Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SENSOR INTERFACE WITH INTEGRATED CURRENT MEASUREMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/040203
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a control and analytical device for various sensor units (101), comprising a stabilised supply unit (300) for supply of the sensor unit (101) with electrical energy, an amplifier device (200), for amplification of a sensor signal (1 12), generated by the sensor unit (101), which is provided to the amplifier device (200) as an input signal and for output of a measured signal (110), dependent on the sensor signal (112) and an output device (109) for output of the amplified sensor signal (1 12) as an output signal (108). The amplifier device (200) comprises an integrated measuring resistance (205) for measurement of the voltage drop (111) caused by the sensor signal (112), whereby the voltage drop (111) for the amplifier device (200) is supplied as the input signal. The measured signal (110) is further compared in a comparator unit (107) arranged after the amplifier device (200) with a given threshold value (106), whereby the threshold value (106) may be adjusted depending on the sensor unit (101) in use.

Inventors:
SCHUMACHER HARTMUT (DE)
KARNER RUEDIGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/053812
Publication Date:
April 20, 2006
Filing Date:
August 03, 2005
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
SCHUMACHER HARTMUT (DE)
KARNER RUEDIGER (DE)
International Classes:
B60R21/01; G01D18/00; G01P21/00; G01R19/165; (IPC1-7): B60R21/01; G01D18/00; G01R19/165; G01P21/00
Foreign References:
DE3627241A11988-02-18
US5287724A1994-02-22
DE10041736C12002-02-28
DE4029916A11992-03-26
US5698770A1997-12-16
Other References:
See also references of EP 1799516A1
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
1. ROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGART Sensorschnittstelle mit integrierter Strommessung PATENTANSPRÜCHE Ansteuerungs und Auswertevorπchtung für unterschiedliche Sensoreinheiten (101), mit: a) einer stabilisierten Energieversorgungseinheit (300) zur Versorgung der Sensoreinheit (101) mit elektrischer Energie; b) einer Verstärkereinrichtung (200) zur Verstärkung eines von der Sensoreinheit (101) erzeugten Sensorsignals (112), welches der Verstärkereinrichtung (200) als ein Eingangssignal zugeführt wird, und zur Ausgabe eines von dem Sensorsignal (112) abhängigen Messsignals (110); und c) einer Ausgabeeinheit (109) zur Ausgabe des Messsignals (110) als ein Ausgangssignal (108), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung ferner aufweist: d) einen in die Verstärkereinrichtung (200) integrierten Messwiderstand (205) zur Messung eines durch das Sensorsignal (112) hervorgerufenen Spannungsabfalls (111), wobei der Spannungsabfall (111) der Verstärkereinrichtung (200) als das Eingangssignal zugeführt wird; und e) eine der Verstärkeremπchtung (200) nachgeschaltete Komparatoremheit (107) zum Vergleichen des Messsignals (110) mit einem vorgebbaien Schwellenwert (106), wobei der Schwellenwert (106) m Abhängigkeit von der verwendeten Sensoreinheit (101) einstellbar ist Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sensoreinheit (101) als ein peripherer Beschleunigungssensor (PAS) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ferner eine Speichereinheit (105) zur Speicherung des vorgebbaren Schwellenwerts (106) bereit¬ gestellt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Energieversorgungseinheit (300) zur Versorgung der Sensoreinheit (101) mit elektrischer Energie als eine stabilisierte Spannungsquelle zur Ausgabe einer stabilisierten Versorgungsspannung (306) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verstärkeremπchtung (200) einen temperaturkompensierten Instrumentenverstärker aufweist.
5. Verfahren zum Ansteuern unterschiedlicher Sensoreinheiten (101) und zum Auswerten von Sensor¬ signalen (112), die von einer jeweiligen Sensoremheit (101) m Abhängigkeit von einer Messgroße geliefert werden, in einer Ansteuerungs und Auswertevorπchtung, mit den folgenden Schritten: a) Versorgen der Sensoremheit (101) mit elektrischer Eneigie aus einer stabilisierten Energieversor¬ gungseinheit (300); b) mittels einer in der Ansteuerungs und Auswertevorπchtung bereitgestellten Verstärkereinrichtung (200), Verstärken eines von der Sensoremheit (101) erzeugten Sensorsignals (112), welches der Verstärkereinrichtung (200) als ein Emgangsεignal zugeführt wird, um ein Messsignal (110) zu erhalten; und c) Ausgeben des von dem Sensorsignal (112) abhängigen Messsignals (110) aus der Verstärkerem nchtung (200) mittels einer Ausgabeeinheit (109), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verfahren ferner die Schritte aufweist: d) Messen eines durch das Sensorsignal (112) hervorgerufenen Spannungsabfalls (111) mittels eines in die Verstarkereinπchtung (200) integrierten Messwiderstands (205), wobei der Spannungsabfall (111) der Verstärkereinrichtung (200) als das Emgangssignal zugeführt wird; und e) Vergleichen des Messsignals (110) mit einem vorgebbaren Schwellenwert (106) mittels einer der Verstärkereinrichtung (200) nachgeschalteten Komparatoremheit (107), wobei der Schwellenwert (106) in Abhängigkeit von der verwendeten Sensoremheit (101) eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der vorgebbare Schwellenwert (106) in einer Speicheremheit (105) vorab gespeichert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schwellenwert (106), der m der Speichereinheit (105) vorab gespeichert wird, in Abhängig¬ keit von einem Typ der verwendeten Sensoremheit (101) vorgegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine stabilisierte Versorgungsspannung (306) aus der Energieversorgungseinheit (300) zur Versorgung der Sensoreinheit (101) mit elektrischer Energie ausgegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die stabilisierte Versorgungsspannung (306) mittels einer stabilisierten Spannungsquelle der Energieversorgungseinheit (300) zur Versorgung der Sensoreinheit (101) erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die stabilisierte Spannungsquelle eine stabilisierte Versorgungsspannung (306) m einem Bereich von 6 bis 7 Volt bereitstellt.
11. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Komparatoremheit (107) zum Vergleichen des Messsignals (110) m Abhängigkeit von der verwendeten Sensoremheit (101) mit unterschiedlichen Schwellenwerten (106) beaufschlagt wird.
Description:
Sensorschnittstelle mit integrierter Strommessung

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Sensorschnittstelle zur Übertragung von Sensorsi¬ gnalen, wobei eine die Sensorsignale liefernde Sensoreinheit über eine Schnittstelle an einer Ansteue- rungs- und Auswerteeinheit anschließbar ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Ansteuerungs- und Auswertevorπchtung mit einer Sensorschnittstelle zur Ansteucrung von Sensor- emheiten und zur Auswertung der von den Sensoreinheiten gelieferten Signale, welche einen einfa¬ chen Aufbau aufweist.

Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung eine Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung für eine Sensoreinrichtung mit einer Energieversorgungsemheit zur Versorgung der Sensoremheit mit elektri¬ scher Energie, einer Verstärkereinrichtung zur Verstärkung eines von der Sensoremheit erzeugten Sensorsignals und zur Ausgabe eines von dem Sensorsignal abhängigen verstärkten Messsignals; und eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe des verstärkten Sensorsignals als ein Ausgabesignal.

Herkömmliche Sensoreinheiten werden mit Auswertungsvorrichtungen zur Auswertung der Sensorsi¬ gnale über Anschlussemheiten verbunden. In herkömmlicher Weise ist eine Schnittstelle zur Verbin¬ dung der Sensoremheit mit der Auswerteeinheit mit einer großen Anzahl von Anschlusseinheiten versehen, insbesondere dann, wenn zur Auswertung eines von der Sensoremheit gelieferten Stromsi- gnals ein Messwiderstand vorgesehen werden muss.

Eine derartige herkömmliche Schaltungsanordnung ist in Fig. 2 gezeigt Die Sensoremheit, die bei¬ spielsweise als ein peripherer Beschleumgungssensor ausgebildet sein kann (PAS = Peπpheral Accele- ration Sensor) wird über Anschlüsse 2 bzw. 2' angeschlossen. Üblicherweise wird ein von dem Messeffekt abhängiges Sensorsignal als ein Stromsignal, in dem in Fig. 2 dargestellten Fall als ein

Strom Ip A s gemessen. Zur Auswertung des Stromsignals und zur Weiterverstärkung des aus dem Stromsignal erhaltenen Messsignals muss das Stromsignal m ein Spannungssignal umgesetzt werden Zu diesem Zweck dient üblicherweise em Messwiderstand MW, der mit der Sensoremheit PAS in Reihe geschaltet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Messwiderstand MW zwischen dem Anschluss 2 und einem Anschluss 1 angeordnet. Eine über dem Messwiderstand MW abfallende Spannung U PA s wird einer Vei Stärkereinheit V über separate Leitungen zugeführt Die über dem Messwiderstand MW abfallende Spannung U PA s wird schließlich in der Verstärkereinheit V verstärkt und als em Ausgangs-

Signal a zu einer Ausgabeeinheit A ausgegeben. Somit kann ein von Beschleunigungswerten, die mit der Sensoreinheit PAS gewinnbar sind, abhängiger Strom I PA s über einem derartigen Spannungsabfall Up AS messbar sein.

Die Sensoremheit PAS ist weiter über den Anschluss 2' und einen Anschluss 1' mit einer System- Masse M verbunden Da der Spannungsabfall auch von der bereitgestellten Versorgungsspannung Uo abhängt, die zwischen dem Anschluss 1 und dem Anschluss 1 ' bereitgestellt wird, ist es erforderlich, dass die Versorgungsspannung U 0 keinen Schwankungen unterworfen ist. Herkömmliche Verfahren setzen zum Ausgleich von Spannungsschwankungen, die u a. durch externe Störungen hervorgerufen werden können, einen Stützkondensator C em, der von dem Anschluss 1 nach Masse M geschaltet ist (siehe Fig. 2). Üblicherweise wird die Versorgungsspannung aus einer Batteπeemheit B gewonnen. Zwischen die Batterieeinheit B und den Anschluss 1 ist eine Verpolschutz-Emheit VS geschaltet, die dafür sorgt, dass versehentliche Verpolungen der Versorgungsspannung nachfolgende elektronische Komponenten sowie die Sensoremheit nicht beschädigen.

Es sei darauf hingewiesen, dass es dem Fachmann bekannt ist, wie eine Verstarkeremheit V auszule¬ gen ist, um em der Verstarkeremheit zugeführtes Spannungsdifferenzsignal U PAS zu verstarken und an dem Ausgang A der Verstärkereinheit V em Ausgangssignal a bereitzustellen, so dass auf eine detail¬ lierte Erläuterung der Verstärkereinheit V hier verzichtet wird

Messsysteme, welche Sensoreinheiten PAS einsetzen, müssen derart variabel ausgelegt werden, dass die Sensoreinheiten PAS auswechselbar sind Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist es jedoch nicht möglich, Sensoreinheiten PAS zu erhalten, die m Abhängigkeit von einem Messsignal (z B. einem Beschleunigungssignal) exakt reproduzierbare Ströme I PAS erzeugen. Aus diesem Grund muss der Messwiderstand MW bei herkömmlichen Schaltungsanordnungen bei einem Austausch bzw. Ersatz der Sensoreinrichtung PAS ebenfalls ausgetauscht bzw ersetzt werden. Dies fuhrt zu einem beträchtli¬ chen schaltungstechnischen Aufwand, wodurch die Kosten der gesamten Schaltungsanordnung m nachteiliger Weise erhöht werden. Ferner ist es bei sicherheitsrelevanten Anwendungen kritisch, wenn neben der Sensoremheit PAS auch der Messwiderstand MW ausgetauscht werden muss, da Fehler bei einer Zuordnung des Messwiderstands MW zu der Sensoiemheit PAS leicht auftreten können

Weiterhin ist es bei der herkömmlichen Sensorauswertevorrichtung nachteilig, dass sowohl die Sensoremheit PAS als auch der Messwiderstand MW ausgetauscht werden müssen, da hierbei minde¬ stens drei Anschlussstifte, d h in der Fig 2 die Anschlüsse 1, 2 und 2' neu verbunden werden müssen Durch die Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung bei einem herkömmlichen Messsystem werden somit an der Schnittstelle zwischen der Sensoremheit PAS und der Ansteuerungs- und Auswertevor- πchtung zwei Anschlussemheiten an der elektronischen Schaltungsanordnung sowie em Massean-

Schluss zur Verbindung mit der Masse M benotigt Die Anschlussstifte (Anschlussemheiten) zur Verbindung mit der elektronischen Schaltungseinheit sind in Fi g 2 mit den Bezugszeichen 1 und 2 bezeichnet, wahrend der Masse- Verbmdungsanschluss (Anschlussstift) mit den Bezugszeichen 1' bzw 2' gekennzeichnet ist

Da die herkömmliche Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung mit einer nicht-stabihsiertcn Batterie¬ spannung B mit der Verpolschutz-Emheit VS betrieben wird, ist es in nachteiliger Weise erforderlich, an dem Ausgang der Energieversorgungseinheit, die aus der Batterie B und der Verpolschutz- Emπchtung VS besteht, einen Kondensator C bereitzustellen, der zwischen einem Energieversor- gungsanschluss E und Masse M angeschlossen ist Auf diese Weise wird m herkömmlichen Systemen eine geglättete Energieversorgungsspannung U 0 erzeugt

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung für Sensoreinheiten bereitzustellen, die einen vereinfachten Schaltungsaufbau mit einer reduzierten Anzahl von Anschlussemheiten einer Schnittstellenemheit aufweist

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß durch eine Ansteuerungs- und Auswertevorπchtung für eine Sensoreinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelost

Ferner wird die Aufgabe durch em in dem Patentanspruch 6 angegebenes Verfahren gelost

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen

Em wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht dann, eine Schnittstellenemheit, die zwischen der Sensoreinheit und der übrigen Schaltungsanordnung bereitgestellt ist, dadurch zu vereinfachen, dass ein erforderlicher Langswiderstand (Messwiderstand) in den Eingangsverstärker der Ansteuerungs¬ und Auswertevorrichtung integriert wird, der internen Verstarkeremπchtung eine Komparatoremheit nachgeschaltet ist, die mit einem vorgebbaren Schwellenwert beaufschlagt wird Der Schwellenwert wird m Abhängigkeit von der verwendeten Sensoreinheit eingestellt Die erfindungsgemaße Ansteue- rungs- und Auswertevorrichtung weist insbesondere den Vorteil auf, dass die Schnittstellenemheit vereinfacht ist und dass unterschiedliche Sensoreinheiten mit unterschiedlichen Strom- Spannungscharakteπstika angeschlossen werden können Zu diesem Zweck ist der Verstarkeremπch¬ tung eine Komparatoremheit nachgeschaltet, mit welcher ein von der Verstarkeremπchtung ausgege¬ benes Messsignal mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen werden kann, wobei der Schwel- lenwert m Abhängigkeit von der verwendeten Sensoreinheit einstellbar ist

Da die Ansteuerungs- und Auswertevorπchtung femer eine stabilisierte Energieversorgungseinheit aufweist, kann auf Glättungskondensatoren, wie sie bei dem Stand der Technik erforderlich sind, m zweckmäßiger Weise verzichtet werden. Weiterhin besteht der Vorteil, dass Endstufentransistoren in der Sensoremheit für medngere Ströme ausgelegt werden können, da m einem Kurzschlussfall einer durch die stabilisierte Energieversorgungseinheit bereitgestellten, im Vergleich zu Vorrichtungen nach dem Stand der Technik niedrigeren Versorgungsspannung weniger Verlustleistung auftritt.

Die erfindungsgemäße Ansteuerungs- und Auswertevorπchtung für unterschiedliche Sensoreinheiten weist im Wesentlichen auf:

a) eine stabilisierte Energieversorgungseinheit zur Versorgung der Sensoremheit mit elektrischer Energie;

b) eine Verstärkeremπchtung zur Verstärkung eines von der Sensoremheit erzeugten Sensorsignals, welches der Verstärkeremπchtung als ein Eingangssignal zugeführt wird, und zur Ausgabe eines von dem Sensorsignal abhängigen Messsignals; und

c) eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe des verstärkten Sensorsignals als ein Ausgangssignal, wobei temer ein m die Verstarkeremrichtung integrierter Mesbwiderstand bereitgestellt ist, mit welchem ein durch das Sensorsignal hervorgerufener Spannungsabfall gemessen wird, derart, dass der Spannungs¬ abfall der Verstärkereinrichtung als das Eingangssignal zugeführt wird.

Eine der Verstarkeremrichtung nachgeschaltete Komparatoremheit sorgt ferner dafür, dass das Mess¬ signal mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen werden kann, wobei der Schwellenwert m Abhängigkeit von der verwendeten Sensoreinheit eingestellt werden kann

Ferner weist das erfindungsgemaße Verfahren zum Ansteuern unterschiedlicher Sensoreinheiten und zum Auswerten von Sensorsignalen, die von einer jeweiligen Sensoremheit in Abhängigkeit von einer Messgröße geliefert werden, im Wesentlichen die folgenden Schritte auf.

a) Versorgen der Sensoreinheit mit elektrischer Energie aus einer stabilisierten Energieversorgungs¬ einheit;

b) Verstärken eines von der Sensoremheit erzeugten Sensorsignals, welches einer Verstärkeremrich- tung als ein Eingangssignal zugeführt wird, um ein Messsignal zu erhalten, mittels der in der Ansteue¬ rungs- und Auswertevorrichtung bereitgestellten Verstärkereinrichtung; und

c) Ausgeben des von dem Sensorsignal abhängigen Messsignals aus der Verstärkereinrichtung mittels einer Ausgabeeinheit, wobei ein durch das Sensorsignal hervorgerufener Spannungsabfall mittels eines in die Verstärkereinπchtung integrierten Messwiderstands gemessen wird, wobei der Span¬ nungsabfall der Verstärkereinπchtung als das Eingangssignal zugeführt wird. Ferner wird das Messsi- gnal mit einem vorgebbaren Schwellenwert mittels einer der Verstärkereinrichtung nachgeschalteten Komparatoremheit verglichen, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit von der verwendeten Sensoreinheit eingestellt wird.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Sensoreinheit als em peripherer Beschleunigungssensor PAS (Peπpheral Acceleration Sensor) ausgebildet.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist eine Spei- cheremheit zur Speicherung des vorgebbaren Schwellenwerts bereitgestellt. In vorteilhafter Weise wird der Schwellenwert in der Speichereinheit vorab gespeichert, um unterschiedliche Sensoreinheiten über die Schnittstellenemheit an die Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung anschließen zu können.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Versorgungseinheit zur Versorgung der Sensoreinheit mit elektrischer Energie als eine stabilisierte Spannungsquelle zur Ausgabe einer stabilisierten Versorgungsspannung ausgebildet. Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbil¬ dung der vorliegenden Erfindung weist die Verstärkereinrichtung einen temperaturkompensierten Instrumentenverstärker auf.

In vorteilhafter Weise wird die stabilisierte Versorgungsspannung mittels einer stabilisierten Span¬ nungsquelle der Energieversorgungscmheit zur Versorgung der Sensoreinheit erzeugt.

Vorzugsweise stellt die stabilisierte Spannungsquelle eine stabilisierte Versorgungsspannung in einem Bereich von 6 bis 7 Volt bereit.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Kompa¬ ratoremheit zum Vergleichen des Messsignals in Abhängigkeit von der verwendeten Sensoremheit mit unterschiedlichen Schwellenwerten beaufschlagt.

Durch eine derartige Ausgestaltung dei Ansteuerungs- und Auswertevorπchtung ist es möglich, unterschiedliche Sensoreinheiten effizient und bei einem verringerten Schaltungsaufwand anzuschlie¬ ßen, wobei eine zuverlässige Übertragung und Auswertung der Sensorsignale sichergestellt ist.

ZEICHNUNGEN

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung smd in den Zeichnungen dargestellt und m der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockbild einer erfmdungsgemäßen Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung mit über eine Schnittstellenemheit angeschlossener Sensoreinheit, gemäß einem bevor¬ zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 eine herkömmliche Schaltungsanordnung mit angeschlossener Sensoreinheit.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig 1 zeigt ein Blockbüd einer erfmdungsgemäßen Ansteuerungs- und Auswertevorrichtung zur Ansteuerung einer Sensoreinheit 101 und zum Auswerten von Sensorsignalen 112, die von der Sensoreinheit 101 m Abhängigkeit von einer Messgröße geliefert werden. Die Sensoreinheit 101 ist über eine Schnittstellenemheit 100 an die übrige Schaltungsanordnung angeschlossen. Erfindungsge¬ mäß stellt die Schnittstelleneinheit 100 einen ersten Sensoranschluss 102 und einen zweiten Sensoran- schluss 103 bereit. Die Sensoreinheit 101 ist über den zweiten Sensoranschluss 103 mit Masse 104 verbunden. Neben dem Masseanschluss 203 ist zum Anschluss der Sensoreinheit 101 lediglich erster Sensoranschluss 102 erforderlich

Es sei darauf hingewiesen, obwohl dies in der Fig 1 nicht veranschaulicht ist, dass die übrige Schal¬ tungsanordnung, außer der Sensoreinheit 101 und der Schnittstellenemheit 100, als eine integrierte Schaltungsanordnung bereitgestellt sein kann.

Em Bezugszeichen 300 bezeichnet eine Energieversorgungseinheit und em Bezugszeichen 200 bezeichnet eine Verstärkereinrichtung. Die Energieversorgungseinheit 300 dient im Wesentlichen dazu, eine konstante stabilisierte Versorgungsspannung 306 zum Betrieb der Sensoremheit 101 bereitzustellen. Zu diesem Zweck weist die Energieversorgungsemheil 300 eine Versorgungsspan- nungsquelle 302 auf, welche eine Versorgungsspannung 301 (U 0 ) bereitstellt.

Über eine Schaltereinheit 303, die beispielsweise als ein Längstransistor bereitgestellt ist, erfolgt eine Steuerung der von der Versorgungsspannungsquelle 302 gelieferten Versorgungsspannung 301. Zu

diesem Zweck weist die Schalteremheit 303 eine „Back to Back" Transitorschaltung auf, welche mit einem „on/off ' Schaltsignal 305 beemflusst werden kann. Eine „Back to Back" Anordnung der Schalttransistoren ist dem Fachmann geläufig (Verpol schütz), so dass hier auf eine detaillierte Dar¬ stellung der Spannungsstabilisierungsemheit 303 verzichtet wird.

An einer Versorgungsanschlussemheit 307 wird nunmehr die stabilisierte Versorgungsspannung 306 zwischen der Versorgungsanschlussemheit 307 und Masse 104 bereitgestellt.

Die stabilisierte Versorgungs Spannung 306 hegt ebenfalls zwischen dem ersten Sensoranschluss 102 der Schnittstelleneinheit 100 und Masse 104 an, wie in Fig. 1 veranschaulicht. Die Sensoremheit 101, die beispielsweise als ein peripherer Beschleunigungssensor (PAS = Perrpheral Acceleration Sensor) ausgebildet sein kann, liefert nun ein von einer Messgröße, beispielsweise einem Beschleunigungswert abhängiges Sensorsignal 112. Das Sensorsignal ist m derartigen Sensoren als ein Stromsignal mit einem Grundstrom von 5 mA (Milliampere) und einem Strom-Hub von 20 mA ausgebildet. Somit kann in Abhängigkeit von Messgroße ein Bitmuster erzeugt werden, welches in nachfolgenden Verstärker- und Komparatoremπchtungen weiterverarbeitet werden kann.

Die Sensoremheit 101 kann hierbei als mikromechanischer Beschleumgungssensor bereitgestellt werden, der beispielsweise in Kraftfahrzeugen m der B-Säule oder als Up-Front-Sensor angeordnet ist und Beschleunigungswerte, beispielsweise zur Betätigung von Airbags, Gurtstraffern etc liefert

Üblicherweise ist das Sensorsignal 110 als ein 10-Bit-Wert bereitgestellt. Zur Weiterverarbeitung des als ein Stromsignal ausgebildeten Sensorsignals 112 ist es vorteilhaft, dieses m einen Spannungsabfall 11 1 umzuformen, um in vorteilhafter Weise eine als ein Instrumentenverstärker ausgebildete Verstär¬ kereinrichtung 200 einsetzen zu können.

Der durch das Sensorsignal 112 hervorgerufene Spannungsabfall 111 wird mittels eines Messwider¬ stands 205 gewonnen, durch welchen das Stromsignal (Sensorsignal) 1 12 geleitet wird. Erfindungs- gemäß ist der Messwiderstand 205 zusammen mit der Verstärkereinrichtung 200 integriert bereitge¬ stellt, derart, dass ein Anschluss der Sensoremheit 101 lediglich über die ersten und zweiten Sensoran- Schlüsse 102 bzw. 103 durchgeführt werden muss, ohne einen entsprechenden Messwiderstand 205, der einer Sensoremheit 101 zugeordnet ist, vorsehen zu müssen. Da unterschiedliche Sensoreinheiten 101 bei gleicher Messgröße unterschiedliche Spannungsabfälle 111 hervorrufen können, wenn der Messwiderstand 205 konstant gehalten wird, ist erfindungsgemäß eine Komparatoremheit 107 bereit¬ gestellt, welche Schwellenwerte 106 aus einer Speichereinheit erhält, um ein Messsignal 110, das von der Verstärkereinrichtung 200 geliefert wird, mit dem Schwellenwert 106 vergleichen zu können.

Durch Bereitstellen unterschiedlicher Schwellenwerte 106 für entsprechende Sensoreinheiten 101 ist es möglich, gänzlich auf eine Anpassung des Messwiderstands 205 zu verzichten.

Detailliert umfasst die Verstärkereinπchtung 200 einen Differenzverstärker 201, dessen Verstärkungs¬ faktor mittels eines Einstelle iderstands 204 eingestellt werden kann Der Messwiderstand ist zwischen einen ersten Emgangsanschluss 202 und einen zweiten Emgangsanschluss 203 des Differenzverstar- kers 201 geschaltet, wobei die ersten bzw. zweiten Eingangsanschlüsse 202 bzw 203 als ein "-"-

Emgangsanschluss bzw. als ein "+"-Emgangsanschluss bereitgestellt sein können. Somit stellt das von der Verstärkereinrichtung 200 gelieferte Messsignal 110 ein Maß für das verstärkte Sensorsignal 112 dar.

Obwohl dies in Fig. 1 nicht veranschaulicht ist, sei darauf hingewiesen, dass gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Erkennung der Sensoreinheit 101 dahingehend bereitgestellt werden kann, dass bei einem Anschluss der Sensoreinheit 101 an die Schmttstellenemheit 100 automatisch ein der entsprechenden Sensoremhcit 101 zugeordneter Schwellenwert 106 aus der Speichereinheit 105 ausgegeben werden kann. Somit ist sichergestellt, dass das Messsignal 1 10 stets mit dem korrekten, einer Sensoremheit 101 zugeordneten Schwellenwert 106 verglichen wird.

Die Komparatorcmheit 106, mit welcher em derartiger Vergleich ausgeführt wird, stellt ein Ver¬ gleichsergebnis als em Ausgangssignal 108 zu einer Ausgangsanschlussemheit 109 bereit Das Ausgangssignal 108 liefert beispielsweise ein Auslösesignal für einen Airbag, wobei Beschleuni¬ gungswerte mit der entsprechenden Sensoremheit 101 aufgenommen werden.

Vorzugsweise wird der Schwellenwert 106 in der Speichereinheit vorab gespeichert, so dass der Schwellenwert m Abhängigkeit von einem Typ der verwendeten Sensoremheit 101 auf effiziente Weise bereitgestellt werden kann. Somit ist es möglich, dass die Komparatoremheit 107 das aus der

Vei Stärkereinrichtung 200 ausgegebene Messsignal HO m Abhängigkeit von der verwendeten Sensor¬ emheit 101 mit unterschiedlichen Schwellenwerten 106 vergleicht.

Durch die erfϊndungsgemaße Vorrichtung wird der Vorteil erzielt, dass ein externer Messwiderstand vermieden wird. Ferner ist es möglich, den unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Stützkonden¬ sator C zu eliminieren. Weiterhin besteht der Vorteil, dass das gesamte Messsystem unempfindlicher gegenüber Schwankungen in der Versorgungsspannung wird.

In vorteilhafter Weise ist der Messwiderstand in die übrige Schaltungsanordnung, beispielsweise einen ASIC (Application Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung), inte¬ griert Der mit der als temperaturkompensierter Instrumentenverstärker ausgebildeten Verstärkerein-

πchtung 200 gemessene Spannungsabfall 111 über einem derartigen Messwiderstand 205 ist strikt proportional zu dem durch die Sensoreinheit 101 hervorgerufenen Sensorsignal 112 (Stromsignal)

Durch eine Anpassung der Widerstände zur Verstärkungsemstellung und die Bereitstellung einer Komparatoremheit 107 zum Vergleich des Messsignals 110 mit unterschiedlichen Schwellenwerten 106 wird eine Anpassung an unterschiedliche Sensoreinheiten 101 ermöglicht, ohne dass eine Ände¬ rung des Messwiderstands 205 selbst erforderlich ist Auf diese Weise kann der Messwiderstand 205 effizient m das Gesamtsystem integriert werden.

Bezüglich m Fig 2 dargestellten, herkömmlichen Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Sen- soremheit und zum Auswerten der von dieser gelieferten Sensorsignale wird auf die Beschreibungs- emleitung verwiesen

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschrankt, sondern auf vielfaltige Weise modifizierbar.

Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGART

Sensorschnittstelle mit integrierter Strommessung

BEZUGSZEICHENLISTE:

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.

100 Schmttstellenemheit

101 Sensoreinheit

102 Erster Sensoranschluss

103 Zweiter Sensoranschluss

104 Masse

105 Speichereinheit

106 Schwellenwert

107 Komparatoremheit

108 Ausgangssignal

109 Ausgangsanschlussemheit

110 Messsignal

11 1 Spannungsabfall

112 Sensorsignal

200 Verstärkereinπchtung

201 Differenzverstarker

202 Erster Emgangsanschluss

203 Zweiter Emgangsanschluss

204 Einstellwiderstand

205 Messwiderstand

300 Energieversorgungseinheit

301 Versorgungsspannung

302 Versorgungsspannungsquelle

303 Spannungsstabihsierungsemheit

304 Stabihsierungsemgang

305 Stabihsierungssignal

306 Stabilisierte Versorgungs Spannung

307 Versorgungsanschlussemheit