DE29924990U1

DE29924990U1 - Position sensor for a motor vehicle

Info

Publication number: DE29924990U1
Application number: DE29924990U
Authority: DE
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2009-06-16

Abstract

Positionssensor für ein Kraftfahrzeug,
welcher als Sensorsignal ein positionsabhängig variierendes pulsweitenmoduliertes Signal erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
– daß der Gesamtmeßbereich des Positionssensor in mehrere gleichartige, aufeinanderfolgende Meßbereiche unterteilt ist,
– daß der Positionssensor zu seinem digitalisierten Meßwert einen festen Offsetwert addiert, wobei die Summe aus dem minimal möglichen Meßwert und dem Offsetwert einem pulsweitenmodulierten Signal mit einem minimalen Modulationsgrad, der größer ist als 0%, entspricht und die Summe aus dem maximal möglichen Meßwert und dem Offsetwert einem pulsweitenmodulierten Signal mit einem maximalen Modulationsgrad, der kleiner ist als 100%, entspricht,
– und daß in einem nichtflüchtigem Speicher des Empfängers ein unter Standardbedingungen ermittelter Sensormeßwert als weiterer Offsetwert abgelegt ist.Position sensor for a motor vehicle,
which generates a position-dependent varying pulse width modulated signal as a sensor signal,
characterized,
- That the total measuring range of the position sensor is divided into a plurality of similar, successive measuring ranges,
- That the position sensor adds a fixed offset value to its digitized measured value, wherein the sum of the minimum possible measured value and the offset value corresponds to a pulse width modulated signal with a minimum modulation depth, which is greater than 0%, and the sum of the maximum possible measured value and the Offset value corresponds to a pulse-width modulated signal with a maximum modulation depth that is less than 100%,
- And that in a non-volatile memory of the receiver, a measured under standard conditions sensor measured value is stored as another offset value.

Description

Die Erfindung betrifft einen Positionssensor für ein Kraftfahrzeug, welcher als Sensorsignal ein positionsabhängig variierendes pulsweitenmoduliertes Signal erzeugt.The The invention relates to a position sensor for a motor vehicle, which as a sensor signal a position-dependent varying pulse width modulated Signal generated.

Bei Positionssensoren ist es üblich, diese in der Produktion oder nach dem Einbau zu justieren. Insbesondere eine heute noch übliche mechanische Justage ist für den Fahrzeughersteller sehr aufwendig. Deshalb wird die Forderung nach einem elektrischen Abgleich im Fahrzeug gestellt. Der Abgleich soll dabei innerhalb des Empfängers des Sensorsignales vorgenommen und z.B. über eine vorhandene Diagnoseschnittstelle initiiert werden.at Position sensors it is common to adjust them in production or after installation. Especially a still common today mechanical adjustment is for the vehicle manufacturer very expensive. That's why the requirement after an electrical adjustment in the vehicle provided. The adjustment should doing so within the recipient the sensor signal is made and e.g. via an existing diagnostic interface be initiated.

Ein solcher Abgleich ist dabei jedoch allgemein mit einer Reduzierung des ursprünglich zur Verfügung stehenden Signalbereiches verbunden, was zu einer Reduzierung der Auflösung führt. Dies ist aber nicht erwünscht.One however, such matching is generally a reduction of the original to disposal connected signal range, resulting in a reduction of resolution leads. This is not desirable.

Die Aufgabenstellung war, einen Positionssensor zu schaffen, welcher eins Verlagerung des Sensorabgleiches in den (oder gegebenenfalls in die) Empfänger ermöglicht, um kostengünstig einen Abgleich im oder am Positionssensor zu ersetzen, ohne daß hierbei das Auflösungsvermögen des Positionssensors beeinträchtigt wird.The Task was to create a position sensor, which a shift of the sensor balance in the (or possibly in the) receiver allows at low cost to replace a balance in or on the position sensor without this the resolution of the Position sensor impaired becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.These The object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Um keinerlei Einbußen bei der Auflösung zu haben und um einen sehr großen Einstellbereich (von z.B. bis zu 360°) zu ermöglichen, erzeugt der Positionssensor über dem mechanischen Betätigungsweg ein sich periodisch wiederholendes Meßsignal. Zum Beispiel: bei einem Drehwinkel von 360° ein sich alle 90° wiederholendes Signal. Dieses Meßsignal ist ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal). Die Kurvenform des PWM-Meßwertes über 360° würde bei dem obigen Beispiel dann 4 Perioden Sägezahn entsprechen, wobei der Übergang bei Über- oder Unterlauf eines Bereiches sprungförmig nahtlos erfolgt.Around no loss at the resolution and to have a very big one Adjustment range (of, for example, up to 360 °), the position sensor generates above the mechanical actuation path a periodically repeated measuring signal. For example a rotation angle of 360 ° repeating itself every 90 ° Signal. This measurement signal is a pulse width modulated signal (PWM signal). The curve shape the PWM reading over 360 ° would be at In the above example, then correspond to 4 periods of sawtooth, the transition at over- or underflow of an area is made jump-like seamless.

Für eine saubere PWM-Übertragung darf der PWM-Wert nicht von 0 bis 100% moduliert werden. Dies ist leicht einzusehen, weil ein Wert von 0% oder 100% von einem Gleichspannungspegel nicht zu unterscheiden wäre. Üblich sind Bereiche von z.B. 10% bis 90%.For a clean PWM transmission the PWM value must not be modulated from 0 to 100%. This is easy to see because a value of 0% or 100% of a DC level could not be distinguished. Are common Areas of e.g. 10% to 90%.

Um dennoch einen unterbrechungsfreien Wechsel von einem Meßbereich in den nächsten zu ermöglichen, wird zu dem eigentlichen Meßwert vor der PWM-Umwandlung ein entsprechender fester Offsetwert addiert, so daß beispielsweise bei einem Meßwert von 0% der PWM-Wert dem Minimalwert (= Offsetwert von z.B. 12,5%) entspricht. Darüber hinaus wird der maximal möglich PWM-Wert bestimmt, indem Offsetwert + maximaler Meßwert z.B. nur 87,5% des möglichen PWM-Wertes erreichen.Around Nevertheless, an uninterrupted change of a measuring range in the next to enable becomes the actual measured value adds a corresponding fixed offset value before the PWM conversion, so that, for example at a measured value from 0% of the PWM value to the minimum value (= offset value of, for example, 12.5%) equivalent. About that In addition, the maximum is possible PWM value determined by taking offset value + maximum measurement value e.g. only 87.5% of the possible Reach PWM value.

Im Empfänger wird das PWM-Verhältnis bestimmt und ausgewertet. Insbesondere wird dabei der Offsetwert von 1/8 = 12,5% wieder subtrahiert. Damit liegt das Ergebnis wieder in bereinigter Form in dem ursprünglichen Wertebereich vor. Störimpulse, die kürzer sind als 12,5% PWM können eindeutig erkannt und ausgefiltert werden.in the receiver becomes the PWM ratio determined and evaluated. In particular, the offset value is used subtracted from 1/8 = 12.5% again. This is the result again in an adjusted form in the original one Range of values. Glitches that shorter can be as 12.5% PWM be clearly recognized and filtered out.

Der Sensor weist somit über den gesamten Signalbereich mehrere sich wiederholende Meßbereiche ohne Lücken auf, wobei ein fehlerfreier Übergang von einem Meßbereich zum nächsten gewährleistet ist.Of the Sensor thus has over the entire signal range several repetitive measuring ranges without gaps on, with a flawless transition from a measuring range to the next guaranteed is.

Bei dem erfindungsgemäßen Positionssensor ist es nun möglich, den tatsächlich genutzten Meßbereich erst in der Applikation nach dem Einbau ins Fahrzeug festzulegen. Ein Abgleich im Positionssensor kann entfallen. Der Abgleich des Meßbereichs wird im Empfänger vorgenommen und beispielsweise über die Diagnoseschnittstelle eingeleitet. Hierzu wird unter vorgegebenen Standardbedingungen zum aktuellen Meßwert ein weiterer Offsetwert addiert und als Referenzwert im EEPROM abgelegt.at the position sensor according to the invention is it possible now actually used measuring range only to be determined in the application after installation in the vehicle. An adjustment in the position sensor can be omitted. The adjustment of the measurement range will be in the receiver made and over, for example initiated the diagnostic interface. For this purpose is given under Standard conditions for the current measured value another offset value added and stored as a reference value in the EEPROM.

Hierbei kann die tatsächliche Stellung des Rotors des Winkelsensors über die möglichen 360° Drehbereich beliebig sein, wenn der Sensor selbst keinen mechanischen Anschlag hat. Vom Abgleichpunkt ist dann ein festzulegender Bereich von zum Beispiel +/– 50% (oder auch –20 bis +80%) des gewählten Meßbereiches eindeutig. Im normalen Betrieb muß das Signal beim Einschalten der Versorgungsspannung in diesem festgelegten eindeutigen Bereich sein, damit keine Fehler auftreten. Während des normalen Betriebes auftretende große dynamische Hübe brauchen nicht begrenzt zu werden. Sie können problemlos inkremental durch korrektes Verarbeiten der Meßbereichsüber- oder -unterläufe mit gemessen werden.in this connection can the actual Position of the rotor of the angle sensor can be arbitrary over the possible 360 ° rotation range, if the sensor itself has no mechanical stop. From the balance point is then a range of, for example +/- 50% (or also -20 to + 80%) of the selected measuring range clearly. In normal operation, the signal must be at power up the supply voltage in this specified unique range so that no errors occur. During normal operation occurring big ones dynamic strokes do not need to be limited. You can easily incremental by measuring the overflow or underflow correctly become.

Verzögerungszeiten auf dem Signalpfad (z.B. durch HF-Filter) werden mit abgeglichen und liefern keinen Fehler, solange sie nach dem Abgleich stabil bleiben.delay times on the signal path (e.g., by RF filters) are matched and deliver no error as long as they are stable after matching stay.

Eine Fehlererkennung ist möglich, wenn z.B. mehr als ein Über- oder Unterlauf auftreten oder ein vorgegebener Überhub überschritten wurde. In diesem Fall wird der 2. Über- oder Unterlauf nicht mitgezählt, so daß der richtige Bereich automatisch wiedergefunden wird.A Error detection is possible if e.g. more than an over- or underflow or a given overstroke has been exceeded. In this Case becomes the 2nd over- or underflow not counted, so that the correct area is automatically recovered.

Der beschriebene Aufbau und die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Sensors ist besonders für Positionssensoren, also Weg- und Winkelsensoren vorteilhaft, da von diesen, insbesondere bei speziellen sicherheitskritischen Anwendungen in Kraftfahrzeugen, sehr hohe Auflösungen und Genauigkeiten gefordert werden. Selbstverständlich können aber auch Sensoren für andere Anwendungen gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau hergestellt werden.Of the described structure and operation of a sensor according to the invention is especially for Position sensors, so displacement and angle sensors advantageous because of these, especially in special safety-critical applications in motor vehicles, very high resolutions and accuracies required become. Of course but can also sensors for other applications according to the structure of the invention getting produced.

Claims

Position sensor for a motor vehicle, which generates as a sensor signal a position-dependent varying pulse width modulated signal, characterized in that - the total measuring range of the position sensor is divided into a plurality of similar, successive measuring ranges, - that the position sensor adds to its digitized measured value a fixed offset value, the sum of the minimum possible measured value and the offset value corresponds to a pulse-width-modulated signal with a minimum degree of modulation which is greater than 0%, and the sum of the maximum possible measured value and the offset value corresponds to a pulse-width-modulated signal having a maximum degree of modulation which is less than 100% , And in that a sensor measured value determined under standard conditions is stored as a further offset value in a nonvolatile memory of the receiver.

Position sensor according to claim 1, characterized that the receiver the pulse width modulated signal from that from the demodulated signal obtained measured value subtracted the offset value.

Position sensor according to claim 1, characterized that the receiver has a diagnostic interface and that the receiver in case of a given Signal at the diagnostic interface the further offset value in his non-volatile Memory is writing.