DE4221186A1

DE4221186A1 - Verfahren zur Ermittlung der Referenz- und der Versorgungsspannung in einer Recheneinrichtung

Info

Publication number: DE4221186A1
Application number: DE19924221186
Authority: DE
Inventors: Jost Dipl Ing Brachert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-06-27
Filing date: 1992-06-27
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2012-06-28
Also published as: DE4221186C2; JPH0666505A; FR2692981A1; FR2692981B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ermittlung der Refe renz- und der Versorgungsspannung in einer Recheneinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei der Auswertung von Sensorsignalen in einer Recheneinrichtung, beispielsweise im Steuergerät eines Kraftfahrzeuges, bei der gleich zeitig auch noch eine Fehlererkennung durchgeführt werden soll, wer den üblicherweise mehrere Verbindungsleitungen zwischen dem Sensor und dem Steuergerät benötigt, die jeweils einen eigenen Eingang des Steuergeräts belegen.

Besonders bei der Auswertung von Signalen eines Sensors, der sich aus mehreren Sensorelementen zusammensetzt beispielsweise eines Winkelsensors zur Bestimmung der Stellung einer Welle, insbesonders der Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, bei der ein Sensor mit einem Grobpotentiometer und zwei Feinpotentiometern verwendet wird, werden viele Leitungen benötigt und damit viele Eingänge des Steuergerätes blockiert. Im einzelnen werden bei einem solchen Winkelsensor fol gende Spannungen benötigt: die Versorgungsspannung der Feinpotentiometer, die Schleiferspannungen der beiden Feinpotentio meter, die Referenzspannung der Feinpotentiometer, die Referenzspan nung des Grobpotentiometers und die Schleiferspannung des Grobpoten tiometers. Es sind daher sechs Eingänge des Steuergerätes allein zur Auswertung eines solchen Winkelsensors belegt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Referenz- und der Versorgungsspannung in einer Recheneinrichtung hat den Vorteil, daß nur die eigentlichen Meßspannungen dem Steuergerät zugeführt werden, während die übrigen, für die Auswertung bzw. Fehlererkennung bei einem Sensor benötigten Spannungen in der Recheneinrichtung selbst erzeugt werden. Es können daher eine Anzahl von Eingängen eingespart werden, bzw. ohnehin vorhandene Eingänge anderweitig benutzt werden.

Die Versorgungsspannung bzw. die Referenzspannung kann in der Re cheneinrichtung aus den Meßsignalen der einen Sensorelemente, z. B. der Feinpotentiometerschleifersignalen gewonnen werden, da das Maxi mum dieser Signale der Versorgungsspannung und das Minimum der Refe renzspannung entspricht, sofern sich gleichzeitig das weitere Signal, z. B. das Grobpotentiometerschleifersignal in eine Richtung über einen bestimmten Winkel erstreckt.

Beträgt dieser Winkel 300° und sind die Feinpotentiometer gegenein ander um 90° versetzt, ist gewährleistet, daß jedes Feinpotentiome ter einmal an seinem oberen und einmal an seinem unteren Anschlag war und damit eine Maximal- und eine Minimalspannung geliefert hat.

Da das Grobpotentiometer nur für die Feinpotentiometerbereichsbe stimmung verwendet wird, ist die genaue Grobpotentiometerreferenz spannung nicht erforderlich, der Eingang, über den bisher die Grob potentiometerreferenzspannung dem Steuergerät zugeführt wurde, ist daher nicht erforderlich.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch beanspruchten Ver fahrens möglich.

Dabei ist besonders vorteilhaft, daß die im Steuergerät ermittelten Spannungen gefiltert werden, so daß Störungen unterdrückt werden.

Die Abspeicherung der vor dem Ausschalten des Steuergerätes ermit telten Spannungen in Speichern, deren Inhalt nach dem Abschalten nicht gelöscht wird, hat den Vorteil, daß nach dem Wiedereinschalten sofort Referenz- und Versorgungsspannungen zur Verfügung stehen und beispielsweise zur Fehlererkennung verwendet werden können.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1a die bisherige Lösung, die sechs Eingänge beno tigt, Fig. 1b zeigt die erfindungsgemäße Lösung, die nur noch drei Eingänge benötigt und in Fig. 2 ist ein Flußdiagramm angegeben, das zeigt, wie die Referenz- bzw. Versorgungsspannung in der Rechenein richtung bzw. im Steuergerät aus den Meßsignalen ermittelt wird.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Erfindung wird anhand der Auswertung der Signale eines Lenkwin kelsensors erläutert, sie kann jedoch auch für andere Sensoren, die entsprechende Signale abgeben, verwendet werden.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Lenkwinkelsensors sowie die einzelnen Verbindungen zwischen dem Lenkwinkelsensor und dem Steuer gerät angegeben. Ein solcher Lenkwinkelsensor ist beispielsweise aus der DE-OS 39 07 442 bekannt, wobei dort die einzelnen Verbindungen jedoch nicht explizit dargestellt sind.

Der bekannte Lenkwinkelsensor besteht aus zwei Feinpotentiometern 10, 10a, die einerseits an Versorgungsspannung UV und andererseits über einen Widerstand 11 an Masse angeschlossen sind. Die beiden Feinpotentiometer 10 und 10a sind so angeordnet, daß sie an ihren Schleifern sogenannte Feinpotentiometerschleifersignale UFS1 und UFS2 liefern, die gegeneinander um 90° verschoben sind, wobei die Feinpotentiometerschleifersignale einen Maximalwert aufweisen, der gleich der Versorgungsspannung UV ist und einen Minimalwert, der gleich der Feinpotentiometerreferenzspannung UR ist.

Neben den Feinpotentiometern 10 und 10a umfaßt der Lenkwinkelsensor noch ein Grobpotentiometer 12, das über einen Widerstand 13 an Ver sorgungsspannung UV liegt und auf der anderen Seite mit Masse in Verbindung steht.

Am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 13 und dem einen Poten tiometeranschluß liegt die Grobpotentiometerreferenzspannung UGR. Am Schleifer des Grobpotentiometers ist die Grobpotentiometerschleifer spannung UGS abnehmbar, die je nach Stellung des Schleifers zwischen 0 Volt und UGR liegt.

Bei der in der Fig. 1a dargestellten Losung werden die Spannungen bzw. Signale UV, UFS1, UFS2, UR, UGR und UGS über entsprechende Analogeingänge der Recheneinrichtung 14, die beispielsweise ein Steuergerät eines Kraftfahrzeuges ist, zugeführt und dort zur Be stimmung des Lenkwinkels ausgewertet, die Auswerteverfahren selbst sind aus derzeit noch nicht veröffentlichten Anmeldungen bekannt.

In Fig. 1b ist derselbe Sachverhalt wie in Fig. 1a dargestellt, jedoch entfallen die Anschlüsse für die Versorgungsspannung UV, für die Referenzspannung UR und für die Grobpotentiometer referenzspannung UGR. Da für die Auswertung bzw. Fehlererkennung die Versorgungsspannung UV sowie die Referenzspannung UR jedoch benötigt werden, werden diese beiden Spannungen in der Recheneinrichtung 14 bzw. im Steuergerät 15 aus den Spannungen UFS1, UFS2 und UGS ermit telt, wobei diese Ermittlung nach dem in Fig. 2 angegebenen Verfah ren erfolgt.

In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm dargestellt, das das erfindungsge mäße Verfahren zur Ermittlung der Referenz- bzw. Versorgungsspannung in der Recheneinrichtung 14 bzw. im Steuergerät 15 verdeutlichen soll.

Dabei wird in einem ersten Schritt S1 aus den, der Recheneinrichtung 14 zugeführten Feinpotentiometerschleifersignalen UFS1 und UFS2 das Maximum und das Minimum gebildet.

Im Schritt S2 wird überprüft, ob sich das Grobpotentiometer seit der letzten Abspeicherung um mehr als 300° gedreht hat. Dazu wird das Grobpotentiometerschleifersignal UGS daraufhin überprüft, ob es sich um einen entsprechenden Betrag verändert hat.

Wird im Schritt S2 erkannt, daß sich das Grobpotentiometer seit der letzten Abspeicherung um mehr als 300° gedreht hat, werden im Schritt S3 die im Schritt S1 gefundenen Extremwerte gefiltert. In diesem Fall muß einer der beiden Feinpotentiometerschleifer am Ver sorgungspunkt und einer am Referenzpunkt vorbeigekommen sein, so daß die beiden Extremwerte der Versorgungsspannung UV und der Referenz spannung UF entsprechen.

Im sich anschließenden Schritt S4 werden die Extremwerte als Refe renz- UR bzw. Versorgungsspannung UV abgespeichert, wobei für die Referenzspannung UR gilt, daß das Minimum aller Feinpotential schleifersignale UFS1, UFS2 der Referenzspannung UR entspricht und das Maximum aller Feinpotentiometerschleifersignale UFS1, UFS2 die Versorgungsspannung UV wiedergibt.

Die Abspeicherung im Schritt S4 erfolgt in EEPROM- oder batteriege pufferten RAM-Zellen, die als Speicher 16 im Steuergerät 15 enthal ten sind.

Diese Abspeicherung ist erforderlich, damit nach dem Einschalten sofort Referenz- und Versorgungsspannungswerte zur Verfügung stehen, beispielsweise zur Fehlererkennung.

Nach der im Schritt S4 erfolgten Abspeicherung der Spannungswerte wird im Schritt 55 die Extremwertbildung neu initialisiert, das Programm springt wieder an seinem Anfang zurück.

Wird im Schritt S2 erkannt, daß das Grobpotentiometer seit der letz ten Abspeicherung sich nicht um mehr als 300° gedreht hat, springt das Programm ebenfalls an seinen Anfang zurück und es wird eine neue Extremwertbildung der beiden Feinpotentialschleifersignale eingelei tet.

Da bei der Anordnung gemäß Fig. 1b die Referenzspannung des Grob schleiferpotentiometers UGS dem Steuergerät 15 nicht zugeführt wird, muß diese Referenzspannung steuergeräteintern gebildet werden, bzw. wird durch einen Spannungsfestwert ersetzt. Dieser Wert wird jedoch innerhalb des Steuergerätes 15 gebildet und dem Steuergerät nicht zugeführt. Da das Grobpotentiometer nur für Feinpotentiometerbe reichsbestimmungen verwendet wird und die Fehlererkennung mit Hilfe eines Feinpotentiometerreferenzsignales bzw. der Versorgungsspannung realisiert wird, ist eine genaue Referenzspannung UGR nicht erfor derlich.

Zur Fehlererkennung, die in Fig. 2 als Schritt S6 angegeben wird, können im Anschluß an Schritt S4 Spannungsvergleiche ablaufen, mit denen Abweichungen der ermittelten Referenzspannung bzw. der ermit telten Versorgungsspannung von Sollwerten erkannt wird. Es kann sich auch bereits im Anschluß an Schritt S1, in dem die Extremwerte der beiden Feinpotentiometersignale gebildet werden, durch Vergleich dieser Signale ein Fehler erkennen lassen.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Referenz- und der Versorgungsspan nung in einer Recheneinrichtung, in der die Signale eines Winkelsen sors zur Bestimmung der Stellung einer Welle ausgewertet werden, insbesondere eines Lenkwinkelsensors zur Bestimmung der Stellung der Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, mit einem ersten Sensorelement, das ein den gesamten Drehbereich der Welle umfassendes erstes Signal abgibt und wenigstens zwei gleichartigen weiteren Sensorelementen, die gegeneinander um einen ersten vorgebbaren winkelverschobene, sich nach einer Umdrehung der Welle wiederholende gleichartige Signale liefern, deren Maximum der Versorgungsspannung (UV) und deren Minimum der Referenzspannung (UR) entspricht, dadurch gekenn zeichnet, daß laufend das Maximum und das Minimum aller gleicharti gen Signale ermittelt wird, daß aus dem ersten Signal erkannt wird, ob sich die Welle um einen bestimmten Winkel in einer Richtung ge dreht hat und daß nachdem dies erkannt ist, aus dem Maximum die Versorgungsspannung (UV) und aus dem Minimum die Referenzspannung (UR) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Re cheneinrichtung (14) ein Steuergerät (15) eines Kraftfahrzeugs ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, aus dem Maximum errechnete Versorgungsspannung (UV) und die aus dem Minimum bestimmte Referenzspannung (UR) gefiltert werden und die gefilterten Spannungen in einem Speicher (16) abgelegt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Fehlererkennung abläuft, die aus dem Ver gleich der berechneten Referenzspannung bzw. der berechneten Ver sorgungsspannung mit Sollwerten einen Fehler erkennt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Fehlererkennung eine Anzeige (A) erfolgt und/oder geeignete Maßnah men zur Unterdrückung der fehlerhaften Signale eingeleitet werden.