EP4677369A1 - Vorrichtung und verfahren zur messung des ruhestroms eines fahrzeugsensors - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur messung des ruhestroms eines fahrzeugsensors

Info

Publication number
EP4677369A1
EP4677369A1 EP24707029.5A EP24707029A EP4677369A1 EP 4677369 A1 EP4677369 A1 EP 4677369A1 EP 24707029 A EP24707029 A EP 24707029A EP 4677369 A1 EP4677369 A1 EP 4677369A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
comparator
output signal
evaluation unit
control unit
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24707029.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
André Sudhaus
Fikret Abaza
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elmos Semiconductor SE
Original Assignee
Elmos Semiconductor SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023106211.5A external-priority patent/DE102023106211B4/de
Application filed by Elmos Semiconductor SE filed Critical Elmos Semiconductor SE
Publication of EP4677369A1 publication Critical patent/EP4677369A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2829—Testing of circuits in sensor or actuator systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring the quiescent current of a vehicle sensor, in particular via the peripheral sensor interface 5 (PSI5), and a corresponding measuring method.
  • PSI5 peripheral sensor interface 5
  • Knowing the quiescent current of a vehicle sensor is essential for the reliable functioning of a vehicle sensor. Knowing the quiescent current of a vehicle sensor is particularly important for communication between a control unit and a vehicle sensor via a communication interface such as PSI5. Only with knowledge of the quiescent current can the signal received by the vehicle sensor be correctly evaluated by distinguishing between a quiescent current component and a signal pulse superimposed on the quiescent current signal.
  • the quiescent current can be 35 mA, while the current pulse used for communication with the control unit has an amplitude of 25 mA.
  • the quiescent current is an important indicator of the proper functioning of a vehicle sensor. For example, if the quiescent current for a vehicle sensor deviates significantly from the typical quiescent current of this sensor, this can be interpreted as an indication of a faulty function of the vehicle sensor.
  • a method for controlling a personal protection system in which a sensor signal is provided and the personal protection system is controlled depending on the sensor signal.
  • the sensor signal To provide the sensor signal, the sensor signal to generate a first and a second comparison signal with a first and a second signal processing.
  • the first and the second comparison signal are compared with each other to generate an input signal for a decoder, wherein the decoder provides the decoded input signal for controlling the personal protection system.
  • DE 10 2016 116 059 A1 describes a method for detecting the presence and correct functioning of a data bus capacitance of a data bus interface.
  • a first voltage level with a predetermined or predeterminable voltage value is provided against the reference potential.
  • a second voltage level whose voltage value against the reference potential depends on the voltage value of the data bus connection against the reference potential, is determined.
  • a voltage supply line is connected to the data bus connection.
  • a data bus current value of the data bus current that flows out of the PSI5 data bus connection is determined.
  • the determined data bus current value of the data bus current is compared with a first threshold value, whereby a comparison result is generated.
  • the correct functioning or incorrect functioning of the data bus capacitance and/or the presence or absence of the data bus capacitance is concluded depending on the comparison result.
  • the object of the present invention to provide a device for measuring the quiescent current of a vehicle sensor, which provides reliable measurement results even in the presence of interference.
  • the present invention proposes a device for measuring the quiescent current of a vehicle sensor, in particular via the peripheral sensor interface 5, PSI5, comprising: - a voltage source and a shunt resistor arranged between the voltage source and a reference node, the shunt resistor having a first and a second terminal;
  • the comparator output signal has a bandwidth of fl;
  • control unit designed to receive the evaluation unit output signal and to output a control unit output signal depending on the received evaluation unit output signal
  • an offset generator designed to convert the control unit output signal into an offset signal and to feed the offset signal into the comparator or into an input path of the comparator;
  • the evaluation unit is designed to sample the comparator output signal at a frequency f2, where f2 > 2 • fi.
  • the device according to the invention allows a robust measurement of the quiescent current, which delivers reliable measurement results even in the case of interference.
  • the oversampling of the comparator output signal with the frequency f2 > 2 • fi allows a reliable measurement of the quiescent current, which is not significantly affected by interference signals at a frequency of fi.
  • problems are often observed when interference signals are present which also have a frequency of f « 1 MHz.
  • the device according to the invention allows reliable measurement results to be achieved even when interference signals with a frequency of approx. 1 MHz are present by deliberately oversampling the comparator output signal.
  • the device according to the invention allows the components used in previously used measuring devices and the evaluation frequency to be retained.
  • the vehicle sensor can be connected to the reference node.
  • the shunt resistor (often referred to as shunt or measuring resistor) has a low resistance.
  • the inputs of the comparator are connected (at least indirectly) to the terminals of the shunt resistor. This allows the comparator to compare the voltage values that are present at the two terminals of the shunt resistor.
  • the comparator can be connected directly to the terminals of the shunt resistor. Alternatively, individual components can be provided between the terminals of the shunt resistor and the inputs of the comparator, for example to adapt the voltage values to a range of values that can be evaluated by the comparator.
  • the comparator is designed to output a "high” signal if the voltage at the positive input is greater than the voltage at the negative input. If the voltage at the positive input is not greater than the Voltage at the negative input, a "low” signal is output at the output of the comparator.
  • the comparator can be designed to receive and evaluate an offset signal at one of its inputs.
  • the adjustable offset is generated in the comparator.
  • the present invention is therefore not limited to a specific type of provision of the offset signal for the comparator.
  • n 1/2 x fz/fi is preferably.
  • n can be any value between 1 and fz/fi.
  • a majority decision in the evaluation unit, according to which it is determined whether a limit value is exceeded or not reached on average. For example, the majority decision can determine whether the quiescent current determined in the previous measurement period was too high or too low compared to the actual quiescent current.
  • a counter reading of the control unit can then be reduced or increased, for example.
  • the control unit is designed to increase a current counter reading by one value if the value received from the evaluation unit is set to "1"; and to reduce the current counter reading by one value if the value received from the evaluation unit is set to "0".
  • a digital control unit is provided that allows an iterative determination of the quiescent current, wherein the control unit has an integral behavior.
  • the control unit works at a frequency fi, but preferably decides on the adjustment of the offset signal using another temporal, linear or non-linear evaluation method.
  • an additional low-pass filter circuit is arranged at the input of the comparator.
  • the low-pass circuit allows high-frequency interference signals that can occur during the measurement to be suppressed. This increases the robustness of the measuring device against high-frequency interference signals.
  • the combination of oversampling and the low-pass circuit also offers the advantage that a low-pass filter with a higher cutoff frequency can be provided without aliasing effects occurring (Nyquist-Shannon sampling theorem).
  • the desired low-pass function can also be provided via the intrinsic properties of the comparator.
  • the device according to the invention can be provided with a low-pass filter circuit comprising a capacitor arranged between the two inputs of the comparator, as well as two resistors arranged in series with the two inputs of the comparator.
  • the arrangement mentioned allows efficient filtering of differential, high-frequency interference signals which could adversely affect the measurement result without low-pass filtering. This can increase the accuracy and robustness of the device according to the invention with respect to interference can be further increased.
  • the arrangement mentioned is simple and inexpensive to implement.
  • the low-pass filter circuit has a cutoff frequency fi ⁇ f c ⁇ f2 / 2, preferably fi ⁇ f c ⁇ 1.4 x fi, particularly preferably fi ⁇ f c ⁇ 1.3 x fi or fi ⁇ fc ⁇ 1.2 x fi, and in particular fi ⁇ f c ⁇ 1.1 x fi.
  • the device according to the invention can also be designed so that the second frequency is f2 > 6 • fi, preferably f2 > 12 • fi, and particularly preferably f2 > 24 • fi.
  • the first frequency can be 1 MHz
  • the second frequency can be 6 MHz, 12 MHz or 24 MHz.
  • the evaluation unit is designed to sample the comparator output signal at a frequency f2, where f2 > 2 • fi.
  • the method according to the invention allows a more robust measurement of the quiescent current of a vehicle sensor compared to the methods known from the prior art, wherein the measurement results remain undistorted even in the presence of interference signals, in particular interference signals with a frequency of fi.
  • the method according to the invention comprises the following method step:
  • the low-pass filter function is provided by the intrinsic properties of the comparator and that the comparator is selected such that its manufacturing-related processing or delay properties provide the desired low-pass filter properties.
  • the method according to the invention can provide that the low-pass filtering of the input signals of the comparator is carried out by using a low-pass filter circuit which has a capacitor which is arranged between the two inputs of the comparator and two resistors which are each arranged in series with the two inputs of the comparator.
  • the low-pass filter circuit has a cutoff frequency fi ⁇ f c ⁇ f2 / 2, preferably fi ⁇ f c ⁇ 1.4 x fi, particularly preferably fi ⁇ f c ⁇ 1.3 x fi, fi ⁇ f c ⁇ 1.2 x fi, and in particular fi ⁇ fc ⁇ 1.1 x fi.
  • fi 1 MHz.
  • the desired low-pass function can be provided by a separate circuit at the input of the comparator or by intrinsic properties of the comparator.
  • the second frequency is f2 > 6 • fi, preferably f2 > 12 • fi, and particularly preferably f2 > 24 • fi.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the measuring device according to the invention
  • Fig. 3 shows an embodiment of the measuring method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a device 10 for measuring the quiescent current of a vehicle sensor 12.
  • the device 10 has a voltage source 14 and a shunt resistor 16.
  • the shunt resistor 16 is arranged between the voltage source 14 and a reference node to which the vehicle sensor 12 can be connected.
  • the device 10 has a comparator 22, the inputs of the comparator 22 being connected to the two terminals of the shunt resistor 16 via a second resistor 18 and a third resistor 20.
  • the first and second resistors 18, 20 can be used to convert the voltage values present at the terminals of the shunt resistor 16 into a range that can be processed by the comparator 22.
  • the comparator 22 is designed to output a comparator output signal at its output which depends on the values received at its inputs.
  • the output signal of the comparator 22 can additionally depend on an adjustable internal offset of the comparator 22.
  • the comparator output signal has a bandwidth of fi.
  • the comparator output signal is received and processed by a control unit 30.
  • the control unit 30 samples the comparator output signal at a frequency fi, evaluates the sampled comparator output signal and determines a controlled variable that depends on the evaluated signal. For example, it can be provided that an average sensor current is estimated, with the estimate being made on the basis of the past m values. In this case, m can be 4, 6 or 8, for example.
  • An integral control unit can thus be provided.
  • the present invention is not limited to integral control units. Instead, the control unit described above serves as an illustrative example of the measuring principle that is used according to the prior art.
  • the estimated control variable (for example an estimated average quiescent current) can therefore be set depending on the values received from the control unit 30.
  • the control variable can be updated, for example, once per microsecond.
  • the control unit 30 then generates a control unit output signal and transmits this signal to an offset generator 28.
  • the offset generator generates an offset signal that can, for example, be fed into an input path of the comparator 28. Alternatively, it is also possible to feed the offset signal directly into the comparator 22.
  • the comparator 22, the control unit 30 and the offset generator 28 together represent a control loop that is designed to adapt the control variable of the control loop until the control variable (for example the estimated average current of the vehicle sensor) adjusts to the actual value.
  • the system frequency of the measuring device shown can be 1 MHz.
  • the system frequency of the measuring device shown can be 1 MHz.
  • FIG. 2 An embodiment of the device 10 according to the invention is shown schematically in Fig. 2.
  • the device according to the invention just like the device shown in Fig. 1, also has a voltage source 14 and a shunt resistor 16, which is arranged between the voltage source 14 and a reference node to which a vehicle sensor 12 can be connected.
  • the device 10 has a comparator 22, which is designed to receive a voltage value at its first input that depends on the voltage value at the first terminal of the shunt resistor 16, and to receive a voltage value at its second input that depends on the voltage value at the second terminal of the shunt resistor.
  • a first resistor 18 and a second resistor 20 are provided between the shunt resistor 16 and the inputs of the comparator 22, which are intended to convert the voltage values at the terminals of the shunt resistor 16 into a range of values that can be evaluated by the comparator 22.
  • the device 10 has a third resistor 32, a fourth resistor 34 and a capacitor 36, which together form a low-pass filter circuit 38.
  • the low-pass filter circuit 38 makes it possible to suppress high-frequency interference signals that can negatively affect the measurement result. As a result, the device 10 has a high degree of robustness against high-frequency interference.
  • the device 10 has an evaluation unit 26 which is designed to sample the comparator output signal at a frequency f2, where f2 > 2 • fi, and then evaluate it.
  • f2 1 MHz
  • the evaluation unit can record and evaluate 12 values within a measurement period, which is, for example, 1 ps. It can be provided that the evaluation unit is designed to To make a majority decision and to generate an evaluation unit output signal that depends on whether a certain proportion (for example at least 50%) of the received values is set to "high". The evaluation unit output signal is then output to the control unit 30.
  • the control unit 30 can then set a controlled variable (for example an estimated average current of the vehicle sensor) depending on the received values and generate a control unit output signal.
  • the control unit output signal is then transmitted to an offset generator 28, which is designed to generate an offset signal.
  • the offset signal can be fed into an input path of the comparator 22.
  • the offset signal can also be fed directly into the comparator itself.
  • the evaluation unit 26 and the control unit 30 can be designed to generate an output signal with a first frequency fi, where fi can preferably be 1 MHz.
  • the comparator output signal has a bandwidth of fi.
  • the comparator output signal is sampled with a second frequency f2, where the second frequency f2 is at least twice as high as the first frequency fi and preferably six times as high, twelve times as high or 24 times as high as the first frequency fi.
  • the evaluation unit 26 is designed to generate an evaluation unit output signal that indicates whether the current currently flowing through the shunt resistor 16 is on average above or below the current value determined during the previous measurement period. This can preferably be done via a majority decision in which the sampled values are evaluated within a measurement period.
  • the evaluation unit 26 can be designed to determine whether at least six of the twelve output values are greater than the current value determined during the previous measurement period. A majority decision can therefore be made and, in accordance with the majority decision, an evaluation unit output signal can be generated which is updated at a frequency of 1 MHz.
  • the device according to the invention allows a robust measurement of the quiescent current of a vehicle sensor, whereby in particular the oversampling allows a higher robustness against interference signals with a frequency of f « fi.
  • a first voltage value and a second voltage value are recorded at the inputs of a comparator and a comparator output signal is generated depending on the recorded voltage values.
  • the first voltage value depends on the voltage at the first connection of the shunt resistor, while the second voltage value depends on the voltage at the second connection of the shunt resistor.
  • the generated comparator output signal is sampled by an evaluation unit that is designed to sample and evaluate the comparator output signal.
  • the sampled comparator output signal is evaluated by the evaluation unit and a corresponding evaluation unit output signal is generated.
  • the counter reading of a control unit is adapted in a fourth method step 140, whereby a control unit output signal is generated.
  • the control unit Output signal is converted into an offset signal using an offset generator, wherein the analog offset signal is fed into the comparator or into an input path of the comparator.
  • the control unit output signal and the evaluation unit output signal can each have a first frequency fi, while the evaluation unit is designed to perform the sampling of the comparator output signal with a second frequency f2, wherein the second frequency f2 is at least twice as high as the first frequency fi.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors (12), insbesondere über die periphere Sensorschnittstelle 5, PSI5, umfassend: - eine Spannungsquelle (14) und einen zwischen der Spannungsquelle (14) und einem Referenz knoten angeordneten Shunt-Widerstand (16), wobei der Shunt-Widerstand (16) einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist; - einen Komparator (22), - eine Auswerteeinheit (26) zum Auswerten des Komparator-Ausgangssignals und zum Ausgeben eines Auswerteeinheit-Ausgangssignals; - eine Regeleinheit (30), die dazu ausgelegt ist, das Auswerteeinheit- Ausgangssignal aufzunehmen und in Abhängigkeit des aufgenommenen Auswerteeinheit-Ausgangssignals ein Regeleinheit-Ausgangssignal auszugeben; und - eine Digital-Analog-Wandeleinheit (28), die dazu ausgelegt ist, das Regeleinheit-Ausgangssignal in ein Offset-Signal umzuwandeln und das Offset-Signal in einen Eingangspfad des Komparators (22) einzuspeisen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors, insbesondere über die periphere Sensorschnittstelle 5 (PSI5) und ein entsprechendes Messverfahren.
Die Kenntnis über den Ruhestrom eines Fahrzeugsensors ist für die zuverlässige Funktion eines Fahrzeugsensors unerlässlich. Insbesondere für die Kommunikation zwischen einer Steuereinheit und einem Fahrzeugsensor über eine Kommunikationsschnittstelle, wie beispielsweise PSI5, ist es wichtig, den Ruhestrom eines Fahrzeugsensors zu kennen. Nur unter der Kenntnis des Ruhestroms kann das von dem Fahrzeugsensor empfange Signal korrekt ausgewertet werden, indem zwischen einem Ruhestromanteil und einem dem Ruhestromsignal überlagerten Signalpuls unterschieden werden kann. Beispielsweise kann der Ruhestrom 35 mA betragen, während der für die Kommunikation mit der Steuereinheit verwendete Strompuls eine Amplitude von 25 mA aufweist.
Darüber hinaus stellt der Ruhestrom einen wichtigen Indikator für die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit eines Fahrzeugsensors dar. Wenn beispielsweise der Ruhestrom für einen Fahrzeugsensor deutlich von dem typischen Ruhestrom dieses Sensors abweicht, kann dies als ein Indiz für eine fehlerhafte Funktion des Fahrzeugsensors gewertet werden.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Vorrichtungen zur Messung des Ruhestroms bekannt. Die bislang eingesetzten Verfahren zeigen jedoch eine starke, teils systematische Anfälligkeit gegenüber Störeinflüssen (beispielsweise EMV).
In DE 10 2007 003 542 Al ist ein Verfahren zur Ansteuerung von einem Personenschutzsystem beschrieben, bei dem ein Sensorsignal bereitgestellt wird und das Personenschutzsystem in Abhängigkeit von dem Sensorsignal angesteuert wird. Für die Bereitstellung des Sensorsignals wird das Sensorsignal zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Vergleichssignals mit einer ersten und zweiten Signalverarbeitung verarbeitet. Das erste und das zweite Vergleichssignal werden zur Erzeugung eines Eingangssignals für einen Decoder miteinander verglichen, wobei der Decoder das dekodierte Eingangssignal für die Ansteuerung des Personenschutzsystems bereitstellt.
In DE 10 2016 116 059 Al ist ein Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität einer Datenbusschnittstelle beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein erster Spannungspegel mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert gegen das Bezugspotential bereitgestellt. Ein zweiter Spannungspegel, dessen Spannungswert gegen das Bezugspotential von dem Spannungswert des Datenbusanschlusses gegen das Bezugspotential abhängt, wird ermittelt. Eine Spannungsversorgungsleitung wird mit dem Datenbusanschluss verbunden. Zudem wird ein Datenbusstromwert des Datenbusstroms ermittelt, der aus dem PSI5- Datenbusanschluss hinausfließt. Der ermittelte Datenbusstromwert des Datenbusstroms wird mit einem ersten Schwellwert verglichen, wobei ein Vergleichsergebnis erzeugt wird. Schließlich wird auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbuskapazität und/oder auf das Vorhandensein bzw. das Nichtvorhandensein der Datenbuskapazität in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis geschlossen.
Ausgehend von der vorstehend beschriebenen Problematik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors bereitzustellen, die auch bei Störeinflüssen zuverlässige Messergebnisse liefert.
Zu Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors, insbesondere über die periphere Sensorschnittstelle 5, PSI5, vorgeschlagen, umfassend: - eine Spannungsquelle und einen zwischen der Spannungsquelle und einem Referenz knoten angeordneten Shunt-Widerstand, wobei der Shunt- Widerstand einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist;
- einen Komparator, der dazu ausgelegt ist,
- an seinem ersten Eingang einen Spannungswert aufzunehmen, der von der Spannung am ersten Anschluss des Shunt-Widerstandes abhängt;
- an seinem zweiten Eingang einen Spannungswert aufzunehmen, der von der Spannung am zweiten Anschluss des Shunt-Widerstandes abhängt; und
- an seinem Ausgang ein Komparator-Ausgangssignal auszugeben, das von den beiden Eingangswerten abhängt; wobei das Komparator- Ausgangssignal eine Bandreite von fl aufweist;
- eine Auswerteeinheit zum Auswerten des Komparator-Ausgangssignals und zum Ausgeben eines Auswerteeinheit-Ausgangssignals;
- eine Regeleinheit, die dazu ausgelegt ist, das Auswerteeinheit- Ausgangssignal aufzunehmen und in Abhängigkeit des aufgenommenen Auswerteeinheit-Ausgangssignals ein Regeleinheit-Ausgangssignal auszugeben; und
- einen Offsetgenerator, die dazu ausgelegt ist, das Regeleinheit- Ausgangssignal in ein Offset-Signal umzuwandeln und das Offset-Signal in den Komparator oder in einen Eingangspfad des Komparators einzuspeisen; wobei
- die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, die Abtastung des Komparator- Ausgangssignals mit einer Frequenz f2 durchzuführen, wobei f2 > 2 • fi beträgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine robuste Messung des Ruhestroms, die auch im Falle von Störeinflüssen zuverlässige Messergebnisse liefert. Insbesondere erlaubt die Überabtastung des Komparator- Ausgangssignals mit der Frequenz f2 > 2 • fi eine zuverlässige Messung des Ruhestroms, die durch Störsignale bei einer Frequenz von fi nicht signifikant beeinträchtigt wird. Bei bisher bekannten Messvorrichtungen, die insbesondere im Zusammenhang mit PSI5 eingesetzt werden, beträgt die erste Frequenz, mit der die Messdaten ausgewertet werden, fi = 1 MHz. In der Praxis werden häufig Probleme beobachtet, wenn Störsignale vorhanden sind, die ebenfalls eine Frequenz von f « 1 MHz aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hingegen erlaubt einerseits, auch bei Vorliegen von Störsignalen mit einer Frequenz von ca. 1 MHz zuverlässige Messergebnisse zu erzielen, indem gezielt eine Überabtastung des Komparator-Ausgangssignals vorgenommen wird. Andererseits erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung, die bei bisher eingesetzten Messvorrichtungen verwendeten Komponenten und die Auswertefrequenz beizubehalten.
Für die Messung des Ruhestroms kann der Fahrzeugsensor mit dem Referenz knoten verbunden werden.
Der Shunt-Widerstand (häufig auch als Shunt oder als Messwiderstand bezeichnet) weist einen geringen Widerstand auf.
Die Eingänge des Komparators sind (zumindest mittelbar) mit den Anschlüssen des Shunt-Widerstandes verbunden. Dadurch kann der Komparator die Spannungswerte, die an den beiden Anschlüssen des Shunt-Widerstandes anliegen, miteinander vergleichen. Dabei kann der Komparator unmittelbar an den Anschlüssen der Shunt-Widerstandes anliegen. Alternativ können einzelne Bauelemente zwischen den Anschlüssen des Shunt-Widerstandes und den Eingängen des Komparators vorgesehen sein, beispielsweise um die Spannungswerte auf einen Wertebereich anzupassen, der von dem Komparator ausgewertet werden kann.
Der Komparator ist dazu ausgelegt, ein "High"-Signal auszugeben, wenn die Spannung am positiven Eingang größer ist als die Spannung am negativen Eingang. Falls die Spannung am positiven Eingang nicht größer ist als die Spannung am negativen Eingang, wird am Ausgang des Komparators ein "Low"- Signal ausgegeben.
Der Komparator kann dazu ausgelegt sein, ein Offset-Signal an einem seiner Eingänge zu empfangen und auszuwerten. Zudem kann vorgesehen sein, dass der einstellbare Offset im Komparator erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf eine spezielle Art der Bereitstellung des Offset-Signals für den Komparator beschränkt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist zu ermitteln, ob das abgetastete Komparator-Ausgangssignal innerhalb einer Messperiode T = 1/fi mindestes n- Mal auf "High" gesetzt ist, wobei bevorzugt n = 1/2 x fz/fi beträgt. Beispielsweise kann fi = 1 MHz und f2 = 12 MHz betragen, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist zu ermitteln, ob das abgetastete Komparator-Ausgangssignal innerhalb einer Messperiode T = 1 ps mindestes sechs Mal auf "High" gesetzt ist. Insofern kann die Auswerteeinheit dazu ausgelegt sein, eine Mehrheitsentscheidung hinsichtlich der empfangenen Werte zu treffen und ein Ausgangssignal bereitzustellen, dass davon abhängig ist, ob die empfangenen Werte mindestes n = 1/2 x fz/fi auf "High" gesetzt sind. Alternativ kann n ein beliebiger Wert zwischen 1 und fz/fi sein.
Zudem kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, ein Auswerteeinheit-Ausgangssignal in Abhängigkeit davon zu erzeugen, ob mindestens ein erster vorgegebener Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "High" gesetzt ist oder ein Auswerteeinheit- Ausgangssignal in Abhängigkeit davon zu erzeugen, ob mindestens ein erster vorgegebener Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "Low" gesetzt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, eine "1" auszugeben, sofern mindestens ein erster vorgegebener Anteil (beispielsweise die Hälfte) der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte des Komparator-Ausgangssignals auf "High" gesetzt ist; und eine "0" auszugeben, sofern mindestens ein zweiter vorgegebener Anteil (beispielsweise die Hälfte) der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte des Komparator-Ausgangssignals auf "Low" gesetzt ist. Dadurch erfolgt in der Auswerteeinheit eine Mehrheitsentscheidung, gemäß der ermittelt wird, ob im Mittel ein Grenzwert überschritten oder unterschritten wird. Beispielsweise kann durch die Mehrheitsentscheidung ermittelt werden, ob der Ruhestrom, der in der vergangenen Messperiode ermittelt wurde, gegenüber dem tatsächlichen Ruhestrom zu hoch oder zu niedrig war. In Abhängigkeit von der Mehrheitsentscheidung kann dann beispielsweise ein Zählerstand der Regeleinheit reduziert oder erhöht werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erste Frequenz fi = 1 MHz beträgt und dass die zweite Frequenz fz = 12 MHz beträgt, wobei das Ausgangssignal der Auswerteeinheit wie folgt ermittelt wird: Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Regeleinheit dazu ausgelegt ist, einen aktuellen Zählerstand um einen Wert zu erhöhen, wenn der von der Auswerteeinheit empfangene Wert auf "1" gesetzt ist; und den aktuellen Zählerstand um einen Wert zu reduzieren, wenn der von der Auswerteeinheit empfangene Wert auf "0" gesetzt ist. Auf diese Weise wird eine digitale Regeleinheit bereitgestellt, die eine iterative Ermittlung des Ruhestroms erlaubt, wobei die Regeleinheit ein integrales Verhalten aufweist. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Regeleinheit auf einer Frequenz fi arbeitet, jedoch vorzugsweise unter Verwendung einer anderen zeitlichen, linearen oder nicht-linearen Auswerteverfahren über die Anpassung des Offset-Signals entscheidet.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Tiefpassfilter-Schaltung am Eingang des Komparators angeordnet ist. Die Tiefpass-Schaltung erlaubt es, hochfrequente Störsignale, die während der Messung auftreten können, zu unterdrücken. Dadurch wird die Robustheit der Messvorrichtung gegenüber hochfrequenten Störsignalen erhöht. Die Kombination aus der Überabtastung und der Tiefpass-Schaltung bietet ferner den Vorteil, dass ein Tiefpassfilter mit einer höheren Grenzfrequenz bereitgestellt werden kann, ohne dass Alias-Effekte auftreten (Nyquist- Shannon-Abtasttheorem). Auch kann die gewünschte Tiefpass-Funktion über die intrinsischen Eigenschaften des Komparators bereitgestellt werden.
Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Tiefpassfilter-Schaltung einen Kondensator aufweist, der zwischen den beiden Eingängen des Komparators angeordnet ist, sowie zwei Widerstände, die jeweils in Serie mit den beiden Eingängen des Komparators angeordnet sind. Die genannte Anordnung erlaubt eine effiziente Filterung differentieller, hochfrequenter Störsignale, die ohne Tiefpassfilterung das Messergebnis in unerwünschter Weise beinträchtigen könnten. Dadurch kann die Genauigkeit und die Robustheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber Störeinflüssen weiter erhöht werden. Zudem ist die genannte Anordnung einfach und kostengünstig zu implementieren.
Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Tiefpassfilter-Schaltung eine Grenzfrequenz fi < fc < f2 / 2 aufweist, wobei bevorzugt fi < fc < 1,4 x fi, besonders bevorzugt fi < fc < 1,3 x fi oder fi < fc < 1,2 x fi, und insbesondere fi < fc < 1,1 x fi beträgt. Dadurch können Störsignale, die in der Praxis die Messergebnisse stark beeinflussen, unterdrückt werden, wodurch die Robustheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erhöht wird. Die erste Frequenz kann dabei bevorzugt fi = 1 MHz betragen.
Auch kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die zweite Frequenz f2 > 6 • fi, bevorzugt f2 > 12 • fi, und besonders bevorzugt f2 > 24 • fi beträgt. Insbesondere kann die erste Frequenz 1 MHz betragen, während die zweite Frequenz 6 MHz, 12 MHz oder 24 MHz betragen kann. In ersten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass durch eine Überabtastung mit den vorstehend genannten Abtastfrequenzen (f2) eine besonders robuste und störsignalunabhängige Messung des Ruhestroms ermöglicht wird.
Zudem wird zur Lösung der eingangs beschriebenen Aufgabe ein Verfahren zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors, insbesondere über die periphere Sensorschnittstelle 5, PSI5, vorgeschlagen, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist:
Aufnehmen eines ersten Spannungswertes und eines zweiten Spannungswertes an den Eingängen eines Komparators und Ausgeben eines Komparator-Ausgangssignals, das von den beiden Eingangswerten abhängt, wobei der erste Spannungswert von einer Spannung an einem ersten Anschluss eines Shunt-Widerstandes abhängt; der zweite Spannungswert von einer Spannung an einem zweiten Anschluss eines Shunt-Widerstandes abhängt; und das Komparator-Ausgangssignal eine Bandbreite von fl aufweist; - Abtasten des Komparator-Ausgangssignals durch eine Auswerteeinheit;
- Auswerten des abgetasteten Komparator-Ausgangssignals durch die Auswerteeinheit und Ausgeben eines Auswerteeinheit-Ausgangssignals;
- Generierung eines Regeleinheit-Ausgangssignals durch eine Regeleinheit in Abhängigkeit des Auswerteeinheit-Ausgangssignals und Ausgeben des Regeleinheit-Ausgangssignals;
- Umwandeln des Regeleinheit-Ausgangssignals in ein Offset-Signal unter Verwendung eines Offsetgenerators und Einspeisen des Offset-Signals in den Komparator oder in einen Eingangspfad des Komparators; wobei
- die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, die Abtastung des Komparator- Ausgangssignals mit einer Frequenz f2 durchzuführen, wobei f2 > 2 • fi beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren robustere Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors, wobei die Messergebnisse auch bei Vorliegen von Störsignalen, insbesondere gegenüber Störsignalen mit einer Frequenz von fi unverfälscht bleiben.
Zudem kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit ein Auswerteeinheit-Ausgangssignal ausgibt, das davon abhängt, ob mindestens ein erster vorgegebener Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fl empfangenen Werte auf "High" gesetzt ist oder ein Auswerteeinheit-Ausgangssignal ausgibt, das davon abhängt, ob mindestens ein zweiter vorgegebener Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fl empfangenen Werte auf "Low" gesetzt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können bevorzugt die nachfolgenden Verfahrensschritte vorgesehen sein:
- Ausgeben einer "1" am Ausgang der Auswerteeinheit, sofern mindestens die Hälfte der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "High" gesetzt sind; und - Ausgeben einer "0" am Ausgang der Auswerteeinheit, sofern weniger als die Hälfte der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "Low" gesetzt sind.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können zudem die nachfolgenden Verfahrensschritte vorgesehen sein:
- Erhöhung eines aktuellen Zählerstandes der Regeleinheit um einen Wert, wenn der von der Auswerteeinheit empfangene Wert auf "1" gesetzt ist; und
- Reduzieren des aktuellen Zählerstandes der Regeleinheit um einen Wert, wenn der von der Auswerteeinheit empfange Wert auf "0" gesetzt ist.
Auch kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren den nachfolgenden Verfahrensschritt aufweist:
- Durchführung einer Tiefpass-Filterung der Eingangssignale des Komparators durch Verwendung einer Tiefpassfilter-Schaltung, die bevorzugt am Eingang des Komparators angeordnet ist.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Tiefpass-Filterfunktion durch die intrinsischen Eigenschaften des Komparators bereitgestellt wird und dass der Komparator derart ausgewählt wird, dass seine herstellungsbedingten Verarbeitungs- bzw. Verzögerungseigenschaften die gewünschten Tiefpass- Filtereigenschaft bereitstellen.
Des Weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Durchführung der Tiefpass-Filterung der Eingangssignale des Komparators durch Verwendung einer Tiefpassfilter-Schaltung erfolgt, die einen Kondensator aufweist, der zwischen den beiden Eingängen des Komparators angeordnet ist, sowie zwei Widerstände, die jeweils in Serie mit den beiden Eingängen des Komparators angeordnet sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Tiefpassfilter-Schaltung eine Grenzfrequenz fi < fc < f2 / 2 aufweist, wobei bevorzugt fi < fc < 1,4 x fi, besonders bevorzugt fi < fc < 1,3 x fi, fi < fc < 1,2 x fi, und insbesondere fi < fc < 1,1 x fi beträgt. Dabei kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform fi = 1 MHz betragen. Wie bereits vorstehend erläutert, kann die gewünschte Tiefpass-Funktion durch eine separate Schaltung am Eingang des Komparators oder aber auch durch intrinsische Eigenschaften des Komparators bereitgestellt werden.
Schließlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die zweite Frequenz f2 > 6 • fi, bevorzugt f2 > 12 • fi, und besonders bevorzugt f2 > 24 • fi beträgt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen die
Fig. 1 Messvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung, und Fig. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messverfahrens.
In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 für die Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors 12 schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine Spannungsquelle 14 und einen Shunt-Widerstand 16 auf. Der Shunt-Widerstand 16 ist zwischen der Spannungsquelle 14 und einem Referenz knoten angeordnet, an welchem der Fahrzeugsensor 12 angeschlossen werden kann. Zudem weist die Vorrichtung 10 einen Komparator 22 auf, wobei die Eingänge des Komparators 22 über einen zweiten Widerstand 18 und einen dritten Widerstand 20 mit den beiden Anschlüssen des Shunt-Widerstands 16 verbunden sind. Der erste und der zweite Widerstand 18, 20 können dazu eingesetzt werden, die an den Anschlüssen des Shunt-Widerstandes 16 vorliegenden Spannungswerte in einen Bereich umzuwandeln, der von dem Komparator 22 verarbeitet werden kann. Der Komparator 22 ist dazu ausgelegt, an seinem Ausgang ein Komparator-Ausgangssignal auszugeben, das von den an seinen Eingängen empfangenen Werten abhängt. Das Ausgangssignal des Komparators 22 kann zusätzlich von einem einstellbaren, internen Offset des Komparators 22 abhängen. Das Komparator-Ausgangssignal weist eine Bandbreite von fi auf.
Das Komparator-Ausgangssignal wird von einer Regeleinheit 30 aufgenommen und verarbeitet. Die Regeleinheit 30 tastet das Komparator-Ausgangssignal mit einer Frequenz fi ab wertet das das abgetastete Komparator-Ausgangssignal aus und ermittelt eine von dem ausgewerteten Signal abhängige Regelgröße. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein mittlerer Sensorstrom geschätzt wird, wobei die Schätzung auf Grundlage der vergangenen m Werte erfolgt. Dabei kann m beispielsweise 4, 6 oder 8 betragen. Somit kann eine integrale Regeleinheit bereitgestellt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf integrale Regeleinheiten beschränkt. Stattdessen dient die vorstehend beschriebene Regeleinheit als illustratives Beispiel für das Messprinzip, das gemäß dem Stand der Technik zum Einsatz kommt.
Die geschätzte Regelgröße (beispielsweise ein geschätzter mittlerer Ruhestrom) kann also in Abhängigkeit von der von der Regeleinheit 30 empfangenen Werte eingestellt werden. Die Regelgröße kann beispielsweise einmal pro Mikrosekunde aktualisiert werden. Die Regeleinheit 30 generiert anschließend ein Regeleinheit-Ausgangssignal und übermittelt dieses Signal an einen Offsetgenerator 28. Der Offsetgenerator erzeugt ein Offset-Signal, dass beispielsweise in einen Eingangspfad des Komparators 28 eingespeist werden kann. Alternativ ist es auch möglich, das Offset-Signal unmittelbar in den Komparator 22 einzuspeisen. Der Komparator 22, die Regeleinheit 30 und der Offsetgenerator 28 stellen zusammen einen Regelkreis dar, der dazu ausgelegt ist, die Regelgröße des Regelkreises so lange zu adaptieren, bis sich die Regelgröße (beispielsweise der geschätzte mittlere Strom des Fahrzeugsensors) auf den Ist-Wert einstellt.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann die Systemfrequenz bei der gezeigten Messvorrichtung 1 MHz betragen. In diesem Fall werden in der Praxis bei Auftreten von Störsignalen mit einer Frequenz von f « 1 MHz signifikante Verfälschungen der Messergebnisse beobachtet, die durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden.
In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist, genauso wie in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, ebenfalls eine Spannungsquelle 14 und eine Shunt-Widerstand 16 auf, der zwischen der Spannungsquelle 14 und einem Referenz knoten angeordnet ist, am dem ein Fahrzeugsensor 12 angeschlossen werden kann. Zudem weist die Vorrichtung 10 einen Komparator 22 auf, der dazu ausgelegt ist, an seinem ersten Eingang einen Spannungswert aufzunehmen, der von dem Spannungswert am ersten Anschluss des Shunt- Widerstandes 16 abhängt, und an seinem zweiten Eingang einen Spannungswert aufzunehmen, der von dem Spannungswert am zweiten Anschluss des Shunt-Widerstandes abhängt. Zwischen dem Shunt-Widerstand 16 und den Eingängen des Komparators 22 sind ein erster Widerstand 18 und ein zweiter Widerstand 20 vorgesehen, die dazu vorgesehen sind, die Spannungswerte an den Anschlüssen des Shunt-Widerstandes 16 in einen Wertebereich umzuwandeln, der von dem Komparator 22 ausgewertet werden kann. Zudem weist die Vorrichtung 10 einen dritten Widerstand 32, einen vierten Widerstand 34 und einen Kondensator 36 auf, die gemeinsam eine Tiefpassfilter-Schaltung 38 bilden. Die Tiefpassfilter-Schaltung 38 erlaubt es, hochfrequente Störsignale zu unterdrücken, die das Messergebnis negativ beeinträchtigen können. Dadurch weist die Vorrichtung 10 eine hohe Robustheit gegenüber hochfrequenten Störeinflüssen auf.
Zudem weist die Vorrichtung 10 eine Auswerteeinheit 26 auf, die dazu ausgelegt ist, das Komparator-Ausgangssignal mit einer Frequenz f2 abzutasten, wobei f2 > 2 • fi beträgt, und anschließend auszuwerten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erste Frequenz fi = 1 MHz beträgt und die zweite Frequenz f2 = 12 MHz. Die Auswerteeinheit kann innerhalb einer Messperiode, die beispielsweise 1 ps beträgt, 12 Werte aufnehmen und auswerten. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, eine Mehrheitsentscheidung zu treffen und ein Auswerteeinheit-Ausgangssignal zu erzeugen, das davon abhängt, ob ein bestimmter Anteil (beispielsweise mindestens 50 %) der empfangenen Werte auf "High" gesetzt ist. Das Auswerteeinheit-Ausgangssignal wird anschließend an die Regeleinheit 30 ausgegeben. Die Regeleinheit 30 kann anschließend eine Regelgröße (beispielsweise ein geschätzter mittlerer Strom des Fahrzeugsensors) in Abhängigkeit von den empfangenen Werten einstellen und ein Regeleinheit- Ausgangssignal zu erzeugen. Das Regeleinheit-Ausgangssignal wird dann an einen Offsetgenerator 28 übermittelt, der dazu ausgelegt ist, ein Offset-Signal zu erzeugen. Wie bereits vorstehend erläutert, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, dass Offset-Signal zu verwenden. Beispielsweise kann das Offset-Signal in einen Eingangspfad des Komparators 22 eingespeist werden. Alternativ kann das Offset-Signal aber auch unmittelbar in den Komparator selbst eingespeist werden.
Die Auswerteeinheit 26 und die Regeleinheit 30 können dazu ausgelegt sein, ein Ausgangssignal mit einer ersten Frequenz fi zu erzeugen, wobei fi bevorzugt 1 MHz betragen kann. Das Komparator-Ausgangssignal weist eine Bandbreite von fi auf. Hingegen wird das Komparator-Ausgangssignal mit einer zweiten Frequenz f2 abgetastet, wobei die zweite Frequenz f2 mindestens doppelt so groß ist wie die erste Frequenz fi und bevorzugt sechs Mal so groß, zwölf Mal so groß oder 24 Mal so groß ist wie die erste Frequenz fi. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit 26 dazu vorgesehen ist, ein Auswerteeinheit- Ausgangssignal zu erzeugen, das angibt, ob der aktuell durch den Shunt- Widerstand 16 fließende Strom im Mittel oberhalb oder unterhalb des während der vergangenen Messperiode ermittelten Stromwertes liegt. Dies kann bevorzugt über eine Mehrheitsentscheidung erfolgen, bei der die abgetasteten Werte innerhalb einer Messperiode ausgewertet werden. Wenn beispielsweise die erste Frequenz 1 MHz beträgt und die zweite Frequenz 12 MHz beträgt, dann werden innerhalb einer Messperiode mit einer Periodendauer von 1 Mikrosekunde insgesamt zwölf Ausgangswerte des Komparators ausgewertet. Die Auswerteeinheit 26 kann in diesem Fall dazu ausgelegt sein zu ermitteln, ob mindestens sechs der zwölf Ausgangswerte größer sind als der Stromwert, der während der vergangenen Messperiode ermittelt wurde. Es kann also eine Mehrheitsentscheidung getroffen und gemäß der Mehrheitsentscheidung ein Auswerteeinheit-Ausgangssignal erzeugt werden, das mit einer Frequenz von 1 MHz aktualisiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine robuste Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors, wobei insbesondere die Überabtastung eine höhere Robustheit gegenüber Störsignalen mit einer Frequenz von f « fi erlaubt. Zudem erlaubt die Auswerteeinheit, die zur Durchführung einer Mehrheitsentscheidung ausgelegt ist und die ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von f = fi erzeugt, die Verwendung derselben Komponenten, die in bislang verfügbaren Messanordnungen eingesetzt werden, wodurch eine hohe Kompatibilität mit bisher verfügbaren Messystemen gewährleistet wird.
In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 schematisch dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird ein erster Spannungswert und ein zweiter Spannungswert an den Eingängen eines Komparators aufgenommen und in Abhängigkeit der aufgenommenen Spannungswerte ein Komparator-Ausgangssignal erzeugt. Der erste Spannungswert hängt von der Spannung am ersten Anschluss des Shunt- Widerstandes ab, während der zweite Spannungswert von der Spannung am zweiten Anschluss des Shunt-Widerstandes abhängt. In einem zweiten Verfahrensschritt 120 wird das erzeugte Komparator-Ausgangssignal durch eine Auswerteeinheit abgetastet, die dazu ausgelegt ist, das Komparator- Ausgangssignal abzutasten und auszuwerten. In einem dritten Verfahrensschritt 130 wird das abgetastete Komparator-Ausgangssignal durch die Auswerteeinheit ausgewertet und ein entsprechendes Auswerteeinheit- Ausgangssignal generiert. In Abhängigkeit des Auswerteeinheit- Ausgangssignals wird der Zählerstand einer Regeleinheit in einem vierten Verfahrensschritt 140 adaptiert, wobei ein Regeleinheit-Ausgangssignal erzeugt wird. In einem fünften Verfahrensschritt 150 wird das Regeleinheit- Ausgangssignal unter Verwendung eines Offset-Generators in ein Offset-Signal umgewandelt, wobei das analoge Offset-Signal in den Komparator oder in einen Eingangspfad des Komparators eingespeist wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 können das Regeleinheit-Ausgangssignal und das Auswerteinheit-Ausgangssignal jeweils eine erste Frequenz fi aufweisen, während die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, die Abtastung des Komparator- Ausgangssignals mit einer zweiten Frequenz f2 durchzuführen, wobei die zweite Frequenz f2 mindestens doppelt so groß ist wie die erste Frequenz fi. Die Reihenfolge der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist als rein beispielhaft anzusehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf eine Implementierung der Verfahrensschritte in der vorstehenden genannten Reihenfolge beschränkt.
BEZUGSZEICHENLISTE Vorrichtung Fahrzeugsensor Spannungsquelle Shunt-Widerstand erster Widerstand zweiter Widerstand Komparator Auswerteeinheit Offset-Generator Regeleinheit dritter Widerstand vierter Widerstand Kondensator Tiefpassfilter-Schaltung Verfahren erster Verfahrensschritt zweiter Verfahrensschritt dritter Verfahrensschritt vierter Verfahrensschritt fünfter Verfahrensschritt

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (10) zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors (12), insbesondere über die periphere Sensorschnittstelle 5, PSI5, umfassend:
- eine Spannungsquelle (14) und einen zwischen der Spannungsquelle (14) und einem Referenz knoten angeordneten Shunt-Widerstand (16), wobei der Shunt-Widerstand (16) einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist;
- einen Komparator (22), der dazu ausgelegt ist,
- an seinem ersten Eingang einen Spannungswert aufzunehmen, der von der Spannung am ersten Anschluss des Shunt-Widerstandes (16) abhängt;
- an seinem zweiten Eingang einen Spannungswert aufzunehmen, der von der Spannung am zweiten Anschluss des Shunt-Widerstandes (16) abhängt; und
- an seinem Ausgang ein Komparator-Ausgangssignal auszugeben, das von den beiden Eingangswerten abhängt; wobei das Komparator- Ausgangssignal eine Bandreite von fl aufweist;
- eine Auswerteeinheit (26) zum Auswerten des Komparator- Ausgangssignals und zum Ausgeben eines Auswerteeinheit- Ausgangssignals;
- eine Regeleinheit (30), die dazu ausgelegt ist, das Auswerteeinheit- Ausgangssignal aufzunehmen und in Abhängigkeit des aufgenommenen Auswerteeinheit-Ausgangssignals ein Regeleinheit-Ausgangssignal auszugeben; und
- einen Offsetgenerator (28), die dazu ausgelegt ist, das Regeleinheit- Ausgangssignal in ein Offset-Signal umzuwandeln und das Offset-Signal in den Komparator oder in einen Eingangspfad des Komparators (22) einzuspeisen; wobei
- die Auswerteeinheit (26) dazu ausgelegt ist, die Abtastung des Komparator-Ausgangssignals mit einer Frequenz f2 durchzuführen, wobei f2 > 2 • fi beträgt.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (26) dazu ausgelegt ist, eine "1" auszugeben, sofern mindestens ein erster vorgegebener Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "High" gesetzt ist; und eine "0" auszugeben, sofern mindestens ein zweiter vorgegebener Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "Low" gesetzt ist.
3. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (30) dazu ausgelegt ist, einen aktuellen Zählerstand um einen Wert zu erhöhen, wenn der von der Auswerteeinheit (26) empfangene Wert auf "1" gesetzt ist; und den aktuellen Zählerstand um einen Wert zu reduzieren, wenn der von der Auswerteeinheit (26) empfangene Wert auf "0" gesetzt ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Tiefpassfilter-Schaltung (38), die am Eingang des Komparators (22) angeordnet ist.
5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefpassfilter-Schaltung (38) einen Kondensator (36) aufweist, der zwischen den beiden Eingängen des Komparators (22) angeordnet ist, sowie zwei Widerstände (32, 34), die jeweils in Serie mit den beiden Eingängen des Komparators (22) angeordnet sind.
6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, die Tiefpassfilter-Schaltung (38) eine Grenzfrequenz fi < fc
< fz / 2 aufweist, wobei bevorzugt fi < fc < 1,4 x fi, besonders bevorzugt fi
< fc < 1,3 x fi oder fi < fc < 1,2 x fi, und insbesondere fi < fc < 1,1 x fi beträgt.
7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Frequenz f2 > 6 • fi, bevorzugt f2 > 12 • fi, und besonders bevorzugt f2 > 24 • fi beträgt.
8. Verfahren zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors (12), insbesondere über die periphere Sensorschnittstelle 5, PSI5, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist:
- Aufnehmen (110) eines ersten Spannungswertes und eines zweiten Spannungswertes an den Eingängen eines Komparators (22) und Ausgeben eines Komparator-Ausgangssignals, das von den beiden Eingangswerten abhängt, wobei
- der erste Spannungswert von einer Spannung an einem ersten Anschluss eines Shunt-Widerstandes (16) abhängt;
- der zweite Spannungswert von einer Spannung an einem zweiten Anschluss eines Shunt-Widerstandes (16) abhängt; und
- das Komparator-Ausgangssignal eine Bandbreite von fi aufweist;
- Abtasten (120) des Komparator-Ausgangssignals durch eine Auswerteeinheit (26);
- Auswerten (130) des abgetasteten Komparator-Ausgangssignals durch die Auswerteeinheit (26) und Ausgeben eines Auswerteeinheit- Ausgangssignals;
- Generierung (140) eines Regeleinheit-Ausgangssignals durch eine Regeleinheit (30) in Abhängigkeit des Auswerteeinheit-Ausgangssignals und Ausgeben des Regeleinheit-Ausgangssignals;
- Umwandeln (150) des Regeleinheit-Ausgangssignals in ein Offset-Signal unter Verwendung eines Offsetgenerators (28) und Einspeisen des Offset- Signals in den Komparator oder in einen Eingangspfad des Komparators (22); wobei
- die Auswerteeinheit (26) dazu ausgelegt ist, die Abtastung des Komparator-Ausgangssignals mit einer Frequenz f2 durchzuführen, wobei f2 > 2 • fi beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:
- Ausgeben einer "1" am Ausgang der Auswerteeinheit (26), sofern mindestens ein erster vorgebbarer Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "High" gesetzt ist; und
- Ausgeben einer "0" am Ausgang der Auswerteeinheit (26), sofern mindestens ein zweiter vorgebbarer Anteil der innerhalb einer Messperiode T = 1/fi empfangenen Werte auf "Low" gesetzt sind.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:
- Erhöhung eines aktuellen Zählerstandes der Regeleinheit (30) um einen Wert, wenn der von der Auswerteeinheit (26) empfangene Wert auf "1" gesetzt ist; und
- Reduzieren des aktuellen Zählerstandes der Regeleinheit (30) um einen Wert, wenn der von der Auswerteeinheit (26) empfange Wert auf "0" gesetzt ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch den nachfolgenden Verfahrensschritt:
- Durchführung einer Tiefpass-Filterung der Eingangssignale des Komparators (22) durch Verwendung einer Tiefpassfilter-Schaltung (38), die am Eingang des Komparators (22) angeordnet ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung der Tiefpass-Filterung der Eingangssignale des Komparators (22) durch Verwendung einer Tiefpass-Schaltung erfolgt, die einen Kondensator (36) aufweist, der zwischen den beiden Eingängen des Komparators (22) angeordnet ist, sowie zwei Widerstände (32, 34), die jeweils in Serie mit den beiden Eingängen des Komparators (22) angeordnet sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefpassfilter-Schaltung (38) eine Grenzfrequenz fi < fc < fz / 2 aufweist, wobei bevorzugt fi < fc < 1,4 x fi, besonders bevorzugt fi < fc < 1,3 x fi, fi < fc < 1,2 x fi, und insbesondere fi < fc < 1,1 x fi beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Frequenz f2 > 6 • fi, bevorzugt f2 > 12 • fi, und besonders bevorzugt f2 > 24 • fi beträgt.
EP24707029.5A 2023-03-10 2024-02-22 Vorrichtung und verfahren zur messung des ruhestroms eines fahrzeugsensors Pending EP4677369A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023106059 2023-03-10
DE102023106211.5A DE102023106211B4 (de) 2023-03-10 2023-03-13 Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors
PCT/EP2024/054513 WO2024188616A1 (de) 2023-03-10 2024-02-22 Vorrichtung und verfahren zur messung des ruhestroms eines fahrzeugsensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4677369A1 true EP4677369A1 (de) 2026-01-14

Family

ID=90038393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24707029.5A Pending EP4677369A1 (de) 2023-03-10 2024-02-22 Vorrichtung und verfahren zur messung des ruhestroms eines fahrzeugsensors

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4677369A1 (de)
CN (1) CN120813845A (de)
WO (1) WO2024188616A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007003542A1 (de) 2007-01-24 2008-07-31 Robert Bosch Gmbh Steuergerät und Verfahren zur Ansteuerung von einem Personenschutzsystem
DE102016116059A1 (de) 2016-08-29 2018-03-15 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität einer Datenbusschnittstelle
DE102017122943A1 (de) * 2017-10-04 2019-04-04 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verwendung des Bus-Shunt-Widerstands einer PSI5-Datenbusschnittstelle zur Ermittlung des Werts einer externen Datenbuskapazität
US10852329B2 (en) * 2017-10-30 2020-12-01 Microchip Technology Incorporated High precision current sensing using sense amplifier with digital AZ offset compensation
DE102018106071B4 (de) * 2018-03-15 2019-12-12 Tdk Electronics Ag Verstärkerschaltungsanordnung und Verfahren zum Kalibrieren derselben
CN109104166A (zh) * 2018-08-16 2018-12-28 珠海格力电器股份有限公司 一种信号滤波装置、控制器及其信号滤波方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024188616A1 (de) 2024-09-19
CN120813845A (zh) 2025-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3195000B1 (de) Kalibrierung von stromsensoren mittels referenzstrom während der strommessung
EP2239962B1 (de) Anordnung und Verfahren zur Erkennung von Rückkopplungen bei Hörvorrichtungen
DE3200529A1 (de) Antiblockiersystem
DE102016116426A1 (de) Verfahren zum Verarbeiten eines Single-Edge-Nibble-Transmission-Signals, Datenempfangsvorrichtung und Datenübertragungseinrichtung
DE102015203651A1 (de) Kompensationsschaltung für Offset-Spannung in einem Messverstärker und/oder für Gleichsignalanteil in einem Messsignal
DE102012218274A1 (de) Paralleles Auslesen eines analogen Sensors durch zwei Steuereinheiten
DE3121310A1 (de) Digitales filter
DE102023106211B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Ruhestroms eines Fahrzeugsensors
DE102009027243A1 (de) Vorrichtung zur Aufbereitung eines Sensorsignals eines Fahrzeugsensors, Sensorvorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Temperatur eines Getriebeöls eines Fahrzeuggetriebes
EP4677369A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur messung des ruhestroms eines fahrzeugsensors
DE10140617A1 (de) Messsystem mit ratiometrischem Frequenzausgang
EP2373842A1 (de) Hausgerät mit einer messeinheit und verfahren zum übertragen einer messgrösse
EP4419926B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur erfassung eines elektrischen leitungsstromes mit optimierter abtastrate
DE102021127129B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines elektrischen Leitungsstromes mit optimierter Abtastrate
DE102016109276A1 (de) Messvorrichtung und Messverfahren zum Messen eines elektrischen Stroms mit einer Rogowski-Spule
DE102018124279A1 (de) Abwärtskompatibles Bussystem mit niedrigem Buswiderstand mit der Fähigkeit zur Vergabe der Busknotenadressen ohne oder mit niederohmigen Bus-Shunt
DE10259719B4 (de) Verfahren zur Minimierung des Fehlers einer Messgröße
DE102021204357B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung eines Signals
DE102018217814B4 (de) Verfahren zur Offsetkalibrierung eines Drehratensensorsignals eines Drehratensensors, System, Computerprogramm
DE102015213599A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Signaluntersuchung
DE102021200913A1 (de) Elektronische Schaltungsanordnung und Verfahren
DE102021127122B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines elektrischen Leitungsstromes mit optimierter Abtastrate
DE102021127119B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines elektrischen Leitungsstromes mit optimierter Abtastrate
WO2019192766A1 (de) Vorrichtung zum auskoppeln eines signals und verfahren zum auskoppeln eines signals
DE102022211104B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen eines elektrischen Stroms

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250822

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ELMOS SEMICONDUCTOR SE