DE102010042258B4 - Electrically operated sensor for detecting a state variable, in particular in a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Elektrisch betriebener Sensor zum Erfassen einer Zustandsgröße, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend: – eine Spannungszufuhr zum Bereitstellen einer Sensorbetriebsspannung; – eine Sensiereinheit zur Messung der Zustandsgröße und Generierung von Sensorsignalen in Abhängigkeit von der Messung der Zustandsgröße; – einen Anschluss (8) zum Auslesen der generierten Sensorsignale; dadurch gekennzeichnet, dass die Sensiereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie ein erstes Sensorsignal am Anschluss (8) und ein zweites, vom ersten Sensorsignal verschiedenes Sensorsignal am Anschluss (8) generieren kann, wobei das erste und zweite Sensorsignal auf der gleichen Messung der Zustandsgröße beruhen und wobei das zweite Sensorsignal ein digitales Signal basierend auf einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll ist.Electrically operated sensor for detecting a state variable, in particular in a motor vehicle, comprising: a voltage supply for providing a sensor operating voltage; A sensing unit for measuring the state variable and generating sensor signals as a function of the measurement of the state variable; - A terminal (8) for reading the generated sensor signals; characterized in that the sensing unit is configured such that it can generate a first sensor signal at the terminal (8) and a second, different from the first sensor signal sensor signal at the terminal (8), wherein the first and second sensor signal based on the same measurement of the state variable and wherein the second sensor signal is a digital signal based on a predetermined communication protocol.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrisch betriebenen Sensor zum Erfassen einer Zustandsgröße, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.The invention relates to an electrically operated sensor for detecting a state variable, in particular in a motor vehicle, as well as a corresponding motor vehicle.
Elektrisch betriebene Sensoren werden in einer Vielzahl von technischen Anwendungsbereichen zum Erfassen von Zustandsgrößen eingesetzt. Unter einer Zustandsgröße ist dabei hier und im Folgenden ein über den Sensor ermittelter Messwert bzw. eine Mehrzahl von über den Sensor ermittelten Messwerten zu verstehen, wobei der Sensor aus den erfassten Messwerten entsprechende Sensorsignale generiert. Diese Sensorsignale werden in der Regel über einen entsprechenden Anschluss am Sensor ausgelesen, wobei darauf zu achten ist, dass die Einheit, welche die ausgelesenen Sensorsignale verarbeitet, die gleiche Schnittstellenspezifikation wie der Anschluss am Sensor hat. Insbesondere bei der Verwendung von Sensoren in Kraftfahrzeugen besteht das Problem, dass Steuergeräte, welche entsprechende Sensorsignale verarbeiten, oftmals auf verschiedenen Kommunikationstechnologien basieren, so dass je nach verwendetem Steuergerät auch ein entsprechender Sensor bereitgestellt werden muss, der die Sensorsignale in der Kommunikationstechnologie des Steuergeräts bereitstellt.Electrically operated sensors are used in a variety of technical applications for detecting state variables. In this case, a state variable is understood here and below as meaning a measured value determined by the sensor or a plurality of measured values determined via the sensor, wherein the sensor generates corresponding sensor signals from the detected measured values. These sensor signals are usually read out via a corresponding connection on the sensor, it being important to ensure that the unit which processes the read-out sensor signals has the same interface specification as the connection to the sensor. Particularly when using sensors in motor vehicles, there is the problem that control devices which process corresponding sensor signals are often based on different communication technologies, so that, depending on the control unit used, a corresponding sensor must be provided which provides the sensor signals in the communication technology of the control unit.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrisch betriebenen Sensor zu schaffen, der kompatibel mit verschiedenen, die Sensorsignale verarbeitenden Gerätetypen ist.The object of the invention is to provide an electrically operated sensor which is compatible with different, the sensor signals processing device types.
Diese Aufgabe wird durch den Sensor gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the sensor according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Sensor dient zum Erfassen einer Zustandsgröße und insbesondere zum Erfassen einer Zustandsgröße in einem Kraftfahrzeug. Der Sensor umfasst eine Spannungszufuhr zum Bereitstellen der Sensorbetriebsspannung sowie eine Sensiereinheit zur Messung der Zustandsgröße und zur Generierung von Sensorsignalen in Abhängigkeit von der Messung der Zustandsgröße. Ferner ist am Sensor ein Anschluss zum Auslesen der generierten Sensorsignale über eine entsprechende Verarbeitungseinheit vorgesehen. Die Sensiereinheit des Sensors ist derart ausgestaltet, dass sie ein erstes Sensorsignal am Anschluss generieren kann, wobei das erste und zweite Sensorsignal auf der gleichen Messung der Zustandsgröße beruhen. Dabei ist das zweite Sensorsignal ein digitales Signal basierend auf einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll. Ein vorgegebenes Kommunikationsprotokoll stellt dabei ein beliebiges standardisiertes Protokoll dar, mit dem nach vorbestimmten Regeln Signale codiert werden. Beispiele von solchen vorgegebenen Kommunikationsprotokollen werden weiter unten genannt.The sensor according to the invention serves to detect a state variable and, in particular, to detect a state variable in a motor vehicle. The sensor comprises a voltage supply for providing the sensor operating voltage and a sensing unit for measuring the state variable and for generating sensor signals as a function of the measurement of the state variable. Furthermore, a connection for reading out the generated sensor signals via a corresponding processing unit is provided on the sensor. The sensor unit of the sensor is configured such that it can generate a first sensor signal at the terminal, wherein the first and second sensor signal are based on the same measurement of the state variable. In this case, the second sensor signal is a digital signal based on a predetermined communication protocol. A predetermined communication protocol represents any standardized protocol with which signals are coded according to predetermined rules. Examples of such predetermined communication protocols are mentioned below.
Der erfindungsgemäße Sensor zeichnet sich dadurch aus, dass er ausgehend von der gleichen Messung zwei verschiedene Sensorsignale bereitstellen kann, so dass der Sensor über seinen Anschluss sowohl an eine Verarbeitungseinheit angeschlossen werden kann, welche nur die ersten Sensorsignale versteht, als auch an eine Verarbeitungseinheit, welche nur die zweiten Sensorsignale basierend auf dem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll versteht. Auf diese Weise ist der Sensor kompatibel mit verschiedenen, die Sensorsignale verarbeitenden Steuergeräten, so dass nicht für jede Art von Steuergerät ein separater Sensor verwendet werden muss. Gegebenenfalls besteht auch die Möglichkeit, dass durch das Steuergerät das erste und zweite Sensorsignal ausgewertet wird, wodurch die Funktionssicherheit erhöht wird.The sensor according to the invention is characterized in that it can provide two different sensor signals starting from the same measurement, so that the sensor can be connected via its connection both to a processing unit which understands only the first sensor signals and to a processing unit which only understands the second sensor signals based on the given communication protocol. In this way, the sensor is compatible with various, the sensor signals processing controllers, so that not a separate sensor must be used for each type of controller. Optionally, there is also the possibility that the first and second sensor signal is evaluated by the control unit, whereby the reliability is increased.
Erfindungsgemäß kann gegebenenfalls nur ein Anschlusselement bzw. Kontaktelement/Kontaktpin in dem entsprechenden Anschluss zum Auslesen des ersten bzw. zweiten Signals vorgesehen sein. Über eine geeignete Adaption der Sensiereinheit, z. B. über eine bestimmte Bestromung, wird die Sensiereinheit dabei auf die Bereitstellung des ersten oder zweiten Sensorsignals an dem Kontaktpin fixiert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Sensiereinheit des Sensors jedoch derart ausgestaltet, dass sie im Betrieb des Sensors das erste Sensorsignal an einem ersten Kontaktelement des Anschlusses und das zweite Sensorsignal an einem zweiten Kontaktelement des Anschlusses generiert. Je nach angeschlossener Verarbeitungseinheit wird dabei zum Auslesen der Sensorsignale das erste oder das zweite Kontaktelement verwendet.According to the invention, if appropriate only one connection element or contact element / contact pin can be provided in the corresponding connection for reading out the first or second signal. About a suitable adaptation of the sensing unit, z. B. via a certain energization, the sensing unit is fixed to the provision of the first or second sensor signal to the contact pin. In a particularly preferred embodiment, however, the sensor unit of the sensor is embodied such that, during operation of the sensor, it receives the first sensor signal at a first contact element of the terminal and the second sensor signal at a second contact element of the terminal generated. Depending on the connected processing unit, the first or the second contact element is used for reading the sensor signals.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors ist seine Spannungszufuhr Teil des Anschlusses. Dabei umfasst der Anschluss ein Kontaktelement zum Anschließen der Sensorbetriebsspannung und ein Kontaktelement zum Anschließen von Masse.In a particularly preferred embodiment of the sensor according to the invention, its voltage supply is part of the connection. In this case, the terminal comprises a contact element for connecting the sensor operating voltage and a contact element for connecting ground.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Sensor ein Positionssensor, insbesondere ein berührungsloser Positionssensor, dessen Sensiereinheit als Zustandsgröße eine Position misst. Vorzugsweise ist der Positionssensor dabei ein am Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs anbringbarer Sensor, der im Betrieb die Position der Schaltwelle des Schaltgetriebes erfasst, aus der zumindest eine vom Fahrzeugnutzer eingestellte Schaltgangposition und insbesondere die Neutralgangposition (d. h. kein Gang eingelegt) abgeleitet werden kann.In a further, particularly preferred embodiment, the sensor according to the invention is a position sensor, in particular a non-contact position sensor whose sensing unit measures a position as a state variable. Preferably, the position sensor is a sensor attachable to the gearbox of a motor vehicle, which detects the position of the shift shaft of the gearbox during operation, from which at least one shift gear position set by the vehicle user and in particular the neutral gear position (i.e., no gear engaged) can be derived.
Als berührungsloser Positionssensor können verschiedene Arten von Sensoren eingesetzt werden. Insbesondere kann z. B. ein PLCD-Sensor (PLCD = Permanent Linear Contactless Displacement) verwendet werden, dessen Aufbau aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Funktionsweise dieses Sensors wird näher in der detaillierten Beschreibung erläutert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Positionssensor ein an sich bekannter Hall-Sensor verwendet, wobei dieser Sensor vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass er eine dreidimensionale Position messen kann. In Kombination mit der oben beschriebenen Sensorart, welche am Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs angebracht wird, kann dabei hochgenau jede vom Fahrzeugbenutzer eingestellte Schaltgangposition ermittelt werden.As a non-contact position sensor, various types of sensors can be used. In particular, z. B. a PLCD sensor (PLCD = Permanent Linear Contactless Displacement) can be used, whose structure is known from the prior art. The operation of this sensor will be explained in more detail in the detailed description. In a particularly preferred embodiment, a known per se Hall sensor is used as a position sensor, wherein this sensor is preferably designed such that it can measure a three-dimensional position. In combination with the type of sensor described above, which is mounted on the gearbox of a motor vehicle, it can be determined with high precision each set by the vehicle user Schaltgangposition.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors ist das erste Sensorsignal ein PWM-Signal (PWM = Pulsweitenmodulation). Die Pulsweitenmodulation ist ein an sich bekanntes Modulationsverfahren. Dabei wird mit konstanter Frequenz das Testverhältnis des Signals moduliert und hierüber die Information digital codiert. Ist der Sensor ein am Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs angebrachter Sensor, codiert das Testverhältnis des PWM-Signals in einem vorbestimmten Wertebereich vorzugsweise die durch eine Schaltbewegung eines Gangschalthebels veränderbare Schaltposition der Schaltwelle, wobei aus der Schaltposition abgeleitet werden kann, ob die Neutralgangposition durch den Fahrzeugnutzer eingestellt ist. Eine Schaltbewegung stellt dabei eine Bewegung des Gangschalthebels dar, mit der ein Gang eingelegt wird, wie weiter unten anhand von
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors ist das zweite Sensorsignal ein digitales Signal basierend auf dem SENT-Protokoll (SENT = Single Edge Nibble Transmission). Dieses Protokoll ist aus dem Stand der Technik bekannt und soll vermehrt im Automobilbereich zur Übermittlung von Sensorsignalen eingesetzt werden. Das SENT-Protokoll ist dabei ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll gemäß der SAE-Norm J2716. Es ermöglicht eine höhere Übertragungsleistung als die Pulsweitenmodulation. In der detaillierten Beschreibung werden die Grundzüge des SENT-Protokolls näher erläutert. Eine weitere Variante eines Protokolls, welches zur Generierung des zweiten Sensorsignals eingesetzt werden kann, ist das sog. PSI5-Protokoll (PSI5 = Peripheral Sensor Interface 5).In a particularly preferred embodiment of the sensor according to the invention, the second sensor signal is a digital signal based on the SENT protocol (SENT = Single Edge Nibble Transmission). This protocol is known from the prior art and is to be increasingly used in the automotive sector for the transmission of sensor signals. The SENT protocol is a standardized communication protocol according to the SAE standard J2716. It allows a higher transmission power than the pulse width modulation. The detailed description explains the basic features of the SENT protocol in more detail. Another variant of a protocol which can be used to generate the second sensor signal is the so-called PSI5 protocol (PSI5 = Peripheral Sensor Interface 5).
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens codiert das zweite Sensorsignal die dreidimensionale Position der Schaltwelle, aus der die von dem Fahrzeugnutzer eingestellte Schaltgangposition ableitbar ist. Diese Variante wird insbesondere mit einem entsprechenden Hall-Sensor kombiniert, der einen dreidimensionalen Positionswert messen kann. Durch die Erfassung einer dreidimensionalen Position der Schaltwelle kann wiederum auf die Verwendung eines separaten mechanischen Sensors zur Detektion der Rückwärtsgangposition verzichtet werden, denn diese Position kann aus der dreidimensionalen Position abgeleitet werden.In a further variant of the method according to the invention, the second sensor signal encodes the three-dimensional position of the switching shaft, from which the switching gear position set by the vehicle user can be derived. This variant is in particular combined with a corresponding Hall sensor, which can measure a three-dimensional position value. By detecting a three-dimensional position of the shift shaft can be dispensed with the use of a separate mechanical sensor for detecting the reverse position again, because this position can be derived from the three-dimensional position.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors umfasst die Sensiereinheit zumindest einen IC-Chip zur Messung der Zustandsgröße und Generierung des ersten und zweiten Sensorsignals. Insbesondere kann dabei ein erster und ein zweiter Chip vorgesehen sein, welche je nach Anwendungsfall entsprechende Aufgaben im Rahmen der Messung und Signalgenerierung übernehmen. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors dient dabei der erste Chip zur Generierung des ersten Sensorsignals, wohingegen der zweite Chip zur Generierung des zweiten Sensorsignals dient. In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform sind dabei im Betrieb des Sensors der erste oder der zweite Chip deaktivierbar, so dass je nachdem, ob von der angeschlossenen Verarbeitungseinheit das erste oder zweite Sensorsignal benötigt wird, der entsprechende Chip, der das jeweils andere Sensorsignal generiert, abgeschaltet wird, wodurch Energie gespart wird. Die Deaktivierung eines Chips kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Kontaktelement des Anschlusses, an dem der zu deaktivierende erste oder zweite Chip das erste oder zweite Sensorsignal generiert, mit einem Pol der Sensorbetriebsspannung verbunden wird. Das Anliegen des entsprechenden Spannungswerts bzw. von Masse an dem entsprechenden Kontaktelement wird dabei durch den Chip detektiert, der anschließend die Ausgabe und Berechnung seines Sensorsignals stoppt. Die Deaktivierung kann z. B. durch das Anschlusselement erfolgen, welches mit dem Anschluss des Sensors verbunden ist. Dabei kann in dem Anschlusselement eine entsprechende Brücke vorgesehen sein, über welche ein Pol der Betriebsspannung mit dem Kontaktelement des zu deaktivierenden Chips verbunden wird.In a further, particularly preferred embodiment of the sensor according to the invention, the sensing unit comprises at least one IC chip for measuring the state variable and generating the first and second sensor signals. In particular, a first and a second chip may be provided which, depending on the application, assume corresponding tasks within the scope of measurement and signal generation. In one embodiment of the sensor according to the invention, the first chip serves to generate the first sensor signal, whereas the second chip to the Generation of the second sensor signal is used. In a preferred variant of this embodiment, during operation of the sensor, the first or the second chip can be deactivated so that, depending on whether the first or second sensor signal is required by the connected processing unit, the corresponding chip which generates the respective other sensor signal is switched off which saves energy. The deactivation of a chip can take place, for example, in that the contact element of the terminal, at which the first or second chip to be deactivated generates the first or second sensor signal, is connected to one pole of the sensor operating voltage. The concern of the corresponding voltage value or of ground at the corresponding contact element is detected by the chip, which then stops the output and calculation of its sensor signal. The deactivation can z. B. by the connection element, which is connected to the terminal of the sensor. In this case, a corresponding bridge can be provided in the connection element, via which a pole of the operating voltage is connected to the contact element of the chip to be deactivated.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist der Anschluss des erfindungsgemäßen Sensors ein Stecker, in dessen Innerem vorzugsweise zumindest das erste und zweite Kontaktelement und gegebenenfalls auch die Kontaktelemente zum Anschließen der Sensorbetriebsspannung bzw. von Masse in Form von Kontaktpins vorgesehen sind. Dabei kann ein geeigneter, aus dem Stand der Technik bekannter Stecker verwendet werden.In a further, preferred embodiment, the connection of the sensor according to the invention is a plug, inside which preferably at least the first and second contact element and optionally also the contact elements for connecting the sensor operating voltage or ground in the form of contact pins are provided. In this case, a suitable, known from the prior art plug can be used.
Neben dem oben beschriebenen Sensor betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, in dem zumindest ein solcher Sensor verbaut ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sensor um den oben beschriebenen Positionssensor, mit dem die Position der Schaltwelle des Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Dabei werden das erste und/oder das zweite Sensorsignal über einen an dem Anschluss angeschlossenen Kabelbaum an ein Motorsteuergerät übertragen. Vorzugsweise veranlasst das Motorsteuergerät das automatische Abstellen bzw. das Starten des Motors des Fahrzeugs, wenn sich aus dem ersten und/oder zweiten Sensorsignal ergibt, dass die vom Fahrzeugnutzer eingestellte Schaltgangposition die Neutralgangposition ist und alle weiteren vorgegebenen Kriterien, zum Beispiel eine ausreichende Starterbatteriespannung für den Motorstart, für das Abstellen bzw. Starten des Motors erfüllt sind. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Start-Stop-Automatik in einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe realisiert werden.In addition to the sensor described above, the invention further relates to a motor vehicle in which at least one such sensor is installed. Preferably, the sensor is the position sensor described above, with which the position of the switching shaft of the gearbox of the motor vehicle is detected. In this case, the first and / or the second sensor signal are transmitted via a cable harness connected to the terminal to an engine control unit. Preferably, the engine control unit initiates the automatic stopping or starting of the engine of the vehicle, if it results from the first and / or second sensor signal that the gearshift position set by the vehicle user is the neutral gear position and all other predetermined criteria, for example a sufficient starter battery voltage for the Engine start, for stopping or starting the engine are met. As a result, a start-stop system in a vehicle with a manual transmission can be realized in a simple manner.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs veranlasst das Motorsteuergerät eine oder mehrere vorgegebene Aktionen am Fahrzeug, wie z. B. das Anschalten von einer oder mehreren Rückfahrleuchten am Fahrzeug oder die Aktivierung von Abstandsüberwachungssensoren oder weiterer Aktorik (z. B. Verdrehung des Beifahrerspiegels nach unten), wenn sich aus dem ersten und/oder zweiten Sensorsignal ergibt, dass die vom Fahrzeugnutzer eingestellte Schaltgangposition die Rückwärtsgangposition ist. Wie bereits oben erwähnt, kann somit auf einen zusätzlichen mechanischen Sensor zur Detektion der Rückwärtsgangposition verzichtet werden.In a further variant of the motor vehicle according to the invention, the engine control unit causes one or more predetermined actions on the vehicle, such. B. the turning on of one or more reversing lights on the vehicle or the activation of distance monitoring sensors or other actuators (eg., Turning of the front passenger mirror down), if it is clear from the first and / or second sensor signal that set by the vehicle user Schaltgangposition the Reverse position is. As already mentioned above, it is therefore possible to dispense with an additional mechanical sensor for detecting the reverse position.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.Embodiments of the invention are described below in detail with reference to the accompanying drawings.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Sensors zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Der Sensor dient dazu, an einem von Hand betätigten Schaltgetriebe des Kraftfahrzeugs die Position der Schaltwelle zu erfassen. Basierend auf der ermittelten Position kann dann bestimmt werden, ob vom Fahrzeugnutzer die Neutralgangstellung (d. h. kein Gang eingelegt) eingestellt wurde. Dabei ist die Schaltwelle in der Neutralgangstellung in einer vorgegebenen Schaltposition angeordnet. Die Daten des Sensors werden an ein Motorsteuergerät übermittelt, welches die Daten geeignet verarbeitet. Vorzugsweise ist dabei an die Neutralgangstellung eine Start-Stop-Automatik gekoppelt, welche bei Stillstand des Fahrzeugs zur Einsparung von Energie den Motor abstellt.
Die Sensorsignale werden in dem Sensor der
Herkömmlicherweise sind Sensoren nach dem oben beschriebenen Funktionsprinzip nur zur Generierung eines PWM-Signals ausgelegt. Im Unterschied hierzu ermöglicht der Sensor der
Das SENT-Protokoll ermöglicht die standardisierte Übermittlung von Informationen, was bei PWM-Signalen nicht gegeben ist, da die Pulsweitenmodulation eine Modulationsart darstellt, welche nicht standardisiert ist. Demgegenüber ist das SENT-Protokoll ein Industriestandard. Der Hardwareaufbau zur Verarbeitung von Signalen dieses Protokolls ist dabei ähnlich zu der Verarbeitung von PWM-Signalen, jedoch ist die Übertragungsleistung des SENT-Protokolls deutlich verbessert. Im Rahmen der Übermittlung eines PWM-Signals wird innerhalb einer Zykluszeit die Information basierend auf dem Tastverhältnis übertragen, welches als prozentualer Wert des Zeitanteils in der Zykluszeit angegeben ist, in dem der Zustand des Signals auf den Wert „high” gesetzt ist. Demgegenüber wird im Rahmen des SENT-Protokolls der Informationsinhalt in der fallenden Signalflanke (Single Edge) übertragen, wobei die Zeit zwischen zwei fallenden Pulsflanken die Information eines sog. Nibbles enthält. Ein Zyklus enthält dabei acht Nibbles. Der übertragene Wert eines Nibbles ist proportional zur Zeitdauer zwischen zwei fallenden Pulsflanken, wobei über diese Zeitdauer ein 4-Bit-Wort codiert wird. Die Übertragung wird durch einen Synchronisationsimpuls synchronisiert, der vor den Nibbles übertragen wird.The SENT protocol allows the standardized transmission of information, which is not the case with PWM signals, because the pulse width modulation is a modulation type, which is not standardized. In contrast, the SENT protocol is an industry standard. The hardware structure for processing signals of this protocol is similar to the processing of PWM signals, but the transmission performance of the SENT protocol is significantly improved. As part of the transmission of a PWM signal, the information is transmitted within a cycle time based on the duty cycle, which is indicated as a percentage value of the time component in the cycle time in which the state of the signal is set to the value "high". In contrast, in the context of the SENT protocol, the information content is transmitted in the falling signal edge (single edge), wherein the time between two falling pulse edges contains the information of a so-called nibble. One cycle contains eight nibbles. The transmitted value of a nibble is proportional to the time between two falling pulse edges, over which period a 4-bit word is encoded. The transmission is synchronized by a synchronization pulse, which is transmitted before the nibbles.
Um in dem Sensor der
Im unteren Teil der
Im Vorangegangenen wurde ein Sensor beschrieben, der zur Positionssensierung auf der PLCD-Technologie beruht. Die Erfindung hat weitere Vorteile, wenn anstatt eines PLCD-Sensors ein Hall-Sensor verwendet wird, mit dem die Ermittlung einer dreidimensionalen Position der Schaltwelle ermöglicht wird. Hall-Sensoren sind dabei an sich aus dem Stand der Technik bekannt und beruhen auf dem Hall-Effekt, wonach in einem stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem stationären Magnetfeld befindet, eine Spannung induziert wird. In Analogie zu PLCD-Sensoren wird bei der Messung mit einem Hall-Sensor ein entsprechender Permanentmagnet verwendet, der an der Schaltwelle angebracht ist und über den die Spannungsinduktion hervorgerufen wird, wodurch die Position der Schaltwelle bestimmt werden kann.In the foregoing, a sensor has been described which relies on position sensing on PLCD technology. The invention has further advantages if, instead of a PLCD sensor, a Hall sensor is used with which the determination of a three-dimensional position of the switching shaft is made possible. Hall sensors are known per se from the prior art and are based on the Hall effect, according to which a voltage is induced in a current-carrying conductor which is in a stationary magnetic field. In analogy to PLCD sensors, a corresponding permanent magnet is used in the measurement with a Hall sensor, which is attached to the switching shaft and over which the voltage induction is caused, whereby the position of the switching shaft can be determined.
Zur Realisierung des Hall-Sensors können an sich bekannte Hall-Sensierelemente verwendet werden. Beispielsweise kann ein monolitischer Halbleiterchip der Firma Melexis eingesetzt werden, der empfindlich auf die magnetische Flussdichte parallel zu einer Oberfläche ist und sensitiv auf alle drei Komponenten des magnetischen Flusses ist, so dass eine dreidimensionale Positionsbestimmung eines Magneten und dadurch der Schaltwelle ermöglicht wird. Hierdurch kann nicht nur die Schaltposition der Schaltwelle ermittelt werden, sondern auch eine Positionsveränderung der Schaltwelle, welche durch die Gangwahl eines Fahrzeugnutzers hervorgerufen wird (Bewegung des Gangschalthebels in
Im Rahmen der Verwendung eines Hall-Sensierelements in dem Sensor der
Im Rahmen der Verwendung eines Hall-Sensors kann gegebenenfalls auch im PWM-Signal die Information über das Einlegen des Rückwärtsgangs codiert sein. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Chip des Sensors derart programmiert ist, dass er für entsprechende dreidimensionale Positionswerte, welche mit dem Rückwärtsgang korrespondieren, ein vorbestimmtes Testverhältnis außerhalb des Messbereichs MB ausgibt. Dabei ist dem Motorsteuergerät bekannt, dass dieses vorbestimmte Tastverhältnis dem Einlegen des Rückwärtsgangs entspricht. Somit kann auch mit Motorsteuergeräten, welche lediglich das PWM-Signal verstehen, das Anschalten der Rückfahrleuchten bei Einlegen des Rückwärtsgangs veranlasst werden, so dass auch für solche Motorsteuergeräte auf einen mechanischen Schalter zur Detektion des Einlegens der Rückwärtsgangs verzichtet werden kann.As part of the use of a Hall sensor may optionally be encoded in the PWM signal, the information about the engagement of the reverse gear. This can be done, for example, in that the chip of the sensor is programmed such that it outputs a predetermined test ratio outside the measuring range MB for corresponding three-dimensional position values which correspond to the reverse gear. In this case, the engine control unit is known that this predetermined duty cycle corresponds to the engagement of the reverse gear. Thus, even with engine control units, which only understand the PWM signal, the switching on of the reversing lights can be initiated when engaging the reverse gear, so that even for such engine control units can be dispensed with a mechanical switch for detecting the engagement of the reverse gear.
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensors weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere erleichtert der Sensor den Umstieg auf ein neues Übertragungsprotokoll, da er neben Sensorsignalen basierend auf Pulsweitenmodulation auch Sensorsignale basierend auf dem SENT-Protokoll bereitstellt, wobei die Signalübertragung mittels des SENT-Protokolls deutlich leistungsfähiger ist als die Signalübertragung über Pulsweitenmodulation. Der Sensor ist dabei rückwärtskompatibel, da er weiterhin die Generierung von PWM-Signalen unterstützt, wodurch auch derzeit verwendete Motorsteuergeräte mit dem Sensor verbunden sein können. Darüber hinaus ergeben sich weitere Vorteile durch die Verwendung eines Hall-Sensors zur dreidimensionalen Positionssensierung. Insbesondere wird hierdurch die Bestimmung des von dem Fahrzeugnutzer eingelegten Gangs ermöglicht. Vor allem kann das Einlegen des Rückwärtsgangs sensiert werden, so dass auf einen weiteren mechanischen Schalter verzichtet werden kann, mit dem das Einlegen des Rückwärtsgangs detektiert wird.The embodiments of the sensor according to the invention described above have a number of advantages. In particular, the sensor facilitates the transition to a new transmission protocol, since it also provides sensor signals based on the SENT protocol in addition to sensor signals based on pulse width modulation, wherein the signal transmission by means of the SENT protocol is much more powerful than the signal transmission via pulse width modulation. The sensor is backwards compatible, as it continues to support the generation of PWM signals, which means that currently used engine control units can also be connected to the sensor. In addition, further advantages result from the use of a Hall sensor for three-dimensional position sensing. In particular, this makes it possible to determine the gear engaged by the vehicle user. Above all, the engagement of the reverse gear can be sensed, so that it is possible to dispense with a further mechanical switch with which the engagement of the reverse gear is detected.
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DE19907141A1 (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-26 | New Venture Gear | Electronically controlled gear changing system for manual transmission of a motor vehicle |
DE19950764C1 (en) * | 1999-10-21 | 2001-09-20 | Bosch Gmbh Robert | Monitoring controller in vehicle involves transmitting 2 signals characterizing one parameter over separate transmission media, with fault being detected if both signals deviate from anticipated value |
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