WO2019122384A2 - Rotational speed sensor with enhanced resolution and multiple switching thresholds - Google Patents

Rotational speed sensor with enhanced resolution and multiple switching thresholds Download PDF

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WO2019122384A2
WO2019122384A2 PCT/EP2018/086706 EP2018086706W WO2019122384A2 WO 2019122384 A2 WO2019122384 A2 WO 2019122384A2 EP 2018086706 W EP2018086706 W EP 2018086706W WO 2019122384 A2 WO2019122384 A2 WO 2019122384A2
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sensor
signal
signal processing
switching
processing device
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PCT/EP2018/086706
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Heinrich Acker
Ralf ENDRES
Mario TROTT
Stephan Jonas
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • 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 sensor according to the preamble of claim 1 and a sensor arrangement.
  • WO 2016/023769 A2 proposes a rotational speed sensor which provides an increase in resolution, wherein this sensor generates a sinusoidal signal and a cosine signal respectively by means of a Sen sorelements in the detection of the periodic pattern of an encoder, wherein an angle signal is calculated from these signals by means of an arc cosine function , which is quantized with 8-bit resolution, whereby the sensor per detected period of the encoder can provide 7 or 8 Positrons- or Win kelu.
  • an implementation of the Sig nal kaus submitted this sensor is relatively complex and expensive, especially in terms of Ar kuscosinusfunktion, also requires the calculation of the angle signal relatively much time.
  • the invention is based on the object of a sensor before strike, which is relatively inexpensive or which has a relatively fast signal processing or measures / recorded with a relatively high resolution.
  • a sensor for detecting relative movements between an encoder, with a We sentlichen periodic scale and / or pattern, and at least one sensor element, wherein the speed sensor has at least one sensor element and a signal processing device, wherein the signal processing device is designed such that it provides a motion signal depending on the sensor element output signal of the Sensorele ment, wherein
  • the signal processing device is designed so that it has two or more switching thresholds with respect to the Sensorele mentausgangssignals, wherein in each case at above and below a switching threshold by, in particular the amplitude of the sensor element output signal motion information is generated, which takes into account in the generation of the motion signal becomes.
  • the sensor is preferably formed out as a speed sensor and / or speed sensor and / or angular velocity sensor, in particular as a crankshaft speed sensor or wheel speed sensor or transmission speed sensor or Turbola derfieresensor.
  • an amplitude value of the value of the magnetic field detected by the at least one sensor element is provided by the at least one sensor element output signal or information therein Value is included, understood.
  • the amplitude value also includes the digitized or quantified value detected at certain detection times.
  • the at least one sensor element comprises a bridge circuit with two half bridges or that the sensor has two sensor elements, the half bridges or the two sensor elements each providing a sensor element output signal which is supplied to the signal processing device and wherein the signal processing device is designed so that at Above and below a respective switching threshold by the respective sensor element output signal of one of the half-bridges or one of the two sensor elements respectively a motion information is generated, which is taken into account in the generation of the motion signal.
  • the signal processing device comprises two signal paths for this purpose.
  • the two half-bridges or the two sensor elements are arranged in the sensor so that they can detect or detect the periodic scale and / or the pattern of the encoder with a phase offset of substantially 90 °.
  • the at least one sensor element is preferably designed as Mag netfeldsensorelement, in particular as AMR, so as anisotropic magnetoresistive, or Hall or GMR, ie as a giant magnetoresistive or stand on the giant magnetoresistance principle based sensor element, or TMR sensor element, ie as a tunnel magnetoresistives Sensor element formed.
  • the signal processing device is preferably formed such that each switching threshold comprises a hysteresis.
  • each switching threshold comprises a first and a second Operaschaltschwelle to form a hysteresis, wherein the first Generalschaltschwelle is triggered by exceeding and the second Generalschaltschwelle is formed by falling below and / or each switching threshold by means of a Schmitt trigger element or the Signal kausein direction is designed so that it includes a hysteresis with respect to each switching threshold, which behaves We sentlichen as a Schmitt trigger element.
  • a Schmitt trigger element is preferably understood to mean an analog comparator with positive feedback, which operates as a comparator for two analog voltage signals and functions as a threshold value switch for these signals.
  • the Schmitt trigger has two threshold values for a hysteresis, an upper threshold value which, when exceeded by the voltage signal to be evaluated, in particular a sensor element output signal, leads to a switching process, in particular a maximum or a defined relatively large output voltage value at the output of the Schmitt triggers, and a lower threshold value which, when undershot by the voltage signal to be evaluated, in particular a sensor element output signal, leads to a switching threshold.
  • a minimum or defined relatively low output voltage value is provided at the output of the Schmitt trigger.
  • the sensor expediently comprises two sensor elements which each provide a sensor element output signal and each have a signal path in the signal processing device.
  • each of the two signal paths in particular special hysteresis, which is particularly preferably realized at least by a Schmitt trigger element or a substantially equivalent circuit, wherein the respective Schmitt trigger element each of the Sensorelementaus output signals is supplied as input voltage signal to be evaluated on the input side and the other sensor element output signal inverted as a comparison signal.
  • a signal processing device is preferably understood to mean a signal processing circuit and / or a freely programmable circuit.
  • the signal processing device preferably comprises a microcontroller which performs at least some or all of the calculations and / or signal generation and / or adaptations of the threshold values of the switching thresholds and is designed accordingly.
  • the signal processing device is designed such that it independently carries out an adaptation of the switching thresholds with regard to the threshold value, wherein this adaptation takes place as a function of the time profile of the at least one sensor element output signal.
  • the signal processing device is designed such that a defined number of successive amplitude values, in particular minima and / or maxima, of the at least one sensor element output signal are stored in a memory unit of the signal processing device, according to which / depending on this stored amplitude values of the threshold value of at least one of the switching thresholds is adjusted.
  • the mean value switching threshold is adapted to an arithmetic mean value of the respective magnitude of the stored amplitude values, with one or more of the stored ones in particular being adapted
  • Amplitude values are discarded before the formation of the arithmetic mean value and / or the same number of minima and maxima of the amounts of the stored amplitude values are taken into account in the formation of the arithmetic mean and / or before or after arithmetic mean of each of the stored amplitude values or their magnitudes and / or the arithmetic mean is multiplied by a defined factor.
  • the signal processing device is designed so that beyond an adjustment of the other switching thresholds takes place, depending on the distance of the respective switching threshold to the mean threshold, which the Signalverarbei processing device takes into account and / or that after Be calculation of the value to be adjusted the mean threshold the other switching thresholds are adjusted.
  • the signal processing device preferably has a clock generator unit, which is designed in particular as an oscillator and particularly preferably has at least one transistor and at least one capacitance element.
  • the clock unit comprises no Quar zoszillator and no ceramic resonator.
  • the signal processing device is embodied such that it stores in the memory unit a defined quantity of, in particular last, amplitude values which are last at acquisition times or respectively at the time of acquisition. Scanning time points, which are determined by the clock unit, are calculated or measured in the signal processing device.
  • a functional model or a model of the signal shape of the signal type usually to be detected is stored or stored in the signal processing device.
  • the implementation of the parameter determination of the functional model takes place by means of a parameter extraction, which is stored, for example, in the form of a numerical algorithm.
  • the signal processing device is expediently designed such that from a defined quantity of the amplitude values available in the memory unit, in particular filtering or averaging and / or weighting is performed with respect to these values, function parameters are calculated by means of the parameter extraction, on the basis of which new threshold values of the Switching thresholds, including the average switching thresholds, or alternatively preferably without them, be be calculated and as thresholds of the corresponding
  • Switching thresholds are stored and used for the measurement and the generation of the motion signal or sensor output signal.
  • the signal processing device is designed such that it compensates for offset with respect to the one sensor element and / or the signal path within the Signal processing device comprises.
  • the signal processing device is designed so that it compensates the / an offset of at least one amplifier element kom and / or that it carries out an offset compensation by means of driving at least one amplifier element.
  • the signal processing device is expediently designed so that due to the occurrence of afrosin formation in each case a motion pulse of defined length and / or an additional data pulse or an additional data pulse sequence defi ned length is generated in the motion signal.
  • the signal processing device for generating the motion pulse of defined length and / or an additional data pulse or an additional data pulse train comprises at least one
  • Power source more preferably, it has 3 current sources for 3 defined current levels, on.
  • the motion signal is generated as an output signal of the sensor, in the form of an impressed current signal.
  • the signal processing device is embodied such that it has a mode switching unit which, depending on a detected Be wegungs Anlagen and / or speed over a defined speed value, the signal processing device in a normal operating mode or leaves, wherein the signal processing means is designed in the normal operating mode, it provides a movement signal which generates a motion pulse with a defined first amplitude and a defined time duration only when the average switching threshold is exceeded and undershot, followed by a defined number of additional data pulses with a defined second amplitude and defined duration.
  • each additional data pulse another additional data information, which provides the sensor encoded, particularly preferably or alternatively preferably the number of subsequent / appended additional data pulses from the detected Geschwin speed / speed from, are particularly preferred only so long , Expediently attached at relatively high speeds / speeds, additional data pulses until new BeWe supply pulse is generated or will be generated in direct, defined maximum temporal proximity.
  • the mode switching unit is expediently designed such that it has a hysteresis with regard to the speed or rotational speed.
  • the signal processing device is designed such that it has a mode switching unit which depending on a detected by the sensor Be wegungs technically and / or speed under a defi ned speed value the Signal kauseinrich device in a special operating mode or leaves, wherein the signal processing device is formed is that it provides a motion signal in the special operating mode, which / which generates a motion pulse having a defined first amplitude and a defined time duration only when the average switching threshold is exceeded or undershot, to which a defined number of additional data pulses having a defined second amplitude and defined time duration in particular, nine additional data pulses follow / are appended to the movement impulse, each additional data impulse containing a different additional data information, which of the S sensor, encoded, and wherein the Sig nal kaus disturbed is designed so that in the Special operating mode when exceeding and falling below the other switching thresholds, ie non-average switching thresholds, in each case only generates a defined number of offeredda ten pulses with defined second amplitude
  • the additional data pulses generated, in particular directly following one another comprise position information or angle information, particularly preferably the information as to which switching shaft has just been exceeded or undershot. Most preferably, this information is coded in the 6th, 7th and 8th additional data pulses.
  • the coding by the additional data pulses is binary.
  • the signal processing device is preferably formed such that the generation of the motion pulse, in particular with appended / following additional data pulses, and / or the generation of a defined number of additional data pulses, without motion impulse, in each case on the basis of motion information.
  • the motion signal forms at least the Rela tivschul between the encoder and the sensor or the at least one sensor element.
  • the sensor arrangement is designed so that the sensor transmits the movement signal to an electronic control unit which calculates a speed / speed from the movement signal.
  • the sensor carries out the calculation for mode switching itself or, alternatively, preferably receives a mode signal from the electronic control unit for this purpose.
  • the speed signal preferably depends at least on the relative speed between the encoder and sensor element and is provided on the output side of the speed sensor, in particular special on a two-wire interface.
  • a signal processing device is preferably understood to be a signal processing circuit.
  • sensor element output signal is expediently understood to mean the rising signal of the at least one or one sensor element.
  • the senor according to the invention allows an increased resolution and a rotational direction detection, which is very advantageous for au tomatis elected parking a motor vehicle.
  • the signal processing device is designed such that it can detect or determine or determine or determine a direction of rotation of the detected encoder or its pattern / scale.
  • the direction of rotation is determined, in particular, from the phase offset between the two sensor element output signals or the sin and cos signals.
  • the first amplitude is larger / higher than the second amplitude. It is preferred that the signal processing device and the at least one sensor element on a chip or. ASIC are integrated.
  • the sensor expediently has a plastic housing, as well as two connections as an interface for connection to an electronic control unit of a motor vehicle control or regulation system.
  • the sensor is designed in particular as an active sensor and is supplied with electrical energy via this interface.
  • the new calculated thresholds of the switching thresholds can be used for the measurement and for the calculation of the motion signal.
  • this adjustment and recalculation of the thresholds is not used for the mean switching thresholds and only for some of the defined switching thresholds, for example at 2 switching thresholds for a switching threshold with positive amplitude and a switching threshold with negative amplitude.
  • each newly calculated value D is stored, at least for a certain time, and from a defined amount of the last calculated values of D by means of a filtering, a filtered value of D for the determination of the switching threshold occurrence. is used.
  • This filtering includes in particular a low pass.
  • a plurality or a defined number of the amplitude values last stored at the switching threshold occurrence prediction instants are filtered, in particular by means of a low-pass filter.
  • acceleration information and / or acceleration change information and / or acceleration change information of a higher order are preferably taken into account.
  • acceleration information and / or acceleration change information and / or acceleration change information of higher order on a previously calculated directly last acceleration or acceleration change or loading Acceleration change higher order based and / or on a defined number of several recently calculated and stored accelerometer information or Beschreibungsänungsinformati onions higher order, which are in particular filtered, particularly preferably by means of a low-pass.
  • value / information is stored, it is stored in the memory unit or an additional / separate memory unit.
  • the storage of values or information is realized via one or more counters in the signal processing device.
  • the invention also relates to a sensor arrangement comprising the sensor according to the invention and a magnetic, in particular permanent magnetic, encoder with a We sentlichen periodic scale and / or pattern.
  • the invention relates to the use of he inventive sensor and / or the sensor arrangement in
  • the figures illustrate exemplary embodiments of the sensor arrangement as well as signal curves of the sensor or the sensor arrangement.
  • the averaging clamp 4 is known and popular in the art.
  • the two other switching thresholds 3 are arranged so that over a full period of the approximately sinusoidal signal or sensor element output signal 6 events or BeWe information be generated, the nominal angle of these events or the corresponding motion information associated with equidistant by appropriate choice of thresholds and each threshold or switching threshold is crossed twice per period of the signal, ie it is always exceeded and undershot.
  • the nominal values of the switching thresholds are for example sym metric to the mean, characterized by the average switching threshold example.
  • the switching thresholds each have a hysteresis 5, which are formed by Schmitt trigger elements in the signal processing device.
  • the switching thresholds have, for example, in each case a hysteresis, and thus a slightly different value when crossing from above or below, or above and below, for noise suppression.
  • a motion pulse 1 is generated with a defined number of appended additional data pulses
  • the other switching thresholds 3 are exceeded or undershot, only a defined number of appended additional data pulses are generated.
  • the respective 9 additional data pulses contain or encode information in the form of a data word, and in this case Bit5, Bit6, Bit7 which of the switching thresholds in terms of their switching sequence within the passage of the periodic signal, the periodic encoder pattern he followed. Bit2 encodes the information about the operating mode.
  • Tab.l shows the basic structure of the data packets or the data word encoded by the 9 additional data pulses. These data packets consist of 9 bits and also provide information about error BitO, status mode Bitl, validity of the direction of rotation Bit3, direction of rotation Bit4 and parity Bit8. The data packets are transmitted in binary.
  • Fig. 2 illustrates the structure of the sensor arrangement:
  • the encoder (20) causes by its periodic pattern an approximately sinusoidal signal 24 at the output of a Magnetfeldsensorel element 21.
  • Magnetic sensor element output signal is given as an input signal to the signal processing block 22 of the Sig nal kaus worn, the 2N + 1 Sch
  • Fig. 3 shows an exemplary waveform.
  • the output signals 25 of Schmitt trigger elements top: top, middle: middle, bottom: bottom threshold.
  • the horizontal axis corresponds to the time t in unspecified units. It can be seen that there is a certain temporal and logical relationship between the signals 25: the signal edges must occur in a certain order and the logic levels are linked accordingly, eg: if the upper signal is 'high' then the other two signals must also , to be high. These relationships can be used for error correction.
  • the signal processing block 22 of the signal processing device has the task or is designed to avoid this by its heuristic or adaptation of the thresholds he switching thresholds as far as possible, but there may occasionally be cases in which this does not succeed.
  • the signal processing block 23 detects the violation of the sequence of the edges as an error and can supplement the missing edges at the output or give a message about this situation via the protocol. Additionally or alternatively, on the receiver side, in an electronic control unit, the Error situation can be detected because two data words, preceded by a pulse, follow each other directly.
  • the duration D between the last two middle switching thresholds is measured. D depends on the speed.
  • the instantaneous reading of the encoder sampling signal is stored to use as a comparison value for the corresponding switching threshold. For each switching threshold except the middle, such a value is stored.
  • the output signals for the upper and lower switching thresholds are generated by comparing the current value of the encoder sampling signal with the stored values at all times.
  • indexed quantities are used.
  • X (i) denotes the last known or measured value of X, X (il), X (i-2), etc. designate earlier values of X. These may be the next to last and the pre-last value of X, in a further abstraction the distances in the sequence of the However, measurements should also be higher so that any difference of one in the index corresponds to a fixed but arbitrary distance in the sequence of measurements.
  • At least two measured values D (i) and D (i-1) are stored for the duration D at least.
  • the difference A D (i) -D (i-1) depends on the acceleration. Instead of the last value of D, in steps 2-4 of the above method, a value D (i) + c * A increased by c * A is used, where c is a fixed coefficient for scaling.
  • any of the low-pass filtering features described may be used alone or in any combination.
  • D, A as well as other quantities, which represent the change of the velocity with higher order; Furthermore, the stored switching thresholds.
  • register D contains the value of the time interval between the last two middle ones
  • a. N 1: A distinction can be made between the sign of the signal (in the sense of greater or less than the mean value) as to which of the two switching thresholds is currently involved.
  • each switching threshold can be independent of the other be, no symmetry provided in the calculation model, or the non-current switching threshold is also updated, symmetry in the calculation model is assumed by being set to a value that is the same Distance to the mean results.
  • there are two thresholds, "one" above “one” below “- this follows from N 1.
  • the correct switching threshold can then be selected to store the signal of the encoder scan
  • switching thresholds which are symmetrical to the middle switching threshold can be updated together by assuming a symmetrical course of the encoder sampling signal, ie corresponding switching thresholds above and below the middle switching threshold are always equidistant from it.
  • the output signals for the upper and lower switching thresholds are generated by comparing the current value of the encoder sampling signal with the values stored in (6) at any one time For example, to generate the 2 N + 1 digital signals, these signals come into the sequence of "timing" the two thresholds.
  • the counting frequency f need neither be known nor long-term stable, since it is only used to form fractions of the duration between two middle switching thresholds. Therefore, no high-quality oscillator for this frequency is needed, in particular special an oscillator can be used, which can be integrated without external components on an ASIC. Quartz or ceramic resonators are not needed.

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Abstract

The invention relates to a sensor for detecting relative movements between an encoder, having a substantially periodic scale and/or pattern, and at least one sensor element, said sensor comprising at least one sensor element and a signal processing device, wherein the signal processing device is designed to provide a movement signal depending on the sensor element output signal of said sensor element, and the signal processing device is designed to have two or more switching thresholds with respect to said at least one sensor element output signal and, substantially, each time the sensor element output signal is above or below a switching threshold, an item of movement information is generated which is taken into account when generating the movement signal.

Description

Beschreibung description
Drehzahlsensor mit erhöhter Auflösung und mehreren Schaltschwellen Speed sensor with increased resolution and several switching thresholds
Die Erfindung betrifft einen Sensor gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Sensoranordnung. The invention relates to a sensor according to the preamble of claim 1 and a sensor arrangement.
Druckschrift WO 2016/023769 A2 schlägt einen Drehzahlsensor vor, welcher eine Auflösungserhöhung bietet, wobei dieser Sensor bei der Erfassung des periodischen Musters eines Encoders ein Sinussignal und ein Cosinussignal jeweils mittels eine Sen sorelements erzeugt, wobei aus diesen Signalen mittels einer Arkuscosinusfunktion ein Winkelsignal berechnet wird, welches mit 8Bit Auflösung quantisiert wird, wodurch der Sensor je erfasster Periode des Encoder 7 bzw. 8 Positrons- bzw. Win kelinformationen bereitstellen kann. Eine Umsetzung der Sig nalverarbeitungseinrichtung dieses Sensors ist allerdings relativ aufwändig und teuer, besonders hinsichtlich der Ar kuscosinusfunktion, außerdem benötigt die Berechnung des Winkelsignals relativ viel Zeit. WO 2016/023769 A2 proposes a rotational speed sensor which provides an increase in resolution, wherein this sensor generates a sinusoidal signal and a cosine signal respectively by means of a Sen sorelements in the detection of the periodic pattern of an encoder, wherein an angle signal is calculated from these signals by means of an arc cosine function , which is quantized with 8-bit resolution, whereby the sensor per detected period of the encoder can provide 7 or 8 Positrons- or Win kelinformationen. However, an implementation of the Sig nalverarbeitungseinrichtung this sensor is relatively complex and expensive, especially in terms of Ar kuscosinusfunktion, also requires the calculation of the angle signal relatively much time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Sensor vor zuschlagen, welcher relativ kostengünstig ist bzw. welcher eine relativ schnelle Signalverarbeitung aufweist bzw. mit einer relativ hohen Auflösung misst/erfasst . The invention is based on the object of a sensor before strike, which is relatively inexpensive or which has a relatively fast signal processing or measures / recorded with a relatively high resolution.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sensor gemäß Anspruch 1 bzw. durch einen Sensor zur Erfassung von Relativbewegungen zwischen einem Encoder, mit einem im We sentlichen periodischen Maßstab und/oder Muster, und wenigstens einem Sensorelement, wobei der Geschwindigkeitssensor zumindest ein Sensorelement sowie eine Signalverarbeitungseinrichtung aufweist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit des Sensorelementausgangssignals des Sensorele ments ein Bewegungssignal bereitstellt, wobei This object is achieved by a sensor according to claim 1 or by a sensor for detecting relative movements between an encoder, with a We sentlichen periodic scale and / or pattern, and at least one sensor element, wherein the speed sensor has at least one sensor element and a signal processing device, wherein the signal processing device is designed such that it provides a motion signal depending on the sensor element output signal of the Sensorele ment, wherein
die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgelegt ist, dass sie zwei oder mehr Schaltschwellen hinsichtlich des Sensorele mentausgangssignals aufweist, wobei im Wesentlichen jeweils bei Über- und bei Unterschreiten einer Schaltschwelle durch, insbesondere die Amplitude, des Sensorelementausgangssignals eine Bewegungsinformation erzeugt wird, welche bei der Erzeugung des Bewegungssignals berücksichtigt wird. the signal processing device is designed so that it has two or more switching thresholds with respect to the Sensorele mentausgangssignals, wherein in each case at above and below a switching threshold by, in particular the amplitude of the sensor element output signal motion information is generated, which takes into account in the generation of the motion signal becomes.
Der Sensor ist vorzugsweise als Geschwindigkeitssensor und/oder Drehzahlsensor und/oder Winkelgeschwindigkeitssensor ausge bildet, insbesondere als Kurbelwellendrehzahlsensor oder Raddrehzahlsensor oder Getriebedrehzahlsensor oder Turbola derdrehzahlsensor . The sensor is preferably formed out as a speed sensor and / or speed sensor and / or angular velocity sensor, in particular as a crankshaft speed sensor or wheel speed sensor or transmission speed sensor or Turbola derdrehzahlsensor.
Bevorzugt wird unter einem Amplitudenwert der durch das we nigstens eine Sensorelement erfasste Wert des magnetischen Feldes, insbesondere ein Feldstärkewert oder ein davon ab hängiger Wert oder ein Winkelwert des Felds, wobei dieser Wert durch das wenigstens eine Sensorelementausgangssignal be reitgestellt wird bzw. darin die Information dieses Wertes enthalten ist, verstanden. Zweckmäßigerweise wird unter dem Amplitudenwert auch der digitalisierte bzw. zu bestimmten Erfassungszeitpunkten erfasste und quantisierte Wert, ver standen . Preferably, an amplitude value of the value of the magnetic field detected by the at least one sensor element, in particular a field strength value or an associated value or an angle value of the field, is provided by the at least one sensor element output signal or information therein Value is included, understood. Expediently, the amplitude value also includes the digitized or quantified value detected at certain detection times.
Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungseinrichtung drei oder mehr Schaltschwellen, insbesondere 2N+1 Schaltschwellen, wobei N eine natürliche Zahl ist, insbesondere ist N=1 gewählt, hinsichtlich des zumindest einen Sensorelementausgangssignals aufweist, wobei eine dieser Schaltschwellen als Mittel- wert-Schaltschwelle ausgelegt ist, so dass ihr Schwellwert im Wesentlichen dem Mittelwert des Sensorelementausgangssignals entspricht . It is preferred that the signal processing device selects three or more switching thresholds, in particular 2N + 1 switching thresholds, where N is a natural number, in particular N = 1 is selected, with regard to the at least one sensor element output signal, one of these switching thresholds being designed as the mean value switching threshold, so that its threshold substantially corresponds to the mean value of the sensor element output signal.
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine Sensorelement eine Brückenschaltung mit zwei Halbbrücken umfasst oder dass der Sensor zwei Sensorelemente aufweist, wobei die Halbbrücken oder die zwei Sensorelemente jeweils ein Sensorelementausgangssignal bereitstellen, welches der Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt wird und wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgelegt ist, dass bei Über- und bei Unterschreiten einer jeweiligen Schaltschwelle durch das jeweilige Sensorelement ausgangssignal einer der Halbbrücken oder eines der beiden Sensorelemente jeweils eine Bewegungsinformation erzeugt wird, welche bei der Erzeugung des Bewegungssignals berücksichtigt wird. Zweckmäßigerweise umfasst die Signalverarbeitungsein richtung dazu zwei Signalpfade. It is preferred that the at least one sensor element comprises a bridge circuit with two half bridges or that the sensor has two sensor elements, the half bridges or the two sensor elements each providing a sensor element output signal which is supplied to the signal processing device and wherein the signal processing device is designed so that at Above and below a respective switching threshold by the respective sensor element output signal of one of the half-bridges or one of the two sensor elements respectively a motion information is generated, which is taken into account in the generation of the motion signal. Expediently, the signal processing device comprises two signal paths for this purpose.
Insbesondere sind die beiden Halbbrücken oder die beiden Sensorelemente in dem Sensor so angeordnet, dass sie den pe riodischen Maßstab und/oder das Muster des Encoders mit einem Phasenversatz von im Wesentlichen 90° erfassen bzw. erfassen können. Besonders bevorzugt sind die Sensorelemente bzw. In particular, the two half-bridges or the two sensor elements are arranged in the sensor so that they can detect or detect the periodic scale and / or the pattern of the encoder with a phase offset of substantially 90 °. Particularly preferred are the sensor elements or
Halbbrücken so ausgebildet und/oder in dem Sensor angeordnet, dabei ganz besonders bevorzugt innerhalb der Sensoranordnung gegenüber dem Encoder so angeordnet und ausgerichtet, dass die Sensorelementausgangssignale der beiden Sensorelemente bzw. Halbbrücken im Wesentlichen einen sinusförmigen bzw. cosi nusförmigen zeitlichen Verlauf aufweisen mit einem Phasenversatz von im Wesentlichen 90° zueinander. Das wenigstens eine Sensorelement ist vorzugsweise als Mag netfeldsensorelement ausgebildet, insbesondere als AMR-, also als anisotrop magnetoresistives , oder Hall- oder GMR-, also als giant magnetoresistives bzw. auf dem Riesenmagnetowider standsprinzip beruhendes Sensorelement, oder TMR-Sensorelement , also als tunnel magnetoresistives Sensorelement ausgebildet. Half bridges so formed and / or arranged in the sensor, thereby most preferably within the sensor arrangement relative to the encoder arranged and aligned so that the sensor element output signals of the two sensor elements or half bridges substantially sinusoidal or cosi nusförmigen temporal course having a phase shift of essentially 90 ° to each other. The at least one sensor element is preferably designed as Mag netfeldsensorelement, in particular as AMR, so as anisotropic magnetoresistive, or Hall or GMR, ie as a giant magnetoresistive or stand on the giant magnetoresistance principle based sensor element, or TMR sensor element, ie as a tunnel magnetoresistives Sensor element formed.
Die Signalverarbeitungseinrichtung ist bevorzugt so ausge bildet, dass jede Schaltschwelle eine Hysterese umfasst. The signal processing device is preferably formed such that each switching threshold comprises a hysteresis.
Es ist zweckmäßig, dass jede Schaltschwelle eine erste und eine zweite Teilschaltschwelle zur Bildung einer Hysterese umfasst, wobei die erste Teilschaltschwelle durch Überschreiten ausgelöst wird und die zweite Teilschaltschwelle durch Unterschreiten und/oder jede Schaltschwelle mittels eines Schmitt-Trigger Elements ausgebildet ist oder die Signalverarbeitungsein richtung so ausgebildet ist, dass sie hinsichtlich jeder Schaltschwelle eine Hysterese umfasst, welche sich im We sentlichen wie ein Schmitt-Trigger Element verhält. It is expedient that each switching threshold comprises a first and a second Teilschaltschwelle to form a hysteresis, wherein the first Teilschaltschwelle is triggered by exceeding and the second Teilschaltschwelle is formed by falling below and / or each switching threshold by means of a Schmitt trigger element or the Signalverarbeitungsein direction is designed so that it includes a hysteresis with respect to each switching threshold, which behaves We sentlichen as a Schmitt trigger element.
Unter einem Schmitt-Trigger Element wird vorzugsweise ein analoger Komparator mit Mitkopplung verstanden, welcher als Vergleicher für zwei analoge Spannungssignale arbeitet und für diese Signale als Schwellenwertschalter funktioniert. Der Schmitt-Trigger weist dabei zwei Schwellwerte für eine Hysterese auf, einen oberen Schwellwert der bei Überschreitung durch das zu bewertende Spannungssignal, insbesondere ein Sensorele mentausgangssignal, zu einem Schaltvorgang führt, insbesondere wird dabei ein maximaler bzw. ein definierter relativ großer Ausgangsspannungswert am Ausgangs des Schmitt-Triggers be reitgestellt, und einen unteren Schwellwert, welche bei Un- terschreitung durch das zu bewertende Spannungssignal, ins besondere ein Sensorelementausgangssignal, zu einem Schalt- Vorgang führt, insbesondere wird dabei ein minimaler bzw. definierter relativ geringer Ausgangsspannungswert am Ausgang des Schmitt-Triggers bereitgestellt. A Schmitt trigger element is preferably understood to mean an analog comparator with positive feedback, which operates as a comparator for two analog voltage signals and functions as a threshold value switch for these signals. The Schmitt trigger has two threshold values for a hysteresis, an upper threshold value which, when exceeded by the voltage signal to be evaluated, in particular a sensor element output signal, leads to a switching process, in particular a maximum or a defined relatively large output voltage value at the output of the Schmitt triggers, and a lower threshold value which, when undershot by the voltage signal to be evaluated, in particular a sensor element output signal, leads to a switching threshold. In particular, a minimum or defined relatively low output voltage value is provided at the output of the Schmitt trigger.
Zweckmäßigerweise umfasst der Sensor zwei Sensorelemente, die jeweils ein Sensorelementausgangssignal bereitstellen und jeweils einen Signalpfad in der Signalverarbeitungseinrichtung aufweisen. Dabei umfasst jeder der beiden Signalpfade insbe sondere eine Hysterese, welche besonders bevorzugt zumindest durch ein Schmitt-Trigger Element oder eine im Wesentlichen gleichwirkende Schaltung verwirklicht ist, wobei dem jeweiligen Schmitt-Trigger Element jeweils eines der Sensorelementaus gangssignale als zu bewertendes Spannungssignal eingangsseitig zugeführt wird und das jeweils andere Sensorelementausgangs signal invertiert als Vergleichssignal. The sensor expediently comprises two sensor elements which each provide a sensor element output signal and each have a signal path in the signal processing device. In this case, each of the two signal paths in particular special hysteresis, which is particularly preferably realized at least by a Schmitt trigger element or a substantially equivalent circuit, wherein the respective Schmitt trigger element each of the Sensorelementaus output signals is supplied as input voltage signal to be evaluated on the input side and the other sensor element output signal inverted as a comparison signal.
Unter einer Signalverarbeitungseinrichtung wird vorzugsweise eine Signalverarbeitungsschaltung und/oder eine frei pro grammierbare Schaltung verstanden. A signal processing device is preferably understood to mean a signal processing circuit and / or a freely programmable circuit.
Die Signalverarbeitungseinrichtung umfasst bevorzugt einen Mikrokontroller welcher zumindest einige oder sämtlicher Be rechnungen und/oder Signalerzeugungen und/oder Anpassungen der Schwellwerte der Schaltschwellen durchführt und entsprechend ausgelegt ist. The signal processing device preferably comprises a microcontroller which performs at least some or all of the calculations and / or signal generation and / or adaptations of the threshold values of the switching thresholds and is designed accordingly.
Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie selbstständig eine Anpassung der Schaltschwellen hinsichtlich des Schwellwerts durchführt, wobei diese Anpassung in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufs des wenigstens einen Sensorelementausgangssignals erfolgt. Zweckmäßigerweise ist die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet, dass in einer Speichereinheit der Signalverar beitungseinrichtung eine definierte Anzahl von, insbesondere mit einem zeitlich definierten Abstand aufeinanderfolgenden, Amplitudenwerten, dabei insbesondere Minima und/oder Maxima, des wenigstens einen Sensorelementausgangssignals gespeichert werden, wonach/wobei in Abhängigkeit dieser gespeicherten Amplitudenwerte der Schwellwert wenigstens einer der Schalt schwellen angepasst wird. Insbesondere wird dabei die Mit- telwert-Schaltschwelle an einen arithmetischen Mittelwert des jeweiligen Betrags der gespeicherten Amplitudenwerte angepasst, wobei insbesondere einer oder mehrere der gespeicherten It is preferred that the signal processing device is designed such that it independently carries out an adaptation of the switching thresholds with regard to the threshold value, wherein this adaptation takes place as a function of the time profile of the at least one sensor element output signal. Expediently, the signal processing device is designed such that a defined number of successive amplitude values, in particular minima and / or maxima, of the at least one sensor element output signal are stored in a memory unit of the signal processing device, according to which / depending on this stored amplitude values of the threshold value of at least one of the switching thresholds is adjusted. In particular, the mean value switching threshold is adapted to an arithmetic mean value of the respective magnitude of the stored amplitude values, with one or more of the stored ones in particular being adapted
Amplitudenwerte verworfen werden vor der Bildung des arith metischen Mittelwerts und/oder dass gleichviele Minima und Maxima der Beträge der gespeicherten Amplitudenwerte bei der Bildung des arithmetischen Mittelwerts berücksichtigt werden und/oder dass vor oder nach Bildung des arithmetischen Mit telwerts jeder der gespeicherten Amplitudenwerte oder deren Beträge und/oder der arithmetische Mittelwert mit einem de finierten Faktor multipliziert wird/werden. Besonders bevorzugt ist die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet, dass darüber hinaus eine Anpassung der anderen Schaltschwellen erfolgt, abhängig von dem Abstand der jeweiligen Schaltschwelle zur Mittelwert-Schaltschwelle, welchen die Signalverarbei tungseinrichtung dabei berücksichtigt und/oder dass nach Be rechnung des anzupassenden Werts der Mittelwert-Schaltschwelle die anderen Schaltschwellen angepasst werden. Amplitude values are discarded before the formation of the arithmetic mean value and / or the same number of minima and maxima of the amounts of the stored amplitude values are taken into account in the formation of the arithmetic mean and / or before or after arithmetic mean of each of the stored amplitude values or their magnitudes and / or the arithmetic mean is multiplied by a defined factor. Particularly preferably, the signal processing device is designed so that beyond an adjustment of the other switching thresholds takes place, depending on the distance of the respective switching threshold to the mean threshold, which the Signalverarbei processing device takes into account and / or that after Be calculation of the value to be adjusted the mean threshold the other switching thresholds are adjusted.
Die Signalverarbeitungseinrichtung weist vorzugsweise eine Taktgebereinheit auf, welcher insbesondere als Oszillator ausgebildet ist und besonders bevorzugt wenigstens einen Transistor und zumindest ein Kapazitätselement aufweist. Zweckmäßigerweise umfasst die Taktgebereinheit keinen Quar zoszillator und keinen Keramikresonator. The signal processing device preferably has a clock generator unit, which is designed in particular as an oscillator and particularly preferably has at least one transistor and at least one capacitance element. Appropriately, the clock unit comprises no Quar zoszillator and no ceramic resonator.
Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in der Speichereinheit eine definierte Menge von, insbesondere letzten, Amplitudenwerten speichert, die zuletzt zu Erfassungszeitpunkten bzw . AbtastZeitpunkten, welche mittels der Taktgebereinheit bestimmt werden, in der Signal verarbeitungseinrichtung berechnet bzw. gemessen werden. It is preferred that the signal processing device is embodied such that it stores in the memory unit a defined quantity of, in particular last, amplitude values which are last at acquisition times or respectively at the time of acquisition. Scanning time points, which are determined by the clock unit, are calculated or measured in the signal processing device.
Es ist bevorzugt, dass in der Signalverarbeitungseinrichtung ein funktionales Modell bzw. ein Modell der Signalgestalt, des üblicherweise zu erfassenden Signaltyps, beispielsweise einer Sinusfunktion, abgespeichert bzw. hinterlegt ist. Die Durch führung der Parameterbestimmung des funktionalen Modells erfolgt mittels einer Parameterextraktion, welche beispielsweise in Form eines numerischen Algorithmus hinterlegt ist. Die Signalver arbeitungseinrichtung ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass aus einer definierten Menge der in der Speichereinheit verfügbaren Amplitudenwerte, insbesondere wird hinsichtlich dieser Werte noch eine Filterung bzw. Mittelwertbildung und/oder Gewichtung durchgeführt, mittels der Parameterextraktion Funktionsparameter berechnet werden, auf deren Basis neue Schwellwerte der Schaltschwellen, inklusive der Mittelwert schaltschwellen oder alternativ vorzugsweise ohne diese, be rechnet werden und als Schwellwerte der entsprechenden It is preferred that a functional model or a model of the signal shape of the signal type usually to be detected, for example a sine function, is stored or stored in the signal processing device. The implementation of the parameter determination of the functional model takes place by means of a parameter extraction, which is stored, for example, in the form of a numerical algorithm. The signal processing device is expediently designed such that from a defined quantity of the amplitude values available in the memory unit, in particular filtering or averaging and / or weighting is performed with respect to these values, function parameters are calculated by means of the parameter extraction, on the basis of which new threshold values of the Switching thresholds, including the average switching thresholds, or alternatively preferably without them, be be calculated and as thresholds of the corresponding
Schaltschwellen abgespeichert und für die Messung und die Erzeugung des Bewegungssignals bzw. Sensorausgangssignals genutzt werden. Switching thresholds are stored and used for the measurement and the generation of the motion signal or sensor output signal.
Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Offsetkompensation hinsichtlich des einen Sensorelements und/oder des Signalpfades innerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung aufweist. Insbesondere ist die Signalverarbeitungseinrichtung dabei so ausgebildet, dass sie den/ einen Offset mindestens eines Verstärkerelements kom pensiert und/oder dass sie eine Offsetkompensation mittels Ansteuerung wenigstens eines Verstärkerelements durchführt. It is preferred that the signal processing device is designed such that it compensates for offset with respect to the one sensor element and / or the signal path within the Signal processing device comprises. In particular, the signal processing device is designed so that it compensates the / an offset of at least one amplifier element kom and / or that it carries out an offset compensation by means of driving at least one amplifier element.
Die Signalverarbeitungseinrichtung ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass aufgrund des Auftretens einer Bewegungsin formation jeweils ein Bewegungsimpuls definierter Länge und/oder ein Zusatzdatenimpuls oder eine Zusatzdatenimpulsfolge defi nierter Länge in dem Bewegungssignal erzeugt wird. Insbesondere umfasst die Signalverarbeitungseinrichtung zur Erzeugung der Bewegungsimpuls definierter Länge und/oder ein Zusatzdaten impuls oder eine Zusatzdatenimpulsfolge mindestens eine The signal processing device is expediently designed so that due to the occurrence of a Bewegungsin formation in each case a motion pulse of defined length and / or an additional data pulse or an additional data pulse sequence defi ned length is generated in the motion signal. In particular, the signal processing device for generating the motion pulse of defined length and / or an additional data pulse or an additional data pulse train comprises at least one
Stromquelle, besonders bevorzugt weist sie 3 Stromquellen für 3 definierte Strompegel, auf. Mit der mindestens einen Stromquelle wird das Bewegungssignal als Ausgangssignal des Sensors, in Form eine eingeprägten Stromsignals, erzeugt. Power source, more preferably, it has 3 current sources for 3 defined current levels, on. With the at least one current source, the motion signal is generated as an output signal of the sensor, in the form of an impressed current signal.
Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Modusumschalteinheit aufweist welche in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Be wegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl über einem definierten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungseinrichtung in einen Normalbetriebsmodus versetzt oder belässt, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in dem Normalbetriebsmodus ein Bewegungssignal bereitstellt, welches /in welchem nur bei Überschreiten und Unterschreiten der Mittelwert-Schaltschwelle jeweils einen Bewegungsimpuls mit einer definierten ersten Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, welchem eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer folgen/ angehängt werden, wobei insbesondere neun Zusatzda- tenimpulse dem Bewegungsimpuls folgen/ angehängt werden, wobei jeder Zusatzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert, wobei besonders bevorzugt oder alternativ vorzugsweise die Anzahl der folgenden/ angehängten Zusatzdatenimpulse von der erfassten Geschwin digkeit/ Drehzahl ab, ganz besonders bevorzugt werden nur solange, zweckmäßigerweise bei relativ hohen Geschwindigkeiten/ Drehzahlen, Zusatzdatenimpulse angehängt, bis neuer Bewe gungsimpuls erzeugt wird oder in direkter, definierter maximaler zeitlicher Nähe erzeugt werden wird. It is preferred that the signal processing device is embodied such that it has a mode switching unit which, depending on a detected Be wegungsgeschwindigkeit and / or speed over a defined speed value, the signal processing device in a normal operating mode or leaves, wherein the signal processing means is designed in the normal operating mode, it provides a movement signal which generates a motion pulse with a defined first amplitude and a defined time duration only when the average switching threshold is exceeded and undershot, followed by a defined number of additional data pulses with a defined second amplitude and defined duration. in particular nine additional data ten Impulses follow the motion pulse / are appended, each additional data pulse another additional data information, which provides the sensor encoded, particularly preferably or alternatively preferably the number of subsequent / appended additional data pulses from the detected Geschwin speed / speed from, are particularly preferred only so long , Expediently attached at relatively high speeds / speeds, additional data pulses until new BeWe supply pulse is generated or will be generated in direct, defined maximum temporal proximity.
Zweckmäßigerweise ist die Modusumschalteinheit so ausgebildet, dass sie hinsichtlich der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl eine Hysterese aufweist. The mode switching unit is expediently designed such that it has a hysteresis with regard to the speed or rotational speed.
Es ist zweckmäßig, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Modusumschalteinheit aufweist welche in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Be wegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl unter einem defi nierten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungseinrich tung in einen Sonderbetriebsmodus versetzt oder belässt, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in dem Sonderbetriebsmodus ein Bewegungssignal bereitstellt, welches/ im welchem nur bei Überschreiten und Unterschreiten der Mittelwert-Schaltschwelle jeweils einen Bewegungsimpuls mit einer definierten ersten Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, welchem eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer folgen/ angehängt werden, wobei insbesondere neun Zusatzda tenimpulse dem Bewegungsimpuls folgen/ angehängt werden, wobei jeder Zusatzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert, und wobei die Sig nalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist , dass sie im Sonderbetriebsmodus bei Überschreiten und Unterschreiten der anderen Schaltschwellen, also Nicht-Mittelwert-Schalt- schwellen, jeweils nur eine definierte Anzahl von Zusatzda tenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, wobei insbesondere neun Zusatzdatenimpulse dem Bewegungsimpuls erzeugt werden, wobei jeder Zusatzdaten impuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert. It is expedient that the signal processing device is designed such that it has a mode switching unit which depending on a detected by the sensor Be wegungsgeschwindigkeit and / or speed under a defi ned speed value the Signalverarbeitungseinrich device in a special operating mode or leaves, wherein the signal processing device is formed is that it provides a motion signal in the special operating mode, which / which generates a motion pulse having a defined first amplitude and a defined time duration only when the average switching threshold is exceeded or undershot, to which a defined number of additional data pulses having a defined second amplitude and defined time duration in particular, nine additional data pulses follow / are appended to the movement impulse, each additional data impulse containing a different additional data information, which of the S sensor, encoded, and wherein the Sig nalverarbeitungseinrichtung is designed so that in the Special operating mode when exceeding and falling below the other switching thresholds, ie non-average switching thresholds, in each case only generates a defined number of Zusatzda ten pulses with defined second amplitude and defined time duration, in particular nine additional data pulses are generated the motion pulse, each additional data pulse another Additional data information provided by the sensor encoded.
Besonders bevorzugt umfassen die, insbesondere direkt aufei nander folgend erzeugten Zusatzdatenimpulse eine Positions information bzw. Winkelinformation, besonders bevorzugt die Information, welche Schaltwelle gerade über- oder unterschritten wurde. Ganz besonders bevorzugt ist diese Information in dem 6., 7. und 8. Zusatzdatenimpuls codiert. Particularly preferably, the additional data pulses generated, in particular directly following one another, comprise position information or angle information, particularly preferably the information as to which switching shaft has just been exceeded or undershot. Most preferably, this information is coded in the 6th, 7th and 8th additional data pulses.
Es ist zweckmäßig, dass die Codierung durch die Zusatzdaten impulse binär ist. It is expedient that the coding by the additional data pulses is binary.
Die Signalverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise so aus gebildet, dass die Erzeugung des Bewegungsimpulses, insbesondere mit angehängten/ folgenden Zusatzdatenimpulsen, und/oder die Erzeugung einer definierten Anzahl an Zusatzdatenimpulsen, ohne Bewegungsimpuls, jeweils aufgrund einer Bewegungsinformation erfolgt . The signal processing device is preferably formed such that the generation of the motion pulse, in particular with appended / following additional data pulses, and / or the generation of a defined number of additional data pulses, without motion impulse, in each case on the basis of motion information.
Vorzugsweise bildet das Bewegungssignal zumindest die Rela tivbewegung zwischen Encoder und Sensor bzw. dem mindestens einem Sensorelement ab. Insbesondere ist die Sensoranordnung so ausgelegt, dass der Sensor das Bewegungssignal an eine elektronische Kontrolleinheit überträgt, welche aus dem Be wegungssignal eine Geschwindigkeit /Drehzahl berechnet. Hinsichtlich der erfassten Geschwindigkeit/ Drehzahl zur Mo- dusumschaltung ist es bevorzugt, dass der Sensor die Berechnung zur Modusumschaltung selbst vornimmt oder alternativ vor zugsweise dazu ein Modussignal von der elektronischen Kon- trolleinheit empfängt. Preferably, the motion signal forms at least the Rela tivbewegung between the encoder and the sensor or the at least one sensor element. In particular, the sensor arrangement is designed so that the sensor transmits the movement signal to an electronic control unit which calculates a speed / speed from the movement signal. With regard to the detected speed / speed for mode switching, it is preferred that the sensor carries out the calculation for mode switching itself or, alternatively, preferably receives a mode signal from the electronic control unit for this purpose.
Das Geschwindigkeitssignal hängt bevorzugt zumindest von der Relativgeschwindigkeit zwischen Encoder und Sensorelement ab und wird ausgangsseitig von dem Geschwindigkeitssensor, insbe sondere an einer Zwei-Draht-Schnittstelle, bereitgestellt. The speed signal preferably depends at least on the relative speed between the encoder and sensor element and is provided on the output side of the speed sensor, in particular special on a two-wire interface.
Unter einer Signalverarbeitungseinrichtung wird vorzugsweise eine Signalverarbeitungsschaltung verstanden. A signal processing device is preferably understood to be a signal processing circuit.
Unter dem Begriff Sensorelementausgangssignals wird zweckmä ßigerweise das Aufgangssignal des wenigstens einen bzw. eines Sensorelements verstanden. The term sensor element output signal is expediently understood to mean the rising signal of the at least one or one sensor element.
Insbesondere ist es ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Sensors, dass er eine gesteigerte Auflösung sowie eine Dreh richtungserkennung ermöglicht, was sehr vorteilhaft für au tomatisiertes Einparken eines Kraftfahrzeugs ist. In particular, it is a particular advantage of the sensor according to the invention that it allows an increased resolution and a rotational direction detection, which is very advantageous for au tomatisierten parking a motor vehicle.
Es ist bevorzugt, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Drehrichtung des erfassten Encoders bzw. dessen Muster/ Maßstabs erkennt bzw. bestimmt bzw. bestimmen kann. Dabei wird die Drehrichtung insbesondere aus dem Phasenversatz zwischen den beiden Sensorelementausgangssignalen bzw. dem sin-, und cos-Signal, bestimmt. It is preferred that the signal processing device is designed such that it can detect or determine or determine or determine a direction of rotation of the detected encoder or its pattern / scale. In this case, the direction of rotation is determined, in particular, from the phase offset between the two sensor element output signals or the sin and cos signals.
Es ist bevorzugt, dass die erste Amplitude größer/ höher ist, als die zweite Amplitude. Es ist bevorzugt, dass Signalverarbeitungseinrichtung und das mindestens eine Sensorelement auf einem Chip bzw . ASIC integriert sind . It is preferable that the first amplitude is larger / higher than the second amplitude. It is preferred that the signal processing device and the at least one sensor element on a chip or. ASIC are integrated.
Der Sensor weist zweckmäßigerweise ein Kunststoffgehäuse auf, sowie zwei Anschlüsse als Schnittstelle zum Anschluss an eine elektronische Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugsteuer- bzw. Regelungssystems. Der Sensor ist insbesondere als aktiver Sensor ausgebildet und wird mit elektrischer Energie über diese Schnittstelle versorgt. The sensor expediently has a plastic housing, as well as two connections as an interface for connection to an electronic control unit of a motor vehicle control or regulation system. The sensor is designed in particular as an active sensor and is supplied with electrical energy via this interface.
Alternativ vorzugsweise ist die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet, dass sie insbesondere kein funktionales Modell bzw. kein Modell der Signalgestalt gespeichert bzw. hinterlegt hat, sondern die letzte Nulldurchgangsintervallzeit erfasst und/oder berechnet wird, welche sich aus dem zeitlichen Abstand D des Auftretens der Bewegungsinformation aufgrund des zuletzt und vorletzt erfassten Über- und/oder Unterschreitens der Mittelwert-Schaltschwelle ergibt, und aus diesem zeitlichen Abstand für jede Schaltschwelle einen Schaltschwellenauf- trittsvorhersagezeitpunkt bestimmt, insbesondere für 2N+ 1 mit N=1 Schaltschwellen liegen diese Zeitpunkt bei D/3 und 2D/3 nach dem jeweiligen Über- und/oder Unterschreitens der Mittel- wert-Schaltschwelle, wonach fortlaufend zu diesen Schalt- schwellenauftrittsvorhersagezeitpunkten für jede der Schalt schwellen die Amplitudenwerte in der Speichereinheit oder einer dafür zusätzlichen Speichereinheit, gespeichert werden, wobei aus diesen Amplitudenwerten für die jeweilige Schaltschwelle ein neuer Schwellwert berechnet wird und in der Speichereinheit gespeichert wird. Alternatively, preferably, the signal processing device is designed such that it has not stored or deposited in particular no functional model or model of the signal shape, but the last zero crossing interval time is detected and / or calculated, which is the time interval D of the occurrence of the movement information due to last and penultimate detected overshoot and / or undershoot the average switching threshold results, and from this time interval for each switching threshold a switching threshold occurrence prediction time determined, especially for 2N + 1 with N = 1 switching thresholds, this time are at D / 3 and 2D / 3 after each overshooting and / or undershooting of the mean value switching threshold, after which, at these switching threshold occurrence prediction instants for each of the switching thresholds, the amplitude values are stored in the memory unit or an additional memory unit, of which Amplitude values for the respective switching threshold, a new threshold value is calculated and stored in the memory unit.
Es ist zweckmäßig, dass nach einer definierten Zeit, insbesondere nach mindestens einer halben Periode des erfassten Signals, die neue berechneten Schwellwerte der Schaltschwellen für die Messung und zur Berechnung des Bewegungssignals genutzt werden. Besonders bevorzugt wird diese Anpassung und neu Berechnung der Schwellen nicht für die Mittelwert-Schaltschwellen genutzt und nur für einige definierte der restlichen Schaltschwellen, beispielsweise bei 2 Schaltschwellen für eine Schaltschwelle mit positiver Amplitude und eine Schaltschwelle mit negativer Amplitude . It is expedient that after a defined time, in particular after at least half a period of the detected signal, the new calculated thresholds of the switching thresholds can be used for the measurement and for the calculation of the motion signal. Particularly preferably, this adjustment and recalculation of the thresholds is not used for the mean switching thresholds and only for some of the defined switching thresholds, for example at 2 switching thresholds for a switching threshold with positive amplitude and a switching threshold with negative amplitude.
Es ist zweckmäßig, dass zur Bestimmung des zeitlichen Abstands D jeder neu berechnete Wert D gespeichert wird, zumindest für eine gewisse Zeit, und aus einer definierten Menge der zuletzt berechneten Werte von D mittels einer Filterung ein gefilterter Wert von D für die Bestimmung der Schaltschwellenauftritts- vorhersagezeitpunkte genutzt wird. Diese Filterung umfasst dabei insbesondere einen Tiefpass. It is expedient that, for the determination of the time interval D, each newly calculated value D is stored, at least for a certain time, and from a defined amount of the last calculated values of D by means of a filtering, a filtered value of D for the determination of the switching threshold occurrence. is used. This filtering includes in particular a low pass.
Es ist zweckmäßig, dass zur Berechnung der neuen Schwellwerte der Schaltschwellen mehrere bzw. eine definierte Anzahl der zuletzt zu den Schaltschwellenauftrittsvorhersagezeitpunkten gespei cherten Amplitudenwerte gefiltert werden, insbesondere mittels eines Tiefpasses. It is expedient that, to calculate the new threshold values of the switching thresholds, a plurality or a defined number of the amplitude values last stored at the switching threshold occurrence prediction instants are filtered, in particular by means of a low-pass filter.
Bevorzugt wird für die Bestimmung der Schaltschwellenauf- trittsvorhersagezeitpunkte auf Basis des berechneten Wertes von D oder einer gefilterten definierten Menge von Werten D eine Beschleunigungsinformation und/oder eine Beschleuni gungsänderungsinformation und/oder eine Beschleunigungsände rungsinformation höherer Ordnung berücksichtigt, For the determination of the switching threshold occurrence prediction times on the basis of the calculated value of D or a filtered defined set of values D, acceleration information and / or acceleration change information and / or acceleration change information of a higher order are preferably taken into account.
wobei diese Beschleunigungsinformation und/oder Beschleuni gungsänderungsinformation und/oder Beschleunigungsänderungs information höherer Ordnung auf einer vorher direkt berechneten letzten Beschleunigung bzw. Beschleunigungsänderung bzw. Be- schleunigungsänderung höherer Ordnung beruht und/oder auf einer definierten Anzahl mehrerer zuletzt berechneter und gespei cherter Beschleunigungsinformationen bzw. Beschleunigungsän derungsinformationen bzw. Beschleunigungsänderungsinformati onen höherer Ordnung , welche insbesondere gefiltert werden, besonders bevorzugt mittels eines Tiefpasses. wherein this acceleration information and / or acceleration change information and / or acceleration change information of higher order on a previously calculated directly last acceleration or acceleration change or loading Acceleration change higher order based and / or on a defined number of several recently calculated and stored accelerometer information or Beschleunigungsänungsinformati onions higher order, which are in particular filtered, particularly preferably by means of a low-pass.
Es ist bevorzugt, dass mit einer Formulierung, dass ein Wert/ eine Information gespeichert wird, diese/r in die Speichereinheit oder eine dazu zusätzliche/separate Speichereinheit gespeichert wird . It is preferred that with a formulation that value / information is stored, it is stored in the memory unit or an additional / separate memory unit.
Zweckmäßigerweise wird die Speicherung von Werten bzw. In formationen über einen oder mehrere Zähler in der Signalver arbeitungseinrichtung realisiert . Expediently, the storage of values or information is realized via one or more counters in the signal processing device.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensoranordnung umfassend den erfindungsgemäßen Sensor sowie einen magnetischen, ins besondere permanentmagnetischen, Encoder mit einem im We sentlichen periodischen Maßstab und/oder Muster. The invention also relates to a sensor arrangement comprising the sensor according to the invention and a magnetic, in particular permanent magnetic, encoder with a We sentlichen periodic scale and / or pattern.
Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung des er findungsgemäßen Sensors und/oder der Sensoranordnung in Furthermore, the invention relates to the use of he inventive sensor and / or the sensor arrangement in
Kraftfahrzeugen . Motor vehicles.
Es zeigen in schematischer Darstellung, beispielhaft die Figuren Ausführungsbeispiele der Sensoranordnung sowie von Signal verläufen des Sensors bzw. der Sensoranordnung. In a schematic representation, by way of example, the figures illustrate exemplary embodiments of the sensor arrangement as well as signal curves of the sensor or the sensor arrangement.
Fig. 1 veranschaulicht einen beispielhaften Signalverlauf eines beispielhaften Sensors in dem Sonderbetriebsmodus, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung 2N+1 Schaltschwellen aufweist mit N=1 : Die Mittelwert-Schaltschelle 4, ist aus dem Stand der Technik bekannt und verbreitet. 1 illustrates an example waveform of an exemplary sensor in the special mode of operation, wherein the signal processor has 2N + 1 switching thresholds with N = 1: The averaging clamp 4, is known and popular in the art.
Die beiden anderen Schaltschwellen 3 sind so angeordnet, dass über eine volle Periode des näherungsweise sinusförmigen Signals bzw. Sensorelementausgangssignals 6 Ereignisse bzw. Bewe gungsinformationen generiert werden, wobei die Nennwinkel dieser Ereignisse bzw. den entsprechenden Bewegungsinformationen zugeordnet, äquidistant sind durch entsprechende Wahl der Schwellwerte und jeder Schwellwert bzw. jede Schaltschwelle zwei Mal pro Periode des Signals gekreuzt, also je über- und un terschritten wird. The two other switching thresholds 3 are arranged so that over a full period of the approximately sinusoidal signal or sensor element output signal 6 events or BeWe information be generated, the nominal angle of these events or the corresponding motion information associated with equidistant by appropriate choice of thresholds and each threshold or switching threshold is crossed twice per period of the signal, ie it is always exceeded and undershot.
Die Nennwerte der Schaltschwellen liegen beispielhaft sym metrisch zum Mittelwert, durch die Mittelwert-Schaltschwelle beispielhaft gekennzeichnet. The nominal values of the switching thresholds are for example sym metric to the mean, characterized by the average switching threshold example.
Die Schaltschwellen weisen jeweils eine Hysterese 5 auf, welche durch Schmitt-Trigger Elemente in der Signalverarbeitungs einrichtung ausgebildet werden. Die Schaltschwellen haben beispielhaft jeweils eine Hysterese, und damit einen leicht unterschiedlichen Wert bei Kreuzung von oben oder unten, bzw. Über- und Unterschreiten, zur Rauschunterdrückung. The switching thresholds each have a hysteresis 5, which are formed by Schmitt trigger elements in the signal processing device. The switching thresholds have, for example, in each case a hysteresis, and thus a slightly different value when crossing from above or below, or above and below, for noise suppression.
Beim Auftreten einer Bewegungsinformation aufgrund eines Über oder Unterschreitens einer der Schaltschwellen, werden zwei unterschiedlichen Impulsfolgen erzeugt. Bei Über- oder Un terschreiten der Mittelwert-Schaltschwelle 4 wird jeweils ein Bewegungsimpuls 1 mit einer definierten Anzahl an angehängten Zusatzdatenimpulsen erzeugt und bei Über- oder Unterschreiten der anderen Schaltschwellen 3 wird jeweils nur eine definierten Anzahl an angehängten Zusatzdatenimpulsen erzeugt. Die jeweils 9 Zusatzdatenimpulse enthalten bzw. codieren eine Information in Form eines Datenworts, und dabei Bit5, Bit6, Bit7 welche der Schaltschwellen hinsichtlich ihr Schaltabfolge innerhalb des Durchlaufens des periodischen Signals, dem er fassten periodischen Encodermuster folgend. Bit2 codiert die Information über den Betriebsmodus. Upon the occurrence of motion information due to exceeding or falling below one of the switching thresholds, two different pulse trains are generated. When the average switching threshold 4 is exceeded or undershot, in each case a motion pulse 1 is generated with a defined number of appended additional data pulses, and when the other switching thresholds 3 are exceeded or undershot, only a defined number of appended additional data pulses are generated. The respective 9 additional data pulses contain or encode information in the form of a data word, and in this case Bit5, Bit6, Bit7 which of the switching thresholds in terms of their switching sequence within the passage of the periodic signal, the periodic encoder pattern he followed. Bit2 encodes the information about the operating mode.
Tab.l zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Datenpakete bzw. des Datenworts codiert durch die 9 Zusatzdatenimpulse. Diese Da tenpakete bestehen aus 9 Bit und geben zusätzlich Auskunft über Fehler BitO, Status Mode Bitl, Gültigkeit der Drehrichtung Bit3, Drehrichtung Bit4 und der Parität Bit8. Die Datenpakete werden binär übertragen. Tab.l shows the basic structure of the data packets or the data word encoded by the 9 additional data pulses. These data packets consist of 9 bits and also provide information about error BitO, status mode Bitl, validity of the direction of rotation Bit3, direction of rotation Bit4 and parity Bit8. The data packets are transmitted in binary.
Fig. 2 veranschaulicht den Aufbau der Sensoranordnung: Der Encoder (20) bewirkt durch sein periodisches Muster ein annähernd sinusförmiges Signal 24 am Ausgang eines Magnetfeldsensorel ements 21. Magnetfeldsensorelementausgangssignal wird als Eingangssignal auf den Signalverarbeitungsblock 22 der Sig nalverarbeitungseinrichtung gegeben, der die 2N+1 Sch Fig. 2 illustrates the structure of the sensor arrangement: The encoder (20) causes by its periodic pattern an approximately sinusoidal signal 24 at the output of a Magnetfeldsensorel element 21. Magnetic sensor element output signal is given as an input signal to the signal processing block 22 of the Sig nalverarbeitungseinrichtung, the 2N + 1 Sch
mitt-Trigger bzw. Schaltschwellen mit jeweils einer Hysterese enthält, im Beispiel drei Stück, sowie die heuristische Ein richtung zur Anpassung der Schwellwerte der Schaltschwellen an Veränderungen der Amplitude oder des Mittelwerts des Signals 24. Am Ausgang befinden sich 2N+1 Signale 25, die als digitale Signale den Zustand des jeweiligen Schmitt-Triggers darstellen. Diese Signale werden an den Eingang des zweiten Signalverarbei tungsblocks 23 der Signalverarbeitungseinrichtung geleitet, der eine Digitalschaltung oder Softwarelösung enthält, mit der beispielgemäß eine Fehlerkorrektur vorgenommen wird und das Bewegungssignal als Ausgangssignal des Sensors, wie in Fig. 1 unten, dargestellt durch die verschiedenen Impulse bzw. Im pulspakete 1 und 2 erzeugt wird. Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf. Im oberen Teil befindet sich das Signal (24, durchgezogene Linie) mit den drei Schaltschwellen ( strichlierte Linien) , die hier vereinfacht nur als einzelne Linien dargestellt sind, entsprechend den Linien 3 aus Fig. 1. Im unteren Teil befinden sich die Ausgangssignale 25 der Schmitt-Trigger Elemente (oben: obere; Mitte: mittlere; unten: untere Schwelle) . Die horizontale Achse entspricht der Zeit t in nicht näher bezeichneten Einheiten. Man kann erkennen, dass es einen bestimmten zeitlichen und logischen Zusammenhang zwischen den Signalen 25 gibt: Die Signalflanken müssen in einer bestimmten Reihenfolge auftreten und die Logikpegel sind entsprechend verknüpft, z.B.: ist das obere Signal , high', so müssen die beiden anderen Signale ebenfalls , high' sein. Diese Zusammenhänge können zur Fehlerkorrektur verwendet werden. Beispielhaft enthält das Signal 24 in Fig. 3 eine Anomalie zwischen t = 3.5 und t = 4. Durch eine Verringerung der Amplitude wird der untere Schwellwert nicht erreicht. Dafür kann es verschiedene Gründe geben, z.B. Temperatur- oder Abstandsän derung Sensor-Encoder. Der Signalverarbeitungsblock 22 der Signalverarbeitungseinrichtung hat die Aufgabe bzw. ist so ausgelegt, dies durch seine Heuristik bzw. Anpassung der Schwellwerte er Schaltschwellen nach Möglichkeit zu vermeiden, jedoch gibt es möglicherweise gelegentlich Fälle, in denen dies nicht gelingt. Die Darstellung der Signale ist idealisiert, um die Fehlererkennung zu verdeutlichen. Gemessene Signale weisen stets eine Überlagerung verschiedener Fehlerarten auf, wobei die Änderungsraten der Fehler stark variieren. Zwischen t = 3.5 und t = 4 fehlen zwei Flanken des unteren Signals 25. Der Sig nalverarbeitungsblock 23 erkennt die Verletzung der Folge der Flanken als Fehler und kann die fehlenden Flanken am Ausgang ergänzen oder über das Protokoll eine Mitteilung über diese Situation geben. Zusätzlich oder alternativ kann auf der Empfängerseite, in einer elektronischen Kontrolleinheit , die Fehlersituation erkannt werden, weil zwei Datenworte, denen ein Impuls vorangeht, direkt aufeinander folgen. contains mid-trigger or switching thresholds, each with a hysteresis, in the example three pieces, as well as the heuristic A direction for adjusting the thresholds of the switching thresholds to changes in the amplitude or mean of the signal 24. At the output are 2N + 1 signals 25, the as digital signals represent the state of the respective Schmitt trigger. These signals are sent to the input of the second signal processing block 23 of the signal processing device, which contains a digital circuit or software solution with which an error correction is made, for example, and the motion signal as an output signal of the sensor, as shown in FIG In pulp packets 1 and 2 is generated. Fig. 3 shows an exemplary waveform. In the upper part is the signal (24, solid line) with the three switching thresholds (dashed lines), which are simplified here shown only as a single line, corresponding to the lines 3 of Fig. 1. In the lower part are the output signals 25 of Schmitt trigger elements (top: top, middle: middle, bottom: bottom threshold). The horizontal axis corresponds to the time t in unspecified units. It can be seen that there is a certain temporal and logical relationship between the signals 25: the signal edges must occur in a certain order and the logic levels are linked accordingly, eg: if the upper signal is 'high' then the other two signals must also , to be high. These relationships can be used for error correction. By way of example, the signal 24 in FIG. 3 contains an anomaly between t = 3.5 and t = 4. By reducing the amplitude, the lower threshold value is not reached. There can be various reasons for this, eg temperature or distance sensor encoder change. The signal processing block 22 of the signal processing device has the task or is designed to avoid this by its heuristic or adaptation of the thresholds he switching thresholds as far as possible, but there may occasionally be cases in which this does not succeed. The representation of the signals is idealized to illustrate the error detection. Measured signals always have a superposition of different types of errors, with the rates of change of errors varying widely. Between t = 3.5 and t = 4, two edges of the lower signal 25 are missing. The signal processing block 23 detects the violation of the sequence of the edges as an error and can supplement the missing edges at the output or give a message about this situation via the protocol. Additionally or alternatively, on the receiver side, in an electronic control unit, the Error situation can be detected because two data words, preceded by a pulse, follow each other directly.
Als zusätzliche oder alternative Ausgestaltung des Sensors und seiner Signalverarbeitungseinrichtung sind folgende bei spielhafte Ausführungen und Implementierungen beschrieben: As an additional or alternative embodiment of the sensor and its signal processing device, the following are described in exemplary embodiments and implementations:
Das Verfahren zur Bestimmung neuer Schwellwerte der Schalt schwellen, mit Ausnahme der Mittelwertschaltschwelle, in seiner elementarsten Form, d.h. mit Modell konstanter Geschwindigkeit und ohne Tiefpassfilterung, implementierungsunabhängig be schrieben : The method for determining new thresholds of switching thresholds, except for the average switching threshold, in its most elementary form, i. with model of constant speed and without low-pass filtering, implementation-independent described:
1. Die Dauer D zwischen den zwei letzten mittleren Schalt schwellen wird gemessen. D hängt von der Geschwindigkeit ab.1. The duration D between the last two middle switching thresholds is measured. D depends on the speed.
2. Bei jeder mittleren Schaltschwelle wird nach der Zeit2. At each middle switching threshold will be after the time
D/ (2N+1) und allen Vielfachen dieser Zeit bis 2ND/ (2N+1) oder bis die nächste mittlere Schaltschwelle erreicht wird, ein Erwartungswert für die nächste Schaltschwelle erreicht.D / (2N + 1) and all multiples of this time to 2ND / (2N + 1) or until the next average switching threshold is reached, an expected value for the next switching threshold is reached.
3. Zu diesen Zeitpunkten wird der momentane Messwert des Signals der Encoderabtastung gespeichert, um ihn als Vergleichswert für die entsprechende Schaltschwelle zu verwenden. Zu jeder Schaltschwelle außer der mittleren wird ein solcher Wert gespeichert. 3. At these times, the instantaneous reading of the encoder sampling signal is stored to use as a comparison value for the corresponding switching threshold. For each switching threshold except the middle, such a value is stored.
4. Die Ausgangssignale für die obere und untere Schaltschwelle (sowie alle weiteren Schaltschwellen bei N>1, außer der mittleren) werden generiert, indem zu jedem Zeitpunkt der aktuelle Wert des Signals der Encoderabtastung mit den gespeicherten Werten verglichen wird.  4. The output signals for the upper and lower switching thresholds (as well as all other switching thresholds at N> 1, except for the middle one) are generated by comparing the current value of the encoder sampling signal with the stored values at all times.
In der weiteren Beschreibung dieses Beispiels werden indizierte Größen verwendet. Für eine Größe X bezeichnet dabei X(i) den letzten bekannten oder gemessenen Wert von X, X(i-l), X(i-2) usw. bezeichnen frühere Werte von X. Dies können der vorletzte und der vorvorletzte Wert von X sein, in einer weitergehenden Abstraktion können die Abstände in der Sequenz der Messungen jedoch auch höher sein, so dass jede Differenz von eins im Index einem festen, aber beliebigen Abstand in der Sequenz der Messungen entspricht. In the further description of this example, indexed quantities are used. For a size X, X (i) denotes the last known or measured value of X, X (il), X (i-2), etc. designate earlier values of X. These may be the next to last and the pre-last value of X, in a further abstraction the distances in the sequence of the However, measurements should also be higher so that any difference of one in the index corresponds to a fixed but arbitrary distance in the sequence of measurements.
Erweiterung auf ein beispielhaftes Modell mit Berücksichtigung einer konstanten Beschleunigung: Extension to an exemplary model with consideration of a constant acceleration:
Es werden mindestens jeweils zwei Messwerte D(i) und D(i-l) für die Dauer D gespeichert. Die Differenz A = D(i)-D(i-1) hängt von der Beschleunigung ab. Anstelle des letzten Wertes von D wird bei den Schritten 2-4 des obigen Verfahrens ein um c*A erhöhter Wert D (i) +c*A verwendet, wobei c ein fester Koeffizient zur Skalierung ist . At least two measured values D (i) and D (i-1) are stored for the duration D at least. The difference A = D (i) -D (i-1) depends on the acceleration. Instead of the last value of D, in steps 2-4 of the above method, a value D (i) + c * A increased by c * A is used, where c is a fixed coefficient for scaling.
Erweiterung auf ein beispielhaftes Modell mit höherer Ordnung: Extension to an example model with higher order:
Wenn das Modell konstanter Geschwindigkeit als Ordnung eins definiert wird und das Modell mit Berücksichtigung einer konstanten Beschleunigung als Ordnung zwei, so lässt sich ein Modell mit einer um jeweils eins erhöhten Ordnung definieren durch die Erfassung der Änderung der Größe, die beim Modell der nächstniedrigen Ordnung Berücksichtigung findet, jedoch nicht bei den niedrigeren Ordnungen. Die Änderung dieser Größe wird in gleicher Weise bestimmt wie die Beschleunigung als Änderung der Geschwindigkeit oben. Erweiterung durch Tiefpassfilterung: If the constant velocity model is defined as order one and the model is considered order two considering a constant acceleration, then a model having one order increased by one can be defined by detecting the change in size considered in the next lowest order model but not with the lower orders. The change of this quantity is determined in the same way as the acceleration as change of the speed above. Extension by low-pass filtering:
Jede der beschriebenen Möglichkeiten zur Tiefpassfilterung kann allein oder in jeder Kombination angewendet werden. Prinzip: Für jede Größe X, die im beschriebenen Verfahren benutzt wird, findet nicht der letzte ermittelte Wert X(i) Eingang in den ent sprechenden Rechenschritt, sondern die Sequenz X(i), X(i-l), X(i-2) usw. wird an den Eingang eines Filters gebracht, der unter Bezug auf die im Vergleich zu X (i) älteren Werte X (i-1) , X (i-2) usw. filtert. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von digitalen Filtern. Für X kommen in Frage: D, A, sowie weitere Größen, die mit höherer Ordnung die Änderung der Geschwindigkeit abbilden; ferner die gespeicherten Schaltschwellen . Any of the low-pass filtering features described may be used alone or in any combination. Principle: For each quantity X used in the described method, not the last determined value X (i) finds input into the corresponding calculation step, but the sequence X (i), X (il), X (i-2) etc. is applied to the input of a filter which filters with respect to the older values X (i-1), X (i-2), etc. compared with X (i). Particularly advantageous is the use of digital filters. For X: D, A, as well as other quantities, which represent the change of the velocity with higher order; Furthermore, the stored switching thresholds.
Das Verfahren in seiner elementarsten Form, d.h. mit Modell konstanter Geschwindigkeit und ohne Tiefpassfilterung, im plementiert als Digitalschaltung: The process in its most elementary form, i. with model of constant speed and without low-pass filtering, implemented as digital circuit:
1. Es gibt einen Zähler ZI, beispielgemäß nutzt dieser Zähler und alle weiteren Zähler die Taktgebereinheit, für die Dauer zwischen zwei mittleren Schaltschwellen . Er zählt mit der Frequenz f von Null aufwärts oder abwärts. 1. There is a counter ZI, example uses this counter and all other counters the clock unit, for the duration between two middle thresholds. It counts with the frequency f from zero upwards or downwards.
2. Jedes Erreichen der mittleren Schaltschwelle löst das Kopieren des Inhalts von Zähler ZI in ein Register D aus, setzt den Zähler ZI auf null und startet ihn erneut. 2. Each time the mid-threshold is reached, the copying of the contents of counter ZI into a register D is initiated, resetting the counter ZI to zero and restarting it.
3. Zu jedem Zeitpunkt enthält das Register D den Wert des Zeitintervalls zwischen den zwei letzten mittleren 3. At any point in time, register D contains the value of the time interval between the last two middle ones
Schaltschwellen . D hängt von der Geschwindigkeit ab. Switching thresholds. D depends on the speed.
4. Bei jeder mittleren Schaltschwelle startet ein anderer Zähler Z2 mit der Zählfrequenz (2N+1) f = 3f bei N = 1. Dieser Zähler Z2, zählt also dreimal schneller, wird durch Kopieren des Wertes des Registers D mit einem Startwert geladen und zählt abwärts oder aufwärts. 5. Jedes Mal, wenn der Zähler Z2 die Null, hier wird also der Zeitpunkt für die beiden mittleren Schaltschwellen um 60° verschoben, erreicht, wird er erneut mit dem Wert des Registers D als Startwert geladen und zählt abwärts, bis die nächste mittlere Schaltschwelle erreicht wird oder sich der Vorgang 2N-mal wiederholt hat (Halbperiode durch) . Diese beiden Ereignisse beenden die Sequenz (5) und führen zu einer Fortsetzung bei (4). Der Zähler Z3 (s.u.) bestimmt die Anzahl der Wiederholungen. 4. At each middle switching threshold, another counter Z2 starts counting at the frequency (2N + 1) f = 3f at N = 1. This counter Z2, which counts three times faster, is loaded by copying the value of register D with a starting value and counts downwards or upwards. 5. Every time the counter Z2 reaches the zero, here the time for the two middle switching thresholds is shifted by 60 °, it is again loaded with the value of the register D as start value and counts downwards until the next middle switching threshold is reached or the process has repeated 2N times (half period through). These two events end the sequence (5) and lead to a continuation (4). The counter Z3 (see below) determines the number of repetitions.
6. Jedes Mal, wenn der Zähler Z2 die Null erreicht, ist der momentane Zeitpunkt der Erwartungswert für das Erreichen der nächsten Schaltschwelle . Daher wird der momentane Messwert des Signals der Encoderabtastung gespeichert, um ihn als Vergleichswert für die entsprechende Schaltschwelle zu verwenden. Dabei gilt für  6. Each time the counter Z2 reaches zero, the instantaneous time is the expected value for reaching the next switching threshold. Therefore, the current measurement value of the encoder sampling signal is stored to use as a comparison value for the corresponding switching threshold. It applies to
a. N = 1: Über das Vorzeichen des Signals (im Sinne von größer oder kleiner als Mittelwert) kann unterschieden werden, um welche der beiden Schaltschwellen es sich gerade handelt. Hier sind zwei Varianten möglich: Jede Schaltschwelle kann unabhängig von der anderen be handelt werden, keine Symmetrie vorausgesetzt im Rechenmodell, oder die nicht aktuelle Schaltschwelle wird ebenfalls aktualisiert, Symmetrie im Rechenmodell wird vorausgesetzt, indem sie auf einem Wert gesetzt wird, der sich durch gleichen Abstand zum Mittelwert ergibt. Hier sind es beispielgemäß zwei Schwellen, „eine" oben „eine" unten"- das folgt aus N=1. b. N>1 : Zusätzlich wird in einem Zähler Z3 die Anzahl der Nulldurchläufe des Zählers Z2 seit der letzten mittleren Schaltschwelle gezählt. Aus dem Stand von Z3 und über das Vorzeichen (s.o.) kann dann die richtige Schaltschwelle ausgewählt werden, um das Signal der Encoderabtastung zu speichern. Dabei ist es ebenfalls optional möglich, dass Schaltschwellen, die symmet risch zur mittleren Schaltschwelle liegen, zusammen aktualisiert werden, indem ein symmetrischer Verlauf des Signals der Encoderabtastung angenommen wird, d.h. entsprechende Schaltschwellen oberhalb und unterhalb der mittleren Schaltschwelle sind stets gleich weit von dieser entfernt. a. N = 1: A distinction can be made between the sign of the signal (in the sense of greater or less than the mean value) as to which of the two switching thresholds is currently involved. Here, two variants are possible: each switching threshold can be independent of the other be, no symmetry provided in the calculation model, or the non-current switching threshold is also updated, symmetry in the calculation model is assumed by being set to a value that is the same Distance to the mean results. Here, by way of example, there are two thresholds, "one" above "one" below "- this follows from N = 1. b.N> 1: In addition, the number of zero passes of the counter Z2 since the last middle switching threshold is counted in a counter Z3. From the state of Z3 and the sign (see above), the correct switching threshold can then be selected to store the signal of the encoder scan Optionally, switching thresholds which are symmetrical to the middle switching threshold can be updated together by assuming a symmetrical course of the encoder sampling signal, ie corresponding switching thresholds above and below the middle switching threshold are always equidistant from it.
7. Die Ausgangssignale für die obere und untere Schaltschwelle (sowie alle weiteren Schaltschwellen außer der mittleren bei N>1) werden generiert, indem zu jedem Zeitpunkt der aktuelle Wert des Signals der Encoderabtastung mit den in (6) gespeicherten Werten verglichen wird, damit ist beispielgemäß gemeint, die 2 N+l digitalen Signale zu generieren, diese Signal kommen in die Sequenz zur „Zeitbetrachtung" der zwei Schwellen.  7. The output signals for the upper and lower switching thresholds (as well as all other switching thresholds other than the mean at N> 1) are generated by comparing the current value of the encoder sampling signal with the values stored in (6) at any one time For example, to generate the 2 N + 1 digital signals, these signals come into the sequence of "timing" the two thresholds.
Die Zählfrequenz f muss weder bekannt noch langzeitstabil sein, da sie nur zur Bildung von Bruchteilen der Dauer zwischen zwei mittleren Schaltschwellen verwendet wird. Daher wird kein hochwertiger Oszillator für diese Frequenz benötigt, insbe sondere kann ein Oszillator verwendet werden, der sich ohne externe Bauteile auf einem ASIC integrieren lässt. Quarze oder Keramikresonatoren werden nicht benötigt. The counting frequency f need neither be known nor long-term stable, since it is only used to form fractions of the duration between two middle switching thresholds. Therefore, no high-quality oscillator for this frequency is needed, in particular special an oscillator can be used, which can be integrated without external components on an ASIC. Quartz or ceramic resonators are not needed.

Claims

Patentansprüche claims
1. Sensor zur Erfassung von Relativbewegungen zwischen einem Encoder, mit einem im Wesentlichen periodischen Maßstab und/oder Muster, und wenigstens einem Sensorelement, A sensor for detecting relative movements between an encoder, having a substantially periodic scale and / or pattern, and at least one sensor element,
wobei der Sensor zumindest ein Sensorelement sowie eine Sig nalverarbeitungseinrichtung aufweist, wobei die Signalverar beitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit des Sensorelementausgangssignals des Sensorelements ein Be wegungssignal bereitstellt, wherein the sensor has at least one sensor element and a signal processing device, wherein the signal processing device is designed such that it provides a movement signal in dependence on the sensor element output signal of the sensor element,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgelegt ist, dass sie zwei oder mehr Schaltschwellen hinsichtlich des wenigstens einen Sensorelementausgangssignals aufweist, wobei im Wesentlichen jeweils bei Über- und bei Unterschreiten einer Schaltschwelle durch das Sensorelementausgangssignal eine Bewegungsinformation erzeugt wird, welche bei der Erzeugung des Bewegungssignals berücksichtigt wird. the signal processing device is designed so that it has two or more switching thresholds with respect to the at least one sensor element output signal, wherein a movement information is generated in each case substantially above and below a switching threshold by the sensor element output signal, which is taken into account in the generation of the movement signal.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung drei oder mehr Schalt schwellen, insbesondere 2N+1 Schaltschwellen, wobei N eine natürliche Zahl ist, insbesondere ist N=1 gewählt, hinsichtlich des zumindest einen Sensorelementausgangssignals aufweist, wobei eine dieser Schaltschwellen als Mittelwert-Schaltschwelle ausgelegt ist, so dass ihr Schwellwert im Wesentlichen dem Mittelwert der Amplitude des Sensorelementausgangssignals entspricht . 2. Sensor according to claim 1, characterized in that the signal processing means three or more switching thresholds, in particular 2N + 1 switching thresholds, where N is a natural number, in particular N = 1 is selected with respect to the at least one sensor element output signal, wherein one of these switching thresholds is designed as an average switching threshold, so that its threshold substantially corresponds to the mean value of the amplitude of the sensor element output signal.
3. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltschwelle eine Hysterese umfasst . 3. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that each switching threshold comprises a hysteresis.
4. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltschwelle eine erste und eine zweite Teilschaltschwelle zur Bildung einer Hysterese umfasst, wobei die erste Teilschaltschwelle durch Überschreiten ausgelöst wird und die zweite Teilschaltschwelle durch Un terschreiten und/oder jede Schaltschwelle mittels eines Sch mitt-Trigger Elements ausgebildet ist oder die Signalverar beitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie hinsichtlich jeder Schaltschwelle eine Hysterese umfasst, welche sich im Wesentlichen wie ein Schmitt-Trigger Element verhält. 4. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that each switching threshold comprises a first and a second Teilschaltschwelle to form a hysteresis, wherein the first Teilschaltschwelle is triggered by exceeding and the second Teilschaltschwelle by Un and / or each switching threshold by means of a Sch mitt trigger element is formed or the Signalverar processing device is designed so that it includes a hysteresis with respect to each switching threshold, which behaves essentially like a Schmitt trigger element.
5. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensorelement als Magnetfeldsensorelement ausgebildet ist, insbesondere als AMR- oder Hall- oder GMR- oder TMR-Sensorelement . 5. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor element is designed as a magnetic field sensor element, in particular as AMR or Hall or GMR or TMR sensor element.
6. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensorelement eine Brückenschaltung mit zwei Halbbrücken umfasst oder dass der Sensor zwei Sensorelemente aufweist, wobei die Halbbrücken oder die zwei Sensorelemente jeweils ein Sensorelementausgangssignal bereitstellen, welches der Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt wird und wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgelegt ist, dass bei Über- und bei Unterschreiten einer jeweiligen Schaltschwelle durch das jeweilige Sensorelement ausgangssignal einer der Halbbrücken oder eines der beiden Sensorelemente jeweils eine Bewegungsinformation erzeugt wird, welche bei der Erzeugung des Bewegungssignals berücksichtigt wird . 6. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor element comprises a bridge circuit with two half bridges or that the sensor comprises two sensor elements, wherein the half bridges or the two sensor elements each provide a sensor element output signal which is supplied to the signal processing means and wherein the signal processing device is designed so that when overshooting and falling below a respective switching threshold by the respective sensor element output signal of one of the half bridges or one of the two sensor elements respectively a motion information is generated, which is taken into account in the generation of the motion signal.
7. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie selbstständig eine Anpassung der Schaltschwellen hinsichtlich des Schwellwerts durchführt, dabei insbesondere nicht die Schwellwerte der Mittel- wert-Schaltschwelle, wobei diese Anpassung in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufs des wenigstens einen Sensorelementaus gangssignals erfolgt. 7. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the signal processing device is designed so that it independently an adaptation of Switching thresholds with respect to the threshold value, in particular not the threshold values of the mean value switching threshold, wherein this adjustment takes place as a function of the time profile of the at least one Sensorelementaus output signal.
8. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit der Signalverarbeitungseinrichtung eine definierte Anzahl von, insbesondere mit einem zeitlich definierten Abstand aufei nanderfolgenden, Amplitudenwerten, dabei insbesondere Minima und/oder Maxima, des wenigstens einen Sensorelementausgangs signals gespeichert werden und wonach in Abhängigkeit dieser gespeicherten Amplitudenwerte der Schwellwert wenigstens einer der Schaltschwellen angepasst wird. 8. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that in a memory unit of the signal processing means a defined number of, in particular with a time-defined distance aufei nanderfolgenden amplitude values, in particular minima and / or maxima, of the at least one sensor element output signals are stored and according to which the threshold value of at least one of the switching thresholds is adjusted as a function of these stored amplitude values.
9. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelwert-Schaltschwelle an einen arithmetischen Mittelwert des jeweiligen Betrags der gespeicherten Amplitudenwerte angepasst wird, wobei insbe sondere einer oder mehrere der gespeicherten Amplitudenwerte verworfen werden vor der Bildung des arithmetischen Mittelwerts und/oder dass gleichviele Minima und Maxima der Beträge der gespeicherten Amplitudenwerte bei der Bildung des arithmetischen Mittelwerts berücksichtigt werden und/oder dass vor oder nach Bildung des arithmetischen Mittelwerts jeder der gespeicherten Amplitudenwerte oder deren Beträge und/oder der arithmetische Mittelwert mit einem definierten Faktor multipliziert 9. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mean value threshold is adapted to an arithmetic mean of the respective magnitude of the stored amplitude values, in particular special one or more of the stored amplitude values are discarded before the formation of the arithmetic mean and / or that at least equal to minima and maxima of the amounts of the stored amplitude values are taken into account in forming the arithmetic mean and / or multiplying each of the stored amplitude values or their magnitude and / or the arithmetic mean by a defined factor before or after arithmetic mean
wird/werden . will become .
10. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungsein richtung ein funktionales Modell bzw. ein Modell der Signal- gestalt, des üblicherweise zu erfassenden Signaltyps, bei spielsweise einer Sinusfunktion, abgespeichert bzw. hinterlegt ist. Die Durchführung der Parameterbestimmung des funktionalen Modells erfolgt mittels einer Parameterextraktion, welche beispielsweise in Form eines numerischen Algorithmus hinterlegt ist . 10. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the Signalverarbeitungsein direction, a functional model or a model of the signal Shaped, the usually to be detected signal type, for example, a sine function, stored or stored. The parameter determination of the functional model is carried out by means of a parameter extraction, which is stored for example in the form of a numerical algorithm.
11. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie insbesondere kein funktionales Modell bzw. kein Modell der Signalgestalt gespeichert und/oder hinterlegt hat, sondern die letzte Nulldurchgangsintervallzeit erfasst und/oder berechnet wird, welche sich aus dem zeitlichen Abstand D des Auftretens der Bewegungsinformation aufgrund des zuletzt und vorletzt erfassten Über- und/oder Unterschreitens der Mittelwert-Schaltschwelle ergibt, und aus diesem zeitlichen Abstand für jede Schaltschwelle einen Schaltschwellenauf- trittsvorhersagezeitpunkt bestimmt, insbesondere für 2N+ 1 mit N=1 Schaltschwellen liegen diese Zeitpunkt bei D/3 und 2D/3 nach dem jeweiligen Über- und/oder Unterschreitens der Mittel- wert-Schaltschwelle, wonach fortlaufend zu diesen Schalt- schwellenauftrittsvorhersagezeitpunkten für jede der Schalt schwellen die Amplitudenwerte in der Speichereinheit oder einer dafür zusätzlichen Speichereinheit, gespeichert werden, wobei aus diesen Amplitudenwerten für die jeweilige Schaltschwelle ein neuer Schwellwert berechnet wird und in der Speichereinheit gespeichert wird. 11. A sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the signal processing device is designed so that it has stored and / or deposited no particular functional model or model of the signal shape, but the last zero crossing interval time is detected and / or calculated, which results from the time interval D of occurrence of the movement information on the basis of the last and second last detected overshooting and / or undershooting of the mean value switching threshold, and from this time interval for each switching threshold determines a switching threshold occurrence prediction time, in particular for 2N + 1 with N = 1 switching thresholds are this time at D / 3 and 2D / 3 after the respective over- and / or undershooting of the mean value switching threshold, after which, at these switching threshold occurrence prediction times for each of the switching thresholds, the amplitude values in the memory unit or da for additional memory unit, a new threshold value being calculated from these amplitude values for the respective switching threshold and being stored in the memory unit.
12. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Schalt- schwellenauftrittsvorhersagezeitpunkte auf Basis des berech neten Wertes von D oder einer gefilterten definierten Menge von12. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that for the determination of the switching threshold occurrence prediction times based on the computed Neten value of D or a filtered defined amount of
Werten D eine Beschleunigungsinformation und/oder eine Beschleuni gungsänderungsinformation und/oder eine Beschleunigungsände rungsinformation höherer Ordnung berücksichtigt, Values D takes into account acceleration information and / or acceleration change information and / or acceleration change information of a higher order,
wobei diese Beschleunigungsinformation und/oder Beschleuni gungsänderungsinformation und/oder Beschleunigungsänderungs information höherer Ordnung auf einer vorher direkt berechneten letzten Beschleunigung bzw. Beschleunigungsänderung bzw. Be schleunigungsänderung höherer Ordnung beruht und/oder auf einer definierten Anzahl mehrerer zuletzt berechneter und gespei cherter Beschleunigungsinformationen bzw. Beschleunigungsän derungsinformationen bzw. Beschleunigungsänderungsinformati onen höherer Ordnung , welche insbesondere gefiltert werden, besonders bevorzugt mittels eines Tiefpasses. wherein this acceleration information and / or acceleration change information and / or acceleration change information higher order based on a previously calculated directly last acceleration or acceleration change or acceleration change higher order and / or on a defined number of several recently calculated and stored chererten acceleration information or Beschleunigungsän tion information or acceleration change information of higher order, which are filtered in particular, particularly preferably by means of a low-pass filter.
13. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Offsetkompensation hin sichtlich des einen Sensorelements und/oder des Signalpfades innerhalb der Signalverarbeitungseinrichtung aufweist. 13. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the signal processing device is designed so that it has an offset compensation towards visibly of a sensor element and / or the signal path within the signal processing device.
14. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Auftretens einer Bewegungsinformation jeweils ein Bewegungsimpuls definierter Länge und/oder ein Zusatzdatenimpuls oder eine Zusatzdaten impulsfolge definierter Länge in dem Bewegungssignal erzeugt wird . 14. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that due to the occurrence of a movement information in each case a movement pulse of defined length and / or an additional data pulse or an additional data pulse train of defined length is generated in the motion signal.
15. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Modusumschalteinheit aufweist welche in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Be wegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl über einem definierten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungseinrichtung in einen Normalbetriebsmodus versetzt oder belässt, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in dem Normalbetriebsmodus ein Bewegungssignal bereitstellt, welches nur bei Überschreiten und Unterschreiten der Mittel- wert-Schaltschwelle jeweils einen Bewegungsimpuls mit einer definierten ersten Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, welchem eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer folgen/ angehängt werden, wobei insbesondere neun Zusatzdatenimpulse dem Bewegungsimpuls folgen/ angehängt werden, wobei jeder Zu- satzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert. 15. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the signal processing device is designed such that it has a mode switching unit which depending on a detected by the sensor Be wegungsgeschwindigkeit and / or speed over a defined speed value, the signal processing means in a normal operating mode is set or left, wherein the signal processing device is designed such that it provides a motion signal in the normal operating mode, which only generates a movement pulse with a defined first amplitude and defined time duration, which a defined only at exceeding and falling below the mean value threshold Number of additional data pulses with a defined second amplitude and a defined time duration follow / are appended, whereby in particular nine additional data pulses follow / are appended to the motion impulse, whereby each additional data impulse encodes a different additional data information, which the sensor provides.
16. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Modusumschalteinheit aufweist welche in Abhängigkeit einer durch den Sensor erfassten Be wegungsgeschwindigkeit und/oder Drehzahl unter einem defi nierten Geschwindigkeitswert die Signalverarbeitungseinrich tung in einen Sonderbetriebsmodus versetzt oder belässt, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in dem Sonderbetriebsmodus ein Bewegungssignal bereitstellt, welches/ im welchem nur bei Überschreiten und Unterschreiten der Mittelwert-Schaltschwelle jeweils einen Bewegungsimpuls mit einer definierten ersten Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, welchem eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer folgen/ angehängt werden, wobei insbesondere neun Zusatzda tenimpulse dem Bewegungsimpuls folgen/ angehängt werden, wobei jeder Zusatzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert, und wobei die Sig nalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet ist , dass sie im Sonderbetriebsmodus bei Überschreiten und Unterschreiten der anderen Schaltschwellen, also 16. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the signal processing device is designed such that it has a mode switching unit which depending on a detected by the sensor Be wegungsgeschwindigkeit and / or speed under a defi ned speed value the Signalverarbeitungseinrich device into a special mode is offset or leaves, wherein the signal processing device is designed so that it provides a motion signal in the special mode, which / only generates a motion pulse with a defined first amplitude and defined time in which only a defined number when exceeding and falling below the average switching threshold of additional data pulses with a defined second amplitude and a defined time duration follow / be attached, in particular nine Zusatzda tenimpulse follow the motion impulse / are appended, each Additional data pulse another additional data information, which the sensor provides encoded, and wherein the Sig nalverarbeitungseinrichtung is designed so that it in the special operation mode when exceeding and falling below the other switching thresholds, so
nicht-Mittelwert-Schaltschwellen, jeweils nur eine definierte Anzahl von Zusatzdatenimpulsen mit definierter zweiter Amplitude und definierter Zeitdauer erzeugt, wobei insbesondere neun Zusatzdatenimpulse dem Bewegungsimpuls erzeugt werden, wobei jeder Zusatzdatenimpuls eine andere Zusatzdateninformation, welcher der Sensor bereitstellt, codiert. non-average switching thresholds, in each case only a defined number of additional data pulses having a defined second amplitude and a defined time duration is generated, wherein in particular nine additional data pulses are generated for the motion pulse, each additional data pulse encoding another additional data information provided by the sensor.
17. Sensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Geschwindigkeitssensor und/oder Drehzahlsensor ausgebildet ist, insbesondere als Kurbelwellendrehzahlsensor oder Raddrehzahlsensor oder Ge triebedrehzahlsensor oder Turboladerdrehzahlsensor. 17. Sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a speed sensor and / or speed sensor, in particular as a crankshaft speed sensor or wheel speed sensor or Ge operating speed sensor or turbocharger speed sensor.
18. Sensoranordnung, umfassend einen Sensor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einen magnetischen, insbesondere permanentmagnetischen, Encoder mit einem im Wesentlichen pe riodischen Maßstab und/oder Muster. 18. Sensor arrangement, comprising a sensor according to one of the preceding claims and a magnetic, in particular permanent magnetic, encoder having a substantially periodic scale and / or p.
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