本发明涉及一种用于无源转速传感器(转速检测器)的分析处理电路、一种用于监控和读取无源转速传感器的方法并且尤其涉及一种用于无源转速传感器的输入电路。
背景技术：
1、无源转速传感器在车辆中使用，以便例如为防抱死系统(abs)或者为其他控制与调节系统执行对车轮的转速监控，以便如果车轮速度不相应于额定值，则能够有针对性地干预。车轮可以是任意的车轮，例如耦合到被制动的车轮或者(例如在传动装置中的)齿轮上的磁轮。这样的转速传感器受到显著的环境影响，并且需要在连续运行中具有高度可靠性。干扰例如包括与供给电压(例如电池电压)的或者与接地端的短路或者有故障的附接端或者错误的装入。但是，只有当及时识别出转速传感器的损坏时，才可以保证期望的高的运行安全性。
2、为此使用特定的输入电路，所述输入电路一方面可靠地检测转速传感器的传感器信号，另一方面允许用于转速传感器的测试，用于确定故障。
3、但是，传统的输入电路尚未提供期望水平的可靠性，因为有时复杂的集成电路提供很多干扰源。因此，在较长时间段(例如大于15年)上，所述输入电路通常不能够无干扰地使用。另外，所述输入电路由于复杂性通常不能够成本有利地制造。
技术实现思路
1、因此，存在对下述输入电路或者一般而言对下述用于无源转速传感器的分析处理电路的需求：所述输入电路或者所述分析处理电路在长期运行期间保证可靠的监控和工作方式。
2、上述问题中的至少一部分通过根据权利要求1所述的分析处理电路和根据权利要求11的用于运行分析处理电路的方法来解决。从属权利要求涉及独立权利要求的主题的另外的有利的扩展方案。
3、本发明涉及一种用于车辆(例如商用车辆)的无源转速传感器的分析处理电路，其中，无源转速传感器构造为用于检测车轮的转速并且在此基础上产生传感器信号。分析处理电路包括用于电附接所述转速传感器的第一附接端和第二附接端、比较器、运算放大器、第一信号输出端和第二信号输出端。比较器构造为用于，将传感器信号与参考电压比较并且基于该比较产生脉冲式输出信号。运算放大器配置为缓冲电路，并且将参考电压保持在预确定的水平。第一信号输出端和第二信号输出端分别与比较器的输出端连接，以便冗余地提供脉冲式输出信号，用于求取车轮的转速。此外，比较器与第一附接端和第二附接端连接。
4、可选地，比较器包括另外的运算放大器，该另外的运算放大器具有反相输入端和非反相输入端，其中，第一附接端和第二附接端耦合在这些输入端中的各一个输入端上，使得另外的运算放大器有效地分析无源转速传感器的输入端/输出端的差分信号。同时，将参考电压施加在另外的运算放大器的输入端中的一个输入端上，使得预确定的电压水平施加在那里。
5、可选地，分析处理电路此外包括电压限制器，该电压限制器构造为用于限制运算放大器的输入电压。
6、可选地，运算放大器构造为电压跟随器。尤其是，运算放大器构造为用于将电压低阻抗地提供给比较器。例如，电压可以低阻抗地从运算放大器的非反相输入端提供给比较器的反相输入端(可选的电阻可以连接在它们之间)。该电压也用作用于比较器的输出信号的前馈(正反馈)的参考电压。
7、可选地，运算放大器包括传感器信号输入端、参考信号输入端和输出端。传感器信号输入端与输出端连接。电压限制器可以具有两个极性相反地连接的二极管，并且在所述极性相反地连接的二极管之间的电流节点可以与运算放大器的输出端连接，以便将比较器的输入电压可靠地限制于所述比较器的输入电压范围(或者功能电压范围)。
8、可选地，分析处理电路包括下述输入端和输出端中的至少一个：
9、-用于馈入测试信号的测试信号输入端，其中，所述测试信号输入端与第一附接端和/或与第二附接端连接，
10、-第一状态信号输出端，所述第一状态信号输出端与第一附接端连接，
11、-第二状态信号输出端，所述第二状态信号输出端与第二附接端连接。
12、可选地，分析处理电路包括控制单元，所述控制单元构造为用于从下述附接端中的一个或者多个附接端接收信号：
13、-第一信号输出端，
14、-第二信号输出端，
15、-第一状态信号输出端，
16、-第二状态信号输出端，
17、-测试信号输入端。
18、可选地，控制单元构造为用于基于接收到的信号监控无源转速传感器。可选地，控制单元也可以基于在第一信号输出端上的和/或在第二信号输出端上的脉冲式输出信号求取车轮的转速。但是，转速检测也可以通过其他单元(例如在车辆中的控制器)进行。
19、可选地，控制单元此外构造为用于探测下述故障中的至少一个故障：
20、-第一附接端与接地端的短路，
21、-第二附接端与接地端的短路，
22、-第一附接端与供给电压的短路，
23、-第二附接端与供给电压的短路，
24、-第一附接端和第二附接端之间的短路，
25、-第一附接端和第二附接端之间的串扰或者在连接到第一附接端上的或者连接到第二附接端上的外部信号线路之间的串扰，
26、-在第一附接端上的或者在第二附接端上的断开的电连接(例如有故障的或者错误附接的转速传感器)。
27、可以基于在下述输出端中的至少一个输出端上的信号进行对故障的探测：
28、-在第一状态信号输出端上，
29、-在第二状态信号输出端上，
30、-在第一信号输出端上，
31、-在第二信号输出端上。
32、在此，尤其也可以检测差分信号。
33、可选地，第一附接端或者第二附接端与供给附接端连接(例如间接地经由至少一个电阻)，使得在无故障的状态下，即使在车轮的静止状态下，也在第一附接端和/或第二附接端上施加电压或两个附接端之间的电压也下降。
34、可选地，控制单元构造为用于在使用第一状态信号输出端或者第二状态信号输出端的情况下通过测量在第一附接端上的或者在第二附接端上的电压探测故障。控制单元可以为此在测试信号输入端上输入测试信号或者也可以不输入测试信号或将测试信号输入端设置为预确定的电位水平(例如接地端)。因此，在行驶开始之前，即在静止状态下或者在低频范围中，还可以确定上述故障中的一个故障。尤其是，控制单元也可以检测第一附接端与第二附接端之间的差分信号(即电压降)，以便确定上述故障中的一个故障。
35、可选地，分析处理电路在下述输出端和附接端中的至少一个上包括低通滤波器：
36、-在第一信号输出端上，
37、-在第二信号输出端上，
38、-在第一状态信号输出端上，
39、-在第二状态信号输出端上，
40、-在第一附接端与第二附接端之间。
41、因此，变得可能的是，在状态信号输出端上以高的敏感性探测直流电压分量。这些直流电压分量允许确定短路或反极性或者转速传感器的有故障的附接端。除此之外，低通滤波器滤除可能的干扰信号(例如来自制动器的螺线管阀)，否则的话，所述干扰信号可以在转速检测时导致故障。
42、实施例也涉及一种用于(商用)车辆的防抱死系统、abs，其具有至少一个无源转速传感器和至少一个先前描述的分析处理电路。一般而言，为每个(被制动的)车辆车轮构造至少一个转速传感器(但是也可以是多个转速传感器)。例如，分析处理电路可以集成在abs控制器中，但是，该分析处理电路也可以单独地构造。
43、车辆不一定是商用车辆。实施例能够应用于任意的车辆或者转速传感器的其他应用领域，并且应也包括这些应用领域。
44、实施例还涉及一种用于监控和读取无源转速传感器的方法，其中，所述方法在使用先前描述的分析处理电路的情况下执行对车辆的无源转速传感器的信号的分析处理。
45、可选地，该方法包括确定短路和/或有故障的接触和/或串扰。为此，可以实施下述步骤中的至少一个步骤：
46、-在测试信号输入端上输入测试信号，
47、-分析在第一状态信号输出端上的信号状态，
48、-分析在第二状态信号输出端上的信号状态，
49、-分析在所述第一信号输出端上的和/或在所述第二信号输出端上的信号或者分析所述第一信号输出端与所述第二信号输出端之间的差分信号。
50、作为有故障的接触，尤其也应包括断开的接触并且因此也应包括缺少转速传感器。
51、应当理解，分析处理电路的上述所有功能可以构造为另外的可选的方法步骤。此外应当理解，提及步骤的顺序不限制实施所述方法步骤的顺序。所述步骤也可以以其他顺序被实施或只实施所述方法步骤的一部分。
52、实施例克服传统的分析处理电路的问题。如此，在传统的用于无源转速传感器的分析处理电路中，使用分离的和集成的输入电路，所述输入电路在信号预处理方面具有不同问题。此外，传统的分析处理电路不具有如下可能性：基于有针对性的测试信号提供输出信号。实施例克服这些问题，并且为无源转速传感器提供成本有利的、可测试的输入电路。
53、尤其是，分析处理电路被用作输入电路，并且(仅)使用分立的结构元件，所述分立的结构元件可以非常可靠地工作并且在非常宽的范围中适应要求。实施例的另外的优点在于，在转速传感器在车辆中的紧固方面仅存在少量问题，更确切地说是通过减少可能通过差的转速检测器固定产生的高频信号分量。此外，实施例能够实现对模拟反馈的直至非常低的频率范围的(模拟)滤波，这导致节省在对信号进行数字滤波时的计算机资源。否则的话，需要费事地对这些信号进行数字滤波，这将耗费计算机资源。另外，实施例允许传感器幅度的反馈。不需要特定结构元件，并且可以执行各种不同的测试，而不需要大的工作量。
1.一种用于车辆的无源转速传感器(10)的分析处理电路(100)，其中，所述无源转速传感器(10)构造为用于检测车轮的转速并且在此基础上产生传感器信号，
2.根据权利要求1所述的分析处理电路(100)，
3.根据权利要求2所述的分析处理电路(100)，
4.根据权利要求3所述的分析处理电路(100)，其中，所述运算放大器(120)具有传感器信号输入端(-)、参考信号输入端(+)和输出端，并且所述传感器信号输入端(-)与所述输出端连接，
5.根据上述权利要求中任一项所述的分析处理电路(100)，
6.根据权利要求5所述的分析处理电路(100)，
7.根据权利要求6所述的分析处理电路(100)，
8.根据权利要求7所述的分析处理电路(100)，
9.根据上述权利要求中任一项所述的分析处理电路(100)，
10.一种用于商用车辆的防抱死系统、abs，其具有至少一个无源转速传感器(10)，
11.一种用于监控和读取无源转速传感器(10)的方法，
12.根据权利要求11所述的方法，为了确定短路和/或有故障的接触和/或串扰，所述方法此外具有下述步骤中的至少一个步骤：
