DE102004030700A1

DE102004030700A1 - Sensor, insbesondere Positionssensor für ein Kraftfahrzeug mit mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Messsystemen

Info

Publication number: DE102004030700A1
Application number: DE102004030700A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Schmidt; Henning Irle
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2006000524A1; US20080273587A1; US7813461B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor insbesondere Positionssensor für ein Kraftfahrzeug mit mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Messsystemen, welche jeweils ein pulsweitenmoduliertes Signal erzeugen, die der Sensor nacheinander an einem Ausgang zur Verfügung stellt, wobei die Messwerte jeweils im Tastverhältnis eines Pulses der Signale kodiert sind und wobei der Sensor Mittel zur Synchronisation des Sensors mit einem Empfänger aufweist, wobei mittels des Mittels zur Synchronisation die Amplitude und/oder die Periode eines oder mehrerer Pulse veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere einen Positionssensor für Kraftfahrzeuge, mit mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Messsystemen, welche jeweils ein pulsweitenmoduliertes Signal erzeugen, die der Sensor nacheinander an einem Ausgang zur Verfügung stellt, wobei die Messwerte jeweils im Verhältnis eines Pulses zur Periode der Signale kodiert sind und wobei der Sensor Mittel zur Synchronisation des Sensors mit einem Empfänger aufweist.

Ein derartiger Sensor ist aus der Druckschrift EP 1 081 453 B1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart einen Sensor, der über einen ersten Ausgang, nämlich einen Signalausgang und über einen zweiten Ausgang, nämlich einen Steuerausgang verfügt. An diesem Steuerausgang können Synchronisationssignale abgegriffen werden, die ein Empfänger beispielsweise dazu benötigt, um die Reihenfolge der übertragenen Signale bzw. den Beginn einer Signalreihe feststellen zu können, sofern ihm die Reihenfolge der Signale in einer Reihe bekannt sind. In der Druckschrift ist ferner ein Sensor beschrieben, bei dem das Synchronisationssignal über den gleichen Ausgang übermittelt wird, über den auch die Signale selbst abgreifbar sind. Wie dieser Gedanke hier technisch umgesetzt wird, ist in der Druckschrift nicht beschrieben.

Das Verfahren zur Synchronisation des Sensors mit einem Empfänger über den gleichen Ausgang über den auch die Signale übertragen werden hat jedoch den Vorteil, dass der Sensor insgesamt einfacher aufgebaut werden kann und auch keine zweite Leitung zwischen dem Sensor und dem Empfänger vorgesehen werden muss.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem der Sensor über nur einen Ausgang für die Signale und ein Synchronisationssignal verfügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mittels des Mittels zur Synchronisation die Amplitude und/oder die Periode eines oder mehrerer Pulse veränderbar ist. Da der Messwert in dem Tastverhältnis des Signals kodiert ist, können die Periode und die Amplitude verändert werden, ohne Einfluss auf das Signal zu nehmen. Für die Periode gilt dies mit der Einschränkung, dass im Übrigen eine feste Periode verwendet wird und diese feste Periode dem Empfänger auch bekannt ist. Der Empfänger kann dann aufgrund einer Änderung der Periode feststellen, dass es sich um ein Synchronisiersignal handelt, wobei dieses Synchronisiersignal zugleich auch den kodierten Messwert enthalten kann. Auch die Amplitude kann verändert werden, ohne den kodierten Messwert, der mit dem Signal übertragen wird zu beeinflussen. Auch hier kann das Signal zugleich einen Messwert übertragen, um ein Synchronisiersignal zur Synchronisierung des Empfängers mit dem Sensor zu erreichen.

Ein erfindungsgemäßer Sensor kann ferner ein Steuerungsmittel aufweisen, mit welchem die Reihenfolge der nacheinander am Ausgang anliegenden Signale vorgegeben werden kann. Vorzugsweise ist diese vorgegebene Reihenfolge der Signale dem Empfänger bekannt. Das Synchronisiersignal kennzeichnet dann den Beginn einer Reihe von zu übertragenen Messwerten. Ebenso ist es jedoch auch möglich, mit Hilfe des Synchronisiersignals jedes Signal, das von dem Sensor zur Verfügung gestellt wird, individuell zu kennzeichnen, um so die Signale individuell adressiert zu haben. Ein Empfänger kann sich dann die nur für ihn interessanten Sensorsignale individuell heraussuchen und dabei die Adresse nutzen. Ein Mitzählen der Signale von einem einmaligen Synchronisiersignal an ist dann nicht notwendig. Ebenfalls muss die Reihenfolge der Synchronisiersignale bei den Empfängern nicht bekannt sein.

Ein erfindungsgemäßer Sensor kann ein Mittel zur Erzeugung eines Referenzsignals umfassen. Ein solches Referenzsignal kann dann am Ausgang des Sensors zur Verfügung gestellt werden. Das Referenzsignal wird dazu an einer bestimmten Stelle der Reihenfolge der Messwerte eingefügt, was durch das Steuerungsmittel gewährleistet wird. Das Referenzsignal kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Eigenschaft oder die Qualität der Übertragungsstrecke zu beurteilen. Ist das Referenzsignal in allen Eigenschaften dem Empfänger bekannt, kann der Empfänger aufgrund der Abweichungen des von ihm empfangenen Signals von dem Sollreferenzsignal ermitteln, ob die Übertragungsstrecke eine ausreichende Qualität hat. Das Referenzsignal kann ferner dazu benutzt werden Fehlereinflüsse, z. B. durch Schaltschwellen im Empfänger bei einem trapezförmigen Flankenverlauf der Pulse, zu kompensieren.

Bei einem erfindungsgemäßen Sensor können ferner Mittel zum invertieren eines oder mehrerer Signale vorgesehen sein. Das Mittel zum Invertieren kann nach einem der Signale oder auch nach mehreren der Signalen ein inverses Signal am Ausgang des Sensors zur Verfügung stellen. Dieses kann dabei beispielsweise durch das Steuerungsmittel gewährleistet werden. Denkbar ist auch, dass nach jedem Signal ein inverses Signal am Ausgang abgreifbar ist. Durch derartige invertierte Signale und einer alternierenden Übertragung von invertierten und nicht invertierten Signalen können Störungseinflüsse beispielsweise aufgrund der Schaltschwellen im Empfänger kompensiert werden. Mittels des Steuerungsmittels kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Sensor die Periode abhängig von der benötigten Auflösung für die einzelnen Signale geändert werden.

ZEICHNUNGEN

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Sensors und

2 Zeitverläufe von an den Ausgängen erfindungsgemäßer Sensoren abgreifbaren Signalen.

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Der in 1 dargestellte erfindungsgemäße Sensor weist unabhängig voneinander arbeitende Messsysteme 2, 3, 4 auf, die verschiedene Positionen erfassen, die an einem Ausgang 6 des Sensors 1 zur Verfügung gestellt werden. Die von den Messsystemen 2, 3, 4 erfassten Messwerte werden an einen ASIC 5 geliefert, der aus den Messwerten pulsweitenkodierte Signale erzeugt. Diese Signale werden in einer von dem ASIC 5 vorgegebenen Reihenfolge am Ausgang 6 des Sensors 1 zur Verfügung gestellt. Der ASIC 5 sowie die Messsysteme werden über einen Anschluss 7 mit einer elektrischen Betriebsspannung versorgt. Die von den Messsystemen 2, 3, 4 an das ASIC 5 gelieferten Messwerte werden in der Art pulsweitenmoduliert, dass das Tastverhältnis vom Signalpegel „high" beziehungsweise Signalpegel „low" zur Periode dem Messwert entspricht. Die Amplitude und mit Einschränkung auch die Periode spielen bei der Kodierung des Messwertes bzw. des Betrags des Messwertes keine Rolle.
Die die Messwerte der Systeme 2, 3, 4 repräsentierenden Signale werden übrigens in einer vorbestimmten Reihenfolge am Ausgang 6 des Sensor 1 zur Verfügung gestellt. Diese vorbestimmte Reihenfolge ist einem Empfänger bekannt. Damit der Empfänger und der Sensor miteinander synchronisiert sind, das heißt der Empfänger weiß, um welches Signal es sich bei dem zuletzt oder gerade übertragenen Signal handelt, weist der Sensor ein Mittel zum Synchronisieren auf. Dieses Mittel zum Synchronisieren ist in dem ASIC integriert. Zur Synchronisierung verändert das Mittel zur Synchronisation die Amplitude und/oder die Periode eines oder mehrer Pulse bzw. Signale. Da die Kodierung im Tastverhältnis erfolgt, können die Periode und die Amplitude eines Signals verändert werden, ohne den Informationsgehalt des Signals zu verändern. Eine derartige Veränderung der Amplitude oder der Periode kann jedoch dazu genutzt werden, um dem Empfänger ein Synchronisierungssignal zu übermitteln. Eine höhere oder geringere Amplitude des Pulses oder eine längere Periode können beispielsweise dazu dienen, um dem Empfänger ein erstes Signal in einer Reihe von Signalen anzugeben. Ausgehend von diesem ersten Signal kann dann der Empfänger durch einfaches Zählen ermitteln, welches das aktuelle am Ausgang 6 des Sensors anliegende Signal ist. Beispielhaft ist in der 2a ein Signalverlauf dargestellt, der kein Synchronisationssignal enthält. Im Zeitverlauf, wie er in der 2b dargestellt ist, erfolgt die Synchronisierung mittels einer um den Betrag von Δ A erhöhten Amplitude. Im Zeitverlauf, wie er in der 2c dargestellt ist, ist dagegen die Periode des dritten dargestellten Signals verlängert, und zwar um die Zeit Δ t, wodurch der Empfänger aufgrund des größeren Abstands zwischen den ansteigenden Flanken erkennen kann, dass es sich um das Synchronisiersignal handelt.

Claims

Sensor (1) insbesondere Positionssensor für ein Kraftfahrzeug mit mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Messsystemen (2, 3, 4), welche jeweils ein pulsweitenmoduliertes Signal erzeugen, die der Sensor (1) nacheinander an einem Ausgang (6) zur Verfügung stellt, wobei die Messwerte jeweils im Verhältnis eines Pulses zur Periode der Signale kodiert sind und wobei der Sensor (1) Mittel zur Synchronisation (5) des Sensor (1) mit einem Empfänger aufweist dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Mittels zur Synchronisation die Amplitude und/oder die Periode eines oder mehrerer Pulse veränderbar ist.
Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein Steuerungsmittel zum Vorgeben der Reihenfolge der nacheinander am Ausgang (6) anliegenden Signale umfasst.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein Mittel zur Erzeugung eines Referenzsignals umfasst.
Sensor nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel gewährleistet, dass das Referenzsignal an zumindest einer vorbestimmten Stelle der Reihenfolge am Ausgang (6) abgreifbar ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein Mittel zum Invertieren eines oder mehrerer Signale umfasst.
Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel gewährleistet, dass, zumindest nach einem der Signale das inverse Signal, das mittels des Mittels zum Invertierten erzeugt ist, am Ausgang (6) abgreifbar ist.
Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel gewährleistet, dass nach jedem Signal das inverse Signal am Ausgang (6) abgreifbar ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) einen integrierten Schaltkreis (5) z. B. einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor umfasst und dass das Mittel zur Synchronisation, das Steuerungsmittel, das Mittel zur Erzeugung des Referenzsignals und/oder das Mittel zum Invertieren Teil des integrierten Schaltkreises ist.
Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis ein ASIC (5) ist.
Verfahren zum Synchronisieren eines Sensors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit zumindest einem die Signale des Sensors (1) verarbeitenden Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Synchronisation die Amplitude und/oder die Periode eines oder mehrerer Pulse verändert und der Empfänger diese Veränderung als Synchronisationssignal empfängt.