DE102019205175A1

DE102019205175A1 - Measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement

Info

Publication number: DE102019205175A1
Application number: DE102019205175.8A
Authority: DE
Inventors: Jens Wirth; Martin Koegel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-15
Also published as: WO2020207787A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (10) zur Messung eines Sensorstroms (Is) in einer Sensoranordnung (1) sowie korrespondierende Sensoranordnungen (1, 1A) mit einer solchen Messvorrichtung (10), wobei der Sensorstrom (Is) durch ein Sensorelement (WSS) fließt und mit Informationen über eine von dem Sensorelement (WSS) erfassten Messgröße moduliert ist. Die Messvorrichtung (10) umfasst eine Eingangsbeschaltung (12) und eine Auswerteschaltung (14) und eine Umschaltvorrichtung (16), wobei die Umschaltvorrichtung (16) in Abhängigkeit von der Schaltungskonfiguration der Sensoranordnung (1) die Eingangsbeschaltung (12) und/oder die Auswerteschaltung (14) zwischen einer ersten Messkonfiguration, in welcher der Sensorstrom (Is) direkt als Messstrom von der Eingangsbeschaltung (12) erfassbar und von der Auswerteschaltung (14) auswertbar ist, und mindestens einer zweiten Messkonfiguration umschaltet, in welcher ein Sensorstrombruchteil (Is/n) als Messstrom von der Eingangsbeschaltung (12) erfassbar und von der Auswerteschaltung (14) auswertbar ist.The invention relates to a measuring device (10) for measuring a sensor current (Is) in a sensor arrangement (1) and corresponding sensor arrangements (1, 1A) with such a measuring device (10), the sensor current (Is) flowing through a sensor element (WSS) and is modulated with information about a measured variable detected by the sensor element (WSS). The measuring device (10) comprises an input circuit (12) and an evaluation circuit (14) and a switchover device (16), the switchover device (16) the input circuit (12) and / or the evaluation circuit depending on the circuit configuration of the sensor arrangement (1) (14) switches between a first measurement configuration in which the sensor current (Is) can be detected directly as a measurement current by the input circuit (12) and can be evaluated by the evaluation circuit (14), and at least one second measurement configuration in which a sensor current fraction (Is / n ) can be recorded as a measuring current by the input circuit (12) and evaluated by the evaluation circuit (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung eines Sensorstroms in einer Sensoranordnung. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Sensoranordnungen für Fahrzeuge mit einer solchen Messvorrichtung.The invention relates to a measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement. The present invention also relates to sensor arrangements for vehicles with such a measuring device.

Aus dem Stand der Technik sind Sensoranordnungen für Fahrzeuge bekannt, welche jeweils einen Radsensor mit mindestens einem Sensorelement je Fahrzeugrad aufweisen. Die einzelnen Radsensoren werden in der Regel über ein zweiadriges verdrilltes Kabel mit einem Steuergerät für ein Fahrzeugbremssystem verbunden, welches beispielsweise ABS-, ESP-, ASR- und/oder Hillhold-Funktionen (ABS: Antiblockiersystem, ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm, ASR: Antriebsschlupfregelung) ausführt. Üblicherweise ist ein erster Anschluss des mindestens einen Sensorelements über das Steuergerät mit einer Energiequelle verbunden (High-Side-Pfad), und ein zweiter Anschluss des mindestens einen Sensorelements ist über das Steuergerät mit Masse verbunden (Low-Side-Pfad). Ein durch das mindestens eine Sensorelement fließender Sensorstrom ist mit Informationen über Drehzahl und/oder Drehgeschwindigkeit des korrespondierenden Fahrzeugrads moduliert, wobei eine Auswerte und Steuereinheit des Steuergeräts den zwischen dem mindestens einen Sensorelement und Masse erfassten Sensorstrom auswertet. Der Sensorstrom wird üblicherweise in einer im Steuergerät angeordneten Messvorrichtung über einen sogenannten Shunt-Widerstand direkt erfasst und mittels geeigneter Spannungskomparatoren ausgewertet. Alternativ kann über einen in den Strompfad eingeschleiften Stromsensor ein Bruchteil des Sensorstroms erfasst und in der Messvorrichtung ausgewertet werden. Bei der Auswertung des Stromsensorbruchteils wird der Teilungsfaktor durch eine angepasste Eingangsbeschaltung und/oder eine angepasst Auswertesoftware berücksichtigt.Sensor arrangements for vehicles are known from the prior art, each having a wheel sensor with at least one sensor element per vehicle wheel. The individual wheel sensors are usually connected to a control unit for a vehicle braking system via a two-wire twisted cable, which for example has ABS, ESP, ASR and / or Hillhold functions (ABS: anti-lock braking system, ESP: electronic stability program, ASR: traction control) executes. Usually, a first connection of the at least one sensor element is connected to an energy source via the control device (high-side path), and a second connection of the at least one sensor element is connected to ground via the control device (low-side path). A sensor current flowing through the at least one sensor element is modulated with information about the rotational speed and / or rotational speed of the corresponding vehicle wheel, an evaluation and control unit of the control unit evaluating the sensor current detected between the at least one sensor element and ground. The sensor current is usually recorded directly in a measuring device arranged in the control unit via a so-called shunt resistor and evaluated using suitable voltage comparators. Alternatively, a fraction of the sensor current can be recorded and evaluated in the measuring device via a current sensor looped into the current path. When evaluating the current sensor fraction, the division factor is taken into account by an adapted input circuit and / or an adapted evaluation software.

Aus der DE 102 49 143 A1 ist eine Sensoranordnung mit einem Sensor bekannt. Der Sensor ist an einer Auswerteinheit angeschlossen, welche den Sensor mit elektrischer Energie versorgt und ein vom Sensor erzeugtes Messsignal mittels einer Auswerteschaltung auswertet. Hierbei ist die Auswerteschaltung auf der Seite der Energieversorgung des Sensors (High-Side-Pfad) angeordnet, um das vom Sensor erzeugte Messsignal auszuwerten. Hierzu weist die Auswerteschaltung einen Komparator und einen in der Versorgungsleitung angeordneten Messwiderstand auf, welcher mit einem ersten Anschluss des Sensors verbunden ist, um das auf der Versorgungsleitung geführte Messsignal zu messen. Zudem umfasst die Auswerte- und Steuereinheit einen mit Masse verbundenen Schalter, der mit einem zweiten Anschluss des Sensors verbunden ist und den Sensor zum Messen des Messsignals mit Masse verbindet.From the DE 102 49 143 A1 a sensor arrangement with a sensor is known. The sensor is connected to an evaluation unit which supplies the sensor with electrical energy and evaluates a measurement signal generated by the sensor by means of an evaluation circuit. Here, the evaluation circuit is arranged on the energy supply side of the sensor (high-side path) in order to evaluate the measurement signal generated by the sensor. For this purpose, the evaluation circuit has a comparator and a measuring resistor arranged in the supply line, which is connected to a first connection of the sensor in order to measure the measurement signal carried on the supply line. In addition, the evaluation and control unit comprises a switch connected to ground, which is connected to a second connection of the sensor and connects the sensor to ground for measuring the measurement signal.

Aus der DE 10 2015 202 335 A1 sind ein Sensorgehäuse für eine Radsensorvorrichtung, eine Radsensorvorrichtung, eine Radlagervorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer zum Ermitteln einer Drehzahl und/oder einer Drehgeschwindigkeit eines Rads eines Fahrzeugs geeigneten Sensorik bekannt. Die Radsensorvorrichtung umfasst ein erstes Sensorelement, mittels welchem mindestens eine erste Sensorgröße bezüglich einer Drehzahl und/oder einer Drehgeschwindigkeit des Rads an mindestens eine Auswerte- und/oder Steuervorrichtung des Fahrzeugs bereitstellbar ist, und ein zusätzliches zweites Sensorelement, mittels welchem mindestens eine zweite Sensorgröße bezüglich der Drehzahl und/oder der Drehgeschwindigkeit des gleichen Rads an die mindestens eine Auswerte- und/oder Steuervorrichtung bereitstellbar ist.From the DE 10 2015 202 335 A1 a sensor housing for a wheel sensor device, a wheel sensor device, a wheel bearing device and a method for forming a sensor system suitable for determining a rotational speed and / or a rotational speed of a wheel of a vehicle are known. The wheel sensor device comprises a first sensor element, by means of which at least one first sensor variable with respect to a rotational speed and / or a rotational speed of the wheel can be provided to at least one evaluation and / or control device of the vehicle, and an additional second sensor element by means of which at least one second sensor variable with respect to the rotational speed and / or the rotational speed of the same wheel to which at least one evaluation and / or control device can be made available.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Messvorrichtung zur Messung eines Sensorstroms in einer Sensoranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass in Abhängigkeit von der Schaltungskonfiguration der Sensoranordnung die Messvorrichtung zwischen verschiedenen Messkonfigurationen umgeschaltet werden kann. Dadurch kann eine Ausführungsform der Messvorrichtung für verschiedene Ausführungsformen der Sensoranordnung flexibel eingesetzt werden. The measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement having the features of independent claim 1 has the advantage that the measuring device can be switched between different measuring configurations depending on the circuit configuration of the sensor arrangement. As a result, one embodiment of the measuring device can be used flexibly for different embodiments of the sensor arrangement.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Messvorrichtung zur Messung eines Sensorstroms in einer Sensoranordnung zur Verfügung, wobei der Sensorstrom durch ein Sensorelement fließt und mit Informationen über eine von dem Sensorelement erfassten Messgröße moduliert ist. Die Messvorrichtung umfasst eine Eingangsbeschaltung und eine Auswerteschaltung und eine Umschaltvorrichtung, wobei die Umschaltvorrichtung in Abhängigkeit von der Schaltungskonfiguration der Sensoranordnung die Eingangsbeschaltung und/oder die Auswerteschaltung zwischen einer ersten Messkonfiguration, in welcher der Sensorstrom direkt als Messstrom von der Eingangsbeschaltung erfassbar und von der Auswerteschaltung auswertbar ist, und mindestens einer zweiten Messkonfiguration umschaltet, in welcher ein Sensorstrombruchteil als Messstrom von der Eingangsbeschaltung erfassbar und von der Auswerteschaltung auswertbar ist.Embodiments of the present invention provide a measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement, the sensor current flowing through a sensor element and being modulated with information about a measured variable detected by the sensor element. The measuring device comprises an input circuit and an evaluation circuit and a switchover device, the switchover device depending on the circuit configuration of the sensor arrangement, the input circuitry and / or the evaluation circuit between a first measurement configuration in which the sensor current can be detected directly as a measuring current by the input circuitry and can be evaluated by the evaluation circuit and at least one second measurement configuration switches over, in which a sensor current fraction can be detected as a measurement current by the input circuit and can be evaluated by the evaluation circuit.

Zudem wird eine erste Sensoranordnung mit einem Sensorelement und mindestens einem Steuergerät vorgeschlagen, welches mindestens eine solche Messvorrichtung und eine Energiequelle aufweist. Hierbei ist ein erster Anschluss des Sensorelements mit der Energiequelle verbunden, und ein zweiter Anschluss des Sensorelements ist über die Messvorrichtung mit Masse verbunden, wobei ein durch das Sensorelement fließender Sensorstrom zumindest mit Informationen über eine erfasste Messgröße moduliert ist. Die mindestens eine Messvorrichtung erfasst den Sensorstrom in der ersten Messkonfiguration direkt als Messstrom.In addition, a first sensor arrangement with a sensor element and at least one control device is proposed, which has at least one such measuring device and an energy source. Here, a first connection of the sensor element is connected to the energy source, and a second connection of the sensor element is connected to ground via the measuring device, a sensor current flowing through the sensor element being modulated at least with information about a detected measured variable. The at least one measuring device records the sensor current in the first measuring configuration directly as a measuring current.

Des Weiteren wird eine zweite Sensoranordnung mit einem Sensorelement und mindestens einem Steuergerät vorgeschlagen, welches mindestens eine solche Messvorrichtung und eine Energiequelle aufweist. Hierbei ist ein erster Anschluss des Sensorelements mit der Energiequelle verbunden, und ein zweiter Anschluss des Sensorelements ist mit Masse verbunden, wobei ein durch das Sensorelement fließender Sensorstrom zumindest mit Informationen über eine erfasste Messgröße moduliert ist. Ein Stromsensor ist in den Sensorstrompfad eingeschleift und zweigt einen Sensorstrombruchteil an die mindestens eine Messvorrichtung ab, welche den Sensorstrombruchteil in der zweiten Messkonfiguration als Messstrom erfasst.Furthermore, a second sensor arrangement with a sensor element and at least one control device is proposed, which has at least one such measuring device and an energy source. Here, a first connection of the sensor element is connected to the energy source, and a second connection of the sensor element is connected to ground, a sensor current flowing through the sensor element being modulated at least with information about a detected measured variable. A current sensor is looped into the sensor current path and branches off a sensor current fraction to the at least one measuring device, which detects the sensor current fraction as a measuring current in the second measurement configuration.

In der Regel können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnungen jeweils mehrere Sensorelemente umfassen, welche verteilt im Fahrzeug an jeweils einer Messstelle angeordnet sind. So können Ausführungsformen der vorliegenden Sensoranordnungen vorzugsweise in einem Fahrzeugbremssystem eingesetzt werden. In einem solchen Bremssystem können die Messstellen beispielsweise jeweils einem Fahrzeugrad zugeordnet werden, wobei ein korrespondierendes Sensorelement zumindest eine Drehzahl und/oder Drehgeschwindigkeit des zugeordneten Fahrzeugrads erfassen kann. Selbstverständlich können auch andere Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, Druck usw. an einer solchen Messstelle erfasst werden.As a rule, embodiments of the sensor arrangements according to the invention can each comprise a plurality of sensor elements which are distributed in the vehicle at a respective measuring point. For example, embodiments of the present sensor arrangements can preferably be used in a vehicle brake system. In such a brake system, the measuring points can, for example, each be assigned to a vehicle wheel, with a corresponding sensor element being able to detect at least one rotational speed and / or rotational speed of the assigned vehicle wheel. Of course, other measured variables such as temperature, pressure etc. can also be recorded at such a measuring point.

Unter der Messvorrichtung kann vorliegend eine elektrische Schaltung verstanden werden, welche erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Messvorrichtung kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerteschaltung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.In the present case, the measuring device can be understood to mean an electrical circuit which processes or evaluates detected sensor signals. The measuring device can have at least one interface which can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of a hardware design, the interfaces can, for example, be part of what is known as a system ASIC, which contains a wide variety of functions of the evaluation circuit. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of a software design, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules. A computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit is also advantageous.

Unter dem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Bremsensteuergerät, verstanden werden, welches in Verbindung mit einem hydraulischen Bremssystem verschiedene Bremsfunktionen, wie beispielsweise ABS-, ESP-, ASR- und/oder Hillhold-Funktionen (ABS: Antiblockiersystem, ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm, ASR: Antriebsschlupfregelung) ausführen kann.In the present case, the control device can be understood as an electrical device, such as a brake control device, which, in conjunction with a hydraulic brake system, has various braking functions, such as ABS, ESP, ASR and / or Hillhold functions (ABS: anti-lock braking system, ESP: Electronic stability program, ASR: traction control).

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Messvorrichtung zur Messung eines Sensorstroms in einer Sensoranordnung und der im unabhängigen Patentanspruch 8 angegebenen Sensoranordnung sowie der im unabhängigen Patentanspruch 9 angegebenen Sensoranordnung möglich.The measures and developments listed in the dependent claims allow advantageous improvements of the measuring device specified in independent claim 1 for measuring a sensor current in a sensor arrangement and the sensor arrangement specified in independent claim 8 and the sensor arrangement specified in independent claim 9.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Eingangsbeschaltung einen ersten Messwiderstand und einen zweiten Messwiderstand und mindestens ein Schaltelement umfassen kann, wobei das mindestens ein Schaltelement angesteuert von der Umschaltvorrichtung entweder den ersten Messwiderstand oder den zweiten Messwiderstand mit dem Messstrom verbinden kann. Hierbei kann der zweite Messwiderstand um einen Faktor größer als der erste Messwiderstand sein, wobei das Verhältnis des zweiten Messwiderstands zum ersten Messwiderstand dem Verhältnis des Sensorstroms zum Sensorstrombruchteil entspricht. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Umsetzung der Eingangsbeschaltung möglich.It is particularly advantageous that the input circuitry can include a first measuring resistor and a second measuring resistor and at least one switching element, wherein the at least one switching element controlled by the switching device can connect either the first measuring resistor or the second measuring resistor to the measuring current. The second measuring resistor can be a factor larger than the first measuring resistor, the ratio of the second measuring resistor to the first measuring resistor corresponding to the ratio of the sensor current to the sensor current fraction. This enables simple and inexpensive implementation of the input wiring.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Messvorrichtung kann die Eingangsbeschaltung einen Sense-FET-Transistor, durch welchen ein auswertbarer Auswertestrom fließt, und mehrere parallel zum Sense-FET-Transistor geschaltete weitere Transistoren umfassen, welche jeweils einen Source-Strompfad mit einem über eine Steuerspannung einstellbaren ohmschen Widerstand ausbilden, und mindestens ein Schaltelement umfassen, wobei das mindestens ein Schaltelement angesteuert von der Umschaltvorrichtung zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Anzahl von Transistoren umschalten kann. Dadurch ist eine Umsetzung der Eingangsbeschaltung möglich, welche bei annähernd gleicher Chipfläche flexibel auf die zu messenden Sensorströme konfigurierbar ist und bei der Messung des Sensorstrombruchteils weniger Verlustleistung erzeugt. Hierbei kann das mindestens eine Schaltelement zur Messung des Sensorstrombruchteils nur einen weiteren Transistor mit einem Source-Strompfad parallel zum Sense-FET-Transistor schalten. Zudem kann das mindestens eine Schaltelement zur Messung des Sensorstroms eine Mehrzahl weiterer Transistoren parallel zum Sense-FET-Transistor schalten. Hierbei entspricht die Anzahl der parallel geschalteten weiteren Transistoren dem Verhältnis des Sensorstroms zum Sensorstrombruchteil. Die weiteren Transistoren sind vorzugsweise als Feldeffekttransistoren ausgebildet.In an alternative embodiment of the measuring device, the input circuitry can include a sense FET transistor through which an evaluable evaluation current flows, and several further transistors connected in parallel to the sense FET transistor, each of which has a source current path with an ohmic resistance that can be set via a control voltage Form resistance, and comprise at least one switching element, wherein the at least one switching element, controlled by the switching device, can switch at least between a first and a second number of transistors. This makes it possible to implement the input circuitry, which can be flexibly configured for the sensor currents to be measured with approximately the same chip area and generates less power loss when measuring the sensor current fraction. Here can the at least one switching element for measuring the sensor current fraction only switch one further transistor with a source current path parallel to the sense FET transistor. In addition, the at least one switching element for measuring the sensor current can switch a plurality of further transistors in parallel with the sense FET transistor. The number of further transistors connected in parallel corresponds to the ratio of the sensor current to the sensor current fraction. The further transistors are preferably designed as field effect transistors.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messvorrichtung kann die Auswerteschaltung mindestens einen Analog-Digital-Wandler und mindestens zwei Datensätze zur Konfiguration des mindestens einen Analog-Digital-Wandlers und mindestens ein Schaltelement umfassen. Hierbei kann das mindestens eine Schaltelement angesteuert von der Umschaltvorrichtung den mindestens einen Analog-Digital-Wandler entweder mit einem ersten Datensatz oder mit einem zweiten Datensatz konfigurieren. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung der Messschwellen des mindestens einen Analog-Digital-Wandlers an.In a further advantageous embodiment of the measuring device, the evaluation circuit can include at least one analog-digital converter and at least two data sets for configuring the at least one analog-digital converter and at least one switching element. Here, the at least one switching element, controlled by the switching device, can configure the at least one analog-digital converter either with a first data record or with a second data record. This enables the measurement thresholds of the at least one analog-digital converter to be easily adapted.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messvorrichtung kann das mindestens eine Schaltelement als Schalttransistor zur wiederholbaren Umschaltung oder als auftrennbarer Strompfad zur einmaligen Umschaltung ausgeführt werden. Der auftrennbare Strompfad kann beispielsweise mittels einer sogenannte Zener-Sicherung umgesetzt werden, welche den Strompfad nach einem Stromfluss mit einer vorgegebenen Stromstärke dauerhaft auftrennt.In a further advantageous embodiment of the measuring device, the at least one switching element can be designed as a switching transistor for repeatable switching or as a separable current path for single switching. The separable current path can be implemented, for example, by means of a so-called Zener fuse, which permanently separates the current path after a current flow with a predetermined current strength.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. In the drawing, the same reference symbols designate components or elements that perform the same or analogous functions.

FigurenlisteFigure list

1 shows a schematic block diagram of a first embodiment of a sensor arrangement according to the invention for a vehicle with an embodiment of a measuring device according to the invention for measuring a sensor current in a sensor arrangement.
2 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a sensor arrangement according to the invention for a vehicle with an embodiment of a measuring device according to the invention for measuring a sensor current in a sensor arrangement.
3 FIG. 4 shows a schematic circuit diagram of a current sensor of the sensor arrangement according to the invention for a vehicle from FIG 2 .
4th FIG. 13 shows a schematic circuit diagram of a first exemplary embodiment of an input circuit of the measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement 1 or 2 .
5 FIG. 11 shows a schematic circuit diagram of a second exemplary embodiment of an input circuit of the measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement 1 or 2 .
6th FIG. 10 shows a schematic block diagram of an exemplary embodiment of an evaluation circuit of the measuring device for measuring a sensor current in a sensor arrangement 1 or 2 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, 1A, 1B jeweils ein Sensorelement WSS und mindestens ein Steuergerät ECU, welches mindestens eine Messvorrichtung 10 und eine Energiequelle VBP aufweist. Hierbei ist ein erster Anschluss WSS1 des Sensorelements WSS mit der Energiequelle VBP verbunden. Ein durch das Sensorelement WSS fließender Sensorstrom Is ist zumindest mit Informationen über eine erfasste Messgröße moduliert.How out 1 and 2 As can be seen, the illustrated embodiments include a sensor arrangement according to the invention 1 , 1A , 1B one sensor element each WSS and at least one control unit ECU , which at least one measuring device 10 and a source of energy VBP having. Here is a first connection WSS1 of the sensor element WSS with the energy source VBP connected. One by the sensor element WSS The flowing sensor current Is is modulated at least with information about a detected measured variable.

Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1A der erste Anschluss WSS1 über einen ohmschen Widerstand R1 mit der Energiequelle VBP verbunden und ein zweiter Anschluss WSS2 des Sensorelements WSS ist über die Messvorrichtung 10 mit Masse verbunden. Dadurch erfasst die mindestens eine Messvorrichtung 10 den Sensorstrom Is in einer dargestellten ersten Messkonfiguration direkt als Messstrom.How out 1 It can also be seen is in the illustrated first embodiment of the sensor arrangement 1A the first connection WSS1 via an ohmic resistor R1 with the energy source VBP connected and a second port WSS2 of the sensor element WSS is about the measuring device 10 connected to ground. The at least one measuring device thereby records 10 the sensor current Is in an illustrated first measurement configuration directly as a measurement current.

Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1B ein zweiter Anschluss WSS2 des Sensorelements WSS mit Masse verbunden. Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1B ist der zweite Anschluss WSS2 des Sensorelements WSS direkt mit einem Masseanschluss GND verbunden. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1 kann der zweite Anschluss WSS2 des Sensorelements WSS in einem zweiten Steuergerät mit einem Masseanschluss GND verbunden werden. Hierbei kann das zweite Steuergerät den zwischen dem jeweiligen Sensorelement und Masse erfassten jeweiligen Sensorstrom auswerten. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist ein Stromsensor 18 in den Sensorstrompfad eingeschleift und zweigt einen Sensorstrombruchteil Is/n an die mindestens eine Messvorrichtung 10 ab, welche den Sensorstrombruchteil Is/n in einer dargestellten zweiten Messkonfiguration als Messstrom erfasst.How out 2 It can also be seen in the illustrated second exemplary embodiment of the sensor arrangement 1B a second connection WSS2 of the sensor element WSS connected to ground. In the illustrated second embodiment of the sensor arrangement 1B is the second port WSS2 of the sensor element WSS directly to a ground connection GND connected. In an alternative embodiment, not shown, of the sensor arrangement 1 can the second connection WSS2 of the sensor element WSS in a second control unit with a ground connection GND get connected. Here, the second control device can evaluate the respective sensor current detected between the respective sensor element and ground. How out 2 can also be seen is a current sensor 18th looped into the sensor current path and branches a sensor current fraction Is / n to the at least one Measuring device 10 which detects the sensor current fraction Is / n in a illustrated second measurement configuration as a measurement current.

Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, umfasst der Stromsensor 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei ohmsche Widerstände R1, R2, einen Operationsverstärker OP1 und einen Transistor T1. Die genannten elektrischen Bauteile sind wie dargestellt miteinander verschaltet, so dass der Stromsensor 18 im High-Side-Pfad des Steuergeräts ECU im Gegensatz zu einer einfachen Stromspiegelschaltung einen geringen Spannungsabfall verursacht. Durch den Stromsensor 18 wird der Sensorstrom Is, welcher in den ersten Anschluss WSS1 des Sensorelements WSS hineinfließt, gemessen und ein äquivalenter, jedoch deutlich kleinerer Sensorstrombruchteil Is/n wird der Messvorrichtung 10 zugeführt, um die Verlustleistung im Steuergerät ECU bzw. in der Messvorrichtung 10 zu reduzieren. Bei der Abzweigung des zusätzlichen Sensorstrombruchteil Is/n des Sensorstroms Is ist zu beachten, dass die Energiequelle VBP in der Lage ist, diesen zusätzlichen Sensorstrombruchteil Is/n des Sensorstroms Is zur Verfügung zu stellen. So sollte ein Gesamtstrom (Is/n + Is), welcher aus der Energiequelle VBP entnommen wird, einen vorgegebenen Maximalwert von beispielsweise 50mA nicht übersteigen. Bei einem v-Protokoll weist der Sensorstrom Is Werte von 7mA/14mA/28mA auf. Diese Werte können durch den Stromsensor 18 deutlich reduziert werden. So kann für n beispielweise ein Wert von 50 gewählt werden. Um für die Auswertung die entsprechenden Messsignale für das v-Protokoll zu erzeugen, ist die Eingangsbeschaltung 12 oder die Auswerteschaltung 14, welche die Messvorrichtung 10 zumindest für jedes verbundene Sensorelement WSS aufweist, entsprechend angepasst, um den Sensorstrombruchteil Is/n in ein Messsignal zu wandeln, welches dem jeweiligen Sensorstrom Is entspricht.How out 3 can further be seen, comprises the current sensor 18th in the illustrated embodiment, two ohmic resistors R1 , R2 , an operational amplifier OP1 and a transistor T1 . The electrical components mentioned are interconnected as shown, so that the current sensor 18th in the high-side path of the control unit ECU causes a small voltage drop in contrast to a simple current mirror circuit. Through the current sensor 18th the sensor current Is, which is fed into the first connection WSS1 of the sensor element WSS flows into it, measured and an equivalent, but significantly smaller sensor current fraction Is / n becomes the measuring device 10 fed to the power loss in the control unit ECU or in the measuring device 10 to reduce. When branching off the additional sensor current fraction Is / n of the sensor current Is, it should be noted that the energy source VBP is able to make this additional sensor current fraction Is / n of the sensor current Is available. So should a total current (Is / n + Is), which from the energy source VBP is taken, do not exceed a predetermined maximum value of, for example, 50mA. With a v-protocol, the sensor current Is has values of 7mA / 14mA / 28mA. These values can be checked by the current sensor 18th can be significantly reduced. For example, a value of 50 can be selected for n. The input circuitry is used to generate the corresponding measurement signals for the v-protocol for the evaluation 12 or the evaluation circuit 14th showing the measuring device 10 at least for each connected sensor element WSS has, appropriately adapted to convert the sensor current fraction Is / n into a measurement signal which corresponds to the respective sensor current Is.

In der Regel umfassen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, 1A, 1B für ein Fahrzeug mehrere Messstellen mit jeweils einem solchen Sensorelement WSS. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 1 und 2 jeweils nur eines der Sensorelemente WSS dargestellt. So werden Ausführungsformen der vorliegenden Sensoranordnung 1, 1A, 1B vorzugsweise in einem Fahrzeugbremssystem eingesetzt. In einem solchen Bremssystem können die Messstellen beispielsweise jeweils einem Fahrzeugrad zugeordnet werden, wobei die Sensorelemente WSS zumindest eine Drehzahl und/oder Drehgeschwindigkeit des korrespondierenden Fahrzeugrads erfassen. Bei einem normalen Personenkraftwagen mit vier Rädern, weist die Sensoranordnung 1, 1A, 1B somit vier solche Sensorelemente WSS auf. Selbstverständlich können auch andere Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, Druck usw. an einer solchen Messstelle erfasst werden.As a rule, embodiments of the sensor arrangement according to the invention comprise 1 , 1A , 1B for a vehicle several measuring points each with such a sensor element WSS . For the sake of clarity, in 1 and 2 only one of the sensor elements at a time WSS shown. Thus, embodiments of the present sensor arrangement 1 , 1A , 1B preferably used in a vehicle braking system. In such a braking system, the measuring points can each be assigned to a vehicle wheel, for example, with the sensor elements WSS Detect at least one speed and / or rotational speed of the corresponding vehicle wheel. In a normal passenger car with four wheels, the sensor arrangement 1 , 1A , 1B thus four such sensor elements WSS on. Of course, other measured variables such as temperature, pressure etc. can also be recorded at such a measuring point.

Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 zur Messung eines Sensorstroms Is in einer Sensoranordnung 1, welcher durch das Sensorelement WSS fließt und mit Informationen über eine von dem Sensorelement WSS erfassten Messgröße moduliert ist, eine Eingangsbeschaltung 12, 12A, 12B und eine Auswerteschaltung 14 sowie eine Umschaltvorrichtung 16. Die Umschaltvorrichtung 16 schaltet in Abhängigkeit von der Schaltungskonfiguration der Sensoranordnung 1 die Eingangsbeschaltung 12 und/oder die Auswerteschaltung 14 zwischen der in 1 dargestellten ersten Messkonfiguration, in welcher der Sensorstrom Is direkt als Messstrom von der Eingangsbeschaltung 12 erfassbar und von der Auswerteschaltung 14 auswertbar ist, und der mindestens einen in 2 dargestellten zweiten Messkonfiguration um, in welcher ein Sensorstrombruchteil Is/n als Messstrom von der Eingangsbeschaltung 12 erfassbar und von der Auswerteschaltung 14 auswertbar ist.How out 1 to 6th As can also be seen, the illustrated embodiments comprise the measuring device according to the invention 10 for measuring a sensor current Is in a sensor arrangement 1 , which by the sensor element WSS flows and with information about one of the sensor element WSS measured variable is modulated, an input circuit 12 , 12A , 12B and an evaluation circuit 14th as well as a switching device 16 . The switching device 16 switches depending on the circuit configuration of the sensor arrangement 1 the input circuit 12 and / or the evaluation circuit 14th between the in 1 The first measurement configuration shown, in which the sensor current Is is taken directly as a measurement current from the input circuit 12 detectable and by the evaluation circuit 14th can be evaluated, and the at least one in 2 shown second measurement configuration, in which a sensor current fraction Is / n as measurement current from the input circuit 12 detectable and by the evaluation circuit 14th can be evaluated.

Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die Eingangsbeschaltung 12A im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen ersten Messwiderstand Rm und einen zweiten Messwiderstand nRm sowie ein Schaltelement S. Das Schaltelement S wird von der Umschaltvorrichtung 16 mit einem Umschaltsignal US angesteuert und verbindet entweder den ersten Messwiderstand Rm oder den zweiten Messwiderstand nRm mit dem Messstrom. Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, fließt in Abhängigkeit von der Schaltungskonfiguration der Sensoranordnung 1A, 1B entweder der Sensorstrom Is oder der Sensorstrombruchteil Is/n als Messstrom in die Eingangsbeschaltung 12A. Zudem ist der zweite Messwiderstand nRm im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Faktor n größer als der erste Messwiderstand Rm. Hierbei entspricht das Verhältnis des zweiten Messwiderstands nRm zum ersten Messwiderstand Rm dem Verhältnis des Sensorstroms Is zum Sensorstrombruchteil Is/n. Das bedeutet, dass die Umschaltvorrichtung 16 durch das Umschaltsignal US den Sensorstrom Is über den Schalter S mit dem ersten Messwiderstand Rm verbindet, wenn die Messvorrichtung 10 in der in 1 dargestellten ersten Sensoranordnung 1A verbaut ist. Daher wertet die Auswerteschaltung 14 eine über dem ersten Messwiderstand Rm abfallende Messspannung Vm aus, welche sich gemäß Gleichung (Vm = Rm * Is) ergibt. Wenn die Messvorrichtung 10 in der in 2 dargestellten zweiten Sensoranordnung 1B verbaut ist, verbindet die Umschaltvorrichtung 16 durch das Umschaltsignal US den Sensorstrombruchteil Is/n über den Schalter S mit dem zweiten Messwiderstand nRm. Da das Verhältnis des zweiten Messwiderstands nRm zum ersten Messwiderstand Rm dem Verhältnis des Sensorstroms Is zum Sensorstrombruchteil Is/n entspricht die über dem zweiten Messwiderstand nRm abfallende Messspannung Vm, welche von der Auswerteschaltung 14 ausgewertet wird, wertemäßig der über dem ersten Messwiderstand Rm abfallenden Messspannung Vm. Daher kann zur Auswertung der Messspannung Vm in beiden Sensoranordnungen 1A, 1B die gleiche Auswerteschaltung 14 verwendet werden.How out 4th can also be seen, includes the input circuit 12A in the illustrated first embodiment a first measuring resistor Rm and a second measuring resistor nRm as well as a switching element S. . The switching element S. is controlled by the switching device 16 with a toggle signal US controlled and connects either the first measuring resistor Rm or the second measuring resistor nRm with the measuring current. How out 4th As can also be seen, flows as a function of the circuit configuration of the sensor arrangement 1A , 1B either the sensor current Is or the sensor current fraction Is / n as measuring current in the input circuit 12A . In addition, the second measuring resistor is nRm in the illustrated embodiment, a factor n greater than the first measuring resistor Rm . Here the ratio corresponds to the second Measuring resistor nRm to the first measuring resistor Rm the ratio of the sensor current Is to the sensor current fraction Is / n. That means the switching device 16 by the toggle signal US the sensor current Is via the switch S. with the first measuring resistor Rm connects when the measuring device 10 in the in 1 illustrated first sensor arrangement 1A is installed. The evaluation circuit therefore evaluates 14th one above the first measuring resistor Rm falling measuring voltage Vm which results from the equation (Vm = Rm * Is). When the measuring device 10 in the in 2 illustrated second sensor arrangement 1B is installed, connects the switching device 16 by the toggle signal US the sensor current fraction Is / n via the switch S. with the second measuring resistor nRm . Since the ratio of the second measuring resistor nRm to the first measuring resistor Rm the ratio of the sensor current Is to the sensor current fraction Is / n corresponds to that across the second measuring resistor nRm falling measuring voltage Vm , which from the evaluation circuit 14th is evaluated, in terms of value that of the first measuring resistor Rm falling measuring voltage Vm . Therefore, to evaluate the measurement voltage Vm in both sensor arrangements 1A , 1B the same evaluation circuit 14th be used.

Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, umfasst die Eingangsbeschaltung 12B im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen Sense-FET-Transistor Tsen, durch welchen ein auswertbarer Auswertestrom Isen fließt, und mehrere parallel zum Sense-FET-Transistor Tsen geschaltete weitere Transistoren Ts1 bis Tsm, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als Feldeffekttransistoren (FET) ausgeführt sind und jeweils einen Source-Strompfad mit einem über eine Steuerspannung Vg einstellbaren Source-Strom IT und ohmschen Widerstand ausbilden, und ein Schaltelement S. Das Schaltelement S wird von der Umschaltvorrichtung 16 über das Umschaltsignal US angesteuert und schaltet zumindest zwischen einer ersten Anzahl und einer zweiten Anzahl von weiteren Transistoren Ts1 bis Tsm um. Bei dem Auswertestrom Isen handelt es sich um einen gespiegelten Strom, welcher typischer Weise einem Bruchteil von 1/500 des durch einen der Source-Strompfade fließenden Source-Stroms IT entspricht. Hierbei teilt sich der in die Eingangsbeschaltung 12B fließende Messstrom gemäß dem Widerstandsverhältnis auf den Auswertestrompfad mit dem Auswertestrom Isen und die Source-Strompfade IT auf, in welchen jeweils der Source-Strom IT fließt. In der in 5 dargestellten ersten Schaltstellung des Schaltelements S werden ein Steuereingang des Sense-FET-Transistor Tsen und die Steuereingänge der weiteren Transistoren Ts1 bis Tsm mit der internen Ansteuerspannung Vg verbunden, sodass sich der Messstrom auf den Auswertestrompfad mit dem Auswertestrom Isen und auf m Source-Strompfade aufteilt, durch welche jeweils ein Source-Strom IT fließt. In einer nicht dargestellten zweiten Schaltstellung des Schaltelements S werden der Steuereingang des Sense-FET-Transistor Tsen und der Steuereingang eines ersten weiteren Transistors Ts1 mit der internen Ansteuerspannung Vg verbunden und die Steuereingänge der anderen weiteren Transistoren Ts2 bis Tsm werden mit Masse verbunden. Dadurch sind die anderen weiteren Transistoren Ts2 bis Tsm hochohmig geschaltet und die korrespondierenden Source-Strompfade unterbrochen. Somit teilt sich der Messstrom nur auf den Auswertestrompfad mit dem Auswertestrom Isen und auf einen Source-Strompfad mit dem Source-Strom IT auf.How out 5 can also be seen, includes the input circuit 12B in the illustrated first embodiment a sense FET transistor Tsen , through which an evaluable evaluation current Isen flows, and several in parallel to the sense FET transistor Tsen switched further transistors Ts1 to Tsm , which in the illustrated embodiment are designed as field effect transistors (FET) and each have a source current path with a control voltage Vg adjustable source current IT and form ohmic resistance, and a switching element S. . The switching element S. is controlled by the switching device 16 via the toggle signal US driven and switched at least between a first number and a second number of further transistors Ts1 to Tsm around. The evaluation current Isen is a mirrored current, which is typically a fraction of 1/500 of the source current flowing through one of the source current paths IT corresponds. This is divided into the input circuit 12B measuring current flowing according to the resistance ratio on the evaluation current path with the evaluation current Isen and the source current paths IT on, in each of which the source current IT flows. In the in 5 illustrated first switching position of the switching element S. become a control input of the sense FET transistor Tsen and the control inputs of the further transistors Ts1 to Tsm with the internal control voltage Vg connected, so that the measurement current is divided into the evaluation current path with the evaluation current Isen and on m source current paths, through each of which a source current IT flows. In a second switching position, not shown, of the switching element S. become the control input of the sense FET transistor Tsen and the control input of a first further transistor Ts1 with the internal control voltage Vg connected and the control inputs of the other further transistors Ts2 to Tsm are connected to ground. This makes the other more transistors Ts2 to Tsm switched to high resistance and the corresponding source current paths interrupted. Thus, the measurement current is only divided into the evaluation current path with the evaluation current Isen and a source current path with the source current IT on.

Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, fließt in Abhängigkeit von der Schaltungskonfiguration der Sensoranordnung 1A, 1B entweder der Sensorstrom Is oder der Sensorstrombruchteil Is/n als Messstrom in die Eingangsbeschaltung 12B. Das Schaltelement S schaltet zur Messung des Sensorstrombruchteil Is/n nur einen weiteren Transistor Ts1 mit einem Source-Strompfad und einem Source-Strom IT parallel zum Sense-FET-Transistor Tsen. Zur Messung des Sensorstroms Is schaltet das mindestens eine Schaltelement S eine Mehrzahl m von weiteren Transistoren Ts1 bis Tsm parallel zum Sense-FET-Transistor Tsen. Hierbei entspricht die Anzahl m der parallel geschalteten weiteren Transistoren Ts1 bis Tsm dem Verhältnis des Sensorstroms Is zum Sensorstrombruchteil Is/n (m=n). Das bedeutet, dass sich der Sensorstrom Is auf den Auswertestrompfad und m Source-Strompfade aufteilt, wenn die Messvorrichtung 10 in der in 1 dargestellten ersten Sensoranordnung 1A verbaut ist. Daher wertet die Auswerteschaltung 14 einen im Auswertestrompfad fließenden Auswertestrom Isen aus, welcher einem Bruchteil (1/500) des Source-Stroms IT entspricht. Wenn die Messvorrichtung 10 in der in 2 dargestellten zweiten Sensoranordnung 1B verbaut ist, teilt sich der Sensorstrombruchteil Is/n auf den Auswertestrompfad mit dem Auswertestrom Isen und auf einen Source-Strompfad mit dem Source-Strom IT auf. Da die Anzahl m der parallel geschalteten weiteren Transistoren Ts1 bis Tsm dem Verhältnis des Sensorstroms Is zum Sensorstrombruchteil Is/n entspricht, entspricht der in der ersten Sensoranordnung 1A fließende Auswertestrom Isen wertemäßig dem in der zweiten Sensoranordnung 1B fließenden Auswertestrom Isen. Daher kann zur Auswertung des Auswertestroms Isen in beiden Sensoranordnungen 1A, 1B die gleiche Auswerteschaltung 14 verwendet werden.How out 5 As can also be seen, flows as a function of the circuit configuration of the sensor arrangement 1A , 1B either the sensor current Is or the sensor current fraction Is / n as measuring current in the input circuit 12B . The switching element S. switches only one further transistor to measure the sensor current fraction Is / n Ts1 with a source current path and a source current IT parallel to the sense FET transistor Tsen . The at least one switching element switches to measure the sensor current Is S. a plurality m of further transistors Ts1 to Tsm parallel to the sense FET transistor Tsen . The number m corresponds to the further transistors connected in parallel Ts1 to Tsm the ratio of the sensor current Is to the sensor current fraction Is / n (m = n). This means that the sensor current Is is divided into the evaluation current path and m source current paths when the measuring device 10 in the in 1 illustrated first sensor arrangement 1A is installed. The evaluation circuit therefore evaluates 14th an evaluation current Isen flowing in the evaluation current path, which is a fraction ( 1 / 500 ) of the source current IT corresponds. When the measuring device 10 in the in 2 illustrated second sensor arrangement 1B is installed, the sensor current fraction Is / n is divided into the evaluation current path with the evaluation current Isen and a source current path with the source current IT on. Since the number m of further transistors connected in parallel Ts1 to Tsm corresponds to the ratio of the sensor current Is to the sensor current fraction Is / n, corresponds to that in the first sensor arrangement 1A flowing evaluation current Isen in terms of value that in the second sensor arrangement 1B flowing evaluation current Isen. It is therefore possible to evaluate the evaluation current Isen in both sensor arrangements 1A , 1B the same evaluation circuit 14th be used.

Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, umfasst die Auswerteschaltung 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Analog-Digital-Wandler 14.1 und mindestens zwei Datensätze DS1, DS2 zur Konfiguration des Analog-Digital-Wandlers 14.1 und mindestens ein Schaltelement S. Hierbei steuert die Umschaltvorrichtung 16 das mindestens eine Schaltelement S an, um den mindestens einen Analog-Digital-Wandler 14.1 entweder mit einem ersten Datensatz DS1 oder mit einem zweiten Datensatz DS2 zu konfigurieren.How out 6th can also be seen, includes the evaluation circuit 14th in the illustrated embodiment an analog-to-digital converter 14.1 and at least two records DS1 , DS2 for configuring the analog-digital converter 14.1 and at least one switching element S. . The switching device controls this 16 the at least one switching element S. to the at least one analog-to-digital converter 14.1 either with a first record DS1 or with a second data set DS2 to configure.

Bei Verwendung der in 6 dargestellten Auswerteschaltung ist die korrespondierende Eingangsbeschaltung 12 nicht umschaltbar ausgeführt. Das bedeutet, dass die verwendete Eingangsbeschaltung 12 nur den in 4 dargestellten ersten Messwiderstand Rm umfasst, so dass bei einer Verwendung der Messvorrichtung 10 in der in 1 dargestellten Sensoranordnung 1A durch den fließenden Sensorstrom Is eine n-mal größere Messspannung Vm abfällt als bei einer Verwendung der Messvorrichtung 10 in der in 2 dargestellten Sensoranordnung 1B, bei welcher nur der Sensorstrombruchteil Is/n durch den ersten Messwiderstand Rm fließt. Zudem umfasst die verwendete Eingangsbeschaltung 12 die in 5 dargestellten weiteren Transistoren Ts1 bis Tsm und den Sense-FET-Transistor Tsen, so dass bei einer Verwendung der Messvorrichtung 10 in der in 2 dargestellten Sensoranordnung 1B durch den fließenden Sensorstrombruchteil Is/n ein um den Faktor 1/n kleiner Auswertstrom Isen durch den Auswertstrompfad fließt als bei einer Verwendung der Messvorrichtung 10 in der in 1 dargestellten Sensoranordnung 1A, bei welcher nur der Sensorstrom Is als Messstrom in die Eingangsbeschaltung 12 fließt. Diese unterschiedlichen Messspannungen Vm bzw. Auswerteströme Isen können durch die unterschiedlichen Datensätze DS1, DS2 zur Konfiguration des Analog-Digital-Wandlers 14.1 berücksichtigt werden.When using the in 6th The evaluation circuit shown is the corresponding input circuit 12 not switchable. This means that the input circuit used 12 only the in 4th shown first measuring resistor Rm includes, so that when using the measuring device 10 in the in 1 shown sensor arrangement 1A The measuring voltage is n times greater due to the flowing sensor current Is Vm drops than when using the measuring device 10 in the in 2 shown sensor arrangement 1B , in which only the Sensor current fraction Is / n through the first measuring resistor Rm flows. The input circuit used also includes 12 in the 5 further transistors shown Ts1 to Tsm and the sense FET transistor Tsen so that when using the measuring device 10 in the in 2 shown sensor arrangement 1B by the flowing sensor current fraction Is / n ein by the factor 1 / n smaller evaluation current Isen flows through the evaluation current path than when using the measuring device 10 in the in 1 shown sensor arrangement 1A , at which only the sensor current Is is used as a measuring current in the input circuit 12 flows. These different measurement voltages Vm or evaluation streams Isen can through the different data sets DS1 , DS2 for configuring the analog-digital converter 14.1 be taken into account.

Die Umschaltvorrichtung 16 kann beispielsweise als EEPROM-Speicherbaustein ausgeführt werden, in welchem die entsprechenden Umschaltsignale US abgelegt sind und durch entsprechende Befehle, beispielsweise beim Hochfahren der Messvorrichtung10 aktivierbar sind.The switching device 16 can be designed, for example, as an EEPROM memory module in which the corresponding switchover signals US are stored and can be activated by appropriate commands, for example when starting up the measuring device 10.

Wie aus 4 bis 6 weiter ersichtlich ist, sind die Schaltelemente S in den dargestellten Ausführungsbeispiel schematisch als Schalter dargestellt. Die Schaltelemente S können beispielsweise als Schalttransistoren zur wiederholbaren Umschaltung zwischen den verschiedenen Messkonfigurationen ausgeführt werden. Alternativ können die Schaltelemente S als auftrennbare Strompfade zur einmaligen Umschaltung ausgeführt werden. Die auftrennbaren Strompfade können beispielsweise über sogenannte Zener-Sicherungen realisiert werden, welche den korrespondierenden Strompfad nach einem Stromfluss mit einer vorgegebenen Stromstärke dauerhaft auftrennen.How out 4th to 6th can also be seen are the switching elements S. shown schematically as a switch in the illustrated embodiment. The switching elements S. can for example be implemented as switching transistors for repeatable switching between the different measurement configurations. Alternatively, the switching elements S. be designed as separable current paths for one-time switching. The separable current paths can be implemented, for example, via so-called Zener fuses, which permanently cut the corresponding current path after a current flow with a predetermined current strength.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10249143 A1 [0003]
DE 102015202335 A1 [0004]

Claims

Measuring device (10) for measuring a sensor current (Is) in a sensor arrangement (1), the sensor current (Is) flowing through a sensor element (WSS) and being modulated with information about a measured variable detected by the sensor element (WSS), with an input circuit (12) and an evaluation circuit (14) and a switchover device (16), the switchover device (16) depending on the circuit configuration of the sensor arrangement (1) the input circuit (12) and / or the evaluation circuit (14) between a first measurement configuration, in which the sensor current (Is) can be recorded directly as a measuring current from the input circuit (12) and can be evaluated by the evaluation circuit (14), and at least one second measuring configuration switches over in which a sensor current fraction (Is / n) is used as a measuring current from the input circuit (12 ) can be detected and evaluated by the evaluation circuit (14).

Measuring device (10) according to Claim 1 , characterized in that the input circuit (12, 12A) comprises a first measuring resistor (Rm) and a second measuring resistor (nRm) and at least one switching element (S), the at least one switching element (S) being controlled by the switching device (16) either connects the first measuring resistor (Rm) or the second measuring resistor (nRm) to the measuring current.

Measuring device (10) according to Claim 2 , characterized in that the second measuring resistor (nRm) is a factor (n) greater than the first measuring resistor (Rm), the ratio of the second measuring resistor (nRm) to the first measuring resistor (Rm) being the ratio of the sensor current (Is) to Sensor current fraction (Is / n).

Measuring device (10) according to Claim 1 , characterized in that the input circuit (12, 12B) has a sense-FET transistor (Tsen) through which an evaluable evaluation current (Isen) flows, and several further transistors (Tsl bis) connected in parallel to the sense-FET transistor (Tsen) Tsm), which each form a source current path with an ohmic resistance adjustable via a control voltage (Vg), and at least one switching element (S), the at least one switching element (S) being controlled by the switching device (16) at least between one first and a second number of transistors (Tsl to Tsm) switches.

Measuring device (10) according to Claim 4 , characterized in that the at least one switching element (S) for measuring the sensor current fraction (Is / n) switches only one further transistor (Tsl) with a source current path (IT) parallel to the sense FET transistor (Tsen), the at least one switching element (S) for measuring the sensor current (Is) switches a plurality of further transistors (Tsl to Tsm) in parallel to the sense FET transistor (Tsen), the number of further transistors (Tsl to Tsm) connected in parallel being the ratio of the Sensor current (Is) corresponds to the sensor current fraction (Is / n).

Measuring device (10) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the evaluation circuit (14) comprises at least one analog-digital converter (14.1) and at least two data sets (DS1, DS2) for configuring the at least one analog-digital converter (14.1) and at least one switching element (S) , wherein the at least one switching element (S) controlled by the switching device (16) configures the at least one analog-digital converter (14.1) either with a first data record (DS1) or with a second data record (DS2).

Measuring device (10) according to one of the Claims 2 to 6th , characterized in that the at least one switching element (S) is designed as a switching transistor for repeatable switching or as a separable current path for one-time switching.

Sensor arrangement (1, 1A) with a sensor element (WSS) and at least one control unit (ECU), which has at least one measuring device (10) and an energy source (VBP), a first connection (WSS1) of the sensor element (WSS) to the energy source (VBP) is connected, and a second connection (WSS2) of the sensor element (WSS) is connected to ground via the measuring device (10), a sensor current (Is) flowing through the sensor element (WSS) modulating at least with information about a detected measured variable is, wherein the at least one measuring device (10) according to one of the Claims 1 to 7th and the sensor current (Is) is recorded directly as a measuring current in the first measurement configuration.

Sensor arrangement (1, 1B) with a sensor element (WSS) and at least one control unit (ECU), which has at least one measuring device (10) and an energy source (VBP), a first connection (WSS1) of the sensor element (WSS) to the energy source (VBP) is connected, and a second connection (WSS2) of the sensor element (WSS) is connected to ground, a sensor current (Is) flowing through the sensor element (WSS) being modulated at least with information about a detected measured variable, a current sensor ( 18) is looped into the sensor current path and a sensor current fraction (Is / n) branches off to the at least one measuring device (10) which, according to one of the Claims 1 to 7th is executed and the Sensor current fraction (Is / n) recorded as measurement current in the second measurement configuration.

Sensor arrangement (1) according to Claim 8 or 9 , characterized in that several sensor elements (WSS) are provided, each of which is arranged at a measuring point.

Sensor arrangement (1) according to Claim 10 , characterized in that the measuring points are each assigned to a vehicle wheel, the associated sensor element (WSS) detecting at least one rotational speed and / or rotational speed of the corresponding vehicle wheel.