DE102019109653A1 - Verfahren zum Entprellen eines elektrischen Eingangssignals sowie Entprellmodul - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Entprellen eines elektrischen Eingangssignals (x_in) wird vorgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Zunächst wird ein Eingangssignals (x_in) empfangen und ein aktueller Wert des Eingangssignals (x_in) wird ermittelt. Nun wird ermittelt, ob der aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb oder unterhalb von wenigstens einem vordefinierten Grenzwert (x_G) liegt. Eine Entprellstatusgröße (x_E) wird mit einem definierten Anfangswert erzeugt. Der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) wird basierend zumindest darauf verändert, ob der Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb oder unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G) liegt, wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) zwischen einem minimalen Wert (W_min) und einem maximalen Wert (W_max) veränderbar ist. Basierend darauf, ob der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) dem minimalen Wert (W_min), dem maximalen Wert (W_max) oder einem Wert zwischen dem minimalen Wert (W_min) und dem maximalen Wert (W_max) entspricht, wird ein Ausgangssignal (x_out) generiert. Ferner ist ein Entprellmodul (10) beschrieben.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entprellen eines elektrischen Eingangssignals sowie ein Entprellmodul.
• Elektrische Signale im Allgemeinen und elektrische Signal von Sensoren im Speziellen können als eine Überlagerung aus einem idealen, störungsfreien Signal und zusätzlichen Störungen beschrieben werden.
• Diese Störungen haben typsicherweise eine zufallsverteilte Komponente, die beispielsweise als additives weißes gaußsches Rauschen beschrieben werden kann. Dadurch wird das elektrische Signal mit hochfrequenten Störungen überlagert. Die Störungen verändern also das elektrische Signal, sodass es vom idealen Signal abweicht.
• In vielen verschiedenen Situationen muss ermittelt werden, ob das störungsfreie elektrische Signal ober- oder unterhalb eines vordefinierten Grenzwerts liegt. Dabei wird oft ein binäres Ausgangssignal erzeugt, dessen Wert davon abhängt, ob das störungsfreie elektrische Signal ober- oder unterhalb eines vordefinierten Grenzwerts liegt.
• Gerade in einer unmittelbaren Umgebung des Grenzwerts führen die oben beschriebenen Störungen jedoch dazu, dass das elektrische Signal sehr hochfrequent zwischen dem Bereich oberhalb des Grenzwerts und dem Bereich unterhalb des Grenzwerts wechselt und somit sogenanntes Prellen auftritt. Daher ist es schwierig zu entscheiden, ob das störungsfreie Signal ober- oder unterhalb des Grenzwerts liegt bzw. den Grenzwert überschreitet. Dementsprechend würde der Wert des erzeugten Ausgangssignals in diesem Grenzbereich hochfrequent zwischen den beiden möglichen Werten hin- und herspringen (dieses Phänomen wird auch als „toggeln“ bezeichnet).
• Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen das elektrische Signal entprellt wird, indem der Wert des Ausgangssignals erst geändert wird, wenn sich das elektrische Signal für eine vordefinierte Dauer durchgehend oberhalb oder unterhalb des Grenzwerts befindet. Dieser Ansatz kann jedoch vor allem bei sehr stark verrauschten Signal zu großen Verzögerungen führen, da das elektrische Signal immer wieder, wenn auch nur kurzzeitig, den Grenzwert überschreitet.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Entprellen eines elektrischen Eingangssignals sowie ein Entprellmodul bereitzustellen, die es ermöglichen, auch stark verrauschte elektrischen Signale mit kurzen Verzögerungszeiten zu entprellen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Entprellen eines elektrischen Eingangssignals, mit den folgenden Schritten:
• - Empfangen des Eingangssignals;
• - Ermitteln eines aktuellen Werts des Eingangssignals;
• - Ermitteln, ob der aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb oder unterhalb von wenigstens einem vordefinierten Grenzwert liegt;
• - Erzeugen einer Entprellstatusgröße mit einem definierten Anfangswert;
• - Verändern des Werts der Entprellstatusgröße basierend zumindest darauf, ob der Wert des Eingangssignals oberhalb oder unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts liegt, wobei der Wert der Entprellstatusgröße zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert veränderbar ist; und
• - Generieren eines Ausgangssignals basierend darauf, ob der Wert der Entprellstatusgröße dem minimalen Wert, dem maximalen Wert oder einem Wert zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert entspricht.
• Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf dem Grundgedanken, eine zusätzliche Größe einzuführen, nämlich die Entprellstatusgröße, die ein Maß dafür darstellt, wie wahrscheinlich es ist, dass der eigentliche Wert des elektrischen Eingangssignals ober- oder unterhalb des Grenzwerts liegt.
• Im Gegensatz zum Stand der Technik wird also nicht jedes Mal, wenn das elektrische Eingangssignal den Grenzwert überschreitet, ein Timer zurückgesetzt, sondern es wird der Wert der Entprellstatusgröße kontinuierlich angepasst.
• Für eine Änderung des Werts des Ausgangssignals ist es daher ausreichend, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals über einen gewissen Zeitraum hinweg insgesamt lange genug auf einer Seite des Grenzwerts liegt. Es ist also nicht mehr notwendig, dass der aktuelle Wert des Eingangssignals durchgehend über den gewissen Zeitraum auf einer Seite des Grenzwerts liegt.
• Der Einfluss kurzzeitiger, also hochfrequenter Schwankungen wird dadurch reduziert und das elektrische Eingangssignal wird mit kürzeren Verzögerungen entprellt.
• Vorzugsweise wird der Anfangswert der Entprellstatusgröße basierend auf dem aktuellen Wert des Eingangssignals bestimmt. Genauer gesagt wird der Anfangswert gleich dem minimalen Wert gesetzt, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals kleiner ist als der Grenzwert, und gleich dem maximalen Wert gesetzt, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals größer ist als der Grenzwert. Alternativ kann der Anfangswert der Entprellstatusgröße jedoch auch vorgegeben sein, beispielsweise als der minimale Wert oder als der maximale Wert.
• Beispielsweise ist der minimale Wert gleich null und der maximale Wert gleich eins. Natürlich kann aber auch jedes andere abgeschlossene Intervall verwendet werden.
• Insbesondere handelt es sich bei dem elektrischen Eingangssignal um ein Messsignal eines Sensors oder um ein bereits weiterverarbeitetes Messsignal eines Sensors. Beispielsweise ist das elektrische Eingangssignal das Signal eines Drehmomentsensors, eines Winkellagegebers, eines Temperatursensors, eines Spannungssensors, eines Stromsensors und/oder eines Kraftsensors. Der entsprechende Sensor, von dem das Eingangssignal stammt, kann Teil eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug sein.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausgangssignal ein binäres Signal. Das Ausgangsignal hat also zwei mögliche Werte, die den Interpretationen „elektrisches Eingangssignal oberhalb des Grenzwert“ bzw. „elektrisches Eingangssignal unterhalb des Grenzwerts“ entsprechen.
• Vorzugsweise wird der Wert des Ausgangssignals verändert, wenn der Wert der Entprellstatusgröße den minimalen Wert oder den maximalen Wert erreicht. Dabei entspricht der minimale Wert der Interpretation, dass sich das elektrische Eingangssignal unterhalb des Grenzwerts befindet, weswegen nach dem Erreichen des minimalen Werts ein Ausgangssignal ausgegeben wird, das diesem Zustand entspricht. Analog dazu entspricht der maximale Wert der Interpretation, dass sich das elektrische Eingangssignal oberhalb des Grenzwerts befindet, weswegen nach dem Erreichen des maximalen Werts ein Ausgangssignal ausgegeben wird, das diesem Zustand entspricht.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der aktuelle Wert des Ausgangssignals beibehalten wird, solange der Wert der Entprellstatusgröße zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert liegt. Anders ausgedrückt wird das Ausgangssignal also nur dann verändert, wenn die Entprellstatusgröße einen ihrer beiden Extremwerte, also den minimalen Wert oder den maximalen Wert erreicht. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass sich der Wert des Ausgangssignals hochfrequent ändert, insbesondere hochfrequent hin- und herspringt.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Wert der Entprellstatusgröße mit einer vordefinierten ersten Steigung angehoben, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb des wenigstens einen Grenzwerts liegt, und/oder der Wert der Entprellstatusgröße mit einer vordefinierten zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts liegt. Die erste und die zweite Steigung können gleich oder voneinander verschieden sein.
• Der Begriff „vordefinierte Steigung“ bedeutet dabei und im Folgenden, dass die erste Steigung und/oder die zweite Steigung bereits festgelegt, also konstant sind oder basierend auf festgelegten Kriterien von der Signalverarbeitung ermittelt werden.
• Vorzugsweise werden bzw. wird die erste Steigung und/oder die zweite Steigung basierend darauf ermittelt, wie weit der aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb bzw. unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts liegt. Dadurch haben Werte des Eingangssignals mehr Gewicht, die sehr weit vom Grenzwert entfernt liegen und damit stärker darauf hindeuten, dass sich das Eingangssignal auf einer bestimmten Seite des Grenzwerts befindet.
• Weiter bevorzugt ist der Betrag des Werts der ersten Steigung und/oder der zweiten Steigung umso größer, je weiter der aktuelle Wert des Eingangssignals vom wenigstens einen Grenzwert entfernt ist. Dadurch wird der Wert der Entprellstatusgröße schneller verändert, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals weiter vom Grenzwert entfernt ist, wodurch die Verzögerungen beim Entprellen des Eingangssignals weiter reduziert werden.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Steigung und/oder die zweite Steigung basierend auf einer Kennlinie ermittelt, wobei die Kennlinie dem Wert des Eingangssignals eine Steigung zuordnet. Anders ausgedrückt ist die Steigung der Entprellstatusgröße dann also eine Funktion des Abstands des aktuellen Werts des Eingangssignals vom Grenzwert, vorzugsweise eine monoton steigende Funktion, insbesondere eine streng monoton steigende Funktion. Dabei kann die Funktion stetig oder unstetig sein. Beispielsweise kann die Kennlinie treppenförmige Sprünge aufweisen.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine primäre und eine sekundäre erste Steigung sowie wenigstens ein vorbestimmter Positivgrenzwert oberhalb des wenigstens einen Grenzwerts vorgesehen sind, wobei der Wert der Entprellstatusgröße mit der primären ersten Steigung angehoben wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals unterhalb des wenigstens einen Positivgrenzwerts aber oberhalb des wenigstens einen Grenzwerts liegt und wobei der Wert der Entprellstatusgröße mit der sekundären ersten Steigung angehoben wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb des wenigstens einen Positivgrenzwerts liegt, und/oder dass wenigstens eine primäre und eine sekundäre zweite Steigung sowie wenigstens ein vorbestimmter Negativgrenzwert unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts vorgesehen sind, wobei der Wert der Entprellstatusgröße mit der primären zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb des wenigstens einen Negativgrenzwerts aber unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts liegt und wobei der Wert der Entprellstatusgröße mit der sekundären zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals unterhalb des wenigstens einen Negativgrenzwerts liegt.
• Anders ausgedrückt definieren der wenigstens eine Grenzwert, der Positivgrenzwert und der Negativgrenzwert mehrere Bänder, die jeweils einer vordefinierten Steigung der Entprellstatusgröße entsprechen. Insbesondere ist die Steigung innerhalb der einzelnen Bänder konstant, aber zwischen den einzelnen Bändern unterschiedlich.
• Es kann ein zweiter vordefinierter Grenzwert vorgesehen sein, wobei der Wert der Entprellstatusgröße beibehalten wird, solange der aktuelle Wert des Eingangssignals zwischen den beiden Grenzwerten liegt. Die beiden Grenzwerte begrenzen also sozusagen ein Totband, innerhalb dessen sich der Wert der Entprellstatusgröße nicht ändert. So kann auf einfache Art und Weise ein Totband implementiert werden.
• Insbesondere wird der Wert der Entprellstatusgröße mit der ersten Steigung angehoben, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb des größeren der beiden Grenzwerte liegt, und/oder der Wert der Entprellstatusgröße wird mit der zweiten Steigung abgesenkt, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals unterhalb des kleineren der beiden Grenzwerte liegt. Der wenigstens eine Grenzwert wird also sozusagen durch ein Totband ersetzt, wobei der Wert der Entprellstatusgröße angehoben wird, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb des Totbands liegt, und abgesenkt wird, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals unterhalb des Totbands liegt.
• Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Entprellmodul, insbesondere ein Steuergerät, mit einem Signaleingang zum Empfang eines Eingangssignals, einem Signalausgang zur Ausgabe eines Ausgangssignals und einer Signalverarbeitung, wobei die Signalverarbeitung dazu eingerichtet ist, ein oben beschriebenes Verfahren durchzuführen. Hinsichtlich der Vorteile und Merkmale wird auf die obigen Erläuterungen hinsichtlich des Verfahrens verwiesen, die entsprechend auch für das Entprellmodul gelten und umgekehrt.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
• - 1 schematisch ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Entprellmoduls;
• - 2 ein Diagramm eines elektrischen Eingangssignals aufgetragen gegen die Zeit;
• - 3 (a) ein vergrößerter Ausschnitt aus dem elektrischen Eingangssignal von 2 und (b) ein Diagramm eines resultierenden Ausgangssignals bei fehlender Entprellung des Eingangssignals;
• - 4 schematisch ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entprellen des elektrischen Eingangssignals;
• - 5 ein Diagramm eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren von 4 entprellten Ausgangssignals aufgetragen gegen die Zeit; und
• - 6 ein Diagramm des Eingangssignals aufgetragen gegen die Zeit zur Illustration weiterer Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In 1 ist ein Entprellmodul 10 gezeigt, das einen Signaleingang 12 zum Empfangen eines elektrischen Eingangssignals x_in(t), einen Signalausgang 14 zum Ausgeben eines elektrischen Ausgangssignals x_out(t) und eine Signalverarbeitung 16 aufweist.
• Die Signalverarbeitung 16 ist dem Signaleingang 12 nachgeschaltet angeordnet und mit dem Signaleingang 12 signalübertragend verbunden. Ferner ist die Signalverarbeitung 16 dem Signalausgang 14 vorgeschaltet angeordnet und mit dem Signalausgang 14 signalübertragend verbunden.
• Allgemein ausgedrückt ist die Signalverarbeitung 16 dazu ausgebildet, das elektrische Eingangssignal x_in über den Signaleingang 12 zu empfangen, das Eingangssignal x_in zu verarbeiten und das Ausgangssignal x_out basierend auf dem Eingangssignal x_in zu generieren.
• In 2 ist das Eingangssignal x_in(t) gegen die Zeit t aufgetragen exemplarisch dargestellt. Das Eingangssignal x_in ist eine Überlagerung aus einem störungsfreien Signal x_in,id und Störungen, sodass der Wert des Eingangssignals x_in zumindest zeitweise vom Wert des störungsfreien Signals x_in,id abweicht. Diese Störungen können zufällig, also gaußverteilt sein. Jedoch können die Störungen auch deterministische Komponenten aufweisen.
• Insbesondere handelt es sich bei dem elektrischen Eingangssignal x_in(t) um ein Messsignal eines Sensors oder um ein bereits weiterverarbeitetes Messsignal eines Sensors. Beispielsweise ist das elektrische Eingangssignal x_in(t) das Signal eines Drehmomentsensors, eines Winkellagegebers, eines Temperatursensors, eines Spannungssensors, eines Stromsensors und/oder eines Kraftsensors.
• Der entsprechende Sensor, von dem das Eingangssignal x_in stammt, kann Teil eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug sein.
• Dementsprechend kann das Entprellmodul 10 Teil eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs oder eines entsprechenden Subsystems eines Kraftfahrzeugs sein.
• Ferner ist das Eingangssignal x_in ein analoges Signal oder ein digitales Signal, insbesondere ein binäres Signal.
• Für viele verschiedene Anwendungen muss von der Signalverarbeitung 16 ermittelt werden, ob ein Wert des störungsfreien Signals x_in,id ober- oder unterhalb eines vordefinierten Grenzwerts x_G liegt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Eingangssignal x_in in 2 in Einheiten des Grenzwerts x_G angegeben ist, weswegen der Wert des Grenzwerts x_G eins beträgt.
• Das Ausgangssignal x_out ist dann ein binäres Signal, das von der Signalverarbeitung 16 mit einem von zwei möglichen verschiedenen Werten erzeugt wird, und zwar je nachdem, ob der Wert des störungsfreien Eingangssignals x_in,id oberhalb oder unterhalb des Grenzwerts x_G liegt. Die beiden verschiedenen möglichen Werte des Ausgangssignals x_out werden im Folgenden mit E bzw. E bezeichnet werden.
• Weist das Eingangssignal x_in, wie in 2 gezeigt, ein hochfrequentes Rauschen mit nicht vernachlässigbarer Amplitude auf, so ist es schwierig zu bestimmen, ob der Wert des störungsfreien Signals x_in.id ober- oder unterhalb des Grenzwerts x_G liegt.
• Dies ist in den 3 (a) und 3 (b) nochmals näher illustriert. 3 (a) zeigt dabei eine Vergrößerung des gepunktet umrandeten Bereichs von 2 und 3 (b) den entsprechenden resultierenden Wert des Ausgangssignals x_out.
• Für das störungsfreie Eingangssignal x_in,id ergibt sich ein störungsfreies Ausgangssignal x_out,id, das einen einzelnen, stufenförmigen Übergang von E nach E aufweist.
• Für das tatsächliche Eingangssignal x_in würde sich hingegen ohne eine weitere Verarbeitung des Eingangssignals x_in aufgrund des Rauschanteils ein stark schwankendes Ausgangssignal x_out,r ergeben.
• Um ein stabiles Ausgangssignal zu erzeugen, wird das Eingangssignal x_in daher vom Entprellmodul 10, genauer gesagt von der Signalverarbeitung 16 verarbeitet.
• Allgemein ausgedrückt ist das Entprellmodul 10 dazu ausgebildet, das Eingangssignal x_in zu entprellen und basierend auf dem Eingangssignal x_in das Ausgangssignal x_out zu erzeugen. Bei dem Ausgangssignal x_out handelt es sich also um ein binäres Signal mit Werten E und E, das dem entprellten Eingangssignal x_in entspricht.
• Genauer gesagt ist das Entprellmodul 10 dazu ausgebildet, das im Folgenden anhand der 4 bis 6 beschriebene Verfahren zum Entprellen des elektrischen Eingangssignals x_in durchzuführen.
• Zunächst wird das elektrische Eingangssignal x_in über den Signaleingang 12 empfangen und an die Signalverarbeitung 16 weitergeleitet (Schritt S1).
• Nun wird ein aktueller Wert des Eingangssignals x_in ermittelt (Schritt S2). Dabei und im Folgenden ist unter dem „aktuellen Wert“ ein messbarer Signalparameter zu verstehen, beispielsweise eine aktuelle Amplitude oder eine aktuelle Leistung des Eingangssignals x_in.
• In Schritt S2 wird der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in außerdem mit dem Grenzwert x_G verglichen. Hierbei wird ermittelt, ob der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in oberhalb oder unterhalb des Grenzwerts x_G liegt.
• Außerdem wird eine Entprellstatusgröße x_E mit einem vordefinierten Anfangswert erzeugt (Schritt S3). Der vordefinierte Anfangswert liegt in einem vordefinierten Intervall, das von einem minimalen Wert Wmin und einem maximalen Wert W_max begrenzt wird. Insbesondere ist Wmin gleich null und W_max gleich 1. Natürlich kann aber auch jedes andere abgeschlossene Intervall verwendet werden.
• Der Anfangswert der Entprellstatusgröße x_E wird dabei basierend auf dem aktuellen Wert des Eingangssignals x_in bestimmt. Genauer gesagt wird der Anfangswert gleich Wmin gesetzt, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in kleiner ist als der Grenzwert x_G, und gleich W_max gesetzt, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in größer ist als der Grenzwert x_G.
• Alternativ kann der Anfangswert der Entprellstatusgröße x_E jedoch auch vorgegeben sein, beispielsweise als null oder als eins.
• Basierend auf dem aktuellen Wert des Eingangssignals x_in wird der Wert der Entprellstatusgröße x_E verändert (Schritt S4). Genauer gesagt wird der Wert der Entprellstatusgröße x_E mit einer vordefinierten ersten Steigung angehoben, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals x_in oberhalb des Grenzwerts x_G liegt. Analog wird der Wert der Entprellstatusgröße x_E mit einer zweiten vordefinierten Steigung abgesenkt, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals x_in unterhalb des Grenzwerts x_G liegt.
• Die Entprellstatusgröße x_E liegt stets in dem vordefinierten Intervall. Sie kann also nicht kleiner werden als der minimale Wert Wmin und nicht größer werden als der maximale Wert W_max.
• „Vordefinierte Steigung“ bedeutet dabei und im Folgenden, dass die erste Steigung und/oder die zweite Steigung bereits festgelegt, also konstant sind oder basierend auf festgelegten Kriterien von der Signalverarbeitung 16 ermittelt werden.
• In 5 ist die resultierende Entprellstatusgröße x_E(t) gegen die Zeit aufgetragen. Der Betrag des Werts der ersten Steigung und der zweiten Steigung sind hier gleich und unabhängig davon, wie weit der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in oberhalb oder unterhalb des Grenzwerts x_G liegt.
• Alternativ können die erste Steigung und die zweite Steigung, genauer gesagt deren Beträge auch voneinander verschieden sein.
• Außerdem können die erste und/oder die zweite Steigung davon abhängen, wie weit der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in vom Grenzwert x_G entfernt ist. Die Steigung der Entprellstatusgröße ist dann also eine Funktion des Abstands des aktuellen Werts des Eingangssignals x_in vom Grenzwert x_G, also $$m=f\left(x_{in}\left(t\right)-x_G\right),$$

  

  wobei hier m die Steigung bezeichnet. Anders ausgedrückt wird die Steigung der Entprellstatusgröße x_E also basierend auf einer Kennlinie und/oder einer anderen Berechnungsvorschrift ermittelt, wobei die Kennlinie und/oder die Berechnungsvorschrift durch die Funktion f(x_in(t) - x_G) definiert ist.
• Vorzugsweise ist f eine monoton steigende Funktion mit einer Nullstelle bei x_in(t) = x_G, sodass der Betrag der Steigung umso größer ist, je weiter der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in vom Grenzwert x_G entfernt ist.
• Das Ausgangssignal x_out wird basierend darauf erzeugt, ob der Wert der Entprellstatusgröße x_E gleich dem minimalen Wert Wmin ist, gleich dem maximalen Wert W_max ist oder einem Wert zwischen dem minimalen Wert Wmin und dem maximalen Wert W_max entspricht (Schritt S5).
• Wie in 5 zu erkennen ist, bleibt der Wert des Ausgangssignals x_out so lange unverändert, wie der Wert der Entprellstatusgröße x_E zwischen dem minimalen Wert Wmin und dem maximalen Wert W_max liegt.
• Erreicht die Entprellstatusgröße x_E jedoch den maximalen Wert W_max, was in 5 zur Zeit t₁ der Fall ist, so wird der Wert des Ausgangssignals x_out auf E geändert.
• Analog dazu wird der Wert des Ausgangssignals x_out erst dann wieder auf E gesetzt, wenn der Wert der Entprellstatusgröße x_E wieder den minimalen Wert Wmin erreicht.
• Im Vergleich der 3 und 5 ist zu erkennen, dass auf diese Weise das Eingangssignal x_in bei geringer Verzögerung effizient entprellt wird.
• In 6 ist ein weiteres Diagramm des Eingangssignals x_in aufgetragen gegen die Zeit dargestellt, anhand dessen im Folgenden zwei weitere Aspekte beschrieben werden, die jeweils alleine oder auch in Kombination in das oben beschriebene Verfahren integriert werden können.
• Anders als im oben beschriebenen Verfahren ist hier nicht ein einzelner Grenzwert vorgesehen, sondern vielmehr ein erster Grenzwert x_G1 und ein zweiter Grenzwert x_G2. Der Grenzwert x_G liegt dabei zwischen dem ersten Grenzwert x_G1 und dem zweiten Grenzwert x_G2.
• Solange der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in zwischen dem ersten Grenzwert x_G1 und dem zweiten Grenzwert x_G2 liegt, bleibt der Wert der Entprellstatusgröße x_E unverändert.
• Anders ausgedrückt wird also die Steigung der Entprellstatusgröße x_E auf null gesetzt, solange der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in zwischen dem ersten Grenzwert x_G1 und dem zweiten Grenzwert x_G2 liegt.
• Der erste Grenzwert x_G1 und der zweite Grenzwert x_G2 definieren also ein Totband, innerhalb dessen sich die Entprellstatusgröße x_E nicht ändert.
• Ansonsten verläuft das Verfahren zum Entprellen des Eingangssignals x_in analog zum oben beschriebenen, wobei oberhalb des ersten Grenzwerts x_G1 der Wert der Entprellstatusgröße x_E angehoben und unterhalb des zweiten Grenzwerts x_G2 der Wert der Entprellstatusgröße x_E abgesenkt wird.
• Alternativ oder zusätzlich sind ein Positivgrenzwert x_p und ein Negativgrenzwert x_N vorgesehen. Dabei ist der Positivgrenzwert x_P größer als der Grenzwert x_G bzw. als der erste Grenzwert x_G1 und der Negativgrenzwert x_N ist kleiner ist als der Grenzwert x_G bzw. als der zweite Grenzwert x_G2.
• Im Folgenden wird lediglich der in 6 abgebildete Fall beschrieben, also der Fall mit dem ersten Grenzwert x_G1 und dem zweiten Grenzwert x_G2. Die folgenden Erläuterungen gelten jedoch, bis auf das dann fehlende Totband, auch für den Fall des einzelnen Grenzwerts x_G.
• Die mehreren Grenzwerte x_P, x_N, x_G1 und x_G2 definieren fünf Bänder, die jeweils einer festen, vordefinierten Steigung der Entprellstatusgröße entsprechen.
• Genauer gesagt wird die Entprellstatusgröße x_E mit einer konstanten primären ersten Steigung angehoben, wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in zwischen dem ersten Grenzwert x_G1 und dem Positivgrenzwert liegt.
• Wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in größer ist als der Positivgrenzwert x_P, so wird die Entprellstatusgröße x_E mit einer konstanten sekundären ersten Steigung angehoben, die größer ist als die primäre erste Steigung.
• Liegt der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in zwischen dem Negativgrenzwert x_N und dem zweiten Grenzwert x_G2, so wird der aktuelle Wert der Entprellstatusgröße x_E mit einer konstanten primären zweiten Steigung abgesenkt.
• Wenn der aktuelle Wert des Eingangssignals x_in kleiner ist als der Negativgrenzwert x_N, so wird die Entprellstatusgröße x_E mit einer konstanten sekundären zweiten Steigung abgesenkt, deren Betrag größer ist als der Betrag der primären zweiten Steigung.
• Anders ausgedrückt definieren die Grenzwerte x_P, x_N, x_G1 und x_G2 also die fünf Bänder, innerhalb derer die Steigung der Entprellstatusgröße x_E jeweils konstant ist, wobei sich die Steigung jedoch bei einem Übergang zwischen den Bändern ändert.
• Natürlich können auch mehr als fünf Bänder vorgesehen sein, beispielsweise indem mehrere Positivgrenzwerte und/oder mehrere Negativgrenzwerte vorgesehen werden.
• Vorzugsweise steigt auch in diesem Fall der Betrag der Steigung des Entprellstatusgröße x_E mit dem Abstand zum Grenzwert x_G.

Claims (12)

1. Verfahren zum Entprellen eines elektrischen Eingangssignals (x_in), mit den folgenden Schritten: - Empfangen des Eingangssignals (x_in); - Ermitteln eines aktuellen Werts des Eingangssignals (x_in); - Ermitteln, ob der aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb oder unterhalb von wenigstens einem vordefinierten Grenzwert (x_G) liegt; - Erzeugen einer Entprellstatusgröße (x_E) mit einem definierten Anfangswert; - Verändern des Werts der Entprellstatusgröße (x_E) basierend zumindest darauf, ob der Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb oder unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G) liegt, wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) zwischen einem minimalen Wert (W_min) und einem maximalen Wert (W_max) veränderbar ist; und - Generieren eines Ausgangssignals (x_out) basierend darauf, ob der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) dem minimalen Wert (W_min), dem maximalen Wert (W_max) oder einem Wert zwischen dem minimalen Wert (W_min) und dem maximalen Wert (W_max) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (x_out) ein binäres Signal ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Ausgangssignals (x_out) verändert wird, wenn der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) den minimalen Wert (W_min) oder den maximalen Wert (W_max) erreicht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Wert des Ausgangssignals (x_out) beibehalten wird, solange der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) zwischen dem minimalen Wert (W_min) und dem maximalen Wert (W_max) liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit einer vordefinierten ersten Steigung angehoben wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G; x_G1) liegt, und/oder der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit einer vordefinierten zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G; x_G2) liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steigung und/oder die zweite Steigung basierend darauf ermittelt werden bzw. wird, wie weit der aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb bzw. unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G; x_G1, x_G2) liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Werts der ersten Steigung und/oder der zweiten Steigung umso größer ist, je weiter der aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) vom wenigstens einen Grenzwert (x_G; x_G1, x_G2) entfernt ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steigung und/oder die zweite Steigung basierend auf einer Kennlinie ermittelt wird, wobei die Kennlinie dem Wert des Eingangssignals (x_in) eine Steigung zuordnet.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine primäre und eine sekundäre erste Steigung sowie wenigstens ein vorbestimmter Positivgrenzwert (x_P) oberhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G; x_G1) vorgesehen sind, wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit der primären ersten Steigung angehoben wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) unterhalb des wenigstens einen Positivgrenzwerts (x_P) aber oberhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G;x_G1) liegt und wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit der sekundären ersten Steigung angehoben wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals oberhalb des wenigstens einen Positivgrenzwerts (x_P) liegt; und/oder dass wenigstens eine primäre und eine sekundäre zweite Steigung sowie wenigstens ein vorbestimmter Negativgrenzwert (x_N) unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G;x_G2) vorgesehen sind, wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit der primären zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb des wenigstens einen Negativgrenzwerts (x_N) aber unterhalb des wenigstens einen Grenzwerts (x_G;x_G2) liegt und wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit der sekundären zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) unterhalb des wenigstens einen Negativgrenzwerts (x_N) liegt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster vordefinierter Grenzwert (x_G1) und ein zweiter vordefinierter Grenzwert (x_G2) vorgesehen sind, wobei der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) beibehalten wird, solange der aktuelle Wert des Eingangssignals zwischen den beiden Grenzwerten (x_G1,x_G2) liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit der ersten Steigung angehoben wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_in) oberhalb des größeren der beiden Grenzwerte (x_G1,x_G2) liegt, und/oder der Wert der Entprellstatusgröße (x_E) mit der zweiten Steigung abgesenkt wird, wenn der ermittelte aktuelle Wert des Eingangssignals (x_E) unterhalb des kleineren der beiden Grenzwerte (x_G1,x_G2) liegt.
12. Entprellmodul (10), insbesondere Steuergerät, mit einem Signaleingang (12) zum Empfang eines Eingangssignals (x_in), einem Signalausgang (14) zur Ausgabe eines Ausgangssignals (x_out) und einer Signalverarbeitung (16), wobei die Signalverarbeitung (16) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.

Images