Drehzahlsensor für ESP

Hallo,
meine Aufgabe für ein Uni-Projekt ist es einen Drehzahlsensor zu finden, welcher den Anforderungen des ESP gerecht wird. D.h. der Sonsor sollte ca. alle 10 ms einen neuen Wert liefern.

Nach Recherchen hier im Forum habe ich herausgefunden, dass es wohl prinzipiell zwei Methoden gibt, um Drehzahlen zu berechnen: Frequensmessung und Zeitmessung.

Ich habe ausgerechnet, dass für die Methode Frequenzmessung ein Impulsrad mit 320 Impulsen pro Umdrehung nötig wäre, um innerhalb von 10ms eine Auflösung von 1km/h des Fahrzeugs hinzubekommen. Der Sensor bräuchte dann eine Signalfrquenz von 10 kHz.
Diese Methode scheint mir recht unbrauchbar hier.

Also Zeitmessung:
Laut meinen Berechnungen brauche ich ein Impulsrad, welches ca 30 Impulse pro Umdrehung liefert. Das bedeutet für den Sensor eine maximale Signalfrequenz von 1000 Hz.
Problem dieser Methode ist, dass das Fahrzeug bei 10 km/h alle 10ms die Drehzahlberechnung durchführt, bei der max Geschwindigkeit von 100 km/h aber schon nach jeder Millisekunde, weil sich ja der Abstand der Flanken bei höhere Fahrgeschwindikeit verkürzt.
Mir fehlt hier ehrlich gesagt die Erfahrung: Ist das zu viel für einen µC, der z.B. mit 150 MHz Taktfrequenz arbeitet, um noch andere wichtige Aufgaben auszuführen, oder schafft er das mit links? Aber ich weiß nicht wie ich es anders lösen soll.

Und noch eine Frage zum Sensor: Ich habe mich mal bei Bosch umgesehen.
Hier ist ein Link zu einem Sensor, der meinen Anforderungen gerecht werden würde. Das Ding liefert leider einen eingeprägten Strom und keine Spannung.
http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/inde...33&prod_id=539

1. Soweit ich weiß kann ich ja mit Strom nichts anfangen oder? Oder kann man Strom mit einem µC verarbeiten?
2. Gibts ne einfache Möglichkeit, um aus diesem Strom ne handhabbare Spannung zu machen?
3. Wäre natürlich super, wenn jemand ne Alternative zu diesem Sensor bringen könnte, der auch den oben genannten Anforderungen (also Signalfrequenz 1000Hz und liefert PWM-Spannungssignal) gerecht wird.
Wäre sehr nett, wenn ihr mir helfen könnt, ich bin echt auf Hilfe
angewiesen...Danke

Zitat:

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Zitat von Asimo

... bei ... 100 km/h aber schon nach jeder Millisekunde ... Ist das zu viel für einen µC ...

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Ich messe bei meinen kleinen Getriebemotoren die Motordrehzahl mit einer Encoderscheibe mit vier Schlitzen. Bei einer maximalen Drehzahl von über 750 / sec habe ich also rund - - das kannste ja selbst rechnen. Neben dieser Drehzahlmessung macht mein Controller, der nur 20 MHz schafft, jede Menge andere Dinge - Zeit messen, Abstände messen, Antriebe regeln, Kurs anpassen . . . . also solltest Du den kleinen Dingern schon was zutrauen.

Die übrigen Fragen verstehe ich nicht richtig:

Zitat:

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kann man Strom mit einem µC verarbeiten?

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Das machen meine Controller dauernd. Mit Benzin laufen die einfach nicht.

Zitat:

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einfache Möglichkeit, um aus diesem Strom ne handhabbare Spannung

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Die hatte wohl schon der Herr Ωhm erfunden.

ok, also ist eine Drehzahlbrechnung für meinen µC keine Zumutung.

Zu deinem Wink mit dem Zaunpfahl: also kann ich über einen Widerstand eine zugehörige Spannung abgreifen und an den ADC anführen.
Ich weiß nicht, ob das so eine saubere Lösung ist.

Ich glaub ich schau mich noch nach anderen Sensoren um, die gleich ein Spannungsausgangssignal liefern. Leider sind die Hallsensoren von Bosch so wie es scheint an ein bestimmtes Polrad, welches nur 4 Impulse pro Umdrehung liefert, gebunden.

Es handelt sich halt um ein Projekt im Automotive-Bereich, weshalb ich so auf Bosch fixiert bin.

Zitat:

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Zitat von Asimo

Hier ist ein Link zu einem Sensor, der meinen Anforderungen gerecht werden würde. Das Ding liefert leider einen eingeprägten Strom und keine Spannung.
http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/inde...33&prod_id=539

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Und er liefert dir Impulse mit einer maximalen Frequenz von 2,5 kHz, die ein relevanter µC problemlos und hochgenau messen kann. Da sich die Impulslänge proportional zur Drehzahl ändert, kann sie problemlos umgerechnet werden.


Gruss
herrma

PS

Zitat:

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Zitat von Asimo

Zu deinem Wink mit dem Zaunpfahl: also kann ich über einen Widerstand eine zugehörige Spannung abgreifen und an den ADC anführen.
Ich weiß nicht, ob das so eine saubere Lösung ist.

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Was soll denn daran unsauber sein?

Diese sensoren lieferen eine Strom von 7 oder 14 mA. Bei jeden magnetpol wechselung schaltet das Signal um. Dazu gehort dan auch eine magnetische encoder. Standard wird in diese Stromkreis eine Wiederstand van ca 100 ohm geschaltet. Dan kansst du die Spannung abgreifen(700 mV, oder 1400 mV). Am besten diese Spannung ueber eine Komparator vergleichen mit eine Festspannung von 1050 mV. Die Ausgang von Komparator (bie 7 mA gibts 0 V, bei 14 mA gibts 5 V) geht dan nach eine externe Interrupt von µ. In die ISR dan eine Variable hochzahlen. In bestimmte Zeitintervallen Variable auslesen und wieder auf 0 setzen. Das ist dan die Frequenz. So einfach geht das. Diese Sensoren bestehen auch mit eine "open collector" Ausgang. Google mal nach KMI18 (Philips oder NXP). Dan gehts gleich nach der Interrupt, ohne Komparator.

Zitat:

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Zitat von RP6conrad

...Dan kansst du die Spannung abgreifen(700 mV, oder 1400 mV). Am besten diese Spannung ueber eine Komparator vergleichen mit eine Festspannung von 1050 mV. Die Ausgang von Komparator (bie 7 mA gibts 0 V, bei 14 mA gibts 5 V) geht dan nach eine externe Interrupt von µ.

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Sorry, ich bin noch recht neu auf diesem Gebiet. Kannst du mir erklären was ein Komperator ist. Also seine Funktion ist mir wohl klar, aber ist das ein extra Bauelement, also Hardware?

Zitat:

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Zitat von RP6conrad

Diese Sensoren bestehen auch mit eine "open collector" Ausgang.

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über diesen Begriff bin ich auch schon oft gestolpert. Kannst du erklären, was das bedeutet?

Danke

Eine Komparator ist neben ein Begriff auch eine Electronische Baustein : Zwei Spannungswerte werden verglichen und am Ausgang kommt dan die Ergebnis als TTL niveau (5V). Spannung A ist hoher dan Spannung B : Ausgang high (5 V). Spannung A ist niedriger dan Spannung B : Ausgang low (0 Volt). Beispiel : LM 339
Ein "open collector" Ausgang ist einen Transistor die verbaut ist in die Schaltung selbst. Der Transistor wird dan angesteurt und die collector kan eine bestimmte Strom ziehen. Damit hat men gleich dan 0Volt und 5Volt am Ausgang von der Sensor.
Aber wen das ein PKW Teil sein muss, gibt eigenlich fast nur diese mit Stromschnitstelle. Hintergrund ist : Nur zwei drahte benotigt und sehr unempfindlich gegen Storungen. Die magnetische Encoder in PKW haben immer zwische 40 und 50 Pohlparen. Luftspalt soll ca 1 mm sein. In PKW functioniert der ABS/ESP Regelung bis eine minimale Geschwindigkeit von ca 4 km/h. Da unter wird nicht mehr geregelt, die Rader blockieren dan einfach. Das ist dan eine Sensorfrequenz von ca 25 Hz. Was für eine Auftrag hasst du eigentlich ?

Sehr nett von dir, mir alles zu erklären. Danke.

Meine Aufgabe ist es für ein Hochschulprojekt die benötigten elektronischen Komponenten, also Sensoren und Controller, zu suchen. Wir wollen ein Fahrzeug bauen, welches rein elektrisch fährt und dabei auch Stabilitätsprogramme wie ESP und ABS hat. Sehr spannend alles. Vor allem für mich, da mich mein Aufgabenbereich schon fasziniert, mir aber leider einige Grundlagen fehlen.

Woher weißt du so gut über ESP/ABS im Fahrzeug Bescheid??
Vielleicht schaust du ja mal wieder vorbei, ich hab bestimmt noch die ein oder andere Frage an dich ;-)

Meinen Arbeit ist in ABS-Sensorenfertigung. Nicht bei Bosch, aber bei Continental. Ein komplettes ABS/ESP system nachzu bauen ist recht Kompliziert. Rein ABS benotigt nur diese Drehzahlerfassung von jedes Rad. ESP benotigt auch noch Lenkwinkelsensor, Gierratensensor, Beschleunigungsensor. Die Algoritmen um das ganse zu regelen sind sehr kompliziert und Rechenintensif. CAN-bus wird genutzt um in PKW informationen auszuwechselen. Da ist eine µ 8-bitter an 16 MHZ ueberfordert !!

Moin moin.

Tolles Projeckt aber möglicherweise etwas für das vorhande
Wissen etwas zu hoch angesetzt?

Strom ic Spannungumsetzen = wie geht das?
Open Collecktor = was ist das
10 Khz auswerten kann das ein MC?.....u.s.w.!

Keiner kann alles schon überhaupt nicht alles wissen,
aber man sollte dann Piriotäten setzen und sich um Dinge
(im Projeckt) kümmern welche einem besser liegen.
Ein guter Elecktroniker muß ja keine Gruppenleiterqualitäten
haben, ein Gruppenleiter braucht keinen "Schimmer" von
Elektronik.

Natürlich kann Mensch sich (wenn er es kann) überall einarbeiten,
nur das dürfte doch recht lange dauern. Eine Elektroniker Lehre
dauert nicht umsonst 3,5 Jahre und erst DANACH fängt der
neue Elektroniker an wirklich etwas zu Lernen! Wie in jedem Beruf!

Wer es will und hartnäckig genug sein will/kann der schafft es
auch irgendwann über ein (dieses) Forum, helfen wird hier GROß
geschrieben, nur das kann dan sehr laaaange dauern.....

Grüße Richard

naja, komm. Ich weiß ja, dass ich sehr wenig Ahnung habe, aber gar keine Ahnung habe ich nicht. Und ich muss ja nicht die ESP-Regelung und so selbst schreiben, das mach jemand anderes aus unserem Team. Ich muss "nur" die Elekronik auswählen.

Und glaub mir, ich hab schon viel geschafft, was eigentlich als hoffnungslos abgestempelt wurde. Und wenn ich eines hab, dann ist es Ehrgeiz.
Ich finde das reicht als Grundvorraussetzung!

Und solange es nette Menschen gibt, die mir echt weiterhelfen, denk ich, dass ich das schaffen werde. Vor allem, weil mich das Thema an sich echt interessiert.

Aber danke für deinen Hinweis, hast mich ja freundlich gewarnt.

Moin moin

Tja dann mal ein Beispiel. Ich benutze einen biligen Hall Sensor
von Conrad, der erfaßt Pro Motorwellenumdrehung am Kollecktor
4 Impulse = 9760 Pulse/Min. Da das ein Getriebemotor ist bleiben
dabei 160 Pulse pro Radumdrehung übrig. Allerdings ist der Bot nicht
sehr schnell Max 40 Radumdrehungen/Min a ca 62 cm Umfang.
Dabei hat ein MC absolut keine Probleme.

Der Sensor selber Kann erheblich schneller arbeiten. Bei einen echten
Auto meins hat einen Radumfang von 1,97 m kommt man auf etwa
140 m/s bei 100 km/h. Wie fein dieser Weg für EPS aufgelöst werden muß ?
Danach muß dann halt die Max Frequenz der Sensoren ausgesucht
werden.....

Gruß Richard

Für ABS/ESP reich normalerweis eine Auflosung von 4 cm Fahrweg/impuls aus. Wichtig aber ist die liniaritat von der Frequenz auf die gesamte Radumfang. Das System muss immers Geschwindigkeit differenzen messen konnen(blockierendes Rad = relatif grosse Abbremsung in kurze Zeit). Ziel bei ABS Eingriff ist die Schlupf zwischen Rad und Strasse zwischen 5 und max 20% zu regelen !! Bei einen Schlupf von ca 12% ist die Bremswirkung maximal, allerdings ist dan die Seitenfuhrung schlechter. Immer diese compromissen...

Moin moin.

Ok. 140 m/s = 1400 cm/s / 4 cm = 350 Pulse/s bei 100 Km/h

1/ 350 = 2,8 ms Hmm, da bleiben bei nen 16 MHz amtel gerade
178 Arbeitstackte übrig. Da wird wohl ein scheller DSP nötig sein.

Gruß Richard

Also bei 16 MHz machen meine Atmel in 2,8ms 44800 Takte!

Zitat:

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Zitat von Rofo88

Also bei 16 MHz machen meine Atmel in 2,8ms 44800 Takte!

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Ja, etwas oversized, aber für solche Fälle wurde ja der Sleep-Mode implementiert. :-b

Zitat:

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Zitat von Rofo88

Also bei 16 MHz machen meine Atmel in 2,8ms 44800 Takte!

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Stimmt Habe s/Hz gerechnet Schande auf mein Haupt. :-(

Richard

@ RP6conrad: woher hast du die Angabe, dass die Auflösung für ABS/ESP 4 cm Fahrweg/Impuls beträgt?

Bei einem Raddurchmesser von 0,28 m komm ich dann auf nur 22 Teilungen. Klingt gut. Kann das sein?

Sensoren von Continantal sind für Ottonormalverbraucher nicht zugänglich oder? Die haben sicher Interessantes im Angebot.

Ich bin zum beispiel immer noch auf der Suche nach einem Aktivem Drehzahlsensor mit Multiolrad.
Bosch bietet so etwas zwar an, aber die können keine Angaben zu diesem Multipolrad machen, sprich Durchmesser, Größe der Magneten,...
Und rumprobieren ist leider nicht drin.

Also kennt jemand noch einen anderen Hersteller dieser aktiven Drehzahlsensoren mit Multipolring?

Ja wir fertigen 14 million von diese Sensoren/Jahr... Ein wenig Ahnung von ABS Systemen schadet dan nicht.
Ein VW Golf hat 48 Teilungen auf seine Vorder Achse Multipolring. Das stimmt dan ueberein mit eine Raddurchmesser von ca 60 cm. Scheint zu stimmen. Diese Sensoren konnen sie als Wechselteil in jeden PKW Werkstatt kaufen. Preis ist dan schnell 100 €/Stuck. Die Multipolringen ist etwas schwieriger. Die sind immer verbaut in ein komplettes Lager oder Achse. Ich frage mal nach bei uns.

Zitat:

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Zitat von RP6conrad

Ich frage mal nach bei uns.

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Das Problem bei den aktiven Drehzahlsensoren mit Multipolring ist nicht der Sensor, sondern der Multipolring. Ich weiß nicht, wie ich da an einen rankommen soll. Erst dachte ich, wir könnten zur Not ja selbst einen basteln, aber leider gibt Bosch keine Daten über die Geometrie und Bestimmungen heraus, die dieser Ring erfüllen muss.

Wäre natürlich super, wenn du als Insider mir da weiterhelfen könntest.
Perfekt wäre natürlich, wenn man direkt einen Sensor mit passendem Multipolring (natürlich ohne Radlager) kaufen könnte.

was ist mit induktiven gebern, von denen bekommst du spezifikationen, nach denen du dein polrad fertigen kannst (ist ja nur eine scheibe mit schlitzen)

sg clemens

Zitat:

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Zitat von user529

was ist mit induktiven gebern, von denen bekommst du spezifikationen, nach denen du dein polrad fertigen kannst (ist ja nur eine scheibe mit schlitzen)

sg clemens

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hm, ich kenne bisher nur Induktive geber in Verbindung mit Zahnrädern und die nehmen halt viel Bauraum in Anspruch.

Kannst du mir so einen induktiven Geber nennen?

https://www.distrelec.com/distrelec/datasheets.nsf/WebAttachments/E37AD12C1481B0B6C12571760052F849/$File/241349_d.pdf
so etwas und dazue eben eine scheibe mit 20 schlitzen. wenn du einen freien achsstummel hast kannst du auch einen magnetischen drehgeber verwenden

Zitat:

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Zitat von user529

was ist mit induktiven gebern, von denen bekommst du spezifikationen, nach denen du dein polrad fertigen kannst (ist ja nur eine scheibe mit schlitzen)

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leider kann ich obigen Link nicht öffnen, aber ich habe nach der Artikelnummer 241349 gesucht und bin auf einen induktiven Abstandssensor gestoßen.

1. das ist ja ein Abstandssensor, keine Ahnung, ob der dann auch für Drehzahlerfassung taugt.
2. wo ist hier die oben beschriebene Spezifikation für das Impulsrad?