CN104417514B - 用于监控传输路径的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于监控在有源的传感器(10)与评价装置(18)之间的传输路径(26)的方法，该评价装置被设置成，通过传输路径接收有源的传感器(10)的测量数据(12)，该方法包括：确定在传感器(10)的第一状态(78)中的与在不同于传感器(10)的第一状态(78)的第二状态(80)中的在传感器(10)上的输入电压(30)之间的电压差(79)；确定在第一状态(78)与第二状态(80)之间的电流差(81)；以电压差(79)和电流差(81)为基础确定与传输路径(26)的传输电阻(38、40)有关的实际值(76)；比较传输路径(26)的传输电阻(38、40)的实际值(76)与比较值(82)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控在有源的传感器与评价装置之间的传输路径的方法，一种用于执行该方法的控制设备和一种具有这种控制设备的传感器。
背景技术
由DE 10 2011 080 789 A1已知一车辆，在其中安装有轮转速传感器，用于检测各个车轮的轮转速。这些轮转速传感器是有源的轮转速传感器并且以轮转速的形式通过电缆作为传输路径传输其测量数据到评价装置。
发明内容
本发明的目的是，改进测量数据的传输。
这个目的通过独立权利要求的特征得以实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。
按照本发明的一个方面提出一种用于监控在有源的传感器与评价装置之间的传输路径的方法，该评价装置被设置成，通过传输路径接收有源的传感器的测量数据，该方法包括：确定在传感器的第一状态中的与在不同于传感器的第一状态的第二状态中的在传感器上的输入电压之间的电压差；确定在第一状态与第二状态之间的电流差；以电压差和电流差为基础确定与传输路径的传输电阻有关的实际值；比较传输路径的传输电阻的实际值与比较值。
所述方法基于这种思考：有源的传感器，例如上述有源的轮转速传感器设置用于接收电能，从而以恒定的能量水平输出其测量数据。因此传感器可以根据电路例如假设通过具有内部恒电压源的恒电流源替换。
所述方法还基于这种思考：在有源传感器与评价电路之间的传输路径具有确定的传输电阻。在此在所述方法范围内认识到，如果例如在评价电路与传感器之间的插接器在传输路径上受到腐蚀，则这个传输电阻可能会发生变化。但是通过由传感器给定的电流可能使传输路径上的电压降由于升高的传输电阻将变得越来越大。从传输路径上确定高度的电压降开始，因为评价电路上的输入电压不能选择任意地高，在有源的传感器本身上不再有足够的电压供使用，用于在恒定的电压电平上输出测量信号，有源的传感器将因此而失效。
在这里使用所述方法，在该方法的范围内建议，观察上述传输电阻。已知的是，欧姆电阻在电流-电压曲线中具有直线特性曲线。但是由于上述的、起到具有内部恒电压源的恒电流源作用的有源的传感器，可测量的电流-电压特性曲线不是原始直线。因此为了获得传输电阻，执行唯一一次测量电流/测量电压是不够的，因为否则不能确定电流-电压特性曲线的轴向位移。因此在所述方法范围内建议，由上述的电压差和电流差确定上述的传输电阻。
由这个传输电阻则可以直接读出，传输路径是否将引起过高的电压降，它可能导致有源的传感器的功能失效。为此与比较值进行比较。通过比较则可以以简单的方式确定，传输路径是否确保传感器的无故障的电能供应。
在所述方法的改进方案中，所述比较值与基本电阻有关，该基本电阻是所述传输路径在无故障运行中所应具有的。这个改进方案基于这种思考，所述传输路径本质上具有电阻，传输电阻不会落到其以下。因此这个称为基本电阻的电阻是下限，它可以在确定比较值时考虑。
在所述方法的附加改进方案中，所述比较值除了基本电阻以外还与对于传输路径最大允许的寄生电阻有关。这个寄生电阻例如可能由于上述的、由于腐蚀得到的电阻产生。如果寄生电阻这样大，使传输路径上的电压降不再允许足够的电的有源的传感器，则达到对于寄生电阻的最大允许值。由此为了确定比较值的上限可以考虑寄生电阻。
在所述方法的特别的改进方案中，所述最大允许的寄生电阻以预先给定的距离位于寄生的临界电阻以下，其中，不再确保有源的传感器的供电。这个改进方案基于这种思考，在达到传输路径上的临界电压降时，此时不再达到使传感器电压稳定的足够电压供给，已经导致传感器失效。尤其如果传感器在如上所述的行驶动态调节器的临界应用中使用时，这可能是非常不理想的。比较值优选地应这样设置，在出现传感器失效之前可以发出警告，以便在必要时及时更换传输路径。
为此在所述方法的特别优选的改进方案中，如果所述实际值与比较值的比较偏离预先给定的条件，则可以输出故障信号。由此可以例如在上述的行驶动态调节器中及时识别传感器的失效，用于例如能够在车间中对该传感器进行保养。
在所述方法的另一改进方案中，所述第一状态和第二状态是有源的传感器的静止的电流状态和/或电压状态。通过这种方式在监控传输路径时避免了，在电能供给中的振荡可能导致传输电阻的误测量和相应的故障报警。
在所述方法的特别的改进方案中，所述测量数据以脉冲信号的形式通过传输路径传输，传感器的第一和第二电流状态和/或电压状态相应地是/相应于脉冲信号的第一脉冲状态和第二脉冲状态。这种脉冲信号尤其在轮转速传感器中已经对于其运行存在。在这种脉冲的信号中，上述的静止状态本来就存在，由此为了执行本方法无需中断传感器的正常运行。
备选或附加地对于所述方法的上述改进方案，在测试阶段期间、尤其在接通传感器时可以调整第一和第二电流状态和/或电压状态。这一方面有利于，在传感器投入运行前检查传感器。但是另一方面为了执行所述方法传感器在其正常运行期间也无需中断，也不能实现所述方法的上述特别的改进方案。
在所述方法的另一改进方案中，以两个以上的状态为基础来评价传输电阻。为此在确定传输电阻时可以考虑两个以上的电流电平。
在所述方法的另一改进方案中，测得的信息在传感器中利用信号传输、例如通过电流协议传输到评价装置。
按照本发明的另一方面提出一种控制设备，该控制设备被设置成执行所述方法。
在所述控制设备的一改进方案中，所述设备具有存储器和处理器。在此所述方法以计算机程序的形式存储在存储器中并且处理器用于当计算机程序被从存储器加载到处理器中时执行本方法。
按照本发明的另一方面，计算机程序包括程序编码措施，用于当计算机程序在计算机上或所述设备之一上被执行时执行所述方法的所有步骤。
按照本发明的另一方面，计算机程序产品包括程序编码，该程序编码存储在计算机可读取的数据载体上并且当该程序编码在数据处理装置上执行时，该程序编码执行所述方法。
按照本发明的另一方面，传感器包括一所述的控制设备。
在特别的改进方案中，所述传感器是轮转速传感器。
附图说明
为了更清晰更明确地理解，结合下面的在附图中所示的实施例描述详细解释本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现它们的方式和方法，其中
图1示出具有行驶动态调节器的车辆示意图，
图2示出在图1的行驶动态调节器中在车轮转速传感器与调节器之间的传输路径示意图，
图3示出在图2的车轮转速传感器中电压稳定示意图，
图4示出由图1的车轮转速传感器给出的脉冲信号，由脉冲电压和脉冲电流组成，
图5示出用于确定图2的传输路径的寄生电阻的电流-电压曲线图。
在附图中相同的技术部件配有相同的附图标记并且只描述一次。
具体实施方式
参照图1，该附图简示出具有已知的行驶动态调节器的车辆2的示意图。例如由DE10 2011 080 789 A1可以得到这个行驶动态调节器的细节。
车辆2包括车身4和四个车轮6。每个车轮6可以通过位置固定地固定在车身4上的制动器8相对于车身4减速，以使车辆2的运动在未详细示出的道路上进行减速。
在此可能以专业人员已知的方式可能发生，车辆2的车轮6失去其地面附着，并且车辆2甚至通过底置控制器或者顶置控制器离开例如通过未详细示出的方向盘给定的轨迹。这一点通过已知的调节回路如ABS(防抱死***)和ESP(电子稳定程序)避免。
为此在所示结构中车辆2具有车轮6上的转速传感器10，它们检测车轮6的转速12。此外，车辆2具有惯性传感器14，它检测车辆2的行驶动态数据16，由这些数据以专业人员已知的方式可以输出例如俯仰速率、滚动率、偏航率、横向加速度、纵向加速度和/或垂直加速度。
基于所测得的转速12和行驶动态数据16，调节器18形式的评价装置以本领域技术人员已知的方式确定，车辆2是否在路面上滑移或者甚至偏离上述预先给定的轨迹，并且相应地通过已知的调节器输出信号20对此作出反应。调节器输出信号20可以被调整装置22利用，用于利用调整信号24控制执行环节、例如制动器8，所述执行环节以已知的方式对于滑移和从预先给定的轨迹偏离作出反应。
调节器18例如可以组合到车辆2的已知的发动机控制器里面。调节器18和调整装置22也可以设计成一个共同的调节装置，并且可选地组合到上述的发动机控制器里面。
借助于在图1中所示的转速传感器10来详细解释本发明，尽管本发明可以转换到任意的传感器、例如惯性传感器14上。
现在参照图2和3，它们相应地示出在图1的行驶动态调节器中在轮转速传感器10与调节器18之间的传输路径26的示意图和在图2的轮转速传感器中电压稳定器的示意图。
在本实施例中，在轮转速传感器10上施加由设计为评价装置的调节器18输出的供电电压28。这个供电电压在本实施例中在轮转速传感器10的输入端上作为传感器电压30，在插接器32上作为寄生电压34并且在传输路径26本身上作为传输电压36下降。为了以网络理论的方式显示出寄生电压34和传输电压36，相应地示出用于插接器的寄生的备用电阻38和传输路径26的备用传输电阻40。
在本实施例中，轮转速传感器10设计为所谓的有源的轮转速传感器。有源的轮转速传感器的背景信息例如可以由DE 101 46 949 A1中得到。
轮转速传感器10在本实施例中包括电压稳定器42，该电压稳定器在内部供给传感器。此外，电流源42a与这个电压稳定器和传感器输入端相连接。与此并联另一电流源42b，该电流源根据车轮转速被调制并且借助于电流信号50传输到调节器18。在调节器中在输入端12上以信号电压36的形式检测电流信号。此外检测传感器10中的传感器输入电压30。
根据原理，恒定电流48必然流过整个传输路径26。寄生电阻38与插接器32的质量有关。例如在插接器32内部的元件腐蚀使得寄生电阻38增大。但是如果寄生电阻38增大，那么寄生电压34也增大，因为恒定电流48通过寄生电阻38通过起到恒电流源作用的电压稳定器42预先给定。
另一方面，由传感器电压30、寄生电压34和传输电压36组成的总和等于供电电压28，其中供电电压28不能任意增大。电压稳定器42对于其运行仍然需要最小的传感器电压30。如果传感器电压30下降到这个最小值以下，则电压稳定器42和进而轮转速传感器10的功能失效。这由于上述的恒定电流48而可能发生——如果寄生电阻30和进而寄生电压34大到使得由传感器电压30、寄生电压34和传输电压36组成的总和超过最大供电电压28。
现在参照图4，在图4中示出上述的、在测量电路46中以恒定电压44为基础产生的脉冲电压47。脉冲序列47是脉冲信号的一部分，该脉冲信号通过脉冲电压47和脉冲电流50定义。以电流52-时间54-曲线56表示脉冲电流50，而以电压58-时间54-曲线60表示脉冲电压47。
脉冲电流50由于上述的、起到恒定电流源作用的轮转速传感器10特性而与寄生电阻38无关。脉冲电流50在通过要测量的车轮转速12引起的时间间隔中在第一电流电平62与第二电流电平64之间往复交替。与此相反，脉冲电压47与寄生电阻38有关，因为这个电压仍然与传感器电压30有关。在图4中通过点线示出的正常运行中，如果寄生电阻38和进而寄生电压34非常小，则脉冲电压47在第一电压电平66与第二电压电平68之间往复交替。但是寄生电阻38越大，在寄生电阻上的寄生电压34下降越多，并因此由于下降的传感器电压30使脉冲电压47下降。在图4中在电压曲线60中通过连续线表示这个下面称为寄生状况的状态，在曲线中脉冲电压47在第三电压电平70与第四电压电平72之间往复交替。
从寄生电阻38和进而寄生电压34的确定的大小开始，在轮转速传感器10的电压稳定器42上施加的传感器电压30不再足够，并且脉冲电压47要么完全失效要么至少在两个电压电平66至72之一上开始震荡，因为传感器电压30不再足以持久地保持各自的电压电平。
为了及时识别这种情况，在本实施例的范围中建议，测量传输路径26的传输电阻38、40，该传输路径包括寄生电阻38。
对此参照图5，它示出电流-电压曲线74，用于确定图2的传输路径26的传输电阻38、40。
如同在电流-电压曲线74中看到的那样，传输路径26的传输特性曲线76不是原始直线，因为轮转速传感器10如上所述可以假想地通过恒电流源替换。因此为了测量传输电阻38、40，它由传输特性曲线76的斜率给出，需要至少两个电流/电压测量点78、80，但是它们在所示的轮转速传感器10中以特别有利的方式通过由脉冲电压47和脉冲电流50组成的脉冲信号的脉冲电平62、64、70、72提供。由这两个测量点78、80之间的电压差79和电流差81以已知的方式可以确定传输路径26的传输特性曲线76的斜率和进而确定传输电阻38、40。
在此，测量点78、80这样在时间上设置，使脉冲电压47和脉冲电流50位于静止状态，由此不会由于起振过程而引起测量误差。这一点例如可以由此实现，把测量点78、80设置在脉冲电压47和脉冲电流50的脉冲中心。
如果确定传输特性曲线67的斜率和进而确定传输电阻38、40，则可以将它与临界电阻和进而与用于传输路径26的极限特性曲线82的斜率比较，其中传感器电压30以上述方式将变小。以与这个传感器电压的距离为基础例如可以确定轮转速传感器10的失效风险。如果失效风险例如超过预先给定值，则可以在调节器18上例如在电流协议范围内输出故障信号。
上述方法例如可以在轮转速传感器10的电压稳定器42中执行。
不需要强制性地在脉冲电压47和脉冲电流50的脉冲中搜寻两个测量点78、80。它们例如也可以强制性地在测试过程的范围内执行，测试过程例如可以在轮转速传感器10初始化时执行。
Claims (10)
1.一种用于监控在有源的传感器(10)与评价装置(18)之间的传输路径(26)的方法，该评价装置被设置成，通过传输路径接收有源的传感器(10)的测量数据(12)，该方法包括：
-确定在传感器(10)的第一状态(78)中的与在不同于传感器(10)的第一状态(78)的第二状态(80)中的在传感器(10)上的输入电压(30)之间的电压差(79)；
-确定在第一状态(78)与第二状态(80)之间的电流差(81)；
-以电压差(79)和电流差(81)为基础确定与传输路径(26)的传输电阻(38、40)有关的实际值(76)；以及
-比较传输路径(26)的传输电阻(38、40)的实际值(76)与比较值(82),其中，所述第一状态(78)和第二状态(80)是有源的传感器(10)的静止的电流状态和/或电压状态，所述测量数据(12)以脉冲信号(47、50)的形式通过传输路径(26)传输，传感器(10)的第一和第二电流状态和/或电压状态(78、80)相应地是脉冲信号(47、50)的第一脉冲状态和第二脉冲状态(62、64、70、72)，其中，需要至少两个电流/电压测量点，所述至少两个测量点这样在时间上设置，使脉冲电压(47)和脉冲电流(50)位于静止状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较值(82)与基本电阻(40)有关，该基本电阻是所述传输路径(26)在无故障运行中所应具有的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述比较值(82)除了基本电阻(40)以外还与对于传输路径(26)最大允许的寄生电阻(38)有关。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最大允许的寄生电阻(38)以预先给定的距离位于寄生的临界电阻以下，其中，不再确保有源的传感器(10)的供电。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：如果所述实际值(76)与比较值(82)的比较偏离预先给定的条件，则输出故障信号。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在测试阶段期间调整第一和第二电流状态和/或电压状态(78、80)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在接通传感器(10)时调整第一和第二电流状态和/或电压状态(78、80)。
8.一种控制设备(42)，该控制设备被设置成执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
9.一种传感器(10)，该传感器包括一根据权利要求8所述的控制设备(42)。
10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述传感器是轮转速传感器。
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