ÜBERMITTLUNG VON MEHREREN SENSORSIGNALEN ( KRAFTFAHRZEUG) IM STROMMULTIPLEX
Die Erfindung betrifft Anordnungen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 14, einen Sensor gemäß Oberbegriff von Anspruch 8, sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 12.
Für die Drehzahlerkennung in geregelten Kraftfahrzeugbremssystemen (ABS, ASR, ESP et.) werden zunehmend aktive Sensoren eingesetzt, die das Signal eines rotierenden magnetischen Encoders oder eines Geberrades mit einem Sensorelement aufnehmen. Die ^durch den Encoder hervorgerufenen magnetische Oszillation des Magnetfelds werden in einem magnetoresisti- ven Sensorelement erfaßt, verstärkt und durch eine elektronische Einrichtung in zwei Strompegel umgesetzt. Die Fre- - quenz des auf diese Weise erzeugten Signals ist proportional zur Drehzahl des Encoders. Ein entsprechender aktiver Sensor mit einem magnetoresistiven Inkrementalgeber ist beispielsweise in der WO 98/09173 beschrieben. Der Sensor besitzt zwei Signalleitungen, die mit einem Bremsensteuergerät verbunden werden können. Eine derartige Schnittstelle, bei der die Informationsübertragung durch Modulation des Stroms erfolgt, weist Vorteile bezüglich der Betriebssicherheit auf. Eine Ausführungsform dieser bekannten aktiven Sensoren ist mit einem zusätzlichen Datenkanal für Zusatzinformation ausgestattet. Es können dann Zusatzinformationen, wie vorliegender Bremsbelagverschleiß, Vorwärts/Rückwärts-Erkennung etc. übertragen werden. Das Zusatzsignal des bekannten Sensors ist codiert und wird in den Pulspausen durch ein Stromsignal beispielsweise mit geringerer Amplitude als die Strompulse für das Drehzahlsignal übertragen.
Aus der DE 196 50 935 geht eine Schaltungsanordnung für einen aktiven Drehzahlsensor hervor, der weitestgehend nach dem weiter oben beschriebenen Prinzip arbeitet. So können ebenfalls Zusatzinformationen, wie z.B. Bremsbelagverschleiß, über eine strommodulierte Zweileiterschnittstelle übertragen werden. Die Übertragung der Zusatzsignale erfolgt durch eine Folge von dicht aufeinanderfolgenden Pulsen, die im Zusammenhang mit einer übertragenen Folge von wahlweise "0" oder "1" Zuständen stehen. Eine Beispiel für einen Signalverlauf des Sensors nach dem Stand der Technik ist in Fig. 2 dargestellt. Die Strompulse 16 werden bei jedem Wechsel der magnetischen Richtung des Encoders erzeugt. Die Abstände der Pulse sind daher ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit ύ des Encoders. Der Grundstrom II dient zur ständigen Stromversorgung der elektronischen Bauelemente des aktiven Sensors. Die Pulse für die Zusatzsignale 17, 17 ',17'' sind haben eine geringere Amplitude (Strompegel 12) als die Drehzahlimpulse und werden durch diesen getriggert. Eine Schaltungsanordnung 1 zur Aufbereitung der Sensorsignale ist im oberen Teil von Fig. 7 dargestellt. Die Erzeugung des Stromprotokolls wird dort an Hand der Stromquellen 5,6,4 deutlich. Das Signal eines magnetoresistiven Drehzahlsensors 7 wird an eine Verarbeitungselektronik 8 zur Pulserzeugung geleitet, die auf die Stromquelle 6 wirkt. Stromquelle 6 erzeugt die Drehzahlimpulse. Stromquelle 4 stellt den Versorgungsstrom zur Verfügung. Stromquelle 5 dient zur Erzeugung der Zusatzsignale in den Pausen der Drehzahlpulse und wird über ein ODER-Gatter 15 von der Verarbeitungselektronik 8 oder ein Schieberegister angesteuert. Der Oszillator 8 erzeugt ein Taktsignal für die Zusatzsignale.
Die Übertragung des Sensorsignals an ein Bremsensteuergerät erfolgt über die Signalleitungen 3. Ein Beispiel für eine im
Bremsensteuergerät enthaltene Schaltungsanordnung 2 zur Auswertung des Stromsignals zeigt der untere Teil von Fig. 7.
Mittels der Zusatzdaten können Zusatzinformationen über die Signalleitungen mitübertragen werden. Bei bekannten Ausführungen von aktiven Sensoren können externe Signale lediglich in Form von zwei Zuständen, 0 oder 1, verarbeitet werden. Es besteht jedoch zunehmend der Bedarf, die Genauigkeit zum Beispiel bei der Bremsverschleißerkennung von einer reinen digitalen Erkennung auf eine kontinuierliche Messung des Grads des Verschleißes auszudehnen. Zusätzlich besteht der Bedarf an einer besonders betriebssicheren Messung dieser zusätzlichen Informationen. Eine Erfassung des Bremsbelag- verschleisses mit höherer Genauigkeit ist jedoch mit bekannten aktiven Sensoren nicht möglich, da der vorhandene Funktionsumfang ausgeschöpft wäre.
Nachteil bekannter aktiver Anordnungen für Sensoren ist auch, daß für eine Erfassung mit hoher Betriebssicherheit an einem zusätzlichen Signaleingang der Anordnung kein Meßstrom mit einer definierten Größe permanent vorhanden ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur Erfassung und Übermittlung von Sensorsignalen, insbesondere Schaltungsanordnung für einen aktiven Drehzahlsensor in Kraftfahrzeugen, mit einem oder mehreren Sensoreingängen, einer Verarbeitungseinheit, mindestens einer Stromquelle, welche in Abhängigkeit eines durch die Verarbeitungseinheit geführten Sensorsignals von einem ersten Sensorelement einen zu einer Auswerteeinheit zuführbaren Signalstrom moduliert, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Signalstrom mittels der Verarbeitungseinheit und/oder der Stromquelle zu jedem Zeitpunkt auf den vorgegebenen Sollwert geregelt wird und die Anordnung einen weiteren Signaleingang für einen weiteren Sensor, sowie eine Einrichtung zur Übertragung des
weiteren Sensorsignals über den Signalstrom umfaßt, wobei der am weiteren Signaleingang anschließbare weitere Sensor einen Versorgungsstrom über den weiteren Signaleingang erhält. Das Sensorelement, welches am ersten Eingang angeschlossen ist, kann auf einer Baugruppe der vorstehend beschriebenen Anordnung integriert sein oder außerhalb der Baugruppe angeordnet sein. Bevorzugt ist das Sensorelement allerdings auf der Baugruppe der erfindungsgemäßen Anordnung integriert .
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Versorgungsstrom für einen externen zusätzlichen Sensor unter Einhaltung der Spezifikation für die Sensorsignalschnittstelle bereitzustellen. Dieser kann entweder immer umgeleitet werden oder nur zu bestimmten Zeitpunkten. Vorzugsweise erfolgt die Umleitung des Signalstroms dauerhaft, wobei es aus Gründen der verbesserten Meßgenauigkeit von Vorteil ist, nur während der Dauer eines Drehzahlimpulses die durch den zusätzlichen Sensor erfaßte Meßgröße auszuwerten.
Die Stromquelle zur Erzeugung des Signalstroms kann im einfachsten Fall beispielsweise durch einen Stromspiegel realisiert sein. Es kann auch vorgesehen sein, daß für jede Signalart eine eigens für diese Signalart vorgesehene Stromquelle eingesetzt wird.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Anordnung mit einer steuerbaren Stromquelle ausgestattet.
Eine Stromversorgung der erfindungsgemäßen Anordnung kann über einen zusätzlichen Spannungsversorgungsanschluß oder über die Signalleitungen erfolgen. Bevorzugt handelt es sich um eine Anordnung, die keinen weiteren Spannungsversorgungsanschluß besitzt, so daß diese von der Auswerteeinheit elek-
trisch über die den Signalstrom führenden Signalleitungen versorgt wird.
Bei einem sogenannten Zweileitersensor wird der Strom mittels zwei Leitungen an die Auswerteeinheit geführt. Es ist aber auch möglich, die zweite Leitung durch eine zuverlässige Masseverbindung (z.B. Karosserie) einzusparen.
Als weitere Sensoren lassen sich zusätzlich zu einem Drehzahlsensor zum Beispiel Sensoren zur Erfassung des Bremsbe- lagverschleisses, des Reifendrucks, der Bremsenerwärmung oder auch Statussignale der Anordnung selbst, wie Temperatur etc. einsetzen. Bevorzugt handelt es sich bei dem weiteren Sensor um einen nicht unmittelbar im Bereich der Anordnung untergebrachten Sensor, welcher über Zuleitungen mit geeigneter Länge mit der erfindungsgemäßen Anordnung verbunden sind. Bei einem Defekt des weiteren Sensors oder der hierfür vorgesehenen Zuleitungen muß dies seitens der Anordnung erkennbar sein.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist der weitere Sensor ein passiver Sensor ohne einen eigenen elektrischen Versorgungsanschluß. Für den Betrieb des zusätzlichen Sensors wird der Strom der Signalleitungen zur erfindungsgemäßen Anordnung verwendet. Auf diese Weise sind die oben aufgeführten Betriebsfehler sicher erkennbar.
Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Anordnung in der Verarbeitungseinheit und der Stromquelle Mittel, die insbesondere durch eine weitere Stromquelle oder eine steuerbare Stromquelle realisiert sind, zur Übertragung von einem oder mehreren codierten, insbesondere digital codierten, Zusatzsignalen. Wie bereits erwähnt, können die Zusatzsignale z.B. binär codierte Signale von zusätzlichen Sensoren und/oder für Statussignale der Sensoren oder der Anordnung sein. Mit Hilfe der Zusatzsignale läßt sich nach Maßgabe von
der Verarbeitungseinheit zuführbaren Zusatzinformationen (z.B. Bremsbelagverschleiß, Statussignale, Drehrichtung, Spannungspegel) der Signalstrom modulieren. Vorzugsweise wird eine Modulation des Signalstroms für die Zusatzsignale ausschließlich in den Signalpausen des Sensorsignals durchgeführt.
Die Statussignale werden zweckmäßigerweise durch einen Drehzahlpuls getriggert. Falls bei nicht vorhandener Drehzahl längere Zeit kein Drehzahlimpuls erzeugt wurde, kann vorgesehen sein, einen Hilfstriggerpuls zu erzeugen.
Wie weiter oben beschrieben, kann die Versorgung des weiteren Sensors über eine Signalleitung erfolgen. Vorzugsweise wird hierzu der Versorgungsstrom für den weiteren Sensor mittels eines Stromverzweigungsmittels, welches in der Anordnung vorgesehen ist, bereitgestellt. Das Stromverzweigungsmittel läßt sich zweckmäßig im Strompfad der Stromquelle anordnen.
Für den weiter oben beschriebenen Fall, daß für jede Signalart getrennte Stromquellen vorgesehen sind, ist es möglich, das Stromverzweigungsmittel nur im Strompfad einer Stromquelle anzuordnen.
Das Verzweigungsmittel weist vorzugsweise in einem ersten Stromzweig eine Strommeßeinrichtung, wobei es sich beispielsweise um einen Widerstand in Kombination mit einer Spannungsmeßeinrichtung handeln kann, und in einem zweiten Stromzweig einen Anschluß für den weiteren Sensor auf. Es ist aber auch möglich, an Stelle eines Widerstandselements im ersten Stromzweig ein anderes, zur Messung des Stroms geeignetes elektrisches Bauelement, wie beispielsweise einen Sense-FET einzusetzen.
Die durch den weiteren Sensor abgefühlte Meßgröße, wie Bremsbelagverschleiß moduliert vorzugsweise den durch den weiteren Sensor fließenden Strom. Dieser Strom wird zweckmäßigerweise mittels einer auf der Anordnung vorgesehenen Auswerteschaltung digital umgeformt und in Form eines codierten Zusatzsignals über den Signalstrom an eine Auswerteeinheit übertragen.
Der am weiteren Signaleingang angeschlossene weitere Sensor ist bevorzugt zur Erfassung der Position eines mechanisch verschiebbaren Elements, beispielsweise eines Bremssattels in einer Bremsbelagverschleißerkennung, vorgesehen. Der weitere Sensor umfaßt vorzugsweise ein induktives Bauelement, dessen Induktivität sich nach Maßgabe der Position des verschiebbaren Elements ändert.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Sensor zur Erfassung der Position eines mechanisch verschiebbaren Elements, insbesondere zur Erfassung des Bremsbelagverschleisses in einer Kraftfahrzeugbremse, mit einer Auswerteschaltung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Sensor zwei oder mehrere Signalleitungen zur Übermittlung eines von der Position proportional abhängigen Signals an eine Schaltungsanordnung aufweist und die Radsensoreinheit über die Signalleitungen mit einem Versorgungsstrom gespeist wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Sensor ein induktives Bauelement, dessen Induktivität sich nach Maßgabe der Position des verschiebbaren Elements, insbesondere nach Maßgabe des Verschleißes von Reibelementen in einer Radbremse, ändert.
Das verschiebbare Element ist zweckmäßigerweise mechanisch mit dem Magnetkern und/oder der Spule in der Weise verbun-
den, daß sich eine Lageänderung des Kerns gegenüber der Spule ergibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensor umfaßt dieser ein Widerstandselement, welches einen in Abhängigkeit vom verschiebbaren Element veränderbaren Widerstand hat, oder ein Schaltelement, welches sich bei einer bestimmten vorgegebenen Position des verschiebbaren Elements öffnet oder schließt, oder ein kapazitives Bauelement mit einer von der Position abhängigen Kapazität .
Es ist ebenfalls möglich, daß der erfindungsgemäße Sensor eine Kombination von wegabhängig veränderbaren Widerständen, Kapazitäten, Induktivitäten und Schaltern umfaßt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Übermittlung von Sensorsignalen an eine Auswerteeinheit mittels eines Signalstroms über eine elektrische Zuleitung von der Auswerteeinheit zu einer zur Übermittlung der Sensorsignale vorgesehenen Anordnung. Gemäß dem Verfahren wird das Signal eines Drehzahlsensors mittels einer Auswerteschaltung und einer Stromquelle in eine Folge von Strompulsen mit annä- hernd gleicher Amplitude und drehzahlabhängigem Pulsabstand umgesetzt .
Vorzugsweise ist dabei die Pulsbreite regelmäßig geringer, als die Pulsbreite des Drehzahlsignals vom Sensorelement. Gemäß dem Verfahren wird die Anordnung durch einen Grundstrom auf der Stromleitung von der Auswerteeinheit elektrisch versorgt.
In den Pulspausen werden gemäß einer bevorzugten Variante des Verfahrens zusätzlich mittels weiterer Pulse, die von den Drehzahlpulsen verschieden sind, in codierter Form Zu- satzsignale über die Stromleitung mitübertragen.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird der Signalstrom der Anordnung, insbesondere der Signalstrom für die Drehzahlpulse, in einen Meßstrom 14 und in einen Strom zur elektrischen Versorgung eines oder mehrerer zusätzlicher Sensoren aufgeteilt .
Eine elektrische Versorgung des zusätzlichen Sensors kann entweder dauerhaft erfolgen oder ausschließlich während bestimmte Sorten von Pulsen durch die Anordnung erzeugt werden. Bevorzugt erfolgt eine elektrische Versorgung des oder der zusätzlichen Sensoren nur während eines Strompulses.
Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erfassung und Übermittlung von Sensorsignalen, worin ein Drehzahlsensorsignal eines Kraftfahrzeugrades in ein durch zwei Signalleitungen übertragbares Signal umgeformt wird und die Versorgungsspannung der Anordnung über die Signalleitungen erhalten wird beschrieben. Bei der Anordnung kann es sich bevorzugt um eine Erweiterung der weiter oben beschriebenen Anordnung handeln.
In der weiteren Anordnung wird gemäß der Erfindung mittels einer auf der Anordnung angeordneten Spannungsmeßeinrichtung die an den Signalleitungen anliegende Versorgungsspannung gemessen.
Hierdurch kann vorteilhafterweise überprüft werden, ob hohe Übergangswiderstände in den Signalleitungen zur Anordnung vorhanden sind, beispielsweise durch Leitungsbeschädigung oder mangelhafte Kontakte. Es kann auch überprüft werden, ob die Spannungsversorgung der Auswerteeinheit zuverlässig arbeitet.
Vorzugsweise ist in der Anordnung ein Analog/Digital-Wandler vorgesehen, der den Wert der Versorgungsspannung in ein Zu-
satzsignal umwandelt. Es kann auch ein Schaltelement vorgesehen sein, welches ein "high"-Statussignal oder ein "low"- Statussignal für eine in einem festgelegten Spannungsbereich liegende Versorgungsspannung als Zusatzsignal erzeugt. Ferner können Mittel vorgesehen sein, mit denen das Zusatzsignal in den Pulspausen des Drehzahlsignals über die Signalleitungen übertragen werden kann.
Besonders zweckmäßig werden in der Anordnung obere und untere Grenzwerte für Spannungen in einem Speicher festgelegt, wobei in der Anordnung überprüft wird, ob die Versorgungsspannung im durch diese Werte vorgegebenen zulässigen Bereich liegt. Diese Information kann dann über ein einziges Bit als Statussignal übertragen werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor, in der die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben wird.
Es zeigen '
Fig. 1 einen an ein Steuergerät angeschlossenen aktiven Drehzahlsensor gemäß der Erfindung mit Bremsbelagverschleißerkennung,
Fig. 2 den Signalverlauf des aktiven Drehzahlsensors gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Erfassung und Übermittlung eines Sensorsignals mit einem Drehzahlsensorelement 7 und einem weiteren Sensor 19,
Fig. 4 den Stromverlauf in der Signalleitung der Anordnung im oberen Teilbild und im unteren Teilbild
den korrespondierten Verlauf der Spannung an Widerstand 26 (Shunt) ,
Fig. 5 eine Kraftfahrzeugbremse mit erfindungsgemäßem Bremsbelagverschleißsensor,
Fig. 6 eine Anordnung zur Erfassung und Übermittlung eines Sensorsignals mit zusätzlicher Überwachung der Betriebsspannung und
Fig. 7 ein System zur Übertragung von Raddrehzahlsignalen mittels eines aktiven Zweileitersensors an ein Bremsensteuergerät nach dem Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt einen aktiven Raddrehzahlsensor 18 mit einem Drehzahlsensorelement 7 und einer Schaltungsanordnung zur Auswertung und Übermittlung der vom Encoder 20 aufgenommen Raddrehzahlinformationen. Der aktive Drehzahlsensor weist zusätzliche Signaleingänge 33 für einen Bremsbelagverschleißsensor 19 auf.
In Fig. 2 ist ein beispielhafter Verlauf für ein über Leitung 3 an ein Bremsensteuergerät 2 geleitetes Stromsignal dargestellt. Unterhalb des Diagramms ist schematisch die Position des Encoders unterhalb des Drehzahlsensorelements dargestellt. Wechselt der Encoder seine Magnetisierungsrichtung, so wird ein kurzer Strompuls der Höhe 13 erzeugt. Der Abstand 43 (Fig. 4) der Pulse enthält die Information über die Winkelgeschwindigkeit des Encoderrades. In den Pulspausen werden durch den Drehzahlpuls getriggerte Zusatzdaten in Form von jeweils einzelnen Bits l,2,3,...n zugeordneten Pulsen der Höhe 12 übertragen. Im dargestellten Beispiel sind alle Bits auf den Wert "1" gesetzt, der Wert "0" würde einem
Stromwert von II entsprechen. Die Daten können in der Weise codiert sein, daß ein bestimmter Stromlevel zu einem bestimmten Zeitpunkt der Information 0 oder 1 entspricht, es ist aber auch möglich, das Signal mittels auf- oder absteigender Flanke zu codieren (manchester coded data) . Eine aufsteigende oder absteigende Flanke wird gemäß einer bevorzugten Ausführung genau dann erkannt, wenn dieses Ereignis in einem in Abhängigkeit vom Radimpuls getriggerten Zeitfenster erfolgt .
Zur Energieversorgung des aktiven Sensors wird der von Null verschiedene Grundstrom II (Bezugszeichen 32) herangezogen.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Auswertung von Sensorsignalen und Übermittlung an ein Steuergerät.
Die Erzeugung des Stromprotokolls erfolgt ähnlich wie bei der in Fig. 7 dargestellten bekannten Anordnung mittels Stromquellen 21,22,24. Die Stromquellen 21 und 22 erzeugen die Signalpulse, Stromquelle 24 sorgt für einen Grundstrom II, der einer Spannungsstabilisierungsschaltung 31 zur Erzeugung der Versorgungsspannung der Anordnung zugeführt wird. Das Signal eines magnetoresistiven Drehzahlsensors 7 wird von dem Verstärker 25 verstärkt und einer Einheit 29,30 mit einem Analog-/Digital-Wandler 29 und einer Logikschaltung 30 zugeführt. Neben dem Drehzahlsignal 49 können auch Zusatzinformationen des Sensorelements 7 verarbeitet werden. Von der Logik 30 wird nach Maßgabe der Drehzahlsignale und der Zusatzinformationen ein Modulator 45 angesteuert, der auf eine regelbare Stromquelle 44 (Fig. 6) wirkt, oder für jeden Strompegel 12 und 13 jeweils eine separate Stromquelle 21 oder 22 ansteuert. Über die Signalleitungen 3 werden die Stromsignale auf an sich bekannte Weise weitergeleitet. Stromquelle 6 erzeugt die Drehzahlimpulse. Stromquelle 4 stellt den Versorgungsstrom zur Verfügung. Stromquelle 5
dient zur Erzeugung der Zusatzsignale in den Pausen der Drehzahlpulse und wird über ein ODER-Gatter 15 von der Verarbeitungselektronik 8 oder ein Schieberegister angesteuert. Der Oszillator 8 erzeugt ein Taktsignal für die Zusatzsignale.
Die Übertragung des Sensorsignals an ein Bremsensteuergerät erfolgt über die Signalleitungen 3.
Die Schaltungsanordnung in Fig. 3 weist zum Anschluß eines Bremsbelagverschleißsensors 19 zusätzliche Anschlüsse 33 auf, über die der Bremsbelagverschleißsensor mit Strom versorgt wird. Der zusätzliche Strom 13 wird vom Signalstrom 12 durch eine Stromverzweigung 34 erhalten. Um eine Signalerzeugung durch die Stromquellen 21,22 sicherzustellen, welche unabhängig von der Last des Sensors 19 ist, wird parallel zum Bremsbelagverschleißsensor ein Widerstandselement (Shunt) 26 angeordnet. Hierdurch kann jederzeit der gemäß dem Stromprotokoll vorgeschriebene Signalstrom eingehalten werden.
Zur Messung des zum Strom im Zweig 23 proportionalen Spannungsabfalls am Widerstand 26 ist eine Auswerteschaltung 27 parallel zum Widerstand geschaltet, die ausgangsseitig mit der Einheit 29,30 verbunden ist. Die Spannung des Widerstands kann auf diese Weise durch die Logik 30 zu geeigneten Zeitpunkten bestimmt werden.
Ist zum Beispiel ein Bremsbelagverschleißsensor wie weiter unten beschrieben mit einem induktiven Bauelement an den Eingängen 33 angeschlossen, so kann, wie in Fig. 4 verdeutlicht, zu einem Zeitpunkt t nach Erzeugung eines Drehzahlpulses 16, beurteilt werden, in welchem Verhältnis sich der Strom zum diesem Zeitpunkt über dem Widerstand 26 und dem induktiven Bauelement des Verschleißsensors aufteilt. Aufgrund der bei einer größeren Induktivität stärker abnehmenden Spannung Vshunt im Kurvenbereich 50 kann mittels einer
einfach zu haltenden logischen Schaltung ein zum Grad des Bremsbelagverschleisses weitgehend proportionaler Wert ausgegeben werden. Mittels des' Analog-/Digital-Wandlers kann über die Zusatzsignale dieser Wert in einer festlegbaren Auflösung, z.B. in 23 = 8 Stufen mit 3 Daten-Bits an das Steuergerät der Bremsenregelungseinrichtung übertragen werden.
Fig. 5 stellt schematisch einen in einen Bremssattel eingebauten Bremsbelagverschleißsensor mit einer veränderbaren Induktivität dar. Dabei wird in einer Spule 40, die fest mit einem Bremssattel verbunden ist, ein ferromagnetischer Spulenkern 39 bewegt. Je nach Position des Kerns ändert sich die Induktivität der Spule. Es ist ebenfalls möglich, die Anordnung von Spule und Kern umzukehren, d.h. die Spule wird bewegt und der ferromagnetische Kern ist fest mit dem Bremssattel 36, 36' verbunden. Die Position des Kerns folgt der Stellung der Bremssättel zueinander und ist damit proportional zur Summe der Dicken von Bremsbelag 37, Bremsbelag 37' und der Dicke der Bremsscheibe 38.
Gemäß der Erfindung ist eine berührungslose Wegmessung an einer geringer temperaturkritischen Stelle möglich, als bei bekannten Verfahren.
In Fig. 6 ist eine Schaltungsanordnung eines aktiven Sensors mit einer Einrichtung zur Erkennung von Unterspannungsbetrieb und Ausgabe eines entsprechenden Signals mittels des digitalen Zusatzprotokolls dargestellt.
Mit Hilfe der zusätzlichen Unterspannungserkennungseinrich- tung 28, welche mit den Anschlüssen Vcc und V_ verbunden ist, ist erkennbar, wenn sich in den Zuleitungen Übergangswiderstände, z.B. durch Korrosion im Stecker, gebildet haben. In diesem Fall reduziert sich die Versorgungsspannung
des Sensors durch die an den Übergangswiderständen abfallende Spannung. Sinkt die Sensorspannung unter einen Mindestwert, der für einen sicheren Sensorbetrieb erforderlich ist, kann dies aufgrund eines an die angeschlossenen Regeleinheit (ECU) weitergeleiteten Signals erkannt werden. Bei Unterschreiten der Spannung unter einen vorgegebenen Schwellenwert wird von der Logik 30 ein Signal über das digitale Zusatzprotokoll an die Regeleinheit (ECU) gesendet. Die gemessene Spannung kann auch im A/D-Wandler 29 von der Kontrolleinheit 30 binär gewandelt und mit dem digitalen Protokoll des Sensors an eine Regeleinheit übertragen werden.
Bezugszeichenliste
1 Schaltungsanordnung für aktiven Drehzahlsensor
2 Auswerteeinheit
3 Signalleitungen
4 Stromquelle
5 Stromquelle
6 Stromquelle
7 Drehzahlsensorelement
8 Signalaufbereitung
9 Oszillator
10 Schaltblock zur Stromversorgung und Erkennung der Stromlevel
11 Fehlererkennungseinrichtung
12 Abtasteinrichtung
13 Datenerfassungseinrichtung
14 Oszillator
15 ODER-Gatter
16 Drehzahlpulse
17 , 17 ' , 17 ' ' Zusatzinformationspulse
18 Sensoreinheit
19 Bremsbelagverschleißsensor
20 Encoder
21 Stromquelle für Drehzahlsignal
22 Stromquelle für Zusatzsignale
23 Stromzweig für Strommeßeinrichtung
24 Stromquelle
25 Verstärker
26 Shunt
27 Auswerteschaltung
28 Einrichtung zur Spannungsmessung
29 Analog-/Digital-Wandler
30 Digitale Logikeinrichtung
31 Schaltung zur Spannungsstabilisierung
Signalgrundstrom Signaleingang für Bremsverschleißsensor Stromverzweigung Stromzweig für Bremsbelagverschleißsensor ,36' Bremssattel ,37' Bremsbelag Bremsscheibe Spulenkern Spule Sensorleitungen für Bremsbelagverschleißsensor Drehzahlpulsamplitude Pulsabstand steuerbare Stromquelle Modulator Drehzahlsensoreingänge Zusatzinformationen Zusatzinformationen Drehzahlsignal Kurvenbereich