DE102019119445A1 - Device and method for speed measurement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungsprotokoll für Drehgeber. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, aus welchem eine Drehzahl eines mechanischen Bauteiles (16) ableitbar ist, umfasst:eine Messeinheit (22), eingerichtet zur Erfassung einer Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils (16); undeine Signalerzeugungseinheit (22), eingerichtet zur Erzeugung eines Ausgangssignals;wobei das Ausgangssignal eine Folge elektrischer Pulse (28), deren Abstand sich mit der Rotationsgeschwindigkeit ändert, umfasst, und wobei zwischen zwei elektrischen Pulsen (28) ein digitales Signal (30) angeordnet ist, wobei das digitale Signal (30) einen ersten Digitalwert (34) und einen zweiten Digitalwert (36) umfasst, wobei der erste Digitalwert (34) anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert (36) bezieht. Somit stellt die Vorrichtung neben dem Drehzahlsignal, wobei die Drehzahl durch den Abstand der elektrischen Pulse (28) bestimmt wird, mit dem digitalen Signal (30) eine Zusatzinformation bereit. Die Erfindung umfasst ebenfalls ein dementsprechendes Verfahren zur Erzeugung eines elektrischen Signals sowie ein Fahrzeug.The invention relates to a data transmission protocol for rotary encoders. The device according to the invention for generating an electrical signal, from which a rotational speed of a mechanical component (16) can be derived, comprises: a measuring unit (22) set up to detect a rotational movement of the mechanical component (16); anda signal generation unit (22) configured to generate an output signal; wherein the output signal comprises a sequence of electrical pulses (28), the spacing of which changes with the speed of rotation, and wherein a digital signal (30) is arranged between two electrical pulses (28) wherein the digital signal (30) comprises a first digital value (34) and a second digital value (36), the first digital value (34) indicating which state variable the second digital value (36) relates to. Thus, in addition to the speed signal, the speed being determined by the distance between the electrical pulses (28), the device provides additional information with the digital signal (30). The invention also includes a corresponding method for generating an electrical signal and a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Datenübertragungsprotokoll, das bei der Drehzahlmessung von rotierenden Elementen eingesetzt werden kann, um Zusatzinformationen bezüglich der Drehzahlmessung von dem Drehratensensor zu einer elektronischen Vorrichtung zu übertragen. Die Erfindung bezieht sich in einer Form auf eine Vorrichtung zur Drehzahlmessung und in einer anderen Form auf ein Verfahren zur Drehzahlmessung. In einer Ausgestaltung betrifft die Erfindung auch ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug.The present invention relates to a data transmission protocol that can be used when measuring the rotational speed of rotating elements in order to transmit additional information relating to the rotational speed measurement from the rotational speed sensor to an electronic device. The invention relates in one form to an apparatus for speed measurement and in another form to a method for speed measurement. In one embodiment, the invention also relates to a suitably equipped vehicle.

Drehzahlsensoren erzeugen typischerweise ein sinusförmiges Signal, dessen Frequenz von der Drehzahl abhängt. Aus dem sinusförmigen Signal kann ein rechteckförmiges Ausgangssignal abgeleitet werden, indem bspw. bei jedem Nulldurchgang des sinusförmigen Signals ein elektrischer Puls erzeugt wird. Die Drehzahl kann dann aus dem (zeitlichen) Abstand der Pulse berechnet werden. Zudem können zwischen den Pulsen (d.h. in den Pulspausen) Zusatzinformationen übertragen werden. So lehrt bspw. die WO 98/25148 A2 , in den Pulspausen ein Datenwort mit einer Breite von mehreren Bits zu übertragen, wobei sich die Drehzahl-Pulse und die Datenwort-Bits durch unterschiedliche Stromstärkepegel unterscheiden.Speed sensors typically generate a sinusoidal signal, the frequency of which depends on the speed. A square-wave output signal can be derived from the sinusoidal signal, for example by generating an electrical pulse at each zero crossing of the sinusoidal signal. The speed can then be calculated from the (time) interval between the pulses. In addition, additional information can be transmitted between the pulses (ie in the pulse pauses). So teaches, for example WO 98/25148 A2 to transmit a data word with a width of several bits in the pulse pauses, the speed pulses and the data word bits differing in terms of different current levels.

Aus der WO 98/09173 A1 ist eine Anordnung zur Erfassung des Drehverhaltens eines rotierenden Körpers oder Encoders mit einem Sensormodul (umfassend ein Sensorelement) und einer steuerbaren Stromquelle, die einen das Drehverhalten darstellenden, eingeprägten Strom liefert, bekannt. Die Anordnung umfasst zudem einen Modulator, der in Abhängigkeit von Signalen des Sensorelementes und von Signalen, die eine externe Signalquelle über einen zusätzlichen Anschluss liefert, die Stromquelle steuert, und eine Auswerteschaltung. Das Sensormodul ist magnetisch mit dem Encoder gekoppelt und das Ausgangssignal des Sensormoduls ist ein das Drehverhalten darstellendes Signal, dem ein Status- und/oder Zusatzsignal überlagert ist.From the WO 98/09173 A1 an arrangement for detecting the rotational behavior of a rotating body or encoder with a sensor module (comprising a sensor element) and a controllable current source which supplies an impressed current representing the rotational behavior is known. The arrangement also includes a modulator which controls the current source as a function of signals from the sensor element and signals which an external signal source supplies via an additional connection, and an evaluation circuit. The sensor module is magnetically coupled to the encoder and the output signal of the sensor module is a signal representing the rotational behavior, on which a status and / or additional signal is superimposed.

Aus der DE 199 11 774 A1 ist eine Sensoranordnung zur Erfassung von Bewegungen bekannt, bei der durch einen von der Bewegung beaufschlagten Encoder in einem aktiven Sensor ein Sensorsignal erzeugt wird. Die Sensoranordnung weist eine erste Einrichtung auf, mit der das Sensorsignal zusammen mit mindestens einer Zusatzinformation in ein zu einer Auswerteeinrichtung übertragbares Ausgangssignal umgesetzt wird, wobei eine zweite Einrichtung vorgesehen ist, mit der eine von einem Luftspalt zwischen dem aktiven Sensor und dem Encoder abhängige Signalspannung erfasst und der ersten Einrichtung zur Übertragung als Zusatzinformation zugeführt wird.From the DE 199 11 774 A1 a sensor arrangement for detecting movements is known, in which a sensor signal is generated in an active sensor by an encoder acted upon by the movement. The sensor arrangement has a first device with which the sensor signal is converted, together with at least one piece of additional information, into an output signal that can be transmitted to an evaluation device, a second device being provided with which a signal voltage dependent on an air gap between the active sensor and the encoder is recorded and is supplied to the first device for transmission as additional information.

Aus der DE 196 34 714 A1 ist eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug-Regelungssystem mit aktiven Sensoren (z. B. Raddrehzahlsensoren) bekannt, deren Ausgangssignale über Sensorleitungen, die eine Übertragungsstrecke bilden, einer Auswerteschaltung, die sich auf der Empfängerseite befindet, zugeführt werden. Die Anordnung kann zur Übertragung zusätzlicher Daten über die Übertragungsstrecke in eine oder in beide Übertragungsrichtungen genutzt werden.From the DE 196 34 714 A1 an arrangement for a motor vehicle control system with active sensors (z. B. wheel speed sensors) is known, the output signals of which are fed to an evaluation circuit located on the receiver side via sensor lines that form a transmission path. The arrangement can be used to transmit additional data over the transmission path in one or in both transmission directions.

Aus der WO 02/090999 A1 ist eine Anordnung aus einem Raddrehzahlsensor und einem Steuergerät (ECU) bekannt, wobei der Raddrehzahlsensor mit dem Steuergerät über eine Datenschnittstelle verbunden ist und Mittel zum Senden von Zusatzinformationen in Signalkanälen aufweist und jede Information einem Signalkanal und/oder einer festen Anzahl an Signalkanälen zugeordnet ist. Ferner umfasst der Raddrehzahlsensor Umschaltmittel, mit denen durch Modus-Umschaltung eine Änderung der Zuordnung der Zusatzinformationen, die in den Pausen zwischen den Drehzahlimpulsen übertragen werden, zu den verfügbaren Kanälen vorgenommen werden kann. Das Umschaltmittel kann ein externes Gerät oder ein sensor-integriertes Gerät sein. Die Umschaltung erfolgt in Abhängigkeit des Zustandes des Fahrbetriebes, z.B. in Abhängigkeit der Raddrehzahl. Es können 9 Bits pro Datenwort übertragen werden, wobei die einzelnen Bits als einzelne Kanäle betrachtet werden, mit denen jeweils eine Statusinformation übertragen wird. In einem Modus kann auch ein Digitalwert mit 4 Bit Breite übertragen werden. Dabei handelt es sich um die gemessene magnetische Luftspaltfeldstärke.From the WO 02/090999 A1 An arrangement of a wheel speed sensor and a control unit (ECU) is known, the wheel speed sensor being connected to the control unit via a data interface and having means for sending additional information in signal channels and each piece of information being assigned to a signal channel and / or a fixed number of signal channels. Furthermore, the wheel speed sensor comprises switching means with which the assignment of the additional information, which is transmitted in the pauses between the speed pulses, to the available channels can be made by switching the mode. The switching means can be an external device or a sensor-integrated device. The switchover takes place as a function of the driving mode, e.g. as a function of the wheel speed. 9 bits can be transmitted per data word, whereby the individual bits are viewed as individual channels with which status information is transmitted. In one mode, a digital value with a width of 4 bits can also be transmitted. This is the measured magnetic air gap field strength.

Es besteht bei der bekannten Lösung das Problem, dass für die Auswertung der übertragenen Daten eine Zustandserkennung auf Empfangsseite stattfinden muss, z.B. durch Bestimmung der Raddrehzahl. Bei der bekannten Lösung werden Statusinformationen und ein einzelner Messwert übertragen. Es ist bei der bekannten Lösung nicht möglich verschiedene Messwerte mit wahlfreier Flexibilität zu übertragen. Die vorliegende Erfindung offenbart ein Datenübertragungsprotokoll, das bei der Drehzahlmessung von rotierenden Elementen eingesetzt werden kann, um verschiedene Arten von Zusatzinformationen zu einer elektronischen Vorrichtung auf effiziente Weise zu übertragen, die von der Empfangsvorrichtung auf einfache Weise ausgewertet werden .With the known solution, there is the problem that a status recognition has to take place on the receiving side in order to evaluate the transmitted data, e.g. by determining the wheel speed. In the known solution, status information and a single measured value are transmitted. With the known solution it is not possible to transfer different measured values with optional flexibility. The present invention discloses a data transmission protocol that can be used when measuring the rotational speed of rotating elements in order to efficiently transmit various types of additional information to an electronic device, which information can be easily evaluated by the receiving device.

In einer Variante betrifft die Erfindung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, aus welchem eine Drehzahl eines mechanischen Bauteiles ableitbar ist, umfassend:

  • eine Messeinheit, eingerichtet zur Erfassung einer Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils; und
  • eine Signalerzeugungseinheit, eingerichtet zur Erzeugung eines Ausgangssignals;
  • wobei das Ausgangssignal eine Folge elektrischer Pulse, deren Abstand sich mit der Rotationsgeschwindigkeit ändert, umfasst, und wobei zwischen zwei elektrischen Pulsen ein digitales Signal angeordnet ist, wobei das digitale Signal einen ersten Digitalwert und einen zweiten Digitalwert umfasst, wobei der erste Digitalwert anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert bezieht. Somit stellt die Vorrichtung neben dem Drehzahlsignal, wobei die Drehzahl durch den Abstand der elektrischen Pulse bestimmt wird, mit dem digitalen Signal eine Zusatzinformation bereit. Das digitale Signal umfasst einen ersten Digitalwert und einen zweiten Digitalwert, wobei der erste Digitalwert anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert bezieht.
In one variant, the invention relates to a device according to the invention for generating an electrical signal from which a speed of a mechanical component can be derived, comprising:
  • a measuring unit set up to detect a rotational movement of the mechanical component; and
  • a signal generation unit configured to generate an output signal;
  • wherein the output signal comprises a sequence of electrical pulses, the spacing of which changes with the speed of rotation, and wherein a digital signal is arranged between two electrical pulses, the digital signal comprising a first digital value and a second digital value, the first digital value indicating which state variable the second digital value relates to. Thus, in addition to the speed signal, the speed being determined by the distance between the electrical pulses, the device provides additional information with the digital signal. The digital signal comprises a first digital value and a second digital value, the first digital value indicating which state variable the second digital value relates to.

Das digitale Signal kann dabei zum Beispiel aus einem Datenwort bestehen, wobei das Datenwort insbesondere eine Wortbreite von 9 Bits aufweist. Das Datenwort weist einen ersten Digitalwert und einen zweiten Digitalwert auf, wobei der erste Digitalwert anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert bezieht. Insbesondere können durch die Bits 1 und 2 des Datenworts angezeigt werden, welche Information oder Zustandsgröße in dem zweiten Digitalwert übertragen wird. Beispielsweise können die Bits 5 bis 7 des Datenworts für die Übertragung der Zustandsgröße oder Information verwendet werden. Als Beispiel für Zustandsgrößen oder Informationen können Temperaturinformationen, Modus-Informationen oder Luftspaltinformationen genannt werden. Die elektronische Vorrichtung, die das Datenwort empfängt, kann die übertragenen Daten jederzeit auswerten, ohne auf bestimmte Zustände beschränkt zu sein. Dazu ist es lediglich erforderlich, den ersten Digitalwert zu kennen. Dieser gibt dann an, welcher Typ von Daten in dem zweiten Digitalwert enthalten ist. In dem ersten Digitalwert steckt sozusagen die Messwerttyp-Identifikation. So ist es möglich, den Rhythmus der Übertragung der verschiedenen Datentypen nach Bedarf und unabhängig von der Raddrehzahl zu verändern.The digital signal can for example consist of a data word, the data word in particular having a word length of 9 bits. The data word has a first digital value and a second digital value, the first digital value indicating which state variable the second digital value relates to. In particular, bits 1 and 2 of the data word can be used to indicate which information or state variable is transmitted in the second digital value. For example, bits 5 to 7 of the data word can be used to transfer the status variable or information. Temperature information, mode information or air gap information can be named as an example of state variables or information. The electronic device that receives the data word can evaluate the transmitted data at any time without being restricted to certain states. For this it is only necessary to know the first digital value. This then indicates which type of data is contained in the second digital value. The first digital value contains the measurement type identification, so to speak. This makes it possible to change the rhythm of the transmission of the various data types as required and independently of the wheel speed.

Die Messeinheit kann dabei eine Umgebungsbedingungsmesseinheit, insbesondere eine Temperaturmesseinheit umfassen, die eingerichtet ist zur Messung einer Umgebungsbedingung, der eines oder mehrere Elemente der ersten Messeinheit ausgesetzt sind und eine Signalerzeugungseinheit, die eingerichtet ist zur Wandlung gemessener Umgebungsbedingungs-Messwerte in Digitalwerte und zur Erzeugung eines Ausgangssignals. Das Ausgangssignal umfasst eine Folge elektrischer Pulse, deren Abstand sich mit der Rotationsgeschwindigkeit ändert, und zwischen den elektrischen Pulsen angeordnete digitale Signale, die den Digitalwerten entsprechen.The measuring unit can include an ambient condition measuring unit, in particular a temperature measuring unit, which is set up to measure an ambient condition to which one or more elements of the first measuring unit are exposed, and a signal generating unit which is set up to convert measured ambient condition measuring values into digital values and to generate an output signal . The output signal comprises a sequence of electrical pulses, the spacing of which changes with the speed of rotation, and digital signals arranged between the electrical pulses, which correspond to the digital values.

Dabei sind unter dem Begriff „Messeinheit, eingerichtet zur Erfassung einer Rotationsbewegung eines mechanischen Bauteils“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere Sensoren zu verstehen, die eingerichtet sind, auf Basis einer Veränderung des magnetischen Flusses (Hall-Effekt) berührungslos die Bewegung (ferro-)magnetischer Strukturen, wie beispielsweise Zahnräder, Zahnkränze, Lochscheiben, Polringe etc. zu messen. Des Weiteren sind unter dem Begriff Temperaturmesseinheit, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere Sensoren zu verstehen, die eingerichtet sind, zum Beispiel auf Basis einer Veränderung des elektrischen Widerstandes die Temperatur zu messen.The term "measuring unit, set up to detect a rotational movement of a mechanical component", as used in the description and the claims, is to be understood in particular as sensors that are set up on the basis of a change in the magnetic flux (Hall effect) Measure the movement of (ferromagnetic) structures, such as gear wheels, gear rings, perforated disks, pole rings, etc. without contact. Furthermore, the term temperature measuring unit, as used in the description and the claims, is to be understood in particular as sensors that are set up to measure the temperature, for example on the basis of a change in the electrical resistance.

Ferner ist unter dem Begriff „Digitalwert“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, ein digital (bspw. binär) kodierter Wert oder Wertebereich zu verstehen. Des Weiteren ist unter dem Begriff „Ausgangssignal“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine elektrischen Spannung und/oder ein elektrischer Strom zu verstehen, die/der einer Leitung eingeprägt werden, wodurch eine durch das Ausgangssignal repräsentierte Information an einen Empfänger oder ein Steuergerät, der/das die an der Leitung anliegende Spannung und/oder den durch die Leitung fließenden Strom misst (und gemäß einem Übertragungsprotokoll auswertet), übertragen werden kann.Furthermore, the term “digital value”, as used in the description and the claims, is to be understood as a digitally (for example binary) coded value or value range. Furthermore, the term “output signal”, as used in the description and the claims, is to be understood in particular as an electrical voltage and / or an electrical current that is impressed on a line, thereby providing information represented by the output signal a receiver or a control device that measures the voltage applied to the line and / or the current flowing through the line (and evaluates it in accordance with a transmission protocol).

Zudem ist unter dem Begriff „elektrischer Puls“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Rechtecksignal mit einer über ein bestimmtes Zeitintervall konstant gehaltenen Spannung und/oder einem konstant gehaltenen Stromfluss zu verstehen, wobei sich der Spannungs- und/oder Strompegel des Pulses von den Spannungs- und/oder Strompegeln der digitalen Signale typischerweise unterscheidet. Ferner ist unter der Formulierung „eine Folge elektrischer Pulse, deren Abstand sich mit der Rotationsgeschwindigkeit ändert“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Abfolge elektrischer Pulse zu verstehen, wobei sich der Abstand zwischen den Pulsen verringert, wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit erhöht. Bspw. kann die Drehzahl einem Wert entsprechen, der sich aus der Division der pro Zeiteinheit erzeugten Pulse durch einen festen (ganzzahligen) Faktor ergibt.In addition, the term “electrical pulse” as used in the description and the claims is to be understood in particular as a square-wave signal with a voltage and / or a current flow that is kept constant over a certain time interval, the voltage and / or the current level of the pulse typically differs from the voltage and / or current levels of the digital signals. Furthermore, the phrase “a sequence of electrical pulses, the spacing of which changes with the speed of rotation”, as used in the description and the claims, is to be understood in particular as a sequence of electrical pulses, the spacing between the pulses decreasing when the the rotation speed increases. For example, the speed can correspond to a value that results from dividing the pulses generated per unit of time by a fixed (integer) factor.

Die Umgebungsbedingungs-Messwerte, insbesondere Temperaturwerte, Feuchtigkeitswerte, elektrische Feldstärke, magnetische Feldstärke etc. können empfängerseitig zur Korrektur der Drehzahl und/oder zur Diagnose eines fehlerhaften Betriebs verwendet werden.The ambient condition measured values, in particular temperature values, humidity values, electric field strength, magnetic field strength, etc. can be used on the receiver side to correct the speed and / or used to diagnose faulty operation.

Vorzugsweise umfasst das Ausgangssignal zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen angeordnete digitale Signale, die einen ersten Digitalwert und einen zweiten Digitalwert verkörpern, wobei der erste Digitalwert anzeigt, dass der zweite Digitalwert ein Umgebungsbedingungssignal, insbesondere ein Temperatursignal transportiert.The output signal preferably comprises digital signals which are arranged between two successive electrical pulses and which embody a first digital value and a second digital value, the first digital value indicating that the second digital value transports an ambient condition signal, in particular a temperature signal.

Dies ermöglicht es, die Umgebungsbedingungssignale, insbesondere Temperatursignale, mit anderen Signalen im Wechsel zu senden bzw. die Übertragung der Umgebungsbedingungssignale (während der Laufzeit) zu aktivieren und zu deaktivieren.This makes it possible to send the ambient condition signals, in particular temperature signals, alternately with other signals or to activate and deactivate the transmission of the ambient condition signals (during the runtime).

Vorzugsweise ist die Signalerzeugungseinheit eingerichtet, zu überprüfen, ob die Umgebungsbedingungs-Messwerte in einem vorgesehenen Betriebsbereich liegen oder ob die Umgebungsbedingung außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.The signal generation unit is preferably set up to check whether the ambient condition measured values are in an intended operating range or whether the ambient condition is outside or above the intended operating range.

Falls ja, kann die Signalerzeugungseinheit so eingerichtet sein, dass sie mit dem ersten Digitalwert ein Sonderereignis anzeigt und in dem zweiten Digitalwert den Typ des Sonderereignisses mitteilt. Wenn bspw. der Temperaturwert eine kritische Temperatur erreicht hat, kann ein Temperaturalarm im ersten Digitalwert angezeigt werden und im zweiten Digitalwert die Höhe der gemessenen Temperatur. Vorzugsweise weist das Ausgangssignal zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen eine konstante Anzahl an Datenbits auf, wobei ein erster Teil der Datenbits anzeigt, welche Information in einem zweiten Teil der Datenbits übertragen wird und die Signalerzeugungseinheit vorzugsweise eingerichtet ist, die zu übertragende Information während des Betriebs auf Basis des Zustands der Vorrichtung zu wählen.If so, the signal generation unit can be set up in such a way that it displays a special event with the first digital value and communicates the type of special event in the second digital value. If, for example, the temperature value has reached a critical temperature, a temperature alarm can be displayed in the first digital value and the level of the measured temperature in the second digital value. The output signal preferably has a constant number of data bits between two consecutive electrical pulses, a first part of the data bits indicating which information is transmitted in a second part of the data bits and the signal generating unit is preferably set up to have the information to be transmitted during operation Based on the state of the device.

Bspw. kann die Signalerzeugungseinheit in den Pulspausen abwechselnd (und/oder nach Bedarf) Umgebungsbedingungsinformationen, insbesondere Temperaturinformationen oder Luftspaltinformationen oder Sensormodusinformationen und/oder (ggf. frei programmierbare) zusätzliche Informationen, bereitstellen, wobei die Information bspw. mittels einer aus 3 Bits bestehenden Bitfolge übertragen wird und eine aus 2 Bits bestehende Bitfolge angibt, welche Information (in dem jeweiligen Datenwort) übertragen wird. Als Beispiele für Sensormodusinformationen oder Modus-Information sind der Modus fehlerfreier Sensor oder fehlerbehafteter Sensor genannt.For example, the signal generating unit can alternately (and / or as required) provide ambient condition information in the pulse pauses, in particular temperature information or air gap information or sensor mode information and / or (possibly freely programmable) additional information, the information e.g. using a bit sequence consisting of 3 bits is transmitted and a bit sequence consisting of 2 bits indicates which information (in the respective data word) is transmitted. Examples of sensor mode information or mode information are the mode of faultless sensor or faulty sensor.

Vorzugsweise ist die Signalerzeugungseinheit eingerichtet, im zweiten Teil der Datenbits Umgebungsbedingungs-Messwerte zu übertragen oder eine Frequenz, mit der im zweiten Teil der Datenbits Umgebungsbedingungs-Messwerte übertragen werden, zu erhöhen, wenn die Umgebungsbedingung außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.The signal generation unit is preferably set up to transmit ambient condition measurement values in the second part of the data bits or to increase a frequency at which ambient condition measurement values are transmitted in the second part of the data bits if the ambient condition is outside or above the intended operating range.

Bspw. kann die Signalerzeugungseinheit eingerichtet sein, die Temperaturdaten nur dann zu senden, wenn der Temperaturmesswert oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, oder die Temperaturmesswerte häufiger zu senden, wenn der Temperaturmesswert oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, um bspw. den Temperaturverlauf in feinerer Auflösung oder über eine längere Periode bereitzustellen.For example, the signal generating unit can be set up to send the temperature data only when the temperature measurement is above a certain value, or to send the temperature measurement more frequently when the temperature measurement is above a certain value, for example to show the temperature profile in finer resolution or above to provide a longer period.

Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines elektrischen Signals, aus welchem eine Drehzahl eines mechanischen Bauteiles ableitbar ist, umfassend:

  • Erfassen einer Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils mittels eines Sensors;
  • Erzeugen einer Folge elektrischer Pulse, deren Abstand von der Rotationsgeschwindigkeit abhängt; und
  • Anordnen eines digitalen Signals zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen, wobei das digitale Signal einen ersten Digitalwert und einen zweiten Digitalwert umfasst, wobei der erste Digitalwert anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert bezieht.
Furthermore, the invention comprises a method for generating an electrical signal from which a speed of a mechanical component can be derived, comprising:
  • Detecting a rotational movement of the mechanical component by means of a sensor;
  • Generating a series of electrical pulses, the spacing of which depends on the speed of rotation; and
  • Arranging a digital signal between two successive electrical pulses, the digital signal comprising a first digital value and a second digital value, the first digital value indicating the state variable to which the second digital value relates.

Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann der zweite Digitalwert einen Umgebungsbedingungs-Messwert betreffen, der empfängerseitig zur Korrektur der Drehzahl und/oder zur Sammlung von Diagnosedaten hinsichtlich des Sensors verwendet wird.As described above, the second digital value can relate to an ambient condition measurement value that is used on the receiver side to correct the rotational speed and / or to collect diagnostic data with regard to the sensor.

Vorzugsweise sind zwischen den zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen digitale Signale angeordnet, die einen ersten Digitalwert und einen zweiten Digitalwert verkörpern, wobei der erste Digitalwert anzeigt, dass der zweite Digitalwert ein Umgebungsbedingungssignal, zum Beispiel ein Temperatursignal, transportiert.Preferably, digital signals are arranged between the two successive electrical pulses which embody a first digital value and a second digital value, the first digital value indicating that the second digital value transports an ambient condition signal, for example a temperature signal.

Wie im Vorhergehenden beschrieben, ermöglicht dies, die Umgebungsbedingungssignale mit anderen Signalen im Wechsel zu senden und anzuzeigen, welche Messgrößen mit dem zweiten Digitalwert übertragen werden bzw. die Übertragung der Umgebungsbedingungssignale (während des Betriebs) zu aktivieren und zu deaktivieren.As described above, this enables the environmental condition signals to be sent alternately with other signals and to indicate which measured variables are transmitted with the second digital value or to activate and deactivate the transmission of the environmental condition signals (during operation).

Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Abgleichen der Umgebungsbedingungs-Messwerte mit einem vorgesehenen Betriebsbereich, wobei der zweite Digitalwert anzeigt, ob und/oder wieviel die Umgebungsbedingung außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.The method preferably further comprises comparing the ambient condition measured values with a provided operating range, the second digital value indicating whether and / or how much the ambient conditions are outside or above the intended operating range.

Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann der zweite Digitalwert bspw. angeben, dass die Temperatur eine maximal vorgesehene Betriebstemperatur erreicht hat oder diese um 10°C oder 30°C übersteigt.As described above, the second digital value can, for example, indicate that the temperature has reached a maximum intended operating temperature or has exceeded this by 10 ° C. or 30 ° C.

Vorzugsweise ist jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen eine konstante Anzahl an Datenbits angeordnet, wobei ein erster Teil der Datenbits anzeigt, welche Information in einem zweiten Teil der Datenbits übertragen wird.A constant number of data bits is preferably arranged between each two consecutive electrical pulses, a first part of the data bits indicating which information is transmitted in a second part of the data bits.

Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann die Signalerzeugungseinheit in den Pulspausen abwechselnd und/oder nach Bedarf UmgebungsbedingungsInformationen, wie Temperaturinformationen, Luftspaltinformationen oder Sensormodusinformationen und/oder (ggf. frei definierbare) weitere Zusatzinformationen bereitstellen, wobei die übertragene Information bspw. durch vordefinierte Bitfolgen ausgegeben wird.As described above, the signal generation unit can alternately and / or as required provide environmental condition information such as temperature information, air gap information or sensor mode information and / or (possibly freely definable) additional information in the pulse pauses, the transmitted information being output, for example, by predefined bit sequences.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner ein Erhöhen einer Frequenz oder Zeitdauer, mit der im zweiten Teil der Datenbits Umgebungsbedingungs-Messwerte übertragen werden, wenn die Umgebungsbedingung außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.Preferably, the method further comprises increasing a frequency or duration with which environmental condition measured values are transmitted in the second part of the data bits if the environmental condition is outside or above the intended operating range.

Bspw. kann damit begonnen werden, Temperaturdaten zu senden, wenn der Temperaturmesswert oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, oder die Temperaturmesswerte können häufiger gesendet werden, wenn der Temperaturmesswert oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, um bspw. den Temperaturverlauf in feinerer Auflösung/kleineren Zeitintervallen bereitzustellen.For example, you can start sending temperature data when the temperature reading is above a certain value, or the temperature reading can be sent more frequently when the temperature reading is above a certain value, for example, to provide the temperature profile in a finer resolution / smaller time intervals.

Ferner versteht es sich, dass alle Merkmale und Vorzüge (bevorzugter Ausführungsformen) der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Merkmale und Vorzüge (bevorzugter Ausführungsformen) des erfindungsgemäßen Verfahrens sein können, welches sich auf eine (mögliche) Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezieht.Furthermore, it goes without saying that all features and advantages (preferred embodiments) of the device according to the invention can also be features and advantages (preferred embodiments) of the method according to the invention, which relates to a (possible) use of the device according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungsfiguren Bezug genommen wird, in denen:

  • 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 eine mögliche Ausgestaltung des Datensignals; und
  • 3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
The invention is explained below in the detailed description using exemplary embodiments, reference being made to drawing figures in which:
  • 1 a block diagram of a device according to the invention;
  • 2 a possible embodiment of the data signal; and
  • 3 shows a flow diagram of a method according to the invention.

Dabei sind in den Zeichnungsfiguren gleiche und funktional ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Jedoch versteht es sich, dass nicht notwendigerweise alle Elemente in allen Zeichnungsfiguren gezeigt sind und dass die gezeigten Elemente lediglich dazu gedacht sind, Aspekte der Erfindung zu verdeutlichen.The same and functionally similar elements are identified by the same reference symbols in the drawing figures. However, it should be understood that not necessarily all elements are shown in all drawing figures and that the elements shown are only intended to illustrate aspects of the invention.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Erzeugung eines elektrischen Signals 12, aus welchem eine Drehzahl 14 eines mechanischen Bauteiles 16 (bspw. einer Welle bzw. eines mit der Welle gekoppelten Rads) ableitbar ist. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Messeinheit 18, die zur Erfassung der Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils 16 eingerichtet ist. Dazu ist das mechanische Bauteil 16 mit einem Polring 20 gekoppelt, dessen Pole in 1 schematisch durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet sind. Bei einer Drehung des Bauteils 16 durchlaufen die unterschiedlich magnetisierten Pole im Wechsel einen Hall-Effekt-Sensor 22, der das durch die Polbewegung erzeugte magnetische Wechselfeld erfasst und ein dem Wechselfeld entsprechendes sinusförmiges Signal 24 erzeugt. 1 shows a device 10 for generating an electrical signal 12 from which a speed 14th of a mechanical component 16 (For example, a shaft or a wheel coupled to the shaft) can be derived. The device 10 includes a measuring unit 18th that are used to detect the rotational movement of the mechanical component 16 is set up. This is the mechanical component 16 with a pole ring 20th coupled, whose poles are in 1 are indicated schematically by the letters N and S. When the component rotates 16 the differently magnetized poles alternately pass through a Hall-effect sensor 22nd , which detects the alternating magnetic field generated by the pole movement and a sinusoidal signal corresponding to the alternating field 24 generated.

Das sinusförmige Signal 24 wird von einer Signalerzeugungseinheit 26, die bspw. als ein elektronisches Steuergerät (ECU) ausgebildet sein kann, abgetastet und die Signalerzeugungseinheit 26 erzeugt bei jedem Nulldurchgang des sinusförmigen Signals 24 einen Strompuls 28, so dass während einer vollen Umdrehung des Polrings 20 Strompulse 28 erzeugt werden. Die Drehzahl kann somit dadurch ermittelt werden, dass die zwischen zwei Strompulsen 28 vergehende Zeitspanne Δt mit der Anzahl an Strompulsen, die während einer vollen Umdrehung auftreten, multipliziert und der Kehrbruch des Ergebnisses gebildet wird. Dabei versteht es sich, dass die Signalerzeugungseinheit 26 auch weniger oder (insbesondere bei einem Polring 20 mit mehr Polen) mehr Strompulse 28 pro Umdrehung erzeugen kann und die vorliegende Offenbarung diesbezüglich keinesfalls auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.The sinusoidal signal 24 is from a signal generation unit 26th , which can be designed, for example, as an electronic control unit (ECU), scanned and the signal generation unit 26th generated at every zero crossing of the sinusoidal signal 24 a current pulse 28 so that during one full revolution of the pole ring 20th Current pulses 28 be generated. The speed can thus be determined by the fact that the between two current pulses 28 The elapsing time period Δt is multiplied by the number of current pulses that occur during a full revolution and the reverse fraction of the result is formed. It goes without saying that the signal generation unit 26th also less or (especially with a pole ring 20th with more poles) more current pulses 28 generate per revolution and the present disclosure in no way refers to the in 1 Shown embodiment is limited.

In der Pulspause erzeugt die Signalerzeugungseinheit 26 ein digitales Signal 30, wobei in 1 zwischen zwei Strompulsen 28 das digitale Signal, welches durch ein Datenwort mit einer Wortbreite von 9 Bits (die mit den Nummern 0-8 gekennzeichnet sind) gebildet ist, angeordnet ist bzw. übertragen wird. Wie in 2 gezeigt, kann der High-Pegel des digitalen Signals 30 niedriger sein, (bspw. halb so groß) als der Pegel der Strompulse 28. Dies ermöglicht es, das digitale Signal 30 (bzw. die Pegel des digitalen Signals 30) von den Pegeln der Strompulse 28 zu unterscheiden. Es versteht sich jedoch, dass eine Unterscheidung der Strompulse 28 und des digitalen Signals 30 auch mittels unterschiedlich langer Pulsdauern oder mittels anderer Mechanismen erfolgen kann und die vorliegende Offenbarung diesbezüglich nicht auf die in 2 gezeigte Ausführungsform beschränkt ist.The signal generation unit generates in the pulse pause 26th a digital signal 30th , where in 1 between two current pulses 28 the digital signal, which is formed by a data word with a word length of 9 bits (which are identified by the numbers 0-8), is arranged or transmitted. As in 2 shown, the high level of the digital signal 30th be lower (e.g. half as large) than the level of the current pulses 28 . This enables the digital signal 30th (or the level of the digital signal 30th ) from the levels of the current pulses 28 to distinguish. It goes without saying, however, that a distinction is made between the current pulses 28 and the digital signal 30th can also take place by means of pulse durations of different lengths or by means of other mechanisms and the present disclosure does not apply in this regard to the in 2 embodiment shown is limited.

Mittels des Datenworts können Zusatzinformationen zu den Drehzahlpulsen 28 übertragen werden. Bspw. kann das Bit Nummer 0 dazu verwendet werden, einen Fehler oder eine Luftspaltreserve anzuzeigen. Ferner kann das Bit Nummer 4 dazu verwendet werden, die Rotationsrichtung (positiv, negativ) des Polrings 20 anzuzeigen und das Bit Nummer 3 kann dazu verwendet werden, anzuzeigen, ob die Rotationsrichtung valide ist. Die Bits Nummer 5, 6 und 7 können ferner dazu verwendet werden, Temperatur- und Luftspaltinformationen, Informationen über einen Kanalmode und Informationen über besondere Ereignisse bereitzustellen. Zudem kann das Bit Nummer 8 als Paritätsbit verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass diese Zuordnung nur eine mögliche Ausführungsform darstellt und die vorgenannten Informationen/Daten auch anderen Bits zugeordnet werden können. Die Informationen über einen Kanalmode können eine Information über eine Einbaulage des Drehratensensors betreffen. Diese Information wird nach Montage des Drehratensensors in einem elektronischen Steuergerät abgespeichert. Wenn sich die Einbaulage durch Vibration, Stoß oder Temperatureffekt verändert, wodurch auch eine Verdrehung des Drehratensensors bewirkt werden kann, so erkennt das elektronische Steuergerät, das die übertragenen Datenworte von dem Drehratensensor empfängt, sofort, dass sich die Einbaulage gegenüber dem Auslieferungszustand verändert hat und kann entsprechend reagieren. Als Beispiel eines besonderen Ereignisses wird das Überschreiten eines kritischen Temperaturwertes, z.B. 210°C oder 220°C, genannt. Durch Bit-Codierung können mehrere verschiedene besondere Ereignisse festgelegt werden. Das Datenwort, das zwischen den Strompulsen 28 übertragen wird, wird vorzugsweise Manchester-codiert. Dabei wird mit einer ansteigenden Signalflanke ein „High“-Signal markiert und dementsprechend mit einer fallenden Flanke ein „Low“-Signal. Diese Manchester-Codierung hat den Vorteil, dass das Signal ohne externes Synchronisationssignal exakt ausgewertet werden kann. Es ist damit selbstsynchronisierend. Bevorzugt wird das Datenwort sogar mit einem differentiellen Manchester-Code codiert.Additional information on the speed pulses can be provided by means of the data word 28 be transmitted. For example, bit number 0 can be used to indicate an error or an air gap reserve. Bit number 4 can also be used to determine the direction of rotation (positive, negative) of the pole ring 20th and bit number 3 can be used to indicate whether the direction of rotation is valid. Bits numbers 5, 6 and 7 can also be used to provide temperature and air gap information, information about a channel mode and information about special events. Bit number 8 can also be used as a parity bit. It goes without saying, however, that this assignment represents only one possible embodiment and the aforementioned information / data can also be assigned to other bits. The information about a channel mode can relate to information about an installation position of the rotation rate sensor. This information is stored in an electronic control unit after the rotation rate sensor has been installed. If the installation position changes due to vibration, shock or temperature effects, which can also cause the rotation rate sensor to rotate, the electronic control unit, which receives the transmitted data words from the rotation rate sensor, immediately recognizes that the installation position has and can be changed compared to the delivery state react accordingly. Exceeding a critical temperature value, eg 210 ° C or 220 ° C, is mentioned as an example of a special event. Several different special events can be specified by bit coding. The data word that is between the current pulses 28 is preferably Manchester encoded. A "high" signal is marked with a rising signal edge and a "low" signal is marked accordingly with a falling edge. This Manchester coding has the advantage that the signal can be evaluated exactly without an external synchronization signal. It is therefore self-synchronizing. The data word is preferably even coded with a differential Manchester code.

Zur Ermittlung der Temperaturinformationen umfasst die Vorrichtung 10 eine Temperaturmesseinheit 32, die zur Messung der Temperatur, der die Messeinheit 18 ausgesetzt ist, eingerichtet ist. Die Temperaturmesseinheit 32 kann bspw. einen Temperaturfühler aufweisen, der, wie in 1 schematisch dargestellt, an dem Gehäuse der Messeinheit 18 anliegt oder in die Messeinheit 18 integriert ist. Aus dem durch die Temperaturmesseinheit 32 ermittelten Temperaturwert kann von der Signalerzeugungseinheit 26 ein Temperaturlevel abgeleitet werden, der den Bereich angibt, in dem der Temperaturwert liegt. Bspw. kann ein erster Temperaturlevel anzeigen, dass der Temperaturwert im Betriebsbereich liegt, also insbesondere einen vorgegebenen Temperaturmaximalwert nicht überschreitet. Zudem können weitere Temperaturlevel anzeigen, um wieviel der Temperaturwert oberhalb des vorgegebenen Temperaturmaximalwerts liegt. Es wird angemerkt, dass die Temperatur auch indirekt gemessen werden kann. Hier käme es in Betracht, die Spannung an einer Diodenstrecke zu messen, die temperaturabhängig ist. Dann ist das Vorsehen eines separaten Temperatursensors nicht erforderlich.To determine the temperature information, the device includes 10 a temperature measuring unit 32 that are used to measure the temperature, which is the unit of measurement 18th is exposed, is set up. The temperature measuring unit 32 can, for example, have a temperature sensor which, as in 1 shown schematically on the housing of the measuring unit 18th or in the measuring unit 18th is integrated. From the through the temperature measuring unit 32 determined temperature value can from the signal generation unit 26th a temperature level can be derived which indicates the range in which the temperature value lies. For example, a first temperature level can indicate that the temperature value is in the operating range, that is to say, in particular, does not exceed a predetermined maximum temperature value. In addition, other temperature levels can show how much the temperature value is above the specified maximum temperature value. It should be noted that the temperature can also be measured indirectly. Here it would be possible to measure the voltage on a diode path, which is temperature-dependent. It is then not necessary to provide a separate temperature sensor.

Die Signalerzeugungseinheit 26 kann ferner eingerichtet sein, die Informationen, die mittels des Datenworts übertragen werden, gemäß einem Konfigurationsdatensatz auszuwählen und ggf. während der Laufzeit (d. h. während die Vorrichtung 10 im produktiven Betrieb ist) zu verändern. Bspw. kann die Signalerzeugungseinheit 26 mittels des Digitalwerts 34 anzeigen, welche Information durch den Digitalwert 36 verkörpert wird. Dadurch können in aufeinanderfolgenden Datenworten unterschiedliche Informationen übertragen werden. Bspw. kann in einem Datenwort eine aus der gemessenen Temperatur abgeleitete Information und in einem darauffolgenden Datenwort (anstatt der aus der Temperatur abgeleiteten Information) eine andere Zusatzinformation übertragen werden.The signal generation unit 26th can also be set up to select the information that is transmitted by means of the data word according to a configuration data record and possibly during the runtime (ie during the device 10 in productive operation). For example, the signal generation unit 26th by means of the digital value 34 indicate what information is provided by the digital value 36 is embodied. This means that different information can be transmitted in successive data words. For example, information derived from the measured temperature can be transmitted in a data word and other additional information can be transmitted in a subsequent data word (instead of the information derived from the temperature).

Zudem kann die Frequenz, mit der eine bestimmte Zusatzinformation durch die Signalerzeugungseinheit 26 übertragen wird, gemäß der erwarteten Relevanz der Zusatzinformation während der Laufzeit angepasst werden. Bspw. kann die Signalerzeugungseinheit 26 eingerichtet sein, nur die Werte, die außerhalb eines erwarteten Bereiches liegen, zu übertragen bzw. die Frequenz, mit der diese Werte bereitgestellt werden, zu erhöhen, um eine Nachverfolgung der Werte bspw. für Diagnosezwecke zu ermöglichen bzw. vereinfachen.In addition, the frequency with which certain additional information is generated by the signal generation unit 26th is transmitted, can be adjusted according to the expected relevance of the additional information during the runtime. For example, the signal generation unit 26th be set up to transmit only the values that lie outside an expected range or to increase the frequency with which these values are provided in order to enable or simplify tracking of the values, for example for diagnostic purposes.

Bspw. kann vorgesehen sein, dass eine bestimmte Information im Normalbetrieb nicht bereitgestellt wird. Wird hingegen während des Betriebs eine Abweichung vom Normalbetrieb festgestellt (deren Grund sich durch die Information möglicherweise ableiten lässt), kann die Information mit einer ersten Frequenz, die größer als null ist, bereitgestellt werden. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Information mit einer zweiten Frequenz, die höher als die erste Frequenz ist, bereitgestellt wird, wenn die Relevanz der Information zunimmt.For example, it can be provided that certain information is not provided in normal operation. If, on the other hand, a deviation from normal operation is detected during operation (the reason for which can possibly be derived from the information), the information can be provided with a first frequency which is greater than zero. In addition, it can be provided that the information is provided at a second frequency, which is higher than the first frequency, when the relevance of the information increases.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Temperaturinformation nicht bereitgestellt wird, solange der Temperaturwert unterhalb eines zulässigen Maximalwerts liegt. Überschreitet der Temperaturwert den Maximalwert, kann begonnen werden, die Temperaturinformation bereitzustellen. Steigt die Temperatur weiter, kann die Frequenz, mit der die Temperaturinformation bereitgestellt wird, weiter erhöht werden, um die Auflösung/die Zeitintervalle der Temperaturverlaufsinformation zu erhöhen.In one embodiment it can be provided that the temperature information is not provided as long as the temperature value is below a permissible maximum value. If the temperature value exceeds the maximum value, can started to provide the temperature information. If the temperature rises further, the frequency with which the temperature information is provided can be increased further in order to increase the resolution / the time intervals of the temperature profile information.

Bei Erreichen eines kritischen Temperaturwertes kann eine Ereignisinformation ausgegeben werden. Dies erfolgt so, dass der erste Digitalwert die Temperatur-Warnmeldung signalisiert. Der zweite Digitalwert kann die gemessene Temperatur oder die überschrittene Temperaturgrenze angeben.Event information can be output when a critical temperature value is reached. This is done in such a way that the first digital value signals the temperature warning message. The second digital value can indicate the measured temperature or the exceeded temperature limit.

3 illustriert den Betrieb der Vorrichtung 10. Dieser beginnt bei Schritt 38 mit dem Erfassen der Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils 16 mittels des Sensors 22. Bspw. kann das Bauteil 16 eine mit einem Rad eines Fahrzeugs gekoppelte Welle sein und die Vorrichtung eingerichtet sein, eine Raddrehzahl bereitzustellen. Nachdem in Schritt 40 die Temperatur, welcher der Sensor 22 ausgesetzt ist, gemessen wird, wird in Schritt 42 die Rotationsbewegung in eine Folge elektrischer Pulse, deren Abstand von der Rotationsgeschwindigkeit abhängt, gewandelt und bei Schritt 44 ein aus der gemessenen Temperatur abgeleitetes digitales Signal zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen 28 angeordnet. Das Anordnen des aus der Temperatur abgeleiteten digitalen Signales kann dabei nach einem (konfigurierbaren) Muster oder in Abhängigkeit von einem Zustand der Vorrichtung 10 erfolgen, so dass die verfügbare Datenwortbreite dynamisch den zu übertragenden Zusatzinformationen zugeordnet wird. Soweit die Programmschleife vom Start bis zum Ende einmal durchlaufen worden ist, kann diese von erneut bei Start beginnen. 3 illustrates the operation of the device 10 . This starts with step 38 with the detection of the rotational movement of the mechanical component 16 by means of the sensor 22nd . For example, the component can 16 be a shaft coupled to a wheel of a vehicle and the device can be configured to provide a wheel speed. After in step 40 the temperature which the sensor 22nd is exposed, is measured, is in step 42 the rotational movement is converted into a series of electrical pulses, the distance between which depends on the speed of rotation, and at step 44 a digital signal derived from the measured temperature between two consecutive electrical pulses 28 arranged. The digital signal derived from the temperature can be arranged according to a (configurable) pattern or as a function of a state of the device 10 so that the available data word width is dynamically assigned to the additional information to be transmitted. If the program loop has been run through once from start to finish, it can start again at start.

Die Bitrate mit der die Datenbits zwischen den Stromimpulsen übertragen werden, kann im einfachsten Fall fest vorgegeben sein. Z.B. kann jedes Bit im 50 µs Rhythmus übertragen werden. Dann ist die Auswertung des Datenwortes auf Empfängerseite nicht drehzahlabhängig.In the simplest case, the bit rate with which the data bits are transmitted between the current pulses can be fixed. E.g. each bit can be transmitted every 50 µs. Then the evaluation of the data word on the receiver side is not dependent on the speed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Vorrichtungcontraption
1212
Signalsignal
1414th
Drehzahlrotational speed
1616
BauteilComponent
1818th
Messeinheit (Rotationsbewegung)Measuring unit (rotational movement)
2020th
PolringPole ring
2222nd
Sensorsensor
2424
Signalsignal
2626th
SignalerzeugungseinheitSignal generation unit
2828
PulsPulse
3030th
digitales Signal (Datenwort)digital signal (data word)
3232
TemperaturmesseinheitTemperature measuring unit
3434
DigitalwertDigital value
3636
DigitalwertDigital value
3838
ProzessschrittProcess step
4040
ProzessschrittProcess step
4242
ProzessschrittProcess step
4444
ProzessschrittProcess step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (12)

Vorrichtung (10) zur Erzeugung eines elektrischen Signals (12), aus welchem eine Drehzahl (14) eines mechanischen Bauteiles (16) ableitbar ist, umfassend: eine Messeinheit (18), eingerichtet zur Erfassung einer Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils (16); und eine Signalerzeugungseinheit (26), eingerichtet zur Erzeugung eines Ausgangssignals (12); wobei das Ausgangssignal (12) eine Folge elektrischer Pulse (28), deren Abstand (Δt) sich mit der Rotationsgeschwindigkeit ändert, umfasst, und wobei die Signalerzeugungseinheit (26) eingerichtet ist, ein digitales Signal (30) zwischen zwei elektrischen Pulsen (28) anzuordnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinheit (26) eingerichtet ist, in dem digitalen Signal (30) einen ersten Digitalwert (34) und einen zweiten Digitalwert (36) einzufügen, wobei der erste Digitalwert (34) anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert (36) bezieht.Device (10) for generating an electrical signal (12) from which a speed (14) of a mechanical component (16) can be derived, comprising: a measuring unit (18), set up to detect a rotational movement of the mechanical component (16); and a signal generation unit (26) configured to generate an output signal (12); wherein the output signal (12) comprises a sequence of electrical pulses (28), the spacing (Δt) of which changes with the speed of rotation, and wherein the signal generating unit (26) is set up to generate a digital signal (30) between two electrical pulses (28) to be arranged, characterized in that the signal generation unit (26) is set up to insert a first digital value (34) and a second digital value (36) in the digital signal (30), the first digital value (34) indicating which state variable the second digital value (36) relates. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Digitalwert (34) anzeigt, dass sich die Zustandsgröße des zweiten Digitalwerts (36) auf eine Umgebungsbedingungs-Messwertinformation, insbesondere Temperaturinformation oder Luftspaltinformation, Modus-Information oder ein Sonderereignis, bezieht.Device (10) after Claim 1 , wherein the first digital value (34) indicates that the state variable of the second digital value (36) relates to an environmental condition measured value information, in particular temperature information or air gap information, mode information or a special event. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Signalerzeugungseinheit oder ein Steuergerät (26) eingerichtet ist, zu überprüfen, ob ein Umgebungsbedingungs-Messwert in einem vorgesehenen Betriebsbereich liegt und der zweite Digitalwert (36) den Umgebungsbedingungs-Messwert repräsentiert oder, ob und/oder wie stark der Umgebungsbedingungs-Messwert außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.Device (10) after Claim 2 , wherein the signal generation unit or a control device (26) is set up to check whether an environmental condition measured value is in an intended operating range and the second digital value (36) represents the environmental condition measured value or whether and / or how strong the environmental condition measured value is is outside or above the intended operating range. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ausgangssignal (12) zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen (28) eine konstante Anzahl an Datenbits (0-8) aufweist, wobei ein erster Teil (1, 2) der Datenbits (0-8) anzeigt, welche Information in einem zweiten Teil (5-7) der Datenbits (0-8) übertragen wird, und die Signalerzeugungseinheit (26) vorzugsweise eingerichtet ist, die zu übertragende Information während des Betriebs auf Basis des Zustands der Vorrichtung (10) zu wählen.Device (10) according to one of the Claims 1 to 3 , wherein the output signal (12) between two consecutive electrical pulses (28) has a constant number of data bits (0-8), a first part (1, 2) of the data bits (0-8) indicating which information is in a second part (5-7) of the data bits (0-8) is transmitted, and the signal generation unit (26) is preferably set up to select the information to be transmitted during operation on the basis of the state of the device (10). Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Signalerzeugungseinheit (26) eingerichtet ist, eine Frequenz, mit der im zweiten Teil (5-7) der Datenbits (0-8) die Umgebungsbedingungs-Messwerte übertragen werden, zu erhöhen, wenn eine Umgebungsbedingung, der die Messeinheit ausgesetzt ist, außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.Device (10) after Claim 4 , wherein the signal generation unit (26) is set up to increase a frequency with which the environmental condition measured values are transmitted in the second part (5-7) of the data bits (0-8) when an environmental condition to which the measuring unit is exposed, is outside or above the intended operating range. Verfahren zur Erzeugung eines elektrischen Signals (12), aus welchem eine Drehzahl (14) eines mechanischen Bauteiles (16) ableitbar ist, umfassend: Erfassen (38) einer Rotationsbewegung des mechanischen Bauteils (16) mittels eines Sensors (22); Erzeugen einer Folge elektrischer Pulse (28), deren Abstand (Δt) von der Rotationsgeschwindigkeit abhängt; und Anordnen (44) eines digitalen Signals (30) zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen (28); dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Anordnens (44) des digitalen Signals (30) umfasst, in dem digitalen Signal einen ersten Digitalwert (34) und einen zweiten Digitalwert (36) anzuordnen, wobei der erste Digitalwert (34) anzeigt, auf welche Zustandsgröße sich der zweite Digitalwert (36) bezieht.A method for generating an electrical signal (12) from which a speed (14) of a mechanical component (16) can be derived, comprising: detecting (38) a rotational movement of the mechanical component (16) by means of a sensor (22); Generating a series of electrical pulses (28), the spacing (Δt) of which depends on the speed of rotation; and placing (44) a digital signal (30) between two successive electrical pulses (28); characterized in that the step of arranging (44) the digital signal (30) comprises arranging a first digital value (34) and a second digital value (36) in the digital signal, the first digital value (34) indicating which state variable the second digital value (36) relates. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Digitalwert (34) anzeigt, dass sich der zweite Digitalwert (36) auf eine Umgebungsbedingungs-Messwertinformation, insbesondere Temperaturinformation, Luftspaltinformation, Modus-Information oder ein Sonderereignis, bezieht.Procedure according to Claim 6 , wherein the first digital value (34) indicates that the second digital value (36) relates to an ambient condition measured value information, in particular temperature information, air gap information, mode information or a special event. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: Abgleichen von Umgebungsbedingungs-Messwerten, insbesondere Temperaturmesswerten oder Luftspaltmesswerten mit einem vorgesehenen Betriebsbereich; wobei der zweite Digitalwert (36) den Umgebungsbedingungs-Messwert repräsentiert oder anzeigt, ob und/oder wieviel ein Umgebungsbedingungs-Messwert, dem der Sensor (22) ausgesetzt ist, außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.Procedure according to Claim 6 or 7th , further comprising: matching of ambient condition measured values, in particular temperature measured values or air gap measured values, with an intended operating range; wherein the second digital value (36) represents the environmental condition measurement value or indicates whether and / or how much an environmental condition measurement value to which the sensor (22) is exposed is outside or above the intended operating range. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Pulsen (28) eine konstante Anzahl an Datenbits (0-8) angeordnet wird, wobei ein erster Teil (1, 2) der Datenbits (0-8) anzeigt, welche Information in einem zweiten Teil (5-7) der Datenbits (0-8) übertragen wird.Method according to one of the Claims 6 to 8th , a constant number of data bits (0-8) being arranged between two consecutive electrical pulses (28), a first part (1, 2) of the data bits (0-8) indicating which information is in a second part (5 -7) of the data bits (0-8) is transmitted. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Erhöhen einer Frequenz, mit der die Umgebungsbedingungs-Messwerte übertragen werden, wenn die Umgebungsbedingung außerhalb oder oberhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.Procedure according to Claim 9 , further comprising: increasing a frequency at which the environmental condition measurements are transmitted when the environmental condition is outside or above the intended operating range. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, ferner umfassend: Speichern des zweiten Digitalwerts (36) in einem Fehlerspeicher, wenn der zweite Digitalwert (36) anzeigt, dass eine Temperatur, der der Sensor ausgesetzt ist, außerhalb oder oberhalb eines/des vorgesehenen Betriebsbereichs liegt.Method according to one of the Claims 6 to 10 , further comprising: storing the second digital value (36) in an error memory when the second digital value (36) indicates that a temperature to which the sensor is exposed is outside or above its intended operating range. Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere geeignet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 10.Vehicle, in particular a commercial vehicle, with a device (10) according to one of the Claims 1 to 5 , particularly suitable for performing a method according to one of the Claims 6 to 10 .
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