DE102013210349A1

DE102013210349A1 - Optical pressure measuring device and optical pressure measuring method

Info

Publication number: DE102013210349A1
Application number: DE102013210349.2A
Authority: DE
Inventors: Roberto Schlenker
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Druckmessvorrichtung (101, 201, 301), umfassend eine Lichtquelle (102, 202, 302), einen Lichtempfänger (103, 203, 303) sowie eine druckverwölbbar und reflektierend ausgebildete Membran (105, 205, 305), wobei die Lichtquelle (102, 202, 302) die Membran (105, 205, 305) mit einer ersten Lichtleistung (110, 209, 309) beleuchtet, wobei die Membran (102, 202, 302) eine von der ersten Lichtleistung (110, 209, 309), von einer Reflektivität der Membran (105, 205, 305) und von einer Membranverwölbung abhängige zweite Lichtleistung (111, 210, 310) zum Lichtempfänger (103, 203, 303) reflektiert und wobei der Lichtempfänger (103, 203, 303) die zweite Lichtleistung (111, 210, 310) empfängt und nach deren Maßgabe ein elektrisches Signal erzeugt. Die Druckmessvorrichtung (101, 201, 301) zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckmessvorrichtung (101, 201, 301) weiterhin einen Referenzempfänger (104, 204, 304) umfasst, welcher eine dritte Lichtleistung (112, 212, 314) empfängt und ein elektrisches Referenzsignal nach Maßgabe der dritten Lichtleistung (112, 212, 314) erzeugt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren. The invention relates to an optical pressure measuring device (101, 201, 301), comprising a light source (102, 202, 302), a light receiver (103, 203, 303) and a druckverwölbbar and reflective membrane (105, 205, 305), wherein the light source (102, 202, 302) illuminates the membrane (105, 205, 305) with a first light output (110, 209, 309), wherein the membrane (102, 202, 302) detects one of the first light output (110, 209 , 309), reflected by a reflectivity of the membrane (105, 205, 305) and a membrane deflection dependent second light output (111, 210, 310) to the light receiver (103, 203, 303) and wherein the light receiver (103, 203, 303 ) receives the second light power (111, 210, 310) and generates an electrical signal as intended. The pressure measuring device (101, 201, 301) is characterized in that the pressure measuring device (101, 201, 301) further comprises a reference receiver (104, 204, 304) receiving and inputting a third light power (112, 212, 314) generated electrical reference signal in accordance with the third light output (112, 212, 314). The invention further relates to a corresponding method.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Druckmessvorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein optisches Druckmessverfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 10. The invention relates to an optical pressure measuring device according to the preamble of claim 1 and to an optical pressure measuring method according to the preamble of claim 10.

Mit zunehmenden Ansprüchen an die Feinfühligkeit der Regelung von Kraftfahrzeugbremsanlagen, insbesondere im Bereich auch kleinster Hydraulikdrücke, ist es erforderlich, die jeweils vorherrschenden Druckverhältnisse in der Kraftfahrzeugbremsanlage möglichst exakt zu bestimmen. Zum Bestimmen der Druckverhältnisse sind im Stand der Technik dabei im Wesentlichen zwei unterschiedliche Ansätze bekannt: Zum Einen die Verwendung von direkt messenden Drucksensoren, zum Anderen die indirekte Druckerfassung, z.B. über das vordruckbelastete Auslaufverhalten des elektrischen Motors eines Motorpumpenaggregats. Die Verwendung von direkt messenden Drucksensoren ermöglicht dabei in der Regel eine vergleichsweise genauere Druckbestimmung, ist allerdings auch mit höherem Herstellungs- und Kostenaufwand verbunden. With increasing demands on the sensitivity of the control of motor vehicle brake systems, especially in the field of even the smallest hydraulic pressures, it is necessary to determine the prevailing pressure conditions in the motor vehicle brake system as accurately as possible. Essentially, two different approaches are known in the prior art for determining the pressure ratios. Firstly, the use of directly measuring pressure sensors, on the other hand the indirect pressure detection, e.g. about the pre-loaded leakage behavior of the electric motor of a motor pump unit. The use of direct-measuring pressure sensors usually allows a comparatively more accurate pressure determination, but is also associated with higher manufacturing and cost.

In diesem Zusammenhang offenbart die DE 10 2005 041 556 A1 ein Verfahren zur Bestimmung eines Vordrucks in einer Kraftfahrzeugbremsanlage ohne Verwendung eines Drucksensors. Hierzu wird ein pulsweitenmoduliert betriebener Elektromotor eines Motorpumpenaggregats zwischen zwei Spannungspulsen als Generator genutzt. Die im Generatorbetrieb erzeugten und vom Vordruck abhängigen Spannungswerte werden ausgelesen, bewertet und gefiltert. Unter Zugrundelegung eines funktionalen Zusammenhangs wird aus jeder einzelnen dieser Kenngrößen ein Vordruck errechnet. Die verschiedenen bestimmten Vordruckwerte werden außerdem sowohl über die Zeit als auch über den Druckbereich gemittelt. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Spannungswerten, deren Bewertung und die Mittelung der bestimmten Druckwerte kann hier der Einfluss von Messfehlern, Ausreißern oder sonstigen kurzzeitigen Störungen minimiert werden. In this context, the DE 10 2005 041 556 A1 a method for determining a form in a motor vehicle brake system without the use of a pressure sensor. For this purpose, a pulse width modulated operated electric motor of a motor pump unit between two voltage pulses is used as a generator. The voltage values generated in the generator mode and dependent on the upstream pressure are read out, evaluated and filtered. On the basis of a functional relationship, a form is calculated from each of these parameters. The various particular pre-pressure values are also averaged over time as well as over the pressure range. By using a large number of voltage values, their evaluation and the averaging of the specific pressure values, the influence of measurement errors, outliers or other short-term disturbances can be minimized.

In der DE 10 2006 039 422 A1 wird ein Drucksensor beschrieben, der insbesondere zur Messung von Druckwerten größer als 100 bar geeignet ist. Dazu weist der Drucksensor eine bei Druckbeaufschlagung auslenkbare bzw. verformbare Membran auf, unter welcher sich ein abgeschlossenes erstes Hohlvolumen befindet. Die Membran liegt auf einem Auflagerahmen auf, welcher den Randbereich der Membran gegenüber einem Grundkörper dicht abschließt. Der Drucksensor weist außerdem einen Druckmesswandler, welcher die Auslenkung bzw. Verformung der Membran nach einem kapazitiven oder piezoresistiven Prinzip oder mit Hilfe mindestens eines Dehnungsmessstreifens in mindestens eine elektrische Größe umwandelt, auf. Der Drucksensor ist allseitig dicht gekapselt und weist keine nach außen geführten elektrischen Kontakte oder Leitungen auf, wodurch auch unter rauen und feuchten Umgebungsbedingungen, insbesondere in aggressiven Flüssigkeiten, eine lange Lebensdauer des Sensors gewährleistet wird. Zum Übermitteln der erfassten Druckinformationen weist der beschriebene Drucksensor eine integrierte Sendeeinheit auf, welche die Druckinformationen drahtlos überträgt. In the DE 10 2006 039 422 A1 a pressure sensor is described, which is particularly suitable for measuring pressure values greater than 100 bar. For this purpose, the pressure sensor has a diaphragm which can be deflected or deformed when pressure is applied, below which there is a closed first hollow volume. The membrane rests on a support frame which tightly seals the edge region of the membrane with respect to a base body. The pressure sensor also has a pressure transducer, which converts the deflection or deformation of the membrane according to a capacitive or piezoresistive principle or with the aid of at least one strain gauge in at least one electrical variable. The pressure sensor is tightly sealed on all sides and has no electrical contacts or lines led to the outside, which ensures a long service life of the sensor even under harsh and humid ambient conditions, especially in aggressive liquids. To transmit the detected pressure information, the described pressure sensor has an integrated transmission unit which transmits the pressure information wirelessly.

Die unveröffentlichte DE 10 2011 085 329.4 beschreibt einen optischen Druckfühler, welcher einen hydraulischen Druck in einer Fahrzeugbremsanlage erfühlt. Der optische Druckfühler umfasst einen optischen Sender in Form einer Leuchtdiode, einen optischen Empfänger in Form einer Photodiode oder eines Phototransistors und eine reflektierende Membran. Der optische Sender emittiert dabei Licht auf die Membran, welche das auf sie fallende Licht reflektiert, und der optische Empfänger empfängt das reflektierte Licht, um daraus ein elektrisches Signal zu erzeugen. Wenn die Membran nun mit einem zu erfühlenden Druck beaufschlagt wird, so verwölbt sich diese. Die Verwölbung wiederum bewirkt eine Änderung des Anteils des zum Empfänger reflektierten Lichts, wodurch auch das elektrische Signal geändert wird. Das elektrische Signal ist somit ein Maß für den hydraulischen Druck. The unpublished DE 10 2011 085 329.4 describes an optical pressure sensor which senses a hydraulic pressure in a vehicle brake system. The optical pressure sensor comprises an optical transmitter in the form of a light emitting diode, an optical receiver in the form of a photodiode or a phototransistor and a reflective membrane. The optical emitter emits light on the membrane, which reflects the light incident on it, and the optical receiver receives the reflected light to generate an electrical signal therefrom. If the membrane is now subjected to a pressure to be felt, then it warps. The warping in turn causes a change in the proportion of the light reflected to the receiver, whereby the electrical signal is changed. The electrical signal is thus a measure of the hydraulic pressure.

Die im Stand der Technik bekannten Drucksensoren bzw. Druckbestimmungsverfahren sind jedoch aus verschiedenen Gründen nachteilbehaftet. Im Falle von sensorlosen Druckbestimmungsverfahren wird der Druck nicht direkt bestimmt, sondern nur indirekt über das druckbelastete Auslaufverhalten eines elektrischen Pumpenmotors, was derartige Verfahren trotz des betriebenen Aufwands vergleichsweise ungenau macht. Zudem ist eine Druckerfassung nur möglich, solange der Pumpenmotor nicht aktiv betrieben wird und sich im Generatorbetrieb befindet. Die bekannten nicht-optischen Drucksensoren wiederum verfügen über einen vergleichsweise komplexen elektrischen Innenaufbau, der mit vergleichsweise hohem Herstellungs- und Kostenaufwand verbunden ist. Obwohl der in der DE 10 2011 085 329.4 beschriebene optische Druckfühler die genannten Nachteile zwar überwindet, ist seine Messgenauigkeit anfällig gegenüber Temperaturschwankungen und Alterungseffekten. However, the pressure sensors or pressure determination methods known in the prior art are disadvantageous for various reasons. In the case of sensorless pressure determination method, the pressure is not determined directly, but only indirectly via the pressure-loaded flow behavior of an electric pump motor, which makes such procedures relatively inaccurate despite the effort involved. In addition, a pressure detection is only possible as long as the pump motor is not actively operated and is in generator mode. The known non-optical pressure sensors, in turn, have a comparatively complex internal electrical structure, which is associated with comparatively high production and expense. Although in the DE 10 2011 085 329.4 Although described optical pressure sensor overcomes the disadvantages mentioned, its accuracy is prone to temperature fluctuations and aging effects.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine optische Druckmessvorrichtung vorzuschlagen, die eine robuste Messgenauigkeit gegenüber Temperaturschwankungen und Alterungseffekten aufweist. The object of the invention is therefore to propose an optical pressure measuring device which has a robust measuring accuracy with respect to temperature fluctuations and aging effects.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die optische Druckmessvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by the optical pressure measuring device according to claim 1.

Die Erfindung betrifft eine optische Druckmessvorrichtung, umfassend eine Lichtquelle, einen Lichtempfänger sowie eine druckverwölbbar und reflektierend ausgebildete Membran, wobei die Lichtquelle die Membran mit einer ersten Lichtleistung beleuchtet, wobei die Membran eine von der ersten Lichtleistung, von einer Reflektivität der Membran und von einer Membranverwölbung abhängige zweite Lichtleistung zum Lichtempfänger reflektiert und wobei der Lichtempfänger die zweite Lichtleistung empfängt und nach deren Maßgabe ein elektrisches Signal erzeugt. Die Druckmessvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckmessvorrichtung weiterhin einen Referenzempfänger umfasst, welcher eine dritte Lichtleistung empfängt und ein elektrisches Referenzsignal nach Maßgabe der dritten Lichtleistung erzeugt. The invention relates to an optical pressure measuring device comprising a light source, a light receiver and a druckverwölbbar and reflective membrane, wherein the light source illuminates the membrane with a first light output, wherein the membrane of the first light output, a reflectivity of the membrane and a Membranverwölbung dependent second light power to the light receiver and wherein the light receiver receives the second light power and generates an electrical signal in accordance with their condition. The pressure measuring device is characterized in that the pressure measuring device further comprises a reference receiver which receives a third light power and generates an electrical reference signal in accordance with the third light power.

Die erste Lichtleistung ist somit diejenige Lichtleistung, welche von der Lichtquelle abgegeben wird und auf die Membran trifft. Dies ist im Allgemeinen nur ein Anteil der von der Lichtquelle insgesamt abgegebenen Lichtleistung. Die Membran reflektiert einen Anteil dieser ersten Lichtleistung, nämlich die zweite Lichtleistung, zum Lichtempfänger, wobei die zweite Lichtleistung durch die Reflektivität der Membran, die Membranverwölbung sowie die auf die Membran auftreffende erste Lichtleistung festgelegt ist. Je geringer die Reflektivität und die erste Lichtleistung sind und je stärker die Membranverwölbung ist, desto geringer wird die zum Lichtempfänger reflektierte zweite Lichtleistung. Bei der Membranverwölbung handelt es sich um eine konkave Verwölbung, welche das reflektierte Licht streut und somit am Lichtempfänger zu einer geringeren zweiten Lichtleistung führt. Der Lichtempfänger empfängt nun die zweite Lichtleistung und erzeugt ein entsprechendes elektrisches Signal. Hierzu ist der Lichtempfänger photosensitiv ausgebildet. Das elektrische Signal ist somit ein Maß für die Membranverwölbung und damit für den auf die Membran wirkenden Druck. Je größer der auf die Membran wirkende Druck ist, desto größer ist auch die Membranverwölbung. Eine Zuordnung des Drucks zu einem bestimmten elektrischen Signal ist beispielsweise über eine Kennlinie möglich. Je nach Ausbildung des Lichtempfängers kann das elektrische Signal die zweite Lichtleistung bzw. den Druck über einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung beschreiben. The first light output is thus the light output which is emitted by the light source and impinges on the membrane. This is generally only a fraction of the total light output from the light source. The membrane reflects a proportion of this first light output, namely the second light output, to the light receiver, the second light output being determined by the reflectivity of the membrane, the membrane curvature and the first light output impinging on the membrane. The lower the reflectivity and the first light output and the stronger the membrane curvature, the lower the light output reflected to the light receiver. Membrane curvature is a concave warp which scatters the reflected light and thus results in a lower second light output at the light receiver. The light receiver now receives the second light output and generates a corresponding electrical signal. For this purpose, the light receiver is designed to be photosensitive. The electrical signal is thus a measure of the membrane Verwölbung and thus for the pressure acting on the membrane. The larger the pressure acting on the membrane, the greater the membrane swelling. An assignment of the pressure to a specific electrical signal is possible, for example via a characteristic. Depending on the design of the light receiver, the electrical signal can describe the second light output or the pressure via an electrical current or an electrical voltage.

Indem zusätzlich ein Referenzempfänger vorgesehen ist, der die dritte Lichtleistung empfängt und nach deren Maßgabe ein Referenzsignal erzeugt, ergibt sich der Vorteil, dass mit dem elektrischen Referenzsignal eine Vergleichsgröße zur Bewertung des elektrischen Signals zur Verfügung steht, welche eine Überwachung der Funktionsfähigkeit und des Zustands der optischen Druckmessvorrichtung erlaubt. In addition, by providing a reference receiver which receives the third light power and generates a reference signal according to the proviso, there is the advantage that with the electrical reference signal a comparison variable is available for evaluating the electrical signal, which monitors the operability and the condition of the optical pressure measuring device allowed.

Vorzugsweise ist die Membran aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, hergestellt. Metalle sind im Allgemeinen vergleichsweise robust und ausreichend elastisch, um eine reversible Membranverwölbung zu gewährleisten. Preferably, the membrane is made of a metal, in particular of steel. Metals are generally comparatively robust and sufficiently elastic to ensure reversible membrane warpage.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die dritte Lichtleistung und unabhängig von der Membranverwölbung ist und insbesondere ein von der Druckmessvorrichtung umfasster Referenzspiegel die dritte Lichtleistung von der Lichtquelle zum Referenzempfänger reflektiert. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die dritte Lichtleistung im Wesentlichen ausschließlich abhängig vom Zustand der Lichtquelle ist. Somit ermöglicht das erzeugte Referenzsignal jederzeit eine Erkennung des aktuellen Zustands der Lichtquelle. Der Zustand der Lichtquelle und insbesondere deren Wirkungsgrad sind dabei in erster Linie abhängig von der Temperatur der Lichtquelle sowie von Alterungseffekten. Sofern der Referenzspiegel verwendet wird, um die dritte Lichtleistung von der Lichtquelle zum Referenzempfänger zu reflektieren, bietet sich die Möglichkeit einer vergleichsweise einfachen Anordnung der Lichtquelle, des Lichtempfängers und des Referenzempfängers in der Druckmessvorrichtung, da der Referenzempfänger der Lichtquelle nicht gegenüberliegend angeordnet werden muss, um die dritte Lichtleistung zu empfangen. It is preferably provided that the third light output is independent of the membrane curvature and, in particular, a reference mirror encompassed by the pressure measuring device reflects the third light output from the light source to the reference receiver. This results in the advantage that the third light output is essentially exclusively dependent on the state of the light source. Thus, the generated reference signal at any time allows detection of the current state of the light source. The state of the light source and in particular its efficiency are primarily dependent on the temperature of the light source and of aging effects. If the reference mirror is used to reflect the third light output from the light source to the reference receiver, there is the possibility of a comparatively simple arrangement of the light source, the light receiver and the reference receiver in the pressure measuring device, since the reference receiver of the light source does not have to be arranged opposite to receive the third light output.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Druckmessvorrichtung ein Elektronikmodul umfasst, welches die erste Lichtleistung mittels des Referenzsignals konstant hält. Da das Referenzsignal über die dritte Lichtleistung den Zustand der Lichtquelle und damit auch die erste Lichtleistung beschreibt, kann das Referenzsignal vorteilhaft herangezogen werden, um die erste Lichtleistung konstant zu halten. Somit werden Schwankungen bzw. Änderung der zweiten Lichtleistung am Lichtempfänger und damit einhergehend des elektrischen Signals ohne Änderung der Membranverwölbung bzw. des Drucks vermieden. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Druckbestimmung wird somit weiter verbessert. Zudem können insbesondere Temperatureffekte und Alterungseffekte der Lichtquelle ausgeglichen werden. Furthermore, it is provided that the pressure measuring device comprises an electronic module which keeps the first light power constant by means of the reference signal. Since the reference signal on the third light output describes the state of the light source and thus also the first light power, the reference signal can be used advantageously to keep the first light output constant. Thus, fluctuations or change in the second light output at the light receiver and, associated therewith, the electrical signal without changing the diaphragm curvature or the pressure are avoided. The accuracy and reliability of the pressure determination is thus further improved. In addition, in particular temperature effects and aging effects of the light source can be compensated.

Es ist vorteilhaft, dass der Lichtempfänger und der Referenzempfänger als Photodioden ausgebildet sind. Photodioden sind vergleichsweise günstig in ihrer Herstellung und weisen eine vergleichsweise lange Lebensdauer auf. Da sie außerdem über eine vergleichsweise kompakte und raumsparende Bauform verfügen, eignen sie sich vorteilhaft als Lichtempfänger für die erfindungsgemäße Druckmessvorrichtung. It is advantageous that the light receiver and the reference receiver are designed as photodiodes. Photodiodes are relatively inexpensive to manufacture and have a comparatively long life. Since they also have a comparatively compact and space-saving design, they are advantageously suitable as a light receiver for the pressure measuring device according to the invention.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der Lichtempfänger und der Referenzempfänger aus ein und demselben Halbleiterträger hergestellt sind. Halbleiterträger sind dabei auch unter dem Begriff „Waver“ bekannt. Da die Temperaturabhängigkeit und die Alterungseffekte materialinhärente Eigenschaften sind, ergibt sich somit der Vorteil, dass der Lichtempfänger und der Referenzempfänger sich hinsichtlich ihrer Temperaturabhängigkeit und der auftretenden Alterungseffekte weitgehend identisch verhalten. Somit können auftretende Temperatureffekte und Alterungseffekte der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung noch besser kompensiert werden. In particular, it is advantageous that the light receiver and the reference receiver are made of one and the same semiconductor carrier. Semiconductor carriers are also known by the term "Waver". Since the temperature dependence and the aging effects are material inherent properties, there is thus the advantage that the light receiver and the reference receiver behave largely identically with regard to their temperature dependence and the aging effects that occur. Thus occurring temperature effects and aging effects of the pressure measuring device according to the invention can be compensated even better.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, dass der Lichtempfänger und der Referenzempfänger als ein gemeinsames Halbleiterbauelement hergestellt sind. In diesem Fall ist ein weitestgehend völlig identisches Verhalten hinsichtlich ihrer Temperaturabhängigkeit und Alterungseffekte gewährleistet, da der der Lichtempfänger und der Referenzempfänger ein gemeinsames, zusammenhängendes und nicht-getrenntes Stück des Halbleiterträgers umfassen. Daher weisen der Lichtempfänger und der Referenzempfänger in diesem Fall auch eine gemeinsame Kathode bzw. eine gemeinsame Anode auf. It is particularly advantageous that the light receiver and the reference receiver are produced as a common semiconductor component. In this case, a largely completely identical behavior with regard to their temperature dependence and aging effects is ensured since the light receiver and the reference receiver comprise a common, continuous and non-separated piece of the semiconductor carrier. Therefore, in this case, the light receiver and the reference receiver also have a common cathode and a common anode, respectively.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Lichtquelle als Leuchtdiode ausgebildet ist. Ebenso wie Photodioden sind Leuchtdioden kostengünstig herstellbar und dabei baulich äußerst kompakt. Hinzu kommen eine lange Lebensdauer und eine hohe Energieeffizienz. Moreover, it is advantageous that the light source is designed as a light emitting diode. Just like photodiodes, LEDs are inexpensive to produce and structurally extremely compact. In addition, there is a long service life and high energy efficiency.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass je ein gleichpoliger elektrischer Kontakt des Lichtempfängers und des Referenzempfängers, insbesondere die Kathode des Lichtempfängers und die Kathode des Referenzempfängers, über einen elektrischen Skalierwiderstand kurzgeschlossen sind. Somit ergibt sich der Vorteil, dass eine Empfindlichkeit des Lichtempfängers und damit eine Empfindlichkeit der Druckmessung über den Skalierwiderstand einstellbar sind. Je größer dabei der Wert des Skalierwiderstands ist, desto unempfindlicher reagiert die Druckmessvorrichtung gegenüber auf die Membran wirkenden Drücken. In a further preferred embodiment, it is provided that each a Gleichpoliger electrical contact of the light receiver and the reference receiver, in particular the cathode of the light receiver and the cathode of the reference receiver, are short-circuited via an electrical Skalierwiderstand. Thus, there is the advantage that a sensitivity of the light receiver and thus a sensitivity of the pressure measurement on the scaling resistor can be adjusted. The greater the value of the scaling resistor, the less sensitive the pressure measuring device reacts to pressures acting on the membrane.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein Widerstandswert des Skalierwiderstands verstellbar ist. Somit können die Empfindlichkeit und der Druckmessbereich der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. In a particularly preferred embodiment, it is provided that a resistance value of the scaling resistor is adjustable. Thus, the sensitivity and the pressure measuring range of the pressure measuring device according to the invention can be adapted to the respective requirements.

Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die Lichtquelle ein Emissionsmaximum im infraroten Spektralbereich aufweist und der Lichtempfänger und der Referenzempfänger ein Sensitivitätsmaximum im infraroten Spektralbereich aufweisen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auf die seit langem bekannten, besonders kostengünstigen und technisch ausgereiften Infrarot-Halbleiter-Bauelemente zurückgegriffen werden kann. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Reflektionsfähigkeiten von Metallen im infraroten Spektralbereich im Allgemeinen vergleichsweise gut sind. Appropriately, it is provided that the light source has an emission maximum in the infrared spectral range and the light receiver and the reference receiver have a sensitivity maximum in the infrared spectral range. This results in the advantage that it is possible to fall back on the long-known, particularly cost-effective and technically mature infrared semiconductor components. Another advantage is that the reflectivities of metals in the infrared spectral range are generally comparatively good.

Es ist zweckmäßig, dass die Lichtquelle, der Lichtempfänger und der Referenzempfänger auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die gemeinsame Anordnung vergleichsweise kompakt ist, da zum Ansteuern bzw. Auslesen der Lichtquelle, des Lichtempfängers und des Referenzempfängers auf Leiterbahnen der gemeinsamen Leiterplatte zurückgegriffen werden kann. Die gemeinsame Leiterplatte kann zudem auch weitere Elemente, wie z.B. das Elektronikmodul, aufweisen. It is expedient that the light source, the light receiver and the reference receiver are arranged on a common printed circuit board. This results in the advantage that the common arrangement is comparatively compact, as can be used for driving or reading the light source, the light receiver and the reference receiver on tracks of the common circuit board. The common circuit board may also include other elements such as e.g. the electronic module, have.

Insbesondere ist es zweckmäßig, dass die gemeinsame Leiterplatte in einer Einhausung der Druckmessvorrichtung der Membran im Wesentlichen parallel gegenüberliegend ausgerichtet ist. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die Membran im Wesentlichen optimal von der Lichtquelle beleuchtet werden kann und die zweite Lichtintensität im Wesentlichen optimal auf den Lichtempfänger reflektiert werden kann. Um zu verhindern, dass eine an die seitlichen Innenwände der Einhausung der Druckmessvorrichtung reflektierte Lichtleistung dort weiterreflektiert wird und somit über mehrere Reflektionsvorgänge letztendlich auf den Lichtempfänger trifft und somit die Druckbestimmung verfälscht, kann die Einhausung an ihren seitlichen Innenwänden nichtreflektierend ausgeführt sein. Je nach verwendeter Wellenlänge gibt es hierfür unterschiedliche Möglichkeiten. Im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts wäre etwa eine mattierte Schwarzfärbung der seitlichen Innenwände denkbar. In particular, it is expedient that the common printed circuit board in an enclosure of the pressure measuring device of the membrane is aligned substantially parallel opposite one another. This results in the advantage that the membrane can be illuminated substantially optimally by the light source and the second light intensity can be reflected substantially optimally onto the light receiver. In order to prevent a light power reflected from the lateral inner walls of the housing of the pressure measuring device from continuing to be reflected there and thus ultimately reaching the light receiver over several reflection processes and thus falsifying the pressure determination, the housing can be made nonreflective on its lateral inner walls. Depending on the wavelength used, there are different possibilities for this. In the wavelength range of visible light, for example, a matt blackening of the lateral inner walls would be conceivable.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein optisches Druckmessverfahren, bei welchem eine druckverwölbbar und reflektierend ausgebildete Membran von einer Lichtquelle mit einer ersten Lichtleistung beleuchtet wird, wobei eine von der ersten Lichtleistung, von einer Reflektivität der Membran und von einer Membranverwölbung abhängige zweite Lichtleistung von der Membran zu einem Lichtempfänger reflektiert wird und wobei die zweite Lichtleistung vom Lichtempfänger empfangen wird und nach deren Maßgabe vom Lichtempfänger ein elektrisches Signal erzeugt wird. Das Druckmessverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass von einem Referenzempfänger eine dritte Lichtleistung empfangen wird und ein elektrisches Referenzsignal nach Maßgabe der dritten Lichtleistung erzeugt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren führt somit eine Bestimmung eines auf die Membran wirkenden Drucks in einer erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung aus und bietet daher die in diesem Zusammenhang bereits beschriebenen Vorteile. The invention further relates to an optical pressure measuring method in which a Druckverwölbbar and reflective membrane is illuminated by a light source having a first light output, wherein a dependent on the first light output, a reflectivity of the membrane and a Membranverwölbung second light output from the membrane to a Reflected light receiver and wherein the second light output is received by the light receiver and in accordance with which an electrical signal is generated by the light receiver. The pressure measuring method is characterized in that a third light power is received by a reference receiver and an electrical reference signal is generated in accordance with the third light power. The method according to the invention thus carries out a determination of a pressure acting on the membrane in a pressure measuring device according to the invention and therefore offers the advantages already described in this connection.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Verwendung der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung in einer Kraftfahrzeugbremsanlage. Aufgrund der in einer Kraftfahrzeugbremsanlage üblicherweise vorherrschenden korrosiven Umgebungsbedingungen ist die Druckmessvorrichtung in diesem Fall bevorzugt von einer Einhausung aus Stahl oder einem anderen korrosionsbeständigen Metall umgeben. Ebenso besteht die Membran in diesem Fall bevorzugt aus Stahl oder einem anderen korrosionsbeständigen Metall. Moreover, the invention relates to a use of the pressure measuring device according to the invention in a motor vehicle brake system. Due to the corrosive ambient conditions usually prevailing in a motor vehicle brake system, the pressure measuring device in this case is preferably surrounded by a housing made of steel or another corrosion-resistant metal. Likewise, the membrane in this case is preferably made of steel or another corrosion-resistant metal.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren. Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following description of an embodiment with reference to figures.

Es zeigt It shows

1 eine mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung ohne Druckbeaufschlagung und mit Druckbeaufschlagung, 1 a possible embodiment of a pressure measuring device according to the invention without pressurization and with pressurization,

2 eine weitere mögliche Ausbildungsform der Druckmessvorrichtung, 2 another possible embodiment of the pressure measuring device,

3 nochmals eine weitere mögliche Ausbildungsform der Druckmessvorrichtung 3 Yet another possible embodiment of the pressure measuring device

4 schematisch einen möglichen Verfahrensablauf als Flussdiagramm, 4 schematically a possible procedure as a flowchart,

5 beispielhaft einen weiteren möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm und 5 by way of example a further possible sequence of the method according to the invention as a flowchart and

6 schematisch die Abhängigkeit der Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Druckmessverfahrens vom Widerstandswert des Skalierwiderstands. 6 schematically the dependence of the measurement accuracy of the pressure measuring method according to the invention of the resistance value of the scaling resistor.

1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Ausführungsform von Druckmessvorrichtung 101 ohne Druckbeaufschlagung (1a) und mit Druckbeaufschlagung (1b). Druckmessvorrichtung 101 umfasst Lichtquelle 102, Lichtempfänger 103, Referenzempfänger 104, druckverwölbbare und reflektierende Membran 105 aus Stahl sowie Referenzspiegel 106. Lichtquelle 102 ist als infrarot emittierende Leuchtdiode ausgebildet während Referenzempfänger 104 und Lichtempfänger 103 als infrarotsensitive Photodioden ausgebildet sind. Lichtquelle 102, Lichtempfänger 103 und Referenzempfänger 104 sind auf gemeinsamer Leiterplatte 107 angeordnet, welche planparallel zu Membran 105 ausgerichtet ist. Membran 105 ist an den umgebogenen Enden mit den Außenwänden von Fluidport 107 verschweißt, welcher Fluid 108 und damit einhergehend einen hydraulischen Druck an Membran 105 führt. Fluidport 107 ist eingefasst von Hydraulikblock 109 einer elektrohydraulischen Steuereinheit einer Fahrzeugbremsanlage. Im Betrieb von Druckmessvorrichtung 101 beleuchtet Lichtquelle 102 Membran 105 mit erster Lichtleistung 110. Erste Lichtleistung 110 wird von Membran 105 nun reflektiert, wodurch zweite Lichtleistung 111 zu Lichtempfänger 103 reflektiert wird. Lichtempfänger 103 wandelt empfangene zweite Lichtleistung 111 in ein elektrisches Signal, dessen elektrische Spannung zweite Lichtleistung 111 beschreibt. Mittels einer Kennlinie wird anschließend die elektrische Spannung des Signals einem auf Membran 105 wirkenden Druck zugeordnet. Außerdem wird Anteil 112 der von Lichtquelle 102 insgesamt emittierten Lichtleistung über Referenzspiegel 106 zu Referenzempfänger 104 reflektiert. Anteil 112 stellt dritte Lichtleistung 112. Referenzspiegel 106 ist dabei derart angeordnet, dass er Referenzempfänger 104 weitestgehend gegen von Membran 105 reflektiertes Licht abschirmt. Somit ist gewährleistet, dass Referenzempfänger 104 ausschließlich dritte Lichtleistung 112 empfängt, welche unabhängig von einer Membranverwölbung ist. Referenzempfänger 104 erzeugt nun aus dritter Lichtleistung 112 ein elektrisches Referenzsignal, welches dritte Lichtleistung 112 in Form einer elektrischen Spannung beschreibt. Somit ist das Referenzsignal unabhängig von einer Membranverwölbung. Bei Auftreten einer Temperaturänderung oder bei Eintreten von Alterungseffekten von Lichtquelle 102 ändert sich jedoch die von Lichtquelle 102 emittierte Lichtleistung. Entsprechend ändern sich auch dritte Lichtleistung 112, welche von Referenzempfänger 104 empfangen wird und das elektrische Referenzsignal. Über einen nicht dargestellten Rückkopplungskreis kann nun die Ansteuerung von Lichtquelle 102 derart angepasst werden, dass das Referenzsignal wieder seinen Soll-Wert einnimmt. Druckmessvorrichtung 101 umfasst also einen Rückkoppelkreis, der Temperatur- und Alterungseffekte von Leuchtquelle 102 ausgleicht. 1 shows an example of an embodiment of pressure measuring device according to the invention 101 without pressurization ( 1a ) and pressurized ( 1b ). Pressure measuring device 101 includes light source 102 , Light receiver 103 , Reference receiver 104 , pressure swellable and reflective membrane 105 made of steel as well as reference mirror 106 , light source 102 is designed as an infrared emitting LED during reference receiver 104 and light receiver 103 are designed as infrared-sensitive photodiodes. light source 102 , Light receiver 103 and reference receiver 104 are on common circuit board 107 arranged, which plane parallel to membrane 105 is aligned. membrane 105 is at the bent ends with the outer walls of Fluidport 107 welded, which fluid 108 and concomitantly a hydraulic pressure on the membrane 105 leads. fluid port 107 is enclosed by hydraulic block 109 an electro-hydraulic control unit of a vehicle brake system. In operation of pressure measuring device 101 illuminated light source 102 membrane 105 with first light output 110 , First light output 110 is made by membrane 105 now reflected, creating second light output 111 to light receiver 103 is reflected. light receiver 103 converts received second light output 111 in an electrical signal whose electrical voltage second light power 111 describes. By means of a characteristic then the electrical voltage of the signal on a membrane 105 associated with acting pressure. In addition, share becomes 112 that of light source 102 Total emitted light output via reference mirror 106 to reference receiver 104 reflected. proportion of 112 provides third light output 112 , reference mirror 106 is arranged such that it reference receiver 104 as far as possible against membrane 105 shields reflected light. Thus it is guaranteed that reference receiver 104 only third light output 112 receives, which is independent of a Membranverwölbung. reference receiver 104 now produces third light output 112 an electrical reference signal, which third light power 112 in the form of an electrical voltage describes. Thus, the reference signal is independent of Membranverwölbung. When a temperature change occurs or aging effects occur from the light source 102 However, the light source changes 102 emitted light output. Accordingly, the third light output also changes 112 , which by reference recipient 104 is received and the electrical reference signal. About a feedback loop, not shown, can now control the light source 102 be adapted such that the reference signal again assumes its desired value. Pressure measuring device 101 So includes a feedback loop, the temperature and aging effects of light source 102 balances.

In 1a ist der von Fluid 108 erzeugte hydraulische Druck derart gering, dass keine Membranverwölbung von Membran 105 erzeugt wird. Erste Lichtleistung 110 wird dementsprechend in einem vergleichsweise schmalen Lichtkegel 110‘ zurückreflektiert. Aufgrund von vergleichsweise schmalem Lichtkegel 110‘ ist von Lichtempfänger 103 empfangene zweite Lichtleistung 111 vergleichsweise groß. In 1a is that of fluid 108 produced hydraulic pressure so low that no Membranverwölbung of membrane 105 is produced. First light output 110 is accordingly in a comparatively narrow beam of light 110 ' reflected back. Due to comparatively narrow cone of light 110 ' is from light receiver 103 received second light output 111 comparatively large.

In 1b hingegen ist der von Fluid 108 erzeugte hydraulische Druck ausreichend groß, um eine deutliche Membranverwölbung von Membran 105 zu bewirken. Von Leuchtquelle 102 erzeugte erste Lichtleistung 110 wird aufgrund der konvexen Membranverwölbung von Membran 105 in vergleichsweise breitem Lichtkegel 110‘ zurückreflektiert. Aufgrund von vergleichsweise breitem Lichtkegel 110‘ ist von Lichtempfänger 103 empfangene zweite Lichtleistung 111 in diesem Fall vergleichsweise gering. In 1b on the other hand, it is that of fluid 108 generated hydraulic pressure sufficiently large to cause a significant Membranverwölbung of membrane 105 to effect. From light source 102 generated first light output 110 becomes due to the convex Membranverwölbung of membrane 105 in comparatively wide beam of light 110 ' reflected back. Due to comparatively wide beam of light 110 ' is from light receiver 103 received second light output 111 in this case comparatively low.

2 zeigt Druckmessvorrichtung 201, welche Lichtquelle 202, Lichtempfänger 203, Referenzempfänger 204, druckverwölbbare und reflektierende Membran 205 sowie Referenzspiegel 206 umfasst, die auf gemeinsamer Leiterplatte 207 angeordnet sind. Druckmessvorrichtung 201 ist von Einhausung 208 eingefasst, deren Oberseite Membran 205 darstellt. Von Lichtquelle 202 emittierte erste Lichtleistung 209 trifft auf Membran 205 und wird dort als zweite Lichtleistung 210 auf Lichtempfänger 203 reflektiert. Lichtempfänger 203 empfängt zweite Lichtleistung 210 und erzeugt daraus ein elektrisches Signal. Anteil 211 der insgesamt von Lichtquelle 202 abgegebenen Lichtleistung trifft auf Referenzspiegel 206 und wird von diesem als dritte Lichtleistung 212 auf Referenzempfänger 204 reflektiert, welcher aus dritter Lichtleistung 212 ein elektrisches Referenzsignal erzeugt. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Lichtempfänger 203 und Referenzempfänger 204 als ein gemeinsames Halbleiterbauelement hergestellt, welches zusammenhängend aus einem Halbleiterträger bzw. Waver herausgeschnitten bzw. gespalten wurde. Da Lichtempfänger 203 und Referenzempfänger 204 ein gemeinsames Halbleiterbauelement darstellen, verfügen sie über eine gemeinsame Kathode. Dies führt dazu, dass die Empfindlichkeit für Änderungen einer Lichtleistung durch eines der Bauelemente (Lichtempfänger 203 oder Referenzempfänger 204) bzw. die Messgenauigkeit zwar gedämpft sind, zur Druckmessvorrichtung gehörige elektronische Auswerteschaltungen gegenüber sogenannten EMV-Störungen (elektromagnetische Verträglichkeit) aber robuster werden. 2 shows pressure measuring device 201 which light source 202 , Light receiver 203 , Reference receiver 204 , pressure swellable and reflective membrane 205 as well as reference levels 206 Includes, on common circuit board 207 are arranged. Pressure measuring device 201 is of housing 208 edged, whose top membrane 205 represents. From light source 202 emitted first light output 209 meets membrane 205 and is there as a second light output 210 on light receiver 203 reflected. light receiver 203 receives second light output 210 and generates an electrical signal. proportion of 211 the total of light source 202 emitted light power meets reference mirror 206 and is considered by this third light output 212 to reference receiver 204 reflected, which from third light output 212 generates an electrical reference signal. According to the illustrated embodiment, light receivers 203 and reference receiver 204 as a common semiconductor device which has been continuously cut out of a semiconductor carrier or wafer. Because light receiver 203 and reference receiver 204 represent a common semiconductor device, they have a common cathode. As a result, the sensitivity to changes in a light output by one of the components (light receiver 203 or reference receiver 204 ) or the measurement accuracy are attenuated, the pressure measuring device associated electronic evaluation circuits against so-called EMC interference (electromagnetic compatibility) but more robust.

In 3 ist Druckmessvorrichtung 301 dargestellt, welche Lichtquelle 302, Lichtempfänger 303, Referenzempfänger 304, druckverwölbbare und reflektierende Membran 305 sowie Referenzspiegel 306 umfasst, die auf gemeinsamer Leiterplatte 307 angeordnet sind. Druckmessvorrichtung 301 ist von Einhausung 308 eingefasst, deren Oberseite Membran 305 darstellt. Zusätzlich umfasst beispielsgemäße Druckmessvorrichtung 301 Trennblende 312, die Lichtempfänger 303 gegen unmittelbar von Lichtquelle 302 emittierte Lichtleistung und von Referenzspiegel 306 reflektierte Lichtleistung abschattet. Somit ist gewährleistet, dass Lichtempfänger 303 im Wesentlichen ausschließlich zweite Lichtleistung 310 empfängt, welche von Membran 305 reflektiert wird. Referenzspiegel 306 ist derart angeordnet, dass Anteil 311 von erster Lichtleistung 309 als dritte Lichtleistung 314 von Referenzspiegel 306 auf Referenzempfänger 304 reflektiert wird. Lichtempfänger 303 und Referenzempfänger 304 sind beispielsgemäß als separate Bauelemente hergestellt, welche jedoch aus demselben Halbleiterträger bzw. Waver stammen. Ihre Kathoden sind über veränderbaren Skalierwiderstand 313 kurzgeschlossen. Durch eine Änderung des Widerstandswerts von Skalierwiderstand 313 kann die Empfindlichkeit von Lichtempfänger 303 und damit die Empfindlichkeit des Druckmessverfahrens bzw. dessen Messgenauigkeit situationsangepasst eingestellt werden. In 3 is pressure measuring device 301 represented, which light source 302 , Light receiver 303 , Reference receiver 304 , pressure swellable and reflective membrane 305 as well as reference levels 306 Includes, on common circuit board 307 are arranged. Pressure measuring device 301 is of housing 308 edged, whose top membrane 305 represents. In addition, exemplary pressure measuring device includes 301 separating panel 312 , the light receiver 303 against directly from light source 302 emitted light power and reference mirror 306 shaded reflected light output. This ensures that the light receiver 303 essentially only second light output 310 receives which of membrane 305 is reflected. reference mirror 306 is arranged such that proportion 311 of first light output 309 as a third light output 314 from reference mirror 306 to reference receiver 304 is reflected. light receiver 303 and reference receiver 304 By way of example, they are produced as separate components, which, however, originate from the same semiconductor carrier or wafer. Their cathodes are over variable scaling resistance 313 shorted. By changing the resistance of the scaling resistor 313 can reduce the sensitivity of light receiver 303 and thus the sensitivity of the pressure measurement method or its measurement accuracy can be adjusted to the situation.

In 4 ist schematisch ein möglicher Verfahrensablauf in Form eines Flussdiagramms zu sehen. In Schritt 41 wirkt ein Druck auf die Membran der Druckmessvorrichtung, welcher in Schritt 42 zu einer Membranverwölbung führt. Die Membranverwölbung ist proportional zum auf die Membran wirkenden Druck. In Schritt 43 emittiert eine Lichtquelle infrarotes Licht, welches auf die Membran fällt. Die von der Membran reflektierte zweite Lichtleistung wird in Schritt 44 von einem infrarotsensitiven Lichtempfänger empfangen und in ein dem auf die Membran wirkenden Druck entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, d.h., dass der Lichtempfänger aus der zweiten Lichtleistung in Schritt 44 ein dem auf die Membran wirkenden Druck entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Das in Verfahrensschritt 43 emittierte infrarote Licht wird mittels eines Referenzspiegels teilweise zum Referenzempfänger reflektiert, welcher in Schritt 45 ein entsprechendes elektrisches Referenzsignal erzeugt. Dieses Referenzsignal wiederum wird genutzt, um die in Schritt 43 emittierte Lichtleistung auf einem konstanten Leistungswert zu halten und insbesondere um Temperatureinflüsse und Alterungseffekte der Lichtquelle auszugleichen. Da beispielsgemäß der Lichtempfänger und der Referenzempfänger über ihre jeweilige Kathode kurzgeschlossen sind, besteht eine elektrische Kopplung, über welche das elektrische Signal teilweise zum Referenzempfänger gelangt und das elektrische Referenzsignal teilweise zum Lichtempfänger gelangt. Dies bewirkt zwar eine Dämpfung der Empfindlichkeit und damit der Messgenauigkeit des Druckmessverfahrens, gleichzeitig aber auch eine Zunahme der Robustheit gegenüber EMV-Störungen. In 4 is a schematic view of a possible process flow in the form of a flow chart. In step 41 a pressure acts on the diaphragm of the pressure measuring device, which in step 42 leads to a Membranverwölbung. The membrane curvature is proportional to the pressure acting on the membrane. In step 43 emits a light source infrared light, which falls on the membrane. The reflected second light power from the membrane is in step 44 received by an infrared-sensitive light receiver and converted into a pressure acting on the diaphragm corresponding electrical signal, that is, that the light receiver from the second light output in step 44 generates an electrical signal corresponding to the pressure acting on the diaphragm. The in process step 43 emitted infrared light is partially reflected by means of a reference mirror to the reference receiver, which in step 45 generates a corresponding electrical reference signal. This reference signal in turn is used to step in the 43 To keep emitted light power at a constant power value and in particular to compensate for temperature effects and aging effects of the light source. Since, for example, the light receiver and the reference receiver are short-circuited via their respective cathode, there is an electrical coupling via which the electrical signal partially reaches the reference receiver and the electrical reference signal partially reaches the light receiver. Although this causes a damping of the sensitivity and thus the accuracy of the pressure measurement method, but at the same time also an increase in the robustness against EMC interference.

5 zeigt beispielhaft einen weiteren möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. In Verfahrensschritt 51 wirkt zunächst ein Druck auf die Membran, welche sich daraufhin in Schritt 52 verwölbt. Die Membranverwölbung und somit auch der auf die Membran wirkende Druck werden in Schritt 54 anhand der zweiten, von der Membran auf den Lichtempfänger reflektierten Lichtleistung erkannt. Außerdem wird in Schritt 54 nach Maßgabe der zweiten Lichtleistung ein elektrisches Signal erzeugt. Zuvor wird in Verfahrensschritt 53 von der Lichtquelle Licht emittiert, welches in Schritt 52 von der Membran, u.a. in Abhängigkeit von der ebenfalls in Schritt 52 auftretenden Membranverwölbung, auf den Lichtempfänger reflektiert wird. Ein Anteil des in Schritt 53 emittierten Lichts gelangt in Schritt 55 über einen Referenzspiegel zum Referenzempfänger, welcher ebenfalls in Schritt 55 ein entsprechendes elektrisches Referenzsignal erzeugt. Dieses Referenzsignal wiederum wird genutzt, um die in Schritt 53 emittierte Lichtleistung auf einem konstanten Leistungswert zu halten und insbesondere um Temperatureinflüsse und Alterungseffekte der Lichtquelle auszugleichen. Beispielsgemäß sind der Lichtempfänger und der Referenzempfänger über ihre jeweilige Kathode mittels eines verstellbaren Skalierwiderstands kurzgeschlossen. In Verfahrensschritt 56 gelangt daher das elektrische Signal aus Schritt 54 teilweise nach Maßgabe des Skalierwiderstands zum Referenzempfänger und das elektrische Referenzsignal aus Schritt 55 gelangt teilweise nach Maßgabe des Skalierwiderstands zum Lichtempfänger. Somit kann die Dämpfung der Empfindlichkeit bzw. die Messgenauigkeit und damit ein bevorzugter Messbereich des Druckmessverfahrens über den Skalierwiderstand gezielt eingestellt werden. Je größer der Wert des Skalierwiderstands ist, desto empfindlicher bzw. feinfühliger und genauer ist das Druckmessverfahren. 5 shows by way of example a further possible sequence of the method according to the invention in the form of a flow chart. In process step 51 first, a pressure acts on the membrane, which then in step 52 warped. The Membranverwölbung and thus also the pressure acting on the membrane in step 54 detected by the second, reflected by the membrane on the light receiver light output. In addition, in step 54 generates an electrical signal in accordance with the second light output. Previously, in process step 53 from the light source emits light, which in step 52 from the membrane, among other things depending on the also in step 52 occurring Membranverwölbung, is reflected on the light receiver. A share of in step 53 emitted light comes in step 55 via a reference mirror to the reference receiver, which is also in step 55 generates a corresponding electrical reference signal. This reference signal, in turn, is used to complete the in step 53 To keep emitted light power at a constant power value and in particular to compensate for temperature effects and aging effects of the light source. According to the example, the light receiver and the reference receiver are short-circuited via their respective cathode by means of an adjustable scaling resistor. In process step 56 therefore, the electrical signal goes out of step 54 partially in accordance with the scaling resistor to the reference receiver and the electrical reference signal from step 55 partially reaches the light receiver in accordance with the scaling resistor. Thus, the attenuation of the sensitivity or the measurement accuracy and thus a preferred measuring range of the pressure measuring method can be adjusted in a targeted manner via the scaling resistor. The greater the value of the scaling resistor, the more sensitive or sensitive and accurate is the pressure measurement method.

6 zeigt Kurve 61, welche die Empfindlichkeit bzw. die Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Druckmessverfahrens in Abhängigkeit vom Widerstandswert des Skalierwiderstands darstellt. Die y-Achse zeigt dabei logarithmisch den Widerstandswert des Skalierwiderstands in kΩ während die x-Achse die Empfindlichkeit bzw. die Messgenauigkeit in hPa angibt. Wie zu sehen ist, nimmt die Messgenauigkeit mit der logarithmischen Widerstandsskala exponentiell ab. 6 shows curve 61 which represents the sensitivity or the measuring accuracy of the pressure measuring method according to the invention as a function of the resistance value of the scaling resistor. The y-axis shows logarithmically the resistance value of the scaling resistor in kΩ while the x-axis indicates the sensitivity or the measuring accuracy in hPa. As can be seen, the measurement accuracy decreases exponentially with the logarithmic resistance scale.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005041556 A1 [0003]
DE 102006039422 A1 [0004]
DE 102011085329 [0005, 0006]

Claims

Optical pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) comprising a light source ( 102 . 202 . 302 ), a light receiver ( 103 . 203 . 303 ) and a druckverwölbbar and reflective trained membrane ( 105 . 205 . 305 ), the light source ( 102 . 202 . 302 ) the membrane ( 105 . 205 . 305 ) with a first light output ( 110 . 209 . 309 ), wherein the membrane ( 102 . 202 . 302 ) one of the first light output ( 110 . 209 . 309 ), of a reflectivity of the membrane ( 105 . 205 . 305 ) and dependent on a Membranverwölbung second light output ( 111 . 210 . 310 ) to the light receiver ( 103 . 203 . 303 ) and wherein the light receiver ( 103 . 203 . 303 ) the second light output ( 111 . 210 . 310 ) And generates an electrical signal according to the basis, characterized in that the pressure measurement device ( 101 . 201 . 301 ) continue to have a reference receiver ( 104 . 204 . 304 ), which provides a third light output ( 112 . 212 . 314 ) and an electrical reference signal in accordance with the third light output ( 112 . 212 . 314 ) generated.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to claim 1, characterized in that the third light power ( 112 . 212 . 314 ) and is independent of the Membranverwölbung and in particular one of the pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) comprehensive reference levels ( 106 . 206 . 306 ) the third ( 212 . 314 ) Light output from the light source ( 102 . 202 . 302 ) to the reference recipient ( 104 . 204 . 304 ) reflected.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) comprises an electronic module which transmits the first light power ( 110 . 209 . 309 ) keeps constant by means of the reference signal.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the light receiver ( 103 . 203 . 303 ) and the reference receiver ( 104 . 204 . 304 ) are formed as photodiodes.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to claim 4, characterized in that the light receiver ( 103 . 203 . 303 ) and the reference receiver ( 104 . 204 . 304 ) are made of one and the same semiconductor carrier.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to claim 5, characterized in that the light receiver ( 103 . 203 . 303 ) and the reference receiver ( 104 . 204 . 304 ) are fabricated as a common semiconductor device.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that each a gleichpoliger electrical contact of the light receiver ( 104 . 204 . 304 ) and the reference recipient ( 104 . 204 . 304 ), in particular the cathode of the light receiver ( 104 . 204 . 304 ) and the cathode of the reference receiver ( 104 . 204 . 304 ), via an electrical scaling resistor ( 313 ) are shorted.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to claim 7, characterized in that a resistance value of the scaling resistor ( 313 ) is adjustable.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the light source ( 102 . 202 . 302 ) has an emission maximum in the infrared spectral range and the light receiver ( 104 . 204 . 304 ) and the reference receiver ( 104 . 204 . 304 ) have a sensitivity maximum in the infrared spectral range.

Pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to at least one of claims 2 to 9, characterized in that the light source ( 102 . 202 . 302 ), the light receiver ( 104 . 204 . 304 ) and the reference receiver ( 104 . 204 . 304 ) on a common printed circuit board ( 107 . 207 . 307 ) are arranged.

Optical pressure measuring method in which a druckverwölbbar and reflective membrane ( 105 . 205 . 305 ) from a light source ( 102 . 202 . 302 ) with a first light output ( 110 . 209 . 309 ), one of the first light output ( 110 . 209 . 309 ), of a reflectivity of the membrane ( 105 . 205 . 305 ) and dependent on a Membranverwölbung second light output ( 111 . 210 . 310 ) from the membrane ( 105 . 205 . 305 ) to a light receiver ( 104 . 204 . 304 ) and the second light output ( 111 . 210 . 310 ) from the light receiver ( 104 . 204 . 304 ) is received and according to their condition by the light receiver ( 104 . 204 . 304 ) generates an electrical signal, characterized in that from a reference receiver ( 104 . 204 . 304 ) a third light output ( 112 . 212 . 314 ) and an electrical reference signal in accordance with the third light output ( 112 . 212 . 314 ) is produced.

Use of the pressure measuring device ( 101 . 201 . 301 ) according to at least one of claims 1 to 10 in a motor vehicle brake system.