DE102004052860A1 - Sensor signals` transmitting device for motor vehicle`s electrical steering system, has two sensors connected with respective main processor and control processor by communication connections, which use different data communication types - Google Patents

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Abstract

The device has two sensors (2, 3) and a controller (4) with a main processor (5) and a control processor, which are connected with one another. The sensor (2) is connected with the main processor and the sensor (3) is connected with the control processor by two communication connections, which uses different data communication types. The sensors are differently designed in the device. An independent claim is also included for a method for transmission of sensor signals.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Übertragung von Sensorsignalen in einem mechatronischen System.The The invention relates to an apparatus and a method for transmission of sensor signals in a mechatronic system.

Mechatronische Systeme wie beispielsweise Kraftfahrzeuge umfassen eine Vielzahl von Steuergeräten, die untereinander über ein Bussystem miteinander vernetzt sind. Diese Steuergeräte umfassen neben einem Hauptprozessor meist noch weitere Prozessoren, wie beispielsweise einen Überwachungsprozessor für den Hauptprozessor. Je nach Funktionalität der Steuergeräte sind diesen lokal Sensoren und/oder Aktoren zugeordnet. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Funktionen der Steuergeräte ist eine zuverlässige Übertragung von Sensorsignalen zu den Steuergeräten zu gewährleisten.mechatronic Systems such as automobiles include a variety of control devices, the one above the other a bus system are interconnected. These controllers include in addition to a main processor usually more processors, such as a monitoring processor for the Main processor. Depending on the functionality of the controllers are associated with them locally sensors and / or actuators. Especially in safety-related functions of the control units is a reliable transmission to ensure sensor signals to the control units.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Übertragung von Sensorsignalen zu schaffen, mittels derer mit geringem schaltungstechnischen Aufwand die Übertragungssicherheit erhöht wird.Of the The invention is therefore based on the technical problem of a device and a method of transmission to provide sensor signals by means of which with little circuit complexity the transmission security elevated becomes.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution the technical problem arises from the objects with the features of the claims 1 and 7. Further advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.

Hierzu sind dem mindestens einen Steuergerät zwei Sensoren zugeordnet, wobei das Steuergerät mindestens einen Hauptprozessor und mindestens einen weiteren Prozessor aufweist, die miteinander verbunden sind, wobei der erste Sensor mit dem Hauptprozessor und der zweite Sensor mit dem zweiten Prozessor über eine Kommunikationsverbindung miteinander verbunden sind, wobei für die beiden Kommunikationsverbindungen unterschiedliche Datenübertragungsarten genutzt werden. Hierdurch wird zum einen erreicht, dass die Datenübertragung redundant erfolgt, ohne einen wesentlichen Hardwareaufwand im Steuergerät, da als redundanter Prozessor ein ohnehin vorhandener weiterer Prozessor verwendet wird. Des Weiteren wird durch diese redundante Datenübertragung der Hauptprozessor nicht stärker von der Rechenleistung her belastet. Dies erlaubt eine Datenverarbeitung der Sensordaten in Echtzeit. Ein zusätzlicher Schritt zur Erhöhung der Datenübertragungssicherheit ist, dass für die beiden Kommunikationsverbindungen unterschiedliche Datenübertragungsarten gewählt werden, da sich insbesondere externe Störquellen bei unterschiedlichen Übertragungsarten unterschiedlich bemerkbar machen. Hierdurch kann besser sichergestellt werden, dass trotz einer Störquelle mindestens eine Datenübertragung zum Steuergerät einwandfrei ist.For this the at least one control unit is assigned two sensors, being the control unit at least one main processor and at least one further processor which are connected to each other, wherein the first sensor with the main processor and the second sensor with the second processor via a Communication links are interconnected, with the two Communication connections different types of data transmission be used. This achieves, on the one hand, that the data transmission is redundant takes place without a significant amount of hardware in the control unit, there as redundant processor used an already existing another processor becomes. Furthermore, this redundant data transmission the main processor is not stronger charged by the computing power. This allows data processing the sensor data in real time. An additional step to increase data transmission security is that for the two communication connections different data transmission types chosen be, because in particular external sources of interference with different types of transmission make different noticeable. This ensures better be that despite a source of interference at least one data transfer to the control unit is perfect.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sensoren unterschiedlich ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass auch bereits bei der Datenerfassung eine höhere Sicherheit erreicht wird. Bevorzugt sind die beiden Sensoren daher derart ausgebildet, dass diese aufgrund unterschiedlicher physikalischer Prinzipien die Messdaten erfassen.In a preferred embodiment the sensors are designed differently. This will achieve that a higher degree of security is already achieved in the data collection. Preferably, the two sensors are therefore designed such that these due to different physical principles, the measured data to capture.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Kommunikationsverbindungen voneinander unabhängig ausgebildet. Dabei können diese beide durch Luftschnittstellen, beide durch Kabelverbindungen und/oder Kombinationen realisiert werden.In a further preferred embodiment the two communication links are formed independently of each other. They can do this both by air interfaces, both by cable connections and / or Combinations are realized.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der weitere Prozessor als Überwachungsprozessor ausgebildet.In a further preferred embodiment is the other processor as a monitoring processor educated.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Datenübertragungsarten als PWM- und/oder Bi-Phase M- und/oder als analoge Signalübertragung ausgebildet. Prinzipiell kommen aber auch andere Signalübertragungsverfahren in Betracht. Vorzugsweise kommen jedoch zwei elektrische Übertragungsverfahren zur Anwendung, da dies die Modifikationen am Steuergerät reduziert. Weiter vorzugsweise kommen dabei zwei digitale Datenübertragungsarten zur Anwendung.In a further preferred embodiment are the data transmission types as PWM and / or Bi-phase M and / or as analog signal transmission educated. In principle, however, other signal transmission methods also come into consideration. Preferably, however, two electrical transmission methods for use, as this reduces the modifications to the control unit. Further preferably two digital data transmission types are used.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Sensoren als Momentensensoren ausgebildet, die weiter vorzugsweise in einem elektrischen Lenkungssystem in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommen.In a further preferred embodiment For example, the sensors are designed as moment sensors, which are more preferably in an electric steering system in a motor vehicle for use come.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Übertragung von Sensorsignalen.The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail. The single figure shows a schematic block diagram of a device for transmission of sensor signals.

Die Vorrichtung 1 zur Übertragung von Sensorsignalen umfasst zwei Sensoren 2, 3 und mindestens ein Steuergerät 4, wobei das Steuergerät 4 einen Hauptprozessor 5 und einen Überwachungsprozessor 6 umfasst. Der Hauptprozessor 5 und der Überwachungsprozessor 6 sind intern miteinander verbunden, wobei die Verbindung 7 vorzugsweise bidirektional ausgebildet ist. Die Verbindung 7 ist vorzugsweise als serieller Highspeed Bus bzw. als SPI (Serial Pheripherial Interface) ausgebildet. Der erste Sensor 2 ist mit dem Hauptprozessor 5 über eine erste Kommunikationsverbindung 8 und der zweite Sensor 3 mit dem Überwachungsprozessor 6 über eine zweite Kommunikationsverbindung 9 verbunden. Die Kommunikationsverbindungen 8, 9 stellen dabei Übertragungskanäle für Informationen und/oder Daten der Sensoren 2, 3 dar. Das Steuergerät 4 ist über eine weitere Schnittstelle mit einem Bussystem 10 verbunden, über das mit weiteren Steuergeräten 11 kommuniziert werden kann. Die beiden Sensoren 2, 3 erfassen voneinander unabhängig eine physikalische Messgröße wie beispielsweise ein Drehmoment, wobei vorzugsweise die Sensoren 2, 3 bereits mit einer Logik ausgebildet sind, um die erfassten Werte nach Plausibilitätskriterien als gültig oder ungültig zu kennzeichnen. Anschließend werden die Daten der Sensoren 2, 3 über die Kommunikationsverbindung 8 bzw. 9 übertragen, wobei zur Datenübertragung jeweils unterschiedliche Datenübertragungsarten zur Anwendung kommen. Beispielsweise werden die Daten des ersten Sensors 2 als PWM-Signal und die Daten des zweiten Sensors 3 als Bi-Phase M-Signal übertragen. Bei der Bi-Phase-M-Kodierung wird am Anfang der Bitperiode stets ein Signalwechsel durchgeführt, welcher der Taktrückgewinnung dient. In der Mitte einer Bitperiode wird genau dann ein Übergang durchgeführt, wenn eine logische „1" übertragen werden soll, ansonsten bleibt das Signal konstant. Bei diesem Beispiel wurden also zwei unterschiedliche digitale Kodierungsverfahren als unterschiedliche Datenübertragungsarten verwendet. Es ist jedoch ebenso möglich, eine analoge und eine digitale Übertragungsart zu verwenden. Der Vorteil zwei digitaler Übertragungsarten liegt jedoch in der einfachen Verarbeitung durch den Hauptprozessor 5 bzw. den Überwachungsprozessor 6.The device 1 for transmitting sensor signals comprises two sensors 2 . 3 and at least one controller 4 , where the control unit 4 a main processor 5 and a monitoring processor 6 includes. The main processor 5 and the monitoring processor 6 are connected internally, with the connection 7 is preferably formed bidirectional. The connection 7 is preferably designed as a serial high-speed bus or as SPI (Serial Periphery Interface). The first sensor 2 is with the main processor 5 via a first communication connection 8th and the second sensor 3 with the monitoring processor 6 over a second communication connection 9 connected. The communication links 8th . 9 provide transmission channels for information and / or data of the sensors 2 . 3 dar. The control unit 4 is via another interface with a bus system 10 connected via the with other control devices 11 can be communicated. The two sensors 2 . 3 capture independently of each other a physical measurand such as a torque, preferably the sensors 2 . 3 are already designed with a logic to mark the detected values according to plausibility criteria as valid or invalid. Subsequently, the data of the sensors 2 . 3 over the communication connection 8th respectively. 9 transmit, with different data transmission types are used for data transmission. For example, the data of the first sensor 2 as a PWM signal and the data of the second sensor 3 transmitted as bi-phase M signal. With bi-phase M coding, a signal change is always carried out at the beginning of the bit period, which is used for clock recovery. In the middle of a bit period, a transition is made if a logical "1" is to be transmitted, otherwise the signal remains constant In this example, two different digital encoding methods were used as different data transmission modes However, the advantage of two digital transmission types lies in the ease of processing by the main processor 5 or the monitoring processor 6 ,

Die beiden Sensoren 2, 3 erfassen die Daten vorzugsweise synchron und klassifizieren diese als gültig oder ungültig. Anschließend werden diese übertragen und jeweils vom Hauptprozessor 5 bzw. Überwachungsprozessor 6 empfangen und ausgewertet. Sind beide Daten gültig, so sind verschiedene Verfahren denkbar, beispielsweise stets die Auswahl der Daten von Sensor 2, eine Mittelwertbildung etc. Ist hingegen nur ein Datum gültig, so wird nur dieses verwendet. Weiter kann vorgesehen sein, dass bei einer zu starken Abweichung zwei gültiger Daten die Daten ignoriert werden und nicht weiterverarbeitet werden.The two sensors 2 . 3 preferably acquire the data synchronously and classify it as valid or invalid. These are then transferred and each from the main processor 5 or monitoring processor 6 received and evaluated. If both data are valid, various methods are conceivable, for example always the selection of the data from the sensor 2 , averaging, etc. However, if only one date is valid, only this one will be used. Furthermore, it can be provided that in the event of an excessive deviation of two valid data, the data is ignored and is not further processed.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Einsatz in einem elektrischen Lenksystem eines Kraftfahrzeuges.One preferred field of application of the invention is the use in one electric steering system of a motor vehicle.

Claims (7)

Vorrichtung (1) zur Übertragung von Sensorsignalen, umfassend mindestens zwei Sensoren (2, 3) und mindestens ein Steuergerät (4), wobei das Steuergerät (4) mindestens einen Hauptprozessor (5) und mindestens einen weiteren Prozessor aufweist, die miteinander verbunden sind, wobei der erste Sensor (2) mit dem Hauptprozessor (4) und der zweite Sensor (3) mit dem weiteren Prozessor über eine Kommunikationsverbindung (8, 9) miteinander verbunden sind, wobei für die beiden Kommunikationsverbindungen (8, 9) unterschiedliche Datenübertragungsarten genutzt werden.Contraption ( 1 ) for transmitting sensor signals, comprising at least two sensors ( 2 . 3 ) and at least one control device ( 4 ), whereby the control unit ( 4 ) at least one main processor ( 5 ) and at least one further processor, which are connected to each other, wherein the first sensor ( 2 ) with the main processor ( 4 ) and the second sensor ( 3 ) with the further processor via a communication link ( 8th . 9 ), whereby for the two communication links ( 8th . 9 ) different types of data transmission are used. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2, 3) unterschiedlich ausgebildet sind.Device according to claim 1, characterized in that the sensors ( 2 . 3 ) are formed differently. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindungen (8, 9) voneinander unabhängig ausgebildet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the communication links ( 8th . 9 ) are formed independently of each other. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Prozessor als Überwachungsprozessor (6) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the further processor as monitoring processor ( 6 ) is trained. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungsarten als PWM- und/oder Bi-Phase M- und/oder als analoge Signalübertragung ausgebildet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the data transmission types as PWM and / or Bi phase M and / or as analog signal transmission are formed. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2, 3) als Momentensensoren ausgebildet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors ( 2 . 3 ) are designed as torque sensors. Verfahren zur Übertragung von Sensorsignalen, mittels einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die beiden Kommunikationsverbindungen (8, 9) unterschiedliche Datenübertragungsarten verwendet werden.Method for transmitting sensor signals by means of a device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that via the two communication links ( 8th . 9 ) different types of data transmission are used.
DE200410052860 2004-10-26 2004-10-26 Sensor signals` transmitting device for motor vehicle`s electrical steering system, has two sensors connected with respective main processor and control processor by communication connections, which use different data communication types Withdrawn DE102004052860A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014095609A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Device for outputting a measurement signal indicating a physical measurement variable

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