Elektrische Schaltung zur Verarbeitung eines von

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*DE10257841B420120126*
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DE 102 57 841 B4 2012.01.26
Patentschrift
(21) Aktenzeichen: 102 57 841.9
(22) Anmeldetag: 11.12.2002
(43) Offenlegungstag: 24.06.2004
(45) Veröffentlichungstag
der Patenterteilung: 26.01.2012
(51) Int Cl.:
G01D 5/14 (2006.01)
G01D 5/244 (2006.01)
G01P 3/48 (2006.01)
G01R 19/165 (2006.01)
Innerhalb von drei Monaten nach Veröffentlichung der Patenterteilung kann nach § 59 Patentgesetz gegen das Patent
Einspruch erhoben werden. Der Einspruch ist schriftlich zu erklären und zu begründen. Innerhalb der Einspruchsfrist ist
eine Einspruchsgebühr in Höhe von 200 Euro zu entrichten(§ 6 Patentkostengesetz in Verbindung mit der Anlage zu § 2
Abs. 1 Patentkostengesetz).
(73) Patentinhaber:
Robert Bosch GmbH, 70469, Stuttgart, DE
(72) Erfinder:
Graf, Jens, 97469, Gochsheim, DE; Schiller,
Uwe, 74372, Sersheim, DE; Kurrer, Rolf, 70329,
Stuttgart, DE; Mewes, Rainer, 71067, Sindelfingen,
DE; Wirth, Steffen, 70469, Stuttgart, DE
(56) Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht
gezogene Druckschriften:
DE
EP
EP
35 25 472
0 441 769
0 935 758
C2
B1
B1
(54) Bezeichnung: Elektrische Schaltung zur Verarbeitung eines von einem Sensor erzeugten potentialfreien
Signals
(57) Zusammenfassung: Es wird eine elektrische Schaltung
(10) zur Verarbeitung eines von einem Sensor erzeugten potentialfreien Signals beschrieben, insbesondere eines von
einem induktiven Sensor erzeugten potentialfreien Drehzahlsignals beispielsweise einer Brennkraftmaschine. Die
elektrische Schaltung (10) weist zwei Leitungen (21, 22) auf,
die mit dem Sensor gekoppelt sind und zwischen denen ein
von dem potentialfreien Signal des Sensors abhängiges Signal vorhanden ist. Weiterhin weist die elektrische Schaltung
(10) einem ersten Komparator (23) auf, dessen einer Eingang mit einer der beiden Leitungen (21, 22) gekoppelt ist,
und dessen anderer Eingang von einem Schwellwert beaufschlagt ist. Die elektrische Schaltung (10) weist einen Spitzenwert-Gleichrichter auf, mit dem der den ersten Komparator (23) beaufschlagende Schwellwert in Abhängigkeit von
dem zwischen den Leitungen (21, 22) vorhandenen Signal
beeinflussbar ist.
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Komparator beaufschlagende Schwellwert in Abhängigkeit von dem zwischen den Leitungen vorhandenen Signal beeinflussbar ist.
Beschreibung
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer elektrischen
Schaltung zur Verarbeitung eines von einem Sensor
erzeugten potentialfreien Signals, insbesondere eines von einem induktiven Sensor erzeugten potentialfreien Drehzahlsignals beispielsweise einer Brennkraftmaschine.
[0007] Die Berücksichtigung von Veränderungen
des potentialfreien Signals des Sensors wird somit innerhalb der elektrischen Schaltung durchgeführt. Jegliche laufzeitintensiven Berechnungen eines nachgeordneten Mikroprozessors sind damit
nicht mehr erforderlich. Stattdessen wird – wie gesagt
– eine automatische Kompensation von Veränderungen des potentialfreien Signals bereits innerhalb der
elektrischen Schaltung durchgeführt.
[0002] Bei einer derartigen elektrischen Schaltung
ist es bekannt, das potentialfreie Signal des Sensors
zuerst aufzubereiten, beispielsweise auf eine Vorspannung anzuheben und/oder zu begrenzen. Weiterhin kann auch eine Verstärkung des Signals erfolgen. Das daraus resultierende Signal ist dann innerhalb der elektrischen Schaltung zwischen zwei Leitungen vorhanden. Weiterhin ist es bekannt, einen
ersten Komparator vorzusehen, dessen einer Eingang mit einer der beiden vorgenannten Leitungen
gekoppelt ist und dessen anderer Eingang von einem
Schwellwert beaufschlagt ist. Mit diesem Komparator
ist es möglich, immer dann ein Umschalten der elektrischen Schaltung zu bewirken, wenn das Signal zwischen den beiden Leitungen den Schwellwert überschreitet.
[0008] Dies wird dadurch erreicht, dass innerhalb
der elektrischen Schaltung ein Spitzenwert-Gleichrichter vorhanden ist, der abhängig ist von dem zwischen den beiden Leitungen vorhandenen Signal und
der seinerseits den Schwellwert des ersten Komparators beeinflusst. Insgesamt ergibt sich daraus
eine Abhängigkeit des vorgenannten Schwellwerts
von dem zwischen den beiden Leitungen vorhandenen Signal. Aufgrund der weiteren Abhängigkeit
des zwischen den beiden Leitungen vorhandenen Signals von dem potentialfreien Signal des Sensors
wird bei der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung somit insgesamt der den ersten Komparator beaufschlagende Schwellwert in Abhängigkeit von dem
potentialfreien Signal des Sensors beeinflusst. Dies
stellt letztlich eine automatische Nachführung des genannten Schwellwerts in Abhängigkeit von dem potentialfreien Signal dar. Veränderungen des potentialfreien Signals werden damit automatisch durch
entsprechende Veränderungen des Schwellwerts berücksichtigt. Wie bereits erwähnt wurde, sind somit
jegliche nachgeordnete und laufzeitintensive Berechnungen nicht erforderlich.
[0003] Insbesondere bei einer Anwendung der elektrischen Schaltung bei einer Brennkraftmaschine ist
es möglich, dass sich das potentialfreie Signal des
angeschlossenen Sensors verändert. So ist es möglich, dass in Abhängigkeit von der Drehzahl und/
oder der Temperatur der Brennkraftmaschine sich
die Amplitude des potentialfreien Signals erhöht oder
vermindert. Diese Veränderungen des potentialfreien Signals müssen bei der Verarbeitung desselben
berücksichtigt werden. Hierzu ist es bekannt, dies
außerhalb der elektrischen Schaltung, insbesondere innerhalb eines nachgeordneten Mikroprozessors
durchzuführen. Dies verursacht laufzeitintensive Berechnungen innerhalb des Mikroprozessors.
[0009] Der genannte Spitzenwert-Gleichrichter ist
erfindungsgemäß innerhalb der elektrischen Schaltung vorhanden. Dies bedeutet, dass sich der Spitzenwert-Gleichrichter in einem Niedervolt-Bereich
befindet und damit entsprechend einfach aufgebaut
werden kann. Die gesamte elektrische Schaltung
kann damit in einfacher Weise integriert werden.
[0004] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist
es deshalb, eine elektrische Schaltung zu schaffen,
die mit geringem Aufwand mögliche Veränderungen
des potentialfreien Signals des Sensor berücksichtigt.
[0010] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spitzenwert-Gleichrichter unter anderem einen Kondensator aufweist, der außerhalb der elektrischen Schaltung vorgesehen ist. Der den ersten Komparator beaufschlagende Schwellwert kann dann vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der an dem Kondensator
anliegenden Spannung beeinflusst werden.
[0005] Aus der EP 0 441 769 B1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Signalauswertung bekannt, insbesondere zur Auswertung der Signale eines induktiven Messwertaufnehmers zur Drehpositionsmarkierung an einer Brennkraftmaschine.
[0011] Insgesamt ist es damit auf einfache Art und
Weise möglich, die elektrische Schaltung mit Hilfe
des extern anschließbaren Kondensators an unterschiedliche Anwendungen, insbesondere an unterschiedliche Sensoren und/oder unterschiedliche Dy-
[0006] Die vorliegende Erfindung verbessert den
Stand der Technik bei einer elektrischen Schaltung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, dass die elektrische Schaltung einen Spitzenwert-Gleichrichter aufweist, mit dem der den ersten
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namikanforderungen der Brennkraftmaschine anzupassen.
anschlüsse 11, 12 eingefügt werden, gegebenenfalls
unter Hinzufügung von einem oder mehreren Spannungsteilern.
[0012] Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Stromquelle vorhanden,
die zur Erzeugung des den ersten Komparator beaufschlagenden Schwellwerts vorgesehen ist, und die
in Abhängigkeit von der an dem Kondensator anliegenden Spannung beeinflussbar ist. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher und kostengünstiger
Aufbau der elektrischen Schaltung erreicht.
[0018] Bei dem Sensor kann es sich insbesondere
um einen induktiven Sensor handeln, der zur Messung der Drehzahl beispielsweise einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Der induktive Sensor kann
einem Geberrad zugeordnet sein, das eine Vielzahl
von Zähnen aufweist. Das Geberrad kann beispielsweise mit einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine gekoppelt sein, so dass im Betrieb der Brennkraftmaschine aufgrund der sich an dem induktiven Sensor vorbeibewegenden Zähne des Geberrads ein etwa sinusförmiges Signal zwischen den Eingangsanschlüssen 11, 12 der elektrischen Schaltung 10 entsteht.
[0013] Dabei ist es in besonders vorteilhafter Weise
möglich, dass die Stromquelle nicht nur in Abhängigkeit von der an dem Kondensator anliegenden Spannung beeinflusst wird, sondern dass zusätzlich diese
an dem Kondensator anliegende Spannung mit Hilfe eines vorgebbaren Faktors gewichtet wird. Weiter
ist es in vorteilhafter Weise möglich, das zusätzlich
zu der gegebenenfalls gewichteten, an dem Kondensator anliegenden Spannung ein vorgebbarer Grundwert vorhanden ist, der ebenfalls den von der Stromquelle erzeugten Schwellwert beeinflusst.
[0019] Von der elektrischen Schaltung 10 wird aus
dem an den beiden Eingangsanschlüssen 11, 12
anstehenden Signal ein ausgangsseitiges Signal an
dem Ausgangsanschluss 13 zur Verfügung gestellt.
Zu diesem Zweck wertet die elektrische Schaltung 10
die negativen Nulldurchgänge des an den Eingangsanschlüssen 11, 12 anstehenden, etwa sinusförmiges Signals aus und wandelt dieses in ein digitales
Signal um. Dieses digitale Signal kann am Ausgangsanschluss 13 vorzugsweise von einem Mikroprozessor oder dergleichen übernommen und dann verarbeitet werden.
[0014] Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig
von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung
in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.
[0020] Bei Verwendung der elektrischen Schaltung
10 im Zusammenhang mit einem induktiven Sensor
zur Messung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine
kann aus dem am Ausgangsanschluss 13 zur Verfügung stehenden Signal die Drehzahl und die Position
der Antriebswelle der Brennkraftmaschine abgeleitet
werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
[0015] Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein
schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung zur Verarbeitung eines von einem Sensor erzeugten Signals.
[0021] Die elektrische Schaltung 10 weist eine Spannungsteileranordnung 15 auf, die mit den Eingangsanschlüssen 11, 12 gekoppelt ist. Zwei Widerstände der Spannungsteileranordnung 15 sind von einer Versorgungsspannung UV nach Masse geschaltet. Durch die gesamte Spannungsteileranordnung
15 wird das zwischen den Eingangsanschlüssen 11,
12 anliegende Signal auf eine Vorspannung angehoben, die durch die beiden vorgenannten Widerstände
beispielsweise auf 2,5 V festgelegt.
[0016] In der Figur ist eine elektrische Schaltung 10
dargestellt, die zwei Eingangsanschlüsse 11, 12, einen Ausgangsanschluss 13 sowie einen weiteren Anschluss 14 aufweist. Die elektrische Schaltung 10 ist
vorzugsweise als integrierte Schaltung ausgeführt.
[0022] Jeder der beiden Eingangsanschlüsse 11, 12
ist über eine Diode 16 nach Masse geschaltet. Damit werden die Änderungen des zwischen den beiden Eingangsanschlüssen 11, 12 anliegenden Signals auf –0,7 V begrenzt.
[0017] Die beiden Eingangsanschlüsse 11, 12 bilden einen sogenannten Differenzeingang. An diese
beiden Eingangsanschlüsse 11, 12 kann ein Sensor
angeschlossen werden. Der Sensor ist dabei potentialfrei mit den beiden Eingangsanschlüssen 11, 12
zu verbinden. Der Sensor darf also keinen Bezug zu
einem anderen Potential, insbesondere keinen Bezug zur Masse aufweisen. Beispielsweise kann der
Sensor unmittelbar zwischen die beiden Eingangs-
[0023] Weiterhin ist jeder der beiden Eingangsanschlüsse 11, 12 mit einer Transistoranordnung 17
verbunden. Auf diese Weise werden die Änderungen
des zwischen den Eingangsanschüssen 11, 12 anlie-
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genden Signals auf eine Spannung begrenzt, die sich
aus der Summe der Versorgungsspannung UV und
+0,7 V ergibt.
[0024] Das auf diese Weise angehobene und begrenzte Signal der beiden Eingangsanschlüsse 11,
12 wird dann gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Impedanzwandlung über die Leitungen 21,
22 an drei Komparatoren 23, 24, 25 weitergegeben.
Unter anderem wird von der Logikschaltung 27 eine
Anpassung der Polarität der Signale vorgenommen.
Das analoge Glitchfilter 28 hat die Aufgabe, Störimpulse, insbesondere hochfrequente Störimpulse, zu
unterdrücken und damit die korrekte Funktion der Logikschaltung 27 und damit der gesamten elektrischen
Schaltung 10 zu gewährleisten. Zu diesem Zweck
kann die Empfindlichkeit des Glitchfilters 28 verstellt
werden. Dies wird noch näher erläutert werden.
[0025] Der negative Eingang des ersten Komparators 23 stellt einen Schwellwert dar. Dieser Schwellwert wird mit Hilfe einer nach der Versorgungsspannung UV geschalteten Stromquelle 26 festgelegt.
Durch eine entsprechende Beeinflussung 26 kann
der Schwellwert verändert werden. Dies wird noch
näher erläutert werden.
[0030] Durch die Verwendung des D-Flipflops 29
und der Transistoranordnung 30 wird erreicht, dass
am Ausgangsanschluss 13 der elektrischen Schaltung 10, wie bereits erwähnt wurde, ein digitales Signal zur Verfügung steht, das insbesondere von einem nachgeordneten Mikroprozessor direkt weiterverwendet werden kann.
[0026] Der positive Eingang des ersten Komparators 23 ist mit der Leitung 21 verbunden. Überschreitet das am positiven Eingang des ersten Komparators 23 anliegende Signal den am negativen Eingang
des Komparators 23 vorhandenen Schwellwert, so
hat dies ein Umschalten des Signals am Ausgangsanschluss 13 von ”0” nach ”1” zur Folge. Die Erzeugung dieser Umschaltung wird noch erläutert werden.
[0031] Der dritte Komparator 25 ist Bestandteil eines
Spitzenwert-Gleichrichters. Dieser weist des Weiteren zwei Stromquellen 35, 36, ein UND-Gatter 37 sowie eine weitere Stromquelle 38 auf. Weiterhin gehört zu dem Spitzenwert-Gleichrichter ein Kondensator 40, der an den Anschluss 14 der elektrischen
Schaltung angeschlossen ist. Gegebenenfalls kann
zu dem Kondensator 40 ein Widerstand 41 parallel
geschaltet sein.
[0027] Der positive Eingang des zweiten Komparators 24 ist mit der Leitung 22 und der negative Eingang des Komparators 24 ist mit der Leitung 21 verbunden. Damit stellt der zweite Komparator 24 einen sogenannten Nullkomparator dar. Dies bedeutet, dass das Ausgangssignal des zweiten Komparators 24 umschaltet, wenn das zwischen seinen Eingängen anliegende Signal einen Nulldurchgang aufweist. Dieses Umschalten des zweiten Komparators
24 hat zur Folge, dass das Signal am Ausgangsanschluss 13 von ”1” nach ”0” zurückgeschaltet wird.
Auch dieses Zurückschalten wird noch näher erläutert werden.
[0032] Die Stromquelle 35, ein Schalter 43, ein weiterer Schalter 44 und die Stromquelle 36 bilden eine
Serienschaltung von der Versorgungsspannung UV
nach Masse. Die Stellung des Schalters 43 wird von
dem am Ausgang des dritten Komparators 25 vorhandenen Signal festgelegt. Die Stellung des Schalters
44 wird von dem am Ausgang des UND-Glieds 37
vorhandenen Signal festgelegt. Mit den beiden Schaltern 43, 44 werden die beiden Stromquellen 35, 36
ein- und ausgeschaltet.
[0028] Die Ausgangssignale der beiden Komparatoren 23, 24 sind einer Logikschaltung 27 zugeführt.
Die Logikschaltung 27 ist einerseits mit einem sogenannten analogen Glitchfilter 28 sowie andererseits mit dem D-Eingang eines D-Flipflops 29 verbunden. Der C-Eingang des D-Flipflops 29 wird von dem
Glitchfilter 28 beaufschlagt. Der Q-Ausgang des DFlipflops 29 ist auf die Logikschaltung 27 rückgekoppelt. Weiterhin ist an den Q-Ausgang des D-Flipflops
29 eine Transistorschaltung 30 angeschlossen, die
zwischen die Versorgungsspannung UV und Masse geschaltet ist. Mit dieser Transistorschaltung 30
ist wiederum der Ausgangsanschluss 13 der elektrischen Schaltung 10 verbunden.
[0033] An dem Kondensator 40 liegt eine Spannung UC gegen Masse an. Diese Spannung ist damit
auch an dem Ausgangsanschluss 14 der elektrischen
Schaltung 10 vorhanden. Aufgrund einer elektrischen
Kopplung liegt die Spannung UC auch am Verbindungspunkt zwischen den beiden Schaltern 43, 44
an. Weiterhin ist die Spannung UC jeweils an den
Eingang zweier Umsetzer 45, 46 weitergegeben. Der
Ausgang des ersten Umsetzers 45 wirkt dabei auf
die Stromquelle 26 ein. Dies wird noch näher erläutert werden. Der Ausgang des zweiten Umsetzers 46
wirkt auf die Stromquelle 38 des Spitzenwert-Gleichrichters ein. Die letztgenannte Stromquelle 38 ist dabei zwischen die Versorgungsspannung UV und den
negativen Eingang des dritten Komparators 25 geschaltet.
[0029] Die Logikschaltung 27 ist dazu vorgesehen,
aus den Ausgangssignalen der beiden Komparatoren 23, 24 das für die Ansteuerung des D-Eingangs
des D-Flipflops 29 erforderliche Signal zu erzeugen.
[0034] Beide Umsetzer 45, 46 dienen einerseits dazu, die jeweils anliegende Spannung UC in einen
Strom umzuwandeln. Andererseits können die beiden Umsetzer 45, 46 zusätzlich derart ausgebildet
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sein, dass die Umsetzung unter Anwendung eines
vorgebbaren Faktors durchgeführt wird. Bei dem Umsetzer 46 ist der Faktor dabei fest eingestellt und kann
beispielsweise eine Verdoppelung zur Folge haben.
Bei dem Umsetzer 45 kann der Faktor variabel eingestellt werden. Dies wird noch näher erläutert werden.
steigt, so wird dieses Signal irgendwann wieder größer als der vorgenannte Schwellwert. Der Ausgang
des dritten Komparators 25 schaltet damit wieder um,
so dass der Kondensator 40 wieder aufgeladen und
damit die Spannung UC am Kondensator 40 wieder
größer wird.
[0035] Von der Stromquelle 38 wird ein Schwellwert
an dem negativen Eingang des dritten Komparators
25 vorgegeben. Überschreitet das Signal am positiven Eingang des Komparators 25 diesen Schwellwert, so wird das Signal am Ausgang des dritten
Komparators 25 derart umgeschaltet, dass der Schalter 43 geschlossen wird.
[0042] Die am Kondensator 40 anliegende Spannung UC stellt ein Maß für die Amplitude des zwischen den Eingangsanschlüssen 11, 12 anliegenden Signals dar. Je größer die Amplitude dieses Signals ist, desto größer ist auch die Spannung UC.
Wie erläutert wurde, wirkt die Spannung UC über den
Umsetzer 45 auf die Stromquelle 26 ein. Wie ebenfalls erläutert wurde, wird durch die Stromquelle 26
der Schwellwert am ersten Komparator 23 festgelegt.
Dies bedeutet insgesamt, dass dieser Schwellwert
am ersten Komparator 23 über die Stromquelle 26
und den Umsetzer 45 in Abhängigkeit von der Spannung UC veränderbar ist.
[0036] Gleichzeitig wird das Signal am Ausgang des
dritten Komparators 25 einen der Eingänge des UNDGlieds 37 zugeführt. Dieser Eingang ist negiert. Dies
hat zur Folge, dass der Ausgang des UND-Glieds 37
ein Signal führt, mit dem der zweite Schalter 44 geöffnet wird.
[0043] Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der
Schwellwert am ersten Komparator 23 in Abhängigkeit von der Spannung UC und damit in Abhängigkeit von der Amplitude des zwischen den Eingangsanschlüssen 11, 12 anliegenden Signals nachgeführt
wird. Verändert sich somit das Signal an den Eingangsanschlüssen 11, 12, so wird dies aufgrund der
Abhängigkeit des Schwellwerts des ersten Komparators 23 von der Spannung UC automatisch von der
elektrischen Schaltung 10 berücksichtigt.
[0037] Insgesamt hat dies zur Folge, dass der Kondensator 40 von der Stromquelle 35 über den geschlossenen Schalter 43 aufgeladen wird.
[0038] Die Spannung UC am Kondensator 40 steigt
damit an. Dies hat zur Folge, dass auch der von der
Stromquelle 38 erzeugte Strom ansteigt. Der auf diese Weise vorgegebene Schwellwert am negativen
Eingang des dritten Komparators 25 wird damit größer. Solange das Signal am positiven Eingang des
Komparators 25 weiter ansteigt, bleibt das Signal am
Ausgang des Komparators 25 unverändert erhalten.
[0044] In der vorstehenden Beschreibung der elektrischen Schaltung 10 wurde mehrfach darauf hingewiesen, dass bestimmte Stromquellen oder Umsetzer oder dergleichen einstellbar sind. Dabei kann
es sich einerseits um eine feste Einstellung handeln, die für eine bestimmte Ausführung der elektrischen Schaltung 10 einmalig eingestellt wird und
nicht mehr veränderbar ist. Andererseits kann es sich
dabei jedoch auch um eine Einstellung handeln, die
bei ein- und derselben elektrischen Schaltung 10 beispielsweise mittels einer entsprechenden Programmierung verändert werden kann. So ist es möglich,
dass die elektrische Schaltung 10 mit einem sogenannten Synchronous Peripheral Interface (SPI) versehen ist, das in der Figur zusammengefasst mit der
Bezugsziffer 50 gekennzeichnet ist. Weiterhin ist es
möglich, dass die Einstellung mit Hilfe von Konfigurations-Pins durchgeführt werden kann, wobei dann
jedoch die Konfigurierbarkeit gegebenenfalls eingeschränkt ist.
[0039] Erreicht jedoch das Signal am positiven Eingang des dritten Komparators 25 ein Maximum und
wird danach wieder kleiner, so unterschreitet dieses
Signal den am negativen Eingang des dritten Komparators 25 vorhandenen Schwellwert. Das Signal
am Ausgang des Komparators 25 wird damit umgeschaltet. Dies hat zur Folge, dass der Schalter 43 geöffnet und der Schalter 44 geschlossen wird. Dabei
wird vorausgesetzt, dass an dem weiteren Eingang
des UND-Glieds 37 ein Signal vorhanden ist, das ein
Schließen des Schalters 44 ermöglicht.
[0040] Aufgrund des geschlossenen Schalters 44
wird nunmehr der aufgeladene Kondensator 40 über
die Stromquelle 36 entladen. Ist der Widerstand 41
vorhanden, so erfolgt eine weitere Entladung des
Kondensators 40 über diesen Widerstand 41. Insgesamt wird die Spannung UC am Kondensator 40 kleiner.
[0045] Auf diese Weise, insbesondere über das SPI
50, kann, wie erläutert wurde, die Empfindlichkeit des
analogen Glitchfilters 28 eingestellt werden. Ebenfalls kann über die SPI 50 der Faktor, mit dem die
Spannung UC von dem Umsetzer 45 weitergegeben
wird, auf bestimmte Werte eingestellt werden. Entsprechend kann auch über die SPI 50 der Wert desje-
[0041] Aufgrund der kleiner werdenden Spannung
UC wird auch der von der Stromquelle 38 gebildete
Schwellwert am negativen Eingang des dritten Komparators 25 wieder kleiner. Wenn das Signal am positiven Eingang des dritten Komparators 25 wieder an-
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nigen Stroms eingestellt werden, der von der Stromquelle 35 bei geschlossenem Schalter 43 erzeugt
wird. Ebenfalls kann über die SPI 50 der Wert desjenigen Stroms eingestellt werden, der von der Stromquelle 26 erzeugt wird.
tungen (21, 22), die mit dem Sensor gekoppelt sind
und zwischen denen ein von dem potentialfreien Signal des Sensors abhängiges Signal vorhanden ist,
und mit einem ersten Komparator (23), dessen einer Eingang mit einer der beiden Leitungen (21, 22)
gekoppelt ist, und dessen anderer Eingang von einem Schwellwert beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (10) einen
Spitzenwert-Gleichrichter aufweist, mit dem der den
ersten Komparator (23) beaufschlagende Schwellwert in Abhängigkeit von dem zwischen den Leitungen (21, 22) vorhandenen Signal beeinflussbar ist.
[0046] All die vorgenannten Einstellungen können
dabei über die SPI 50 von außen programmiert werden. Dabei können bei den einzelnen Einstellungen
immer mehrere Werte vorgegeben sein, die dann
durch eine entsprechende Ansteuerung über die SPI
50 ausgewählt werden. Auf diese Weise kann die
elektrische Schaltung 10 ohne größeren Aufwand an
unterschiedliche Sensoren und damit an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.
2. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwert-Gleichrichter einen dritten Komparator (25) aufweist, dessen einer Eingang mit einer der Leitungen (21, 22)
gekoppelt ist, und der weiterhin einen Kondensator
(40) und eine von der Spannung an dem Kondensator (40) abhängige Stromquelle (38) aufweist, die den
anderen Eingang des dritten Komparators (25) beaufschlagt, wobei der Kondensator (40) von der ersten
Stromquelle (35) aufladbar ist.
[0047] Im Hinblick auf die beschriebene Nachführung des am negativen Eingang des ersten Komparators 23 vorhandenen Schwellwerts ergibt sich damit, dass hier einerseits die für die Erzeugung des
Schwellwerts vorhandene Stromquelle 26 über die
SPI 50 in Abhängigkeit von der jeweils vorhandenen Anwendung beziehungsweise dem jeweils vorhandenen Sensor auf einen bestimmten vorgegebenen Wert eingestellt werden kann. Andererseits wird
die Stromquelle 26, wie beschrieben wurde, über den
Umsetzer 45 in Abhängigkeit von der Spannung UC
und damit in Abhängigkeit von der Amplitude des zwischen den Eingangsanschlüssen 11, 12 vorhandenen Signals beeinflusst. Dabei ist es weiterhin möglich, den von dem Umsetzer 45 realisierten Faktor
über die SPI 50 wiederum in Abhängigkeit von der jeweils vorhandenen Anwendung auf bestimmte, vorgegebene Werte einzustellen. Die Beeinflussung der
Stromquelle 26 setzt sich damit aus einem Grundwert zusammen, der unmittelbar über die SPI 50 vorgegeben werden kann, sowie zusätzlich aus einem
gewichteten veränderlichen Wert, der von der Spannung UC abhängig ist, und dessen Gewichtung wiederum über die SPI 50 auf bestimmte Werte eingestellt werden kann.
3. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stromquelle
(35) mit einem zugeordneten ersten Schalter (43) vorgesehen ist, dessen Schaltstellung von dem Ausgang
des dritten Komparators (25) abhängig ist, wobei der
Kondensator (40) bei geschlossenem ersten Schalter
(43) von der ersten Stromquelle (35) aufladbar ist.
4. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite
Stromquelle (36) mit einem zugeordneten zweiten
Schalter (44) vorgesehen ist, dessen Schaltstellung
von dem negierten Ausgang des dritten Komparators
(25) abhängig ist, wobei der Kondensator (40) bei geschlossenem zweiten Schalter (44) von der zweiten
Stromquelle (36) entladbar ist.
5. Elektrische Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kondensator (40) außerhalb der elektrischen Schaltung (10) vorgesehen ist.
[0048] Der Kondensator 40 kann ebenfalls in Abhängigkeit von der jeweils vorhandenen Anwendung und
insbesondere in Abhängigkeit von dem verwendeten
Sensor bestimmt und an die elektrische Schaltung
10 angeschlossen werden. Entsprechendes gilt für
den Widerstand 41, wobei dieser Widerstand 41 auch
gegebenenfalls vollständig entfallen kann. In diesem
Fall findet die Entladung des Kondensators 40 allein
über die Stromquelle 36 bei geschlossenem Schalter
44 statt.
6. Elektrischen Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem
Kondensator (40) ein Widerstand (41) parallelschaltbar ist.
7. Elektrischen Schaltung (10) nach einem der
Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der den ersten Komparator (23) beaufschlagende
Schwellwert abhängig ist von der an dem Kondensator (40) anliegenden Spannung (UC).
Patentansprüche
1. Elektrische Schaltung (10) zur Verarbeitung eines von einem Sensor erzeugten potentialfreien Signals, insbesondere eines von einem induktiven Sensor erzeugten potentialfreien Drehzahlsignals beispielsweise einer Brennkraftmaschine, mit zwei Lei-
8. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromquelle (26)
vorhanden ist, die zur Erzeugung des den ers-
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ten Komparator (23) beaufschlagenden Schwellwerts
vorgesehen ist, und die in Abhängigkeit von der an
dem Kondensator (40) anliegenden Spannung (UC)
beeinflussbar ist.
9. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (26) und
der Kondensator (40) derart miteinander gekoppelt
sind, dass die Spannung (UC) am Kondensator (40)
den von der Stromquelle (26) erzeugten Strom(mit-)
bestimmt.
10. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 8
oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umsetzer
(45) vorgesehen ist, der zur Gewichtung der an dem
Kondensator (40) anliegenden und die Stromquelle
(26) beeinflussenden Spannung (UC) mit einem vorgebbaren Faktor vorgesehen ist.
11. Elektrische Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stromquelle (26) von einem vorgebbaren Grundwert
beeinflussbar ist.
12. Elektrische Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Faktor und/oder der Grundwert insbesondere
über ein sogenanntes Synchronous Peripheral Interface SPI (50) oder mittels Konfigurations-Pins programmierbar sind.
13. Elektrische Schaltung (10) nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrische Schaltung (10) einen zweiten
Komparator (24) aufweist, der zumindest mit einer
der beiden Leitungen (21, 22) gekoppelt ist.
14. Elektrische Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transistorschaltung (30) vorgesehen ist, die über eine Logikschaltung (27) mit den Ausgängen des ersten und des
zweiten Komparators (23, 24) gekoppelt ist, und an
deren Ausgang ein digitales Signal vorhanden ist, das
dem potentialfreien Signal des Sensors entspricht.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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Anhängende Zeichnungen
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