汽车里的控制器和传感器的制作方法

xiaoxiao2020-7-7  16

专利名称:汽车里的控制器和传感器的制作方法
背景技术
本发明涉及车辆中的按照独立权利要求的前序部分的一种控制器或者说一种传感器。
发明优点车辆中的按照本发明的控制器或者说按照本发明的传感器的优点是集中地由控制器中的一个处理器产生用于所连接的传感器的脉冲,该脉冲用于传感器工作,而最好用于传感器测量。这减小了电路的费用,因为这样每个传感器不必配有自身的用于产生脉冲的装置,也就是说不用分别配有一个例如传感器之间的振荡器。更确切地说,用于产生脉冲的中央布置的装置就其可靠性和频率精度来说,由于一般对于整个系统脉冲有更高的要求,因而可以更精确地实现。因而尤其在使用这种控制器和传感器的回拉系统中可以实现更精确的触发时间,这是因为取决于传感器值的公差的调定精度改善了。因此首先更容易应用于各种不同的碰撞类型和车辆类型。同时可以达到小于10-4%的精度。尤其是如果此时应用一种石英振荡器的话。中央布置的陶瓷谐振器也具有小的公差,通常小于0.3%。这种精确度允许使起始过滤角频的公差带限制到大约小于5%。因此提高了传感器测量精度,并因而使回拉系统可以更容易地应用于车辆上。但若不是对于回拉系统,那么按本发明的控制器或者按本发明的传感器也可应用在其它的车辆技术的领域中。对此一种实例就是行驶动力学调节系统。
通过在从属权利要求中所述的措施和改进方案可以对独立权利要求中所述的控制器或传感器进行有利地改进。
特别有利的是用于产生所述至少一个脉冲的装置具有一个振荡产生电路、用于使频率倍增的装置和用于脉冲分度的装置。因而可以从中央产生的振荡导出对于单个传感器或传感器组所必要的脉冲。这最好数字地来实现。振荡产生电路具有一个石英振荡器或一个陶瓷谐振器。作为用于频率倍增的装置一般使用了一种相位调节回路。用于脉冲分度的装置在此具有一个预定标器,它有至少一个寄存器,其中该至少一个寄存器分别具有分度比例。如果例如需要三个不同的脉冲用于不同的传感器,那就需要三个寄存器,以便建立起对应的脉冲比例。
准备这些不同的脉冲的处理器最好也具有用于提供对于脉冲信号的不同的电平(Pegel)的装置。不同的传感器可能需要不同的输入信号,而且相应地应该提供这样的电平。
按本发明的传感器最好具有用于脉冲分度(Taktteilung)和相位调制发生(Phasenmodegeneration)的装置,该装置用于对传感器之间的脉冲信号进行预加工。相位调制发生意味着并不是应用所有相互紧随的脉冲信号,而是例如只是每第二个,每第四个等等。尤其是对于微型机械的传感器,它们按照电容差值原理起作用,对于测量工作是必要的。
一般对于按本发明的传感器需要有一个自身的脉冲导线(Takt-leitung)。这就是说,向具有同步数字接口的传感器输入两个脉冲涉及本发明的脉冲和接口脉冲。但也可以在这种情况下这样来设计按本发明的传感器,使接口脉冲也用对测量和信号处理功能作为基础。因而整个地取消附加的脉冲导线。
与处理器连接的传感器一方面可以位于控制器内,或者另一方面可以在控制器之外。此时可以通过一种单向的或双向的数据线路连接。此处也可以在处理器和传感器之间是一种总线连接,其中必须注意从处理器传递至传感器的脉冲用于处理传感器里的测量信号,而并不用于数据传输。从处理器通向传感器的脉冲导线连接到传感器的相应的引线上。


本发明的实施例在附图中示出并在以下的说明书中加以详细的说明。附图示出图1 控制器和传感器的第一种配置;图2 控制器和传感器的第二种配置;图3 处理器里获得脉冲的方块图;图4 传感器里信号处理的方块图;图5 连接到一个传感器元件上的测量电极;图6 一种相位调制发生。
描述通常在回拉系统电子装置中对每个传感器专有地产生了对于传感器工作所必需的脉冲,也就是说每个传感器都配置一个自身的用于产生脉冲的振荡器。一般使振荡器集成在传感器分析处理集成电路内。传感器专用集成电路进行信号扫描、测量、准备和预加工处理-例如滤波或偏移补偿。典型地在一百至几百千赫兹范围内使用了具有振荡频率的所谓芯片上无线电控制的(RC-on-Chip)振荡器。脉冲信号或者由此导出的脉冲对于按节拍的信号测量、对于滤波、偏移控制等等来说都是必需的。
实现用于每个传感器的一个振荡器以及实现对振荡器来说必需的电路和频率调节结构,意味着电路较为费事,因而使成本提高。另外出于节省成本或可显示性的原因,在所使用的半导体处理器里一般使振荡器电路实现为在频率精度方面相对不准确的集成电路-振荡器。因此更加必要地包含着所要考虑的通常约为10%的关于数值分散、调节精度、温度和寿命的公差。在传感器应用中这种时基的不清晰在输出滤波特性的相应大小的公差带上一般约为±20%地对于角频率公差产生影响。特别是角频率公差直接进入到回拉系统触发时间的设定精度里。应用于各种不同的碰撞类型和车辆类型,相应地变得困难而且不准确了。
按照本发明集中地在一个控制器里产生用于所连接的传感器的、确切地说用于传感器的工作以及尤其是测量的脉冲。因此在单个传感器中就可以取消各个单一的振荡器电路。作为典型的传感器此处理解为加速度传感器和旋转速率传感器。但对于本发明也可以使用压力和温度传感器。因为对于所有这些传感器来说它们都在一个测量脉冲内产生并预处理测量信号。
图1表示了一个控制器5和所连接的传感器3和4的第一种基本配置。此处传感器3和4布置在控制器5之外。为了简化,在控制器5里只表示了一个处理器1和一个通过数据输入和输出连接的存储器2。当然在控制器5里还包含有其它的元部件。通过数据线路6所述传感器3和4与处理器1相连接。处理器1集中地用产生脉冲的装置产生用于传感器3和4的脉冲,如果必要的话通过一个适合的接口集成电路。这些传感器3和4利用此脉冲就进行其测量和测量值的预处理。数据线路6可以作成总线,但也可以对于每个传感器3和4设有分开的数据线路。可能只是一个传感器,但也可能使多于此处所示的两个传感器连接在处理器1上。传感器3和4可以是相同类型的或不同类型的。
图2表示了控制器5和传感器3和4的第二种基本配置。此处传感器3和4布置在控制器5之内,并通过用于传递处理器1的中央脉冲的数据线路6与处理器1连接。也可以是图1和图2所示配置的一种组合,其中传感器可以布置在控制器5之内和控制器5之外。
图3作为方块图表示了在处理器1中的用于产生脉冲的装置如何工作。振荡产生电路7用于形成振荡。这种振荡由一个与一个振荡器组合起来的相位调节回路10使频率倍增。一个模拟-数字转换器8则使频率倍增了的信号进行数字化。一个预定标器9借助于寄存器11和内部逻辑装置使传感器用的各个脉冲导出。为此在寄存器11里存储了脉冲比例,其中必须对频率倍增了的频率进行区分,以便生成这里应该产生的单个的三个脉冲。
模块12用于使单个的三个脉冲具有各自的电平,这种电平对于通过传感器的接收是必要的。那么在所述用于产生脉冲的装置的出口处就有三个脉冲13、14和15。
图4用一个方块图表示了传感器18如何接受脉冲信号16并因此对传感器信号进行处理。脉冲信号16由一个传感器里的一个接收模块17接收并传至一个模块19,该模块由此划分其对应的脉冲并产生相位调制,也就是说,对于某些用途只分别应用第一个、第二个、第三个或第四个脉冲信号。脉冲信号被输送给测试链30、传感器元件24(例如微型机械的弹簧-质量系统用于加速度测量)、负荷-电压转换器23、测量放大器22、滤波器21、模拟-数字转换器20和逻辑模块25(偏移控制、其它预处理),那里它们以不同的种类用作用于例如扫描过程和变换过程的时基,或者用作调制信号。在测量链末端处的信号则通过线路26作为模拟信号或数字信号传送给处理器1。
图5概略表示了一个地震质量31由电极27和28围住,以便例如通过电容的变化来接收在X-Y平面里的加速度。为此目的必须有相位调制发生。图6表示了这种相位调制发生。在此处四个脉冲表示了由模块19所接收的脉冲信号A。然而所述相位调制发生产生了第一个信号B,此处只应用了第一个脉冲,并产生了一个信号C,此处只应用了第二个脉冲。如这样一个或多个脉冲需要用于测量电极27和28的电容。
权利要求
1.车辆中具有一个处理器(1)的控制器,其中处理器(1)与至少一个传感器(3,4)连接,其中处理器(1)具有用于产生用于所述至少一个传感器(3,4)的至少一个脉冲的装置,其中所述至少一个传感器(3,4,18)应使该至少一个传感器(3,4,18)应用所述脉冲用于一种传感器工作、最好是传感器测量。
2.按权利要求1所述的控制器,其特征在于,用于产生所述至少一个脉冲的装置(7至15)具有一个振荡产生电路(7)、用于频率增倍的装置(10)和用于脉冲分度的第一装置(9,11)。
3.按权利要求2所述的控制器,其特征在于,振荡产生电路(7)具有一个石英振荡器或一个陶瓷电容器。
4.按权利要求2所述的控制器,其特征在于,用于频率倍增的装置(10)具有一个相位调节回路。
5.按权利要求2所述的控制器,其特征在于,用于脉冲分度的第一装置(9,11)具有一个预定标器(9),该预定标器具有至少一个寄存器(11),其中该至少一个寄存器(11)分别具有分度比例。
6.按上述权利要求之一所述的控制器,其特征在于,处理器具有为所述至少一个脉冲提供不同电平的装置。
7.按上述权利要求之一所述的传感器,其特征在于,所述至少一个传感器(3,4,18)具有用于脉冲分度和相位调制发生的第二装置(19),该第二装置用于准备传感器之间的脉冲信号。
8.按权利要求7所述的传感器,其特征在于,该传感器具有一个同步的数字接口。
9.按权利要求7或8所述的传感器,其特征在于,该传感器(3,4)布置在控制器(5)里。
10.按权利要求7至9中任意一项所述的传感器,其特征在于,所述至少一个传感器可以通过一条总线(6)与处理器(1)连接。
11.按权利要求7至10中任意一项所述的传感器,其特征在于,传感器是加速度传感器或旋转速率传感器。
全文摘要
建议汽车里的一种具有一个处理器或一个传感器的控制器,其中处理器与传感器可以连接,其中处理器具有用于产生至少一个用于所述至少一个传感器的脉冲的装置,其中传感器应用所述脉冲用于传感器工作、最好是传感器测量和传感器信号处理。
文档编号B60R21/0132GK1642780SQ03807428
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月13日 优先权日2002年5月25日
发明者E·施泰格, H·舒马赫 申请人:罗伯特-博希股份公司

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