CN101506663B - 具有运行模式切换的有源传感器 - Google Patents

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Abstract

一种用于切换到特定运行模式的有源传感器(1),其中,传感器(1)具有:至少一个传感器元件(2);一个评估电路(3);两个连接线(4,5),其各自具有用于传送传感器信息的端子(41,51),其中,传感器(1)的供电电压被施加到这两个连接线,其中,传感器(1)包含切换模块(6),采用该模块,可以通过反转施加到所述两个端子的供电电压的极性在正常运行模式与特定运行模式之间切换。本发明还涉及用于致动有源传感器的方法以及传感器(1)——特别是作为车轮速度传感器——在机动车中的使用。

Description

具有运行模式切换的有源传感器
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的有源传感器(activesensor)、一种如权利要求14前序部分所述的致动有源传感器的方法以及该有源传感器在机动车中的使用。
背景技术
具有两线接口的有源传感器在文献DE 44 34 978 A1中介绍,所述传感器具有用于对传感器与编码器之间的气隙的临界长度进行检测的测试模式,其中,由于传感器用串行电压位模式致动,可以通过改变运行电压在正常运行模式与这种测试模式之间切换。
文献DE 102 03 483 A1提出了一种车轮速度传感器,其能以不同的模式运行,并具有不同的数据传送模式,其中,通过借助附加输入的外部致动,可以在这些运行模式之间切换。
发明内容
本发明的目的在于提出一种有源传感器,除了正常运行模式外,其至少具有第二运行模式,并能在这些运行模式之间切换。在上下文中,特别地,提出一种可行的用于切换运行模式的简单且可靠的致动方法。
根据本发明,这样的目的通过权利要求1所述的有源传感器以及权利要求14所述的方法来实现。
本发明基于这样的构思:提出一种具有运行模式切换的有源传感器,其中,运行模式的切换通过反转供电电压的极性来进行,和/或传感器被配置为用于切换运行模式的这种致动。
借助所述至少两种运行模式以及通过反转供电电压极性进行的它们的切换,可以使用根据本发明的传感器来实现特别是欠电压检测和测试模式。
通过反转供电电压极性来致动传感器以便切换运行模式是一种特别可靠的可检测且简单的致动过程。在运行过程中非所要求地进行这种类型的致动的风险——例如,由于干扰信号的输入——是低的。
优选为,传感器元件被理解为磁场传感器元件,其基于多个磁阻效应中的一种——特别是各向异性磁阻效应——或霍尔效应来运行。
传感器可至少运行在正常运行模式和特定运行模式。这些运行模式优选为具有进一步的次运行模式。特别地,传感器包含切换装置,采用该装置,可通过在次运行模式之间切换来改变附加信息到传感器输出信号的定义传送通道的分配,特别优选的是,像根据文献DE 102 03 483 A1的对应示例性实施例或传感器布置那样。特别优选的是,次运行模式之间的切换作为传感器运行状态的函数进行,和/或作为定义参数的函数——其特别优选为通过传感器来获取——进行。
传感器的正常运行模式被方便地理解为这样的运行:其中,至少一个规定测量变量借助传感器被获取并受到处理,且特别是在实质上无故障(fault-free)的状态下,可用作在传感器输出信号中获得的测量信号。在正常运行模式或在传感器的正常运行期间,供电电压与所提供于其上的极性连接,也就是说,“+”到“+”,“-”到“-”。特别优选的是,传感器的正常运行模式是定义的,其中,定义的最小供电电压可用于传感器,特别优选的是,供电电压或工作电压实质上在4V和28V之间。
传感器的输出信号优选为被传送到电子控制单元,特别是机动车控制***的电子控制单元。
传感器以这样的方式配置是有利的:运行模式的切换自动进行,特别是基于连接线上的致动进行。
切换模块优选为具有整流器电路,特别是桥式整流器电路,其特别优选为由四个Mos-FET实现,以便避免发生在二极管中的电压降。这种整流器电路在输入侧连接到传感器的两个连接线。整流器电路也总是在供电电压极性反转后使得整流后的电压在其输出上可用,该整流电压被用作用于传感器的至少某些部件——在其上,必须避免其供电电压极性反转——的供电电压。另外,整流器电路具有一般极性反转防止装置的作用。
有利的是,切换模块至少具有第一比较器电路,其用于识别传感器的供电电压的极性,其中,特别是在输入侧上,第一比较器电路被直接或间接连接到传感器的两个连接线,特别优选的是通过分压器。或者,第一比较器电路优选为通过检测整流器部件的电压降——特别是桥式整流器电路的晶体管或二极管的电压降——来检测传感器的供电电压。
优选为,第一比较器电路和/或评估电路的电源端子连接到整流器电路的输出端子,作为其结果,使得对于上述部件的电力供给独立于传感器供电电压的极性。
有利的是,切换模块具有至少一个复位装置,其用于相对于至少一个定义的电压阈值对其自身的运行电压和/或评估电路的运行电压进行评估,其被实现为——特别是在实质上——比较器电路并通过其供电端子连接到整流器电路的输出端子。特别优选的是,切换模块具有:第一复位装置,该装置检测定义电压阈值的可能的向上逾越(upward transgression);第二复位装置,其检测定义电压阈值的可能的下冲(undershooting)。这两个电压阈值特别优选为在数值上相等,这允许两个复位装置输出的真实性检查。
优选为,切换模块具有特别是实现为开关的用于切换运行模式的切换装置,其作为用于识别传感器供电电压极性的第一比较器电路的输出的函数以及作为所述至少一个复位装置的输出的函数地切换传感器的运行模式。作为此结果,评估电路可作为传感器极性的函数地被致动或作为供电电压幅值的函数地被致动,内部运行模式或次运行模式能够被设置。
评估电路优选为具有信号处理装置,该装置包含两个滞后电路(hysteresis circuit),在该电路中,所述至少一个传感器元件的第一与第二输出信号受到处理,其中,这两个滞后电路并联连接且各自包含至少一个比较器。所述至少一个传感器元件的第一与第二输出信号各自在这里被施加到两个比较器——其关于非反向输入与反向输入彼此互换——的输入。结果,在各个比较器上,所述至少一个传感器元件的两个输出信号之间的电压差——其关于另一比较器的所述电压差反转——存在在输入侧上,作为其结果,实现两个滞后电路的不对称切换行为。特别地,分压器连接到滞后电路的两个比较器的各个反向输入。在两个电阻器之间的第一节点上,所述分压器由第一与第二电阻器构成。第一电阻器由与第一节点相反的端子连接到所述至少一个传感器元件的对应的第一或第二输出信号的信号线,第二电阻器由与第一节点相反的端子经由晶体管连接到连接端子,特别是到所述至少一个传感器元件的供电电压的负电位的连接端子。在上下文中,此晶体管——特别是Mos-FET——的栅极/基极端子在各种情况下被连接到相应的比较器的输出。结果,当相应的比较器被切换时,产生滞后效应。两个滞后电路的第一与第二电阻器特别优选为在各种情况下在成对的基础上具有彼此不同的温度系数,作为其结果,能防止关于所述至少一个传感器元件在滞后电路的切换行为上的特定温度影响。在各种情况下,两个滞后电路的第一电阻器特别优选为实质上不依赖于温度的电阻器,相应的第二电阻器具有定义的正或负的温度系数,特别是依赖于传感器元件的输出信号幅值的温度系数。电阻器或分压器的这种构造使得可以确保所述至少一个传感器元件的两个输出信号之间的幅值差总是周期性地超过滞后阈值,即使是在发生强加热时。
评估电路优选为还具有接口电路,其用于设置传感器的定义输出信号,其中,这种接口电路由开关装置作为相应的运行模式的函数和/或作为至少一个复位装置的输出的函数受到致动。特别地,接口电路包含至少一个电流镜和/或一个或一个以上的电源,以便设置传感器输出信号的定义电力水平
有利的是,在由存在低于定义阈值电压的评估电路用运行电压以及施加到传感器的供电电压的极性对应于正常运行模式定义的第一情况下,以及在由存在高于定义阈值电压的评估电路运行电压以及施加到传感器的供电电压极性对应于特定运行模式定义的第二情况下,借助接口电路的开关,开关装置关断用于借助信号处理单元调制传感器输出信号的接口电路的电路分支和/或使该分支关断,否则,也就是说,当上面定义的两种情况不存在时,开通所述电路分支和/或使该分支开通。结果,正常运行模式中的欠电压和特定运行模式中的过电压能通过关闭传感器输出信号调制来指示或通过电子控制单元来检测。
有利的是,评估电路另外具有:电压稳定化单元,其特别通过分路控制器(shunt controller)、特别优选的是通过齐纳二极管来实现,用于稳定化所述至少一个传感器元件的供电电压;和/或实质上驱动基准电流以便构成传感器输出电流信号的电源;和/或用于使基准电压可用的基准电压单元,其中,使得这一基准电压特别可用于信号处理单元,特别优选的是用于信号处理单元的运算放大器、电源和电压稳定化单元。
优选为,传感器为车轮速度传感器,且被对应地配置。
有利的是,传感器至少部分地被实现为集成电路,特别是ASIC。
整个传感器、特别是某些部分——例如传感器元件和/或评估电路以及切换模块——优选为集成在一个芯片上。
对于作为车轮速度传感器的传感器的实施例,后者有利地具有测试运行模式,其中,传感器用例如3V到4V的供电电压在这样的测试运行模式中运行。这样的测试运行模式特别用于检查传感器在机动车车轮速度传感器布置中的正确安装。在上下文中,只要不存在传感器信号,传感器的供电电压降低。传感器信号不再发生或传感器不再能检测编码器移动以及不再能传送对应信号的电压是传感器安装品质的量度,并允许做出关于编码器与传感器之间的磁气隙长度以及对应气隙在正常运行模式中保留的结论。
关于该方法,优选为通过从正常运行模式到测试运行模式反转供电电压的极性来切换传感器,以便确定编码器与传感器或所述至少一个传感器元件之间的气隙。在此之后,从定义电压值开始,减小供电电压,一直到传感器不再供给受到编码器移动调制并具有定义的最小幅值的输出信号。结果,上面介绍的传感器安装品质能够得到评估,且编码器与传感器元件之间的气隙长度能够得到测量。
作为替代的是,根据本发明的方法优选为通过借助反转供电电压极性来从正常运行模式向编程模式切换传感器而建立。此后,用于对传感器进行编程和/或标定的数据从电子控制单元被传送到传感器。切换到编程模式的该方法相对简单且具有对于故障的鲁棒性。
本发明还涉及根据本发明的传感器——特别是用作车轮速度传感器——在机动车中的使用。
根据本发明的传感器优选为用在对安全具有关键性的配置区域,特别是在机动车中。在这样的背景下,所述传感器特别优选为用于检测线性和/或旋转移动。传感器的测试运行模式特别优选为用于能够在传感器已经安装在相应的传感器布置中以后对安装品质以及气隙保留进行评价,特别是在制造者的前提下。结果,能够改进低成本传感器——其不可能独立检测气隙的长度——的运行品质和安全。
附图说明
进一步的优选实施例由从属权利要求以及下面参照附图对示例性实施例的介绍给出,附图在各种情况下为原理图的形式。
图1示出了作为车轮速度传感器的有源传感器的示例性实施例;
图2示出了桥式整流器的示例性实施例;以及
图3示出了具有实质上不依赖于温度的滞后电路的示例性信号处理单元。
具体实施方式
图1示出了示例性的有源传感器1,其被实现为车轮速度传感器,并具有到端子41与51的连接线4与5,附加连接线被连接于端子41与51上,作为连接线4与5的延伸。有源传感器1经由这些附加连接线被连接到机动车制动***的电子控制单元ECU。传感器输出信号经由连接线4与5或作为与附加连接线的延伸的连接线4与5被传送,且使得供电电压在这些线4、5上可用。传感器1的运行模式借助所施加的供电电压的极性被设置或切换。在“+”上给定极性“+”并在“-”上给定“-”,传感器以正常运行模式运行。在“-”上给定极性“+”并在“+”上给定“-”,传感器以特定运行模式运行,或者,例如在测试运行模式中运行。在正常传感器模式中,工作电压范围在4V和28V之间,在测试运行模式中,工作电压范围在3V与4V之间。在高于4V的电压的情况下,在复位状态中,传感器处于测试运行模式。这确保了传感器1在车辆中的错误连接能被立即注意到。有源传感器1包含被实现为AMR传感器桥的传感器元件2、评估电路3以及切换模块6。传感器桥2检测磁编码器(未示出)——其被永久性地连接到车轮——的旋转移动或受到编码器移动调制的磁场。另外,传感器1具有过电压保护单元7,使得当其被连接到过高电压时传感器1不被损坏。用于切换运行模式的切换模块6包含桥式整流器电路61、第一比较器电路62、两个复位装置63与64以及开关装置65,复位装置各自被实现为比较器,且在各种情况下相对于一个定义电压阈值或复位阈值对评估电路3的供电电压进行评估,具体而言,一次确定评估电路3的供电电压是否高于4V,另一次确定评估电路3的供电电压是否低于4V。比较器电路62以这样的方式被连接到桥式整流器电路61:作为传感器1的供电电压的极性的函数,比较器电路62切换或不切换,或检测传感器1的供电电压的极性。整流器电路61在输入侧上被连接到连接线4与5,并在输出侧上使得整流电压可用作比较器62、复位装置63与64、评估电路3以及传感器元件2的供电电压。评估电路3包含电源,其使得定义幅值的电力信号对于接口电路32可用。另外,评估电路3包含信号处理单元31,其对传感器元件2的输出信号进行处理,并产生和输出数字交替信号,该信号根据编码器移动受到调制。另外,调制电路3具有基准电压单元35,其使得具有定义幅值的基准电压可用于信号处理单元31、电源33以及电压稳定化单元34。电压稳定化单元34由例如齐纳二极管构成,采用该齐纳二极管,传感器元件2的供电电压以及类似地例如信号处理单元31——其被并联连接于其上——的供电电压被设置为本质上恒定的定义值。作为信号处理单元31的数字输出信号的周期或编码器移动的函数,信号处理单元31的输出信号开通和关断接口电路32的开关321,作为其结果,接口电路32的增益因子相应地被切换,作为所述增益因子的函数,传感器输出电流信号的幅值在两个定义幅值之间变化。作为比较器电路62的输出的函数,开关装置65将复位装置63与64的两个复位信号中的一个传送到接口电路32的开关322。如果此开关322被断开,信号处理装置31的受到编码器移动调制的输出信号被关闭或不被传送。这种设计具有这样的优点:能在正常运行模式中进行欠电压复位,其中,特别地,信号处理装置31以非时钟的(non-clocked)方式对传感器输出信号进行调制,或者,所述信号处理装置31向ECU传送具有低幅值的定义的恒定传感器输出信号。另外,能在测试运行模式中进行欠电压复位,在这种复位中,特别地,上面提到的测量也被进行。另外,上面介绍的设计也具有极性反转保护。
图2示出了桥式整流器电路61的示例性实施例。在惯常的具有四个二极管的桥式整流器电路中,在两个二极管两端之间降落规定的电压,且其也被称为二极管压降。可用于评估电路3的工作电压因此本质上来自传感器1的供电电压减去二极管p-n结上的电压降(~0.6V到0.8V)的二倍。由于正常运行模式的工作电压可以为最小4V,评估电路在这种情况下仅用大约2.4V工作。这是不希望的,特别是因为进一步的内部电压降也在评估电路3中发生,例如在接口电路32上,结果,甚至更低的工作电压可用于对应地布置在下游的电路和/或部件。图2所示的桥式整流器电路61使用Mos-FET代替二极管,作为其结果,电路的内部电压降可大大减小,因此,更高的工作电压可用于评估电路3。
图3示出了示例性的信号处理单元31。传感器元件输出信号SIGA与SIGB以及它们的电压差Vdsig——其相对于彼此相移180°——被连接到后者。信号处理单元31具有有着四个运算放大器的放大器电路313。作为替代的是,根据没有示出的示例性实施例,放大器电路313也可由至少一个仪用放大器构成。另外,信号处理单元31具有两个滞后电路311与312、在输入侧连接到滞后电路311与312的输出的与门314、在输入侧连接到与门314的切换触发器(toggle flip-flop)315。滞后电路311和312各自包含:比较器3112与3122,其被实现为运算放大器;分压器3111与3121,其各自具有第一电阻器1k和第二电阻器82k5;晶体管3113与3123。运算放大器均一起连接到传感器桥的电压供给BRP(Bridge Supply Plus)与BRM(Bridge Supply Minus)。
磁场传感器元件——特别是磁阻传感器元件——尤其具有这样的特性:随着温度上升,信号幅值变低。因此,当从模拟转换到数字信号时,借助信号电压的温度对开关滞后进行适应是人们希望的。这通过分压器3111和3121进行,其确定滞后,且其两个电阻器由具有不同温度系数的不同材料构成。通过设置对应的尺寸,滞后电压的温度依赖性可被适应于信号电压的温度依赖性。另外,信号处理装置31及其滞后电路311和312相对于两个比较器3112、3122具有不对称滞后。这些比较器3112、3122各自在放大器电路313的两个输出信号SIG_OUT1与SIG_OUT2的幅值交叉点或过零点上切换,导致不依赖于这两个信号的信号曲线的其余部分的、两个比较器3112、3122的切换。例如,每当施加到其端子的差分电压的极性变化时,比较器3112切换。如果SIG_OUT2的幅值超过(其被施加到比较器3112的“+”)SIG_OUT1的幅值(其被施加到比较器3112的“-”),“1”或高信号被施加到比较器3112的输出。“1”开通晶体管3113——在这种情况下为Mos-FET,对此做出响应地,在各种情况下,来自SIG_OUT1的电压且对应于分压器3111的电阻值的电压被设置在电阻器1k和82k5上。作为Mos-FET 3113开通的结果,电位BRM(BridgeSupply Minus)被施加到电阻器82k5的与比较器相反的端子,该电位BRM为磁场传感器桥的供电电压的负电位。结果,施加到比较器3112的反向输入的电位变得更加负。因此,幅值从SIG_OUT1到SIG_OUT2的幅值的值的上升不足以切换比较器到“0”输出信号,因为SIG_OUT2由于被致动的分压器而没有被完全施加到比较器K1的反向输入。在磁场传感器桥的较高温度下——由此导致一般较低幅值的信号SIG_OUT1和SIG_OUT2——此滞后将导致比较器3112的切换与平均温度时相比明显较晚地发生,或者,高于特定温度,其甚至根本不发生,因为SIG_OUT2和施加到比较器1的反向输入的SIG_OUT1的部分之间的最大幅值差将低于滞后阈值。出于这个原因,分压器的电阻器1k和82k5具有不同的温度系数。在这种示例性实施例中,电阻器1k被配置为基本上不依赖于温度,电阻器82k5具有正的温度系数,以便补偿例如传感器元件桥的幅值曲线的负温度系数。结果,当温度上升时,较高的电压在电阻器82k5上存在,相对较高的电位在比较器3112的反向输入“-”上存在。这确保了当存在相对较高程度的加热时SIG_OUT2和存在于比较器3112的反向输入上的SIG_OUT1的部分之间的幅值差也周期性地超过滞后阈值。功能化滞后电路312的方法对应于并相对于对于信号SIG_OUT1和SIG_OUT2的比较器K1的信号分支反转。滞后电路的输出信号311和312与由于滞后引起的状态“1”或者高电平重叠,这是因为一个信号的负边缘与另一信号的正边缘相比较晚地发生,作为其结果,对于与门314上的各个周期,“1”或正信号边缘在输出侧发生。实质上的方波交替信号因此作为信号处理装置31的输出信号而发生,其周期与编码器的旋转速度或移动速度相关联,且其信号边缘按时间先后与输入信号的过零相关联。

Claims (19)

1.一种用于切换到特定运行模式的有源传感器(1),其中,传感器(1)具有:至少一个传感器元件(2);一个评估电路(3);两个连接线(4,5),其各自具有用于传送传感器信息的端子(41,51),其中,传感器(1)的供电电压被施加到这两个连接线,且传感器信息经由这两个连接线(4,5)被传送,
其特征在于:
传感器(1)包含切换模块(6),采用该模块,可以通过反转施加到所述两个端子的供电电压的极性在正常运行模式与特定运行模式之间切换。
2.根据权利要求1的传感器(1),其特征在于切换模块(6)具有整流器电路(61),该电路在输入侧被连接到所述两个连接线(4,5)。
3.根据权利要求2的传感器(1),其特征在于整流器电路(61)被实现为具有四个Mos-FET的桥式整流器电路。
4.根据权利要求2的传感器(1),其特征在于切换模块(6)至少具有用于识别供电电压极性的第一比较器电路(62),其中,第一比较器电路(62)在输入侧被直接或间接连接到所述两个连接线(4,5)。
5.根据权利要求4的传感器(1),其特征在于第一比较器电路(62)和/或评估电路(3)的供电端子被连接到整流器电路(61)的输出端子。
6.根据权利要求1-5中任意一项的传感器(1),其特征在于切换模块(6)具有至少一个复位装置(63,64),其用于相对于至少一个定义电压阈值评估其自身的运行电压和/或评估电路(3)的运行电压。
7.根据权利要求6的传感器(1),其特征在于切换模块(6)具有用于切换运行模式的开关装置(65),作为第一比较器电路(62)的输出的函数,所述开关装置(65)将所述至少一个复位装置(63,64)的复位信号中的一个传送到接口电路(32)的开关(322)。
8.根据权利要求1-5中任意一项的传感器(1),其特征在于评估电路(3)具有信号处理单元(31),该单元包含两个滞后电路(311,312),在滞后电路中,所述至少一个传感器元件(2)的第一与第二输出信号(SIGA,SIGB)受到处理,其中,这两个滞后电路(311,312)并联连接且各自包含一个比较器(3112,3122),其中,所述至少一个传感器元件(2)的第一与第二输出信号(SIGA,SIGB)各自被施加到两个比较器(3112,3122)——其关于非反向输入与反向输入彼此互换——的输入。
9.根据权利要求8的传感器(1),其特征在于分压器(3111,3121)由第一与第二电阻器构成,滞后电路(311,312)的两个比较器(3112,3122)的各个反向输入被连接到所述分压器(3111,3121)的两个电阻器之间的第一节点上,且其中,第一电阻器被与第一节点相反的端子连接到所述至少一个传感器元件(2)的对应的第一或第二输出信号的信号线,且其中,第二电阻器被与第一节点相反的端子经由晶体管(3113,3123)连接到所述至少一个传感器元件(2)的供电电压的连接端子,即负电位的连接端子,且其中,此晶体管(3113,3123)的栅极/基极端子被连接到相应的比较器(3112,3122)的输出,作为其结果,当相应的比较器(3112,3122)被切换时,产生滞后效应。
10.根据权利要求9的传感器(1),其特征在于两个分压器(3111,3121)的第一与第二电阻器在各个情况下在成对的基础上具有彼此不同的温度系数。
11.根据权利要求9的传感器(1),其特征在于在各个情况下,两个分压器(3111,3121)的第一电阻器为实质上不依赖于温度的电阻器,且相应的第二电阻器为具有定义的正或负温度系数的电阻器。
12.根据权利要求10的传感器(1),其特征在于在各个情况下,两个分压器(3111,3121)的第一电阻器为实质上不依赖于温度的电阻器,且相应的第二电阻器为具有定义的正或负温度系数的电阻器。
13.根据权利要求7的传感器(1),其特征在于评估电路(3)包含用于设置传感器(3)的定义输出信号的接口电路(32),且此接口电路(32)被开关装置(65)作为相应的运行模式的函数地致动。
14.根据权利要求13的传感器(1),其特征在于:在存在低于定义阈值电压的评估电路(3)用运行电压且施加到传感器(1)的供电电压的极性对应于正常运行模式的第一情况下,以及在存在高于定义阈值电压的评估电路(3)用运行电压且施加到传感器的供电电压的极性对应于特定运行模式的第二情况下,借助接口电路(32)的开关(322),开关装置(65)关断接口电路(32)的用于借助信号处理单元(31)对传感器输出信号进行调制的电路分支和/或使该分支保持处于关断状态,否则,开通所述电路分支或使该分支保持处于开通状态。
15.一种用于致动有源传感器的方法,其中,传感器(1)具有至少一个传感器元件(2)、评估电路(3)以及两个连接线(4,5),所述两个连接线(4,5)中的每一个具有用于传送传感器信息的端子(41,51),其中,传感器(1)能至少在两个运行模式中运行,并均借助两个连接线(4,5)受到致动和供能,其特征在于:
通过反转施加到两个连接线(4,5)的供电电压的极性,在正常运行模式和特定运行模式之间进行切换。
16.根据权利要求15的方法,其特征在于为了确定编码器与传感器(1)之间的气隙,通过反转供电电压的极性将所述传感器(1)从正常运行模式切换到测试运行模式,此后,从定义电压值开始,减小供电电压,直到传感器不再供给受到编码器移动调制且具有定义的最小幅值的输出信号。
17.根据权利要求15的方法,其特征在于通过反转供电电压的极性,将传感器(1)从正常运行模式切换到编程模式,此后,从电子控制单元(ECU)向传感器(1)传送用于对传感器(1)进行编程和/或标定的数据。
18.根据权利要求1-14中任意一项的传感器在机动车中的使用。
19.根据权利要求18的传感器在机动车中的使用,其中,所述传感器作为车轮速度传感器。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027221A1 (de) 2008-06-06 2009-12-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Bestimmung zumindest eines ersten internen Parameters eines Sensors
DE102009046503A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-26 Endress + Hauser Process Solutions Ag Verfahren zum Bedienen eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik in ein Funknetzwerk
EP2583471B1 (de) * 2010-06-15 2019-08-07 Continental Teves AG & Co. OHG Verfahren zur synchronisation von sensoren
EP2546984B1 (en) * 2011-07-11 2020-09-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Sensor with concurrent autosensing of output mode and manual selection
DE102011081147A1 (de) * 2011-08-17 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Sensormodul zur Erfassung eines Betriebsparameters, Verfahren zur Überwachung eines Sensormoduls und Kombinationssignal
FR2979706B1 (fr) * 2011-09-06 2013-08-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif et procede de controle du sens de montage d'un roulement a piste magnetique sur un train roulant de vehicule
US20130334531A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Franz Jost Systems and methods for measuring temperature and current in integrated circuit devices
DE102013000205A1 (de) * 2013-01-08 2014-07-10 Wabco Gmbh Steuergerät zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, Drehzahlsensoranordnung, Bremsanlage und Fahrzeug damit sowie damit durchführbares Verfahren zur Drehzahlsensierung
EP2851909B1 (de) * 2013-09-18 2017-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Antriebssystem mit kombinierter Ansteuerung von Bremse und Geber
JP5904189B2 (ja) * 2013-10-29 2016-04-13 横河電機株式会社 信号処理装置
DE102015209447A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Statisch prüfbarer Raddrehzahlsensor
DE102014218704A1 (de) 2014-09-17 2016-03-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Raddrehzahlsensor
FR3029283B1 (fr) * 2014-11-28 2016-12-23 Continental Automotive France Capteur d'arbre a came ou de vilebrequin pour vehicule automobile et procede de diagnostic d'un tel capteur
DE102014225580A1 (de) 2014-12-11 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Verfahren zum Betreiben eines Resolvers, Resolvereinrichtung
CN104833391B (zh) * 2015-04-13 2017-09-29 北京华泰诺安探测技术有限公司 一种核生化传感器的模式转换***及其模式转换方法
WO2017109007A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-29 Continental Teves Ag & Co. Ohg Geschwindigkeitssensor mit sensorchip
WO2017155462A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Razer (Asia-Pacific) Pte. Ltd. Computing devices, power supply devices, methods for controlling a computing device, and methods for controlling a power supply device
CN105807078A (zh) * 2016-03-15 2016-07-27 株洲南车时代电气股份有限公司 一种速度传感器接线方法
DE102017111529A1 (de) * 2017-05-26 2018-11-29 HELLA GmbH & Co. KGaA Sensor für ein Kraftfahrzeug
DE102017119575A1 (de) * 2017-08-25 2019-02-28 Tdk-Micronas Gmbh Verfahren zur Programmierung eines Zweidrahtsensors und ein programmierbarer Zweidrahtsensor
DE102018204599A1 (de) * 2018-03-27 2019-10-02 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung für ein Fahrzeug
DE102018204615A1 (de) * 2018-03-27 2019-10-02 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung für ein Fahrzeug
EP3686558B1 (en) * 2019-01-28 2022-07-13 Melexis Bulgaria Ltd. Sensor device
CN111220814A (zh) * 2019-11-12 2020-06-02 西安航空制动科技有限公司 一种飞机机轮速度采集***及故障检测方法
EP4141232B1 (en) 2021-08-24 2024-03-13 Liebherr-Components Colmar SAS A system for checking a correct mounting of a sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US686758A (en) * 1901-02-08 1901-11-19 J T Hedges Jr Blowpipe.
EP0684480A1 (de) * 1994-05-26 1995-11-29 KNORR-BREMSE SYSTEME FÜR NUTZFAHRZEUGE GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlerfassung
DE4434978A1 (de) * 1994-09-30 1996-04-04 Teves Gmbh Alfred Aktiver Bewegungssensor
DE10203483A1 (de) * 2001-05-10 2002-11-28 Continental Teves Ag & Co Ohg Raddrehzahlsensoranordnung, Raddrehzahlsensor und Steuergerät zur Übertragung von Zusatzinformationen
EP0979411B1 (de) * 1997-04-30 2004-10-06 Continental Teves AG & Co. oHG Anordnung zur drehzahlerfassung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4511896A (en) 1982-07-30 1985-04-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Remote sensor system with bi-directional monitoring and control of operation
JPH0810239B2 (ja) * 1986-12-29 1996-01-31 愛知時計電機株式会社 2線式伝送器
JP3551712B2 (ja) * 1997-07-28 2004-08-11 松下電工株式会社 火災感知器
DE19859828A1 (de) * 1998-12-23 2000-07-06 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Sensoreinrichtung zur Erfassung einer physikalischen Meßgröße
DE50210241D1 (de) 2001-05-10 2007-07-12 Continental Teves Ag & Co Ohg Raddrehzahlsensoranordnung mit übertragung von zusatzinformationen
JP2005134283A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Aisin Seiki Co Ltd 2線式の電流出力センサ及び該センサ用ic
US7830155B2 (en) * 2005-10-05 2010-11-09 Chrysler Group Llc Two-wire active sensor interface circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US686758A (en) * 1901-02-08 1901-11-19 J T Hedges Jr Blowpipe.
EP0684480A1 (de) * 1994-05-26 1995-11-29 KNORR-BREMSE SYSTEME FÜR NUTZFAHRZEUGE GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlerfassung
DE4434978A1 (de) * 1994-09-30 1996-04-04 Teves Gmbh Alfred Aktiver Bewegungssensor
EP0979411B1 (de) * 1997-04-30 2004-10-06 Continental Teves AG & Co. oHG Anordnung zur drehzahlerfassung
DE10203483A1 (de) * 2001-05-10 2002-11-28 Continental Teves Ag & Co Ohg Raddrehzahlsensoranordnung, Raddrehzahlsensor und Steuergerät zur Übertragung von Zusatzinformationen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平11-45384A 1999.02.16

Also Published As

Publication number Publication date
US20100277224A1 (en) 2010-11-04
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US8330528B2 (en) 2012-12-11
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