測定量を検出するための装置および方法
【課題】複数のセンサないしサテライトステーションを、制御機器での個々の線路接続によって作動させること。
【解決手段】供給電流源（１）の電圧を検出するための装置を有しており、抵抗Ｒ２および電流ドレインから成る直列回路が設けられており、直列回路はデータバスに対して並列に配置されており、電流ドレインは、電流ＩＢを排出するように設けられており、当該電流は
によってあらわされる、ことを特徴とする、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置。
【解決手段】供給電流源（１）の電圧を検出するための装置を有しており、抵抗Ｒ２および電流ドレインから成る直列回路が設けられており、直列回路はデータバスに対して並列に配置されており、電流ドレインは、電流ＩＢを排出するように設けられており、当該電流は
によってあらわされる、ことを特徴とする、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの測定量を検出するための装置に関する。ここで、前記装置によって少なくとも１つのデータバスが供給される。このデータバスは、測定量を検出するための少なくとも１つのセンサと接続される。ここでこのセンサには、データバスを介して、供給電流源によって供給電流が供給される。この装置は、データバス上に設定された信号形状を有する問い合わせ信号を形成することができる装置を含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は例えば、自動車の制御機器内で使用される。ここでこの制御機器はデータバスを供給し、このデータバスを介して、複数のセンサがシリアルに制御機器に接続される。これらのセンサによって検出された測定量を用いて制御機器は、自動車の機能を開ループ制御するないしは閉ループ制御する。この機能は例えばシートベルトプリテンショナー、エアバック、エンジンの動作状態等である。
【０００３】
ＤＥ１９８５９１７８Ｃ１号から、自動車内でデータを伝送するための方法が知られている。ここではサテライトステーション、例えば衝突センサが、間接的な電流インタフェースを用いて、中央制御機器に接続されている。データ伝送線路はここでワイヤ接続式インタフェースである。このワイヤ接続式インタフェースは一方では、サテライトステーションに電気的エネルギーを供給するために用いられる。さらに、サテライトステーションから中央ステーションへ伝送されるべきデータが、サテライトステーションの既存の静電流に電流パルスの形で重畳される。
【０００４】
しかしこのような従来技術で欠点となるのは、データが、間接的にしか、サテライトステーションから制御機器へ伝送されないことである。さらに各サテライトステーションは、固有のワイヤ接続式インタフェースを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１９８５９１７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術から出発して、本発明の課題は、複数のセンサないしサテライトステーションを、制御機器での個々の線路接続によって作動させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題は、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置であって、当該装置によって少なくとも１つのデータバス（６）が供給され、当該データバスは、前記測定量を検出するための少なくとも１つのセンサ（５）と接続可能であり、ここで当該センサ（５）には、前記データバス（６）を介して、内部抵抗Ｒｉを備えた供給電流源（１）によって供給電流ＩＢＵＳが供給され、前記装置は、前記データバス（６）上に設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号を形成することができる装置（２、３）を含んでいる形式のものにおいて、前記装置は、前記供給電流源（１）の電圧を検出するための装置（Ｒ１、１２、Ｒ２、９、７）を有しており、ここで抵抗Ｒ２および電流ドレイン（９）から成る直列回路が設けられており、ここで当該直列回路はデータバス（６）に対して並列に配置されており、前記電流ドレイン（９）は、電流ＩＢを排出するように設けられており、当該電流は
【数１】
によってあらわされる、ことを特徴とする、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置によって解決される。さらに上述の課題は、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法であって、当該センサは、測定量を転送するためのデータバス（６）と接続されており、当該センサに、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源（１）を用いて、供給電流ＩＢｕｓを前記データバスを介して供給し、ここで前記測定量の検出を、前記データバス（６）上の設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号によってトリガする形式の方法において、抵抗Ｒ２と電流ドレイン（９）から成る直列回路を設けることによって前記供給電流源（１）の電圧を定め、前記直列回路をデータバス（６）に対して並列に配置し、前記電流ドレイン（９）を介して電流ＩＢを排出し、当該電流は
【数２】
によってあらわされる、ことを特徴とする、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法によって解決される。さらに上述の課題は、プログラムコードを有するコンピュータプログラムであって、機械読み出し可能な担体上に格納されており、コンピュータ上で当該コンピュータプログラムが実施される場合に、上述の方法を実施する、ことを特徴とする、プログラムコードを有するコンピュータプログラムによって解決される。さらに上述の課題は、上述の装置を有する集積回路によって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による回路の１つの実施形態のブロック回路図
【図２】問い合わせ信号の所望の電圧経過特性
【図３】放電電流ドレインが早期にスイッチオフされる場合の、問い合わせ信号の時間的な経過特性
【図４】放電電流ドレインが後で分離される場合の問い合わせ信号の信号経過特性
【発明を実施するための形態】
【０００９】
前述の課題は本発明に従って、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置によって解決される。ここで、この装置によって少なくとも１つのデータバスが供給される。このデータバスは、測定量を検出するための少なくとも１つのセンサと接続される。ここでこのセンサには、データバスを介して、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源によって、供給電流ＩＢｕｓが供給可能である。この装置は、所定の信号形状を有している問い合わせ信号をデータバス上に生成する装置を含んでいる。ここでこの装置は、供給電流源の電圧を検出するための装置を有しており、ここでは抵抗Ｒ２と電流ドレイン（Stromsenke）から成る直列回路が設けられている。ここでこの直列回路は、データバスに対して並列に配置されており、電流ドレインは電流ＩＢを排出するように設けられている。この電流ＩＢは
【数３】
によってあらわされる。
【００１０】
さらに、この課題の解決方法は、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法である。ここでこのセンサは、測定量を転送するためのデータバスと接続されており、このセンサには、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源を用いて、供給電流ＩＢｕｓがデータバスを介して供給される。ここで測定量の検出は、データバス上の所定の信号形状の問い合わせ信号によってトリガされる。ここで供給電流源の電圧が定められる。ここでは抵抗Ｒ２と電流ドレインから成る直列回路が設けられている。ここでこの直列回路はデータバスに対して並列に配置されており、この電流ドレインを介して電流ＩＢが排出される。この電流ＩＢは
【数４】
によってあらわされる。
【００１１】
本発明による装置は例えば、車両内の内燃機関のエンジン制御機器である。択一的または付加的に、この装置はセーフティ機能を制御する。これは例えば、エアバック装置またはパイロ技術によるシートベルトプリテンショナーのトリガである。本発明の別の実施形態ではこの装置は、コンフォート機能を担う。これは例えば、電気的パワーウィンドウ、スライディングルーフまたは補助ヒータの駆動制御である。
【００１２】
測定量を検出するために、少なくとも１つのセンサが設けられている。これは例えば温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等である。このセンサには電子回路が備えられている。この電子回路はセンサデータを処理し、センサデータを、データバスを介したデータ伝送に適した形に変形する。
【００１３】
このために、電子回路は例えばＡ/Ｄ変換器、コンパレータ、メモリ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等を有している。この電子回路は、センサ部材とともにモノリシックに、半導体基板上に集積される。択一的にこの電子回路を、センサと別個に構成することもできる。この場合には、この電子回路とセンサ部材は、回路担体上で相互に接続される。これは例えば導体プレートまたはボンディングワイヤによって行われる。その他に、この回路は別の機能を実施する。これは例えばデータの妥当性検査またはセンサの自己テストである。
【００１４】
提案した装置は、データバスを供給する。このデータバスは少なくとも２つの電気導体を有している。ここでこの電気導体が車体金属板によって構成されてもよい。電気導体は一方ではセンサを給電するために用いられ、属する電子回路に電気エネルギーを供給する。従って、この装置の作動開始後に、データバス上に静電流ＩＢＵＳが流れる。これは、使用されているセンサの数および種類に依存する。
【００１５】
センサから本発明による装置へのデータ伝送は、問い合わせ信号によって開始される。この問い合わせ信号は、データバス上のこのために設定されている装置によって出力される。問い合わせ信号は符号化を有し得る。ここでこの符号化によって、センサのサブグループが、バスに接続されている全てのセンサから選択される。
【００１６】
例えば、問い合わせ信号は矩形パルスを含む。この矩形パルスはセンサによって受信される。センサは例えば、矩形パルスの立上がりエッジまたは立下がりエッジによってトリガされる。従ってこれは、データバス上の生成されたデータを出力する。ここで、各センサには、矩形パルスの受信後に時間窓が割り当てられる。この時間窓内でセンサはデータを送信する。このようにして、種々のセンサデータが重畳するのが阻止される。
【００１７】
データバスに接続されているセンサの数によってデータバスの容量は変化し、センサの数によってデータバスの静電流が変化するので、矩形パルスのエッジ急峻性および／または最大振幅は、矩形パルスの所定の電流強度のもとで変化する。従って本発明では、立下がりエッジを生成するためにバス容量を、放電電流ドレインを介して定めて放電することを提案する。ここでさらに、センサでの電圧崩壊を回避するために、矩形信号が生成される直前の値まで供給電流源の出力電圧が低減されると、放電電流ドレインを適時にスイッチオフすることが必要である。
【００１８】
本発明の発展形態では、矩形パルスの電圧振幅も、所定の許容公差内に保証されるべきである。矩形パルスの電圧振幅はここで、矩形パルス生成の直前の供給電流源の出力電圧と矩形パルスの最大電圧との間での電圧差で定められる。
【００１９】
矩形パルスを生成する前の供給電流源の電圧を測定するのに本発明では、抵抗Ｒ２と電流ドレインから成る直列回路を用いることを提案する。ここでこの直列回路はデータバスに対して並列に配置されている。直列回路の抵抗Ｒ２はここで、供給電流源の内部抵抗ＲＩよりも所定のファクタだけ大きい。内部抵抗ＲＩはここで、少なくとも１つのトランジスタの抵抗によって構成される。このトランジスタは供給電流を閉ループ制御するために使用される。さらに測定抵抗Ｒ１は内部抵抗ＲＩに分類される。これは、供給電流を測定する、および／またはデータストリームを検出するためにデータバス内に配置されている。
【００２０】
ここで電流ドレインは次のように閉ループ制御される。すなわち電流ドレインを介して電流ＩＢが排出するように閉ループ制御される。ここでこの電流は、抵抗Ｒ２が供給電流源の内部抵抗ＲＩを上回っているファクタと同じ、設定可能なファクタぶんだけ低い。従って電流ドレインを介して電圧が設定される。これは測定精度の枠内で、供給電流源の電圧に相応する。
【００２１】
ここで電流ドレインを介した電圧は基準電圧として使用される。これによって、放電電流ドレインは適切な時点で閉成され、センサの供給電圧における下方振動が回避される。択一的または付加的に、電圧は、電流ドレインを介して、矩形パルスの振幅に対する基準として使用される。本発明の実施形態ではこのために、電流ドレインを介して電圧に付加的な基準電圧が加えられる。
【００２２】
電流ドレインを閉ループ制御するために、これには、供給電流源の測定された供給電流が供給される。これはデジタル測定値またはアナログ測定値として生じる。供給電流の所望の部分での電流ドレインのこの調整は、例えばＰＩ調整器またはＰＩＤ調整器を介して行われる。しかし当然ながら、別の閉ループ制御コンセプトも当業者には公知であり、本発明の目的のために使用可能である。
【００２３】
本発明の装置は、本発明の１つの実施形態において、集積回路の形状で存在する。この集積回路はここで例えば電気抵抗、コンデンサ、トランジスタおよびダイオードを含む。これらは、本発明で提案された機能が実現されるように協働する。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、本発明の装置はマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを有しており、この上には、提案された回路の少なくとも１つの機能が、少なくとも部分的にソフトウェアの形状で後から構成される。ソフトウェアはここで、各機能がマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現されるように構成されている。ソフトウェアを格納するために、殊にＥＰＲＯＭメモリまたはフラッシュメモリが適している。しかし当然ながら、別のコンピュータ読み出し可能な記憶媒体も当業者に公知であり、本発明の目的のために使用可能である。
【実施例】
【００２５】
以下で本発明を、図面に基づいてより詳細に説明する。しかし一般的な本発明の考えはこれによって制限されない。
【００２６】
図１には本発明による装置のブロック回路図が示されている。この装置は、供給電流源１を有している。この供給電流源１には、動作電圧が接続端子１３を介して供給される。この動作電圧は例えば、車両の搭載電源網のことである。従って、動作電圧１３は、その時々の車両の動作状態によって変動する。本発明の別の実施形態では、動作電圧１３が、開放された電流網のネットワーク部分または変圧器によって供給されてもよい。
【００２７】
さらに、供給電流源１にはデータバル６が接続されている。データバス６はここで少なくとも２つの電気的導体を含んでいる。場合によっては１つの導体は車体金属板によって構成される。
【００２８】
データバス６には少なくとも１つのセンサ５が接続される。場合によっては、複数のセンサが設けられる。これは例えば２〜２０個である。センサ５の数はここで、異なる製造者の異なる車両、または同じ車両の異なる構成バリエーションにおいて異なる。
【００２９】
センサ５の各々は、測定量を検出するためのセンサ部材を含んでおり、この測定量は例えば温度、加速度、ヨーレート、回転角度、速度等である。付加的に各センサ５は評価回路を含んでいる。これは例えばＡ／Ｄ変換器を含んでいる。さらに、センサの自己テスト、データの妥当性検査、較正、データ領域またはさらなる機能の低減のための構造グループがセンサ５内に組み込まれる。各センサは、その作動のために必要な静電流５を検出する。さらに各センサは、データバス６のバス線路と同じように電気容量を有している。この寄生容量は、図１では、容量１６によってあらわされている。
【００３０】
センサ５は、問い合わせ信号を受信するように構成されている。問い合わせ信号の受信後、センサは、データをデータバス６を介して、供給電流源１へ供給する。このデータはここで例えば初期化信号、エラー信号または測定値を含んでいる。ここでこのデータは電流パルスの形状で、既存の静電流に重畳される。異なるセンサの異なるデータの重畳を回避するために、各センサは、固定されて時間窓を得る。センサはこの時間窓内で、問い合わせ信号の受信後に自身のデータを送出する。
【００３１】
供給電流源１内では、データバス６内に、電気抵抗Ｒ１が位置している。この電気抵抗で電圧が降下する。この電圧は、バス６上の静電流ＩＢｕｓに比例する。さらに抵抗Ｒ１で電圧が下降する。これは、センサ５から出力された電流パルスに依存して変調される。抵抗Ｒ１で下降する電圧は、測定装置１１によって測定される。ここでこの測定装置１１は、変調された信号成分、すなわち、静電流ＩＢＵＳに由来する電圧成分を上回る、ないしは下回る、抵抗Ｒ１での電圧成分の測定に用いられる。信号電圧のこのような成分は、測定装置１１から、データ信号Ｄａｔａ＿ｏｕｔとして、後続の回路部分に転送される。後続の回路分は例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、メモリ、デジタル信号プロセッサまたはアクチュエータを含む。これによって、センサ５の測定信号に依存して、車両内または車両内燃機関の機能が実施される。
【００３２】
測定装置１１が静電流ＩＢＵＳを上回っているないしは下回っている成分を確実に求めることができるように、静電流ＩＢＵＳの成分が、別の測定装置１２によって求められる。この静電流成分ＩＢＵＳは、測定装置１１でのトリガ閾値を特定するために供給される。さらにこの測定装置１２によって測定された静電流ＩＢＵＳは、静電流ＩＢＵＳを設定可能な目標値に調整するために用いられる。測定装置１１および／または１２としては例えば、コンパレータまたは演算増幅器が使用される。
【００３３】
静電流ＩＢＵＳは、センサの電流受容および供給電圧に依存して設定される。本発明の別の実施形態では、静電流ＩＢＵＳの目標値は、データバス６に接続されているセンサ５の数およびタイプに依存して設定され、調整装置１７によって調整される。調整装置１７はここで例えば、ＰＩ調整器またはＰＩＤ調整器を含んでいる。調整装置１７は、ハードウェアとしてまたはソフトウェアとして実現される。後者の場合にはマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサが使用可能であり、このマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサ上で、調整装置１７のソフトウェアが実施される。実際値に影響を与えるために、可変抵抗部材が供給される。これは例えば、電界効果トランジスタ１０である。これは、供給電流源１からバス線路６に供給された電流に次のように影響を与える。すなわち、供給電流ＩＢＵＳの所望の目標値が設定されるように影響を与える。
【００３４】
データバス６上に問い合わせ信号を生成するために、電流源２と電流ドレイン３が使用される。電流源２はここでより高い電位１５と接続されている。これは、バス線路６上の、供給電流に基づいて設定される供給電圧よりも高い。
【００３５】
電流ドレイン３はより低い電位と接続されており、例えばアース電位と接続されている。
【００３６】
問い合わせ信号は例えば矩形パルス、正弦波信号、三角信号または鋸歯状信号であってよい。以下では模範例として、問い合わせ信号としての矩形パルスの生成を説明する。
【００３７】
供給電流源１の供給電圧上にポジティブな矩形信号を生成するために第１の電流源２は、バス線路６を、電流源１の電位よりも高い電位と接続する。これによって電流は電流源２からバス線路６内に流れる。この電流はバス容量１６を充電し、これをより高い電位にする。このようにして、矩形パルスの立ち上がりエッジが生じる。
【００３８】
矩形パルスの長さに相応する所定の持続時間の後、より高い電位１５を有する電流源２が、バス線路６から別個にされる。バス線路６の容量１６はここで、リーク電流および電流負荷を介して、これが再び供給電流源１の電位を有するまでセンサ５を放電させる。しかしこのように生成された立下がりエッジは、一定のエッジ急峻性を有していない。むしろ、エッジ急峻性はバス線路６の容量およびセンサ５の電流需要によって変化する。所定のエッジ急峻性と、立下がりエッジの形状との差を補償するために、電流ドレイン３が設けられている。電流ドレイン３は低い電位、例えばアース電位と接続されている。
【００３９】
電流ドレイン３を介して流出する電流は次のように選択される。すなわち、バス線路６の容量１６がより高い電位から元来の電位まで、所定時間内で、すなわち所定のエッジ急峻性で放電されるように選択される。
【００４０】
センサでの電圧崩壊を回避するために、供給電流源１の電圧に到達した時に、電流ドレイン３をバス線路６から分離することが必要である。供給電流源１の電圧を介して矩形パルスの所定の最大振幅を保証するために、電流源２は、所定の最大振幅に達したときに、バス線路６から分離されなければならない。このために、電流供給源１の調整装置１７による供給電流ＩＢＵＳの調整に基づいて設定される、データバス６上の電圧を測定することが必要である。
【００４１】
このために抵抗Ｒ２並びに電流ドレイン９が使用される。抵抗Ｒ２はここで、所定のファクタだけ、供給電流源１の内部抵抗よりも大きい。供給電流源１の内部抵抗はここで殊に、測定抵抗Ｒ１の大きさおよび調整素子１０のスイッチオン抵抗、すなわち使用される電界効果トランジスタ１０のソース・ドレイン抵抗によって形成される。本発明の有利な実施形態では、抵抗Ｒ２の電気抵抗は、供給電流源１の内部抵抗の約１０〜１００倍である。
【００４２】
抵抗Ｒ２を介して排出される電流は、調整可能な電流ドレイン９によってコントロールされる。バス線路６上で流れる供給電流に依存した、電流ドレイン９の開ループ制御および／または閉ループ制御を保証するために、供給電流の実際値の測定値はコンパレータ１２を介して求められ、電流ドレイン９の線路１８を介して供給される。従ってバス線路６上の供給電流の変化時にも、電流ドレイン９を通って流れる電流が常に整合される。従って、電流ドレイン９を通って流れる電流は、バス線路６内のセンサ５の供給電流の設定可能部分に相応する。このような部分はファクタの逆数に相応する。このファクタぶんだけ、抵抗Ｒ２は電流源１の内部抵抗Ｒｉよりも大きい。従って、電流ドレイン９内を流れる電流ＩＢは、データバス６上の静電流ＩＢＵＳに等しく、抵抗の比と乗算される。
【００４３】
本発明では、この場合には電流ドレイン９を介して次のような電圧が下降することが知られている。すなわち、供給電流源１からの供給電流ＩＢＵＳが流れると、データバス６上で設定される電圧である。
【００４４】
データ信号による電流ドレイン９を介した電流の変調を阻止するため、または、低減するために、本発明の発展形態において次のことを提案する。すなわちコンパレータ１２を通って流れる静電流を時定数で走査することを提案する。この時定数は、データバス６上のデータ信号の象徴的な持続(Symboldauer)時間よりも大きい。
【００４５】
コンパレータないし調整装置７はここで、線路１４とデータバス６との間の電圧差が所定の値、例えば０に達すると、バス線路６に対する電流ドレイン３の接続を中断するために使用される。このようにして、データバス６のバス容量１６が、電流ドレイン３を介して、センサ５の供給電圧が許容値を下回って低下するまで放電される。電流ドレイン３のスイッチング時間を考慮するために、本発明の発展形態において、電位が０と異なるときに既に、コンパレータ７によって、電流ドレイン３の接続を分離するための信号がトリガされてもよい。この場合には、バス容量は、スイッチング遅延の間にさらに放電され、その後、バス線路６と電流ドレイン３との間のスイッチング部材の開放時に、設定された目標値に達する。
【００４６】
択一的または付加的に、線路１４の電位が基準電圧源８によって高められ、この電位がコンパレータ４に供給される。このようなケースにおいてコンパレータ４は、バス線路６が供給電圧と基準電圧源８の電圧との総計に相応する電位を有している場合に、電流源２をバス線路６から分断するために使用される。このようにして、基準電圧源８によって、問い合わせ信号の最大振幅が監視される。当然ながら、コンパレータ４のスイッチング時間を補償するために、信号が、データバス６と電流源２の間の線路接続を開放するためにトリガされる。これは、コンパレータ７との関連においてあらわされている。
コンパレータ１２と電流ドレイン９との間のデータ交換並びに、コンパレータ７と電流ドレイン３の間のデータ交換およびコンパレータ４と電流ドレイン２との間のデータ交換は、本発明の実施形態に応じて、デジタルデータストリームまたはアナログ調節信号として行われる。
【００４７】
図２には、矩形信号の時間的経過が示されている。これは図１に示された、本発明の装置によって生成されたものである。時間ｔに対する、データバス６上の電圧ＶＢＵＳが示されている。
【００４８】
図２では、静電流に基づいて設定された電圧は値Ｖ０を有している。供給電流源１はデータバス６上にセンサ５を給電するためにこれを出力する。時点ｔ１で電流源２は、バス線路６と接続される。これによってバス容量１６は、より高い電位にまで充電される。
【００４９】
時点ｔ２で、バス容量は、所望の電圧レベルに達する。これは、供給電圧Ｖ０と基準電圧源８の基準電圧ＶＡの総計から成る。このような電位に達すると、コンパレータ４によって電流源２は次のように調整される。すなわち、バス線路６の電位が、所望のレベルで保持されるように調整される。時点ｔ３で、問い合わせ信号の立下がりエッジが形成される。従って、時点ｔ３で電流源２はバス線路６から分離される。同時に電流ドレイン３が、バス線路６と接続される。このようにしてバス線路６のバス容量１６は、電流ドレイン３を介して放電される。
【００５０】
時点ｔ４ではバス容量１６は、供給電圧レベルＶ０まで放電される。このことはコンパレータ７によって識別される。なぜなら、線路１４とデータバス６との間の電圧差はほぼ０だからである。従って、時点ｔ４で電流ドレイン３はバス線路６から分離される。バス線路６はここで再び、供給電圧レベルＶ０を有する。これは、センサ部材５の供給電流に基づいて設定される。
【００５１】
図３は比較のために信号経過特性を示している。この信号経過はコンパレータ７の介入無しに、かつ抵抗Ｒ２および電流ドレイン９による、本発明の電圧検出なしに生成されたものである。まずはバス線路６は、既に図２に関して説明された電位Ｖ０にある。同じように、立上がりエッジが時点ｔ１とｔ２の間で生成される。時点ｔ３まで、バス容量１６は所望の電位に留まる。バス容量を放電するために、電流ドレイン３は、ｔ３とｔ４との間の所定の時間期間の間、バス線路６と接続される。この時間期間はここで、経験的にこれが、電圧レベルＶ０までのバス容量の放電に十分であるように選択される。
【００５２】
しかし図３から分かるように、時点ｔ３とｔ４の間の放電時間はこの場合には十分ではない。これは例えば、バス容量が元来想定されていたものよりも大きいことが原因である。しかし供給電流と供給電圧Ｖ０の変動が原因で、図３に示された状況は次のことによっても生じてしまう。すなわち、供給電圧Ｖ０が時点ｔ４で想定されていたものよりも低いことによっても生じてしまう。最後に、図３内に示された信号経過特性の原因は、センサ５の電流需要または電流ドレイン３の放電電流が、元来想定されていたものよりも低いということでもある。
【００５３】
この場合にはバス電荷は、時点ｔ４でのバス線路６からの電流ドレイン３の分断後に、不所望の高い電位に留まってしまう。これは、以降で、リーク電流およびセンサ５による電流受容によって放電される。時点ｔ５になってはじめて、バス線路は、所望の電位に設定される。
【００５４】
図４は、別の信号形状を示している。これは従来技術に即しており、コンパレータ７を用いずに形成されたものである。この場合にも、矩形パルスの生成は時点ｔ３までは、図２および３に関連して説明したように延在する。時点ｔ３では電流ドレイン３は、所定の持続時間の間、バス線路６と接続される。
【００５５】
しかし図４に示されているように、ｔ３とｔ４の間の放電時間は過度に長く選択されている。これは例えば次のことと関連している。すなわちバス容量１６が元来、想定されていたものよりも小さい、または供給電圧レベルＶ０が元来想定していたものよりも大きいことと関連している。さらに、図４に示された信号経過特性の原因は、センサ５の電流需要または電流ドレイン３の放電電流が、元来想定されていたものよりも大きいということでもあり得る。この場合にはバス容量１６は、時点ｔ４まで、電位Ｖ０を下回って放電される。これによって、センサ５の供給電圧の電圧崩壊が生じ、センサの機能にエラーが生じる。時点ｔ４後にはじめて、電流ドレイン３がバス線路６から分断されると、供給電流源１は、バス線路６を再び、所望の電圧レベルまで充電する。従って矩形パルス生成前の電圧レベルＶ０に、時点ｔ５ではじめて達する。
【００５６】
当然ながら当業者には、本発明が図示の実施例に制限されないことが自明である。むしろ、本発明の転換時には、本発明自体を実質的に変えることなく、修正および変更が行われ得る。従ってこの明細書は本発明を制限するものとして見なされるべきではなく、本発明を説明するものとして見なされるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの測定量を検出するための装置に関する。ここで、前記装置によって少なくとも１つのデータバスが供給される。このデータバスは、測定量を検出するための少なくとも１つのセンサと接続される。ここでこのセンサには、データバスを介して、供給電流源によって供給電流が供給される。この装置は、データバス上に設定された信号形状を有する問い合わせ信号を形成することができる装置を含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は例えば、自動車の制御機器内で使用される。ここでこの制御機器はデータバスを供給し、このデータバスを介して、複数のセンサがシリアルに制御機器に接続される。これらのセンサによって検出された測定量を用いて制御機器は、自動車の機能を開ループ制御するないしは閉ループ制御する。この機能は例えばシートベルトプリテンショナー、エアバック、エンジンの動作状態等である。
【０００３】
ＤＥ１９８５９１７８Ｃ１号から、自動車内でデータを伝送するための方法が知られている。ここではサテライトステーション、例えば衝突センサが、間接的な電流インタフェースを用いて、中央制御機器に接続されている。データ伝送線路はここでワイヤ接続式インタフェースである。このワイヤ接続式インタフェースは一方では、サテライトステーションに電気的エネルギーを供給するために用いられる。さらに、サテライトステーションから中央ステーションへ伝送されるべきデータが、サテライトステーションの既存の静電流に電流パルスの形で重畳される。
【０００４】
しかしこのような従来技術で欠点となるのは、データが、間接的にしか、サテライトステーションから制御機器へ伝送されないことである。さらに各サテライトステーションは、固有のワイヤ接続式インタフェースを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１９８５９１７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術から出発して、本発明の課題は、複数のセンサないしサテライトステーションを、制御機器での個々の線路接続によって作動させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題は、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置であって、当該装置によって少なくとも１つのデータバス（６）が供給され、当該データバスは、前記測定量を検出するための少なくとも１つのセンサ（５）と接続可能であり、ここで当該センサ（５）には、前記データバス（６）を介して、内部抵抗Ｒｉを備えた供給電流源（１）によって供給電流ＩＢＵＳが供給され、前記装置は、前記データバス（６）上に設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号を形成することができる装置（２、３）を含んでいる形式のものにおいて、前記装置は、前記供給電流源（１）の電圧を検出するための装置（Ｒ１、１２、Ｒ２、９、７）を有しており、ここで抵抗Ｒ２および電流ドレイン（９）から成る直列回路が設けられており、ここで当該直列回路はデータバス（６）に対して並列に配置されており、前記電流ドレイン（９）は、電流ＩＢを排出するように設けられており、当該電流は
【数１】
によってあらわされる、ことを特徴とする、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置によって解決される。さらに上述の課題は、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法であって、当該センサは、測定量を転送するためのデータバス（６）と接続されており、当該センサに、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源（１）を用いて、供給電流ＩＢｕｓを前記データバスを介して供給し、ここで前記測定量の検出を、前記データバス（６）上の設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号によってトリガする形式の方法において、抵抗Ｒ２と電流ドレイン（９）から成る直列回路を設けることによって前記供給電流源（１）の電圧を定め、前記直列回路をデータバス（６）に対して並列に配置し、前記電流ドレイン（９）を介して電流ＩＢを排出し、当該電流は
【数２】
によってあらわされる、ことを特徴とする、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法によって解決される。さらに上述の課題は、プログラムコードを有するコンピュータプログラムであって、機械読み出し可能な担体上に格納されており、コンピュータ上で当該コンピュータプログラムが実施される場合に、上述の方法を実施する、ことを特徴とする、プログラムコードを有するコンピュータプログラムによって解決される。さらに上述の課題は、上述の装置を有する集積回路によって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による回路の１つの実施形態のブロック回路図
【図２】問い合わせ信号の所望の電圧経過特性
【図３】放電電流ドレインが早期にスイッチオフされる場合の、問い合わせ信号の時間的な経過特性
【図４】放電電流ドレインが後で分離される場合の問い合わせ信号の信号経過特性
【発明を実施するための形態】
【０００９】
前述の課題は本発明に従って、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置によって解決される。ここで、この装置によって少なくとも１つのデータバスが供給される。このデータバスは、測定量を検出するための少なくとも１つのセンサと接続される。ここでこのセンサには、データバスを介して、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源によって、供給電流ＩＢｕｓが供給可能である。この装置は、所定の信号形状を有している問い合わせ信号をデータバス上に生成する装置を含んでいる。ここでこの装置は、供給電流源の電圧を検出するための装置を有しており、ここでは抵抗Ｒ２と電流ドレイン（Stromsenke）から成る直列回路が設けられている。ここでこの直列回路は、データバスに対して並列に配置されており、電流ドレインは電流ＩＢを排出するように設けられている。この電流ＩＢは
【数３】
によってあらわされる。
【００１０】
さらに、この課題の解決方法は、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法である。ここでこのセンサは、測定量を転送するためのデータバスと接続されており、このセンサには、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源を用いて、供給電流ＩＢｕｓがデータバスを介して供給される。ここで測定量の検出は、データバス上の所定の信号形状の問い合わせ信号によってトリガされる。ここで供給電流源の電圧が定められる。ここでは抵抗Ｒ２と電流ドレインから成る直列回路が設けられている。ここでこの直列回路はデータバスに対して並列に配置されており、この電流ドレインを介して電流ＩＢが排出される。この電流ＩＢは
【数４】
によってあらわされる。
【００１１】
本発明による装置は例えば、車両内の内燃機関のエンジン制御機器である。択一的または付加的に、この装置はセーフティ機能を制御する。これは例えば、エアバック装置またはパイロ技術によるシートベルトプリテンショナーのトリガである。本発明の別の実施形態ではこの装置は、コンフォート機能を担う。これは例えば、電気的パワーウィンドウ、スライディングルーフまたは補助ヒータの駆動制御である。
【００１２】
測定量を検出するために、少なくとも１つのセンサが設けられている。これは例えば温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等である。このセンサには電子回路が備えられている。この電子回路はセンサデータを処理し、センサデータを、データバスを介したデータ伝送に適した形に変形する。
【００１３】
このために、電子回路は例えばＡ/Ｄ変換器、コンパレータ、メモリ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等を有している。この電子回路は、センサ部材とともにモノリシックに、半導体基板上に集積される。択一的にこの電子回路を、センサと別個に構成することもできる。この場合には、この電子回路とセンサ部材は、回路担体上で相互に接続される。これは例えば導体プレートまたはボンディングワイヤによって行われる。その他に、この回路は別の機能を実施する。これは例えばデータの妥当性検査またはセンサの自己テストである。
【００１４】
提案した装置は、データバスを供給する。このデータバスは少なくとも２つの電気導体を有している。ここでこの電気導体が車体金属板によって構成されてもよい。電気導体は一方ではセンサを給電するために用いられ、属する電子回路に電気エネルギーを供給する。従って、この装置の作動開始後に、データバス上に静電流ＩＢＵＳが流れる。これは、使用されているセンサの数および種類に依存する。
【００１５】
センサから本発明による装置へのデータ伝送は、問い合わせ信号によって開始される。この問い合わせ信号は、データバス上のこのために設定されている装置によって出力される。問い合わせ信号は符号化を有し得る。ここでこの符号化によって、センサのサブグループが、バスに接続されている全てのセンサから選択される。
【００１６】
例えば、問い合わせ信号は矩形パルスを含む。この矩形パルスはセンサによって受信される。センサは例えば、矩形パルスの立上がりエッジまたは立下がりエッジによってトリガされる。従ってこれは、データバス上の生成されたデータを出力する。ここで、各センサには、矩形パルスの受信後に時間窓が割り当てられる。この時間窓内でセンサはデータを送信する。このようにして、種々のセンサデータが重畳するのが阻止される。
【００１７】
データバスに接続されているセンサの数によってデータバスの容量は変化し、センサの数によってデータバスの静電流が変化するので、矩形パルスのエッジ急峻性および／または最大振幅は、矩形パルスの所定の電流強度のもとで変化する。従って本発明では、立下がりエッジを生成するためにバス容量を、放電電流ドレインを介して定めて放電することを提案する。ここでさらに、センサでの電圧崩壊を回避するために、矩形信号が生成される直前の値まで供給電流源の出力電圧が低減されると、放電電流ドレインを適時にスイッチオフすることが必要である。
【００１８】
本発明の発展形態では、矩形パルスの電圧振幅も、所定の許容公差内に保証されるべきである。矩形パルスの電圧振幅はここで、矩形パルス生成の直前の供給電流源の出力電圧と矩形パルスの最大電圧との間での電圧差で定められる。
【００１９】
矩形パルスを生成する前の供給電流源の電圧を測定するのに本発明では、抵抗Ｒ２と電流ドレインから成る直列回路を用いることを提案する。ここでこの直列回路はデータバスに対して並列に配置されている。直列回路の抵抗Ｒ２はここで、供給電流源の内部抵抗ＲＩよりも所定のファクタだけ大きい。内部抵抗ＲＩはここで、少なくとも１つのトランジスタの抵抗によって構成される。このトランジスタは供給電流を閉ループ制御するために使用される。さらに測定抵抗Ｒ１は内部抵抗ＲＩに分類される。これは、供給電流を測定する、および／またはデータストリームを検出するためにデータバス内に配置されている。
【００２０】
ここで電流ドレインは次のように閉ループ制御される。すなわち電流ドレインを介して電流ＩＢが排出するように閉ループ制御される。ここでこの電流は、抵抗Ｒ２が供給電流源の内部抵抗ＲＩを上回っているファクタと同じ、設定可能なファクタぶんだけ低い。従って電流ドレインを介して電圧が設定される。これは測定精度の枠内で、供給電流源の電圧に相応する。
【００２１】
ここで電流ドレインを介した電圧は基準電圧として使用される。これによって、放電電流ドレインは適切な時点で閉成され、センサの供給電圧における下方振動が回避される。択一的または付加的に、電圧は、電流ドレインを介して、矩形パルスの振幅に対する基準として使用される。本発明の実施形態ではこのために、電流ドレインを介して電圧に付加的な基準電圧が加えられる。
【００２２】
電流ドレインを閉ループ制御するために、これには、供給電流源の測定された供給電流が供給される。これはデジタル測定値またはアナログ測定値として生じる。供給電流の所望の部分での電流ドレインのこの調整は、例えばＰＩ調整器またはＰＩＤ調整器を介して行われる。しかし当然ながら、別の閉ループ制御コンセプトも当業者には公知であり、本発明の目的のために使用可能である。
【００２３】
本発明の装置は、本発明の１つの実施形態において、集積回路の形状で存在する。この集積回路はここで例えば電気抵抗、コンデンサ、トランジスタおよびダイオードを含む。これらは、本発明で提案された機能が実現されるように協働する。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、本発明の装置はマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを有しており、この上には、提案された回路の少なくとも１つの機能が、少なくとも部分的にソフトウェアの形状で後から構成される。ソフトウェアはここで、各機能がマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現されるように構成されている。ソフトウェアを格納するために、殊にＥＰＲＯＭメモリまたはフラッシュメモリが適している。しかし当然ながら、別のコンピュータ読み出し可能な記憶媒体も当業者に公知であり、本発明の目的のために使用可能である。
【実施例】
【００２５】
以下で本発明を、図面に基づいてより詳細に説明する。しかし一般的な本発明の考えはこれによって制限されない。
【００２６】
図１には本発明による装置のブロック回路図が示されている。この装置は、供給電流源１を有している。この供給電流源１には、動作電圧が接続端子１３を介して供給される。この動作電圧は例えば、車両の搭載電源網のことである。従って、動作電圧１３は、その時々の車両の動作状態によって変動する。本発明の別の実施形態では、動作電圧１３が、開放された電流網のネットワーク部分または変圧器によって供給されてもよい。
【００２７】
さらに、供給電流源１にはデータバル６が接続されている。データバス６はここで少なくとも２つの電気的導体を含んでいる。場合によっては１つの導体は車体金属板によって構成される。
【００２８】
データバス６には少なくとも１つのセンサ５が接続される。場合によっては、複数のセンサが設けられる。これは例えば２〜２０個である。センサ５の数はここで、異なる製造者の異なる車両、または同じ車両の異なる構成バリエーションにおいて異なる。
【００２９】
センサ５の各々は、測定量を検出するためのセンサ部材を含んでおり、この測定量は例えば温度、加速度、ヨーレート、回転角度、速度等である。付加的に各センサ５は評価回路を含んでいる。これは例えばＡ／Ｄ変換器を含んでいる。さらに、センサの自己テスト、データの妥当性検査、較正、データ領域またはさらなる機能の低減のための構造グループがセンサ５内に組み込まれる。各センサは、その作動のために必要な静電流５を検出する。さらに各センサは、データバス６のバス線路と同じように電気容量を有している。この寄生容量は、図１では、容量１６によってあらわされている。
【００３０】
センサ５は、問い合わせ信号を受信するように構成されている。問い合わせ信号の受信後、センサは、データをデータバス６を介して、供給電流源１へ供給する。このデータはここで例えば初期化信号、エラー信号または測定値を含んでいる。ここでこのデータは電流パルスの形状で、既存の静電流に重畳される。異なるセンサの異なるデータの重畳を回避するために、各センサは、固定されて時間窓を得る。センサはこの時間窓内で、問い合わせ信号の受信後に自身のデータを送出する。
【００３１】
供給電流源１内では、データバス６内に、電気抵抗Ｒ１が位置している。この電気抵抗で電圧が降下する。この電圧は、バス６上の静電流ＩＢｕｓに比例する。さらに抵抗Ｒ１で電圧が下降する。これは、センサ５から出力された電流パルスに依存して変調される。抵抗Ｒ１で下降する電圧は、測定装置１１によって測定される。ここでこの測定装置１１は、変調された信号成分、すなわち、静電流ＩＢＵＳに由来する電圧成分を上回る、ないしは下回る、抵抗Ｒ１での電圧成分の測定に用いられる。信号電圧のこのような成分は、測定装置１１から、データ信号Ｄａｔａ＿ｏｕｔとして、後続の回路部分に転送される。後続の回路分は例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、メモリ、デジタル信号プロセッサまたはアクチュエータを含む。これによって、センサ５の測定信号に依存して、車両内または車両内燃機関の機能が実施される。
【００３２】
測定装置１１が静電流ＩＢＵＳを上回っているないしは下回っている成分を確実に求めることができるように、静電流ＩＢＵＳの成分が、別の測定装置１２によって求められる。この静電流成分ＩＢＵＳは、測定装置１１でのトリガ閾値を特定するために供給される。さらにこの測定装置１２によって測定された静電流ＩＢＵＳは、静電流ＩＢＵＳを設定可能な目標値に調整するために用いられる。測定装置１１および／または１２としては例えば、コンパレータまたは演算増幅器が使用される。
【００３３】
静電流ＩＢＵＳは、センサの電流受容および供給電圧に依存して設定される。本発明の別の実施形態では、静電流ＩＢＵＳの目標値は、データバス６に接続されているセンサ５の数およびタイプに依存して設定され、調整装置１７によって調整される。調整装置１７はここで例えば、ＰＩ調整器またはＰＩＤ調整器を含んでいる。調整装置１７は、ハードウェアとしてまたはソフトウェアとして実現される。後者の場合にはマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサが使用可能であり、このマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサ上で、調整装置１７のソフトウェアが実施される。実際値に影響を与えるために、可変抵抗部材が供給される。これは例えば、電界効果トランジスタ１０である。これは、供給電流源１からバス線路６に供給された電流に次のように影響を与える。すなわち、供給電流ＩＢＵＳの所望の目標値が設定されるように影響を与える。
【００３４】
データバス６上に問い合わせ信号を生成するために、電流源２と電流ドレイン３が使用される。電流源２はここでより高い電位１５と接続されている。これは、バス線路６上の、供給電流に基づいて設定される供給電圧よりも高い。
【００３５】
電流ドレイン３はより低い電位と接続されており、例えばアース電位と接続されている。
【００３６】
問い合わせ信号は例えば矩形パルス、正弦波信号、三角信号または鋸歯状信号であってよい。以下では模範例として、問い合わせ信号としての矩形パルスの生成を説明する。
【００３７】
供給電流源１の供給電圧上にポジティブな矩形信号を生成するために第１の電流源２は、バス線路６を、電流源１の電位よりも高い電位と接続する。これによって電流は電流源２からバス線路６内に流れる。この電流はバス容量１６を充電し、これをより高い電位にする。このようにして、矩形パルスの立ち上がりエッジが生じる。
【００３８】
矩形パルスの長さに相応する所定の持続時間の後、より高い電位１５を有する電流源２が、バス線路６から別個にされる。バス線路６の容量１６はここで、リーク電流および電流負荷を介して、これが再び供給電流源１の電位を有するまでセンサ５を放電させる。しかしこのように生成された立下がりエッジは、一定のエッジ急峻性を有していない。むしろ、エッジ急峻性はバス線路６の容量およびセンサ５の電流需要によって変化する。所定のエッジ急峻性と、立下がりエッジの形状との差を補償するために、電流ドレイン３が設けられている。電流ドレイン３は低い電位、例えばアース電位と接続されている。
【００３９】
電流ドレイン３を介して流出する電流は次のように選択される。すなわち、バス線路６の容量１６がより高い電位から元来の電位まで、所定時間内で、すなわち所定のエッジ急峻性で放電されるように選択される。
【００４０】
センサでの電圧崩壊を回避するために、供給電流源１の電圧に到達した時に、電流ドレイン３をバス線路６から分離することが必要である。供給電流源１の電圧を介して矩形パルスの所定の最大振幅を保証するために、電流源２は、所定の最大振幅に達したときに、バス線路６から分離されなければならない。このために、電流供給源１の調整装置１７による供給電流ＩＢＵＳの調整に基づいて設定される、データバス６上の電圧を測定することが必要である。
【００４１】
このために抵抗Ｒ２並びに電流ドレイン９が使用される。抵抗Ｒ２はここで、所定のファクタだけ、供給電流源１の内部抵抗よりも大きい。供給電流源１の内部抵抗はここで殊に、測定抵抗Ｒ１の大きさおよび調整素子１０のスイッチオン抵抗、すなわち使用される電界効果トランジスタ１０のソース・ドレイン抵抗によって形成される。本発明の有利な実施形態では、抵抗Ｒ２の電気抵抗は、供給電流源１の内部抵抗の約１０〜１００倍である。
【００４２】
抵抗Ｒ２を介して排出される電流は、調整可能な電流ドレイン９によってコントロールされる。バス線路６上で流れる供給電流に依存した、電流ドレイン９の開ループ制御および／または閉ループ制御を保証するために、供給電流の実際値の測定値はコンパレータ１２を介して求められ、電流ドレイン９の線路１８を介して供給される。従ってバス線路６上の供給電流の変化時にも、電流ドレイン９を通って流れる電流が常に整合される。従って、電流ドレイン９を通って流れる電流は、バス線路６内のセンサ５の供給電流の設定可能部分に相応する。このような部分はファクタの逆数に相応する。このファクタぶんだけ、抵抗Ｒ２は電流源１の内部抵抗Ｒｉよりも大きい。従って、電流ドレイン９内を流れる電流ＩＢは、データバス６上の静電流ＩＢＵＳに等しく、抵抗の比と乗算される。
【００４３】
本発明では、この場合には電流ドレイン９を介して次のような電圧が下降することが知られている。すなわち、供給電流源１からの供給電流ＩＢＵＳが流れると、データバス６上で設定される電圧である。
【００４４】
データ信号による電流ドレイン９を介した電流の変調を阻止するため、または、低減するために、本発明の発展形態において次のことを提案する。すなわちコンパレータ１２を通って流れる静電流を時定数で走査することを提案する。この時定数は、データバス６上のデータ信号の象徴的な持続(Symboldauer)時間よりも大きい。
【００４５】
コンパレータないし調整装置７はここで、線路１４とデータバス６との間の電圧差が所定の値、例えば０に達すると、バス線路６に対する電流ドレイン３の接続を中断するために使用される。このようにして、データバス６のバス容量１６が、電流ドレイン３を介して、センサ５の供給電圧が許容値を下回って低下するまで放電される。電流ドレイン３のスイッチング時間を考慮するために、本発明の発展形態において、電位が０と異なるときに既に、コンパレータ７によって、電流ドレイン３の接続を分離するための信号がトリガされてもよい。この場合には、バス容量は、スイッチング遅延の間にさらに放電され、その後、バス線路６と電流ドレイン３との間のスイッチング部材の開放時に、設定された目標値に達する。
【００４６】
択一的または付加的に、線路１４の電位が基準電圧源８によって高められ、この電位がコンパレータ４に供給される。このようなケースにおいてコンパレータ４は、バス線路６が供給電圧と基準電圧源８の電圧との総計に相応する電位を有している場合に、電流源２をバス線路６から分断するために使用される。このようにして、基準電圧源８によって、問い合わせ信号の最大振幅が監視される。当然ながら、コンパレータ４のスイッチング時間を補償するために、信号が、データバス６と電流源２の間の線路接続を開放するためにトリガされる。これは、コンパレータ７との関連においてあらわされている。
コンパレータ１２と電流ドレイン９との間のデータ交換並びに、コンパレータ７と電流ドレイン３の間のデータ交換およびコンパレータ４と電流ドレイン２との間のデータ交換は、本発明の実施形態に応じて、デジタルデータストリームまたはアナログ調節信号として行われる。
【００４７】
図２には、矩形信号の時間的経過が示されている。これは図１に示された、本発明の装置によって生成されたものである。時間ｔに対する、データバス６上の電圧ＶＢＵＳが示されている。
【００４８】
図２では、静電流に基づいて設定された電圧は値Ｖ０を有している。供給電流源１はデータバス６上にセンサ５を給電するためにこれを出力する。時点ｔ１で電流源２は、バス線路６と接続される。これによってバス容量１６は、より高い電位にまで充電される。
【００４９】
時点ｔ２で、バス容量は、所望の電圧レベルに達する。これは、供給電圧Ｖ０と基準電圧源８の基準電圧ＶＡの総計から成る。このような電位に達すると、コンパレータ４によって電流源２は次のように調整される。すなわち、バス線路６の電位が、所望のレベルで保持されるように調整される。時点ｔ３で、問い合わせ信号の立下がりエッジが形成される。従って、時点ｔ３で電流源２はバス線路６から分離される。同時に電流ドレイン３が、バス線路６と接続される。このようにしてバス線路６のバス容量１６は、電流ドレイン３を介して放電される。
【００５０】
時点ｔ４ではバス容量１６は、供給電圧レベルＶ０まで放電される。このことはコンパレータ７によって識別される。なぜなら、線路１４とデータバス６との間の電圧差はほぼ０だからである。従って、時点ｔ４で電流ドレイン３はバス線路６から分離される。バス線路６はここで再び、供給電圧レベルＶ０を有する。これは、センサ部材５の供給電流に基づいて設定される。
【００５１】
図３は比較のために信号経過特性を示している。この信号経過はコンパレータ７の介入無しに、かつ抵抗Ｒ２および電流ドレイン９による、本発明の電圧検出なしに生成されたものである。まずはバス線路６は、既に図２に関して説明された電位Ｖ０にある。同じように、立上がりエッジが時点ｔ１とｔ２の間で生成される。時点ｔ３まで、バス容量１６は所望の電位に留まる。バス容量を放電するために、電流ドレイン３は、ｔ３とｔ４との間の所定の時間期間の間、バス線路６と接続される。この時間期間はここで、経験的にこれが、電圧レベルＶ０までのバス容量の放電に十分であるように選択される。
【００５２】
しかし図３から分かるように、時点ｔ３とｔ４の間の放電時間はこの場合には十分ではない。これは例えば、バス容量が元来想定されていたものよりも大きいことが原因である。しかし供給電流と供給電圧Ｖ０の変動が原因で、図３に示された状況は次のことによっても生じてしまう。すなわち、供給電圧Ｖ０が時点ｔ４で想定されていたものよりも低いことによっても生じてしまう。最後に、図３内に示された信号経過特性の原因は、センサ５の電流需要または電流ドレイン３の放電電流が、元来想定されていたものよりも低いということでもある。
【００５３】
この場合にはバス電荷は、時点ｔ４でのバス線路６からの電流ドレイン３の分断後に、不所望の高い電位に留まってしまう。これは、以降で、リーク電流およびセンサ５による電流受容によって放電される。時点ｔ５になってはじめて、バス線路は、所望の電位に設定される。
【００５４】
図４は、別の信号形状を示している。これは従来技術に即しており、コンパレータ７を用いずに形成されたものである。この場合にも、矩形パルスの生成は時点ｔ３までは、図２および３に関連して説明したように延在する。時点ｔ３では電流ドレイン３は、所定の持続時間の間、バス線路６と接続される。
【００５５】
しかし図４に示されているように、ｔ３とｔ４の間の放電時間は過度に長く選択されている。これは例えば次のことと関連している。すなわちバス容量１６が元来、想定されていたものよりも小さい、または供給電圧レベルＶ０が元来想定していたものよりも大きいことと関連している。さらに、図４に示された信号経過特性の原因は、センサ５の電流需要または電流ドレイン３の放電電流が、元来想定されていたものよりも大きいということでもあり得る。この場合にはバス容量１６は、時点ｔ４まで、電位Ｖ０を下回って放電される。これによって、センサ５の供給電圧の電圧崩壊が生じ、センサの機能にエラーが生じる。時点ｔ４後にはじめて、電流ドレイン３がバス線路６から分断されると、供給電流源１は、バス線路６を再び、所望の電圧レベルまで充電する。従って矩形パルス生成前の電圧レベルＶ０に、時点ｔ５ではじめて達する。
【００５６】
当然ながら当業者には、本発明が図示の実施例に制限されないことが自明である。むしろ、本発明の転換時には、本発明自体を実質的に変えることなく、修正および変更が行われ得る。従ってこの明細書は本発明を制限するものとして見なされるべきではなく、本発明を説明するものとして見なされるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置であって、
当該装置によって少なくとも１つのデータバス（６）が供給され、
当該データバスは、前記測定量を検出するための少なくとも１つのセンサ（５）と接続可能であり、ここで当該センサ（５）には、前記データバス（６）を介して、内部抵抗Ｒｉを備えた供給電流源（１）によって供給電流ＩＢＵＳが供給され、
前記装置は、前記データバス（６）上に設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号を形成することができる装置（２、３）を含んでいる形式のものにおいて、
前記装置は、前記供給電流源（１）の電圧を検出するための装置（Ｒ１、１２、Ｒ２、９、７）を有しており、ここで抵抗Ｒ２および電流ドレイン（９）から成る直列回路が設けられており、
ここで当該直列回路はデータバス（６）に対して並列に配置されており、
前記電流ドレイン（９）は、電流ＩＢを排出するように設けられており、当該電流は
【数１】
によってあらわされる、
ことを特徴とする、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置。
【請求項２】
少なくとも１つのコンパレータ（４、７）が設けられており、これによって、前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と前記データバス（６）の導体との間の電位差が測定され、
前記問い合わせ信号を形成するための装置（２、３）は、前記コンパレータ（４、７）の出力に依存して開ループ制御および／または閉ループ制御される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と、前記コンパレータ（４）の入力側との間に、基準電圧源（８）が配置されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
抵抗（Ｒ１）が設けられており、当該抵抗はデータバス（６）の導体と直列接続され、 前記供給電流源（１）の作動時に当該抵抗（Ｒ１）を介して降下する電圧は、少なくとも、前記電流ドレイン（９）を閉ループ制御するために設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
Ａ／Ｄ変換器（１２）が設けられており、当該Ａ／Ｄ変換器は、前記抵抗（Ｒ１）を介して降下した電圧をデジタル化し、
前記電流ドレイン（９）は目標値設定をデジタルに受信するように構成されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法であって、
当該センサは、測定量を転送するためのデータバス（６）と接続されており、当該センサに、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源（１）を用いて、供給電流ＩＢｕｓを前記データバスを介して供給し、
ここで前記測定量の検出を、前記データバス（６）上の設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号によってトリガする形式の方法において、
抵抗Ｒ２と電流ドレイン（９）から成る直列回路を設けることによって前記供給電流源（１）の電圧を定め、
前記直列回路をデータバス（６）に対して並列に配置し、前記電流ドレイン（９）を介して電流ＩＢを排出し、当該電流は
【数２】
によってあらわされる、
ことを特徴とする、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法。
【請求項７】
少なくとも１つのコンパレータ（４、７）によって、前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と前記データバス（６）の導体との間の電位差を測定し、
前記問い合わせ信号を形成するための装置（２、３）を、前記コンパレータ（４、７）の出力に依存して開ループ制御および／または閉ループ制御する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と、前記コンパレータ（７）の入力側との間に、基準電圧（８）を印加する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記供給電流ＩＢＵＳを測定するために、抵抗（Ｒ１）での電圧降下を特定し、
当該抵抗を前記データバス（６）の導体と直列接続し、
前記電圧降下を少なくとも、前記電流ドレイン（９）の閉ループ制御のために用いる、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
プログラムコードを有するコンピュータプログラムであって、
機械読み出し可能な担体上に格納されており、
コンピュータ上で当該コンピュータプログラムが実施される場合に、請求項６から９までのいずれか１項に記載された方法を実施する、
ことを特徴とする、プログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項１から５までのいずれか１項に記載された装置を有する集積回路。
【請求項１】
少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置であって、
当該装置によって少なくとも１つのデータバス（６）が供給され、
当該データバスは、前記測定量を検出するための少なくとも１つのセンサ（５）と接続可能であり、ここで当該センサ（５）には、前記データバス（６）を介して、内部抵抗Ｒｉを備えた供給電流源（１）によって供給電流ＩＢＵＳが供給され、
前記装置は、前記データバス（６）上に設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号を形成することができる装置（２、３）を含んでいる形式のものにおいて、
前記装置は、前記供給電流源（１）の電圧を検出するための装置（Ｒ１、１２、Ｒ２、９、７）を有しており、ここで抵抗Ｒ２および電流ドレイン（９）から成る直列回路が設けられており、
ここで当該直列回路はデータバス（６）に対して並列に配置されており、
前記電流ドレイン（９）は、電流ＩＢを排出するように設けられており、当該電流は
【数１】
によってあらわされる、
ことを特徴とする、少なくとも１つの測定量を検出するように構成されている装置。
【請求項２】
少なくとも１つのコンパレータ（４、７）が設けられており、これによって、前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と前記データバス（６）の導体との間の電位差が測定され、
前記問い合わせ信号を形成するための装置（２、３）は、前記コンパレータ（４、７）の出力に依存して開ループ制御および／または閉ループ制御される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と、前記コンパレータ（４）の入力側との間に、基準電圧源（８）が配置されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
抵抗（Ｒ１）が設けられており、当該抵抗はデータバス（６）の導体と直列接続され、 前記供給電流源（１）の作動時に当該抵抗（Ｒ１）を介して降下する電圧は、少なくとも、前記電流ドレイン（９）を閉ループ制御するために設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
Ａ／Ｄ変換器（１２）が設けられており、当該Ａ／Ｄ変換器は、前記抵抗（Ｒ１）を介して降下した電圧をデジタル化し、
前記電流ドレイン（９）は目標値設定をデジタルに受信するように構成されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法であって、
当該センサは、測定量を転送するためのデータバス（６）と接続されており、当該センサに、内部抵抗Ｒｉを有する供給電流源（１）を用いて、供給電流ＩＢｕｓを前記データバスを介して供給し、
ここで前記測定量の検出を、前記データバス（６）上の設定可能な信号形状を有する問い合わせ信号によってトリガする形式の方法において、
抵抗Ｒ２と電流ドレイン（９）から成る直列回路を設けることによって前記供給電流源（１）の電圧を定め、
前記直列回路をデータバス（６）に対して並列に配置し、前記電流ドレイン（９）を介して電流ＩＢを排出し、当該電流は
【数２】
によってあらわされる、
ことを特徴とする、少なくとも１つのセンサを用いた測定量の検出方法。
【請求項７】
少なくとも１つのコンパレータ（４、７）によって、前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と前記データバス（６）の導体との間の電位差を測定し、
前記問い合わせ信号を形成するための装置（２、３）を、前記コンパレータ（４、７）の出力に依存して開ループ制御および／または閉ループ制御する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記電流ドレイン（９）の端子（１４）と、前記コンパレータ（７）の入力側との間に、基準電圧（８）を印加する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記供給電流ＩＢＵＳを測定するために、抵抗（Ｒ１）での電圧降下を特定し、
当該抵抗を前記データバス（６）の導体と直列接続し、
前記電圧降下を少なくとも、前記電流ドレイン（９）の閉ループ制御のために用いる、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
プログラムコードを有するコンピュータプログラムであって、
機械読み出し可能な担体上に格納されており、
コンピュータ上で当該コンピュータプログラムが実施される場合に、請求項６から９までのいずれか１項に記載された方法を実施する、
ことを特徴とする、プログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項１から５までのいずれか１項に記載された装置を有する集積回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−４００４９（Ｐ２０１０−４００４９Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８３０７５（Ｐ２００９−１８３０７５）
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]