im Ausgangstreiber
integrierten Stromquelle eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf
zeichnerische Darstellungen näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mit einem Mikrocontroller verbunde
nen Bewegungssensors,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines intelligenten Hallsensors mit einer
Auswerteelektronik,
Fig. 3 ein schematischer Schaltplan eines von einem Mikrocontroller ansteuerba
ren intelligenten Hallsensors,
Fig. 4 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem
Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors,
Fig. 5 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem
Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors,
Fig. 6 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem
Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors,
Fig. 7 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem
Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors, und
Fig. 8 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Hallspannung
und der Schwellwerte der Auswerteelektronik.
Eine schematische Darstellung eines an einen Mikrocontroller MCU angeschlossenen
Bewegungssensors HS nach dem Stand der Technik ist in Fig. 1 dargestellt. In diesem
Fall besteht der Sensor HS aus einem Hallsensor HS, der von einem Magnetfeld B, beispielsweise
eines Dauermagneten, erregt wird. Der Hallsensor HS weist lediglich drei
Anschlüsse, für die Versorgungsspannung Ub, den Masseanschluß GND und die Signal
verbindung Data1 zum Mikrocontroller MCU auf. Dabei werden analoge oder digitale
Daten zur Erfassung einer Kenngröße einer rotatorischen oder translatorischen Bewe
gung ausschließlich von dem Hallsensor HS zum Mikrocontroller MCU übertragen. Die
Signalverbindung Data1 ist über einen Pull-up Widerstand Rup mit der Versorgungsspan
nung Ub verbunden.
Das den Sensor HS erregende Magnetfeld B ist bei einem Stillstand der Antriebsvor
richtung, insbesondere des Elektromotors, zeitlich im wesentlichen konstant. Wird der
Elektromotor der Antriebsvorrichtung bestromt, erzeugen die Umdrehungen des zwei
oder mehrpoligen Dauermagenten eine von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elek
tromotors abhängige Änderung des Magnetfeldes B, die von der Hallsensors HS auf die
Änderung der Hallspannung abgebildet wird. Die Änderung der Hallspannung wird als
analoges oder digitales Signal über die Signalverbindung Data1 an den Mikrocontroller
MCU übertragen.
Der Mikrocontroller MCU wertet das Signal aus und steuert unter Verwendung der Er
gebnisse der Auswertung einen oder mehrere Leistungstreiber, beispielsweise ein Relais
oder einen Leistungshalbleiter, zur Bestromung des Elektromotors an (in Fig. 1 nicht
dargestellt).
In Fig. 8 ist der zeitliche Verlauf zweier Hallspannungen UH1(t) und UH2(t), sowie
Schwellwerte SPH, SH, SPL, SL eines Schwellwertschalters (Schmitt-Trigger) oder Fenster
komparators dargestellt. Die Signalbreite und Periodendauer der Hallspannungen UH1(t)
und UH2(t) ist von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors abhängig und hier
beispielhaft für eine Umdrehungsgeschwindigkeit dargestellt. Die beiden Hallspannungen
UH1(t) und UH2(t) sollen beispielhaft die Ausgangssignale zweier Hallsensoren mit pro
duktionsbedingten Toleranzen darstellen.
Die Schwellwerte SH und SL des Schwellwertschalters sind die für einen Betriebsmodus
gültigen Schwellwerte. Nur wenn diese Schwellwerte SH und SL unterschritten und über
schritten werden, so daß die Hallspannung UH1(t) beziehungsweise UH2(t) die Hysterese
zwischen dem unteren Schwellwert SL und dem oberen Schwellwert SH unter- bezie
hungsweise überschreitet, steht am Ausgang des Schwellwertschalters ein auswertba
res, digitales Signal zur Verfügung. Beide in Fig. 8 dargestellten Signalverläufe der Hall
spannungen UH1(t) und UH2(t) erfüllen dieses Kriterium. Jedoch ist aus Fig. 8 ersichtlich,
daß der Signalverlauf der Hallspannung UH2(t) den oberen Schwellwert SH nur geringfü
gig überschreitet.
Die Hallsensor-Schwellwertschalter-Vorrichtung ist zwar zu Beginn des Betriebes
funktionsfähig, doch kann das Langzeitverhalten der Vorrichtung zu einem, wenn überli
cherweise auch nur geringen, Abfall der maximalen Hallspannung UH2(t) führen. Ein der
artiger Abfall wird beispielsweise durch Abstandsänderung zwischen Dauermagnet und
Sensor oder Veränderungen des Sensors oder der magnetischen Feldstärke des Dau
ermagneten verursacht, was durch einen Blockpfeil in Fig. 8 angedeutet ist. Eine andere
Ursache ist möglicherweise eine merkliche, beispielsweise temperaturabhängige Drift der
Schwellwerte SH oder SL.
Um die Wahrscheinlichkeit eines derartigen späteren Ausfall der Vorrichtung zu reduzie
ren, werden für eine vor der Betriebsphase durchzuführende Prüfung der Vorrichtung
beispielsweise Prüfschwellwerte SPH, SPL festgelegt, die eine Empfindlichkeit der Vor
richtung reduzieren, indem die Hysterese um einen bestimmten Betrag erhöht wird. Die
Vorrichtung mit der Hallspannung UH1(t) würde dementsprechend die Prüfung bestehen,
die andere Vorrichtung mit der Hallspannung UH2(t) würde entsprechend aussortiert. Für
eine derartige Prüfung eignen sich beispielsweise die in den Figuren Fig. 2 bis Fig. 5 und
Fig. 7 dargestellten Schaltungsanordnungen.
In Fig. 2 ist ein schematischer Schaltplan eines intelligenten Hallsensors iHS1 darge
stellt. Eine Hallplatte HP wird durch das Magnetfeld B in Abhängigkeit von der Umdre
hungsgeschwindigkeit erregt. Die Intelligenz des Sensors iHS1 besteht in diesem Fall
aus der Auswerteelektronik, die mit der Hallplatte HP auf einem Halbleiterchip integriert
ist. Zusätzlich kann der Sensor iHS1 noch weitere Intelligenz, beispielsweise zur An
steuerung von Schaltern SW1, SW2 oder der analogen oder digitalen Filterung von Stör
einflüssen aufweisen.
Die von dem Magnetfeld abhängige Hallspannung UH wird im Betriebsmodus von einem
Schwellwertschalter, bestehend aus einem Komparator OP1 und den Widerständen R1,
R2, R5, R6 ausgewertet und über einen Ausgangstreiber BUF dem Mikrocontroller MCU
zur Auswertung zugeführt. Zur Auswertung der Hallspannung UH mittels des Schwell
wertschalters mit einer Hysterese wird mit den Widerständen R5 und R6 und dem Kom
perator OP1, alternativ auch ein Operationsverstärker OP1, eine entsprechende Schlei
fenverstärkung und mit den Widerständen R1 und R2 die Referenzspannung Uref1 vorge
geben.
Mit Schaltern SW1 und SW2 werden dem Widerstand R2 der Widerstand R3, bezie
hungsweise dem Widerstand R6 der Widerstand R4 parallel geschalten um die Schwell
werte SH oder SL des Schwellwertschalters für den Prüfmodus zu verändern. Alternativ,
in Fig. 2 nicht dargestellt, können die Widerstände R4 und R3 auch in Reihe mit den Wi
derständen R6 beziehungsweise R2 geschalten werden. Fig. 2 weist nur eine von vielen
Möglichkeiten des Aufbaus eines Schwellwertschalters auf. Eine andere Variante ist bei
spielsweise in Fig. 7 dargestellt. Die in Fig. 2 beispielhaft angeordneten Widerstände R1
bis R6 ermöglichen durch ein Schalten der Schalter SW1 und SW2 eine Verringerung
der Empfindlichkeit des intelligenten Hall-Sensors iHS1 bezüglich des empfangenen ma
gnetischen Feldes B.
Ohmsche Widerstände lassen sind nur unter höherem Aufwand und größerer Streuung
der Parameter on-Chip mit aktiven Bauelementen integrieren. Die Widerstände R1 bis
R6 sind daher in den Figuren nur zur vereinfachten Darstellung als Ohmsche Widerstän
de dargestellt. Vorteilhafterweise werden Dioden oder aktive Widerstände, beispielswei
se entsprechend verbunden Transistoren als Widerstände R1 bis R6 für die Span
nungsteiler R1, R2, R3 beziehungsweise R4, R5, R6 eingesetzt. Auch die Schalter SW1
und SW2 sind als Schalttransistoren SW1 und SW2 on Chip integrierbar, so daß alle in
Fig. 2 dargestellten Elemente zusammen mit der Hallplatte HP auf einem Halbleiterchip
integriert werden.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Zur
Vereinfachung der Darstellung ist lediglich eine Parallelschaltung von dem Widerstand
R3 zum Widerstand R2 durch den Schalttransistor T1 beispielhaft schaltbar. Analog sind
auch alle anderen Reihen- oder Parallelschaltungen zur Reduktion der Empfindlichkeit
möglich. Der Schalttransistor T1 wird durch einen Speicher FF, einem Flip-Flop FF ge
steuert. Das Flip-Flop FF besitzt eine Vorzugslage, so daß nach dem Einschalten der
Versorgungsspannung Ub das Flip-Flop FF in der Vorzugslage den Schalttransistor T1
nicht steuert und der Schalttransistor T1 damit sperrt. Weiter Ein- und Ausgänge des
Flip-Flops FF sind nicht dargestellt, um den Funktionszusammenhang hervorzuheben.
Mit dem invertierenden Ein- und Ausgang sind jedoch weitere Funktionen steuerbar, bzw.
auswertbar.
Um das Flip-Flop FF zu setzen und damit den Schalttransistor T1 für eine geringere
Empfindlichkeit des intelligenten Hallsensors iHS2 in den leitenden Zustand zu steuern,
wird vom Mikrocontroller MCU ein Signal zum Setzen an das Flip-Flop FF übertragen.
Hierzu ist ein schaltbarer Ein- und Ausgang I/O über eine Datenverbindung Data2 mit
dem Ausgang des intelligen Hall-Sensors iHS2 verbunden. Der Mikrocontroller MCU
schließt zur Übertragung die Datenverbindung Data2 über den Ein- und Ausgang I/O
nach Masse GND kurz. Gleichzeit oder nachfolgend wird vom Mikrocontroller MCU der
Elektromotor für einige Umdrehungen über die Leistungstreiber bestromt, so daß sicher
gestellt ist, das zumindest zeitweise das Ausgangssignal und das Eingangssignal des
Ausgangstreibers BUF nicht übereinstimmen. Der Ausgangstreiber BUF ist in diesem
Fall nicht invertierend und weist für einen entsprechenden Kurzschlußstrom in Fig. 3
nicht dargestellte Stromquellen für den Ausgangsstrom auf.
Der Kurzschluß den Datenverbindung Data2 wird für einen High-Pegel am Eingang des
Ausgangtreibers BUF vom Exklusiv-Oder Gatter EXOR ermittelt und das Flip-Flop FF
wird gesetzt. Damit ist der intelligente Hallsensor iHS2 in den Prüfmodus umgeschalten.
Der Mikrocontroller MCU hebt daraufhin den Kurzschluß der Datenverbindung Data2
nach Masse GND auf und wertet die über die Datenverbindung Data2 vom intelligenten
Hall-Sensor iHS2 zum Mikrocontroller MCU bei drehendem Elektromotor übertragenen
Bewegungssignale aus. Über- beziehungsweise unterschreitet die Hallspannung UH nicht
die Prüfschwellwerte SPH, SPL so werden über die Datenverbindung Data2 keine Aus
gangssignale des Komparators OP1 übertragen. Die Vorrichtung wird vom Mikrocontrol
ler MCU als defekt erkannt und beispielsweise an ein Servicegerät übertragen. Um durch
den Mikrocontroller MCU zu überprüfen, ob der intelligente Hall-Sensor iHS2 in den
Prüfmodus geschalten hat, kann, in Fig. 3 nicht dargestellt, der Kurzschlußstrom von
dem Mikrocontroller MCU detektiert werden.
Werden dagegen vom intelligenten Hall-Sensor iHS2 Bewegungssignale über die Daten
verbindung Data2 an den Mikrocontroller MCU übertragen, erkennt der Mikrocontroller
die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung. Nach einer Betriebspannungsunterbrechung be
findet sich das Flip-Flop FF wieder in der Vorzugslage und der intelligente Hall-Sensor
iHS2 im Betriebsmodus. Die Prüfung kann durch den Mikrocontroller MCU jederzeit wie
derholt und hierzu beispielsweise durch einen Servicefachmann aktiviert werden.
In Fig. 4 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung der Erfindung dar
gestellt. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der intelligente Hallsensor
iHS3 vor einer Inbetriebnahme bereits im Prüfmodus. Eine Überprüfung des Prüfungs
modus durch den Mikrocontroller MCU kann (nicht notwendigerweise) zusätzlich erfol
gen. Zur Initialisierung des Prüfmodus ist keine zusätzliche Signalisierung seitens des
Mikrocontrollers MCU notwendig. Vielmehr wird der für den Prüfmodus signifikante Bipolartransistor
T2 über den Widerstand R7 und die Sicherung SI1 bestromt. Die Siche
rung SI1 ist beispielsweise eine dünne Aluminiumbahn oder alternativ eine Diode. Der
Spannungsstabilisator ST dient dazu, die variable oder mit Störungen belastete Versor
gungsspannung Uvar des intelligenten Hallsensors iHS3 auf die Spannung Ustab, bei
spielsweise 5 V, zu stabilisieren.
Ist die Prüfung des intelligenten Hallsensors iHS3 beendet und soll der intelligente Hall
sensor iHS3 in den Betriebsmodus umgeschalten werden, erhöht der Mikrocontroller
MCU die Versorgungsspannung Uvar. Die Zenerdiode ZD1 wird hierdurch leitend und steu
ert den Thyristor TY1 an. Der Thyristor TY1 zündet und die Sicherung SI1 brennt durch.
Der Bipolartransistor T2 kann nicht mehr gesteuert werden und der intelligente Hallsen
sor iHS3 befindet sich dauerhaft im Betriebsmodus. Die Bewegungssignale werden über
die Datenverbindung data3 vom intelligenten Hallsensor iHS3 an den Mikrocontroller
MCU übertragen, so daß der mit dem Hallsensor iHS3 verbundene Anschluß I des Mi
krocontrollers MCU in diesem Fall lediglich ein Eingang ist.
In Fig. 5 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Für den Prüfmodus wird die Versorgungsspannung Uvar des intelligenten
Hallsensors iHS4 durch eine entsprechende Steuerung des Mikrocontrollers MCU oder
eines anderen Steuerungselementes erhöht. Die mit der Versorgungsleitung verbundene
Zenerdiode ZD2 wird durch die Spannungserhöhung leitend und steuert über den Wider
stand R8 den Bipolartransistor T3. Zur Umschaltung des intelligenten Hallsensors iHS4
in den Betriebsmodus wird die Versorgungspannung Uvar ausreichend abgesenkt, so daß
die Zenerdiode ZD2 sperrt.
In Fig. 6 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Im Prüfmodus leitet die Zenerdiode ZD3 in Folge eine Spannungserhöhung
der Versorgungspannung Uvar. Der Zenerstrom der Zenerdiode ZD3 steuert eine schalt
bare Stromquelle IST für den Hallstrom IHall der Hallplatte HP. Gegenüber dem Betriebs
modus wird im Prüfmodus durch die schaltbare Stromquelle IST der Hallstrom IHall durch
Schalten der Stromquelle IST reduziert. Durch die Reduktion des Hallstromes IHall wird
die Empfindlichkeit des intelligenten Hallsensors iHS5 verringert.
In Fig. 7 ist ein schematischer Schaltplan einer Weiterbildung der Erfindung dargestellt.
Der Mikrocontroller MCU ist über eine bidirektionale Datenverbindung Data6 mit einer
Kontrolleinrichtung CON des intelligenten Hallsensors iHS6 verbunden. Hierzu weisen
die Anschlüsse I/O beziehungsweise I/OHall sowohl der Kontrolleinrichtung CON des intelligenten
Hallsensors iHS6 als auch des Mikrocontroller MCU eine Ein- und Ausgangs
funktion zur Kommunikation auf. Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung Ub
sendet der Mikrocontroller MCU ein Prüfungssignal an die Kontrolleinrichtung CON zur
Initialisierung des Prüfmodus. Gleichzeitig oder nachfolgend wird der Elektromotor be
stromt. Die Hallspannung UH wird durch zwei Komparatoren OP2 und OP3 mit den Refe
renzspannungen Uref2 und Uref3 als Schwellwerte verglichen.
Die Referenzspannungen Uref2 und Uref3 entsprechen den oberen und unteren Schwell
werten SPH, SH, SPL SL des Schwellwertschalters. Die beiden Referenzspannungen Uref2
Und Uref3 werden durch die Einstellung eines Widerstandsnetzwerkes NET, das mehrere
durch Schalter einstellbare Spannungsteilern aufweist, variiert. Hierzu ist das Wider
standsnetzwerk NET, das beispielsweise ohmsche, aktive oder diodische Widerstände
aufweist, mit der Kontrolleinrichtung CON über eine oder mehrere Steuerverbindungen
Dab verbunden. Vorteilhafterweise werden die Einzel-Widerstände des Widerstandsnetz
werkes NET mit einem binären Zähler verbunden, der von der Kontrolleinrichtung getak
tet wird. Durch die Taktung wird der jeweilige Spannungsteiler und damit die jeweilige
Referenzspannung Uref2 und Uref3 inkremental verändert bis die digitalen Informationen
des Schwellwertschalters auswertbar sind. Der Zählwert des Zählers wird beispielsweise
in einem nicht-flüchtigen Speicher, einem EEPROM, gespeichert.
Im Prüfmodus wird durch die Kontrolleinrichtung das Hysterefenster, das durch die jewei
lige Referenzspannung Uref2 beziehungsweise Uref3 bestimmt ist, durch Schalten der
Spannungsteiler des Widerstandsnetzwerkes NET verkleinert, bis die Kontrolleinrichtung
CON die Bewegungssignale der Hallspannung UH am Ausgang des jeweiligen Kompa
rators OP2 beziehungsweise OP3 erkennt. Dies kann auch nacheinander, für beide
Schwellwerte SPH beziehungsweise SPL separat durchgeführt werden.
Ist die Empfindlichkeit des Prüflings ausreichend, signalisiert die Kontrolleinrichtung CON
dem Mikrocontroller MCU über die Datenverbindung Data6 die Funktionsfähigkeit des
intelligenten Hallsensors iHS6. Anschließend werden die beiden Referenzspannungen
Uref2 und Uref3 für den Betriebsmodus im eingebauten Zustand des intelligenten Hallsen
sors iHS6 optimiert, indem eine mögliche Drift der Hallspannung UH oder der Referenz
spannungen Uref2 oder Uref3 und die entsprechend den Anforderungen nötige Störsicher
heit durch die Größe des Hysteresfensters ermittelt werden. Anschließend werden die
Referenzspannungen Uref2 und Uref3 für den Betriebmodus entsprechend optimiert einge
stellt. In dieser Ausführungsvariante ist zudem denkbar, daß die Funktionsgruppen, also
eine Antriebsvorrichtung mit Elektromotor und eingebauten intelligenten Hallsensor iHS6,
anhand der Empfindlichkeit in verschiedene Güteklassen eingeteilt wird.
Das Verfahren zur Prüfung eines Sensors entsprechend der Fig. 3 ist folgend beschrie
ben.
In Schritt 1 wird der Prüfmodus dem intelligenten Hallsensor iHS2 von dem Mikrocon
troller MCU signalisiert, indem der Mikrocontroller MCU seinen Ein-/Ausgang I/O nach
Masse GND für 100 ms kurzschließt.
In Schritt 2 wird gleichzeitig der Elektromotor für 100 ms zur Bestromung angesteuert.
In Schritt 3 wird von dem Exklusiv-Oder-Gatter EXOR die aufgrund des Kurzschlusses
zwischen dem Ein- und Ausgang des Ausgangstreiber BUF zumindest temporär anlie
gende Spannungsunterschied detektiert.
In Schritt 4 wird das Flip-Flop FF im Sensor iHS2 gesetzt und der Schalttransistor T1
angesteuert und damit die Empfindlichkeit der Auswerteelektronik reduziert.
In Schritt S schaltet der Mikrocontroller MCU den Ausgang I/O zum Eingang I/O um und
wertet über die Datenverbindung Data2 übertragene Bewegungssignale aus.
In Schritt 6 entscheidet der Mikrocontroller MCU anhand der Auswertung ob der Prüfling
funktionsfähig im Sinne der Prüfung ist. Das Flip-Flop FF bleibt nur bis zu einer Betriebs
spannungsunterbrechung gesetzt und kehrt mit einem Wiedereinschalten der Betriebs
spannung in die Vorzugslage zurück.
In Schritt 7 arbeitet der funktionsfähige Prüfling mit normaler Empfindlichkeit.
iHS1 bis iHS6 intelligente Hallsensoren
HS Hallsensor
HP Hallplatte
B Magnetfeld
MCU Mikrocontroller
R1 bis R8, Rup
HS Hallsensor
HP Hallplatte
B Magnetfeld
MCU Mikrocontroller
R1 bis R8, Rup
Widerstände (ohmsche, aktive, diodisch etc.)
SW1, SW2 Schalter (Halbleiterschalter, Transistoren)
BUF Ausgangstreiber
EXOR Exklusiv-Oder Gatter
FF Flip-Flop
T1 Feldeffekttransistor, Schalttransistor
T2, T3 Bipolartransistor, Schalttransistor
ZD1, ZD2, ZD3 Zenerdiode
SI1 Sicherung (dünne Aluminiumbahn, Diode etc.)
TY1 Thyristor
ST Stabilisierung
I/O, I/OHall
SW1, SW2 Schalter (Halbleiterschalter, Transistoren)
BUF Ausgangstreiber
EXOR Exklusiv-Oder Gatter
FF Flip-Flop
T1 Feldeffekttransistor, Schalttransistor
T2, T3 Bipolartransistor, Schalttransistor
ZD1, ZD2, ZD3 Zenerdiode
SI1 Sicherung (dünne Aluminiumbahn, Diode etc.)
TY1 Thyristor
ST Stabilisierung
I/O, I/OHall
Ein- und Ausgang
I nur Eingang
GND Masse
Ub
I nur Eingang
GND Masse
Ub
Versorgungsspannung
Uvar
Uvar
variable Versorgungsspannung
Ustab
Ustab
stabilisierte Spannung
IHall
IHall
Hallstrom
IST steuerbare (schaltbare) Stromquelle
Data1 bis Data6 Datenverbindung (unidirektional/bidirektional)
Dab
IST steuerbare (schaltbare) Stromquelle
Data1 bis Data6 Datenverbindung (unidirektional/bidirektional)
Dab
Steuerverbindung
Uref1
Uref1
bis Uref3
Referenzspannungen
OP1, OP2, OP3 Komparatoren (Operationsverstärker)
NET Widerstandsnetzwerk (mit Spannungsteilern)
CON Kontrolleinrichtung
UH1
OP1, OP2, OP3 Komparatoren (Operationsverstärker)
NET Widerstandsnetzwerk (mit Spannungsteilern)
CON Kontrolleinrichtung
UH1
(t), UH2
(t) zeitliche veränderliche Hallspannungen zweier Prüflinge
SPH
SPH
, SPL
oberer und unterer Prüfschwellwert
SH
SH
, SL
oberer und unterer (Betriebs-)Schwellwert
t Zeit
t Zeit
Claims (22)
1. Vorrichtung zum Erfassen mindestens einer Kenngröße einer Bewegung von zuein
ander beweglichen Teilen, insbesondere für Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen, mit
einem Sensor (iHS1 bis iHS6) mit einem Sensorelement (HP) und einer Auswer teelektronik und
einem in seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement (HP) relativ be weglichen Meßgeber,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (iHS1 bis iHS6) Mittel zum Schalten einer Empfindlichkeit der Vorrichtung für mindestens einen Prüfmodus aufweist, wobei
eine Sensorhilfsgröße (IHall) des Sensorelementes (HP) und/oder mindestens ein Schwellwert (SH, SL, Uref1 bis Uref3) der Auswerteelektronik so schaltbar ist, daß die durch eine Amplitude einer Meßgröße (UH, UH1(t), UH2(t)) des Sensorelementes (HP) und den Schwellwert (SH, SL, SPH, SPL, Uref1 bis Uref3) charakterisierte Empfindlich keit der Vorrichtung im Prüfmodus, abweichend von einem Betriebsmodus, reduziert ist.
einem Sensor (iHS1 bis iHS6) mit einem Sensorelement (HP) und einer Auswer teelektronik und
einem in seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement (HP) relativ be weglichen Meßgeber,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (iHS1 bis iHS6) Mittel zum Schalten einer Empfindlichkeit der Vorrichtung für mindestens einen Prüfmodus aufweist, wobei
eine Sensorhilfsgröße (IHall) des Sensorelementes (HP) und/oder mindestens ein Schwellwert (SH, SL, Uref1 bis Uref3) der Auswerteelektronik so schaltbar ist, daß die durch eine Amplitude einer Meßgröße (UH, UH1(t), UH2(t)) des Sensorelementes (HP) und den Schwellwert (SH, SL, SPH, SPL, Uref1 bis Uref3) charakterisierte Empfindlich keit der Vorrichtung im Prüfmodus, abweichend von einem Betriebsmodus, reduziert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellwert (SH, SL, Uref1 bis Uref3) oder die Sensorhilfsgröße (IHall) durch ein ge
steuertes Schaltelement (SW1, SW2, T1, T2, T3, IST) schaltbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellwert (SH, SL, Uref1 bis Uref3) durch einen mit einem Spannungsteiler (R1, R2, R3, NET) verbundenen Schalttransistor (T1 bis T3) als Schaltelement (T1 bis T3) schaltbar ist, wobei
der Schalttransistor (T1 bis T3) eine Ausgangsspannung (Uref1 bis Uref3) des Span nungsteilers (R1, R2, R3, NET) schaltet.
der Schwellwert (SH, SL, Uref1 bis Uref3) durch einen mit einem Spannungsteiler (R1, R2, R3, NET) verbundenen Schalttransistor (T1 bis T3) als Schaltelement (T1 bis T3) schaltbar ist, wobei
der Schalttransistor (T1 bis T3) eine Ausgangsspannung (Uref1 bis Uref3) des Span nungsteilers (R1, R2, R3, NET) schaltet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellwert (SH, SL) durch eine schaltbare Spannungsquelle als Schaltelement
schaltbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Sensorelement (HP) eine Hallplatte (HP) aufweist, und
eine Änderung eines Hallstromes (IHall) als Sensorhilfsgröße (IHall) durch eine mit der
Hallplatte (HP) verbundene, schaltbare Stromquelle (IST) als Schaltelement (IST)
schaltbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (SW1, SW2, T1, T2, T3, IST) mit einer Steuerungsvorrichtung
(FF, EXOR, ZD1 bis ZD3, CON) der Auswerteelektronik verbunden ist, die das
Schaltelement (SW1, SW2, T1, T2, T3, IST) steuert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (SW1, SW2, T1, T2, T3, IST) zur Steuerung mit einem Speicheraus
gang eines Speichers (FF) der Steuerungsvorrichtung verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltelement (SW1, SW2, T1, T2, T3, IST) zur Steuerung mit einer Zenerdiode
(ZD1 bis ZD3) als Steuerungsvorrichtung verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswerteelektronik ein oder mehrere durchbrennbare elektrische Elemente als
Schaltelemente aufweist, die zum Schalten durch eine Leistungsstufe als Teil der
Steuerungsvorrichtung durchbrennbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerungsvorrichtung (FF, EXOR, CON) über eine Datenverbindung (Data1 bis
Data6) des Sensors (iHS1 bis iHS6) ansteuerbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenverbindung (Data2) durch eine externe Vorrichtung (MCU) gegen Masse kurzschließbar ist, und
der Kurzschluß durch einen mit der Datenverbindung (Data2) verbundenen Auswer teschaltkreis (EXOR) der Steuerungsvorrichtung zum Steuern auswertbar ist.
die Datenverbindung (Data2) durch eine externe Vorrichtung (MCU) gegen Masse kurzschließbar ist, und
der Kurzschluß durch einen mit der Datenverbindung (Data2) verbundenen Auswer teschaltkreis (EXOR) der Steuerungsvorrichtung zum Steuern auswertbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerungsvorrichtung (ZD1 bis ZD3) über eine Versorgungsleitung des Sensors
(iHS3 bis iHS5) ansteuerbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Ansteuerung eine Versorgungsspannung (Ub) der Versorgungsleitung durch eine schaltbare Spannungsquelle (Uvar) erhöht ist, und
die Erhöhung durch einen mit der Versorgungsleitung verbundenen Auswerteschalt kreis (ZD1 bis ZD3) der Steuerungsvorrichtung zum Steuern auswertbar ist.
zur Ansteuerung eine Versorgungsspannung (Ub) der Versorgungsleitung durch eine schaltbare Spannungsquelle (Uvar) erhöht ist, und
die Erhöhung durch einen mit der Versorgungsleitung verbundenen Auswerteschalt kreis (ZD1 bis ZD3) der Steuerungsvorrichtung zum Steuern auswertbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Sensorelement (HP) und die Auswerteelektronik auf einem Chip integriert sind.
15. Verfahren zum Erfassen mindestens einer Kenngröße einer Bewegung von zueinan
der beweglichen Teilen, insbesondere für Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen, durch
eine Vorrichtung mit
einem Sensor (iHS1 bis iHS6) mit einem Sensorelement (HP) und einer Auswer teelektronik und
einem in seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement (HP) relativ be weglichen Meßgeber,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Schwellwert für einen Prüfmodus (SH, SL) auf einen Prüfschwellwert (SPH, SPL) eingestellt wird, und
der Schwellwert (SH, SL) durch ein Durchbrennen von durchbrennbaren elektrischen Elementen der Auswerteelektronik für einen Betriebsmodus auf einen Betriebs schwellwert (SH, SL) eingestellt wird, wobei
die durch eine Amplitude einer Meßgröße (UH, UH1(t), UH2(t)) des Sensorelementes (HP) und den Schwellwert (SH, SL) charakterisierte Empfindlichkeit der Vorrichtung im Prüfmodus, abweichend von einem Betriebsmodus, reduziert ist.
einem Sensor (iHS1 bis iHS6) mit einem Sensorelement (HP) und einer Auswer teelektronik und
einem in seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement (HP) relativ be weglichen Meßgeber,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Schwellwert für einen Prüfmodus (SH, SL) auf einen Prüfschwellwert (SPH, SPL) eingestellt wird, und
der Schwellwert (SH, SL) durch ein Durchbrennen von durchbrennbaren elektrischen Elementen der Auswerteelektronik für einen Betriebsmodus auf einen Betriebs schwellwert (SH, SL) eingestellt wird, wobei
die durch eine Amplitude einer Meßgröße (UH, UH1(t), UH2(t)) des Sensorelementes (HP) und den Schwellwert (SH, SL) charakterisierte Empfindlichkeit der Vorrichtung im Prüfmodus, abweichend von einem Betriebsmodus, reduziert ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstellung des Prüfschwellwertes (SPH, SPL) im Prüfmodus durch das Durch
brennen von durchbrennbaren elektrischen Elementen der Auswerteelektronik er
folgt.
17. Verfahren zur Ansteuerung einer Vorrichtung zur Bewegungserfassung mit
einem Sensor (iHS1 bis iHS6) mit einem Sensorelement (HP) und einer Auswer teelektronik,
einem in seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement (HP) relativ be weglichen Meßgeber, und
einer mit dem Sensor (iHS1 bis iHS6) über mindestens eine Verbindung (Data1 bis Data6) verbundenen Kontrollvorrichtung (MCU),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontrollvorichtung (MCU) den Sensor (iHS1 bis iHS6) über die Verbindung (Da ta1 bis Data6) in einen Prüfmodus schaltet, und
im Prüfmodus die Empfindlichkeit der Vorrichtung gegenüber einem Betriebsmodus reduziert wird.
einem Sensor (iHS1 bis iHS6) mit einem Sensorelement (HP) und einer Auswer teelektronik,
einem in seiner Lage oder seiner Position zum Sensorelement (HP) relativ be weglichen Meßgeber, und
einer mit dem Sensor (iHS1 bis iHS6) über mindestens eine Verbindung (Data1 bis Data6) verbundenen Kontrollvorrichtung (MCU),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontrollvorichtung (MCU) den Sensor (iHS1 bis iHS6) über die Verbindung (Da ta1 bis Data6) in einen Prüfmodus schaltet, und
im Prüfmodus die Empfindlichkeit der Vorrichtung gegenüber einem Betriebsmodus reduziert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung (Data1 bis Data6) als Datenverbindung (Data1 bis Data6) von der Kontrollvorrichtung (MCU) zum Einschalten des Prüfmodus gegen Masse (GND) kurzgeschlossen wird,
der Kurzschluß von einem Auswerteschaltkreis (EXOR) des Sensors (iHS2) ausge wertet und ein Schaltzustand eines Schaltelementes (T1) für den Prüfmodus in ei nem Speicher (FF) gespeichert wird.
die Verbindung (Data1 bis Data6) als Datenverbindung (Data1 bis Data6) von der Kontrollvorrichtung (MCU) zum Einschalten des Prüfmodus gegen Masse (GND) kurzgeschlossen wird,
der Kurzschluß von einem Auswerteschaltkreis (EXOR) des Sensors (iHS2) ausge wertet und ein Schaltzustand eines Schaltelementes (T1) für den Prüfmodus in ei nem Speicher (FF) gespeichert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Speicher (FF) mit einer Betriebsspannungsunterbrechung zurückgesetzt wird, und
mit dem zurückgesetzten Speicher (FF) der Betriebsmodus gestartet wird.
der Speicher (FF) mit einer Betriebsspannungsunterbrechung zurückgesetzt wird, und
mit dem zurückgesetzten Speicher (FF) der Betriebsmodus gestartet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
zum Schalten in den Prüfmodus zwischen der Kontrollvorrichtung (MCU) und dem
Sensor (iHS6) ein Protokoll über die Initialisierung des Prüfmodus übertragen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellwert nach dem Prüfmodus für den Betriebsmodus unter Auswertung der
Bewegungssignale optimiert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontrollvorichtung (MCU) den Sensor (iHS3 bis iHS5) über eine Versorgungslei tung als Verbindung in den Prüfmodus schaltet, indem
die Versorgungsspannung (Uvar) verändert wird, und
die Veränderung der Versorgungsspannung (Uvar) durch einen Spannungsdetektor (ZD1 bis ZD3) des Sensors (iHS3 bis iHS5) detektiert wird.
die Kontrollvorichtung (MCU) den Sensor (iHS3 bis iHS5) über eine Versorgungslei tung als Verbindung in den Prüfmodus schaltet, indem
die Versorgungsspannung (Uvar) verändert wird, und
die Veränderung der Versorgungsspannung (Uvar) durch einen Spannungsdetektor (ZD1 bis ZD3) des Sensors (iHS3 bis iHS5) detektiert wird.
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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