DE4321292A1

DE4321292A1 - Verfahren zur seriellen Übertragung von Meßsignalen mehrerer Meßparameter

Info

Publication number: DE4321292A1
Application number: DE19934321292
Authority: DE
Inventors: Joachim Froeschl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1993-06-26
Filing date: 1993-06-26
Publication date: 1995-01-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur seriellen Über tragung von Meßsignalen nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 30 01 331 C2 bekannt, bei dem vorzugsweise Betriebs kenngrößen einer Brennkraftmaschine übertragen werden. Bei diesem bekannten Verfahren findet die serielle Datenübertragung der Meßsignale über einen Datenbus statt. Die Meßsignale werden in Form binärer Datenwörter, angeführt von einem Startbit, übertragen. Der Sender der binären Signale der Datenwörter bestimmt zur Übertragung eine Taktfrequenz, wodurch das Problem der Syn chronisierung der Taktfrequenz des Senders und der des Empfängers auftritt. Dieses Synchronisierungsproblem wird in der DE 30 01 331 C2 durch eine wahlfreie Taktfrequenz gelöst. Die jeweils ausgewählte Taktfrequenz wird über die Länge des Startbits mitgeteilt. Dadurch wird zwar das Synchronisierungsproblem gelöst, wenn auch durch ein auf wendiges Verfahren, die Synchronisierung für sich jedoch ist weiterhin nötig.

Darüber hinaus ist beispielsweise bei einer elektronisch gesteuerten Brennervorrichtung zum Vorheizen eines Katalysators bekannt, die Meßwerte von mehreren Temperatursensoren mittels eines Telegramms, bestehend aus chronologisch unmittelbar aufeinanderfolgenden analo gen Signalen, seriell zu übertragen. Dieses Telegramm be ginnt mit einem funktionell einem Startbit entsprechenden analogen Signal, an das die den einzelnen Sensoren zuge ordneten Signale unmittelbar anschließen. Die den einzel nen Sensoren zugeordneten Signale sind beispielsweise für eine bestimmte Zeit konstant anliegende Spannungspegel. Die Höhe des jeweiligen Spannungspegels enthält die In formation, welcher Sensor diesem Signal zugeordnet ist. Die Länge der Zeit, mit der ein konstanter Spannungspegel anliegt, enthält die Information, welcher Meßwert durch diesen Sensor erfaßt wurde. Am Ende dieses Telegramms folgt unmittelbar wieder das einem Startbit entsprechende analoge Signal, worauf die serielle Meßwertübertragung von neuem beginnt. Bei dieser bekannten seriellen Übertragung von Meßwerten ist eine ständige Abtastung des Telegramms ebenso wie eine Synchronisierung des Senders und Empfängers notwendig. Auch liegt eine hohe Störanfäl ligkeit bei Schwankungen der Versorgungsspannung vor.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur seriellen Übertragung von Meßsignalen mehrerer Meßparameter zu schaffen, bei dem nicht nur die Synchronisierungsprob leme, sondern auch die Notwendigkeit der Synchronisierung selbst, verhindert wird und bei dem eine Vereinfachung der seriellen Übertragung geschaffen wird, wenn insbeson dere Meßwerte von sich langsam ändernden Meßparametern erfaßt werden sollen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird das Meßsignal eines jeden Meßparame ters in Form eines selbständigen Impulses übertragen, der zum einen den Meßwert als Information enthält und zum an deren ein Charakteristikum für den dem Meßwert zugeordne ten Meßparameter aufweist. Jeder Impuls wird selbständig, d. h. für sich und nicht als Teil eines Telegramms, über tragen. Die Übertragung dieses Impulses kann beispiels weise zeit- oder ereignisgesteuert sein. Dabei werden die einzelnen bzw. selbständigen Impulse für jeden Meßpara meter derart gesteuert, daß sie weder direkt aneinander stoßen noch sich gegenseitig überlappen. Vorzugsweise wird eine Mindestpause zwischen den einzelnen Impulsen definiert.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren tritt ein Synchro nisierungsproblem nicht auf, da eine Synchronisierung nicht mehr notwendig ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Anspruchs 2.

Ein parametereigener Impuls ist erfindungsgemäß ein Im puls mit konstantem Spannungspegel, dessen Höhe den Meß parameter bzw. den zugehörigen Sensor kennzeichnet. Die Länge des Impulses entspricht dem von diesem Sensor er faßten Meßwert. Dies ist die einfachste erfindungsgemäße Ausgestaltung, um sowohl den Meßwert als auch den zugehö rigen Meßparameter bzw. Sensor in einem selbständigen Im puls darzustellen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Anspruch 3.

Auch hier ist beispielsweise die Länge des Impulses maß gebend für den Meßwert. Die Meßparameter- oder Sensorzu ordnung ist erfindungsgemäß in der Höhe der Frequenz ent halten, die diesem Impuls überlagert wird. Vorzugsweise liegen die Pegel eines mit einer Frequenz überlagerten Impulses während der gesamten Übertragungszeit des Impul ses über einem definierten Schwellwert. Mit dieser erfin dungsgemäßen Weiterbildung wird zusätzlich die Störanfäl ligkeit der seriellen Übertragung gegen Schwankungen in der Spannungsversorgung minimiert.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Anspruchs 4.

Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Im puls mit einer Frequenz überlagert, wobei das Tastver hältnis bzw. das Verhältnis zwischen Puls und Pause der überlagerten Frequenz die Information enthält, welchem Meßparameter bzw. welchem Sensor der z. B. durch die Länge des Impulses übertragene Meßwert zugeordnet ist. Bei die ser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es möglich, für die Überlagerung der Frequenz eine vereinfachte Schaltung zu verwenden, mit der nur eine Frequenz erzeugt werden kann.

Es ist jedoch auch möglich sowohl unterschiedliche Fre quenzen als auch unterschiedliche Tastverhältnisse für eine Meßparameter- bzw. Sensorzuordnung einzusetzen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine serielle Übertragung von Meßsignalen mehre rer Meßparameter nach dem Stand der Technik

Fig. 2 eine erfindungsgemäße serielle Übertragung von Meßsignalen mit konstantem Pegel des Impulses

Fig. 3 eine erfindungsgemäße serielle Übertragung von Meßsignalen mittels frequenzüberlagerter Impulse

Fig. 4 eine erfindungsgemäße serielle Übertragung von Meßsignalen mittels frequenzüberlagerter Impulse mit unterschiedlichen Tastverhältnissen.

In Fig. 1 ist ein serielles Übertragungstelegramm, z. B. für zwei Temperaturmeßsignale T1 und T2, nach dem Stand der Technik dargestellt. Mit der Übertragung eines Span nungspegels US wird der Start eines daran anschließenden seriellen Übertragungstelegramms gekennzeichnet. Mit dem auf den Startpegel folgenden Spannungspegel U1 beginnt die Übertragung des beispielsweise einem ersten Tempera tursensor zugeordneten Temperaturmeßsignals T1, wobei die Länge der Zeit t1 mit der dieser Spannungspegel U₁ anhält proportional zur Höhe der Temperatur T1 ist. Unmittelbar anschließend an das Temperaturmeßsignal T1 wird mit der Übertragung eines Spannungspegels U2 das einem zweiten Temperatursensor zugeordnete Temperaturmeßsignal T2 ange schlossen. Auch hier entspricht die Zeitdauer t2, mit der die Spannung U2 konstant anliegt, dem Temperaturmeßwert des zweiten Temperatursensors. Im Beispiel nach Fig. 1 schließt unmittelbar an das erste Telegramm, bestehend aus einem Startsignal S, einem Temperaturmeßsignal T1 und einem Temperaturmeßsignal T2, das nächste Telegramm an, wieder beginnend mit einem Startsignal S.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße serielle Übertragung von Meßsignalen ebenfalls am Beispiel von zwei Tempera turmeßsignalen T1 und T2 dargestellt. Die Temperaturmeß signale T1 und T2 werden unabhängig voneinander durch zwei selbständige Impulse übertragen. Die Zeitspanne t1, mit der der erste Impuls übertragen wird, enthält die In formation über den Meßwert des Temperatursignals T1. Die Kennzeichnung, daß dieser Meßwert dem Temperatursignal T1 zugeordnet ist, findet durch den Pegel dieses Impulses, U1 statt. Mit dem Spannungspegel U2 wird der zweite Tem peratursensor bzw. das Temperaturmeßsignal T2 gekenn zeichnet. Der Meßwert des Temperaturmeßsignals T2 ist in der Länge des Impulses t2 enthalten.

Fig. 3 zeigt für das Temperaturmeßsignal T1 des ersten. Temperatursensors einen Impuls, der mit der Frequenz f1 überlagert ist. Die Frequenz f1 enthält die Meßparameter bzw. Sensorzuordnung für das Temperaturmeßsignal T1, des sen Meßwert wiederum in der Länge t1 der Impulsdauer ent halten ist.

Die Frequenz f2 kennzeichnet das Temperaturmeßsignal T2 des zweiten Temperatursensors. Auch hier ist die Zeit dauer t2 des mit der Frequenz f2 überlagerten Impulses proportional zum Meßwert des Temperaturmeßsignals T2.

In Fig. 4 sind die Impulse der Temperaturmeßsignale T1 und T2 zwar mit derselben Frequenz überlagert, wobei je doch dem Temperatursignal T1 das Tastverhältnis V1 und dem Temperaturmeßsignal T2 das Tastverhältnis V2 zugeord net sind. Auch in Fig. 4 enthält die Zeitdauer t1 des er sten Impulses den Meßwert des Temperaturmeßsignals T1 und die Zeitdauer t2 des zweiten Impulses den Meßwert des Temperaturmeßsignals T2.

Wie in Fig. 2 bis Fig. 4 eingezeichnet ist, kann auch eine Schwellspannung U_S definiert sein, bei deren Überschrei ten der Beginn und bei deren Unterschreiten das Ende ei nes Impulses erkannt wird. Liegen die Pegelspannungen während der Übertragung des Impulses mit nicht zu gerin gem Abstand zur Schwellspannung U_S wird das Vorliegen ei nes Impulses auch bei Schwankungen in der Versorgungs spannung eindeutig erkannt. Besonders vorteilhaft sind die Ausgestaltungen nach Fig. 3 und Fig. 4, da die Pegel der den Impulsen überlagerten Pulse unterschiedlicher Frequenz derart gewählt werden können, daß auch bei star ken Spannungsschwankungen sowohl die Frequenz als auch die Impulslänge des einem Meßparameter zugeordneten Impulses eindeutig erkannt werden können.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, sind die Impulse erfindungsgemäß in jedem Fall selbständig, d. h. sie be rühren oder überlappen sich nicht.

Zu den Beispielen nach Fig. 2 bis Fig. 4 ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Ausgestaltung möglich, bei der für unterschiedliche Meßparameter sowohl die überlagerte Fre quenz als auch das Tastverhältnis unterschiedlich defi niert werden können.

Die Erfindung trägt zu einer seriellen Übertragung von Meßsignalen bei, die sowohl die Probleme der Synchroni sierung als auch die der Störanfälligkeit löst.

Claims

1. Verfahren zur seriellen Übertragung von Meßsigna len mehrerer Meßparameter, bei dem das Meßsignal die Information über den Meßwert und den zugehörigen Meßparameter enthält, dadurch ge kennzeichnet, daß jedes Meßsignal (T1, T2) in Form eines selbständigen, meßparametereigenen und meßwertenthaltenden Impulses übertragen wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß durch die Länge (t1, t2) des Impulses der Meßwert und durch den Spannungswert (U1, U2) des Impulses der dem Meßwert zugeordnete Meßparameter angegeben wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßparameter durch eine dem Impuls überlagerte Frequenz (f1, f2) angegeben wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch ge kennzeichnet daß der Meßparameter durch das Tast verhältnis (V1, V2) der dem Impuls überlagerten Frequenz angegeben wird.