DE10325422A1

DE10325422A1 - Periodic electrical signal amplitude determination procedure for car tire side wall deformation sensors uses integration between null crossings found by trigger

Info

Publication number: DE10325422A1
Application number: DE2003125422
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Becherer; Holger Behrends
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-23

Abstract

A periodic electrical signal (1) amplitude determination procedure integrates the signal between two successive null crossings found by a trigger unit (7) and calculates (5) the amplitude as the quotient of the digitized (15) integrated (4) value and the integration time. Includes Independent claims for equipment using the procedure and for the use of constant signal offset, noise filtering, and trigger unit sensitivity adjustment depending on the periodic signal. The null crossings can be used to determine the relative phase of two signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Amplitude eines elektrischen periodischen Signals mit im Wesentlichen gleichbleibender Signalform.The The invention relates to a method for determining the amplitude of a electrical periodic signal with a substantially constant signal shape.

Es sind eine große Zahl von Regelungssystemen für das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs bekannt. Derartige Regelungssysteme erfassen über einen oder mehrere Sensoren Kenngrößen des aktuellen Fahrverhaltens und können gegebenenfalls direkt in die Steuerung des Antriebs- oder Bremssystems eingreifen und das weitere Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflussen. Geeignete Kenngrößen für das aktuelle Fahrverhalten können dabei durch Messen der Seitenwandverformung der Reifen des Kraftfahrzeugs erhalten werden. Eine Übersicht über ein solches Verfahren zur Ermittlung von Kenngrößen des Fahrverhaltens ist in WO 96/10505 beschrieben. Ein geeigneter Reifensensor zur Messung der Seitenwandtorsionsdeformation ist in WO 97/44673 gezeigt.It are a big one Number of control systems for the driving behavior of a motor vehicle known. Such control systems capture over one or several sensors current driving behavior and can if necessary, directly into the control of the drive or braking system intervene and influence the further driving behavior of the motor vehicle. Suitable parameters for the current Driving behavior thereby by measuring the sidewall deformation of the tires of the motor vehicle be preserved. An overview of a is such a method for determining parameters of driving behavior described in WO 96/10505. A suitable tire sensor for measurement the sidewall torsion deformation is shown in WO 97/44673.

Ein solches Sensorsystem umfasst mindestens zwei Sensoren, die in unterschiedlichem Abstand zur Reifenrotationsachse stationär am Chassis oder der Radaufhängung angebracht sind und mit Signalgebern in der Reifenwandung zusammen wirken. Jeder einzelne Sensor erfasst dabei ein periodisches Signal, das zur Weiterverarbeitung in ein elektrisches periodisches Signal umgewandelt wird. Die Ermittlung relevanter Kenngrößen für das Fahrverhalten erfordert dann üblicherweise die Bestimmung der Amplitude des Signals eines Sensors oder mehrerer Sensoren sowie die Bestimmung der Phasenverschiebung der Signale zweier Sensoren.On Such a sensor system comprises at least two sensors that are in different Distance to the tire rotation axis attached to the chassis or the wheel suspension are and interact with signal transmitters in the tire wall. Each individual sensor detects a periodic signal that converted into an electrical periodic signal for further processing becomes. The determination of relevant parameters for driving behavior requires then usually determining the amplitude of the signal from one or more sensors Sensors and the determination of the phase shift of the signals two sensors.

Der notwendige Aufwand, um ausgehend von den gemessenen Sensorwerten für das aktuelle Fahrverhalten relevante Kenngrößen zu bestimmen, wird anschaulich in DE 100 44 288 A1 beschrieben.The effort required to determine parameters relevant to the current driving behavior based on the measured sensor values is clearly illustrated in DE 100 44 288 A1 described.

Die Amplitude wird üblicherweise durch Ermittlung der Maxima der gemessenen Signale bestimmt. Bei den beiden bekannten Verfahrensprinzipien wird dabei die Amplitude entweder über die Bestimmung der Nullstellen der zeitlichen Ableitung der Signale oder durch Approximation der Signale mittels Polynomen gerechnet. Auf Grund des unvermeidbaren Signalrauschens sind beide Verfahren aufwendig und rechenintensiv; gleichzeitig lässt sich eine gewünschte Genauigkeit nicht immer zuverlässig erreichen. Diese Probleme können durch eine umfangreiche Filterung und Glättung der Sensorsignale verringert werden. Die dazu notwendige Rechenleistung, insbesondere bei der gleichzeitigen Auswertung vieler Sensorsignale, ist jedoch erheblich und lässt eine Echtzeitauswertung der Sensorsignale bestenfalls mit dem Einsatz aufwendiger und kostenintensiver Auswertesysteme zu. Außerdem kann durch die Filterung die Phase der einzelnen Sensorsignale systematisch beeinflusst werden, so dass dann bei der späteren Auswertung der gefilterten Signale die jeweiligen Phasen und damit auch die Phasendifferenz zwischen zwei verschiedenen Signalen fehlerhaft bestimmt werden.The Amplitude is common determined by determining the maxima of the measured signals. at The two known principles of the method are the amplitude either over the determination of the zeros of the time derivative of the signals or by approximating the signals using polynomials. Due to the inevitable signal noise, both methods are complex and computationally intensive; At the same time, a desired accuracy can be achieved not always reliable to reach. These problems can reduced by extensive filtering and smoothing of the sensor signals become. The computing power required for this, especially with the simultaneous evaluation of many sensor signals, however, is significant and lets a real-time evaluation of the sensor signals at best with the application complex and costly evaluation systems. Besides, can systematically filtering the phase of the individual sensor signals can be influenced, so that then in the later evaluation of the filtered Signals the respective phases and thus also the phase difference between two different signals can be incorrectly determined.

Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, ein mit einfachen Mitteln durchführbares Verfahren zur Ermittlung der Amplitude bereitzustellen, welches eine schnelle Auswertung der Sensorsignale mit möglichst hoher Genauigkeit ermöglicht.task the invention is therefore a feasible with simple means To provide a method for determining the amplitude, which a enables rapid evaluation of the sensor signals with the highest possible accuracy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Ermittlung von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des elektrischen periodischen Signals,
b) Integration des elektrischen periodischen Signals zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des Signals und
c) Ermittlung der zugeordneten Amplitude proportional zum Quotienten von dem Integrationsergebnis und der Integrationsdauer.

According to the invention, this object is achieved in that the method comprises the following steps:

a) determination of at least two successive zero crossings of the electrical periodic signal,
b) integration of the electrical periodic signal between the two successive zero crossings of the signal and
c) Determination of the assigned amplitude proportional to the quotient of the integration result and the integration duration.

Ein wesentlicher Verfahrensschritt ist dabei die Integration des periodischen Signals zumindest über eine Halbwelle. Durch die Integration findet bereits eine Mittelung über das Signalrauschen statt, die im Ergebnis einer vorausgehenden Glättung des Signals entspricht. Im Gegensatz zur Differentiation oder Polynomapproximation ist das Ergebnis der Integration relativ unempfindlich gegenüber dem unvermeidlichen Rauschen des auszuwertenden Signals, so dass für die Bestimmung der Amplitude das Signal nicht vorher gefiltert oder geglättet werden muss. Da weiterhin die Bestimmung von Nullstellen eines periodischen Signals verglichen mit der Bestimmung der Amplituden ebenfalls relativ unempfindlich gegenüber Signalrauschen ist, lässt sich auch bei direkter Auswertung der gemessenen Sensorsignale ohne jegliche Filterung oder Glättung die Amplitude mit hoher Genauigkeit bestimmen, indem zunächst das Sensorsignal zwischen zwei Nulldurchgängen integriert wird. Zur Ausführung der einzelnen Verfahrensschritte sind keine aufwendigen elektrischen oder elektronischen Bauteile, insbesondere kein digitaler Signalprozessor oder Mikroprozessor notwendig. Mit einer relativ einfachen und deshalb auch kostengünstigen elektronischen Schaltungsanordnung lässt sich deshalb die Amplitude der gemessenen Sensorsignale sehr schnell und gegebenenfalls sogar in Echtzeit bestimmen .On The essential process step is the integration of the periodic Signal at least over a half wave. The integration already provides an averaging over the Signal noise takes place as a result of a previous smoothing of the signal equivalent. In contrast to differentiation or polynomial approximation the result of the integration is relatively insensitive to that inevitable noise of the signal to be evaluated, so that for the determination the amplitude of the signal does not have to be filtered or smoothed beforehand. Since the determination of zeros of a periodic signal also relatively insensitive compared to the determination of the amplitudes across from Signal noise is, lets even with direct evaluation of the measured sensor signals any filtering or smoothing determine the amplitude with high accuracy by first the Sensor signal is integrated between two zero crossings. To execute the individual process steps are not complex electrical or electronic components, especially no digital signal processor or microprocessor necessary. With a relatively simple and therefore also inexpensive electronic circuit arrangement can therefore be the amplitude the measured sensor signals very quickly and possibly even determine in real time.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zum Ermitteln der Nulldurchgänge das elektrische periodische Signal als Eingangssignal für eine Triggereinrichtung bereitgestellt wird, deren Ausgangssignal abhängig von dem Vorzeichen des Eingangssignals ist, und anschließend mindestens zwei aufeinanderfolgende Nulldurchgänge des elektrischen periodischen Signals durch Auswertung des Ausgangssignals der Triggereinrichtung bestimmt werden. Durch die Einbeziehung einer Triggereinrichtung zur Ermittlung der Nulldurchgänge lässt sich der Verfahrensschritt der Nulldurchgangsbestimmung sehr schnell und zuverlässig ausführen.Preferably it is provided that the electrical periodic signal as an input signal for a trigger device is provided, the output signal depending on the sign of the Is input signal, and then at least two consecutive Zero crossings the electrical periodic signal by evaluating the output signal the trigger device can be determined. By including one The method step can be a trigger device for determining the zero crossings carry out the zero crossing determination very quickly and reliably.

Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass drei aufeinanderfolgende Nulldurchgänge des elektrischen periodischen Signals bestimmt werden und die Integration über den Betrag des elektrischen periodischen Signals von einem ersten bis zu einem dritten darauffolgenden Nulldurchgang erfolgt. Dadurch kann sowohl die Genauigkeit der Amplitudenbestimmung gesteigert werden als auch ein unerwünschter Einfluss einer systematischen Nullpunktsverschiebung des elektrischen periodischen Signals reduziert werden. Zur Bestimmung der Amplitude kann dabei auch der Effektivwert, also der Mittelwert des Betrags des elektrischen periodischen Signals, verwendet werden.According to one Embodiment of the inventive concept is provided that three successive zero crossings of the electrical periodic signal can be determined and the integration over the Amount of the electrical periodic signal from a first to to a third consecutive zero crossing. Thereby both the accuracy of the amplitude determination can be increased an undesirable as well Influence of a systematic zero point shift of the electrical periodic signal can be reduced. To determine the amplitude can also be the effective value, i.e. the mean of the amount of the electrical periodic signal can be used.

Grundsätzlich lässt sich das voranstehend beschriebene Verfahren zur Bestimmung der Amplitude beliebiger periodischer Signale verwenden, sofern die Signalform im wesentlichen konstant und bestimmbar ist. Im einfachsten Fall, der für die meisten Anwendungen jedoch zutreffend ist, handelt es sich bei den gemessenen Sensorsignalen jedoch um einen näherungsweise sinusförmigen Signalverlauf, der lediglich durch das unvermeidbare Signalrauschen modifiziert wird. In diesem Fall bestimmt sich die Amplitude des periodischen Signals aus dem Quotienten von dem Integrationsergebnis und der Integrationsdauer multipliziert mit dem Faktor Pi. Dieser multiplikative Faktor kann je nach Signalform von dem Wert Pi abweichen und für den Fall komplexer, aber bekannter Signalformen auch im Voraus näherungsweise bestimmt werden.Basically, the method for determining the amplitude described above use any periodic signals, provided the waveform is essentially constant and determinable. In the simplest case the for however most of the applications are true the measured sensor signals, however, by an approximately sinusoidal signal curve, the is only modified by the unavoidable signal noise. In this case the amplitude of the periodic signal is determined from the quotient of the integration result and the integration duration multiplied by the factor Pi. This multiplicative factor can depending on the signal form from the value Pi and for the case complex, but well-known waveforms also approximate in advance be determined.

Es ist vorgesehen, dass zusätzlich die Periodendauer des elektrischen periodischen Signals aus den Nulldurchgängen ermittelt wird. Die Periodendauer, die nicht zwingend der Integrationsdauer entsprechen muss, kann zur unmittelbaren Berechnung vieler relevanter Kenngrößen des aktuellen Fahrverhaltens herangezogen werden.It it is intended that in addition the period of the electrical periodic signal from the Zero crossings is determined. The period, which is not necessarily the duration of integration must correspond to the immediate calculation of many more relevant Characteristics of the current driving behavior can be used.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Amplitude des elektrischen periodischen Signals kontinuierlich ermittelt wird. Auf Grund der schnellen Amplitudenbestimmung durch dieses Verfahren ist es möglich, dass die Amplitude einer jeden Halbwelle des periodischen Signals ermittelt und zur Berechnung von Kenngrößen herangezogen werden kann, so dass das aktuelle Fahrverhalten kontinuierlich mit hoher Genauigkeit und nahezu verzögerungsfrei erfasst werden kann.Preferably it is provided that the amplitude of the electrical periodic Signal is determined continuously. Because of the quick determination of the amplitude through this procedure it is possible that the amplitude of each half wave of the periodic signal can be determined and used to calculate parameters, so that the current driving behavior continuously with high accuracy and almost instantaneous can be recorded.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das Integrationsergebnis in einem Speicher gespeichert und der Integrationsstartwert zurückgesetzt wird, sowie das Integrationsergebnis zeitverzögert aus dem Speicher ausgelesen und zur weiteren Signalverarbeitung verwendet wird. Dadurch wird erreicht, dass das Ergebnis der Integration während fast der gesamten Dauer einer anschließenden Integration in einem Speicher für die Weiterverarbeitung vorgehalten wird. Für die Berechnung der Amplitude ausgehend von dem Integrationsergebnis steht damit ausreichend Zeit zur Verfügung, so dass auch einfachere oder langsamere elektrische Schaltungen für die Durchführung des Verfahrens verwendet werden können.According to one an advantageous embodiment of the inventive concept is provided that the integration result is stored in a memory and the integration start value is reset is read, as well as the integration result from the memory with a time delay and is used for further signal processing. This will achieved the result of integration for almost the entire duration a subsequent one Integration in a memory for further processing is held. For the calculation of the amplitude based on the integration result, there is sufficient time to disposal, so that even simpler or slower electrical circuits for the implementation of the Procedure can be used.

Es ist vorgesehen, dass vor Beginn des Verfahrens das elektrische periodische Signal mit einem konstanten Offset versehen wird. Dadurch kann auch bei einem um beliebige Signal-Mittelwerte oszillierenden Signal das Verfahren angewandt werden, indem der so korrigierte Mittelwert dem Nullwert entspricht und jede Signalperiode Nulldurchgänge aufweist. Ebenso ist bei statistischen oder systematischen Verschiebungen des Signal-Mittelwerts eine Korrektur für dieses zeitliche Verhalten möglich.It it is provided that the electrical periodic Signal is provided with a constant offset. This can also help with a signal oscillating around any signal mean Procedures applied by the mean corrected corresponds to the zero value and each signal period has zero crossings. As well is for statistical or systematic shifts in the signal mean a correction for this temporal behavior possible.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das elektrische periodische Signal vor Beginn des Verfahrens gefiltert wird, um ein störendes Rauschen des Signals zu vermindern. Die vorgesehene Filterung umfasst nur wenige, mit geringem Aufwand und schnell durchführbare Filterungsschritte, da lediglich vereinzelt auftretende Extremwerte herausgefiltert werden sollen und derjenige Rest des Signalrauschens bei dem elektrischen periodischen Signal verbleibt, dessen Filterung und Glättung einen höheren Aufwand verursacht.advantageously, it is provided that the electrical periodic signal before the start of the method is filtered to avoid disturbing noise of the signal to diminish. The proposed filtering includes only a few, with low effort and quick filtering steps, because only occasional extreme values are filtered out and the rest of the signal noise in the electrical periodic signal remains, its filtering and smoothing one higher effort caused.

Einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass aus mindestens zwei zeitgleich erfassten elektrischen periodischen Signalen zusätzlich die Phasenverschiebung anhand der jeweils ermittelten Nulldurchgänge bestimmt wird. Ausgehend von den für jedes Signal im Laufe des Verfahrens ermittelten Nulldurchgängen lässt sich die Phasenverschiebung der beiden Signale unmittelbar als Differenz zweier korrelierender Nulldurchgänge bestimmen. Während der dafür notwendige Aufwand sehr gering ist, stellen die dann gleichzeitig vorliegenden Werte für die Amplitude des elektrischen periodischen Signals sowie die Phasenverschiebung zweier solcher Signale die wesentlichen Ausgangsgrößen dar, die für eine Aussage über das aktuelle Fahrverhalten notwendig sind und als Information für die meisten Regelungssysteme von Kraftfahrzeugen vorliegen müssen.According to a particularly advantageous embodiment of the inventive concept, it is provided that the phase shift is additionally determined from at least two electrical periodic signals recorded at the same time on the basis of the zero crossings determined in each case. Starting from the zero crossings determined for each signal in the course of the method, the phase shift of the two signals can be determined directly as the difference between two correlating zero crossings. While the effort required for this is very low, the values for the amplitude of the electrical periodic signal and the phase shift of two such signals then present at the same time essential output variables that are necessary for a statement about the current driving behavior and must be available as information for most control systems of motor vehicles.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Empfindlichkeit der Triggereinrichtung auch in Abhängigkeit von dem jeweils gemessenen elektrischen periodischen Signal einstellbar ist. Durch die Empfindlichkeit der Triggereinrichtung wird auch vorgegeben, in welchem zeitlichen Abstand von dem tatsächlichen Nulldurchgang des verrauschten elektrischen periodischen Signals das Ausgangssignal der Triggereinrichtung wechselt. Die Empfindlichkeit soll einerseits ausreichend hoch sein, damit das Ausgangssignal der Triggereinrichtung möglichst direkt einen Nulldurchgang des elektrischen periodischen Signals anzeigt, andererseits muss die Empfindlichkeit der Triggereinrichtung ausreichend gering sein, um bei einem Signalrauschen während des Nulldurchgangs nicht mehrfach scheinbare Nulldurchgänge anzuzeigen. Die Einstellung der Empfindlichkeit kann beispielsweise für unterschiedliche Sensoranordnung im Voraus eingestellt und während der Anwendung des Verfahrens konstant gehalten werden oder aber in Abhängigkeit von dem tatsächlich feststellbaren Signalrauschen nachgeregelt werden und damit Verschleißerscheinungen oder zeitlich begrenzte Störeinflüsse ausgleichen.advantageously, it is provided that the sensitivity of the trigger device also depending adjustable from the measured electrical periodic signal is. The sensitivity of the trigger device also specified at what time interval from the actual Zero crossing of the noisy electrical periodic signal the output signal of the trigger device changes. The sensitivity on the one hand should be sufficiently high so that the output signal the trigger device if possible directly indicates a zero crossing of the electrical periodic signal, on the other hand, the sensitivity of the trigger device must be sufficient be low so as not to signal noise during the zero crossing multiple apparent zero crossings display. The sensitivity setting can be, for example for different Sensor arrangement set in advance and during the application of the method be kept constant or depending on the actually detectable signal noise are readjusted and thus show signs of wear or time compensate for limited interference.

Es ist vorgesehen, das Verfahren zur Signalverarbeitung elektrischer Messwerte in einem Regelungssystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Signalverarbeitung elektrischer Messwerte eines Reifen-Seitenwandverformungs-Sensorsystems zu verwenden. Insbesondere bei der Signalverarbeitung elektrischer Messwerte eines Reifen-Seitenwandverformungs-Sensorsystems lässt sich das beschriebene Verfahren vorteilhaft verwenden, da während jeder Reifenumdrehung das periodische Signal eines Reifen-Seitenwandverformungs-Sensors üblicherweise eine große Anzahl von Maxima aufweist und eine schnelle und zuverlässige Auswertung der Sensorsignale für den Einsatz von Regelungssystemen in Kraftfahrzeugen unabdingbare Voraussetzung ist.It the method for signal processing electrical is provided Measured values in a control system for motor vehicles, in particular for signal processing of electrical measured values of a tire sidewall deformation sensor system use. Especially when processing electrical signals Measured values of a tire sidewall deformation sensor system let yourself use the described method advantageously, because during each Tire revolution is the periodic signal from a tire sidewall deformation sensor a big number from Maxima and a fast and reliable evaluation of the sensor signals for the Use of control systems in motor vehicles is an essential requirement is.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum automatisierten Ermitteln der Amplitude eines elektrischen periodischen Signals mit im Wesentlichen gleichbleibender Signalform mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Nulldurchgänge, mit einer Integratoreinrichtung zur Integration des elektrischen periodischen Signals und mit einer Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Amplitude aus Integrationsergebnis und Integrationsdauer.The The invention also relates to a device for automated determination the amplitude of an electrical periodic signal with essentially constant waveform with a device for determination the zero crossings, with an integrator device for integrating the electrical periodic Signal and with an evaluation device to determine the amplitude from integration result and integration duration.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich vollständig aus einfachen und handelsüblichen elektronischen Bauteilen aufbauen. Da keine Bauelemente zur aufwendigen Modifikation des elektrischen periodischen Signals sowie zur Berechnung daraus abgeleiteter Größen erforderlich sind, lässt sich die Vorrichtung kompakt und kostengünstig herstellen.The device according to the invention can be completely out simple and commercially available build electronic components. Since no components are expensive Modification of the electrical periodic signal and for calculation derived sizes required are, lets the device is compact and inexpensive to manufacture.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Ermittlung der Nulldurchgänge eine Triggereinrichtung zur Umwandlung des elektrischen periodischen Signals in ein Rechtecksignal und eine Wandlereinrichtung zum Umwandeln des Rechtecksignals in Impulse aufweist, die mit den Flanken des Rechtecksignals korrelieren und die Integrationsdauer steuern. Eine Triggereinrichtung kann in einfachen Fällen aus handelsüblichen und kostengünstigen Bauteilen aufgebaut sein und ermöglicht ohne zusätzliche Komponenten zur Signalaufbereitung eine unmittelbare Bestimmung der Nulldurchgänge des Eingangssignals. Das Ausgangssignal der Triggereinrichtung wird zweckmäßigerweise vor der weiteren Verwendung in unterscheidbare Impulse umgewandelt.Preferably it is provided that the device for determining the zero crossings is a Trigger device for converting the electrical periodic Signal into a square wave signal and a converter device for converting of the square wave signal in pulses with the edges of the square wave signal correlate and control the duration of integration. A trigger device can in simple cases from commercially available and inexpensive components be built and enabled without additional Components for signal processing an immediate determination the zero crossings of the input signal. The output signal of the trigger device is expediently converted into distinguishable pulses before further use.

Es ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Relais oder einen Transistor, insbesondere einen MOS-Feldemissionstransistor aufweist, wobei das Relais oder der Transistor von den Impulsen der Wandlereinrichtung gesteuert wird und die Integratoreinrichtung rücksetzt und neu startet. In Abhängigkeit von der geplanten Verwendung der Vorrichtung sowie den sich dadurch ergebenden Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Signalstärke und Geschwindigkeit bietet sich alternativ die Verwendung entweder eines Relais oder eines Transistors an.It it is provided that the device is a relay or a transistor, in particular a MOS field emission transistor has, wherein the relay or the transistor from the pulses the converter device is controlled and the integrator device resets and restarts. In dependence of the planned use of the device and the result resulting requirements in terms of reliability, signal strength and Alternatively, use one of the two speeds Relay or transistor.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Integratoreinrichtung einen Speicher zum Abspeichern des Integrationsergebnisses aufweist. Ein solcher Speicher, im einfachsten Fall ein geerdeter Kondensator mit geeigneter Dimensionierung, ermöglicht mit einfachsten Mitteln die Bereitstellung des Integrationsergebnisses für einen ausreichend langen Zeitraum, um gegebenenfalls auch eine weitergehende Auswertung des Integrationsergebnisses über die Bestimmung der Amplitude des elektrischen periodischen Signals hinaus zu ermöglichen. Da das Integrationsergebnis nicht wie sonst vor Beginn einer neuen Integration gelöscht, beziehungsweise durch diese Integration überschrieben wird, lässt sich eine kontinuierliche Bestimmung der Amplitude auch bei Signalen mit sehr kurzer Periodendauer durchführen.Preferably it is provided that the integrator device has a memory for Saving the integration result. Such a memory, in the simplest case, an earthed capacitor with suitable dimensions, allows the provision of the integration result with the simplest of means for one Sufficiently long period of time to carry out a further evaluation if necessary of the integration result via determining the amplitude of the electrical periodic signal to allow beyond. Since the integration result is not as usual before the start of a new one Integration deleted, or overwritten by this integration can be a continuous determination of the amplitude even with signals with a very short period.

Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Verzögerungseinrichtung aufweist, die ein Auslesen des gespeicherten Integrationsergebnisse aus dem Speicher in die Auswerteeinrichtung nach Abschluss eines Integrationsvorgangs auslöst. Dadurch wird sichergestellt, dass das gespeicherte Integrationsergebnis erst dann zur weiteren Auswertung bereitgestellt wird, wenn die Integration abgeschlossen ist und sich das Integrationsergebnis nicht mehr verändert.According to one embodiment of the inventive concept, it is provided that the device has a delay device which triggers a reading of the stored integration results from the memory into the evaluation device after the completion of an integration process. This ensures that the saved integration result is only made available for further evaluation when the integration is complete and the integration result no longer changes changes.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass als Triggereinrichtung ein Schmitt-Trigger verwendet wird. Ein Schmitt-Trigger erfüllt als handelsübliches und kostengünstiges Bauteil alle Anforderungen an die Triggereinrichtung und eignet sich zur dauerhaften und zuverlässigen Umwandlung des periodischen Signals in ein Rechtecksignal.Preferably it is provided that a Schmitt trigger is used as the trigger device is used. A Schmitt trigger fulfills as standard and inexpensive Component meets all requirements for the trigger device and is suitable become permanent and reliable Conversion of the periodic signal into a square wave.

Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Impulse der Wandlereinrichtung ebenfalls der Auswerteeinrichtung zugeführt werden, um die Periodendauer zu ermitteln. Dadurch entfallen zum einen zusätzliche Schaltungselemente zur Bestimmung der Integrationsdauer und zum anderen kann die Auswerteeinrichtung zusätzlich zur Bestimmung weiterer relevanter Kenngrößen verwendet werden, zu deren Berechnung Informationen über die Periodendauer notwendig sind.According to one Embodiment of the idea of the invention provides that the impulses the converter device is also fed to the evaluation device, to determine the period. This eliminates additional circuit elements the evaluation device can determine the duration of integration and additionally are used to determine other relevant parameters Calculation information about the period is necessary.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Vorrichtung aus analogen Schaltungselementen aufgebaut ist. Dadurch entfällt die bei Verwendung digitaler Bauteile notwendige Konvertierung der analogen in digitale Signale. Eine so aufgebaute Vorrichtung ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Bestimmung der Amplitude des elektrischen periodischen Signals.advantageously, it is provided that the device consists of analog circuit elements is constructed. This eliminates the conversion of the necessary when using digital components analog to digital signals. A device constructed in this way enables one fast and reliable Determination of the amplitude of the electrical periodic signal.

Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Mikroprozessor oder einen digitalen Signalprozessor als Auswerteeinrichtung aufweist und die Eingangssignale für die Auswerteeinrichtung über Analog-Digital-Wandler in digitale Signale umgewandelt werden. Insbesondere bei Verwendung eines Speichers für das Integrationsergebnis und einer Verzögerungseinrichtung zum Auslesen des gespeicherten Integrationsergebnisses ist eine schnelle Auswertung des Integrationsergebnisses nicht mehr unbedingt das ausschlaggebende Kriterium. Die Auswertung mittels eines digitalen Signalprozessors oder Mikroprozessors ermöglicht auch komplexe Berechnungen oder weitergehende Auswertungen. Gleichzeitig liegen die zu verarbeitenden Informationen bereits in digitaler Form vor und können so auch anderen, üblicherweise digital arbeitenden Auswertungs- oder Regelungssystemen direkt zur Verfügung gestellt werden.one According to an embodiment of the inventive concept, it is provided that the device comprises a microprocessor or a digital signal processor has as an evaluation device and the input signals for the evaluation device via analog-digital converter be converted into digital signals. Especially when used a memory for the integration result and a delay device for reading The saved integration result is a quick evaluation of the integration result is no longer the decisive factor Criteria. Evaluation using a digital signal processor or microprocessor also complex calculations or further evaluations. simultaneously the information to be processed is already digital Form before and can so do others, usually digital evaluation or control systems directly to disposal be put.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass mindestens zwei Triggereinrichtungen, Wandlereinrichtungen und Integratoreinrichtungen, die jeweils für eine getrennte Verarbeitung elektronischer periodischer Signale angeordnet sind, mit einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung verbunden sind. Dies führt zu einer besseren Auslastung der einzelnen Schaltungselemente, da die in der Auswerteeinrichtung durchzuführenden Berechnungen deutlich weniger Zeit beanspruchen als die möglicherweise sogar kontinuierlich ausgeführte Integration des elektrischen periodischen Signals.advantageously, it is provided that at least two trigger devices, converter devices and integrator devices, each for separate processing Electronic periodic signals are arranged with a common one Evaluation device are connected. This leads to better utilization of the individual circuit elements, since those to be carried out in the evaluation device Calculations take significantly less time than they may even continuously executed Integration of the electrical periodic signal.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung Mittel zur Berechnung des Phasenunterschieds zweier elektronischer periodischer Signale aufweist. Sofern einer gemeinsam genutzten Auswerteeinrichtung die vorbereiteten Informationen mehrerer verschiedener Sensoren zugeführt werden, kann dann unmittelbar der Phasenunterschied zweier elektronischer periodischer Signale berechnet werden.one According to an advantageous embodiment of the inventive concept provided that the evaluation device means for calculating the Has phase difference between two electronic periodic signals. Provided that a prepared evaluation device is used Information from several different sensors can be supplied then immediately the phase difference between two electronic periodic ones Signals are calculated.

Die voranstehend beschriebene Vorrichtung kann vorteilhafterweise in einem elektronischen Regelungssystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Auswertung der elektrischen Signale eines Reifen-Seitenwandverformungs-Sensorsystems in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, da der einfache Aufbau ausschließlich oder zumindest überwiegend aus analogen Bauelementen eine kostengünstige Herstellung und einen zuverlässigen Betrieb ermöglichen.The Device described above can advantageously in an electronic control system for motor vehicles, in particular for evaluating the electrical signals of a tire sidewall deformation sensor system in a motor vehicle can be used because the simple structure or at least predominantly an inexpensive production and one from analog components reliable Enable operation.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:following will be some embodiments explained in more detail the are shown in the drawing. It shows:

1 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Ermittlung der Amplitude eines elektrischen periodischen Signals, 1 1 shows a schematically illustrated device for determining the amplitude of an electrical periodic signal,

2 eine gegenüber der in 1 dargestellten Vorrichtung erweiterte Ausführungsform, bei welcher mehrere elektrische periodische Signale in einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung ausgewertet werden, 2 one versus the in 1 Device shown extended embodiment, in which several electrical periodic signals are evaluated in a common evaluation device,

3 die Schaltskizze einer weitgehend der in 1 gezeigten Ausführungsform entsprechenden Ausführung und 3 the circuit diagram of a largely the in 1 shown embodiment corresponding execution and

4 das zeitliche Signalverhalten an ausgewählten Stellen der in 3 gezeigten Schaltung während des Betriebs. 4 the temporal signal behavior at selected points in the 3 circuit shown during operation.

Bei der in 1 schematisch dargestellten Vorrichtung wird das elektrische periodische Signal 1, welches beispielsweise von einem nicht dargestellten Reifen-Seitenwandverformungs-Sensorsystem bereitgestellt wird, einer Triggereinrichtung 2 zugeführt, die das elektrische periodische Signal 1 in ein Rechtecksignal umwandelt. Das von der Triggereinrichtung 2 ausgehende Rechtecksignal wird von einer Wandlereinrichtung 3 in einzelne Impulse umgewandelt, die mit den ansteigenden oder abfallenden Flanken des Rechtecksignals aus der Triggereinrichtung 2 korrespondieren.At the in 1 The device shown schematically is the electrical periodic signal 1 , which is provided, for example, by a tire sidewall deformation sensor system (not shown), a trigger device 2 fed the electrical periodic signal 1 converted into a square wave signal. That from the trigger device 2 outgoing square wave signal is from a converter device 3 converted into individual pulses, which are associated with the rising or falling edges of the square wave signal from the trigger direction 2 correspond.

Das elektrische periodische Signal 1 wird neben der Triggereinrichtung 2 auch einer Integratoreinrichtung 4 zugeführt, mittels derer das elektrische periodische Signal über eine bestimmte Integrationsdauer hinweg integriert wird. Der Beginn und das Ende einer Integrationsdauer wird durch die Impulse der Wandlereinrichtung 3 bestimmt, die mit der Integratoreinrichtung 4 verbunden ist. Mit der Integratoreinrichtung 4 ist eine Auswerteeinrichtung 5 verbunden, welche zur Ermittlung der Amplitude aus Integrationsergebnis und Integrationsdauer dient.The electrical periodic signal 1 is next to the trigger device 2 also an integrator device 4 supplied, by means of which the electrical periodic signal is integrated over a certain integration period. The start and end of an integration period is determined by the pulses from the converter device 3 determined with the integrator device 4 connected is. With the integrator device 4 is an evaluation device 5 connected, which serves to determine the amplitude from the integration result and integration duration.

Die in 2 gezeigte Vorrichtung stellt eine erweitere Ausführungsform der in 1 schematisch wiedergegebenen Vorrichtung dar. Dabei sind zwei getrennte Gruppen jeweils mit einer Triggereinrichtung 2, einer Wandlereinrichtung 3 und einer Integratoreinrichtung 4 mit einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung 5 verbunden. Die von zwei verschiedenen nicht dargestellten Sensoren stammenden elektrischen periodischen Signale 1, 1' können damit gleichzeitig verarbeitet werden und für jedes der eingehenden elektrischen periodischen Signale 1, 1' das Integrationsergebnis und die Integrationsdauer der gemeinsamen Auswerteeinrichtung 5 zugeführt werden. Die gemeinsame Auswerteeinrichtung 5 weist nicht dargestellte Mittel auf, mit denen die Bestimmung der Phasendifferenz zwischen den beiden eingehenden elektrischen periodischen Signalen 1, 1' möglich ist.In the 2 The device shown represents an extended embodiment of the device shown in FIG 1 schematically represented device. There are two separate groups each with a trigger device 2 , a converter device 3 and an integrator device 4 with a common evaluation device 5 connected. The electrical periodic signals from two different sensors, not shown 1 . 1' can be processed simultaneously and for each of the incoming electrical periodic signals 1 . 1' the integration result and the integration duration of the common evaluation device 5 are fed. The common evaluation device 5 has means (not shown) for determining the phase difference between the two incoming electrical periodic signals 1 . 1' is possible.

Jede Wandlereinrichtung 3 ist über eine Verbindungsleitung 6 direkt mit der gemeinsamen Auswerteeinrichtung 5 verbunden. Die Impulse der Wandlereinrichtung 3 können dadurch von der gemeinsamen Auswerteeinrichtung 5 unmittelbar zur Bestimmung der Integrationsdauer sowie der Periodendauer des elektrischen periodischen Signals 1, 1' verwendet werden. Da mehrere elektrische periodische Signale 1, 1' gleichzeitig von der gemeinsamen Auswerteeinrichtung 5 verarbeitet werden, kann auch die Phasendifferenz zwischen den beiden elektrischen periodischen Signalen 1, 1' unmittelbar in der gemeinsamen Auswerteeinrichtung 5 ermittelt werden. Hierzu können auch die Impulse der jedem elektrischen periodischen Signal 1, 1' zugeordneten Wandlereinrichtung 3 verwendet werden.Any converter device 3 is via a connecting line 6 directly with the common evaluation device 5 connected. The pulses from the converter device 3 can by the common evaluation device 5 directly to determine the integration period and the period of the electrical periodic signal 1 . 1' be used. Because several electrical periodic signals 1 . 1' simultaneously from the common evaluation device 5 can also be processed, the phase difference between the two electrical periodic signals 1 . 1' directly in the common evaluation device 5 be determined. This can also include the pulses of any electrical periodic signal 1 . 1' associated converter device 3 be used.

3 zeigt eine etwas detaillierter ausgeführte Schaltungsskizze einer im Wesentlichen 1 entsprechenden Ausführungsform der Vorrichtung. Das eingehende elektrische periodische Signal 1 wird einem Schmitt-Trigger 7 zugeführt, der das oszillierende Signal in ein Rechtecksignal wandelt. Mittels einer Kombination eines geeignet dimensionierten Kondensators 8 und Widerstands 9 wird das Rechtecksignal in einzelne Impulse umgewandelt. Diese werden einem Relais 10 zugeführt, welches über zwei Schalter 11 und 12 einen Umkehrintegrator 13 steuert. Bei geöffnetem Schalter 11 wird in dem Umkehrintegrator 13 das eingehende elektrische periodische Signal 1 integriert. Bei geschlossenem Schalter 11 wird der Umkehrintegrator 13 zurückgesetzt und für eine neue Integration vorbereitet. Über den Schalter 12 wird die Speicherung des aktuellen Integrationsergebnisses in einem nachfolgend angeordneten Speicher 14, hier dargestellt als einfacher Kondensator, gesteuert. 3 shows a somewhat more detailed circuit sketch of an essentially 1 corresponding embodiment of the device. The incoming electrical periodic signal 1 becomes a Schmitt trigger 7 supplied, which converts the oscillating signal into a square wave signal. Using a combination of a suitably dimensioned capacitor 8th and resistance 9 the square wave signal is converted into individual pulses. These become a relay 10 fed, which via two switches 11 and 12 a reverse integrator 13 controls. With the switch open 11 is in the inverse integrator 13 the incoming electrical periodic signal 1 integrated. With the switch closed 11 becomes the inverse integrator 13 reset and prepared for a new integration. Via the switch 12 becomes the storage of the current integration result in a subsequently arranged memory 14 , shown here as a simple capacitor, controlled.

Das im Kondensator 14 gespeicherte Integrationsergebnis kann über einen Analog-Digitalwandler 15 in digitaler Form der Auswerteeinrichtung 5 zugeführt werden. Das Auslesen des gespeicherten Integrationswerts durch die Auswerteeinrichtung 5 kann mittels eines Impulses der Wandlereinrichtung 3 gesteuert werden. In der Verbindungsleitung 6 zwischen der Wandlereinrichtung 3 und der Auswerteeinrichtung 5 sind ein Verzögerungsglied 16 sowie eine Gleichrichtereinrichtung 17 vorgesehen. Durch die Verzögerung des über die Verbindungsleitung 6 übermittelten Steuerimpulses wird das Auslesen des gespeicherten Integrationswertes in die Auswerteeinrichtung 5 zuverlässig erst nach Abschluss einer Integrationsdauer vorgenommen .That in the condenser 14 saved integration result can be via an analog-digital converter 15 in digital form of the evaluation device 5 are fed. Reading out the stored integration value by the evaluation device 5 can by means of a pulse from the converter device 3 to be controlled. In the connecting line 6 between the converter device 3 and the evaluation device 5 are a delay element 16 and a rectifier device 17 intended. By delaying the over the connecting line 6 The control pulse transmitted is read out of the stored integration value into the evaluation device 5 Reliable only after an integration period has been completed.

In 4 sind zur Verdeutlichung die einzelnen Signalverläufe des elektrischen periodischen Signals 1, des Rechtecksignals 18 und der verschiedenen Impulse dargestellt. Die einzelnen Signalverläufe A-D entsprechen dabei dem zeitlichen Spannungsverhalten an den in 3 mit A, B, C und D bezeichneten Punkten der Vorrichtung.In 4 are the individual signal curves of the electrical periodic signal for clarification 1 , of the square wave signal 18 and the various impulses. The individual signal curves AD correspond to the voltage behavior over time in the 3 points of the device designated A, B, C and D.

Zwischen den tatsächlichen Nulldurchgängen des im Bereich A dargestellten elektrischen periodischen Signals 1 und dem Wechsel der im Bereich B dargestellten Rechteckspannung liegt eine geringe Zeitdifferenz, die auf die Empfindlichkeit des verwendeten Schmitt-Triggers 7 zurückzuführen ist und von dieser beeinflusst werden kann. Mittels der Wandlereinrichtung 3 wird das von der Triggereinrichtung 2 kommende Rechtecksignal in einzelne Impulse umgewandelt, die mit den aufsteigenden und abfallenden Flanken des Rechtecksignals korrelieren, wie in Bereich C dargestellt. Die im Bereich D dargestellten gleichgerichteten Steuerimpulse sind um die Zeitdifferenz τ gegenüber den im Bereich C dargestellten Impulsen verschoben.Between the actual zero crossings of the electrical periodic signal shown in area A. 1 and the change in the square-wave voltage shown in area B is a small time difference due to the sensitivity of the Schmitt trigger used 7 is due and can be influenced by this. By means of the converter device 3 is that from the trigger device 2 incoming square wave signal converted into individual pulses that correlate with the rising and falling edges of the square wave signal, as shown in area C. The rectified control pulses shown in area D are shifted by the time difference τ compared to the pulses shown in area C.

Claims

Method for automatically determining the amplitude of an electrical periodic signal ( 1 . 1' ) with a substantially constant signal shape, comprising the steps a) determination of at least two successive zero crossings of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) b) integration of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) between the two consecutive zero crossings of the signal ( 1 . 1' ) and c) determining the assigned amplitude proportional to the quotient of the integration result and the integration duration.

A method according to claim 1, characterized in that the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) as an input signal for a trigger device ( 2 ) is provided, the output signal of which is dependent on the sign of the input signal, and then at least two successive zero crossings of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) by evaluating the output signal of the trigger device ( 2 ) can be determined.

A method according to claim 1, characterized in that three successive zero crossings of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) can be determined and the integration over the amount of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) from a first to a third subsequent zero crossing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in addition the period of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) is determined from the zero crossings.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amplitude of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) is continuously determined.

A method according to claim 5, characterized in that the integration result in a memory ( 14 ) is saved and the integration start value is reset.

Method according to claim 6, characterized in that the integration result is delayed from the memory ( 14 ) is read out and used for further signal processing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) is provided with a constant offset.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) is filtered before the start of the process in order to avoid disturbing noise of the signal ( 1 . 1' ) decrease.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that from at least two electrical periodic signals ( 1 . 1' ) the phase shift is additionally determined on the basis of the zero crossings determined in each case.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensitivity of the trigger device ( 2 ) also depending on the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) is adjustable.

Use of the method according to one of the preceding Expectations for signal processing of electrical measured values in a control system for motor vehicles.

Use of the method according to any one of claims 1-11 for Signal processing of electrical measured values of a tire sidewall deformation sensor system.

Device for automatically determining the amplitude of an electrical periodic signal ( 1 . 1' ) with a substantially constant signal shape, with a device for determining the zero crossings, with an integrator device ( 4 ) for the integration of the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) and with an evaluation device ( 5 ) to determine the amplitude from the integration result and integration duration.

Device according to claim 14, characterized in that the device for determining the zero crossings comprises a trigger device ( 2 ) to convert the electrical periodic signal ( 1 . 1' ) into a square wave signal and a converter device ( 3 ) for converting the square-wave signal into pulses that correlate with the edges of the square-wave signal and control the integration duration.

Device according to one of claims 14 or 15, characterized in that the device comprises a relay ( 10 ), which of the pulses of the converter device ( 3 ) is controlled and with which the integrator device ( 4 ) is reset and started.

Device according to one of claims 14 or 15, characterized in that the device has a transistor, in particular a MOS field emission transistor, which is influenced by the pulses of the converter device ( 3 ) is controlled and with which the integrator device ( 4 ) is reset and started.

Device according to one of claims 14-17, characterized in that the integrator device ( 4 ) a memory ( 14 ) for storing the integration result.

Apparatus according to claim 18, characterized ge indicates that the device is a delay device ( 16 ) which reads the stored integration results from the memory ( 14 ) in the evaluation device ( 5 ) after an integration process has been completed.

Device according to one of claims 14-19, characterized in that as a trigger device ( 2 ) a Schmitt trigger ( 7 ) is used.

Device according to one of claims 14-20, characterized in that the pulses of the converter device ( 3 ) also the evaluation device ( 5 ) are fed to determine the period.

Device according to one of claims 14-21, characterized in that the device is constructed from analog circuit elements.

Device according to one of claims 14-22, characterized in that the device a microprocessor or a digital signal processor as an evaluation device ( 5 ) and the input signals for the evaluation device ( 5 ) via analog-digital converter ( 15 ) are converted into digital signals.

Device according to one of claims 14-23, characterized in that at least two trigger devices ( 2 ), Converter devices ( 3 ) and integrator devices ( 4 ), each for the separate processing of electronic periodic signals ( 1 . 1' ) are arranged with an evaluation device ( 5 ) are connected.

Device according to claim 24, characterized in that the evaluation device ( 5 ) Means for calculating the phase difference between two electronic periodic signals ( 1 . 1' ) having.

Use of the device according to one of claims 14-25 in one electronic control system for Motor vehicles.

Use of the device according to one of claims 14-25 for Evaluation of the electrical signals of a tire sidewall deformation sensor system in a motor vehicle.