DE102013103104A1

DE102013103104A1 - Sensorschnittstellensender/-empfänger

Info

Publication number: DE102013103104A1
Application number: DE102013103104A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hammerschmidt
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-09-26
Also published as: CN103365204B; US8849520B2; US9469306B2; US20140379202A1; US20130253774A1; CN103365204A

Abstract

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen ein Sensorschnittstellenmodul 102, das den Widerstand eines RLC-Netzwerks 116 auf der Basis einer oder mehrerer Eigenschaften von ausgetauschten Datensignalen zwischen einem oder mehreren Sensoren und einer Steuerung (z.B. einer ECU) selektiv variiert. Das offenbarte Schnittstellenmodul 102 besitzt eine geschlossene Regelschleife 216, die modulierte Sensorstromsignale von einem oder mehreren Sensoren empfängt und die eine modulierte Ausgangsspannung, die dem einen oder den mehreren Sensoren zugeführt wird, regelt. Ein Protokollprozessor 228 detektiert eine oder mehrere Eigenschaften der ausgetauschten Spannungs- und Stromsignale. Der Protokollprozessor 228 führt die detektierten Eigenschaften einer Impedanzsteuerung 230 zu, die den Wert eines Impedanzelements 224 in einem RLC-Netzwerk 222, das sich zwischen dem Sensorschnittstellenmodul 102 und dem einen oder den mehreren Sensoren befindet, selektiv variiert, um die eine oder mehreren Eigenschaften auf eine Weise einzustellen, die die Leistungsfähigkeit des Sensorschnittstellenmoduls 102 verbessert.

Description

HINTERGRUND
Moderne Fahrzeuge weisen enorm viele Sensoren auf, wie etwa Airbagsensoren, Reifendrucksensoren, Motorsensoren, Sitzgurtsensoren und viele andere. Die Airbagsensoren stellen zum Beispiel Daten über den Betrieb des Fahrzeugs (z.B. Radgeschwindigkeit, Verlangsamung usw.) einer Airbag-Steuereinheit bzw. ACU bereit. Auf der Basis der von den Airbagsensoren empfangenen Daten kann die ACU bestimmen, wann Airbags in einem Fahrzeug eingesetzt werden sollten.
Mit zunehmender Anzahl von Fahrzeugsensoren wird die Integration zu einem großen Problem für Autohersteller. Zum Beispiel können eine ACU mit ihren entsprechenden Airbagsensoren verbindende Leitungen mehrere Meter lang sein. Diese Leitungen sind ein signifikanter Kostenfaktor in Kraftfahrzeugsystemen und tragen zu dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs bei. Aus diesem Grund begrenzen bestimmte herkömmliche Verdrahtungsschnittstellen, wie zum Beispiel PSI5 und DSI, die Anzahl der Leitungen auf zwei Leitungen. Ohne Gegenmaßnahmen können die Induktivitäten und Kapazitäten dieser Leitungen leider jedoch bei einer Resonanzfrequenz, die durch die Induktivitäten und Kapazitäten der Leitungen bestimmt wird, Störsignale hervorrufen.
Bei bestimmten herkömmlichen Implementierungen kann ein RLC-Filter (das einen Widerstand und eine optionale Bypassinduktivität parallel mit dem Widerstand aufweist) zwischen einer ECU und ihren entsprechenden Sensoren angeordnet sein. Dieses RLC-Filter kann dafür ausgelegt sein, Störsignale bei der Resonanzfrequenz zu dämpfen, um dadurch dabei zu helfen, die Leistungsfähigkeit des Fahrzeug-Erfassungssystems zu verbessern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Konzepts für eine Steuereinheit.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuereinheit nach Anspruch 1 und 11 und ein Verfahren nach Anspruch 17 gelöst.
KURZFASSUNG
Eine Motorsteuereinheit bzw. ECU oder eine Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Sensorschnittstellenmodul, ein RLC-Netzwerk, einen Protokollprozessor und eine Impedanzsteuerung. Das Sensorschnittstellenmodul ist dafür ausgelegt, eine modulierte Ausgangsspannung an einen oder mehrere Sensoren auszugeben und ein moduliertes Sensorstromsignal von dem einen oder den mehreren Sensoren zu empfangen. Ferner umfasst das RLC-Netzwerk ein Impedanzelement, das sich zwischen dem Sensorschnittstellenmodul und dem einen oder den mehreren Sensoren befindet. Der Protokollprozessor ist dafür ausgelegt, eine oder mehrere Eigenschaften der modulierten Ausgangsspannung oder der modulierten Sensorstromsignale zu detektieren. Zusätzlich ist die Impedanzsteuerung dafür ausgelegt, einen Wert des Impedanzelements auf der Basis der einen oder der mehreren Eigenschaften selektiv einzustellen, um die Leistungsfähigkeit der ECU zu verbessern.
Einige Ausführungsformen betreffen eine ECU oder eine Steuereinheit, wobei die Impedanzsteuerung ein Vergleichselement umfasst, das dafür ausgelegt ist, ein Steuersignal zu erzeugen, wenn eine der einen oder mehreren Eigenschaften gegen einen Leistungsfähigkeitsindikator verstoßen. Das Steuersignal variiert selektiv den Wert des Impedanzelements auf eine Weise, die die eine Eigenschaft so einstellt, dass die eine Eigenschaft nicht gegen den Leistungsfähigkeitsindikator verstößt.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Sensorschnittstellenmodul eine Referenzspannungsquelle, die dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Referenzsignal auszugeben, und einen Komparator mit einem mit der Referenzspannungsquelle verbundenen ersten Komparatoreingang, einem zweiten Komparatoreingang und einem Komparatorausgang. Ferner umfasst das Sensorschnittstellenmodul einen PID-Regler mit einem PID-Eingang und einem PID-Ausgang. Der PID-Eingang ist mit dem Komparatorausgang gekoppelt und der PID-Ausgang ist mit einem Steueranschluss einer Ausgangstreiberstufe gekoppelt, die dafür ausgelegt ist, die modulierte Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe bereitzustellen. Zusätzlich umfasst das Sensorschnittstellenmodul einen ersten Rückkopplungspfad, der den Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe mit dem zweiten Komparatoreingang koppelt. Der Komparator ist dafür ausgelegt, den PID-Regler zu betreiben, um den Ausgang der Ausgangstreiberstufe einzustellen, bis die modulierte Ausgangsspannung dem modulierten Referenzsignal folgt.
Optional umfasst der Protokollprozessor einen Signalmustergenerator, der dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Signalmuster zu erzeugen, das das modulierte Referenzsignal steuert, und eine Eigenschaft, die eine Flankensteilheit des modulierten Signalmusters umfasst, der Impedanzsteuerung bereitzustellen.
Bei einigen Ausführungsformen stellt die Impedanzsteuerung einen Wert des Impedanzelements ein, wenn eine Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung unter oder über der Flankensteilheit des modulierten Signalmusters liegt, um dadurch eine Zeitkonstante des RLC-Netzwerks zu ändern, um die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung zu ändern.
Optional wird die Impedanzsteuerung aktiviert, um einen Wert des Impedanzelements während einer Spannungsmodulationsphase einzustellen, die Daten zu dem einen oder den mehreren Sensoren sendet, und wird deaktiviert, um den Wert des Impedanzelements während einer strommodulierten Phase einzustellen, die Daten von dem einen oder den mehreren Sensoren empfängt.
Einige Ausführungsformen betreffen eine ECU oder eine Steuereinheit, wobei der Protokollprozessor ein Empfangsfilter umfasst, das mit dem PID-Ausgang gekoppelt und dafür ausgelegt ist, das modulierte Sensorstromsignal in Inband-Signalkomponenten und Außerband-Signalkomponenten aufzutrennen. Ferner umfasst der Protokollprozessor einen Gleichrichter, der dafür ausgelegt ist, die Außerband-Signalkomponenten von dem Empfangsfilter zu empfangen und eine Größe zu bestimmen, die zu einer Energie der Außerband-Signalkomponenten proportional ist, die als eine Eigenschaft der Impedanzsteuerung bereitgestellt wird.
Optional wird ein Wert des Impedanzelements vergrößert, wenn die Größe größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Ferner umfasst optional das Impedanzelement einen virtuellen Widerstand, umfassend ein Summierungselement mit einem mit der Referenzspannungsquelle gekoppelten ersten Summierungseingang, einem zweiten Summierungseingang und einem mit dem zweiten Komparatoreingang gekoppelten Summierungsausgang. Ferner umfasst der virtuelle Widerstand einen zweiten Rückkopplungspfad, der den Komparatorausgang mit dem zweiten Summierungseingang und einem auf dem zweiten Rückkopplungspfad angeordneten Multiplizierer koppelt. Der Multiplizierer ist dafür ausgelegt, dem zweiten Summierungseingang auf der Basis einer Multiplikation eines Signals auf dem ersten Rückkopplungspfad mit dem virtuellen Widerstandswert ein multipliziertes Signal zuzuführen.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Impedanzelement ein physisches Widerstandselement, das einen ersten Signalpfad mit einem ersten Widerstand und einen zweiten Signalpfad parallel mit dem ersten Signalpfad und mit einem zweiten Widerstand umfasst. Ferner umfasst das physische Widerstandselement ein Schaltelement, das dafür ausgelegt ist, den ersten Widerstand selektiv parallel mit dem zweiten Widerstand anzuordnen. Einige Ausführungsformen betreffen eine Motor- oder Airbag-Steuereinheit oder eine Steuereinheit, umfassend eine Referenzspannungsquelle, die dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Referenzsignal bereitzustellen, und eine geschlossene Regelschleife, die dafür ausgelegt ist, eine Ausgangstreiberstufe anzusteuern, um eine modulierte Ausgangsspannung, die das modulierte Referenzsignal verfolgt, einem Ausgangsknoten zuzuführen und ein moduliertes Sensorstromsignal von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen. Ferner umfasst die Motor- oder Airbag-Steuereinheit oder die Steuereinheit ein RLC-Netzwerk, umfassend einen zwischen der Ausgangstreiberstufe und dem einen oder den mehreren Sensoren befindlichen virtuellen Widerstand und einen Protokollprozessor in Kommunikation mit der geschlossenen Regelschleife und der Referenzspannungsquelle, der dafür ausgelegt ist, einem Protokollprozessorausgang eine Flankensteilheit des modulierten Referenzsignals oder Außerbandenergie des modulierten Sensorstromsignals zuzuführen. Zusätzlich umfasst die Motor- oder Airbag-Steuereinheit oder die Steuereinheit eine Impedanzsteuerung, die mit dem Protokollprozessorausgang gekoppelt und dafür ausgelegt ist, dynamisch einen Wert des virtuellen Widerstands einzustellen, wenn die Flankensteilheit oder die Außerbandenergie gegen einen Leistungsfähigkeitsindikator verstoßen.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Protokollprozessor einen Signalmustergenerator, der dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Signalmuster zu erzeugen, das das modulierte Referenzsignal steuert, und der Impedanzsteuerung eine Flankensteilheit des modulierten Signalmusters zuzuführen.
Optional stellt die Impedanzsteuerung einen Wert des virtuellen Widerstands ein, wenn eine Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung unter oder über der Flankensteilheit des modulierten Signalmusters liegt, um dadurch eine Zeitkonstante des RLC-Netzwerks zu ändern, um die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung zu ändern.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die geschlossene Regelschleife einen Komparator mit einem mit der Referenzspannungsquelle verbundenen ersten Komparatoreingang, einem zweiten Komparatoreingang und einem Komparatorausgang. Ferner umfasst die geschlossene Regelschleife einen PID-Regler, der einen PID-Eingang und einen PID-Ausgang umfasst. Der PID-Eingang ist mit dem Komparatorausgang gekoppelt und der PID-Ausgang ist mit einem Steueranschluss einer Ausgangstreiberstufe gekoppelt, die dafür ausgelegt ist, die modulierte Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe bereitzustellen. Zusätzlich umfasst die geschlossene Regelschleife einen ersten Rückkopplungspfad, der den Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe mit dem zweiten Komparatoreingang koppelt. Der Komparator ist dafür ausgelegt, den PID-Regler zu betreiben, um den Ausgang der Ausgangstreiberstufe einzustellen, bis die modulierte Ausgangsspannung dem modulierten Referenzsignal folgt.
Optional umfasst der Protokollprozessor ein Empfangsfilter, das mit dem PID-Ausgang gekoppelt und dafür ausgelegt ist, das modulierte Sensorstromsignal in Inband-Signalkomponenten und Außerband-Signalkomponenten aufzutrennen. Ferner kann der Protokollprozessor einen Gleichrichter umfassen, der dafür ausgelegt ist, die Außerband-Signalkomponenten von dem Empfangsfilter zu empfangen, um eine Größe zu bestimmen, die zu einer Energie der Außerband-Signalkomponenten proportional ist, und die Größe der Impedanzsteuerung bereitzustellen.
Der virtuelle Widerstand umfasst ferner optional ein Summierungselement mit einem mit der Referenzspannungsquelle gekoppelten ersten Summierungseingang, einem zweiten Summierungseingang und einem mit dem zweiten Komparatoreingang gekoppelten Summierungsausgang. Zusätzlich kann der virtuelle Widerstand einen zweiten Rückkopplungspfad, der den Komparatorausgang mit dem zweiten Summierungseingang koppelt, und einen auf den zweiten Rückkopplungspfad angeordneten Multiplizierer umfassen. Der Multiplizierer ist dafür ausgelegt, dem zweiten Summierungseingang ein multipliziertes Signal auf der Basis einer Multiplikation eines Signals auf dem ersten Rückkopplungspfad mit einem virtuellen Widerstandswert zuzuführen.
Einige Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum Verbessern der Leistungsfähigkeit eines Sensorschnittstellenmoduls in einer ECU-Architektur oder Steuereinheitsarchitektur. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Impedanzelements zwischen einem Sensorschnittstellenmodul und einem oder mehreren Sensoren und Austauschen eines Datensignals zwischen dem Sensorschnittstellenmodul und dem einen oder den mehreren Sensoren. Ferner umfasst das Verfahren das Bestimmen einer oder mehrerer Eigenschaften des ausgetauschten Datensignals und selektives Einstellen eines Werts des Impedanzelements auf der Basis der einen oder mehreren Eigenschaften.
Optional umfassen eine oder mehrere Eigenschaften eine Flankensteilheit einer von dem Sensorschnittstellenmodul dem einen oder den mehreren Sensoren zugeführten modulierten Ausgangsspannung oder eine Größe, die zu einer Außerbandenergie eines von dem einen oder den mehreren Sensoren empfangenen modulierten Sensorstromsignals proportional ist.
Zusätzlich kann das Verfahren optional das Erzeugen der modulierten Ausgangsspannung auf der Basis einer modulierten Referenzspannung und Einstellen des Werts des Impedanzelements, wenn die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung unter einer Flankensteilheit der modulierten Referenzspannung liegt, umfassen.
Ferner kann optional der Wert des Impedanzelements eingestellt werden, wenn die Größe über einem vorbestimmten Wert liegt.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeug-Erfassungssystems.
1b ist ein Signalformdiagramm eines modulierten Ausgangsspannungssignals, das zu Sensoren eines Fahrzeug-Erfassungssystems gesendet werden kann.
1c ist ein Signalformdiagramm eines modulierten Sensorstromsignals, das von einem Sensor eines Fahrzeug-Erfassungssystems gesendet werden kann.
2 ist ein Blockdiagramm eines Sensorschnittstellenmoduls gemäß einiger Ausführungsformen.
3 ist ein Blockdiagramm eines Sensorschnittstellenmoduls, das dafür ausgelegt ist, einen virtuellen Widerstand auf der Basis der Flankensteilheit eines modulierten Signalmusters zu variieren.
4a ist ein Graph, der zeigt, wie Flankensteilheitserhöhung die Ausgangsspannung eines Schnittstellenmoduls in Vergleich zu einem Referenzspannungswert ändert.
4b ist eine Tabelle von Zuständen und resultierenden Reaktionen des in 4a gezeigten Flankensteilheits-Erhöhungsmechanismus.
5a–5c sind Signaldiagramme, die zeigen, wie Flankensteilheitserhöhung die Qualität von modulierten Ausgangsspannungssignalen verbessert.
6 ist ein Blockdiagramm eines Sensorschnittstellenmoduls, das dafür ausgelegt ist, einen virtuellen Widerstand auf der Basis von Außerbandenergie eines modulierten Sensorstromsignals zu variieren.
7a–7b sind Signaldiagramme, die zeigen, wie das Variieren eines Widerstands auf der Basis von Außerbandenergie eines modulierten Sensorstromsignals den Stromverbrauch des Senders während elektromagnetischer Einspeisung in das verbundene Verdrahtungsnetz verringert.
8a–8b sind Signaldiagramme, die zeigen, wie das Variieren eines Widerstands auf der Basis von Außerbandenergie eines modulierten Sensorstromsignals Oszillationen verringert.
9 ist ein Blockdiagramm eines Sensorschnittstellenmoduls, das dafür ausgelegt ist, einen virtuellen Widerstand auf der Basis von Flankensteilheit und Außerbandenergie zu variieren.
10 ist ein Blockdiagramm eines Sensorschnittstellenmoduls, das ein physisches Widerstandselement aufweist.
11 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Verbessern der Leistungsfähigkeit eines Sensorschnittstellenmoduls in einer ECU-Architektur.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Der beanspruchte Gegenstand wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen durchweg gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden zur Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis des beanspruchten Gegenstands zu gewährleisten. Es ist jedoch erkennbar, dass der beanspruchte Gegenstand ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeübt werden kann.
Um einige Aspekte der Offenbarung besser zu erkennen, zeigt 1a ein Fahrzeug-Erfassungssystem 100, das ein Sensorschnittstellenmodul 102 aufweist. Das Sensorschnittstellenmodul 102 besitzt eine mit einer Steuereinheit 106 (z.B. ECU) gekoppelte Steuereinheitsschnittstelle 104 und eine mit zwei Leitungen 110, 112, die mit einer Anzahl von Sensoren 114 (z.B verbunden sind, gekoppelte Sensorschnittstelle 108. Um Störsignale zu begrenzen und die Leitungsresonanz zu dämpfen, wird ein RLC-Netzwerk 116 mit der Sensorschnittstelle 108 gekoppelt.
Um Informationen zu den Sensoren 114 zu senden, weist das Sensorschnittstellenmodul 102 eine Modulationseinheit 118 auf, die eine Versorgungsspannung moduliert (z.B. eine Änderung der Versorgungsgleichspannung), um Informationen zu mindestens einem der Sensoren 114 zu senden. 1b zeigt ein Beispiel dafür, wie die Modulationseinheit 118 ein moduliertes Ausgangsspannungssignal 124 zu einem Sensor senden kann, indem eine Steuerspannung zwischen einer hohen Versorgungsspannung (V_HIGH) und einer niedrigen Versorgungsspannung (V_LOW) variiert wird. In dem Beispiel von 1b entspricht ein Spannungsübergang einer ansteigenden Flanke einer logischen "0" und ein Spannungsübergang einer fallenden Flanke entspricht einer logischen "1", obwohl auch andere Codierungsmethoden verwendet werden könnten. Wenn keine Daten gesendet werden, führt die Modulationseinheit 118 oft den Sensoren 114 eine unmodulierte (z.B. Gleichstrom-)Versorgungsspannung zu.
Um Informationen von den Sensoren 114 zu empfangen, weist die Sensorschnittstelle eine Demodulationseinheit 120 auf, die ein moduliertes Sensorstromsignal demoduliert, um Informationen von mindestens einem der Sensoren 114 zu empfangen. Eine physische Schnittstellenschicht 122 kann zwischen der Modulations- und Demodulationseinheit 118 und 120 und den Leitungen 110 und 112 positioniert sein, damit die Demodulationseinheit 120, die mit der Modulationseinheit 118 parallel geschaltet ist, eine Strommessung durchführen kann.
1c zeigt ein Beispiel, wie eine Demodulationseinheit (z.B. die Demodulationseinheit 120 in 1) ein moduliertes Sensorstromsignal 126 auswerten kann, um durch einen Sensor gesendete Informationen zu decodieren. In dem Beispiel von 1c können Datenbit als Symbole auf dem modulierten Sensorstromsignal 126 codiert werden, wobei jedes Symbol aus drei Chips besteht und vier Datenbit codiert. Die Demodulationseinheit 120 kann das modulierte Sensorstromsignal 126 digital abtasten, um auszumachen, welches der Symbole in einer gegebenen Symbolperiode gesendet wurde, um dadurch den durch den Sensor gesendeten digitalen Bitstrom zu decodieren.
Die vorliegende Offenbarung verbessert die Leistungsfähigkeit eines Sensorschnittstellenmoduls, das Datensignale zwischen einem oder mehreren Sensoren und einer Steuereinheit (z.B. einer ECU) austauscht, indem der Widerstand eines RLC-Netzwerks selektiv variiert wird. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das offenbarte Sensorschnittstellenmodul eine geschlossene Regelschleife, die dafür ausgelegt ist, modulierte Sensorstromsignale von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen und eine modulierte Ausgangsspannung, die dem einen oder den mehreren Sensoren zugeführt wird, zu regeln. Ein Protokollprozessor ist dafür ausgelegt, eine oder mehrere Eigenschaften der ausgetauschten Spannungs- und Stromsignale zu detektieren. Der Protokollprozessor führt die eine oder mehreren detektierten Eigenschaften einer Impedanzsteuerung zu, die dafür ausgelegt ist, selektiv den Wert eines Impedanzelements (das z.B. einen realen Widerstand umfasst, oder eine Regelschleife, die dafür ausgelegt ist, ein Verhalten zu implementieren, durch das sich die Ausgangsspannung so ähnlich verhält, als würde ein Widerstand vorliegen) in einem RLC-Netzwerk (das z.B. die Busleitungen und Sperrkondensatoren umfasst), das sich zwischen dem Sensorschnittstellenmodul und dem einen oder den mehreren Sensoren befindet, zu variieren, um die eine oder mehreren Eigenschaften auf eine Weise einzustellen, die die Leistungsfähigkeit des Sensorschnittstellenmoduls verbessert.
2 zeigt ein Blockdiagramm einiger Ausführungsformen einer ECU-Architektur 200 (z.B. einer ACU) mit einem Sensorschnittstellenmodul 202, das dafür ausgelegt ist, Datensignale zwischen einem oder mehreren Sensoren und einer Steuereinheit 206 (z.B. einer ECU) auszutauschen.
Das Sensorschnittstellenmodul 202 umfasst eine Steuereinheitsschnittstelle 204, die eine Schnittstelle mit der Steuereinheit 206 bildet, und eine Sensorschnittstelle 208, die eine Schnittstelle mit den zwei mit einem oder mehreren Sensoren gekoppelter Leitungen 210, 212 bildet. Das Sensorschnittstellenmodul 202 umfasst ferner eine Referenzspannungsquelle 214, die dafür ausgelegt ist, ein erstes Steuersignal S_CTRL1 von der Steuereinheit 206 zu empfangen und auf der Basis dieses ein moduliertes Referenzsignal zu erzeugen. Die Referenzspannungsquelle 214 ist mit einer geschlossenen Regelschleife 216 gekoppelt, die ein digitales Signal D_PID erzeugt, das einem Steueranschluss einer Ausgangstreiberstufe 218 zugeführt wird. Das digitale Signal D_PID steuert die Ausgangstreiberstufe 218 an, um eine Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 220 zu regeln.
Ein RLC-Netzwerk 222, das sich zwischen der Sensorschnittstelle 208 und dem einen oder den mehreren Sensoren befindet, ist dafür ausgelegt, die Resonanz zwischen der Leitungsinduktivität und den Kondensatoren auf der Sensorseite sowie auf der ECU-Seite zu dämpfen. Es versteht sich, dass das offenbarte RLC-Netzwerk 222 nicht einen Widerstand, einen Kondensator und eine Induktivität enthalten muss, sondern bei verschiedenen Ausführungsformen stattdessen ein variables Impedanzelement 224, ein kapazitives Element und/oder ein induktives Element (z.B. eine emulierte Induktivität parallel mit dem Impedanzelement) umfassen kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das variable Impedanzelement 224 einen physischen Widerstand, während das variable Impedanzelement 224 bei anderen Ausführungsformen einen (nachfolgend beschriebenen) virtuellen Widerstand umfasst.
Während des Betriebs ist das Sensorschnittstellenmodul 202 dafür ausgelegt, Datensignale mit einem oder mehreren Sensoren auszutauschen. Insbesondere kann die geschlossene Regelschleife 216 die Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 220 ändern, um das erste Steuersignal S_CTRL1 zu verfolgen, um dadurch Informationen als eine modulierte Ausgangsspannung von der Steuereinheit 206 zu den Sensoren zu senden. Die geschlossene Regelschleife 216 kann auch mittels des Pfads 226 ein moduliertes Sensorstromsignal empfangen, um dadurch Informationen als einen modulierten Strom von den Sensoren zu empfangen. Es versteht sich, dass das Sensorschnittstellenmodul 202 in einem Halbduplexmodus betrieben werden kann, so dass Empfang und Übertragung zu verschiedenen Zeiten erfolgen.
Ein Protokollprozessor 228 in Kommunikation mit der geschlossenen Regelschleife 216 und der Referenzspannungsquelle 214 ist dafür ausgelegt, eine oder mehrere Eigenschaften der ausgetauschten Datensignale (z.B. Flankensteilheit, eine Größe proportional zur Außerbandenergie usw.) zu detektieren. Der Protokollprozessor 228 führt die detektierten Eigenschaften einer Impedanzsteuerung 230 zu. Wenn die Impedanzsteuerung 230 bestimmt, dass eine Änderung des Werts des Impedanzelements 224 die eine oder mehreren Eigenschaften auf eine Weise ändern würde, die die Leistungsfähigkeit des Schnittstellenmoduls 202 verbessern würde, stellt sie den Wert des Impedanzelements 224 auf der Basis der einen oder mehreren detektierten Eigenschaften ein. Anders ausgedrückt, wirkt die Impedanzsteuerung 230 als Teil einer Rückkopplungsschleife, die die Impedanz des Impedanzelements 224 auf der Basis einer oder mehrerer Eigenschaften ausgetauschter Datensignale auf eine Weise ändert, die die eine oder mehreren Eigenschaften so einstellt, dass die Leistungsfähigkeit des Sensorschnittstellenmoduls 202 verbessert wird.
Zum Beispiel führt der Protokollprozessor 228 bei einigen Ausführungsformen eine oder mehrere Eigenschaften eines ausgetauschten Datensignals der Impedanzsteuerung 230 zu, die einen Komparator 232 umfasst. Der Komparator 232 ist dafür ausgelegt, zu bestimmen, ob die eine oder mehreren detektierten Eigenschaften gegen einen Leistungsfähigkeitsindikator verstoßen, der einen unerwünschten Leistungsfähigkeitsgrad angibt. Wenn die Eigenschaften einen unerwünschten Leistungsfähigkeitsgrad angeben, ist die Impedanzsteuerung 230 dafür ausgelegt, ein zweites Steuersignal S_CTRL2 zu erzeugen, das den Wert des Impedanzelements 224 selektiv auf eine Weise variiert, die die eine oder mehreren Eigenschaften so einstellt, dass die Leistungsfähigkeit des Sensorschnittstellenmoduls 202 verbessert wird.
Es versteht sich, dass, obwohl 2 bestimmte Elemente als in anderen Elementen enthalten darstellt, solche Elementorte in der ECU-Architektur 200 nicht einschränkend sind. Zum Beispiel kann, obwohl der Protokollprozessor 228 als in der Steuereinheit 206 befindlich gezeigt ist, er als Alternative in dem Schnittstellenmodul 202 enthalten sein oder eine sowohl von der Steuereinheit 206 als auch dem Schnittstellenmodul 202 getrennte Komponente umfassen.
3 zeigt ein Blockdiagramm einer ausführlicheren Ausführungsform einer ECU-Architektur 300, die ein Sensorschnittstellenmodul 302 aufweist, das dafür ausgelegt ist, einen virtuellen Widerstand auf der Basis einer Flankensteilheit eines modulierten Signalmusters zu variieren.
Das Sensorschnittstellenmodul 302 umfasst einen geschlossenen Regelkreis 304 mit einem ersten Rückkopplungspfad 312, der dabei hilft, die Spannung an dem Ausgangsknoten 324 auf eine Referenzspannung V_ref abzustimmen. Das Sensorschnittstellenmodul 302 umfasst ferner einen zweiten Rückkopplungspfad 314, der Funktionalität eines virtuellen Widerstands (als Element R_E gezeigt) ermöglicht, die eine innere Impedanz der Spannungsquelle emuliert. Diese Impedanz kann so entworfen werden, dass sie die Leitungsresonanz dämpft und einen Gleichspannungsabfall aufgrund des Sensorversorgungsstroms I_sen, der mit einem physischen Widerstand im Strompfad erscheinen würde, vermeidet.
Insbesondere umfasst der erste Rückkopplungspfad 312 ein Vergleichselement 306 (z.B. einen Komparator, einen Analog-Digital-Umsetzer), der einen mit einem Summierungselement 320 gekoppelten ersten Eingang und einen mit dem Ausgangsknoten 324 gekoppelten zweiten Eingang aufweist. Ein Ausgang des Vergleichselements 306 ist mit einem PID-Regler 308 gekoppelt. Ein Ausgang des PID-Reglers 308 ist seinerseits mit einer Ausgangstreiberstufe 310 gekoppelt, die eine erste und zweite digital gesteuerte Stromquelle aufweist.
Das Summierungselement 320 ist dafür ausgelegt, eine eingestellte Referenzspannung auszugeben, die durch einen Signalmustergenerator 326 gesteuert wird. Der Signalmustergenerator 326 führt ein moduliertes Signalmuster, das Signalen entspricht, die zu einem oder mehreren Sensoren zu senden sind, einer Referenzspannungsquelle 322 zu, die die Referenzspannung V_ref auf der Basis des modulierten Signalmusters ändert. Auf der Basis der eingestellten Referenzspannung stellt das Vergleichselement 306 ein durch den PID-Regler 308 ausgegebenes digitales Signal D_PID solange ein, bis die Spannung am Ausgangsknoten 324 mit dem eingestellten Referenzsignal übereinstimmt. Deshalb kann der Signalmustergenerator 326 durch Variieren der Referenzspannung zwischen einer niedrigen und einer hohen Versorgungsspannung eine modulierte Ausgangsspannung zu einem Sensor senden.
Der zweite Rückkopplungspfad 314 weist ein Hochpassfilter 316, einen Multiplizierer 318 und das Summierungselement 320 auf, die wirksam wie gezeigt gekoppelt sind. Das digitale Ausgangssignal D_PID wird von dem PID-Regler 308 dem Hochpassfilter 316 zugeführt. Das Hochpassfilter 316 ist dafür ausgelegt, Frequenzen, die unter einem interessierenden Frequenzbereich für die Datenübertragung liegen, zu dämpfen (z.B. wenn Daten in einem Frequenzband zwischen 100 KHz und 2 MHz zu senden sind, lässt das Hochpassfilter 316 nur Frequenzen von 10 kHz oder mehr durch). Um den Spannungsabfall zu erhalten, der durch einen tatsächlichen Widerstand verursacht würde, multipliziert der Multiplizierer 318 die Ausgabe des Hochpassfilters 316 (die direkt proportional zu dem Strom am Ausgangsknoten 324 ist) mit einem virtuellen Widerstandswert R_Evi (der den Widerstand des emulierten Widerstands definiert), um ein multipliziertes Signal (R_Evi·D_PID) zu erzeugen. Das Summierungselement 320 subtrahiert das multiplizierte Signal von der durch die Referenzspannungsquelle 322 bereitgestellten Referenzspannung. Als Ergebnis des virtuellen Widerstands nimmt die Spannung am Ausgangsknoten 324 proportional mit dem Stromverbrauch der Last ab sowie es der Fall wäre, wenn ein realer Widerstand in den Strompfad eingeführt würde.
Der virtuelle Widerstand R_E und ein Kondensator C₁ bilden ein RLC-Netzwerk mit einer Zeitkonstante, die die Geschwindigkeit von Änderungen der modulierten Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 324 begrenzt (d.h. das RLC-Netzwerk filtert Spannungsflanken, wodurch die Flankensteilheit der Ausgangsspannung begrenzt wird). Durch Begrenzen der Geschwindigkeit von Änderungen der modulierten Ausgangsspannung am Ausgangsknoten 324 wird auch die erzielbare Datenrate ausgetauschter Datensignale begrenzt.
Um eine Begrenzung der Geschwindigkeit von Änderungen der modulierten Spannung zu verhindern, ist ein Skalierungselement 330 dafür ausgelegt, eine erste Zeitableitung des modulierten Signalmusters (d.h. einer Flankensteilheit), das verwendet wird, um Daten zu einem oder mehreren Sensoren zu senden, von dem Signalmustergenerator 326 zu empfangen. Da das Sensorschnittstellenmodul 302 die modulierte Ausgangsspannung auf der Basis des modulierten Signalmusters erzeugt, kann das Skalierungselement 330 die Flankensteilheit des modulierten Signalmusters analysieren und den virtuellen Widerstand R_E auf eine Weise skalieren, die dem modulierten Signalmuster folgt. Durch Skalieren des virtuellen Widerstands R_E wird die RC-Zeitkonstante geändert, um eine höhere Flankensteilheit zu gewährleisten, als durch Konstanthalten des virtuellen Widerstands R_E erzielt werden kann. Wenn zum Beispiel die Flankensteilheit des modulierten Signalmusters über einer erzielbaren Zeitkonstante liegt, verringert das Skalierungselement 330 den Widerstand des virtuellen Widerstands R_E durch Multiplizieren des virtuellen Widerstandswerts R_Evi mit einem Skalierungsfaktor, der kleiner als 1 ist.
4a ist ein Graph 400, der zeigt, wie das Variieren des Widerstands des virtuellen Widerstands R_E (d.h. Flankensteilheitserhöhung) die modulierte Ausgangsspannung eines Schnittstellenmoduls in Vergleich zu einem Referenzspannungswert ändert. Wie in dem Graph 400 gezeigt, wird die durch den Signalmustergenerator 326 gesetzte Referenzspannung durch die Linie 402 repräsentiert, und die modulierte Ausgangsspannung des Schnittstellenmoduls 302 wird durch die Linie 404 repräsentiert.
Wenn die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung 404 unter oder über der Flankensteilheit der Referenzspannung 402 liegt, kommt das Skalierungselement 330 ins Spiel, um den Wert des virtuellen Widerstands R_E zu ändern. Zum Beispiel ist während eines ersten Zeitraums 406 die Referenzspannung 402 konstant und das Skalierungselement 330 kommt nicht ins Spiel. Während eines zweiten Zeitraums 408 beginnt die Referenzspannung 402 zuzunehmen, wodurch die geschlossene Regelschleife eine modulierte Ausgangsspannung 404 erzeugt, die der Referenzspannung 402 folgt. Es besteht jedoch eine Verzögerung zwischen der modulierten Ausgangsspannung 404 und der Referenzspannung 402, die bewirkt, dass die modulierte Ausgangsspannung 404 unter der Referenzspannung 402 bleibt (d.h. bewirkt, dass das Rückkopplungssignal negativ ist; Vref > Vout). Da die Flankensteilheit der Referenzspannung 402 höher als die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung 404 ist, verringert das Skalierungselement 330 den Wert des virtuellen Widerstands R_E. Das Verringern des Werts des virtuellen Widerstands R_E bewirkt, dass die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung 404 zunimmt, so dass die modulierte Ausgangsspannung 404 der Referenzspannung 402 schneller folgen kann.
Da eine Zeitverzögerung zwischen der modulierten Ausgangsspannung 404 und der Referenzspannung 402 besteht, können Überschwingen und Oszillationen um die Referenzspannung 402 auftreten. Solche Oszillationen verschlimmern sich, da die Dämpfung der durch die Leitungsinduktivität zusammen mit den Sperrkondensatoren auf der ECU- und Sensorseite verursachten Resonanz bei einer Verringerung des virtuellen Widerstands verringert wird, was eine unerwünschte Nebenwirkung ist und zu Oszillation führen könnte. Wenn solche Oszillationen auftreten, übersteigt die modulierte Ausgangsspannung 404 die Referenzspannung 402, wodurch das Rückkopplungssignal zu positiv wechselt; Vref < Vout. Zum Beispiel übersteigt während eines dritten Zeitraums 410 die modulierte Ausgangsspannung 404 die Referenzspannung 402.
Um ein solches Überschwingen zu vermeiden, kann das Skalierungselement 330 den Wert des virtuellen Widerstands R_E vergrößern, wenn die Rückkopplung von dem Vergleichselement 306 nicht in dieselbe Richtung wie das Flankensteilheitssignal zeigt. Wenn zum Beispiel Flankensteilheit positiv ist und die modulierte Ausgangsspannung 404 höher als die Referenzspannung 402 ist, vergrößert das Skalierungselement 330 den Wert des virtuellen Widerstands R_E. Wenn die Flankensteilheit positiv ist und die modulierte Ausgangsspannung 404 kleiner als die Referenzspannung 402 ist, verkleinert das Skalierungselement 330 den Wert des virtuellen Widerstands R_E jedoch. Derselbe Mechanismus wird während fallender Flanken der Referenzspannung mit umgekehrten Reaktionen abhängig von der Rückkopplung angewandt. Die Zustände und resultierenden Reaktionen des Mechanismus sind in der in 4b gezeigten Tabelle 412 gezeigt.
5a–5c sind Signaldiagramme, die zeigen, wie die Flankensteilheitserhöhung die Qualität modulierter Ausgangs-Spannungssignale verbessert.
5a zeigt Signaldiagramme 500, die unter Verwendung eines Impedanzelements erzeugt werden, das einen nichtvariablen Widerstandswert von 8 Ohm aufweist. Wie im Graph 508 gezeigt, wird der virtuelle Widerstandswert R_Evi mit einem konstanten Skalierungsfaktor multipliziert, der einen Wert gleich 1 aufweist. Graph 502 zeigt ein glattes Einklingen der Sensorversorgungsspannung 506 (d.h. der an einem Sensor empfangenen modulierten Ausgangsspannung) mit einem geringen Überschwingen von 300 mV mit Bezug auf die Referenzspannung 504. Ein zugeordnetes Augendiagramm 510 weist eine große Öffnung auf, die anzeigt, dass Demodulation mit hoher Sicherheitsreserve möglich ist. Das Einklingen der Versorgungsspannung 506 ist jedoch langsam (z.B. ungefähr 3 Mikrosekunden) und das Signal ist signifikant vor der Erreichung des Sensors verzögert, wodurch Hochgeschwindigkeitsübertragung von Daten verhindert wird.
5b zeigt Signaldiagramme 512, die unter Verwendung eines Impedanzelements erzeugt werden, das einen nicht variablen Widerstandswert von 2 Ohm aufweist. Wie im Graph 520 gezeigt, wird der virtuelle Widerstandswert R_Evi mit einem konstanten Skalierungsfaktor multipliziert, der einen Wert gleich 1 aufweist. Graph 514 zeigt ein schnelles Einklingen der Sensorversorgungsspannung 518. Die Sensorversorgungsspannung 518 weist jedoch ein großes Überschwingen von 1 V mit Bezug auf die Referenzspannung 516 auf. Ferner weist ein zugeordnetes Augendiagramm 522 Augenöffnungen auf, die aufgrund von Oszillationen, die durch unzureichend gedämpfte Leitungsresonanz verursacht werden, signifikant reduziert sind.
5c zeigt ein Signaldiagramm 524, das unter Verwendung eines Impedanzelements erzeugt wird, das adaptive Flankensteilheitserhöhung aufweist. Wie im Graph 532 gezeigt, variiert der Skalierungsfaktor, der den virtuellen Widerstandswert R_Evi skaliert, zwischen 0 und 1, um Flankensteilheitserhöhung bereitzustellen. Insbesondere wird die Flankensteilheitserhöhung aktiviert, um einen Wert des Impedanzelements während einer Spannungsmodulationsflanke (z.B. von ungefähr 5,8 auf 5,95 mS) einzustellen und wird deaktiviert, um den Wert des Impedanzelements während konstanter Perioden der Spannungsmodulationsphasen (z.B. von ungefähr 5,95 bis 6,2 mS) einzustellen.
Das Signaldiagramm 526 zeigt ein glattes Einklingen der Sensorversorgungsspannung 530 mit einer Einklingzeit, die fast so schnell wie bei 2 Ohm ist (Graph 514). Die schnelle Einklingzeit ist auf Verringerung des virtuellen Widerstands, um 2 Ohm zu erreichen, was durch Flankensteilheitserhöhung verursacht wird, zurückzuführen. Die Sensorversorgungsspannung 530 weist außerdem ein geringes Überschwingen von 300 mV mit Bezug auf die Referenzspannung 528 auf. Das geringe Überschwingen ist auf eine Zunahme des virtuellen Widerstands, um 8 Ohm zu erreichen, was durch Flankensteilheitserhöhung verursacht wird, zurückzuführen. Dementsprechend kombiniert die offenbarte Flankensteilheitserhöhung den Vorteil schnellen Einklingens mit einem niederohmschen Ausgang mit dem Vorteil guter Dämpfung der Leitungsresonanz.
6 zeigt ein Blockdiagramm einer ECU-Architektur 600, die ein Sensorschnittstellenmodul 602 aufweist, das dafür ausgelegt ist, einen virtuellen Widerstand auf der Basis einer Außerbandenergie modulierter Sensorstromsignale, die von einem oder mehreren Sensoren empfangen werden, zu variieren.
Das Sensorschnittstellenmodul 602 umfasst eine geschlossene Regelschleife 604 mit einem PID-Regler 606, der dafür ausgelegt ist, ein digitales Datensignal D_PID auszugeben, das zu dem Ausgangsstrom des Schnittstellenmoduls 602 proportional ist. Das digitale Datensignal D_PID umfasst empfangenen Strom mit den empfangenen strommodulierten Sensorsignalen zusammen mit anderen Reaktionen des PID-Reglers, die durch äußere Verzerrungen wie EMI (elektromagnetische Einstreuung) oder Reflexionen auf eine Busleitung verursacht werden können.
Das digitale Datensignal D_PID wird von dem PID-Regler 606 an ein Empfangsfilter 608 ausgegeben. Das Empfangsfilter 608 ist dafür ausgelegt, Außerbandkomponenten von empfangenem Strom aus Inbandkomponenten, umfassend empfangene strommodulierte Sensorsignale, die von einem oder mehreren Sensoren gesendet werden, zu trennen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Empfangsfilter 608 ein Tiefpassfilter umfassen, das dafür ausgelegt ist, Außerbandkomponenten aus den empfangenen Stromsignalen zu entfernen (d.h. Frequenzbänder zu entfernen, die nicht zur Übertragung von Daten verwendet werden). Die Inbandkomponenten werden einem Empfänger 610 zugeführt, der dafür ausgelegt ist, die empfangenen strommodulierten Signale zu demodulieren, um von dem einen oder den mehreren Sensoren gesendete Daten wiederzugewinnen.
Die Außerbandsignale, die Signalkomponenten repräsentieren, die nicht zu den strommodulierten Sensorsignalen gehören, werden einem Gleichrichter 612 zugeführt, der dafür ausgelegt ist, eine Größe zu berechnen, die proportional (z.B. linear oder nicht linear proportional) zu der Energie der Außerbandkomponenten E_OOB ist (z.B. durch Gleichrichten der Außerbandsignale unter Verwendung einer Quadriererfunktion und dann Mitteln des gleichgerichteten Signals, durch Entfernen des Vorzeichens der Außerbandsignale, um eine zu der Energie proportionale Größe zu erhalten usw.). Die Größe E_OOB wird einem Skalierungselement 614 zugeführt, das die Größe auswertet und auf der Basis dieser selektiv den Wert des virtuellen Widerstands R_E einstellt. Bei einigen Ausführungsformen vergleicht das Skalierungselement 614 die Größe mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Wenn die Größe (z.B. die Außerbandenergie) den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, kann der Wert des virtuellen Widerstands R_E vergrößert werden, um den Strom zu begrenzen, der an das Schnittstellenmodul abgeliefert werden kann, um der EMI entgegenzuwirken und sicherzustellen, dass die Steuerung nicht an Außerbandenergie reagiert.
Während EMI kann zum Beispiel der Strom, der in den Ausgang eingespeist wird, auf Werte zunehmen, die viel höher als der normale Betriebsstrom der Sensoren ist. Da der Spannungsabfall an der Niederseiten-Stromquelle 616b die Ausgangsspannung für die Sensorversorgung ist (typischerweise zwischen 4 V und 15 V), die viel höher als der Spannungsabfall an der Hochseiten-Stromquelle 616a ist (typischerweise zwischen 1 V und 3 V), nimmt der Stromverbrauch des Schnittstellenmoduls aufgrund des Stromverbrauchs der Niederseiten-Stromquelle 616b, der im Normalbetrieb fast vernachlässigbar ist, zu und wird um einen Faktor zwischen 2 und 15 höher als der auf der hohen Seite. Die Temperaturzunahme während EMI der Einrichtung ist proportional zu beiden Faktoren.
Um eine Zunahme der Größe der Niederseiten-Stromquelle 616b zu vermeiden, um Überhitzung zu verhindern, begrenzt die Änderung des Werts des virtuellen Widerstands R_E den Stromverbrauch. Die Änderung des Werts des virtuellen Widerstands erzeugt eine proportionale Abnahme des Stroms von Hoch- und Niederseiten-Stromquellen und begrenzt deshalb Demodulationseffekte auf ein annehmbares Niveau, das immer noch eine Erkennung des strommodulierten Sensorsignals nach dem Empfangsfilter 608 erlaubt.
7a–7b sind Signaldiagramme, die zeigen, wie das Variieren eines Ausgangswiderstands auf der Basis von Außerbandenergie eines modulierten Sensorstromsignals den Stromverbrauch des Senders während elektromagnetischer Einstreuung in das angeschlossene Verdrahtungsnetz verringert.
7a zeigt Signaldiagramme 700, die einem ECU-System entsprechen, das den offenbarten adaptiven Ausgangswiderstand zur EMC-Zurückweisung (d.h. den EMC-Zurückweisungsmechanismus) nicht aufweist. Wie im Graph 704 gezeigt, wird der virtuelle Widerstandswert R_Evi mit einem konstanten Skalierungsfaktor multipliziert, der einen Wert gleich 1 aufweist. Graph 702 zeigt den von der Schnittstelle ausgegebenen Strompegel, der von –100 mA bis 150 mA reicht.
7b zeigt Signaldiagramme 706, die einem ECU-System mit dem offenbarten EMC-Zurückweisungsmechanismus entsprechen. Wie im Graph 710 gezeigt, ändert sich der virtuelle Widerstandswert R_Evi, während ein Skalierungsfaktor zwischen 2,5 und 3,5 variiert, um den virtuellen Widerstand abhängig von Außerbandenergie zu vergrößern. Mit Bezug auf Graph 708 wird der resultierende Niederseiten-Strom (durch negative Stromwerte gezeigt) auf –50 mA bis 100 mA verringert (d.h. relativ zu Graph 702 um einen Faktor 2 verringert). Deshalb verringert der adaptive Ausgangswiderstand den Stromverbrauch aufgrund des Abfalls des Stroms (insbesondere negativen Stroms) signifikant.
Durch Ändern des Werts des virtuellen Widerstands R_E als Reaktion auf Außerbandenergie können auch Oszillationen aufgrund der LC-Resonanz der Übertragungsleitung mit einer schnelleren Rate vermindert werden. 8a–8b sind Signaldiagramme, die zeigen, wie das Variieren eines Widerstands auf der Basis von Außerbandenergie eines modulierten Sensorstromsignals Oszillationen, die durch Stimulation von LC-Resonanzen des Sensorbusses durch die Flanken der Sensoren-Versorgungsstrommodulation während der Datenübertragung verursacht werden, verringert.
8a zeigt Signaldiagramme 800, die einem ECU-System entsprechen, das den offenbarten EMC-Zurückweisungsmechanismus nicht aufweist. Wie im Graph 802 gezeigt, wird der virtuelle Widerstandswert R_Evi mit einem konstanten Skalierungsfaktor multipliziert, der einen Wert gleich 1 aufweist. Graph 804 zeigt die strommodulierten Sensorsignale, die von den Sensoren ausgegeben werden, als Linie 806, und die Stromsignale, die durch die ECU empfangen werden, als Linie 808. Ohne Variieren des virtuellen Widerstandswerts zur Dämpfung von Oszillationen weisen die durch die ECU empfangenen Stromsignale (Linie 808) signifikantes Überschwingen auf, da die Linie 808 über und unter der Linie 806 verläuft.
8b zeigt Signaldiagramme 810, die einem ECU-System mit dem offenbarten EMC-Zurückweisungsmechanismus entsprechen. Graph 812 zeigt einen Skalierungsfaktor, der den virtuellen Widerstandswert R_Evi skaliert, während Graph 814 die von den Sensoren ausgegebenen strommodulierten Sensorsignale als Linie 816 und den durch die ECU empfangenen Strom als Linie 818 zeigt.
Wie im Graph 812 gezeigt, nimmt der Skalierungsfaktor auf Werte zu, die zwischen 1,25 und 2 variieren, nachdem eine Flanke in den von den Sensoren ausgegebenen strommodulierten Sensorsignalen (Linie 816) erscheint. Der virtuelle Skalierungsfaktor nimmt auf niedrigere Werte ab, wenn der neue Strom für einen Sensor eingeklungen ist. Durch Vergrößern des Skalierungsfaktors für R_Evi an dem Punkt, an dem durch die ECU empfangene Stromsignale (Linie 814) einen bestimmten Grad von Außerbandenergie übersteigen, wird der virtuelle Widerstand automatisch verringert und Überschwingen gestoppt. Dies vermeidet eine Verringerung der Steilheit der Stromflanken, die durch die Regelschleife abgeliefert werden.
9 zeigt ein Blockdiagramm bestimmter alternativer Ausführungsformen einer ECU-Architektur 900, die ein Schnittstellenmodul 902 aufweist, das dafür ausgelegt ist, Flankensteilheitserhöhung und Außerband-EMC-Zurückweisung zu Implementieren.
Das Schnittstellenmodul 902 umfasst ein Empfangsfilter 908, das dafür ausgelegt ist, ein digitales Ausgangssignal D_PID von einem PID-Regler 904 zu empfangen. Das Empfangsfilter 908 filtert das digitale Ausgangssignal D_PID, um Außerbandkomponenten von Inbandkomponenten zu trennen, die den strommodulierten Sensorsignalen entsprechen, die von dem einen oder den mehreren Sensoren empfangen werden. Bei einigen Ausführungsformen führt das Empfangsfilter 908 die Inband- und Außerbandkomponenten einem Empfänger 910 zu, der weiterhin dem Protokollprozessor 912 Außerbandkomponenten zuführt. Bei anderen Ausführungsformen führt das Empfangsfilter 908 das Inband dem Empfänger 910 und Außerbandkomponenten direkt dem Protokollprozessor 912 zu.
Der Protokollprozessor 912 ist dafür ausgelegt, die Ausgangsspannung des Schnittstellenmoduls 902 durch Steuern der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle 916 zu steuern. Der Protokollprozessor 912 ist ferner dafür ausgelegt, eine Größe zu berechnen, die proportional zu einer Außerbandenergie für ein empfangenes Stromsignal und einer Flankensteilheit eines Ausgangsspannungssignals ist. Die Flankensteilheit und/oder Größe werden dann einem Skalierungselement 914 zugeführt, das einen Skalierungsfaktor für den virtuellen Widerstandswert R_Evi erzeugt, der verwendet wird, um den Effekt des virtuellen Widerstands R_E zu skalieren. Der virtuelle Widerstandswert umfasst einen digitalen Wert (z.B. einen 16-Bit-Digitalwert), der eingestellt werden kann, um den Wert des virtuellen Widerstands R_E als Reaktion auf die Flankensteilheit und/oder Größe zu vergrößern oder zu verkleinern. Bei einer Größe, die eine hohe Außerband-Signalenergie angibt, ist das Skalierungselement 914 zum Beispiel dafür ausgelegt, den Widerstand des virtuellen Widerstands R_E durch Verwendung eines Skalierungsfaktors von mehr als 1 zu vergrößern, während bei einer hohen Flankensteilheit das Skalierungselement 914 dafür ausgelegt ist, den Widerstand des virtuellen Widerstands R_E durch Verwendung eines Skalierungsfaktors von weniger als 1 zu verringern.
10 zeigt ein Blockdiagramm einer ECU-Architektur 1000, die ein Schnittstellenmodul 1002 mit einem physischen skalierbaren Widerstandselement 1006 aufweist, das dafür ausgelegt ist, abhängig von einem oder mehreren Parametern von zwischen einer ECU und Sensoren ausgetauschten Datensignalen zu variieren.
Das Schnittstellenmodul 1002 umfasst ein skalierbares Widerstandselement 1006. Das skalierbare Widerstandselement 1006 umfasst einen ersten Signalpfad mit einem ersten Widerstand 1008, der den Maximalwert setzt. Der erste Signalpfad ist parallel mit einem zweiten Signalpfad mit einem zweiten Widerstand 1010 konfiguriert. Das Skalierungselement 1004 ist dafür ausgelegt, ein Steuersignal zu erzeugen, das ein Schaltelement 1012 (z.B. einen MOS-Schalter) aktiviert, das dafür ausgelegt ist, einen ersten und zweiten Widerstand 1008 und 1010 selektiv parallel anzuordnen. Wenn das Schaltelement 1012 ausgeschaltet wird, ist der Widerstand des skalierbaren Widerstandselements 1006 gleich dem des Widerstands 1008. Wenn das Schaltelement 1012 eingeschaltet ist, wodurch der erste und zweite Widerstand parallel angeordnet werden, ist der Widerstand des skalierbaren Widerstandselements 1006 kleiner als der des ersten und zweiten Widerstands 1008 und 1010.
Um zum Beispiel zwischen einer 2-Ohm-Einstellung und einer 8-Ohm-Einstellung zu wechseln, würde der erste Widerstand einen 8-Ohm-Widerstand umfassen und der zweite Widerstand würde einen 2,67-Ohm-Widerstand umfassen. Durch Ein- oder Ausschalten des zweiten Widerstands würde sich der Widerstand des Widerstandselements zwischen 8 Ohm und 2 Ohm ändern. Um einen Wert zwischen 2 und 8 Ohm (z.B. 5 Ohm) zu erzielen, kann das System Zeitmultiplexen (z.B. parallelen Pfad mit Tastverhältnis von 50% aktivieren) ausführen.
11 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 1100 zum Verbessern der Leistungsfähigkeit eines Sensorschnittstellenmoduls in einer ECU-Architektur.
Es versteht sich, dass, obwohl das Verfahren 1100 nachfolgend als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben wird, die dargestellte Anordnung solcher Schritte oder Ereignisse nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen ist. Zum Beispiel können bestimmte Schritte in einer anderen Reihenfolge und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen außer den hier dargestellten und/oder beschriebenen stattfinden. Zusätzlich müssen nicht alle dargestellten Schritte erforderlich sein, um einen oder mehrere Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu implementieren. Außerdem können ein oder mehrere der hier abgebildeten Schritte in einem oder mehreren getrennten Schritten und/oder Phasen ausgeführt werden.
Ferner können die offenbarten Verfahren als Vorrichtung oder Herstellungsartikel unter Verwendung von Standardprogrammierungs- und/oder Ingenieurstechniken implementiert werden, um Software, Firmware, Hardware oder eine beliebige Kombination davon zu produzieren, um einen Computer dafür zu steuern, den offenbarten Gegenstand zu implementieren (z.B. sind die in 2, 3 usw. gezeigten Schaltungen nicht einschränkende Beispiele für Schaltungen, die zur Implementierung der offenbarten Verfahren verwendet werden können). Der Ausdruck "Herstellungsartikel" soll, so wie er hier gebraucht wird, ein Computerprogramm einschließen, das von einer beliebigen computerlesbaren Einrichtung, einem Träger oder Medium aus zugänglich ist. Natürlich sind für Fachleute viele hieran vorzunehmende Modifikationen erkennbar.
Bei 1101 stellt das Verfahren ein Impedanzelement zwischen einem Sensorschnittstellenmodul und einem oder mehreren Sensoren bereit. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Impedanzelement einen physischen Widerstand oder einen virtuellen Widerstand sowie Filter, die ein frequenzabhängiges Verhalten der Impedanz, die emuliert wird, definieren, umfassen.
Bei 1104 tauscht das Verfahren ein Datensignal zwischen dem Sensorschnittstellenmodul und dem einen oder den mehreren Sensoren aus. Bei einigen Ausführungsformen können die Datensignale eine modulierte Ausgangsspannung umfassen, die von dem Sensorschnittstellenmodul einem oder mehreren Sensoren zugeführt wird, oder ein moduliertes Sensorstromsignal, das durch das Sensorschnittstellenmodul von dem einen oder den mehreren Sensoren empfangen wird.
Bei 1106 bestimmt das Verfahren eine oder mehrere Eigenschaften eines ausgetauschten Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Eigenschaften eine Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung oder eine Größe, die proportional zu einer Außerbandenergie eines modulierten Sensorstromsignals ist, das von einem oder mehreren Sensoren empfangen wird, umfassen.
Bei 1108 wird ein Wert des Impedanzelements auf der Basis der einen oder bestimmten Eigenschaften selektiv eingestellt. Bei einigen Ausführungsformen wird ein Wert des Impedanzelements eingestellt, wenn die detektierte eine oder mehrere Eigenschaften gegen einen Leistungsfähigkeitsindikator verstoßen. Zum Beispiel wird bei einer Ausführungsform, wobei die modulierte Ausgangsspannung auf der Basis einer modulierten Referenzspannung erzeugt wird, der Wert des Impedanzelements eingestellt, wenn die Flankensteilheit des modulierten Spannungssignals unter einer Flankensteilheit einer Referenzspannung liegt. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Wert des Impedanzelements eingestellt, wenn die Größe, die proportional zu der Außerbandenergie ist, über einem vorbestimmten Wert liegt.
Obwohl die Offenbarung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen gezeigt und beschrieben wurde, werden anderen Fachleuten bei Durchsicht und Verständnis der vorliegenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen äquivalente Abänderungen und Modifikationen einfallen.
Ferner versteht sich, dass Bezeichnungen wie "erstes" und "zweites" keinerlei Art von Reihenfolge oder Platzierung mit Bezug auf andere Elemente bedeuten; stattdessen sind "erstes" und "zweites" und andere ähnliche Bezeichnungen lediglich generische Bezeichnungen. Zusätzlich versteht sich, dass der Ausdruck "gekoppelt" direkte und indirekte Kopplung umfasst. Die Offenbarung umfasst alle solche Modifikationen und Abänderungen und wird nur durch den Schutzumfang der folgenden Ansprüche begrenzt. Insbesondere sollen hinsichtlich verschiedener durch die oben beschriebenen Komponenten (z.B. Elemente und/oder Betriebsmittel) ausgeführter Funktionen die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendeten Ausdrücke, sofern es nicht anders angegeben wird, einer beliebigen Komponente entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z.B. die funktional äquivalent ist), obwohl sie nicht strukturell der offenbarten Struktur äquivalent ist, die die Funktion bei den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Offenbarung ausführt. Obwohl ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung möglicherweise mit Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal zusätzlich mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wenn es erwünscht und für eine beliebige gegebene oder konkrete Anwendung vorteilhaft ist. Zusätzlich sind die in der vorliegenden Anmeldung und in den angefügten Ansprüchen verwendeten Artikel "ein" und "eine" als "eines oder mehrere" bedeutend aufzufassen.
Soweit die Ausdrücke "enthält", "aufweist", "hat", "mit" oder Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Ausdrücke ferner auf ähnliche Weise wie der Ausdruck "umfassend" einschließend sein.

Claims

Steuereinheit (100, 200, 600, 900, 1000), umfassend: ein Sensorschnittstellenmodul (202), das dafür ausgelegt ist, eine modulierte Ausgangsspannung an einen oder mehrere Sensoren auszugeben und ein moduliertes Sensorstromsignal von dem einen oder den mehreren Sensoren zu empfangen; ein RLC-Netzwerk (222), das ein Impedanzelement (224) umfasst, das sich zwischen dem Sensorschnittstellenmodul (202) und dem einen oder den mehreren Sensoren befindet; einen Protokollprozessor (228), der dafür ausgelegt ist, eine oder mehrere Eigenschaften der modulierten Ausgangsspannung oder der modulierten Sensorstromsignale zu detektieren; und eine Impedanzsteuerung (230), die dafür ausgelegt ist, einen Wert des Impedanzelements (224) auf der Basis der einen oder der mehreren Eigenschaften selektiv einzustellen, um die Leistungsfähigkeit der ECU zu verbessern.
Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Impedanzsteuerung (230) Folgendes umfasst: ein Vergleichselement (306), das dafür ausgelegt ist, ein Steuersignal zu erzeugen, wenn eine der einen oder mehreren Eigenschaften gegen einen Leistungsfähigkeitsindikator verstoßen, wobei das Steuersignal den Wert des Impedanzelements (224) selektiv auf eine Weise variiert, die die eine Eigenschaft so einstellt, dass die eine Eigenschaft nicht gegen den Leistungsfähigkeitsindikator verstößt.
Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Sensorschnittstellenmodul (202) Folgendes umfasst: eine Referenzspannungsquelle (322), die dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Referenzsignal auszugeben; einen Komparator (306), der einen mit der Referenzspannungsquelle (322) verbundenen ersten Komparatoreingang, einen zweiten Komparatoreingang und einen Komparatorausgang aufweist; einen PID-Regler (308), der einen PID-Eingang und einen PID-Ausgang umfasst, wobei der PID-Eingang mit dem Komparatorausgang gekoppelt ist und der PID-Ausgang mit einem Steueranschluss einer Ausgangstreiberstufe (310) gekoppelt ist, die dafür ausgelegt ist, die modulierte Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe (310) bereitzustellen; und einen ersten Rückkopplungspfad (312), der den Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe (310) mit dem zweiten Komparatoreingang koppelt; wobei der Komparator (306) dafür ausgelegt ist, den PID-Regler (308) zu betreiben, um den Ausgang der Ausgangstreiberstufe (310) einzustellen, bis die modulierte Ausgangsspannung dem modulierten Referenzsignal folgt.
Steuereinheit nach Anspruch 3, wobei der Protokollprozessor (228) Folgendes umfasst: einen Signalmustergenerator (326), der dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Signalmuster zu erzeugen, das das modulierte Referenzsignal steuert, und eine Eigenschaft, die eine Flankensteilheit des modulierten Signalmusters umfasst, der Impedanzsteuerung (230) zuzuführen.
Steuereinheit nach Anspruch 4, wobei die Impedanzsteuerung (230) einen Wert des Impedanzelements (224) einstellt, wenn eine Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung unter oder über der Flankensteilheit des modulierten Signalmusters liegt, um dadurch eine Zeitkonstante des RLC-Netzwerks (222) zu ändern, um die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung zu ändern.
Steuereinheit nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Impedanzsteuerung (230) aktiviert wird, um einen Wert des Impedanzelements (224) während einer Spannungsmodulationsphase einzustellen, die Daten zu dem einen oder den mehreren Sensoren sendet, und deaktiviert wird, um den Wert des Impedanzelements (224) während einer strommodulierten Phase einzustellen, die Daten von dem einen oder den mehreren Sensoren empfängt.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Protokollprozessor (228) Folgendes umfasst: ein Empfangsfilter (608), das mit dem PID-Ausgang gekoppelt und dafür ausgelegt ist, das modulierte Sensorstromsignal in Inband-Signalkomponenten und Außerband-Signalkomponenten aufzutrennen; und einen Gleichrichter (612), der dafür ausgelegt ist, die Außerband-Signalkomponenten von dem Empfangsfilter (608) zu empfangen und eine Größe zu bestimmen, die proportional zu einer Energie der Außerband-Signalkomponenten ist, die als eine Eigenschaft der Impedanzsteuerung (230) zugeführt wird.
Steuereinheit nach Anspruch 7, wobei ein Wert des Impedanzelements (224) vergrößert wird, wenn die Größe größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Steuereinheit nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Impedanzelement (224) einen virtuellen Widerstand umfasst, umfassend: ein Summierungselement (320), das einen mit der Referenzspannungsquelle (322) gekoppelten ersten Summierungseingang, einen zweiten Summierungseingang und einen mit dem zweiten Komparatoreingang gekoppelten Summierungsausgang aufweist; einen zweiten Rückkopplungspfad (314), der den Komparatorausgang mit dem zweiten Summierungseingang koppelt; und einen auf dem zweiten Rückkopplungspfad (314) angeordneten Multiplizierer (318), wobei der Multiplizierer (318), dafür ausgelegt ist, dem zweiten Summierungseingang auf der Basis einer Multiplikation eines Signals auf dem ersten Rückkopplungspfad (312) mit einem virtuellen Widerstandswert ein multipliziertes Signal zuzuführen.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Impedanzelement ein physisches Widerstandselement (1006) umfasst, umfassend: einen ersten Signalpfad, der einen ersten Widerstand (1010) aufweist; einen zweiten Signalpfad parallel mit dem ersten Signalpfad, der einen zweiten Widerstand (1008) aufweist; und ein Schaltelement (1012), das dafür ausgelegt ist, den ersten Widerstand (1010) selektiv parallel mit dem zweiten Widerstand (1008) anzuordnen.
Steuereinheit, umfassend: eine Referenzspannungsquelle (214), die dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Referenzsignal bereitzustellen; eine geschlossene Regelschleife (216), die dafür ausgelegt ist, eine Ausgangstreiberstufe (218) anzusteuern, um einem Ausgangsknoten (220) eine modulierte Ausgangsspannung zuzuführen, die das modulierte Referenzsignal verfolgt, und ein moduliertes Sensorstromsignal von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen; ein RLC-Netzwerk (222), das einen virtuellen Widerstand umfasst, der sich zwischen der Ausgangstreiberstufe (218) und dem einen oder den mehreren Sensoren befindet; einen Protokollprozessor (228) in Kommunikation mit der geschlossenen Regelschleife (216) und der Referenzspannungsquelle (214), der dafür ausgelegt ist, einem Protokollprozessorausgang eine Flankensteilheit des modulierten Referenzsignals oder Außerbandenergie des modulierten Sensorstromsignals zuzuführen; und eine Impedanzsteuerung (230), die mit dem Protokollprozessorausgang gekoppelt und dafür ausgelegt ist, einen Wert des virtuellen Widerstands dynamisch einzustellen, wenn die Flankensteilheit der Außerbandenergie gegen einen Leistungsfähigkeitsindikator verstößt.
Steuereinheit nach Anspruch 11, wobei der Protokollprozessor (228) Folgendes umfasst: einen Signalmustergenerator (326), der dafür ausgelegt ist, ein moduliertes Signalmuster zu erzeugen, das das modulierte Referenzsignal steuert, und der Impedanzsteuerung (230) eine Flankensteilheit des modulierten Signalmusters zuzuführen.
Steuereinheit nach Anspruch 12, wobei die Impedanzsteuerung (230) einen Wert des virtuellen Widerstands einstellt, wenn eine Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung unter oder über der Flankensteilheit des modulierten Signalmusters liegt, um dadurch eine Zeitkonstante des RLC-Netzwerks (222) zu ändern, um die Flankensteilheit der modulierten Ausgangsspannung zu ändern.
Steuereinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die geschlossene Regelschleife (216) Folgendes umfasst: einen Komparator (232) der einen mit der Referenzspannungsquelle (214) verbundenen ersten Komparatoreingang, einen zweiten Komparatoreingang und einen Komparatorausgang aufweist; einen PID-Regler (308), der einen PID-Eingang und einen PID-Ausgang umfasst, wobei der PID-Eingang mit dem Komparatorausgang gekoppelt ist und der PID-Ausgang mit einem Steueranschluss einer Ausgangstreiberstufe (218) gekoppelt ist, die dafür ausgelegt ist, die modulierte Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe (218) bereitzustellen; und einen ersten Rückkopplungspfad (312), der den Ausgangsknoten der Ausgangstreiberstufe (218) mit dem zweiten Komparatoreingang koppelt; wobei der Komparator (232) dafür ausgelegt ist, den PID-Regler (308) zu betreiben, um den Ausgang der Ausgangstreiberstufe (218) einzustellen, bis die modulierte Ausgangsspannung dem modulierten Referenzsignal folgt.
Steuereinheit nach Anspruch 14, wobei der Protokollprozessor (228) Folgendes umfasst: ein Empfangsfilter (608), das mit dem PID-Ausgang gekoppelt und dafür ausgelegt ist, das modulierte Sensorstromsignal in Inband-Signalkomponenten und Außerband-Signalkomponenten aufzutrennen; und einen Gleichrichter (612), der dafür ausgelegt ist, die Außerband-Signalkomponenten von dem Empfangsfilter (608) zu empfangen und eine Größe zu bestimmen, die proportional zu einer Energie der Außerband-Signalkomponenten ist und die der Impedanzsteuerung (230) zugeführt wird.
Steuereinheit nach Anspruch 14 oder 15, wobei der virtuelle Widerstand Folgendes umfasst. ein Summierungselement (320), das einen mit der Referenzspannungsquelle (322) gekoppelten ersten Summierungseingang, einen zweiten Summierungseingang und einen mit dem zweiten Komparatoreingang gekoppelten Summierungsausgang aufweist; einen zweiten Rückkopplungspfad (314), der den Komparatorausgang mit dem zweiten Summierungseingang koppelt; und einen auf dem zweiten Rückkopplungspfad (314) angeordneten Multiplizierer (318), wobei der Multiplizierer (318), dafür ausgelegt ist, dem zweiten Summierungseingang auf der Basis einer Multiplikation eines Signals auf dem ersten Rückkopplungspfad (312) mit einem virtuellen Widerstandswert ein multipliziertes Signal zuzuführen.
Verfahren (1100) zum Verbessern der Leistungsfähigkeit eines Sensorschnittstellenmoduls in einer Steuereinheit-Architektur, umfassend: Bereitstellen (1102) eines Impedanzelements zwischen einem Sensorschnittstellenmodul und einem oder mehreren Sensoren; Austauschen (1104) eines Datensignals zwischen dem Sensorschnittstellenmodul und dem einen oder den mehreren Sensoren; Bestimmen (1106) einer oder mehrerer Eigenschaften des ausgetauschten Datensignals; und selektives Einstellen (1108) eines Werts des Impedanzelements auf der Basis der einen oder mehreren Eigenschaften.