WO2014095311A1 - Method for detecting a speed in a vehicle - Google Patents

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WO2014095311A1
WO2014095311A1 PCT/EP2013/075159 EP2013075159W WO2014095311A1 WO 2014095311 A1 WO2014095311 A1 WO 2014095311A1 EP 2013075159 W EP2013075159 W EP 2013075159W WO 2014095311 A1 WO2014095311 A1 WO 2014095311A1
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Heinrich Acker
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489—Digital circuits therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a speed in a vehicle, a control device for carrying out the method, a speed sensor with the control device and a vehicle with the speed ⁇ keitssensor.
  • an inductive speed sensor ⁇ sensor in the form of a wheel speed sensor in which rotates as a sensor formed as a sensor element formed before ferromagnetic encoder in front of a trained as a sensor coil with wholly or partially permanent magnetic core as a yoke.
  • the arrangement acts as a generator.
  • a Gene ⁇ ratorschreib is induced whose frequency and amplitude are per ⁇ proportional to the speed.
  • an active speed sensor in the form of a wheel speed sensor in which rotates in front of a magnetoresistive element as a sensor ferro- or permanent magnetic encoder as a donor element.
  • the sensor is connected as a bridge in a bridge circuit, wherein the falling on the sensor bridges ⁇ voltage is modulated by the rotary encoder and evaluated by an evaluation circuit.
  • magnetoresistive elements may be Hall elements, AMR elements, XMR elements or GMR elements.
  • a method for detecting a speed between a sensor designed as an inductance and a inductance varies. the donor element in a vehicle, the steps:
  • the invention is based on the consideration that the
  • magnetoresistive sensors in common is that the amplitude of the signal from the sensor does not depend on the speed. Therefore, the magneto-resistive speed sensors can detect a speed from standstill up to a maximum speed which is determined by the signal processing due to Ent ⁇ throw decisions. These design decisions may include, for example, a necessary low-pass filtering of the bridge voltage for noise suppression.
  • the generator voltage and its frequency are proportional to the detected speed.
  • the generator voltage in inductive speed sensors which is proportional to the speed to be detected also has the disadvantage that at high speeds the correspondingly high generator voltage interferes.
  • the semiconductor circuits, which are used for signal processing in inductive speed sensors are designed for ever lower voltages to be processed, so that the inputs of these semiconductor circuits must be protected with additional components against the excessive generator voltages.
  • the inductive speed sensors also have advantages. On the one hand, the manufacturing costs are lower compared to magnetoresistive speed sensors made of semiconductors. On the other hand, they are particularly robust. This applies to mechanical stress, to external electromagnetic fields and to the permissible temperature range.
  • Magnetoresistive sensor without amplifier over a line of several meters in length past many electromagnetic interference, reliably transfer to outsourced signal processing circuit.
  • magnetoresistive speed sensor is considered in terms of their changing electrical impedance, so that the inventive method combines the advantages of the inductive Ge ⁇ speed sensors and the magnetoresistive speed sensors together.
  • the inductance can be different than a
  • Magnetoresistive sensor over a cable length of several meters are controlled and read, because the internal resistance of an inductor unlike a
  • Magnetoresistive sensor not in the range of some kQ but much lower.
  • the change in the inductance can be brought about as in the conventional speed sensors via an encoder, which may be formed, for example, ferromagnetic.
  • the specified method comprises the steps:
  • a variable measurement voltage can be detected as a measurement signal, from which the speed to be measured emerges.
  • a measurement signal is selected as the source voltage while an AC voltage ⁇ .
  • the voltage drop across the inductance is amplitude modulated by the movement of the encoder, the modulation being independent of the modulation frequency of the source voltage.
  • the speed of the encoder does not affect the amplitude of the encoder
  • the alternating voltage has a frequency between 30 kHz and 500 kHz.
  • any frequency range can be used for the AC voltage, at lower frequencies, the usable frequency of the falling in the inductance measurement voltage is however limited because the measured Ge ⁇ speed, for example in the form of a wheel speed is not should fall below the modulation frequency.
  • Higher frequencies when properly designed, have no disadvantages in the function of the speed sensor implementing the specified method, but are unnecessary and, especially when the sensor is driven by a long cable, can lead to unwanted electromagnetic emissions.
  • the stability of the AC voltage does not require high demands, because as a result of the demodulation in the signal processing, the modulation frequency of the AC voltage has no direct influence on the speed to be measured. It should only be ensured that a specified frequency interval for which the specified method ⁇ leading speed sensor is designed, is not left.
  • the specified method comprises the step of demodulating the voltage dropped at the inductance.
  • the demodulation can be done arbitrarily. It is only necessary, the signal carrier, so the source voltage of the actually interesting information, so the speed of the encoder and the associated induct ⁇ telless selectedung of trained as inductance
  • the demodulation for this purpose comprises an Amp ⁇ litudendemodulation, since the sensor changing its inductance acquires information which is amplitude modulated by the AC voltage source designed as a voltage.
  • any known methods for AM demodulation can be used, both analog and digital. Circuits that would not be able to demodulate arbitrary signals with small distortions are also possible, since the information interesting for the given method as a result of the demodulation basically comprises the time of change between only two discrete states of the latter Inductance changing sensor.
  • the at the Inductance dropping voltage filtered with a low pass for demodulation is particularly useful in the context of the specified method, because an upper limit frequency low-pass filtering can set in the specified method to a value that allows the support of all applications in the car, without any adaptation to vehicle types or the measuring point is necessary. This is also possible because of the designed as an inductance
  • a control device is set up to carry out one of the specified methods.
  • the specified control device can be used as an adapter for an already existing in a vehicle
  • the specified control device messag Congress furnishede and control unit side terminals have to convert the information about the speed to be detected in the speed to be detected ⁇ um, so that they can be understood by the control unit in the conventional manner.
  • the specified device has a memory and a processor.
  • the specified method is stored in the form of a Compu ⁇ terprogramms in the memory and the processor is provided for performing the method when the computer program from the memory is loaded into the processor.
  • a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is run on a computer or one of the specified devices is performed.
  • a computer program product comprises a program code which is stored on a data carrier and the compu ⁇ terlesbaren, when executed on a data processing device, carries out one of the methods specified.
  • a speed sensor for detecting a speed in a vehicle
  • a sensor designed as an inductance whose inductance is variable by a donor element
  • one of the specified control devices for detecting the speed between the sensor and the encoder element.
  • the inductance comprises a coil and a yoke guided through the coil, which is set up to form a magnetic circuit via the transmitter element. In this way, the magnetic fields occurring during the measurement of the speed can be concentrated, whereby the measurement of the speed can be carried out more sensitively.
  • the yoke is formed soft magnetic.
  • the present embodiment is based on the consideration that the operation of a conventional inductive speed sensor in the manner of a generator requires a strong field, so that even at low speeds a sufficient signal amplitude can be achieved and thus the above-mentioned minimum detectable speed is not too high.
  • a strong magnet would be required, which is designed as a permanent magnet, however, is relatively expensive.
  • only one yoke is needed in the specified speed sensor, which can be made of almost all soft magnetic materials, including ferrite or even steel, the most likely cost-effective way.
  • the maximal Working temperature can be at 250 ° C and even higher, because the specified speed sensor can not only be completely built without semiconductors, it can not be affected by demagnetization, since no permanent magnet is present. Degaussing is known to be a problem that can damage permanent magnets both at high temperatures and in strong external magnetic fields.
  • the speed sensor can optionally be made one to two changes to adapt to the new function, which relate to the replacement of the aforementioned permanent magnet by a soft magnetic component and in addition to the winding.
  • the second optional change relates to the winding and contributes to further cost reduction.
  • the impedance measurement in the sensor according to the invention can be achieved, in particular due to the free selection of the modulation frequency described above, with a significantly smaller winding with fewer turns than in the conventional inductive speed sensor.
  • the specified speed sensor is set up to detect a speed as a speed.
  • speeds may include, for example, speeds of the wheels of vehicles, speeds of crankshafts of internal combustion engines, or speeds in powertrain components of vehicles, such as driven.
  • a vehicle includes one of the specified speed sensors, an actuator, and a controller for driving the actuator based on the speed detected by the speed sensor.
  • the Wiring of the specified vehicle as well as the construction of a control unit and the sensor designed as an inductance sensor in the vehicle need not be changed compared to the prior art.
  • control device of the wheel speed sensor is designed, for example, as an adapter which is connected on the one hand to the conventional control unit of the vehicle and on the other hand to the sensor designed as an inductance.
  • the adapter can imitate at its output the electrical interface of the conventional speed sensors with sufficient accuracy.
  • the entire controller of the specified speed sensor may be located at the location of the evaluating controller. There, the control device is protected from high temperatures and other raw environmental conditions, as they can prevail at the measuring point. There are also other installation locations possible, but the positioning of the control device on or in the control unit is particularly advantageous.
  • one of the above-mentioned source voltage that is, the voltage on which the modulation described above is based
  • the signal source and signal processing controller would be separated by a few meters in a typical vehicle, but due to the robustness described above, to interference due to the low impedance of the inductor
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a wheel speed sensor in the vehicle
  • FIG. 3 shows an illustration of an interconnection of the vehicle dynamics control from FIG. 1 with a wheel speed sensor from FIG. 2, FIG.
  • Fig. 7 shows a circuit diagram of another possible wheel speed sensor.
  • the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.
  • FIG. 1 a plan view of a vehicle 2 is shown.
  • the vehicle 2 has a chassis 4, which is supported in a manner known per se on a road not shown in more detail by wheels 6.
  • a wheel speed sensor 10 which measures a wheel speed 12 shown in FIG. 2 at the location of the respective wheel 6 and outputs it to a vehicle dynamics control 14, is arranged on each wheel 6.
  • the Wheel speed sensor 10 may be formed as a tire pressure sensor, which outputs a tire pressure instead of the wheel speed 12 to a tire pressure monitoring system instead of the vehicle dynamics control 14.
  • the vehicle dynamics control 14 receives the wheel speeds 12 from the wheel speed sensors 10, among other known driving dynamics data, as actual values. In a manner known to the person skilled in the art, the vehicle dynamics control 14 can contrast the received driving dynamics with a desired driving dynamics, such as, for example, a desired trajectory. If a difference between the desired driving dynamics and the received driving dynamics, the control device 14 can be intervened by means of actuating 2 ⁇ via actuators such as brakes not further shown to the desired driving dynamics return the vehicle.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a wheel speed sensor 10 in the vehicle 2. So that the wheel speed sensor 10 can detect the wheel speeds of its corresponding wheel 6, a per se known encoder 16 is arranged on the wheel 6 in the present embodiment of a ferromagnetic material.
  • the wheel speed sensor 10 comprises a coil 18 with an inductance, wherein a soft magnetic core 20 is guided through a center of the coil 18.
  • a voltage source 22 is connected, which applies to the coil 18, a source voltage 24 in the form of a harmonic alternating voltage with a constant amplitude.
  • the encoder 16 changes the inductance of the coil 18 in a periodic manner.
  • the voltage applied to the coil 18 voltage source 24 is changed in a manner known per se in its amplitude, and thus amplitudenmo ⁇ duliert.
  • the amplitude modulated source voltage 24 can then be used as
  • Measuring voltage 26 are detected by a measuring device 28, which derives from the amplitude-modulated source voltage 24, an intermediate voltage 30, which is dependent on the wheel speed to be detected 12.
  • the measuring device 28 is preferably designed as a demodulation device, which can construct the intermediate voltage 30 in a manner known per se under an optional knowledge of the modulation frequency 32 of the source voltage 24.
  • the intermediate voltage 30 can then finally be processed in an evaluation device 34 that the wheel speeds 12 can be connected in a standardized form to the vehicle dynamics control 14. Is the coil 18 as a sensor ready in the vehicle 2 available, for example because that
  • the other of the wheel speed sensors 10 shown in FIG. 1 can be connected to the connections 40 not occupied in FIG.
  • FIG. 4 shows a circuit whose signal processing with the measuring circuit 28 embodied as an AM demodulator consists of a
  • Rectifying diode 42, a smoothing capacitor 44 and a resistor 46 begins.
  • a representation of the voltage source 22 has been omitted for the sake of clarity.
  • the measuring voltage 26 at the input of the measuring circuit 28 is through the rectifying diode 42 is rectified and smoothed by the smoothing capacitor 44.
  • the rectified and smoothed measurement voltage 26 corresponds to the intermediate voltage 30, which receives a comparator 48 one of its inputs, while at the other input an appli ⁇ onscomb adjustable reference voltage 50 is.
  • the comparator 48 compares the intermediate voltage 30 with the reference voltage 50 and outputs an output signal 52, which should have a pulse-like course, which directly reproduces the wheel speed 12 of the corresponding wheel in a manner known per se.
  • the intermediate voltage 30 has a ripple, false pulses and thus incorrect wheel speeds 12 can be generated, so that the output signal 52 of the comparator 48 can not be used directly as Radcard ⁇ number signal 12.
  • the output signal 52 is supplied to a D flip-flop 54 wei ⁇ terleton to which a clock signal is applied 56, which is synchronized with the modulation frequency 32nd.
  • the output signal 52 at the output of the comparator 48 is always evaluated only at certain phases of the measuring voltage 26 and passed through the D flip-flop 54 as Radcardsignal 12. In this way, the ripple is effectively suppressed.
  • the measurement voltage 26 for generating the intermediate voltage 30 is tapped off via a pickup resistor 60, wherein a sampling signal 62 used for sampling is synchronized with the modulation frequency 32, so that voltage values between the individual periods of the source voltage 22 ultimately used as carrier voltage remain unconsidered so that the envelope of the measurement voltage 26 is filtered out in a manner known per se.
  • the downstream comparator 48 At an input of the downstream comparator 48 is thus the demodulated measuring voltage 26 and thus the intermediate chip ⁇ tion 30, which is free in the present embodiment of the explained in the context of FIG. 4 ripple.
  • the intermediate voltage 30 is also applied to the further input of the comparator via a low-pass filter 64 known per se.
  • the output voltage of the comparator 48 changes twice per period of the intermediate voltage 30, provided that a frequency of the intermediate voltage 30 at the input, a cut-off frequency of the low-pass filter 64 is not too clear below.
  • the wheel speed sensor 10 embodied herein requires a certain amount of time after powering up an operating voltage until the low pass filter 64 has settled to its equilibrium value.
  • the low-pass filter 64 can be designed as an RC element with the advantage that the equilibrium value is variable, so that changes to the sensor 18 or the environment, for example due to temperature change, have no influence on the detected wheel speeds 12 provided these changes are slow.
  • the circuit in FIG. 6 again uses the AM demodulator from FIG. 3.
  • a low-pass filter 64 which in the present embodiment is designed as a second-order active low-pass filter in a Shaner configuration. Due to the active low-pass filter, the residual ripple in the intermediate voltage 30 can be strongly suppressed.
  • the active low-pass filter 64 is followed by an amplifier circuit 66, which in the present embodiment is connected in a manner known per se as an inverting amplifier.
  • Another low-pass filter 64 in the amplifier circuit 66 has the same function as the low-pass filter 64 in FIG. 5. If a high gain is selected for the amplifier circuit, then the output voltage is predominantly in a positive or negative limit of the amplifier circuit 66 and the output of the amplifier circuit 66 acts as a logic output, at which the wheel speed signal 12 can be tapped.
  • the comparator 48 can be switched as in FIGS. 4 and 5.
  • a first part 68 of the circuit in Fig. 7 is constructed analogously to the circuit of Fig. 6, wherein in Fig. 7 instead of the amplifier circuit 66 of the interconnected comparator 48 is indicated.
  • This first part 68 of the circuit has already been described and referenced in detail in the context of FIG. 6, which is why in the context of FIG. 7 for the sake of brevity, the first part will not be discussed further.
  • a Schmitt trigger 70 which has a comparator 72, which is connected in a manner known per se for fixing a hysteresis with two resistors 74, is located at the output of the first part 68 in the present embodiment.
  • an application-dependent selectable reference potential 76 can be switched.
  • the Schmitt trigger 70 with its hysteresis has the task to prevent possible speed pulses at the output of the circuit, which can be set without the Schmitt trigger 70 when the wheel 6 is at a standstill and therefore the inductance of the coil 18 is not changes. In this case, it would be possible without hysteresis that smallest changes in the measuring voltage 26, for example due to noise, appear in the wheel speed signal 12, where they can no longer be distinguished from a non-zero wheel speed signal 12.
  • an amplifier 78 can be connected to the Schmitt trigger 70 as a driver if a load to which the wheel speed signal 12 is output requires it.
  • the amplifier 78 is designed as a voltage follower in the present embodiment. Potential vibrations of the amplifier 78 are suppressed by another resistor 74.
  • the functions of the last three comparators can be combined prior to the output of the wheel speed signal 12 in a comparator. This total comparator should then be used as a Schmitt trigger through a separate input or through the external circuitry of the comparator 72 of the Schmitt trigger 70. At one input, a low pass would have to be switched and the comparator should have the ability to directly drive the connected load.

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Abstract

The invention relates to a method for detecting a speed (12) between a measurement sensor designed as an inductor (18, 20) and a transducer element (16) changing the inductor (18, 20) in a vehicle (2), comprising: - detecting a change of the inductor (18, 20); - determining the speed (12) on the basis of the changed inductor (18, 20).

Description

Verfahren zum Erfassen einer Geschwindigkeit in einem Fahrzeug Method for detecting a speed in a vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Geschwindigkeit in einem Fahrzeug, eine Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, einen Geschwindigkeitssensor mit der Steuervorrichtung und ein Fahrzeug mit dem Geschwindig¬ keitssensor . The invention relates to a method for detecting a speed in a vehicle, a control device for carrying out the method, a speed sensor with the control device and a vehicle with the speed ¬ keitssensor.
Aus der DE 25 20 780 AI ist ein induktiver Geschwindigkeits¬ sensor in Form eines Raddrehzahlsensors bekannt, in dem sich vor einer als Messaufnehmer ausgebildeten Spule mit ganz oder teilweise permanent-magnetischem Kern als Joch ein als Geberelement ausgebildeter ferromagnetischer Encoder dreht. Die Anordnung wirkt als Generator. In der Spule wird eine Gene¬ ratorspannung induziert, deren Frequenz und Amplitude pro¬ portional zur Drehzahl sind. From DE 25 20 780 AI an inductive speed sensor ¬ sensor in the form of a wheel speed sensor is known in which rotates as a sensor formed as a sensor element formed before ferromagnetic encoder in front of a trained as a sensor coil with wholly or partially permanent magnetic core as a yoke. The arrangement acts as a generator. In the coil, a Gene ¬ ratorspannung is induced whose frequency and amplitude are per ¬ proportional to the speed.
Demgegenüber ist aus der DE 101 46 949 AI ein aktiver Geschwindigkeitssensor in Form eines Raddrehzahlsensors bekannt, in dem sich vor einem magnetoresistiven Element als Messaufnehmer ein ferro- oder dauermagnetischer Encoder als Geberelement dreht. Der Messaufnehmer ist als Brücke in einer Brückenschaltung verschaltet, wobei die am Messaufnehmer abfallende Brücken¬ spannung durch den sich drehenden Encoder moduliert und von einer Auswerteschaltung ausgewertet wird. Derartige magnetoresistive Elemente können Hall-Elemente, AMR-Elemente, XMR-Elemente oder GMR-Elemente sein. In contrast, from DE 101 46 949 AI an active speed sensor in the form of a wheel speed sensor is known in which rotates in front of a magnetoresistive element as a sensor ferro- or permanent magnetic encoder as a donor element. The sensor is connected as a bridge in a bridge circuit, wherein the falling on the sensor bridges ¬ voltage is modulated by the rotary encoder and evaluated by an evaluation circuit. Such magnetoresistive elements may be Hall elements, AMR elements, XMR elements or GMR elements.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bekannte Ge¬ schwindigkeitsmessung zu verbessern. It is an object of the present invention to improve the known Ge ¬ speed measurement.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der ab¬ hängigen Ansprüche. The object is solved by the features of the independent claims. Preferred further developments are subject of the dependent claims from ¬.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen einer Geschwindigkeit zwischen einem als Induktivität ausgebildeten Messaufnehmer und einem die Induktivtät verän- dernden Geberelement in einem Fahrzeug, die Schritte: According to one aspect of the invention, a method for detecting a speed between a sensor designed as an inductance and a inductance varies. the donor element in a vehicle, the steps:
Erfassen einer Änderung der Induktivität;  Detecting a change in the inductance;
Bestimmen der Geschwindigkeit basierend auf der geänderten Induktivität .  Determine the speed based on the changed inductance.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass den The invention is based on the consideration that the
magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren mit den magnetoresistive speed sensors with the
magnetoresistiven Messaufnehmern gemeinsam ist, dass die Amplitude des Signals der Messaufnehmer nicht von der Drehzahl abhängt. Daher können die magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren eine Geschwindigkeit vom Stillstand bis zu einer maximalen Geschwindigkeit erfassen, die aufgrund von Ent¬ wurfsentscheidungen durch die Signalverarbeitung bestimmt wird. Diese Entwurfsentscheidungen können beispielsweise von einer notwendigen Tiefpassfilterung der Brückenspannung zur Störungsunterdrückung . magnetoresistive sensors in common is that the amplitude of the signal from the sensor does not depend on the speed. Therefore, the magneto-resistive speed sensors can detect a speed from standstill up to a maximum speed which is determined by the signal processing due to Ent ¬ throw decisions. These design decisions may include, for example, a necessary low-pass filtering of the bridge voltage for noise suppression.
Bei den induktiven Geschwindigkeitssensoren hingegen sind die Generatorspannung und deren Frequenz proportional zur erfassten Geschwindigkeit. In the inductive speed sensors, however, the generator voltage and its frequency are proportional to the detected speed.
Dies bedingt einerseits, dass kann im Stillstand keine Gene¬ ratorspannung gemessen werden kann. In der Praxis ergibt sich bei den induktiven Geschwindigkeitssensoren daher eine minimale Geschwindigkeit, bei der die induzierte Spannung noch gerade hoch genug ist, um einer Auswertung zugänglich zu sein, die hinsichtlich Zuverlässigkeit und Genauigkeit der zu erfassenden Geschwindigkeit den Anforderungen genügt. In der Fahrzeugtechnik ist die Existenz einer solchen Untergrenze für die zu erfassende Geschwindigkeit ist sehr störend, weil beispielsweise moderne Regelsysteme in einem Fahrzeug, wie Fahrerassistenzsysteme, für ihre Sicherheits- , Energiespar- und Komfortfunktionen die Signale der als Raddrehzahlsensoren ausgebildeten Geschwindigkeitssensoren benötigen. Viele der zuvor genannten Funktionen werden bei jeder zu erfassenden Geschwindigkeit benötigt, andere sind besonders bei sehr niedrigen zu erfassenden Geschwindigkeiten bis hin zum Stillstand von Bedeutung. Beispiele sind die Berganfahrhilfe (HSA, „Hill Start Assist") und Antriebs- schlupfregelung (ASR) . This at a standstill, no genes ¬ ratorspannung can be measured due to the one that can. In practice, this results in the inductive speed sensors therefore a minimum speed at which the induced voltage is just high enough to be accessible to an evaluation that meets the requirements in terms of reliability and accuracy of the speed to be detected. In vehicle technology, the existence of such a lower limit for the speed to be detected is very disturbing because, for example, modern control systems in a vehicle, such as driver assistance systems, require the signals of the speed sensors designed as wheel speed sensors for their safety, energy saving and comfort functions. Many of the aforementioned functions are needed at any speed to be detected, others are particularly important at very low speeds to be detected, down to standstill. Examples are the Hill Start Assist (HSA) and Hill Start Assist. slip control (ASR).
Die proportional zur zu erfassenden Geschwindigkeit verlaufende Generatorspannung in induktiven Geschwindigkeitssensoren birgt jedoch auch den Nachteil, dass bei hohen Geschwindigkeiten die entsprechend hohe Generatorspannung stört. Die Halbleiterschaltungen, die zur Signalverarbeitung in induktiven Geschwindigkeitssensoren verwendet werden, werden für immer geringere zu verarbeitende Spannungen ausgelegt, so dass die Eingänge dieser Halbleiterschaltungen mit zusätzlichen Bauteilen gegen die zu hohen Generatorspannungen geschützt werden müssen . However, the generator voltage in inductive speed sensors which is proportional to the speed to be detected also has the disadvantage that at high speeds the correspondingly high generator voltage interferes. The semiconductor circuits, which are used for signal processing in inductive speed sensors are designed for ever lower voltages to be processed, so that the inputs of these semiconductor circuits must be protected with additional components against the excessive generator voltages.
Die induktiven Geschwindigkeitssensoren haben jedoch auch Vorteile. Zum einen sind die Herstellungskosten im Vergleich zu aus Halbleitern hergestellten magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren geringer. Zum anderen sind sie besonders robust. Das gilt für die mechanische Beanspruchung, für externe elektromagnetische Felder und für den zulässigen Temperatur- bereich. However, the inductive speed sensors also have advantages. On the one hand, the manufacturing costs are lower compared to magnetoresistive speed sensors made of semiconductors. On the other hand, they are particularly robust. This applies to mechanical stress, to external electromagnetic fields and to the permissible temperature range.
Als Halbleiter für die magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren kommt im Automobilbereich derzeit aus Kostengründen ausschließlich Silizium in Frage, wodurch die Arbeitstemperatur der magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren nach oben begrenzt wird, j e nach Technologie auf 150 °C bis 200 °C . Im Automobil gibt es jedoch an einigen Einsatzorten für Geschwindigkeitssensoren höhere Spitzentemperaturen, die bislang nur durch induktive Geschwindigkeitssensoren abgedeckt werden können. Hierzu ist noch anzumerken, dass ein hypothetischer AMR-Sensor, der nur die eingangs genannte Brücke, also den magnetorestiven Messaufnehmer enthält, wobei alle weiteren Elemente zur Sig¬ nalverarbeitung wie die Brückenschaltung ausgelagert sind, auch ohne Halbleiter und somit ohne die eigenleitungsbedingte Temperaturobergrenze von Halbleiterschaltungen auskommt. Al¬ lerdings liegt der Innenwiderstand eines magnetorestiven Messaufnehmers, beispielsweise einer AMR-Brücke, im kQ-Bereich und die Ausgangsspannung maximal bei einigen zehn Millivolt, so dass keine Aussicht besteht, das Sensorsignal aus dem As a semiconductor for the magnetoresistive speed sensors comes in the automotive sector currently for cost reasons exclusively silicon in question, whereby the operating temperature of the magnetoresistive speed sensors is limited upwards, depending on the technology to 150 ° C to 200 ° C. In automobiles, however, there are higher peak temperatures at some speed sensor locations, which so far can only be covered by inductive speed sensors. It should also be noted that a hypothetical AMR sensor containing only the aforementioned bridge, so the magnetoresistive sensor, all other elements for Sig ¬ nalverarbeitung as the bridge circuit are outsourced, even without semiconductors and thus without the intrinsic temperature upper limit of semiconductor circuits gets along. Al ¬ lerdings, the internal resistance of a magnetoresistive sensor, such as an AMR bridge, in the kQ range and the output voltage is a few tens of millivolts, so that there is no chance, the sensor signal from the
magnetorestiven Messaufnehmers ohne Verstärker über eine Leitung von mehreren Metern Länge, an vielen elektromagnetischen Störern vorbei, zuverlässig zur ausgelagerten Signalverarbeitungs- Schaltung zu übertragen. Magnetoresistive sensor without amplifier over a line of several meters in length, past many electromagnetic interference, reliably transfer to outsourced signal processing circuit.
Weiterhin gibt es einen Nachteil der halbleiterbasierten, magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren, der nicht Furthermore, there is a disadvantage of the semiconductor-based magnetoresistive speed sensors that are not
prinzipbedingt ist, sondern durch die Art der Industrialisierung der Lösung verursacht wird. Da die Signalverarbeitungsschal¬ tungen, die in Form von ASICs ausgebildet sein können, sehr billig sein müssen, was nur durch Massenproduktion möglich ist, kann keine Anpassung an die jeweilige Applikation in einem Fahrzeug vorgenommen werden. Alle Geschwindigkeitssensoren eines Typs arbeiten mit der gleichen Obergrenze der Frequenz, ab der das Messsignal aus dem Messaufnehmer durch die Tiefpassfilterung abgeschwächt wird. Für Nischenmärkte, wie z.B. Hochleis¬ tungs-Sportwagen, liegt die Grenze, die durch den Massenmarkt gesetzt wird, teilweise zu niedrig, so dass gerade diese Fahrzeuge mit induktiven Geschwindigkeitssensoren ausgestattet werden müssen. principle is caused by the nature of the industrialization of the solution. Since the signal processing scarf ¬ lines, which may be in the form of ASICs must be very cheap, which is possible only by mass production, no adaptation to the respective application can be made in a vehicle. All speed sensors of one type operate with the same upper limit of the frequency at which the measuring signal from the sensor is attenuated by the low-pass filtering. For niche markets, such as high-Leis ¬ tung sports car, is the limit that is set by the mass market, some too low, so that precisely these vehicles must be equipped with inductive speed sensors.
Hier setzt das angegebene Verfahren an, im Rahmen dessen eine Induktivität als Messaufnehmer in einem Geschwindigkeitssensor verwendet wird. Anders als in einem induktiven Geschwindig¬ keitssensor wird die als Messaufnehmer verwendete Induktivität jedoch nicht als Generator betrieben. Vielmehr wird die als Messaufnehmer verwendete Induktivität wie in einem This is where the specified method begins, in which an inductance is used as a sensor in a speed sensor. Unlike in an inductive VELOCITY ¬ keitssensor the inductor used as the sensor is not operated as a generator. Rather, the inductance used as a sensor is as in a
magnetoresistiven Geschwindigkeitssensor hinsichtlich ihrer sich verändernden elektrischen Impedanz betrachtet, so dass das erfindungsgemäße Verfahren die Vorteile der induktiven Ge¬ schwindigkeitssensoren und der magnetoresistiven Geschwindigkeitssensoren ineinander vereint. Im Rahmen des angegebenen Verfahrens kann die Induktivität anders als ein magnetoresistive speed sensor is considered in terms of their changing electrical impedance, so that the inventive method combines the advantages of the inductive Ge ¬ speed sensors and the magnetoresistive speed sensors together. In the context of the specified method, the inductance can be different than a
magnetoresistiver Messaufnehmer über einer Leitungslänge von mehreren Metern angesteuert und ausgelesen werden, weil der Innenwiderstand einer Induktivität anders als ein Magnetoresistive sensor over a cable length of several meters are controlled and read, because the internal resistance of an inductor unlike a
magnetoresistiver Messaufnehmer nicht im Bereich einiger kQ sondern deutlich darunter liegt. Die Änderung der Induktivität kann dabei wie in den herkömmlichen Geschwindigkeitssensoren über einen Encoder herbeigeführt werden, der beispielsweise ferromagnetisch ausgebildet sein kann. Magnetoresistive sensor not in the range of some kQ but much lower. The change in the inductance can be brought about as in the conventional speed sensors via an encoder, which may be formed, for example, ferromagnetic.
In einer Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren die Schritte : In a further development, the specified method comprises the steps:
Anlegen einer Quellenspannung an die Induktivität, und Erfassen einer Änderung einer basierend auf der Quell- Spannung an der Induktivität abfallenden Messspannung, um die Änderung der Induktivität zu erfassen.  Applying a source voltage to the inductor, and detecting a change in a sensing voltage dropped across the inductor based on the source voltage to detect the change in inductance.
Der Weiterbildung des angegebenen Verfahrens liegt die Überlegung zugrunde, dass der an der Induktivität mit der zu messenden Geschwindigkeit vorbeiziehende Encoder die Quellspannung inThe further development of the specified method is based on the consideration that the encoder passing the inductor at the speed to be measured passes the source voltage in
Abhängigkeit dieser Geschwindigkeit moduliert. Auf diese Weise lässt sich eine veränderliche Messspannung als Messsignal erfassen, aus der die zu messende Geschwindigkeit hervorgeht. Zweckmäßigerweise wird als Quellspannung dabei eine Wechsel¬ spannung gewählt. Auf diese Weise wird die an der Induktivität abfallende Messspannung durch die Bewegung des Encoders amplitudenmoduliert, wobei die Modulation unabhängig von der Modulationsfrequenz der Quellspannung. Die Geschwindigkeit des Encoders hat damit keinen Einfluss auf die Amplitude desDependence of this speed modulated. In this way, a variable measurement voltage can be detected as a measurement signal, from which the speed to be measured emerges. Appropriately, is selected as the source voltage while an AC voltage ¬. In this way, the voltage drop across the inductance is amplitude modulated by the movement of the encoder, the modulation being independent of the modulation frequency of the source voltage. The speed of the encoder does not affect the amplitude of the encoder
Messergebnisses, so dass das angegebene Verfahren geschwin¬ digkeitsunabhängig zur Messung der Geschwindigkeit eingesetzt werden und die zu erfassende Geschwindigkeit vom Stillstand des Encoders bis zu einer durch die Auslegung einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit gemessen werden kann. Measurement result, so that the specified method can be used Geschwin ¬ digkeitsunabhängig for measuring the speed and the speed to be detected from standstill of the encoder can be measured up to a by the interpretation of a certain maximum speed.
In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens weist die Wechselspannung eine Frequenz zwischen 30 KHz und 500 kHz auf. Grundsätzlich kann zwar jeder beliebige Frequenzbereich für die Wechselspannung verwendet werden, bei niedrigeren Frequenzen wird die nutzbare Frequenz der an der Induktivität abfallenden Messspannung aber eingeschränkt, weil die zu messende Ge¬ schwindigkeit, beispielsweise in Form einer Raddrehzahl nicht unter die Modulationsfrequenz fallen sollte. Höhere Frequenzen weisen hinsichtlich der Funktion des das angegebene Verfahren ausführenden Geschwindigkeitssensors bei korrekter Auslegung keine Nachteile auf, sind aber unnötig und können, insbesondere wenn der Messaufnehmer durch ein langes Kabel angesteuert wird, zu unerwünschten elektromagnetischen Emissionen führen. An die Stabilität der Wechselspannung sind keine hohen Anforderungen zu stellen, weil als Folge der Demodulation in der Signalverarbeitung die Modulationsfrequenz der Wechselspannung keinen direkten Einfluss auf die zu messende Geschwindigkeit hat. Es sollte lediglich darauf geachtet werden, dass ein spezifiziertes Frequenzintervall, für das der das angegebene Verfahren aus¬ führende Geschwindigkeitssensor ausgelegt ist, nicht verlassen wird . In a development of the specified method, the alternating voltage has a frequency between 30 kHz and 500 kHz. Although in principle, any frequency range can be used for the AC voltage, at lower frequencies, the usable frequency of the falling in the inductance measurement voltage is however limited because the measured Ge ¬ speed, for example in the form of a wheel speed is not should fall below the modulation frequency. Higher frequencies, when properly designed, have no disadvantages in the function of the speed sensor implementing the specified method, but are unnecessary and, especially when the sensor is driven by a long cable, can lead to unwanted electromagnetic emissions. The stability of the AC voltage does not require high demands, because as a result of the demodulation in the signal processing, the modulation frequency of the AC voltage has no direct influence on the speed to be measured. It should only be ensured that a specified frequency interval for which the specified method ¬ leading speed sensor is designed, is not left.
In einer besonderen Ausführung umfasst das angegebene Verfahren den Schritt Demodulieren der an der Induktivität abfallenden Spannung. Die Demodulation kann dabei beliebig erfolgen. Es ist lediglich notwendig, den Signalträger, also die Quellenspannung von der eigentlich interessanten Information, also der Geschwindigkeit des Encoders und der damit verbundenen Induk¬ tivitätsänderung des als Induktivität ausgebildeten In a particular embodiment, the specified method comprises the step of demodulating the voltage dropped at the inductance. The demodulation can be done arbitrarily. It is only necessary, the signal carrier, so the source voltage of the actually interesting information, so the speed of the encoder and the associated induct ¬ tivitätsänderung of trained as inductance
Messaufnehmers zu trennen. Besonders bevorzugt umfasst die Demodulation dazu eine Amp¬ litudendemodulation, da der sich in seiner Induktivität ändernde Messaufnehmer eine Information erfasst, die durch die als Wechselspannung ausgebildete Quellspannung amplitudenmoduliert wird. Zur Signalverarbeitung können beliebige bekannte Verfahren zur AM-Demodulation Verwendung finden, sowohl analog als auch digital. Dabei kommen auch Schaltungen in Frage, die nicht in der Lage wären, beliebige Signale mit geringen Verzerrungen zu demodulieren, denn die für das angegebene Verfahren interessante Information als Resultat der Demodulation umfasst grundsätzlich, den Zeitpunkt des Wechsels zwischen nur zwei diskreten Zuständen des sich in seiner Induktivität ändernden Messaufnehmers. Separate sensor. Particularly preferably, the demodulation for this purpose comprises an Amp ¬ litudendemodulation, since the sensor changing its inductance acquires information which is amplitude modulated by the AC voltage source designed as a voltage. For signal processing, any known methods for AM demodulation can be used, both analog and digital. Circuits that would not be able to demodulate arbitrary signals with small distortions are also possible, since the information interesting for the given method as a result of the demodulation basically comprises the time of change between only two discrete states of the latter Inductance changing sensor.
In einer besonders günstigen Weiterbildung wird die an der Induktivität abfallende Spannung mit einem Tiefpass zur De- modulation gefiltert. Die Tiefpassfilterung ist im Rahmen des angegebenen Verfahrens besonders zweckmäßig, denn eine obere Grenzfrequenz Tiefpassfilterung kann im Rahmen des angegebenen Verfahrens auf einen Wert zu gesetzt, der die Unterstützung aller Anwendungen im Automobil ermöglicht, ohne dass eine Anpassung an Fahrzeugtypen oder die Messstelle notwendig ist. Dies auch deshalb möglich, weil der als Induktivität ausgebildete In a particularly favorable development, the at the Inductance dropping voltage filtered with a low pass for demodulation. The low-pass filtering is particularly useful in the context of the specified method, because an upper limit frequency low-pass filtering can set in the specified method to a value that allows the support of all applications in the car, without any adaptation to vehicle types or the measuring point is necessary. This is also possible because of the designed as an inductance
Messaufnehmer eine sehr geringe Eigenimpedanz aufweist, die damit robust gegenüber Störungen ist, weshalb der Tiefpass nicht oder zumindest in einem geringeren Umfang zur Unterdrückung dieser Störungen herangezogen werden muss, sondern vielmehr zur zuvor genannten Demodulation . Sensor has a very low intrinsic impedance, which is therefore robust against interference, which is why the low-pass does not have to be used or at least to a lesser extent to suppress these disturbances, but rather for the aforementioned demodulation.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, eines der angegebenen Verfahren durchzuführen. Die angegebene Steuervorrichtung kann als ein Adapter für ein bereits in einem Fahrzeug existierendes According to a further aspect of the invention, a control device is set up to carry out one of the specified methods. The specified control device can be used as an adapter for an already existing in a vehicle
Steuergerät ausgeführt werden. Dabei kann die angegebene Steuervorrichtung messaufnehmerseitige und steuergeräteseitige Anschlüsse aufweisen, um die Informationen über die zu erfassende Geschwindigkeit in die zu erfassende Geschwindigkeit umzu¬ wandeln, so dass sie vom Steuergerät in der herkömmlichen Weise verstanden werden kann. Bei einem neu zu konstruierenden Steuergerät ist es natürlich vorzuziehen, die Steuervorrichtung in das Steuergerät zu integrieren. Control unit to be executed. In this case, the specified control device messagnehmerseitige and control unit side terminals have to convert the information about the speed to be detected in the speed to be detected ¬ um, so that they can be understood by the control unit in the conventional manner. In a newly designed control unit, it is of course preferable to integrate the control device in the control unit.
In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Compu¬ terprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist. In a development of the specified control device, the specified device has a memory and a processor. In this case, the specified method is stored in the form of a Compu ¬ terprogramms in the memory and the processor is provided for performing the method when the computer program from the memory is loaded into the processor.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird. According to another aspect of the invention, a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is run on a computer or one of the specified devices is performed.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem compu¬ terlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt. According to a further aspect of the invention a computer program product comprises a program code which is stored on a data carrier and the compu ¬ terlesbaren, when executed on a data processing device, carries out one of the methods specified.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Geschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Geschwindigkeit in einem Fahrzeug According to another aspect of the invention, a speed sensor for detecting a speed in a vehicle
einen als Induktivität ausgebildeten Messaufnehmer, dessen Induktivität von einem Geberelement veränderbar ist, und  a sensor designed as an inductance whose inductance is variable by a donor element, and
eine der angegebenen Steuervorrichtungen zum Erfassen der Geschwindigkeit zwischen dem Messaufnehmer und dem Geberelement .  one of the specified control devices for detecting the speed between the sensor and the encoder element.
In einer Weiterbildung des angegebenen Geschwindigkeitssensors umfasst die Induktivität eine Spule und ein durch die Spule geführtes Joch, das zum Formen eines magnetischen Kreises über das Geberelement eingerichtet ist. Auf diese Weise können die bei der Messung der Geschwindigkeit auftretenden magnetischen Felder konzentriert werden, wodurch die Messung der Geschwindigkeit empfindlicher ausgeführt werden kann. In a development of the specified speed sensor, the inductance comprises a coil and a yoke guided through the coil, which is set up to form a magnetic circuit via the transmitter element. In this way, the magnetic fields occurring during the measurement of the speed can be concentrated, whereby the measurement of the speed can be carried out more sensitively.
In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Geschwindigkeitssensors ist das Joch weichmagnetisch ausgebildet. Der vorliegenden Ausführung liegt die Überlegung zugrunde, dass der Betrieb eines herkömmlichen induktiven Geschwindigkeitssensors nach Art eines Generators ein starkes Feld erfordert, damit auch bei geringen Geschwindigkeiten eine hinreichende Signalamplitude erreicht werden kann und damit die oben eingangs erwähnte minimale erfassbare Geschwindigkeit nicht zu hoch wird. Dazu wäre ein starker Magnet erforderlich, der als Permanentmagnet ausgeführt jedoch relativ teuer ist. Stattdessen wird im angegebenen Geschwindigkeitssensor jedoch nur ein Joch benötigt, welches aus nahezu allen weichmagnetischen Werkstoffen gefertigt werden kann, u.a. aus Ferrit oder sogar aus Stahl, der sehr wahrscheinlich kostengünstigsten Möglichkeit. Die maximale Arbeitstemperatur kann dabei bei 250 °C und sogar darüber liegen, weil der angegebene Geschwindigkeitssensor nicht nur vollständig ohne Halbleiter aufgebaut werden kann, er kann auch nicht durch Entmagnetisierung beeinträchtigt werden, da kein Permanent- magnet vorhanden ist. Entmagnetisierung ist dabei bekanntermaßen ein Problem, das Permanentmagnete sowohl bei hohen Temperaturen als auch bei starken externen Magnetfeldern schädigen kann. In a particular embodiment of the specified speed sensor, the yoke is formed soft magnetic. The present embodiment is based on the consideration that the operation of a conventional inductive speed sensor in the manner of a generator requires a strong field, so that even at low speeds a sufficient signal amplitude can be achieved and thus the above-mentioned minimum detectable speed is not too high. For this purpose, a strong magnet would be required, which is designed as a permanent magnet, however, is relatively expensive. Instead, however, only one yoke is needed in the specified speed sensor, which can be made of almost all soft magnetic materials, including ferrite or even steel, the most likely cost-effective way. The maximal Working temperature can be at 250 ° C and even higher, because the specified speed sensor can not only be completely built without semiconductors, it can not be affected by demagnetization, since no permanent magnet is present. Degaussing is known to be a problem that can damage permanent magnets both at high temperatures and in strong external magnetic fields.
Im angegebenen Geschwindigkeitssensor kann eine einfache Um- Stellung von herkömmlichen Messaufnehmern auf die Lösung im Rahmen des angegebenen Verfahrens und des angegebenen Geschwindigkeitssensors dadurch erreicht, dass der neue als Induktivität ausgebildete Messaufnehmer hinsichtlich seiner äußeren Gestalt und den Anforderungen an den Encoder dem herkömmlichen Messaufnehmer angeglichen werden kann. Im Geschwindigkeitssensor können optional noch ein bis zwei Änderungen zur Anpassung an die neue Funktion vorgenommen werden, die sich auf den Ersatz des zuvor genannten Permanentmagneten durch ein weichmagnetisches Bauteil und zusätzlich auf die Wicklung beziehen. Die zweite optionale Änderung bezieht sich auf die Wicklung und trägt zur weiteren Kostenreduzierung bei. Die Impedanzmessung beim erfindungsgemäßen Sensor lässt sich, insbesondere aufgrund der freien Auswahl der oben beschriebenen Modulationsfrequenz, mit einer deutlich kleineren Wicklung mit weniger Windungen erreichen als beim herkömmlichen induktiven Geschwindigkeitssensor . In the specified speed sensor, a simple Um- position of conventional sensors on the solution in the specified method and the specified speed sensor achieved in that the new designed as an inductance sensor can be adjusted in terms of its external shape and the requirements of the encoder to the conventional sensor , In the speed sensor can optionally be made one to two changes to adapt to the new function, which relate to the replacement of the aforementioned permanent magnet by a soft magnetic component and in addition to the winding. The second optional change relates to the winding and contributes to further cost reduction. The impedance measurement in the sensor according to the invention can be achieved, in particular due to the free selection of the modulation frequency described above, with a significantly smaller winding with fewer turns than in the conventional inductive speed sensor.
In einer anderen Weiterbildung ist der angegebene Geschwindigkeitssensor eingerichtet, als Geschwindigkeit eine Drehzahl zu erfassen. Diese Drehzahlen können beispielsweise Drehzahlen der Räder von Fahrzeugen, Drehzahlen der Kurbelwellen von Verbrennungsmotoren oder Drehzahlen in Antriebsstrangkomponenten von Fahrzeugen, wie beispielsweise getrieben umfassen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug einen der angegebenen Geschwindigkeitssensoren, einen Aktor und ein Steuergerät zum Ansteuern des Aktors basierend auf der mit dem Geschwindigkeitssensor erfassten Geschwindigkeit. Die Verkabelung des angegebenen Fahrzeugs sowie die Konstruktion eines Steuergerätes sowie des als Induktivität ausgebildeten Messaufnehmers in dem Fahrzeug müssen gegenüber dem Stand der Technik nicht geändert werden. Es reicht, wenn die Steuer- Vorrichtung des Raddrehzahlsensors beispielsweise als Adapter ausgeführt ist, der einerseits mit dem herkömmlichen Steuergerät des Fahrzeuges und andererseits mit dem als Induktivität ausgebildeten Messaufnehmer verbunden wird. Der Adapter kann dabei an seinem Ausgang die elektrische Schnittstelle der herkömmlichen Geschwindigkeitssensoren mit hinreichender Genauigkeit imitieren. In another development, the specified speed sensor is set up to detect a speed as a speed. These speeds may include, for example, speeds of the wheels of vehicles, speeds of crankshafts of internal combustion engines, or speeds in powertrain components of vehicles, such as driven. In accordance with another aspect of the invention, a vehicle includes one of the specified speed sensors, an actuator, and a controller for driving the actuator based on the speed detected by the speed sensor. The Wiring of the specified vehicle as well as the construction of a control unit and the sensor designed as an inductance sensor in the vehicle need not be changed compared to the prior art. It is sufficient if the control device of the wheel speed sensor is designed, for example, as an adapter which is connected on the one hand to the conventional control unit of the vehicle and on the other hand to the sensor designed as an inductance. The adapter can imitate at its output the electrical interface of the conventional speed sensors with sufficient accuracy.
Aufgrund der geringen Impedanz, die der Induktivität ausge¬ bildete Messaufnehmer beispielsweise im oben genannten Fre- quenzbereich aufweist, ist bereits das unverstärkte Signal des Sensorelements gegen Störungen unempfindlich. Daher kann sich die gesamte Steuervorrichtung des angegebenen Geschwindigkeitssensors am Ort des auswertenden Steuergeräts befinden. Dort ist die Steuervorrichtung vor hohen Temperaturen und anderen rohen Umgebungsbedingungen, wie sie an der Messstelle herrschen können, geschützt. Es sind auch andere Einbauorte möglich, aber die Positionierung der Steuervorrichtung am oder im Steuergerät ist besonders vorteilhaft. Dabei kann die eine die oben genannte Quellspannung (also die Spannung, die der oben beschriebenen Modulation zugrunde liegt) abgebende Signalquelle vorteilhaft in einem gemeinsamen Modul mit der Steuervorrichtung untergebracht sein, das heißt ebenfalls am oder im Steuergerät des Fahrzeuges. Anderenfalls würden sich die Signalquelle und die die Signalverarbeitung durchführende Steuervorrichtung bei einem typischen Fahrzeug mehrere Meter voneinander getrennt befinden, was aber aufgrund der oben beschriebene Robustheit gegenüber Störungen, die durch die geringe Impedanz des als Induktivität ausgebildeten Due to the low impedance, which has the inductance ¬ formed sensor, for example, in the above-mentioned frequency range, even the unamplified signal of the sensor element is insensitive to interference. Therefore, the entire controller of the specified speed sensor may be located at the location of the evaluating controller. There, the control device is protected from high temperatures and other raw environmental conditions, as they can prevail at the measuring point. There are also other installation locations possible, but the positioning of the control device on or in the control unit is particularly advantageous. In this case, one of the above-mentioned source voltage (that is, the voltage on which the modulation described above is based) releasing signal source can be advantageously accommodated in a common module with the control device, that is also on or in the control unit of the vehicle. Otherwise, the signal source and signal processing controller would be separated by a few meters in a typical vehicle, but due to the robustness described above, to interference due to the low impedance of the inductor
Messaufnehmers nicht weiter problematisch wäre. Sensor would not be problematic.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei : The above-described characteristics, features and advantages of this invention and the manner in which it achieves will be more clearly and clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings, wherein:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, 1 is a plan view of a vehicle,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Raddrehzahlsensors in dem Fahrzeug, 2 is a schematic diagram of a wheel speed sensor in the vehicle,
Fig. 3 eine Darstellung einer Verschaltung der Fahrdynamikregelung aus Fig. 1 mit einem Raddrehzahlsensor aus Fig. 2, 3 shows an illustration of an interconnection of the vehicle dynamics control from FIG. 1 with a wheel speed sensor from FIG. 2, FIG.
Fig. 4 einen Schaltplan eines möglichen Raddrehzahlsensors, 4 is a circuit diagram of a possible wheel speed sensor,
Fig. 5 einen Schaltplan eines weiteren möglichen Raddrehzahlsensors, 5 is a circuit diagram of another possible wheel speed sensor,
Fig. 6 einen Schaltplan eines weiteren möglichen Raddreh- zahlsensors, 6 is a circuit diagram of another possible wheel speed sensor,
Fig. 7 einen Schaltplan eines weiteren möglichen Raddrehzahlsensors zeigen. In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Fig. 7 shows a circuit diagram of another possible wheel speed sensor. In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 2 zeigt. Referring to Fig. 1, a plan view of a vehicle 2 is shown.
Das Fahrzeug 2 weist ein Chassis 4 auf, das in einer an sich bekannten Weise auf einer nicht näher gezeigten Straße von Rädern 6 getragen wird. An jedem Rad 6 ist in der vorliegenden Ausführung ein Raddrehzahlsensor 10 angeordnet, der eine in Fig. 2 gezeigte Raddrehzahl 12 am Ort des jeweiligen Rades 6 misst und diese an eine Fahrdynamikregelung 14 ausgibt. Alternativ kann der Raddrehzahlsensor 10 als Reifendrucksensor ausgebildet sein, der statt der Raddrehzahl 12 einen Reifendruck an ein Reifendruckkontrollsystem statt der Fahrdynamikregelung 14 ausgibt . The vehicle 2 has a chassis 4, which is supported in a manner known per se on a road not shown in more detail by wheels 6. In the present embodiment, a wheel speed sensor 10, which measures a wheel speed 12 shown in FIG. 2 at the location of the respective wheel 6 and outputs it to a vehicle dynamics control 14, is arranged on each wheel 6. Alternatively, the Wheel speed sensor 10 may be formed as a tire pressure sensor, which outputs a tire pressure instead of the wheel speed 12 to a tire pressure monitoring system instead of the vehicle dynamics control 14.
Die Fahrdynamikregelung 14 empfängt die Raddrehzahlen 12 aus den Raddrehzahlsensoren 10 neben anderen an sich bekannten Fahrdynamikdaten als Istwerte. In einer dem Fachmann bekannten Weise kann die Fahrdynamikregelung 14 die empfangene Fahrdynamik einer gewünschten Fahrdynamik, wie beispielsweise einer Solltra- jektorie, gegenüberstellen. Tritt eine Differenz zwischen der gewünschten Fahrdynamik und der empfangenen Fahrdynamik auf, kann die Steuervorrichtung 14 das Fahrzeug 2 mittels Stell¬ eingriffen über Stellglieder wie beispielsweise nicht weiter gezeigte Bremsen auf die gewünschte Fahrdynamik zurückführen. The vehicle dynamics control 14 receives the wheel speeds 12 from the wheel speed sensors 10, among other known driving dynamics data, as actual values. In a manner known to the person skilled in the art, the vehicle dynamics control 14 can contrast the received driving dynamics with a desired driving dynamics, such as, for example, a desired trajectory. If a difference between the desired driving dynamics and the received driving dynamics, the control device 14 can be intervened by means of actuating 2 ¬ via actuators such as brakes not further shown to the desired driving dynamics return the vehicle.
Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung eines Raddrehzahlsensors 10 in dem Fahrzeug 2 zeigt. Damit der Raddrehzahlsensor 10 die Raddrehzahlen seines entsprechenden Rades 6 erfassen kann, ist an dem Rad 6 in der vorliegenden Ausführung ein an sich bekannter Encoder 16 aus einem ferromagnetischen Material angeordnet. Der Raddrehzahlsensor 10 umfasst eine Spule 18 mit einer Induktivität, wobei durch ein Zentrum der Spule 18 ein weichmagnetischer Kern 20 geführt ist. An die Spule 18 ist eine Spannungsquelle 22 angeschlossen, die an die Spule 18 eine Quellspannung 24 in Form einer harmonischen Wechselspannung mit einer konstanten Amplitude anlegt. Reference is made to FIG. 2 which shows a schematic diagram of a wheel speed sensor 10 in the vehicle 2. So that the wheel speed sensor 10 can detect the wheel speeds of its corresponding wheel 6, a per se known encoder 16 is arranged on the wheel 6 in the present embodiment of a ferromagnetic material. The wheel speed sensor 10 comprises a coil 18 with an inductance, wherein a soft magnetic core 20 is guided through a center of the coil 18. To the coil 18, a voltage source 22 is connected, which applies to the coil 18, a source voltage 24 in the form of a harmonic alternating voltage with a constant amplitude.
Wird das Rad 6 gedreht, dann verändert der Encoder 16 die Induktivität der Spule 18 in einer periodischen Weise. Mit der Veränderung der Induktivität der Spule 18 wird auch die an die Spule 18 angelegte Quellspannung 24 in einer an sich bekannten Weise in Ihrer Amplitude verändert, und damit amplitudenmo¬ duliert . Die amplitudenmodulierte Quellspannung 24 kann dann als When the wheel 6 is rotated, the encoder 16 changes the inductance of the coil 18 in a periodic manner. With the change in the inductance of the coil 18 and the voltage applied to the coil 18 voltage source 24 is changed in a manner known per se in its amplitude, and thus amplitudenmo ¬ duliert. The amplitude modulated source voltage 24 can then be used as
Messspannung 26 von einer Messeinrichtung 28 erfasst werden, die aus der amplitudenmodulierten Quellspannung 24 eine Zwischenspannung 30 ableitet, das von der zu erfassenden Rad- drehzahl 12 abhängig ist. Dazu ist die Messeinrichtung 28 vorzugsweise als Demodulationseinrichtung ausgebildet, die unter einer optionalen Kenntnis der Modulationsfrequenz 32 der Quellspannung 24 die Zwischenspannung 30 in einer an sich bekannten Weise konstruieren kann. Measuring voltage 26 are detected by a measuring device 28, which derives from the amplitude-modulated source voltage 24, an intermediate voltage 30, which is dependent on the wheel speed to be detected 12. For this purpose, the measuring device 28 is preferably designed as a demodulation device, which can construct the intermediate voltage 30 in a manner known per se under an optional knowledge of the modulation frequency 32 of the source voltage 24.
Die Zwischenspannung 30 kann dann abschließend noch in einer Auswerteeinrichtung 34 aufbereitet werden, dass die Raddrehzahlen 12 in einer genormten Form an die Fahrdynamikregelung 14 angeschlossen werden kann. Ist die Spule 18 als Messaufnehmer bereit in dem Fahrzeug 2 vorhanden, beispielsweise weil dasThe intermediate voltage 30 can then finally be processed in an evaluation device 34 that the wheel speeds 12 can be connected in a standardized form to the vehicle dynamics control 14. Is the coil 18 as a sensor ready in the vehicle 2 available, for example because that
Fahrzeug vorher mit einem induktiven Raddrehzahlsensor betrieben wurde, dann können die Messeinrichtung 28 und die Auswerte¬ einrichtung 34 als Adapter 36 zwischen die Spule 18 und die Fahrdynamikregelung 14, wie in Fig. 3 gezeigt zwischenge- schaltet werden. Vehicle was previously operated with an inductive wheel speed sensor, then the measuring device 28 and the evaluation ¬ device 34 as an adapter 36 between the coil 18 and the vehicle dynamics control 14, as shown in Fig. 3 are switched between.
Dabei können an die in Fig. 3 nicht belegten Anschlüsse 40 die anderen der in Fig. 1 gezeigten Raddrehzahlsensoren 10 angeschlossen werden. In this case, the other of the wheel speed sensors 10 shown in FIG. 1 can be connected to the connections 40 not occupied in FIG.
Im Gegensatz zu Fig. 1 werden jedoch nicht die Raddrehzahlen 12 selbst sondern die in Fig. 2 gezeigten Messspannungen 26 übertragen . Nachstehend werden anhand der Fig. 4 bis 7 Schaltpläne möglicher Raddrehzahlsensoren 10 erläutert. In contrast to FIG. 1, however, not the wheel speeds 12 themselves but the measured voltages 26 shown in FIG. 2 are transmitted. Hereinafter, circuit diagrams of possible wheel speed sensors 10 will be explained with reference to FIGS.
Fig. 4 zeigt eine Schaltung, deren Signalverarbeitung mit der als AM-Demodulator ausgebildeten Messschaltung 28 aus einer FIG. 4 shows a circuit whose signal processing with the measuring circuit 28 embodied as an AM demodulator consists of a
Gleichrichtdiode 42, einem Glättungskondensator 44 und einem Widerstand 46 beginnt. In Fig. 4 wurde der Übersichtlichkeit halber auf eine Darstellung der Spannungsquelle 22 verzichtet. Die Messspannung 26 am Eingang der Messschaltung 28 wird durch die Gleichrichtdiode 42 gleichgerichtet und durch den Glät- tungskondensator 44 geglättet. Rectifying diode 42, a smoothing capacitor 44 and a resistor 46 begins. In FIG. 4, a representation of the voltage source 22 has been omitted for the sake of clarity. The measuring voltage 26 at the input of the measuring circuit 28 is through the rectifying diode 42 is rectified and smoothed by the smoothing capacitor 44.
Die gleichgerichtete und geglättete Messspannung 26 entspricht der Zwischenspannung 30, die ein Komparator 48 ein einem seiner Eingänge erhält, während am anderen Eingang eine applikati¬ onsabhängig einstellbare Referenzspannung 50 liegt. Der Komparator 48 vergleicht die Zwischenspannung 30 mit der Referenzspannung 50 und gibt ein Ausgangssignal 52 aus, das einen impulsartigen Verlauf aufweisen sollte, der in einer an sich bekannten Weise direkt die Raddrehzahl 12 des entsprechenden Rades wiedergibt. Da die Zwischenspannung 30 jedoch eine Restwelligkeit aufweist, können falsche Impulse und somit falsche Raddrehzahlen 12 generiert werden, so dass das Aus- gangssignal 52 des Komparators 48 nicht direkt als Raddreh¬ zahlsignal 12 verwendet werden kann. The rectified and smoothed measurement voltage 26 corresponds to the intermediate voltage 30, which receives a comparator 48 one of its inputs, while at the other input an appli ¬ onsabhängig adjustable reference voltage 50 is. The comparator 48 compares the intermediate voltage 30 with the reference voltage 50 and outputs an output signal 52, which should have a pulse-like course, which directly reproduces the wheel speed 12 of the corresponding wheel in a manner known per se. However, since the intermediate voltage 30 has a ripple, false pulses and thus incorrect wheel speeds 12 can be generated, so that the output signal 52 of the comparator 48 can not be used directly as Raddreh ¬ number signal 12.
Daher wird die Ausgangssignal 52 an ein D-Flip-Flop 54 wei¬ tergegeben, an das ein Taktsignal 56 angelegt ist, das mit der Modulationsfrequenz 32 synchronisiert ist. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal 52 am Ausgang des Komparators 48 immer nur zu bestimmten Phasen der Messspannung 26 ausgewertet und über das D-Flip-Flop 54 als Raddrehzahlsignal 12 weitergegeben. Auf diese Weise wird die Restwelligkeit wirksam unterdrückt. Therefore, the output signal 52 is supplied to a D flip-flop 54 wei ¬ tergegeben to which a clock signal is applied 56, which is synchronized with the modulation frequency 32nd In this way, the output signal 52 at the output of the comparator 48 is always evaluated only at certain phases of the measuring voltage 26 and passed through the D flip-flop 54 as Raddrehzahlsignal 12. In this way, the ripple is effectively suppressed.
Die Schaltung in Fig. 5 verwendet zur Demodulation in der Messschaltung 28 ein Abtast-Halte-Glied aus einem Abtast¬ schalter 58 und dem Glättungskondensator 44 zur Demodulation. Dabei wird die Messspannung 26 zur Erzeugung der Zwischen- Spannung 30 wird über einen Abgriffswiderstand 60 abgegriffen, wobei ein zur Abtastung verwendetes Abtastsignal 62 mit der Modulationsfrequenz 32 synchronisiert ist, so dass Spannungswerte, zwischen den einzelnen Perioden der letztendlich als Trägerspannung verwendeten Quellspannung 22 unberücksichtigt bleiben, so dass die Hüllkurve der Messspannung 26 in einer an sich bekannten Weise herausgefiltert wird. The circuit in Fig. 5 used for demodulation in the measuring circuit 28, a sample-and-hold element of a sampling ¬ switch 58 and the smoothing capacitor 44 for demodulation. In this case, the measurement voltage 26 for generating the intermediate voltage 30 is tapped off via a pickup resistor 60, wherein a sampling signal 62 used for sampling is synchronized with the modulation frequency 32, so that voltage values between the individual periods of the source voltage 22 ultimately used as carrier voltage remain unconsidered so that the envelope of the measurement voltage 26 is filtered out in a manner known per se.
An einem Eingang des nachgeschalteten Komparators 48 liegt damit die demodulierte Messspannung 26 und somit die Zwischenspan¬ nung 30 an, die in der vorliegenden Ausführung frei von der in Rahmen der Fig. 4 erläuterten Restwelligkeit ist. An den weiteren Eingang des Komparators wird in der vorliegenden Ausführung ebenfalls die Zwischenspannung 30 jedoch über einen an sich bekannten Tiefpassfilter 64 angelegt. Dadurch ändert sich die Zwischenspannung 30 an diesem Eingang viel langsamer als am anderen Eingang des Komparators 48. Infolgedessen Ändert sich die Ausgangsspannung des Komparaturs 48 zweimal pro Periode der Zwischenspannung 30, sofern eine Frequenz der Zwischenspannung 30 am Eingang eine Grenzfrequenz des Tiefpassfilters 64 nicht zu deutlich unterschreitet. Weiterhin sollte beachtet werden, dass der hier ausgeführte Raddrehzahlsensor 10 eine gewisse Zeit nach dem Einschalten einer Betriebsspannung benötigt, bis das Tiefpassfilter 64 auf seinen Gleichgewichtswert eingeschwungen ist. At an input of the downstream comparator 48 is thus the demodulated measuring voltage 26 and thus the intermediate chip ¬ tion 30, which is free in the present embodiment of the explained in the context of FIG. 4 ripple. In the present embodiment, however, the intermediate voltage 30 is also applied to the further input of the comparator via a low-pass filter 64 known per se. As a result, the output voltage of the comparator 48 changes twice per period of the intermediate voltage 30, provided that a frequency of the intermediate voltage 30 at the input, a cut-off frequency of the low-pass filter 64 is not too clear below. Furthermore, it should be noted that the wheel speed sensor 10 embodied herein requires a certain amount of time after powering up an operating voltage until the low pass filter 64 has settled to its equilibrium value.
Das Tiefpassfilter 64 kann wie beispielhaft gezeigt, im ein- fachsten Fall als RC-Glied mit dem Vorteil ausgebildet sein, dass der Gleichgewichtswert variabel ist, so dass Veränderungen am Messaufnehmer 18 oder der Umgebung, etwa durch Temperaturänderung, keinen Einfluss auf die erfassten Raddrehzahlen 12 haben, sofern diese Änderungen langsam erfolgen. As shown by way of example, the low-pass filter 64 can be designed as an RC element with the advantage that the equilibrium value is variable, so that changes to the sensor 18 or the environment, for example due to temperature change, have no influence on the detected wheel speeds 12 provided these changes are slow.
Die Schaltung in Fig. 6 verwendet wieder den AM-Demodulator aus Fig. 3. Daran angeschlossen ist hier ein Tiefpassfilter 64, das in der vorliegenden Ausführung als aktives Tiefpassfilter zweiter Ordnung in Sallen-Key-Konfiguration ausgeführt ist. Durch das aktive Tiefpassfilter kann die Restwelligkeit in der Zwischenspannung 30 stark unterdrückt werden. The circuit in FIG. 6 again uses the AM demodulator from FIG. 3. Connected thereto is a low-pass filter 64, which in the present embodiment is designed as a second-order active low-pass filter in a sallen-key configuration. Due to the active low-pass filter, the residual ripple in the intermediate voltage 30 can be strongly suppressed.
An das aktive Tiefpassfilter 64 schließt sich eine Verstärkerschaltung 66 an, die in der vorliegenden Ausführung in an sich bekannter Weise als invertierender Verstärker geschaltet ist. Ein weiteres Tiefpassfilter 64 in der Verstärkerschaltung 66 hat die gleiche Aufgabe wie das Tiefpassfilter 64 in der Fig. 5. Wird für die Verstärkerschaltung eine hohe Verstärkung gewählt, so geht die Ausgangsspannung überwiegend in eine positive oder negative Begrenzung der Verstärkerschaltung 66 und der Ausgang der Verstärkerschaltung 66 wirkt wie ein Logikausgang, an dem sich die das Raddrehzahlsignal 12 abgreifen lässt. Alternativ kann statt der Verstärkerschaltung 66 auch der Komparator 48 wie in Fig. 4 und 5 geschaltet werden. The active low-pass filter 64 is followed by an amplifier circuit 66, which in the present embodiment is connected in a manner known per se as an inverting amplifier. Another low-pass filter 64 in the amplifier circuit 66 has the same function as the low-pass filter 64 in FIG. 5. If a high gain is selected for the amplifier circuit, then the output voltage is predominantly in a positive or negative limit of the amplifier circuit 66 and the output of the amplifier circuit 66 acts as a logic output, at which the wheel speed signal 12 can be tapped. Alternatively, instead of the amplifier circuit 66, the comparator 48 can be switched as in FIGS. 4 and 5.
Ein erster Teil 68 der Schaltung in Fig. 7 ist analog zur Schaltung aus Fig. 6 aufgebaut, wobei in Fig. 7 statt der Verstärkerschaltung 66 der verschaltete Komparator 48 angedeutet ist. Dieser erste Teil 68 der Schaltung ist bereits im Rahmen der Fig. 6 ausführlich beschrieben und referenziert worden, weshalb im Rahmen der Fig. 7 der Kürze halber nicht weiter auf den ersten Teil eingegangen wird. A first part 68 of the circuit in Fig. 7 is constructed analogously to the circuit of Fig. 6, wherein in Fig. 7 instead of the amplifier circuit 66 of the interconnected comparator 48 is indicated. This first part 68 of the circuit has already been described and referenced in detail in the context of FIG. 6, which is why in the context of FIG. 7 for the sake of brevity, the first part will not be discussed further.
Am Ausgang des ersten Teils 68 befindet sich in der vorliegenden Ausführung ein Schmitt-Trigger 70, der einen Komparator 72 aufweist, der in an sich bekannter Weise zur Festlegung einer Hysterese mit zwei Widerständen 74 beschaltet ist. An einem zweiten Eingang des Komparators 72 des Schmitt-Triggers 70 kann ein applikationsabhängig wählbares Referenzpotential 76 ge¬ schaltet werden. Der Schmitt-Trigger 70 hat mit seiner Hysterese die Aufgabe, mögliche Geschwindigkeitsimpulse am Ausgang der Schaltung zu verhindern, die sich ohne den Schmitt-Trigger 70 einstellen können, wenn das das Rad 6 sich im Stillstand befindet und sich daher die Induktivität der Spule 18 nicht ändert. In diesem Fall wäre es ohne Hysterese möglich, dass kleinste Veränderungen der Messspannung 26, z.B. durch Rauschen, im Raddrehzahlsignal 12 erscheinen, wo sie nicht mehr von einem von null verschiedenen Raddrehzahlsignal 12 zu unterscheiden sind. In the present embodiment, a Schmitt trigger 70, which has a comparator 72, which is connected in a manner known per se for fixing a hysteresis with two resistors 74, is located at the output of the first part 68 in the present embodiment. At a second input of the comparator 72 of the Schmitt trigger 70, an application-dependent selectable reference potential 76 can be switched. The Schmitt trigger 70 with its hysteresis has the task to prevent possible speed pulses at the output of the circuit, which can be set without the Schmitt trigger 70 when the wheel 6 is at a standstill and therefore the inductance of the coil 18 is not changes. In this case, it would be possible without hysteresis that smallest changes in the measuring voltage 26, for example due to noise, appear in the wheel speed signal 12, where they can no longer be distinguished from a non-zero wheel speed signal 12.
An den Schmitt-Trigger 70 kann optional noch ein Verstärker 78 als Treiber angeschlossen werden, falls eine Last, an die das Raddrehzahlsignal 12 ausgegeben wird, dies erfordert. Der Verstärker 78 ist in der vorliegenden Ausführung als Span- nungsfolger ausgeführt. Potentielle Schwingungen des Verstärkers 78 werden durch einen weiteren Widerstand 74 unterdrückt . Im Rahmen der Fig. 7 können die Funktionen der letzten drei Komparatoren vor der Ausgabe des Raddrehzahlsignals 12 in einem Komparator vereinigt werden. Dieser Gesamtkomparator sollte dann, durch einen separaten Eingang oder durch die externe Beschaltung des Komparators 72 des Schmitt-Triggers 70, als Schmitt-Trigger zu verwenden werden. An einem Eingang wäre ein Tiefpass zu schalten und der Komparator sollte die Fähigkeit haben, die angeschlossene Last direkt zu treiben. Optionally, an amplifier 78 can be connected to the Schmitt trigger 70 as a driver if a load to which the wheel speed signal 12 is output requires it. The amplifier 78 is designed as a voltage follower in the present embodiment. Potential vibrations of the amplifier 78 are suppressed by another resistor 74. In the context of FIG. 7, the functions of the last three comparators can be combined prior to the output of the wheel speed signal 12 in a comparator. This total comparator should then be used as a Schmitt trigger through a separate input or through the external circuitry of the comparator 72 of the Schmitt trigger 70. At one input, a low pass would have to be switched and the comparator should have the ability to directly drive the connected load.
Die zuvor beschriebenen Schaltungen in den Fig. 4 bis 7 sind als rein exemplarische Beispiele zu verstehen, die in vielfacher Weise modifiziert und kombiniert werden können, ohne die be¬ schriebene Funktion, das heißt die Auswertung einer Änderung der Induktivität der Spule 18 zur Erzeugung des Raddrehzahlsig¬ nals 12, zu verändern. Die einzelnen Schaltungsteile der be¬ schriebenen Schaltungen realisieren dabei im Einzelnen eine Demodulation, eine oder mehrere Tiefpassfilterungen und einen Vergleich. Zur Realisierung dieser Funktionen können alle Schaltungen herangezogen werden, die hierzu dem Fachmann bekannt sind. Ein wichtiges Beispiel hierfür ist die Verwendung eines beliebigen Tiefpasses beliebiger Ordnung oder Technologie für das Tiefpassfilter 64 aus Fig. 5 und 6 oder den Sailen-Key-Filter in Fig. 6 und 7. Besonders vorteilhaft für das Tiefpassfilter 64 wäre die Verwendung eines SC-Filters (SC = switched capacitor, geschaltete Kapazitäten) , dessen Grenzfrequenz sich während des Betriebes anpassen lässt, um den Zielkonflikt aus schnellem Einschwingen nach Einschalten der Betriebsspannung und geringer Grenzfrequenz zu lösen. The above-described circuits shown in Figs. 4 to 7 are understood to be purely exemplary examples can be modified in many ways and combined without the be ¬ required function, that is the evaluation of a change in the inductance of the coil 18 to generate the Raddrehzahlsig ¬ nals 12 to change. The individual circuit parts of the described circuits realize in detail a demodulation, one or more low-pass filters and a comparison. To realize these functions, all circuits can be used, which are known to those skilled in the art. An important example of this is the use of any low-pass filter of any order or technology for the low-pass filter 64 of FIGS. 5 and 6 or the Sailen-Key filter in FIGS. 6 and 7. Particularly advantageous for the low-pass filter 64 would be the use of an SC Filters (SC = switched capacitor, switched capacitance), the cut-off frequency can be adjusted during operation to solve the target conflict of rapid settling after switching on the operating voltage and low cutoff frequency.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Erfassen einer Geschwindigkeit (12) zwischen einem als Induktivität (18, 20) ausgebildeten Messaufnehmer und einem die Induktivtät (18, 20) verändernden Geberelement (16) in einem Fahrzeug (2), umfassend: Method for detecting a speed (12) between a sensor designed as an inductor (18, 20) and a sensor element (16) in a vehicle (2) which changes the inductance (18, 20), comprising:
Erfassen einer Änderung der Induktivität (18, 20);  Detecting a change in inductance (18, 20);
Bestimmen der Geschwindigkeit (12) basierend auf der geänderten Induktivität (18, 20) .  Determining the speed (12) based on the changed inductance (18, 20).
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: 2. The method of claim 1, comprising:
Anlegen einer Quellenspannung (22) an die Induktivität (18, 20), und  Applying a source voltage (22) to the inductance (18, 20), and
- Erfassen einer Änderung einer basierend auf der Quellspannung (24) an der Induktivität (18, 20) abfallenden Messspannung (26), um die Änderung der Induktivität (18, 20) zu erfassen . - Detecting a change of a based on the source voltage (24) on the inductance (18, 20) decreasing measurement voltage (26) to detect the change of the inductance (18, 20).
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Quellspannung (22) eine Wechselspannung ist. 3. The method of claim 2, wherein the source voltage (22) is an AC voltage.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Wechselspannung (22) eine Frequenz (32) zwischen 30 KHz und 500 kHz aufweist. 4. The method of claim 3, wherein the AC voltage (22) has a frequency (32) between 30 KHz and 500 kHz.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, umfassend: 5. The method according to any one of claims 2 to 4, comprising:
Demodulieren der an der Induktivität (18, 20) abfallenden Demodulating the falling at the inductance (18, 20)
Messspannung (26) . Measuring voltage (26).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Demodulation eine Amplitudenmodulation umfasst. The method of claim 5, wherein the demodulation comprises amplitude modulation.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, umfassend: The method of claim 5 or 6, comprising:
Filtern der der an der Induktivität (18, 20) abfallenden Messspannung (26) mit einem Tiefpass (64) zur Demodulation.  Filtering the measuring voltage (26) dropping at the inductance (18, 20) with a low-pass filter (64) for demodulation.
8. Steuervorrichtung (36), die eingerichtet ist, ein Ver¬ fahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. 8. Control device (36) which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
9. Geschwindigkeitssensor (10) zum Erfassen einer Geschwindigkeit (12) in einem Fahrzeug (2) umfassend 9. A speed sensor (10) for detecting a speed (12) in a vehicle (2) comprising
einen als Induktivität (18, 20) ausgebildeten  one designed as an inductor (18, 20)
Messaufnehmer, dessen Induktivtät (18, 20) von einem Geberelement (16) veränderbar ist, und Sensor whose Induktivtät (18, 20) of a transmitter element (16) is variable, and
eine Steuervorrichtung (36) nach Anspruch 8 zum Erfassen der Geschwindigkeit (12) zwischen dem Messaufnehmer und dem Geberelement (16).  a control device (36) according to claim 8 for detecting the speed (12) between the sensor and the transmitter element (16).
10. Geschwindigkeitssensor (10) nach Anspruch 9, wobei die Induktivität (18, 20) eine Spule (18) und ein durch die Spule geführtes Joch (20) umfasst, das zum Formen eines magnetischen Kreises über das Geberelement (16) eingerichtet ist. The speed sensor (10) of claim 9, wherein the inductor (18, 20) comprises a coil (18) and a yoke (20) passed through the coil adapted to form a magnetic circuit via the transmitter element (16).
11. Geschwindigkeitssensor (10) nach Anspruch 10, wobei das Joch (20) weichmagnetisch ausgebildet ist. 11. Speed sensor (10) according to claim 10, wherein the yoke (20) is formed soft magnetic.
12. Geschwindigkeitssensor (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, der eingerichtet ist, als Geschwindigkeit (12) eine12. A speed sensor (10) according to any one of claims 9 to 11, which is configured as a speed (12) a
Drehzahl zu erfassen. To detect speed.
13. Fahrzeug (2) umfassend einen Geschwindigkeitssensor (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, einen Aktor und ein Steu- ergerät (14) zum Ansteuern des Aktors basierend auf der mit dem Geschwindigkeitssensor (10) erfassten Geschwindigkeit (12). 13. vehicle (2) comprising a speed sensor (10) according to any one of claims 9 to 12, an actuator and a control ergerät (14) for driving the actuator based on the speed sensor (10) detected speed (12).
14. Fahrzeug (2) nach Anspruch 13, wobei die Steuervorrichtung (36) des Geschwindigkeitssensors (10) in das Steuerge- rät (14) integriert ist. 14. The vehicle (2) according to claim 13, wherein the control device (36) of the speed sensor (10) is integrated into the control unit (14).
15. Fahrzeug (2) nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Steu¬ ergerät (14) eine Spannungsquelle (22) zum Abgeben einer an die Induktivität (18, 20) anlegbaren Quellspannung (24) umfasst. 15. Vehicle (2) according to claim 13 or 14, wherein the STEU ¬ ergerät (14) comprises a voltage source (22) for outputting a to the inductance (18, 20) applicable source voltage (24).
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