DE102008041030A1 - Device and method for detecting a measured variable - Google Patents

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Peter Oechtering
Steffen Walker
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    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche dazu vorgesehen sind, mindestens eine Messgröße zu erfassen, wobei durch die Vorrichtung mindestens ein Datenbus (6) bereitgestellt wird, welcher mit mindestens einem Sensor (5) zur Erfassung der Messgröße verbindbar ist, wobei dem Sensor (5) über den Datenbus (6) mittels einer Versorgungsstromquelle (1) mit dem Innenwiderstand Ri ein Versorgungsstrom IBus zuführbar ist und die Vorrichtung eine Einrichtung (2, 3) umfasst, mit welcher ein Abfragesignal mit vorgebbarer Signalform auf dem Datenbus (6) erzeugbar ist, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung (R1, 12, R2, 9, 7) zur Erfassung der elektrischen Spannung der Versorgungsstromquelle (1) aufweist, bei welcher eine Serienschaltung aus einem Widerstand R2 und einer Stromsenke (9) vorhanden ist, wobei die Serienschaltung parallel zum Datenbus (6) angeordnet ist, und die Stromsenke (9) dazu vorgesehen ist, einen Strom IB abzuführen, für den gilt: IB=IBUS.(Ri)/(R2).The invention relates to a device and a method, which are provided to detect at least one measured variable, wherein at least one data bus (6) is provided by the device, which can be connected to at least one sensor (5) for detecting the measured variable, wherein the Sensor (5) via the data bus (6) by means of a supply current source (1) with the internal resistance Ri a supply current IBus is supplied and the device comprises means (2, 3), with which a query signal with predeterminable waveform on the data bus (6) is producible, wherein the device comprises means (R1, 12, R2, 9, 7) for detecting the electrical voltage of the supply current source (1), in which a series circuit of a resistor R2 and a current sink (9) is provided, wherein the Series connection is arranged parallel to the data bus (6), and the current sink (9) is designed to dissipate a current IB, for which applies: IB = IBUS. (Ri) / (R2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, mindestens eine Messgröße zu erfassen, wobei durch die Vorrichtung mindestens ein Datenbus bereitgestellt wird, welcher mit mindestens einem Sensor zur Erfassung der Messgröße verbindbar ist, wobei dem Sensor über dem Datenbus mittels einer Versorgungsstromquelle ein Versorgungsstrom zuführbar ist und die Vorrichtung eine Einrichtung umfasst, mit welcher ein Abfragesignal mit vorgebbarer Signalform auf dem Datenbus erzeugbar ist.The The invention relates to a device which is adapted to capture at least one measured variable, by the device is provided at least one data bus, which with at least one sensor for detecting the measured variable connectable to the sensor via the data bus means a supply current source, a supply current supplied and the device comprises a device with which a Interrogation signal with specifiable signal form can be generated on the data bus is.

Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise in Steuergeräten von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Das Steuergerät stellt dabei einen Datenbus zur Verfügung über welchen mehrere Sensoren seriell an das Steuergerät angeschlossen sind. Mittels der Messgrößen, welche durch die Sensoren erfasst werden, kann das Steuergerät Funktionen des Kraftfahrzeuges steuern bzw. regeln, beispielsweise Gurtstraffer, Airbags, den Betriebszustand des Motors oder ähnliches.devices This type are used for example in control units of motor vehicles used. The control unit provides a data bus Available via which several sensors serial are connected to the controller. By means of the measured quantities, which are detected by the sensors, the control unit Control functions of the motor vehicle or regulate, for example Belt tensioners, airbags, the operating state of the engine or the like.

Aus der DE 19859178 C1 ist ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem eine Satellitenstation, beispielsweise ein Aufprallsensor, mittels einer unidirektionalen Stromschnittstelle an ein zentrales Steuergerät angeschlossen ist. Die Datenübertragungsleitung ist dabei eine drahtgebundene Schnittstelle. Diese dient einerseits der Versorgung der Satellitenstation mit elektrischer Energie. Weiterhin werden die von der Satellitenstation an die Zentralstation zu übertragenden Daten dem vorhandenen Ruhestrom der Satellitenstation in Form von Stromimpulsen überlagert.From the DE 19859178 C1 For example, a method for transmitting data in a motor vehicle is known in which a satellite station, for example an impact sensor, is connected to a central control unit by means of a unidirectional current interface. The data transmission line is a wired interface. This serves on the one hand to supply the satellite station with electrical energy. Furthermore, the data to be transmitted from the satellite station to the central station is superimposed on the available quiescent current of the satellite station in the form of current pulses.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass Daten nur unidirektional von der Satellitenstation zum Steuergerät übertragen werden können. Weiterhin erfordert jede Satellitenstation eine eigene drahtgebundene Schnittstelle.adversely However, in this prior art, data is only unidirectional transmitted from the satellite station to the control unit can be. Furthermore, every satellite station requires its own wired interface.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mehrere Sensoren bzw. Satellitenstation mittels einer einzelnen Leitungsverbindung an einem Steuergerät zu betreiben.outgoing From this prior art, the invention is based on the object several sensors or satellite station by means of a single To operate line connection to a control unit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, mindestens eine Messgröße zu erfassen, wobei durch die Vorrichtung mindestens ein Datenbus bereitgestellt wird, welcher mit mindestens einem Sensor zur Erfassung der Messgröße verbindbar ist, wobei dem Sensor über dem Datenbus mittels einer Versorgungsstromquelle mit dem Innenwiderstand Ri ein Versorgungsstrom IBus zuführbar ist und die Vorrichtung eine Einrichtung umfasst, mit welcher ein Abfragesignal mit vorgebbarer Signalform auf dem Datenbus erzeugbar ist, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung der elektrischen Spannung der Versorgungsstromquelle aufweist, bei welcher eine Serienschaltung aus einem Widerstand R2 und einer Stromsenke vorhanden ist, wobei die Serienschaltung parallel zum Datenbus angeordnet ist und die Stromsenke dazu vorgesehen ist, einen Strom IB abzuführen für den gilt:

Figure 00020001
The object is achieved by a device which is adapted to detect at least one measured variable, wherein at least one data bus is provided by the device, which is connectable to at least one sensor for detecting the measured variable, wherein the sensor via the data bus by means of a Supply current source with the internal resistance R i a supply current I bus can be supplied and the device comprises means for generating a query signal with a predeterminable waveform on the data bus, wherein the device comprises means for detecting the electrical voltage of the supply current source, in which a series circuit consisting of a resistor R 2 and a current sink, wherein the series circuit is arranged parallel to the data bus and the current sink is intended to dissipate a current I B for which applies:
Figure 00020001

Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Verfahren zur Erfassung einer Messgröße mittels mindestens einem Sensor, welcher mit einem Datenbus zur Weiterleitung der Messgröße verbunden ist und welchem mittels einer Versorgungsstromquelle mit dem Innenwiderstand Ri ein Versorgungsstrom IBus über den Datenbus zugeführt wird, wobei die Erfassung der Messgröße durch ein Abfragesignal vorgebbarer Signalform auf den Datenbus getriggert wird, wobei die elektrische Spannung der Versorgungsstromquelle bestimmt wird, in dem eine Serienschaltung aus einem Widerstand R2 und einer Stromsenke vorhanden ist, wobei die Serienschaltung parallel zum Datenbus angeordnet ist und über die Stromsenke ein Strom IB abgeführt wird, für den gilt:

Figure 00020002
Furthermore, the solution of the problem in a method for detecting a measured variable by means of at least one sensor which is connected to a data bus for forwarding the measured variable and which is supplied by means of a supply current source with the internal resistance R i, a supply current I bus via the data bus, wherein the Detection of the measured variable is triggered by a query signal specifiable waveform on the data bus, wherein the electrical voltage of the supply current source is determined, in which a series circuit of a resistor R 2 and a current sink is present, the series circuit is arranged parallel to the data bus and the current sink a current I B is dissipated, for the following applies:
Figure 00020002

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise ein Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug sein. Alternativ oder kumulativ kann die Vorrichtung Sicherheitsfunktionen steuern, wie beispielsweise die Auslösung einer Airbag-Einrichtung oder eines pyrotechnischen Gurtstraffers. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung Komfortfunktionen übernehmen, wie beispielsweise die Ansteuerung elektrischer Fensterheber, eines Schiebdaches oder einer Standheizung.The Device according to the invention can, for example an engine control unit of an internal combustion engine in a Be a vehicle. Alternatively or cumulatively, the device can control safety functions, such as the triggering of an airbag device or a pyrotechnic belt tensioner. In a further embodiment invention, the device can take on comfort functions, such as the control of electric windows, one Sliding roof or a heater.

Zur Erfassung einer Messgröße ist mindestens ein Sensor vorgesehen, beispielsweise ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Beschleunigungssensor, ein Drehratensensor oder Ähnliches. Der Sensor ist mit einer elektronischen Schaltung versehen, welche dazu eingerichtet ist, die Sensordaten aufzubereiten und in eine Form zu konvertieren, welche zur Datenübermittlung über den Datenbus geeignet ist.to Detection of a measured variable is at least one sensor provided, for example, a temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, a rotation rate sensor or the like. Of the Sensor is provided with an electronic circuit, which in addition is set up to process the sensor data and in a form to convert, which for data transmission over the data bus is suitable.

Dazu kann die elektronische Schaltung beispielsweise A/D-Wandler, Komparatoren, Speicher, Mikrocontroller, Mikroprozessoren oder Ähnliches aufweisen. Die elektronische Schaltung kann zusammen mit dem Sensorelement monolithisch auf einem Halbleitersubstrat integriert werden. Alternativ kann die elektronische Schaltung auch getrennt vom Sensor ausgeführt werden. In diesem Fall werden die elektronische Schaltung und das Sensorelement auf einem Schaltungsträger miteinander verbunden, beispielsweise einer Leiterplatte oder mittels Bonddrähten. Daneben kann die Schaltung weitere Funktionen ausführen, beispielsweise eine Plausibilitätsprüfung der Daten oder einen Selbsttest des Sensors.For this purpose, the electronic circuit can have, for example, A / D converters, comparators, memories, microcontrollers, microprocessors or the like. The electronic circuit can be integrated monolithically on a semiconductor substrate together with the sensor element. Alternatively, you can the electronic circuit can also be run separately from the sensor. In this case, the electronic circuit and the sensor element are connected to one another on a circuit carrier, for example a printed circuit board or by means of bonding wires. In addition, the circuit can perform other functions, such as a plausibility check of the data or a self-test of the sensor.

Die vorgeschlagene Vorrichtung stellt einen Datenbus zur Verfügung, welcher zumindest zwei elektrische Leiter aufweist. Dabei kann ein elektrischer Leiter auch durch ein Karosserieblech gebildet werden. Die elektrischen Leiter dienen einerseits zur Versorgung des Sensors und der zugehörigen Elektronik mit elektrischer Energie. Daher fließt auch dem Datenbus nach der Inbetriebnahme der Vorrichtung ein Ruhestrom IBus. Dieser hängt von der Anzahl und der Art der verwendeten Sensoren ab.The proposed device provides a data bus which has at least two electrical conductors. In this case, an electrical conductor can also be formed by a body panel. The electrical conductors serve on the one hand to supply the sensor and the associated electronics with electrical energy. Therefore, the data bus after startup of the device flows a quiescent current I bus . This depends on the number and type of sensors used.

Die Datenübermittlung vom Sensor zur erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mittels eines Abfragesignals gestartet, welches von einer dazu vorgesehenen Einrichtung auf den Datenbus ausgegeben wird. Das Abfragesignal kann eine Kodierung aufweisen, mittels welcher eine Untergruppe von Sensoren aus allen am Bus befindlichen Sensoren ausgewählt wird.The Data transmission from the sensor to the invention Device is started by means of an interrogation signal, which is output from a dedicated device on the data bus. The interrogation signal may comprise a coding, by means of which a subset of sensors from all the sensors on the bus is selected.

Beispielsweise kann das Abfragesignal einen Rechteckimpuls umfassen. Der Rechteckimpuls wird von den Sensoren empfangen. Die Sensoren werden beispielsweise durch die steigende oder die fallende Flanke des Rechteckimpulses getriggert, sodass diese die generierten Daten auf dem Datenbus ausgeben. Dabei kann jedem Sensor ein Zeitfenster nach Empfang des Rechteckimpulses zugeordnet sein, innerhalb dessen der Sensor Daten sendet. Auf diese Weise wird eine Überlagerung der unterschiedlichen Sensordaten verhindert.For example For example, the interrogation signal may comprise a square pulse. The rectangular pulse is received by the sensors. The sensors are, for example, through triggered the rising or falling edge of the rectangular pulse, so that they output the generated data on the data bus. there Each sensor can have a time window after receiving the rectangular pulse within which the sensor sends data. To this The way is an overlay of the different sensor data prevented.

Aufgrund der sich mit der Anzahl der Sensoren am Datenbus änderten Kapazität des Datenbusses und des sich mit der Anzahl der Sensoren ändernden Ruhestromes des Datenbusses ändert sich die Flankesteilheit und/oder die Maximalamplitude des Rechteckimpulses bei gegebener Stromstärke des Rechteckimpulses. Daher wird erfindungsge mäß vorgeschlagen, die Buskapazität zur Erzeugung einer fallenden Flanke über eine Entladestromsenke definiert zu entladen. Um dabei Spannungseinbrüche an den Sensoren zu vermeiden, ist es weiterhin notwendig, dass die Entladestromsenke rechtzeitig abgeschaltet wird, sobald die Ausgangsspannung der Versorgungsstromquelle auf den Wert unmittelbar vor der Erzeugung des Rechtecksignals abgesunken ist.by virtue of which changed with the number of sensors on the data bus Capacity of the data bus and of the number of Sensors changing quiescent current of the data bus changes the flank steepness and / or the maximum amplitude of the rectangular pulse at a given current strength of the rectangular pulse. Therefore, will erfindungsge proposed according to the bus capacity for generating a falling edge defined by a discharge current sink to unload. To thereby voltage dips on the sensors To avoid, it is still necessary that the discharge current sink is switched off in time, as soon as the output voltage of the supply current source has dropped to the value immediately before the generation of the square wave signal.

In einer Weiterbildung der Erfindung soll auch die Spannungsamplitude des Rechteckimpulses innerhalb vorgebbarer Toleranzen gewährleistet sein. Die Spannungsamplitude des Rechteckimpulses ist dabei die Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung der Versorgungsstromquelle unmittelbar vor der Erzeugung des Rechteckimpulses und der maximalen Spannung des Rechteckimpulses definiert.In a development of the invention should also the voltage amplitude be ensured of the rectangular pulse within predeterminable tolerances. The voltage amplitude of the rectangular pulse is the voltage difference between the output voltage of the supply current source immediately before the generation of the rectangular pulse and the maximum voltage of the rectangular pulse defined.

Zur Messung der elektrischen Spannung der Versorgungsstromquelle vor der Erzeugung des Rechteckimpulses wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Serienschaltung aus einem Widerstand R2 und einer Stromsenke zu verwenden. Die Serienschaltung ist dabei parallel zum Datenbus angeordnet. Der Widerstand R2 der Serienschaltung ist dabei um einen vorgebbaren Faktor größer als der Innenwiderstand RI der Versorgungsstromquelle. Der Innenwiderstand RI wird dabei durch den Widerstand von mindestens einem Transistor gebildet, welche zur Regelung des Versorgungsstromes eingesetzt ist. Weiterhin wird dem Innenwiderstand RI ein Messwiderstand R1 zugerechnet, welcher im Datenbus zur Messung des Versorgungsstromes und/oder zur Erfassung des Datenstromes angeordnet ist.For measuring the electrical voltage of the supply current source prior to the generation of the rectangular pulse, the invention proposes to use a series circuit of a resistor R 2 and a current sink. The series circuit is arranged parallel to the data bus. The resistor R 2 of the series circuit is greater by a predeterminable factor than the internal resistance R I of the supply current source. The internal resistance R I is formed by the resistance of at least one transistor, which is used to control the supply current. Furthermore, the internal resistance R I is assigned a measuring resistor R 1 , which is arranged in the data bus for measuring the supply current and / or for detecting the data stream.

Die Stromsenke wird nun so geregelt, dass über die Stromsenke ein Strom IB abließt, welcher um denselben vorgebbaren Faktor niedriger ist, um den der Widerstand R2 größer ist als der Innenwiderstand RI der Versorgungsstromquelle. Damit stellt sich über der Stromsenke eine Spannung ein, welche im Rahmen der Messgenauigkeit der Spannung der Versorgungsstromquelle entspricht.The current sink is now controlled so that on the current sink, a current I B abließt which is lower by the same predetermined factor by which the resistance R2 is greater than the internal resistance R I of the supply current source. This sets over the current sink, a voltage which corresponds within the measurement accuracy of the voltage of the supply current source.

Die Spannung über der Stromsenke kann nun als Referenzspannung verwendet werden, um die Entladestromsenke im richtigen Zeitpunkt abzuschalten, sodass Unterschwinger in der Versorgungsspannung der Sensoren vermieden werden. Alternativ oder kumulativ kann die Spannung über der Stromsenke als Referenz für die Amplitude des Rechteckimpulses verwendet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung wird dazu auf die Spannung über der Stromsenke eine zusätzliche Referenzspannung aufaddiert.The Voltage across the current sink can now be used as a reference voltage be used to the discharge current sink at the right time so that undershoots in the supply voltage of the Sensors are avoided. Alternatively or cumulatively, the voltage across the Current sink as a reference for the amplitude of the rectangular pulse be used. In one embodiment of the invention is added to the voltage across the current sink an additional Reference voltage added up.

Zur Regelung der Stromsenke wird dieser der gemessene Versorgungsstrom der Versorgungsstromquelle zugeführt. Dies kann entweder als digitaler oder als analoger Messwert geschehen. Die Regelung der Stromsenke auf den gewünschten Bruchteil des Versorgungsstromes erfolgt beispielsweise über einen PI- oder einen PID-Regler. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Regelungskonzepte dem Fachmann geläufig und für die Zwecke der Erfindung einsetzbarto Regulation of the current sink, this is the measured supply current supplied to the supply power source. This can either done as a digital or analogue measured value. The regulation the current sink to the desired fraction of the supply current takes place for example via a PI or a PID controller. Of course, however, are other control concepts the person skilled in the art and for the purposes of the invention used

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines integrierten Schaltkreises vorliegen. Der integrierte Schaltkreis enthält dabei beispielsweise elektrische Widerstände, Kondensatoren, Transistoren und Dioden, welche so zusammenwirken, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Funktionen realisiert werden.The device according to the invention may, in one embodiment of the invention, be in the form of an integrated circuit. The integrated In this case, the circuit contains, for example, electrical resistors, capacitors, transistors and diodes, which interact in such a way that the functions proposed according to the invention are realized.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller aufweisen, auf welchen zumindest eine Funktion der vorgeschlagenen Schaltung zumindest teilweise in Form einer Software nachgebildet ist. Die Software sorgt dabei dafür, dass die jeweilige Funktion durch den Mikroprozessor oder den Mikrocontroller ausgeführt wird. Zur Speicherung der Software eignet sich insbesondere ein EPROM- oder ein Flash-Speicher. Selbstverständlich sind jedoch auch andere computerlesbare Speichermedien dem Fachmann geläufig und für die Zwecke der Erfindung einsetzbar.In a further embodiment of the invention, the inventive Device have a microprocessor or a microcontroller, on which at least one function of the proposed circuit at least partially modeled in the form of software. The Software ensures that the respective function is executed by the microprocessor or the microcontroller. For storing the software, an EPROM or a flash memory. Of course, however Other computer-readable storage media familiar to those skilled and can be used for the purposes of the invention.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigtfollowing the invention is based on figures without limitation of the general inventive idea explained in more detail become. It shows

1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung. 1 a block diagram of an embodiment of the circuit according to the invention.

2 einen gewünschten Spannungsverlauf eines Abfragesignals. 2 a desired voltage waveform of an interrogation signal.

3 den zeitlichen Verlauf eines Abfragesignals bei vorzeitiger Abschaltung der Entladestromsenke. 3 the time course of an interrogation signal in case of premature shutdown of Entladestromsenke.

4 den Signalverlauf eines Abfragesignals bei verspäteter Abspaltung der Entladestromsenke. 4 the waveform of an interrogation signal in case of late cleavage of Entladestromsenke.

1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Versorgungsstromquelle 1 auf. Der Versorgungsstromquelle 1 wird eine Betriebsspannung über Anschluss 13 zugeführt. Bei dieser Betriebsspannung kann es sich beispielsweise um das Bordnetz eines Fahrzeugs handeln. Daher kann die Betriebsspannung 13 mit dem Betriebszustand des jeweiligen Fahrzeuges schwanken. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die Betriebsspannung 13 auch durch ein Netzteil oder einen Transformator aus einem öffentlichen Stromnetz bereitgestellt werden. 1 shows a block diagram of the device according to the invention. The device has a supply current source 1 on. The supply current source 1 will be an operating voltage via terminal 13 fed. This operating voltage may be, for example, the vehicle electrical system of a vehicle. Therefore, the operating voltage 13 vary with the operating state of the respective vehicle. In further embodiments of the invention, the operating voltage 13 also be provided by a power supply or a transformer from a public power grid.

Weiterhin ist an der Versorgungsstromquelle 1 ein Datenbus 6 angeschlossen. Der Datenbus 6 umfasst dabei mindestens 2 elektrische Leiter. Fallweise kann ein Leiter durch ein Karosserieblech gebildet werden.Furthermore, at the supply current source 1 a data bus 6 connected. The data bus 6 includes at least 2 electrical conductors. In some cases, a ladder can be formed by a body panel.

Am Datenbus 6 ist mindestens ein Sensor 5 angeschlossen. Fallweise können mehrere Sensoren vorgesehen sein, beispielsweise 2 bis 20. Die Anzahl der Sensoren 5 kann sich dabei bei verschiedenen Fahrzeugen verschiedener Hersteller oder unterschiedlichen Ausstattungsvarianten desselben Fahrzeugs unterscheiden.On the data bus 6 is at least one sensor 5 connected. In some cases, several sensors may be provided, for example 2 to 20. The number of sensors 5 may differ in different vehicles of different manufacturers or different equipment variants of the same vehicle.

Jeder der Sensoren 5 umfasst ein Sensorelement zur Aufnahme einer Messgröße, beispielsweise einer Temperatur, einer Beschleunigung, einer Drehrate, einem Drehwinkel, einer Geschwindigkeit oder Ähnliches. Zusätzlich umfasst jedes Sensorelement 5 eine Auswerteschaltung. Diese kann beispielsweise einen A/D-Wandler umfassen. Weiterhin können Baugruppen zum Selbsttest des Sensors, zur Plausibilitätsprüfung der Daten, zur Kalibrierung, zur Diskriminierung von Datenbereichen oder weitere Funktionen im Sensor 5 integriert sein. Jeder Sensor nimmt einen Ruhestrom 5 auf, welcher zu seinem Betrieb erforderlich ist. Weiterhin weist jeder Sensor eine elektrische Kapazität auf, ebenso wie die Busleitung des Datenbusses 6. Diese parasitären Kapazitäten sind in 1 durch die Kapazität 16 dargestellt.Each of the sensors 5 includes a sensor element for receiving a measured variable, such as a temperature, an acceleration, a rotation rate, a rotation angle, a speed or the like. In addition, each sensor element comprises 5 an evaluation circuit. This may for example comprise an A / D converter. Furthermore, modules can be used to self-test the sensor, to check the plausibility of the data, to calibrate, to discriminate data areas or other functions in the sensor 5 be integrated. Each sensor takes a quiescent current 5 on, which is necessary for its operation. Furthermore, each sensor has an electrical capacitance, as does the bus line of the data bus 6 , These parasitic capacities are in 1 through the capacity 16 shown.

Die Sensoren 5 sind dazu eingerichtet, ein Abfragesignal zu empfangen. Nach dem Empfang des Abfragesignals liefern die Sensoren Daten über den Datenbus 6 zur Versorgungsstromquelle 1. Die Daten können dabei beispielsweise ein Initialisierungssignal, ein Fehlersignal oder Messwerte umfassen. Die Daten werden dem vorhandenen Ruhestrom in Form von Stromimpulsen überlagert. Um die Überlagerung verschiedener Daten verschiedener Sensoren zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass jeder Sensor ein festgelegtes Zeitfenster erhält, innerhalb dessen er nach Empfang des Abfragesignals seine Daten sendet.The sensors 5 are configured to receive an interrogation signal. Upon receipt of the interrogation signal, the sensors provide data over the data bus 6 to the supply current source 1 , The data may include, for example, an initialization signal, an error signal or measured values. The data is superimposed on the existing quiescent current in the form of current pulses. In order to prevent the overlaying of different data from different sensors, it can be provided that each sensor receives a fixed time window within which it sends its data after receiving the interrogation signal.

Imnnerhalb der Versorgungsstromquelle 1 liegt im Datenbus 6 ein elektrischer Widerstand R1. An diesem elektrischen Widerstand fällt eine elektrische Spannung ab, welche proportional zum Ruhestrom IBus auf dem Bus 6 ist. Weiterhin fällt am Widerstand R1 eine elektrische Spannung ab, welche in Abhängigkeit der von den Sensoren 5 abgegebenen Stromimpulse moduliert ist. Die am Widerstand R1 abfallende Spannung wird von einer Messeinrichtung 11 gemessen. Die Messeinrichtung 11 dient dabei der Messung des modulierten Signalanteils, d. h. des Anteils der Spannung am Widerstand R1, welcher den vom Ruhestrom IBus herrührenden Anteil der Spannung über- bzw. Unterschreitet. Dieser Anteil der Signalspannung wird von der Messeinrichtung 11 als Datensignal Data_out an nachfolgende Schaltungsteile weitergereicht. Die nachfolgenden Schaltungsteile können beispielsweise einen Microprozessor, einen Microcontroller, einen Speicher, einen digitalen Signalprozessor oder einen Aktor umfassen, um in Abhängigkeit der Messsignale der Sensoren 5 eine Funktion im Fahrzeug oder an dessen Brennkraftmaschine auszuführen.Inside the supply current source 1 lies in the data bus 6 an electrical resistance R 1 . At this electrical resistance, an electrical voltage drops, which is proportional to the quiescent current I bus on the bus 6 is. Furthermore, an electrical voltage drops across the resistor R 1 , which depends on the sensors 5 emitted current pulses is modulated. The voltage drop across the resistor R 1 is measured by a measuring device 11 measured. The measuring device 11 serves the measurement of the modulated signal component, ie the proportion of the voltage across the resistor R 1 , which exceeds or falls below the quiescent current I bus originating portion of the voltage. This proportion of the signal voltage is from the measuring device 11 passed as data signal Data_out to subsequent circuit parts. The following circuit parts may comprise, for example, a microprocessor, a microcontroller, a memory, a digital signal processor or an actuator, in dependence on the measuring signals of the sensors 5 to perform a function in the vehicle or on its internal combustion engine.

Damit die Messeinrichtung 11 den den Ruhestrom IBus über- bzw. Unterschreitenden Anteil zuverlässig ermitteln kann, wird der Anteil des Ruhestroms IBus von einer weiteren Messeinrichtung 12 ermittelt. Dieser Ruhestromanteil IBus kann zur Bestimmung der Triggerschwelle an die Messeinrichtung 11 übergeben werden. Weiterhin dient der mit Messeinrichtung 12 gemessene Ruhestrom IBus der Regelung des Ruhestroms IBus auf einem vorgebbaren Sollwert. Als Messeinrichtung 11 und/oder 12 kann beispielsweise ein Komparator oder ein Operationsverstärker eingesetzt werden.So that the measuring device 11 the quiescent current exceeds I Bus, or can determine which falls below share reliable, the percentage of the quiescent current is I bus from a further measuring device 12 determined. This quiescent current component I bus can be used to determine the trigger threshold to the measuring device 11 be handed over. Furthermore, the serves with measuring device 12 Measured quiescent current I Bus for regulating the quiescent current I Bus at a predefinable setpoint. As a measuring device 11 and or 12 For example, a comparator or an operational amplifier can be used.

Der Ruhestrom IBus kann sich in Abhängigkeit der Stromaufnahme der Sensoren und der Versorgungsspannung einstellen. In weiner weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Sollwert des Ruhestroms IBus in Abhängigkeit der Anzahl und des Typs der am Datenbus 6 angeschlossenen Sensoren 5 festgelegt und mit einer Regeleinrichtung 17 geregelt werden. Die Regeleinrichtung 17 kann dabei beispielsweise einen PI- oder einen PID-Regler umfassen. Die Regeleinrichtung 17 kann als Hardware oder als Software realisiert werden. In letzterem Fall steht ein Mikrocontroller oder ein Mikroprozessor zur Verfügung, auf welchem die Software der Regeleinrichtung 17 ausgeführt wird. Zur Beeinflussung des Ist-Wertes steht ein veränderliches Widerstandselement zur Verfügung, beispielsweise ein Feldeffekttransistor 10. Dieser beeinflusst den aus der Versorgungsstromquelle 1 an die Busleitung 6 gelieferten Strom so, dass sich der gewünschte Sollwert des Versorgungsstroms IBus einstellt.The quiescent current I bus can be set depending on the current consumption of the sensors and the supply voltage. In weiner further embodiment of the invention, the reference value of the quiescent current I bus depending on the number and the type of data bus 6 connected sensors 5 set and with a control device 17 be managed. The control device 17 may include, for example, a PI or a PID controller. The control device 17 can be realized as hardware or as software. In the latter case, a microcontroller or a microprocessor is available, on which the software of the control device 17 is performed. To influence the actual value, a variable resistance element is available, for example a field-effect transistor 10 , This influences the one from the supply current source 1 to the bus line 6 supplied current so that sets the desired setpoint of the supply current I bus .

Zur Erzeugung des Abfragesignals auf dem Datenbus 6 dienen eine Stromquelle 2 und eine Stromsenke 3. Die Stromquelle 2 ist dabei mit einem höheren Potential 15 verbunden, welches größer ist als die sich aufgrund des Versorgungsstroms einstellende Versorgungsspannung auf der Busleitung 6.To generate the interrogation signal on the data bus 6 serve a power source 2 and a current sink 3 , The power source 2 is doing it with a higher potential 15 connected, which is greater than the adjusting itself due to the supply current supply voltage on the bus line 6 ,

Die Stromsenke 3 ist mit einem niedrigeren Potential verbunden, beispielsweise einem Massepotential.The current sink 3 is connected to a lower potential, for example a ground potential.

Das Abfragsignal kann beispielsweise ein Rechteckimpuls, ein Sinussignal, ein Dreiecksignal oder ein Sägezahnsignal sein. Beispielhaft wird nachfolgend die Erzeugung eines Rechteckimpulses als Abfragesignal erläutert.The Interrogation signal can be, for example, a rectangular pulse, a sine wave signal, be a triangular signal or a sawtooth signal. exemplary Subsequently, the generation of a rectangular pulse as an interrogation signal explained.

Zur Erzeugung eines positiven Rechtecksignales auf der Versorgungsspannung der Versorgungsstromquelle 1 verbindet die erste Stromquelle 2 die Busleitung 6 mit einem höheren Potential als dem Potential der Stromquelle 1. Dadurch fließt ein elektrischer Strom von der Stromquelle 2 in die Busleitung 6 hinein. Dieser Strom läd die Buskapazität 16 und hebt diese auf ein höheres Potential. In dieser Weise entsteht eine steigende Flanke eines Rechteckimpulses.To generate a positive square wave signal on the supply voltage of the supply current source 1 connects the first power source 2 the bus line 6 with a higher potential than the potential of the power source 1 , As a result, an electric current flows from the power source 2 in the bus line 6 into it. This stream charges the bus capacity 16 and raises them to a higher potential. In this way, a rising edge of a rectangular pulse is created.

Nach einer vorgebbaren Zeitdauer, welche der Länge des Rechteckimpulses entspricht, wird die Stromquelle 2 mit dem höheren Potential 15 von der Busleitung 6 getrennt. Die Kapazität 16 der Busleitung 6 wird nun über Leckströme und den Stromverbrauch der Sensoren 5 entladen, bis diese wiederum das Potential der Versorgungsstromquelle 1 aufweist. Eine solchermaßen erzeugte fallende Flanke weist jedoch keine Konstante Flankensteilheit auf. Vielmehr variiert die Flankensteilheit mit der Kapazität der Busleitung 6 und dem Strombedarf der Sensoren 5. Um einer Abweichung der Form der fallenden Flanke von einer vorgebbaren Flankensteilheit zu kompensieren, ist eine Stromsenke 3 vorgesehen. Die Stromsenke 3 ist mit einem niedrigeren Potential, beispielsweise einem Massepotential verbunden.After a predetermined period of time, which corresponds to the length of the rectangular pulse, the power source 2 with the higher potential 15 from the bus line 6 separated. The capacity 16 the bus line 6 is now about leakage currents and the power consumption of the sensors 5 Discharge, until this in turn the potential of the supply current source 1 having. However, a falling edge produced in this way has no constant edge steepness. Rather, the edge steepness varies with the capacity of the bus line 6 and the power requirements of the sensors 5 , In order to compensate for a deviation of the shape of the falling edge from a predefinable edge steepness, there is a current sink 3 intended. The current sink 3 is connected to a lower potential, for example a ground potential.

Der über die Stromsenke 3 abfließende Strom wird so gewählt, dass die Kapazität 16 der Busleitung 6 von einem höheren Potential auf das ursprüngliche Potential in einer vorgebbaren Zeit entladen wird, d. h. mit vorgebbarer Flankensteilheit.The over the current sink 3 outgoing electricity is chosen so that the capacity 16 the bus line 6 is discharged from a higher potential to the original potential in a predetermined time, ie with a predeterminable slope.

Um Spannungseinbrüche an den Sensoren zu vermeiden, ist es notwendig, die Stromsenke 3 bei Erreichen der Spannung der Versorgungsstromquelle 1 von der Busleitung 6 zu trennen. Um eine vorgebbare Maximalamplitude des Rechteckimpulses über die Spannung der Versorgungsstromquelle 1 zu gewährleisten, muss die Stromquelle 2 bei Erreichen der vorgegebenen Maximalamplitude von der Busleitung 6 getrennt werden. Hierfür ist es notwendig, die sich aufgrund der Regelung des Versorgungsstroms IBus durch die Regeleinrichtung 17 der Versorgungsstromquelle 1 einstellende Spannung auf dem Datenbus 6 zu messen.In order to avoid voltage dips on the sensors, it is necessary to use the current sink 3 upon reaching the voltage of the supply current source 1 from the bus line 6 to separate. To a predeterminable maximum amplitude of the rectangular pulse on the voltage of the supply current source 1 to ensure that the power source 2 upon reaching the predetermined maximum amplitude of the bus line 6 be separated. For this purpose, it is necessary, due to the regulation of the supply current I bus by the control device 17 the supply current source 1 adjusting voltage on the data bus 6 to eat.

Hierzu steht der Widerstand R2 sowie die Stromsenke 9 zur Verfügung. Der Widerstand R2 ist dabei um einen vorgebbaren Faktor größer als der Innenwiderstand der Versorgungsstromquelle 1. Der Innenwiderstand der Versorgungsstromquelle 1 wird dabei insbesondere durch die Größe des Messwiderstandes R1 und den Einschaltwiderstand des Stellglieds 10, also beispielsweise den Source-Drain-Widerstand des eingesetzten Feldeffekttransistors 10 gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der elektrische Widerstand des Widerstands R2 etwa das 10- bis 100-fache des Innenwiderstands der Versorgungsstromquelle 1.This is the resistance R 2 and the current sink 9 to disposal. The resistance R 2 is greater by a predeterminable factor than the internal resistance of the supply current source 1 , The internal resistance of the supply current source 1 is in particular by the size of the measuring resistor R 1 and the on resistance of the actuator 10 , So for example, the source-drain resistance of the field effect transistor used 10 educated. In a preferred embodiment of the invention, the electrical resistance of the resistor R 2 is about 10 to 100 times the internal resistance of the supply current source 1 ,

Der über den Widerstand R2 abfließende Strom wird mittels der regelbaren Stromsenke 9 kontrolliert. Um eine Steuerung und/oder Regelung des Stromes der Stromsenke 9 in Abhängigkeit des auf der Busleitung 6 fließenden Versorgungsstroms sicherzustellen, wird der Messwert des IST-Wertes des Versorgungsstroms über den Komparator 12 ermittelt und über die Leitung 18 der Stromsenke 9 zugeführt. Auch bei Änderung des Versorgungsstroms auf der Busleitung 6 wird somit der durch die Stromsenke 9 fließende Strom stets angepasst, sodass der durch die Stromsenke 9 fließende Strom einen vorgebbaren Bruchteil des Versorgungsstroms der Sensoren 5 in der Busleitung 6 entspricht. Dieser Bruchteil entspricht dem Kehrwert des Faktors, um welchen der Widerstand R2 größer ist als der Innenwiderstand Ri der Stromquelle 1. Somit entspricht der in der Stromsenke 9 fließende Strom IB gleich dem Ruhestrom IBus auf dem Datenbus 6, multipliziert mit dem Verhältnis der Widerstände.The effluent via the resistor R 2 current is by means of the adjustable current sink 9 controlled. To control and / or regulating the current of the current sink 9 depending on the bus line 6 to ensure a flowing supply current, the measured value of the actual value of the supply current via the comparator 12 determined and over the line 18 the current sink 9 fed. Also when changing the supply current on the bus line 6 thus becomes the through the current sink 9 flowing electricity is always adjusted, so that by the current sink 9 flowing current a predetermined fraction of the supply current of the sensors 5 in the bus line 6 equivalent. This fraction corresponds to the reciprocal of the factor by which the resistance R 2 is greater than the internal resistance R i of the current source 1 , Thus, the equivalent in the current sink 9 flowing current I B equal to the quiescent current I bus on the data bus 6 multiplied by the ratio of the resistances.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass unter diesen Umständen über die Stromsenke 9 dieselbe Spannung abfällt, welche sich auch auf dem Datenbus 6 einstellt, wenn dort der Versorgungsstrom IBus aus der Versorgungsstromquelle 1 fließt.According to the invention it has been recognized that in these circumstances, via the current sink 9 same voltage drops, which is also on the data bus 6 when there is the supply current I bus from the supply power source 1 flows.

Um eine Modulation des Stromes über die Stromsenke 9 mit dem Datensignal zu verhindern oder zu verringern, wird in einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, durch den Komparator 12 den fließenden Ruhestrom mit einer Zeitkonstanten abzutasten, welche größer ist als die Symboldauer des Datensignals auf dem Datenbus 6.To a modulation of the current through the current sink 9 to prevent or reduce the data signal is proposed in a development of the invention by the comparator 12 to sample the flowing quiescent current with a time constant which is greater than the symbol duration of the data signal on the data bus 6 ,

Der Komparator bzw. die Regelvorrichtung 7 kann nun dazu verwendet werden, die Verbindung der Stromsenke 3 zur Busleitung 6 zu unterbrechen, sobald die Spannungsdifferenz zwischen der Leitung 14 und dem Datenbus 6 einen vorgebbaren Wert erreicht, beispielsweise null. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Buskapazität 16 des Datenbusses 6 über die Stromsenke 3 soweit entladen wird, dass die Versorgungsspannung der Sensoren 5 unter einen tolerierbaren Wert sinkt. Um die Schaltzeit der Stromsenke 3 zu berücksichtigen, kann in einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen sein, bereits bei einer von null abweichenden Differenz der Potentiale mittels des Komparators 7 das Signal zum Trennen der Verbindung der Stromsenke 3 auszulösen. In diesem Fall kann die Buskapazität während der Schaltverzögerung weiter entladen werden und erreicht dann bei Öffnen des Schaltelementes zwischen der Busleitung 6 und der Stromsenke 3 den vorgesehenen Sollwert.The comparator or the regulating device 7 can now be used to connect the current sink 3 to the bus line 6 to interrupt as soon as the voltage difference between the line 14 and the data bus 6 reaches a predetermined value, for example zero. This will prevent the bus capacity 16 of the data bus 6 over the current sink 3 as far as it is discharged that the supply voltage of the sensors 5 falls below a tolerable level. To the switching time of the current sink 3 to take into account, can also be provided in a development of the invention, even at a deviating from zero difference of the potentials by means of the comparator 7 the signal to disconnect the connection of the current sink 3 trigger. In this case, the bus capacity during the switching delay can be further discharged and then reaches when opening the switching element between the bus line 6 and the current sink 3 the intended setpoint.

Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, das elektrische Potential der Leitung 14 mit einer Referenzspannungsquelle 8 zu erhöhen und dieses elektrische Potential einem Komparator 4 zuzuführen. Der Komparator 4 dient in diesem Fall dazu, die Stromquelle 2 von der Busleitung 6 zu trennen, wenn die Busleitung 6 ein elektrisches Potential aufweist, welches der Summe der Versorgungsspannung und der Spannung der Referenzspannungsquelle 8 entspricht. Auf diese Weise kann mittels der Referenzspannungsquelle 8 die Maximalamplitude des Abfragesignals überwacht werden. Selbstverständlich kann auch zur Kompensation von Schaltzeiten der Komparator 4 das Signal zum Öffnen der Leitungsverbindung zwischen Datenbus 6 und Stromquelle 2 vorzeitig auslösen, wie in Zusammenhang mit dem Komparator 7 dargestellt. Der Datenaustausch zwischen dem Komparator 12 und der Stromsenke 9 sowie zwischen dem Komparator 7 und der Stromsenke 3 und zwischen dem Komparator 4 und der Stromquelle 2 kann je nach Ausführungsform der Erfindung als digitaler Datenstrom oder als analoges Stellsignal erfolgen.Alternatively or cumulatively, it is possible to provide the electrical potential of the line 14 with a reference voltage source 8th increase and this electrical potential a comparator 4 supply. The comparator 4 In this case, it serves as the power source 2 from the bus line 6 to disconnect if the bus line 6 has an electrical potential which is the sum of the supply voltage and the voltage of the reference voltage source 8th equivalent. In this way, by means of the reference voltage source 8th the maximum amplitude of the interrogation signal is monitored. Of course, to compensate for switching times of the comparator 4 the signal to open the line connection between the data bus 6 and power source 2 trigger prematurely, as in the context of the comparator 7 shown. The data exchange between the comparator 12 and the current sink 9 as well as between the comparator 7 and the current sink 3 and between the comparator 4 and the power source 2 can be done depending on the embodiment of the invention as a digital data stream or as an analog control signal.

In 2 ist der zeitliche Verlauf eines Rechtecksignals dargestellt, welches von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 erzeugt wurde. Dargestellt ist die Spannung VBus auf dem Datenbus 6 gegen die Zeit t.In 2 the time course of a rectangular signal is shown, which of the inventive device according to 1 was generated. Shown is the voltage V bus on the data bus 6 against time t.

Gemäß 2 weist die Spannung einen Wert V0 auf, welcher sich aufgrund des Ruhestroms einstellt, welchen die Versorgungsstromquelle 1 zur Versorgung der Sensoren 5 auf den Datenbus 6 ausgibt. Zum Zeitpunkt t1 wird die Stromquelle 2 mit der Busleitung 6 verbunden. Dies führt dazu, dass die Buskapazität 16 auf ein höheres Potential geladen wird.According to 2 the voltage has a value V 0 , which adjusts due to the quiescent current, which the supply current source 1 to supply the sensors 5 on the data bus 6 outputs. At time t 1 , the power source 2 with the bus line 6 connected. This causes the bus capacity 16 is charged to a higher potential.

Zum Zeitpunkt t2 hat die Buskapazität das gewünschte Spannungsniveau erreicht. Dieses wird durch die Summe aus der Versorgungsspannung V0 und der Referenzspannung VA der Referenzspannungsquelle 8 gebildet. Bei Erreichen dieses Potentials wird mittels des Komparators 4 die Stromquelle 2 so geregelt, dass das Potential der Busleitung 6 auf dem gewünschten Niveau gehalten wird.At time t 2 , the bus capacity has reached the desired voltage level. This is the sum of the supply voltage V 0 and the reference voltage V A of the reference voltage source 8th educated. When this potential is reached by means of the comparator 4 the power source 2 so regulated that the potential of the bus line 6 held at the desired level.

Zum Zeitpunkt t3 soll eine fallende Flanke des Abfragesignals erzeugt werden. Daher wird zum Zeitpunkt t3 die Stromquelle 2 von der Busleitung 6 getrennt. Gleichzeitig wird die Stromsenke 3 mit der Busleitung 6 verbunden. Die Buskapazität 16 der Busleitung 6 entlädt sich somit über die Stromsenke 3.At time t 3 , a falling edge of the interrogation signal is to be generated. Therefore, at time t 3, the power source 2 from the bus line 6 separated. At the same time the current sink 3 with the bus line 6 connected. The bus capacity 16 the bus line 6 thus discharges via the current sink 3 ,

Zum Zeitpunkt t4 wurde die Buskapazität 16 bis auf das Versorgungsspannungsniveau V0 entladen. Diese Tatsache wird vom Komparator 7 erkannt, da die Spannungsdifferenz zwischen Leitung 14 und Datenbus 6 nahezu null ist. Daher wird zum Zeitpunkt t4 die Stromsenke 3 von der Busleitung 6 getrennt. Die Busleitung 6 weist nun wieder das Versorgungsspannungsniveau V0 auf, welches sich aufgrund des Versorgungsstroms der Sensorelemente 5 einstellt.At time t 4 was the bus capacity 16 discharged to the supply voltage level V 0 . This fact is from the comparator 7 detected, since the voltage difference between line 14 and data bus 6 is almost zero. Therefore, at time t 4, the current sink 3 from the bus line 6 separated. The bus line 6 again has the supply voltage level V 0 , which is due to the supply current of the sensor elements 5 established.

3 zeigt zum Vergleich einen Signalverlauf, wie er ohne Eingriff des Komparators 7 und der erfindungsgemäßen Spannungsermittlung durch den Widerstand R2 und der Stromsenke 9 erzeugt werden könnte. Zunächst liegt die Busleitung 6 auf dem Potential V0 wie dies bereits im Hinblick auf 2 erläutert wurde. Ebenso wird eine steigende Flanke zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 erzeugt. Bis zum Zeitpunkt t3 verbleibt die Buskapazität 16 auf dem gewünschten elektrischen Potential. Zur Entladung der Buskapazität wird die Stromsenke 3 für eine vorgebbare Zeitspanne zwischen t3 und t4 mit der Busleitung 6 verbunden. Die Zeitspanne ist dabei so gewählt, dass diese erfahrungsgemäß zur Entladung der Buskapazität auf das Spannungsniveau V0 ausreicht. 3 shows for comparison a waveform, as it without intervention of the comparator 7 and the voltage detection according to the invention by the resistor R 2 and the current sink 9 could be generated. First, there is the bus line 6 on the butt tential V 0 as already with regard to 2 was explained. Likewise, a rising edge between the times t 1 and t 2 is generated. Until time t 3 remains the bus capacity 16 at the desired electrical potential. To discharge the bus capacity is the current sink 3 for a predetermined period of time between t 3 and t 4 with the bus line 6 connected. The period of time is chosen so that experience shows that this is sufficient for discharging the bus capacity to the voltage level V 0 .

Wie aus 3 ersichtlich, reicht die Entladezeit zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 jedoch im dargestellten Fall nicht aus. Dies kann beispielsweise darin begründet sein, dass die Buskapazität größer ist, als ursprünglich angenommen. Aufgrund Schwankungen des Versorgungsstroms und der Versorgungsspannung V0 kann sich die in 3 dargestellte Situation jedoch auch dadurch ergeben, dass die Versorgungsspannung V0 zum Zeitpunkt t4 niedriger ist als angenommen. Schließlich kann die Ursache des in 3 gezeigten Signalverlaufs darin begründet sein, dass der Strombedarf der Sensoren 5 oder der Entladestrom der Stromsenke 3 geringer ist als ursprünglich angenommen.How out 3 can be seen, the discharge time between the times t 3 and t 4 but not sufficient in the case shown. This may be due, for example, to the fact that the bus capacity is greater than originally assumed. Due to fluctuations in the supply current and the supply voltage V 0 , the in 3 However, shown situation also result in that the supply voltage V 0 at time t 4 is lower than assumed. Finally, the cause of in 3 be based in the fact that the power consumption of the sensors 5 or the discharge current of the current sink 3 less than originally assumed.

In diesem Fall verbleibt die Busladung nach Trennung der Stromsenke 3 von der Busleitung 6 zum Zeitpunkt t4 auf einem unerwünscht hohen Potential. Dieses entlädt sich nachfolgend aufgrund von Leckströmen und der Stromentnahme durch die Sensoren 5. Erst zum Zeitpunkt t5 hat sich die Busleitung auf das gewünschte Potential eingestellt.In this case, the bus charge remains after disconnecting the current sink 3 from the bus line 6 at time t 4 to an undesirably high potential. This discharges subsequently due to leakage currents and the current drain through the sensors 5 , Only at time t 5 , the bus line has been set to the desired potential.

4 zeigt eine weitere Signalform, wie sie gemäß dem Stand der Technik ohne Verwendung des Komparators 7 erzeugt werden könnte. Auch in diesem Fall verläuft die Erzeugung des Rechteckimpulses bis zum Zeitpunkt t3 wie in Hinblick auf die 2 und 3 erläutert. Zum Zeitpunkt t3 wird die Stromsenke 3 mit der Busleitung 6 für eine vorgebbare Zeidauer verbunden. 4 shows another waveform, as in the prior art without the use of the comparator 7 could be generated. Also in this case, the generation of the square pulse proceeds until the time t 3 as in terms of 2 and 3 explained. At time t 3 , the current sink 3 with the bus line 6 connected for a predeterminable time.

Wie in 4 dargestellt, ist die Entladezeit zwischen t3 und t4 jedoch zu lang gewählt. Dies kann beispielsweise damit zusammenhängen, dass die Buskapazität 16 kleiner ist als ursprünglich angenommen oder das Versorgungsspannungsniveau V0 höher ist als ursprünglich angenommen. Weiterhin kann die Ursache des in 4 gezeigten Signalverlaufs darin begründet sein, dass der Strombedarf der Sensoren 5 oder der Entladestrom der Stromsenke 3 größer ist als ursprünglich angenommen. In diesem Fall wird die Buskapazität 16 bis zum Zeitpunkt t4 unter das Potential V0 entladen. Dadurch kommt es zu einem Spannungseinbruch der Versorgungsspannung der Sensoren 5. Dies kann zur Fehlfunktion der Sensoren führen. Erst nach dem Zeitpunkt t4, wenn die Stromsenke 3 von der Busleitung 6 getrennt ist, kann die Versorgungsstromquelle 1 die Busleitung 6 wieder auf das gewünschte Spannungsniveau aufladen. Das Spannungsniveau V0 vor der Erzeugung des Rechteckimpulses wird somit erst zum Zeitpunkt t5 erreicht.As in 4 however, the discharge time between t 3 and t 4 is too long. For example, this may be related to the bus capacity 16 is smaller than originally assumed or the supply voltage level V 0 is higher than originally assumed. Furthermore, the cause of in 4 be based in the fact that the power consumption of the sensors 5 or the discharge current of the current sink 3 is larger than originally assumed. In this case, the bus capacity 16 discharged until the time t 4 below the potential V 0 . This causes a voltage dip in the supply voltage of the sensors 5 , This can lead to malfunction of the sensors. Only after the time t 4 , when the current sink 3 from the bus line 6 is disconnected, the supply power source 1 the bus line 6 recharge to the desired voltage level. The voltage level V 0 before the generation of the rectangular pulse is thus achieved only at the time t 5 .

Dem Fachmann ist selbstverständlich geläufig, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr können bei der Umsetzung der Erfindung Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden, ohne die Erfindung an sich wesentlich zu verändern. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, als erläuternd anzusehen.the Professional is of course familiar that the invention is not limited to the illustrated embodiments is limited. Rather, in the implementation the invention modifications and changes made without changing the invention itself. The above description is therefore not to be considered as limiting, to be considered as illustrative.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19859178 C1 [0003] - DE 19859178 C1 [0003]

Claims (11)

Vorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, mindestens eine Messgröße zu erfassen, wobei durch die Vorrichtung mindestens ein Datenbus (6) bereitgestellt wird, welcher mit mindestens einem Sensor (5) zur Erfassung der Messgröße verbindbar ist, wobei dem Sensor (5) über den Datenbus (6) mittels einer Versorgungsstromquelle (1) mit dem Innenwiderstand Ri ein Versorgungsstrom IBUS zuführbar ist und die Vorrichtung eine Einrichtung (2, 3) umfasst, mit welcher ein Abfragesignal mit vorgebbarer Signalform auf dem Datenbus (6) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung (R1, 12, R2, 9, 7) zur Erfassung der elektrischen Spannung der Versorgungsstromquelle (1) aufweist, bei welcher eine Serienschaltung aus einem Widerstand R2 und einer Stromsenke (9) vorhanden ist, wobei die Serienschaltung parallel zum Datenbus (6) angeordnet ist, und die Stromsenke (9) dazu vorgesehen ist, einen Strom IB abzuführen, für den gilt:
Figure 00130001
Device which is set up to detect at least one measured variable, wherein at least one data bus ( 6 ) provided with at least one sensor ( 5 ) is connectable to the detection of the measured variable, wherein the sensor ( 5 ) via the data bus ( 6 ) by means of a supply current source ( 1 ) with the internal resistance R i, a supply current I BUS can be supplied and the device comprises a device ( 2 . 3 ), with which a query signal with predeterminable signal form on the data bus ( 6 ), characterized in that the device comprises means (R1, 12 , R2, 9 . 7 ) for detecting the electrical voltage of the supply current source ( 1 ), in which a series circuit of a resistor R 2 and a current sink ( 9 ), the series connection being parallel to the data bus ( 6 ), and the current sink ( 9 ) is intended to dissipate a current I B , for which applies:
Figure 00130001
 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Komparator (4, 7) vorgesehen ist, um die Potentialdifferenz zwischen einem Anschluss (14) der Stromsenke (9) und einem Leiter des Datenbusses (6) zu messen, wobei die Einrichtung (2, 3) zur Erzeugung des Abfragesignals in Abhängigkeit des Ausgangs des Komparators (4, 7) steuerbar und/oder regelbar ist.Device according to claim 1, characterized in that at least one comparator ( 4 . 7 ) is provided to detect the potential difference between a terminal ( 14 ) of the current sink ( 9 ) and a conductor of the data bus ( 6 ), the device ( 2 . 3 ) for generating the interrogation signal as a function of the output of the comparator ( 4 . 7 ) is controllable and / or controllable. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Anschluss (14) der Stromsenke (9) und einem Eingang des Komparators (4) eine Referenzspannungsquelle (8) angeordnet ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that between a connection ( 14 ) of the current sink ( 9 ) and an input of the comparator ( 4 ) a reference voltage source ( 8th ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (R1) vorgesehen ist, welcher seriell mit einem Leiter des Datenbusses (6) verschaltet ist und die bei Betrieb der Versorgungsstromquelle (1) über den Wider stand (R1) abfallende elektrische Spannung zumindest zur Regelung der Stromsenke (9) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a resistor (R 1 ) is provided, which is connected in series with a conductor of the data bus ( 6 ) is connected and that during operation of the supply current source ( 1 ) over the counterclaim (R 1 ) falling voltage at least to control the current sink ( 9 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein A/D-Wandler (12) vorgesehen ist, um die über den Widerstand (R1) abfallende elektrische Spannung zu digitalisieren und die Stromsenke (9) dazu eingerichtet ist, eine Sollwertvorgabe digital zu empfangen.Device according to Claim 4, characterized in that an A / D converter ( 12 ) is provided to digitize the voltage drop across the resistor (R 1 ) and the current sink ( 9 ) is adapted to receive a setpoint specification digitally. Verfahren zur Erfassung einer Messgröße mittels mindestens einem Sensor, welcher mit einem Datenbus (6) zur Weiterleitung der Messgröße verbunden ist und welchem mittels einer Versorgungsstromquelle (1) mit dem Innenwiderstand Ri ein Versorgungsstrom IBus über den Datenbus zugeführt wird, wobei die Erfassung der Messgröße durch ein Abfragesignal mit vorgebbarer Signalform auf dem Datenbus (6) getriggert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung der Versorgungsstromquelle (1) bestimmt wird, indem eine Serienschaltung aus einem Widerstand R2 und einer Stromsenke (9) vorhanden ist, wobei die Serienschaltung parallel zum Datenbus (6) angeordnet ist, und über die Stromsenke (9) ein Strom IB abgeführt wird, für den gilt:
Figure 00140001
Method for detecting a measured variable by means of at least one sensor, which is connected to a data bus ( 6 ) is connected to the forwarding of the measured variable and which by means of a supply current source ( 1 ) with the internal resistance R i a supply current I bus is supplied via the data bus, wherein the detection of the measured variable by an interrogation signal with a predefinable signal form on the data bus ( 6 ) is triggered, characterized in that the electrical voltage of the supply current source ( 1 ) is determined by a series circuit of a resistor R 2 and a current sink ( 9 ), the series connection being parallel to the data bus ( 6 ) and via the current sink ( 9 ) a current I B is dissipated, for the following applies:
Figure 00140001
 Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einem Komparator (4, 7) die Potentialdifferenz zwischen einem Anschluss (14) der Stromsenke (9) und einem Leiter des Datenbusses (6) gemessen wird, wobei die Einrichtung (2, 3) zur Erzeugung des Abfragesignals in Abhängigkeit des Ausgangs des Komparators (4, 7) gesteuert und/oder geregelt wird.Method according to Claim 6, characterized in that at least one comparator ( 4 . 7 ) the potential difference between a terminal ( 14 ) of the current sink ( 9 ) and a conductor of the data bus ( 6 ), the device ( 2 . 3 ) for generating the interrogation signal as a function of the output of the comparator ( 4 . 7 ) is controlled and / or regulated. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Anschluss (14) der Stromsenke (9) und einem Eingang des Komparators (7) eine Referenzspannung (8) angelegt wird.Method according to claim 7, characterized in that between a connection ( 14 ) of the current sink ( 9 ) and an input of the comparator ( 7 ) a reference voltage ( 8th ) is created. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Versorgungsstromes IBus der Spannungsabfall an einem Widerstand (R1) bestimmt wird, welcher seriell mit einem Leiter des Datenbusses (6) verschaltet ist und wobei der Spannungsabfall zumindest zur Regelung der Stromsenke (9) verwendet wird.A method according to claim 8, characterized in that for measuring the supply current I bus, the voltage drop across a resistor (R 1 ) is determined, which is connected in series with a conductor of the data bus ( 6 ) and wherein the voltage drop at least for regulating the current sink ( 9 ) is used. Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program with program code on one machine-readable carrier is stored to carry of the method according to any one of claims 6 to 9, when the Computer program is running on a computer. Integrierter Schaltkreis mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Integrated circuit with a device after one of claims 1 to 5.
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