Aus der US 5 404 673 ist ein Fensterheber mit einem Antrieb zum Heben und Senken einer Fensterscheibe und mit einer Einklemmschutzeinrichtung bekannt, wobei mit einem Hallsensor die Drehzahl des Antriebs und damit die Öffnungs-und Schließgeschwindig- keit der Fensterscheibe sowie Bewegungsrichtung und Stellung der Fensterscheibe er- faßt werden. Da beim Einlaufen der Fensterscheibe in die Türdichtung vor dem völligen Schließen der Fensterscheibe aufgrund des erhöhten Widerstandes die Antriebsdrehzahl bis zum Stillstand des Antriebs sinkt, muß die Scheibenposition möglichst genau erfaßt werden. Auch steigt beim Einklemmen eines Körperteils oder Gegenstandes zwischen der Fensterscheiben-Oberkante und dem Türrahmen eine Belastung des Antriebes und führt zu einer Änderung der Drehzahl die es zu ermitteln gilt.

Zur Erfassung von Kenngrößen der Bewegung, also des zeitabhängigen Ortes, der Ge- schwindigkeit oder der Beschleunigung werden Hallsensoren verwendet, die nach ihrer Produktion zur Prüfung ausgemessen und abgeglichen und das Gesamtsystem aus Meßgeber und Sensor so aufeinander abgestimmt werden, daß die Ausmessung der

einzubauenden, abgeglichenen Sensoren die Summe aller Toleranzen einschließt. Eine Prüfung bestätigt abschließend die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems. Langzeitef- fekte werden jedoch nicht berücksichtigt und können zum Ausfall des Gesamtsystems führen.

Aus der Druckschrift H. W. Fürst und M. Michalecz : Automatisches Testen von Sensoren in ABS-Systemen, tm-Techn. Messen 58 (1991) 7/8, Seiten 277 bis 282, ist eine Testein- richtung zum automatischen Testen von Sensoren in ABS-Systemen bekannt. Im Verlauf der Montage der Kraftfahrzeuge wird jeweils eine Zahnscheibe eines ABS-Systems ein- zeln getestet. Ein Elektromotor dreht das Rad mit geeigneter Geschwindigkeit, das Aus- gangssignal des Sensors wird mit Hilfe eines Digitaloszilloskops abgetastet und digitali- siert. Aus diesen, zu äquidistanten Zeitpunkten gewonnenen Amplitudenwerten können die benötigten Kenngrößen abgeleitet werden. Aus Sicherheitsgründen wird die Signalamplitude ständig überprüft. Auch am Prüfstand wird daher der einwandfreie Zu- stand der Aufnahmeeinheit auf Grund des Spitze-Spitze-Wertes der Sensorspannung beurteilt.

Aus der DE 25 56 257 A1, der DE 23 37 018 A1 und der DE32 01 811 A1 sind Einrich- tungen zur Erfassung von Drehzahl, Winkel oder Lage bekannt, bei der auf einem von zwei zueinander beweglichen Objekten magnetische oder elektrische Diskontinuitäten in Bewegungsrichtung angeordnet sind und das andere Objekt mit Sensoren versehen ist, die auf die im Abstand befindlichen Diskontinuitäten ansprechen. Die Signale der Senso- ren werden hinsichtlich ihrer Amplitude mittels Schwellwerten überwacht.

Toleranzen des Gesamtsystems, die insbesondere als Langzeiteffekt auftreten können, sowie Toleranzen der Auswerteelektroniken bleiben unberücksichtigt und können zu Stö- rungen des Gesamtsystems führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Er- fassung einer Kenngröße einer Bewegung anzugeben, die die Zuverlässigkeit der Vor- richtung erhöht ohne die Empfindlichkeit der Vorrichtung zu erhöhen oder größere Tole- ranzsummen durch konstruktive Maßnahmen auszugleichen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung und das Verfahren zur Bewegungserfassung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 15 und das Verfahren zur Ansteuerung

einer Vorrichtung zur Bewegungserfassung mit den Merkmalen des Patentanspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent- nehmen.

Demnach weist ein Sensor einer Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Kenngröße einer Bewegung Mittel zum Schalten einer Empfindlichkeit der Vorrichtung für minde- stens einen Prüfmodus auf. Als Sensoren eignen sich alle jene, die die Erfassung der Kenngrößen der Bewegung ermöglichen. Diese Sensoren sprechen insbesondere auf einen Meßgeber an. Beispielsweise wird als Meßgeber ein auf einer Drehachse befe- stigter Magnet verwendet, dessen in folge der Drehung der Achse sich änderndes Ma- gnetfeld eine Hallplatte des Sensors erregt. Als alternatives Beispiel dient ein optisches oder kapazitives System. Eine auf einer Drehachse befestigt Lochscheibe gibt in Abhän- gigkeit der Drehgeschwindigkeit durch die Lochscheibe durchscheinende Lichtstrahlen auf eine Photozelle oder Photodiode temporär frei. Das Analogon des kapazitiven Sy- stems weist eine Kondensatoranordnung auf, deren Kapazität in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit variiert. Alternativ zu den Drehbewegungen sind auch Linearbewe- gungen. oder alle anderen Arten von Bewegungen erfaßbar.

Je nach Anforderung werden ein oder mehrere Prüfmodi gesteuert, durch die eine Funk- tionsfähigkeit, eine Güte, mangelnde Zuverlässigkeit und/oder ein Defekt der Vorrichtung bestimmt werden. Im Prüfmodus ist eine Sensorhilfsgröße des Sensorelementes und/oder mindestens ein Schwellwert der Auswerteelektronik schaltbar. Eine Sensor- hilfsgröße ist ein Hallstrom beziehungsweise eine Photospannung, oder jede andere den Sensor oder die Sensorsignale beeinflussende, variierbare oder steuerbare Größe, bei- spielsweise auch eine analoge oder digitale Verstärkung der Sensorsignale. Ein Schwellwert ist beispielsweise ein Vergleichswert zur Hallspannung oder zum Photo- strom, der durch einen analogen oder digitalen Komparator verglichen wird.

Eine Empfindlichkeit der Vorrichtung ist durch eine Amplitude einer Meßgröße des Sen- sorelementes und den Schwellwert der Auswerteelektronik charakterisiert. Die Amplitude ist unter anderem abhängig von Umgebungseinflüssen, beispielsweise der Temperatur, von den Eigenschaften des Meßgebers oder des Sensorelementes, beispielsweise des- sen geometrische Abmessungen, von der Sensorhilfsgröße und von Eigenschaften der Strecke zwischen Meßgeber und Sensorelement, beispielsweise der geometrische Ab- stand oder die magnetische oder optische Leitfähigkeit der Strecke. Die Empfindlichkeit

wird durch das Schalten für Prüfzwecke im Prüfmodus, abweichend von einem Be- triebsmodus, reduziert.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ermöglicht, daß ein Langzeitverhalten eines Meßparameters einer zu prüfenden Vorrichtung (Prüfling), in der Prüfung berück- sichtigt wird und die Gefahr eines späteren Totalausfall der Vorrichtung reduziert wird. Es wird nicht nur das Sensorelement an sich geprüft, sondern die gesamte Vorrichtung aus Meßgeber, Sensorelement und Auswerteelektronik wird im fertig montierten Zustand getestet, geprüft und gegebenenfalls aussortiert, wenn die Vorrichtung mit einer redu- zierten Empfindlichkeit keine auswertbaren Bewegungssignale oder entsprechende Prüf- protokolle, beispielsweise an eine Kontrollvorrichtung (Mikrocontroller) überträgt.

Als Mittel zum Schalten der Sensorhilfsgröße und/oder des Schwellwertes dient in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Schaltelement, insbesondere ein Halblei- terschalter. Beispielsweise schaltet ein Schalttransistor die Stärke des Hallstromes des Hallsensors als Sensorhilfsgröße.

Alternativ wird die Meßgröße mittels eines analog/digital Umsetzers abgetastet und in beispielsweise binären Meß-Zahlenwerten umgesetzt, die von einer digitalen Auswer- teelektronik, beispielsweise einem ASIC oder einem (weiteren) Mikrocontroller ausge- wertet werden. Zur Auswertung werden die Meß-Zahlenwerte in einem Programm mit Referenzzahlenwerten als Schwellwerten numerisch verglichen. In einem oder mehreren Prüfmodi werden die Meß-Zahlenwerte mit mittels des Programms in einem Vergleichs- register geschaltenen Prüf-Referenzzahlenwerten verglichen und anhand des Vergleichs das Prüfungsergebnis des jeweiligen Prüflings festgelegt. Anhand der abgetasteten Werte werden die Referenzzahlenwerte der durch das Langzeitverhalten veränderten Meß-Zahlenwerte stetig oder in bestimmten Zeitintervallen angepaßt und optimiert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Schwellwert durch einen mit einem Spannungsteiler verbundenen Schalttransistor als Schaltelement schaltbar. Der Spannungsteiler weist in Reihe verbundene Widerstände, Transistoren oder Dioden als ohmsche, aktive oder diodische Elemente zur Spannungsteilung auf. Zusätzlich können weitere Elemente parallel verbunden sein. Der Schalttransistor schaltet eine Ausgangs- spannung des Spannungsteilers, indem er die Ausgangsspannung mindestens zweier Spannungsteiler umschaltet oder Elemente eines Spannungsteilers überbrückt oder

Elementen des Spannungsteilers weitere Elemente parallel schaltet. Der Schalttransistor ist beispielsweise in Doppelfunktion ein Speicherelement einer EEPROM-Zelle.

Eine alternative Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Schwellwert durch eine schaltbare Spannungsquelle als Schaltelement schaltbar ist. In einer möglichen Ausge- staltung werden die Zenerspannungen zweier Zenerdioden auf einen Eingang eines Analogkomparators umgeschalten.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sensorelement eine Hall- platte aufweist. Eine Änderung eines Hallstromes als Sensorhilfsgröße ist durch eine mit der Hallplatte verbundene, schaltbare Stromquelle als Schaltelement schaltbar. Bei- spielsweise wird für den Prüfmodus eine von zwei parallel verbundenen Stromquellen ausgeschalten. Der so verringerte Hallstrom setzt die Empfindlichkeit der Vorrichtung herab. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist, daß der Hallstrom weitestgehend unabhän- gig ist von Störung auf einer Versorgungsleitung des Sensors, so daß sich die Störungen nicht auf die Hallspannung fortpflanzen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement mit einer Steue- rungsvorrichtung der Auswerteelektronik verbunden, die das Schaltelement steuert. Die Steuerungsvorrichtung besteht aus einzelnen, integrierten Elementen, beispielsweise einer Zenerdiode oder einem Schaltkreis aus mehreren integrierten und auch program- mierbaren Bestandteilen.

Ist alternativ die Steuerungsvorrichtung nicht in der Auswerteelektronik des Sensors inte- griert, werden die Schaltelemente über eine externe Verbindung, beispielsweise einer Kupferbahn einer Leiterplatte, direkt angesteuert. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn noch weitere Schaltkreise zusammen mit der Auswerteelektronik auf einer Leiterplatte verlötet sind.

Das Schaltelement zur Steuerung ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausgestal- tung der Erfindung mit einem Speicherausgang eines Speichers als Steuerungsvorrich- tung verbunden. Als Speicher eigenen sich nichtflüchtige oder flüchtige Speicher mit ei- ner oder mehreren Speicherzellen. In mehreren Speicherzellen werden vorteilhaft Schaltwerte für verschiedene Schwellwerte gespeichert, um die jeweiligen Schwellwerte veränderten Betriebs-oder Prüfbedingungen anzupassen. Alternativ werden mehrere

Speicherzellen insbesondere für mehrere Prüfmodi benötigt. Ein Flip-Flop als Einzel- Speicher wird über einen Befehl gesetzt und über einen erneuten Befehl, zum Ein-und Ausschalten des Prüfmodus, zurückgesetzt. Alternativ wird ein Flip-Flop mit einer Vor- zugslage verwendet, das nach einem Ausschalten einer Versorgungsspannung den Prüfmodus beendet.

Das Schaltelement zur Steuerung ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einer Zenerdiode als Steuerungsvorrichtung verbunden. Die Zenerdiode ist beispielsweise mit einer Versorgungsleitung, einer Masseleitung oder einer Datenverbin- dung verbunden. Übersteigt die an der Zenerdiode abfallende Spannung die Zenerspan- nung leitet die Zenerdiode und das Schaltelement wird beispielsweise in den leitenden Zustand gesteuert. Alternativ zu der Zenerdiode ist jedes andere spannungsdetektieren- de Bauelement verwendbar, insbesondere ein Komparator, der die Versorgungsspan- nung, oder einen Teil derselben, mit einer den Prüfmodus charakterisierenden Schaltre- ferenzspannung vergleicht.

Anstelle der Speicherung von Schaltwerten zur Einstellung bestimmter Schwellwerte weist in einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Auswerteelektronik ein oder mehrere durchbrennbare elektrische Elemente als Schaltelemente auf. Um die durchbrennbaren elektrischen Elemente zu schaften, werden die durchbrennbaren elek- trischen Elemente durch eine Leistungsstufe als Teil der Steuerungsvorrichtung bis zum Ausfall des Elementes bestromt (Zener-zapping, dioden-zapping oder MOS-latching).

Zum Schalten der jeweiligen Schwellwerte für einen oder mehrerer Prüfmodi oder Be- triebsmodi erfolgt die Einstellung des Schwellwertes im Prüfmodus durch das Durch- brennen der durchbrennbaren elektrischen Elemente, indem die Schwellwerte in einem Prüfmodus auf die größte Hysterese eingestellt werden. Ist die Hysterese nicht ausrei- chend wird der Prüfling aussortiert. Bei einem positiven Prüfungsergebnis wird der Schwellwert durch ein weiteres Durchbrennen von durchbrennbaren elektrischen Ele- menten der Auswerteelektronik für einen Betriebsmodus auf einen Betriebsschwellwert eingestellt. Die Empfindlichkeit ist aufgrund der größeren Hysterese in mindestens einem der Prüfmodi reduziert. Zusätzlich kann ein anderer Prüfmodus zum Testen der Störan- fälligkeit auch eine kleinere Hysterese als im Betriebsmodus vorsehen.

Die Ansteuerung der Steuerungsvorrichtung ist grundsätzlich über eine der Verbindun- gen des Sensors zu einem externen Kontrollvorrichtung, in den meisten Fällen ein Mikro- controller, möglich. Als Verbindung eignen sich dabei alle Versorgungsleitungen, Daten- verbindungen oder alle anderen optischen, akustischen oder funktechnischen Systeme.

Eine erste Variante weist eine Datenverbindung auf, über die die Steuerungsvorrichtung des Sensors ansteuerbar ist. Zum Schalten im Prüfmodus ist die Datenverbindung durch eine externe Kontrollvorrichtung (MCU) gegen Masse kurzschließbar. Vorteilhafterweise wird diese Datenverbindung zusätzlich zur Übertragung des Bewegungssignale genutzt, die von der Kontrollvorrichtung zur Steuerung des Elektromotors ausgewertet werden.

Der Kurzschluß wiederum ist durch einen mit der Datenverbindung verbundenen Aus- werteschaltkreis der Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Schaltelemente auswert- bar. Nach dem Auswerten des Kurzschlusses wird ein Schaltzustand des Schaltelemen- tes für den Prüfmodus in einem flüchtigen Speicher gespeichert.

In einer zweiten Variante wird zum Schalten in den Prüfmodus zwischen der Kontrolivor- richtung und dem Sensor ein Protokoll über die Initialisierung des Prüfmodus übertragen.

Beispielsweise wird nach einem"Reset"vom Sensor eine Bitfolge über den folgenden Modus übertragen. Liegt der Prüfungsfall vor, sendet die Kontrolivorrichtung eine die Prüfung charakterisierende Bitfolge. Für wichtige Sicherheitsaspekte wird die Übertra- gung diese Bitfolge zwischen dem Sensor und der Kontrolivorrichtung verifiziert. Die Übertragung erfolgt über eine Datenverbindung oder mittels Modulation über eine Ver- sorgungsleitung oder eine sonstige optische oder funktechnische Verbindung.

Weitere Varianten sehen die getrennte Übertragung der Initialisierung des Prüfungsmo- dus auf der Versorgungsleitung und der Bewegungssignale auf der Datenverbindung vor.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Datenleitung können auch Anordnungen verwen- det werden, bei denen sogenannte zwei-Draht-Sensoren mit einer im Ausgangstreiber integrierten Stromquelle eingesetzt werden..

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf zeichnerische Darstellungen näher erläutert.

Dabei zeigen

FIG 1 eine schematische Darstellung eines mit einem Mikrocontroller verbunde- nen Bewegungssensors, Fig 2 eine schematische Darstellung eines intelligenten Hallsensors mit einer Auswerteelektronik, FIG 3 ein schematischer Schaltplan eines von einem Mikrocontroller ansteuerba- ren intelligenten Hallsensors, FIG 4 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors, FIG 5 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors, FIG 6 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors, FIG 7 ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung eines von einem Mikrocontroller ansteuerbaren intelligenten Hallsensors, und FIG 8 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Hallspannung und der Schwellwerte der Auswerteelektronik.

Eine schematische Darstellung eines an einen Mikrocontroller MCU angeschlossenen Bewegungssensors HS nach dem Stand der Technik ist in FIG 1 dargestellt. In diesem Fall besteht der Sensor HS aus einem Hallsensor HS, der von einem Magnetfeld B, bei- spielsweise eines Dauermagneten, erregt wird. Der Hallsensor HS weist lediglich drei Anschlüsse, für die Versorgungsspannung Ub, den Masseanschluß GND und die Signal- verbindung Data1 zum Mikrocontroller MCU auf. Dabei werden analoge oder digitale Daten zur Erfassung einer Kenngröße einer rotatorischen oder translatorischen Bewe- gung ausschließlich von dem Hallsensor HS zum Mikrocontroller MCU übertragen. Die Signalverbindung Data1 ist über einen Pull-up Widerstand Rup mit der Versorgungsspan- nung Ub verbunden.

Das den Sensor HS erregende Magnetfeld B ist bei einem Stillstand der Antriebsvor- richtung, insbesondere des Elektromotors, zeitlich im wesentlichen konstant. Wird der Elektromotor der Antriebsvorrichtung bestromt, erzeugen die Umdrehungen des zwei oder mehrpoligen Dauermagenten eine von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elek- tromotors abhängige Änderung des Magnetfeldes B, die von der Hallsensors HS auf die Änderung der Hallspannung abgebildet wird. Die Änderung der Hallspannung wird als analoges oder digitales Signal über die Signa (verbindung Data1 an den Mikrocontroller MCU übertragen.

Der Mikrocontroller MCU wertet das Signal aus und steuert unter Verwendung der Er- gebnisse der Auswertung einen oder mehrere Leistungstreiber, beispielsweise ein Relais oder einen Leistungshalbleiter, zur Bestromung des Elektromotors an (in FIG 1 nicht dargestellt).

In FIG 8 ist der zeitliche Verlauf zweier Hallspannungen UH1 (t) und UH2 (t), sowie Schwellwerte SPH, SH, SPL, SL eines Schwellwertschalters (Schmitt-Trigger) oder Fenster- komparators dargestellt. Die Signalbreite und Periodendauer der Ha)) spannungen Um (t) und UH2 (t) ist von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors abhängig und hier beispielhaft für eine Umdrehungsgeschwindigkeit dargestellt. Die beiden Hallspannungen UH1 (t) und UH2 (t) sollen beispielhaft die Ausgangssignale zweier Hallsensoren mit pro- duktionsbedingten Toleranzen darstellen.

Die Schwellwerte SH und SL des Schwellwertschalters sind die für einen Betriebsmodus gültigen Schwellwerte. Nur wenn diese Schwellwerte SH und SL unterschritten und über- schritten werden, so daß die Hallspannung UH1 (t) beziehungsweise UH2 (t) die Hysterese zwischen dem unteren Schwellwert SL und dem oberen Schwellwert SH unter-bezie- hungsweise überschreitet, steht am Ausgang des Schwellwertschalters ein auswertba- res, digitales Signal zur Verfügung. Beide in FIG 8 dargestellten Signalverläufe der Hall- spannungen UH1 (t) und UH2 (t) erfüllen dieses Kriterium. Jedoch ist aus FIG 8 ersichtlich, daß der Signalverlauf der Hallspannung UH2 (t) den oberen Schwellwert SH nur geringfü- gig überschreitet.

Die Hallsensor-Schwellwertschalter-Vorrichtung ist zwar zu Beginn des Betriebes funktionsfähig, doch kann das Langzeitverhalten der Vorrichtung zu einem, wenn überli-

cherweise auch nur geringen, Abfall der maximalen Hallspannung UH2 (t) führen. Ein der- artiger Abfall wird beispielsweise durch Abstandsänderung zwischen Dauermagnet und Sensor oder Veränderungen des Sensors oder der magnetischen Feldstärke des Dau- ermagneten verursacht, was durch einen Blockpfeil in FIG 8 angedeutet ist. Eine andere Ursache ist möglicherweise eine merkliche, beispielsweise temperaturabhängige Drift der Schwellwerte SH oder SL.

Um die Wahrscheinlichkeit eines derartigen späteren Ausfall der Vorrichtung zu reduzie- ren, werden für eine vor der Betriebsphase durchzuführende Prüfung der Vorrichtung beispielsweise Prüfschwellwerte SPH, SPL festgelegt, die eine Empfindlichkeit der Vor- richtung reduzieren, indem die Hysterese um einen bestimmten Betrag erhöht wird. Die Vorrichtung mit der Hallspannung Um (t) würde dementsprechend die Prüfung bestehen, die andere Vorrichtung mit der Hallspannung UH2 (t) würde entsprechend aussortiert. Für eine derartige Prüfung eignen sich beispielsweise die in den Figuren FIG 2 bis FIG 5 und FIG 7 dargestellten Schaltungsanordnungen.

In FIG 2 ist ein schematischer Schaltplan eines intelligenten Hallsensors iHS1 darge- stellt. Eine Hallplatte HP wird durch das Magnetfeld B in Abhängigkeit von der Umdre- hungsgeschwindigkeit erregt. Die Intelligenz des Sensors iHS1 besteht in diesem Fall aus der Auswerteelektronik, die mit der Hallplatte HP auf einem Halbleiterchip integriert ist. Zusätzlich kann der Sensor iHS1 noch weitere Intelligenz, beispielsweise zur An- steuerung von Schaltern SW1, SW2 oder der analogen oder digitalen Filterung von Stör- einflüssen aufweisen.

Die von dem Magnetfeld abhängige Hallspannung UH wird im Betriebsmodus von einem Schwellwertschalter, bestehend aus einem Komparator OP1 und den Widerständen R1, R2, R5, R6 ausgewertet und über einen Ausgangstreiber BUF dem Mikrocontroller MCU zur Auswertung zugeführt. Zur Auswertung der Hallspannung UH mittels des Schwell- wertschalters mit einer Hysterese wird mit den Widerständen R5 und R6 und dem Kom- perator OP1, alternativ auch ein Operationsverstärker OP1, eine entsprechende Schlei- fenverstärkung und mit den Widerständen R1 und R2 die Referenzspannung Uref, vorge- geben.

Mit Schaltern SW1 und SW2 werden dem Widerstand R2 der Widerstand R3, bezie- hungsweise dem Widerstand R6 der Widerstand R4 parallel geschalten um die Schwell-

werte SH oder SL des Schwellwertschalters für den Prüfmodus zu verändern. Alternativ, in FIG 2 nicht dargestellt, können die Widerstände R4 und R3 auch in Reihe mit den Wi- derständen R6 beziehungsweise R2 geschalten werden. FIG 2 weist nur eine von vielen Möglichkeiten des Aufbaus eines Schwellwertschalters auf. Eine andere Variante ist bei- spielsweise in FIG 7 dargestellt. Die in FIG 2 beispielhaft angeordneten Widerstände R1 bis R6 ermöglichen durch ein Schalten der Schalter SW1 und SW2 eine Verringerung der Empfindlichkeit des intelligenten Hall-Sensors iHS1 bezüglich des empfangenen ma- gnetischen Feldes B.

Ohmsche Widerstände lassen sind nur unter höherem Aufwand und größerer Streuung der Parameter on-Chip mit aktiven Bauelementen integrieren. Die Widerstände R1 bis R6 sind daher in den Figuren nur zur vereinfachten Darstellung als Ohmsche Widerstän- de dargestellt. Vorteilhafterweise werden Dioden oder aktive Widerstände, beispielswei- se entsprechend verbunden Transistoren als Widerstände R1 bis R6 für die Span- nungsteiler R1, R2, R3 beziehungsweise R4, R5, R6 eingesetzt. Auch die Schalter SW1 und SW2 sind als Schalttransistoren SW1 und SW2 on Chip integrierbar, so daß alle in FIG 2 dargestellten Elemente zusammen mit der Haliplatte HP auf einem Halbleiterchip integriert werden.

In FIG 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist lediglich eine Parallelschaltung von dem Widerstand R3 zum Widerstand R2 durch den Schalttransistor T1 beispielhaft schaltbar. Analog sind auch alle anderen Reihen-oder Parallelschaltungen zur Reduktion der Empfindlichkeit möglich. Der Schalttransistor T1 wird durch einen Speicher FF, einem Flip-Flop FF ge- steuert. Das Flip-Flop FF besitzt eine Vorzugslage, so daß nach dem Einschalten der Versorgungsspannung Ub das Flip-Flop FF in der Vorzugslage den Schalttransistor T1 nicht steuert und der Schalttransistor T1 damit sperrt. Weiter Ein-und Ausgänge des Flip-Flops FF sind nicht dargestellt, um den Funktionszusammenhang hervorzuheben.

Mit dem invertierenden Ein-und Ausgang sind jedoch weitere Funktionen steuerbar, bzw. auswertbar.

Um das Flip-Flop FF zu setzen und damit den Schalttransistor T1 für eine geringere Empfindlichkeit des intelligenten Hallsensors iHS2 in den leitenden Zustand zu steuern, wird vom Mikrocontroller MCU ein Signal zum Setzen an das Flip-Flop FF übertragen.

Hierzu ist ein schaltbarer Ein-und Ausgang 1/0 über eine Datenverbindung Data2 mit

dem Ausgang des intelligen Hall-Sensors iHS2 verbunden. Der Mikrocontroller MCU schließt zur Übertragung die Datenverbindung Data2 über den Ein-und Ausgang)/0 nach Masse GND kurz. Gleichzeit oder nachfolgend wird vom Mikrocontroller MCU der Elektromotor für einige Umdrehungen über die Leistungstreiber bestromt, so daß sicher- gestellt ist, das zumindest zeitweise das Ausgangssignal und das Eingangssignal des Ausgangstreibers BUF nicht übereinstimmen. Der Ausgangstreiber BUF ist in diesem Fall nicht invertierend und weist für einen entsprechenden Kurzschlußstrom in FIG 3 nicht dargestellte Stromquellen für den Ausgangsstrom auf.

Der Kurzschluß den Datenverbindung Data2 wird für einen High-Pegel am Eingang des Ausgangtreibers BUF vom Exklusiv-Oder Gatter EXOR ermittelt und das Flip-Flop FF wird gesetzt. Damit ist der intelligente Hallsensor iHS2 in den Prüfmodus umgeschalten.

Der Mikrocontroller MCU hebt daraufhin den Kurzschluß der Datenverbindung Data2 nach Masse GND auf und wertet die über die Datenverbindung Data2 vom intelligenten Hall-Sensor iHS2 zum Mikrocontroller MCU bei drehendem Elektromotor übertragenen Bewegungssignale aus. Über-beziehungsweise unterschreitet die Hallspannung UH nicht die Prüfschwellwerte SPH, SPL so werden über die Datenverbindung Data2 keine Aus- gangssignale des Komparators OP1 übertragen. Die Vorrichtung wird vom Mikrocontrol- ler MCU als defekt erkannt und beispielsweise an ein Servicegerät übertragen. Um durch den Mikrocontroller MCU zu überprüfen, ob der intelligente Hall-Sensor iHS2 in den Prüfmodus geschalten hat, kann, in FIG 3 nicht dargestellt, der Kurzschlußstrom von dem Mikrocontroller MCU detektiert werden.

Werden dagegen vom intelligenten Hall-Sensor iHS2 Bewegungssignale über die Daten- verbindung Data2 an den Mikrocontroller MCU übertragen, erkennt der Mikrocontroller die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung. Nach einer Betriebspannungsunterbrechung be- findet sich das Flip-Flop FF wieder in der Vorzugslage und der intelligente Hall-Sensor iHS2 im Betriebsmodus. Die Prüfung kann durch den Mikrocontroller MCU jederzeit wie- derholt und hierzu beispielsweise durch einen Servicefachmann aktiviert werden.

In FIG 4 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführung der Erfindung dar- gestellt. In dem in FIG 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der intelligente Hallsensor iHS3 vor einer Inbetriebnahme bereits im Prüfmodus. Eine Überprüfung des Prüfung- modus durch den Mikrocontroller MCU kann (nicht notwendigerweise) zusätzlich erfol- gen. Zur Initialisierung des Prüfmodus ist keine zusätzliche Signalisierung seitens des

Mikrocontrollers MCU notwendig. Vielmehr wird der für den Prüfmodus signifikante Bi- polartransistor T2 über den Widerstand R7 und die Sicherung Sil bestromt. Die Siche- rung Si1 ist beispielsweise eine dünne Aluminiumbahn oder alternativ eine Diode. Der Spannungsstabilisator ST dient dazu, die variable oder mit Störungen belastete Versor- gungsspannung Uvar des intelligenten Hallsensors iHS3 auf die Spannung Ustab, bei- spielsweise 5V, zu stabilisieren.

Ist die Prüfung des intelligenten Hallsensors iHS3 beendet und soll der intelligente Hall- sensor iHS3 in den Betriebsmodus umgeschalten werden, erhöht der Mikrocontroller MCU die Versorungsspannung Uvar. Die Zenerdiode ZD1 wird hierdurch leitend und steu- ert den Thyristor TY1 an. Der Thyristor TY1 zündet und die Sicherung Sl1 brennt durch.

Der Bipolartransistor T2 kann nicht mehr gesteuert werden und der intelligente Hallsen- sor iHS3 befindet sich dauerhaft im Betriebsmodus. Die Bewegungssignale werden über die Datenverbindung data3 vom intelligenten Hallsensor iHS3 an den Mikrocontroller MCU übertragen, so daß der mit dem Hallsensor iHS3 verbundene Anschluß I des Mi- krocontrollers MCU in diesem Fall lediglich ein Eingang ist.

In FIG 5 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Für den Prüfmodus wird die Versorgungsspannung Uvar des intelligenten Hallsensors iHS4 durch eine entsprechende Steuerung des Mikrocontrollers MCU oder eines anderen Steuerungselementes erhöht. Die mit der Versorgungsleitung verbundene Zenerdiode ZD2 wird durch die Spannungserhöhung leitend und steuert über den Wider- stand R8 den Bipolartransistor T3. Zur Umschaltung des intelligenten Hallsensors iHS4 in den Betriebsmodus wird die Versorgungspannung Uvarausreichend abgesenkt, so daß die Zenerdiode ZD2 sperrt.

In FIG 6 ist ein schematischer Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im Prüfmodus leitet die Zenerdiode ZD3 in Folge eine Spannungserhöhung der Versorgungspannung Uvar. Der Zenerstrom der Zenerdiode ZD3 steuert eine schalt- bare Stromquelle IST für den Hallstrom tua ;) der Hallplatte HP. Gegenüber dem Betriebs- modus wird im Prüfmodus durch die schaltbare Stromquelle IST der Hallstrom IHall durch Schalten der Stromquelle IST reduziert. Durch die Reduktion des HaXstromes) IHall wird die Empfindlichkeit des intelligenten Hallsensors iHS5 verringert.

In FIG 7 ist ein schematischer Schaltplan einer Weiterbildung der Erfindung dargestellt.

Der Mikrocontroller MCU ist über eine bidirektionale Datenverbindung Data6 mit einer Kontrolleinrichtung CON des intelligenten Hallsensors iHS6 verbunden. Hierzu weisen die Anschlüsse l/O beziehungsweise l/OHaxl sowohl der Kontrolleinrichtung CON des in- telligenten Hallsensors iHS6 als auch des Mikrocontroller MCU eine Ein-und Ausgangs- funktion zur Kommunikation auf. Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung Ub sendet der Mikrocontroller MCU ein Prüfungsignal an die Kontrolleinrichtung CON zur Initialisierung des Prüfmodus. Gleichzeitig oder nachfolgend wird der Elektromotor be- stromt. Die Hallspannung UH wird durch zwei Komparatoren OP2 und OP3 mit den Refe- renzspannungen Uref2 und Uref3 als Schwellwerte verglichen.

Die Referenzspannungen Uref2 und Uref3 entsprechen den oberen und unteren Schwell- werten SPH, SH, SPL. SL des Schwellwertschalters. Die beiden Referenzspannungen Uref2 und Uref3 werden durch die Einstellung eines Widerstandsnetzwerkes NET, das mehrere durch Schalter einstellbare Spannungsteilern aufweist, variiert. Hierzu ist das Wider- standsnetzwerk NET, das beispielsweise ohmsche, aktive oder diodische Widerstände aufweist, mit der Kontrolleinrichtung CON über eine oder mehrere Steuerverbindungen Dab verbunden. Vorteilhafterweise werden die Einzel-Widerstände des Widerstandsnetz- werkes NET mit einem binären Zähler verbunden, der von der Kontrolleinrichtung getak- tet wird. Durch die Taktung wird der jeweilige Spannungsteiler und damit die jeweilige Referenzspannung Uref2 und Uref3 inkremental verändert bis die digitalen Informationen des Schwellwertschalters auswertbar sind. Der Zählwert des Zählers wird beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher, einem EEPROM, gespeichert. im Prüfmodus wird durch die Kontrolleinrichtung das Hysterefenster, das durch die jewei- lige Referenzspannung Uref2 beziehungsweise Uref3 bestimmt ist, durch Schalten der Spannungsteiler des Widerstandsnetzwerkes NET verkleinert, bis die Kontrolleinrichtung CON die Bewegungssignale der Hallspannung UH am Ausgang des jeweiligen Kompa- rators OP2 beziehungsweise OP3 erkennt. Dies kann auch nacheinander, für beide Schwellwerte SPH beziehungsweise SpL separat durchgeführt werden.

Ist die Empfindlichkeit des Prüflings ausreichend, signalisiert die Kontrolleinrichtung CON dem Mikrocontroller MCU über die Datenverbindung Data6 die Funktionsfähigkeit des intelligenten Hallsensors iHS6. Anschließend werden die beiden Referenzspannungen Uref2 und Uref3 für den Betriebsmodus im eingebauten Zustand des intelligenten Hallsen-

sors iHS6 optimiert, indem eine mögliche Drift der Hallspannung UH oder der Referenz- spannungen Uref2 oder Uref3 und die entsprechend den Anforderungen nötige Störsicher- heit durch die Größe des Hysteresfensters ermittelt werden. Anschließend werden die Referenzspannungen Uref2 und Uref3 für den Betriebmodus entsprechend optimiert einge- stellt. In dieser Ausführungsvariante ist zudem denkbar, daß die Funktionsgruppen, also eine Antriebsvorrichtung mit Elektromotor und eingebauten intelligenten Hallsensor iHS6, anhand der Empfindlichkeit in verschiedene Güteklassen eingeteilt wird.

Das Verfahren zur Prüfung eines Sensors entsprechend der FIG 3 ist folgend beschrie- ben.

In Schritt 1 wird der Prüfmodus dem intelligenten Hallsensor iHS2 von dem Mikrocon- troller MCU signalisiert, indem der Mikrocontroller MCU seinen Ein-/Ausgang l/O nach Masse GND für 100ms kurzschließt.

In Schritt 2 wird gleichzeitig der Elektromotor für 100ms zur Bestromung angesteuert.

In Schritt 3 wird von dem Exklusiv-Oder-Gatter EXOR die aufgrund des Kurzschlusses zwischen dem Ein-und Ausgang des Ausgangstreiber BUF zumindest temporär anlie- gende Spannungsunterschied detektiert.

In Schritt 4 wird das Flip-Flop FF im Sensor iHS2 gesetzt und der Schalttransistor T1 angesteuert und damit die Empfindlichkeit der Auswerteelektronik reduziert.

In Schritt 5 schaltet der Mikrocontroller MCU den Ausgang)/0 zum Eingang 1/0 um und wertet über die Datenverbindung Data2 übertragene Bewegungssignale aus.

In Schritt 6 entscheidet der Mikrocontroller MCU anhand der Auswertung ob der Prüfung funktionsfähig im Sinne der Püfung ist. Das Flip-Flop FF bleibt nur bis zu einer Betriebs- spannungsunterbrechung gesetzt und kehrt mit einem Wiedereinschalten der Betriebs- spannung in die Vorzugslage zurück.

In Schritt 7 arbeitet der funktionsfähige Prüfling mit normaler Empfindlichkeit.

Bezugszeichenliste iHS1 bis iHS6 intelligente Hallsensoren HS Hallsensor HP Hallplatte B Magnetfeld MCU Mikrocontroller R1 bis R8, Rup Widerstände (ohmsche, aktive, diodisch etc.) SW1, SW2 Schalter (Halbleiterschalter, Transistoren) BUF Ausgangstreiber EXOR Exklusiv-Oder Gatter FF Flip-Flop T1 Feldeffekttransistor, Schalttransistor T2, T3 Bipolartransistor, Schalttransistor ZD1, ZD2, ZD3 Zenerdiode Sil Sicherung (dünne Aluminiumbahn, Diode etc.) TY1 Thyristor ST Stabilisierung l/O, I/OHa, l Ein-und Ausgang nur Eingang GND Masse Ub Versorgungsspannung Uvar variable Versorgungsspannung Ustab stabilisierte Spannung fhall Hallstrom IST steuerbare (schaltbare) Stromquelle Data1 bis Data6 Datenverbindung (unidirektional/bidirektional) Dab Steuerverbindung Uref1 bis Uref3 Referenzspannungen OP1, OP2, OP3 Komparatoren (Operationsverstärker) NET Widerstandsnetzwerk (mit Spannungsteilern) CON Kontrolleinrichtung UH1 (t), UH2 (t) zeitliche veränderliche Hallspannungen zweier Prüflinge SPH, SPL oberer und unterer Prüfschwellwert SH, SL oberer und unterer (Betriebs-) Schwellwert t Zeit