切换设备、切换系统和切换方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及切换装置、切换设备和切换方法，该切换装置、切换设备和切换方法例如可以被用于马达管理应用。
【背景技术】
[0002]在汽车工程领域中，基于一个或多个传感器信号来操作致动器的切换装置的应用是通常所知的。特别地，当优化内燃机的操作时，可能必要的是:使燃料注入系统的操作与阀门的操作适配，所述阀门用于关闭和打开到燃烧室的一个或多个进气口或一个或多个出气口，其中所述阀门的操作由凸轮轴所引起；和/或使点火系统的操作与由曲轴来移动的活塞的操作适配。为了允许上面提到的操作的这样的适配，可以使用一个或多个切换信号。从而，切换信号可以基于传感器信号的水平来触发。
【发明内容】
[0003]根据第一方面，本公开提供切换装置。切换装置包括输入和处理电路系统(circuitry).,输入被配置成接收具有传感器信号幅度的传感器信号。处理电路系统被配置成基于传感器信号幅度和权重因子来确定切换阈值，其中该权重因子取决于确定的传感器信号幅度。处理电路系统进一步被配置成当传感器信号的水平越过切换阈值时生成切换信号。
[0004]在一些实施例中，处理电路系统可以被配置成使权重因子以及因此使切换阈值与传感器信号幅度随着时间的变化适配。
[0005]根据进一步方面，本公开提供切换系统，诸如例如用于提供对应于旋转运动的数字速度信号的切换系统。切换系统可以是速度传感器装置，诸如取自由以下组成的组中的速度传感器装置:磁凸轮轴速度传感器、磁曲轴速度传感器、磁ABS速度传感器、或磁传输速度传感器。切换系统包括与可旋转目标体以间隙间隔开的磁场传感器。进一步，切换系统包括处理电路系统。磁场传感器被配置成输出表示指示可旋转目标体的角度位置的振荡磁场的传感器信号。传感器信号可以是表示感测的磁场的值的模拟信号或数字信号。传感器信号具有取决于间隙宽度的传感器信号幅度。传感器信号幅度能够被认为是传感器信号的最大值与传感器信号的最小值之间的差。处理电路系统被配置成基于传感器信号幅度和取决于传感器信号幅度的权重因子来确定切换阈值。处理电路系统被进一步配置成当传感器信号的水平越过切换阈值时生成切换信号。因此，切换系统的数字输出信号当传感器信号越过切换阈值时从第一值切换到第二值。
[0006]根据本公开的又进一步方面，提供切换方法。根据所述切换方法，具有传感器信号幅度的传感器信号被接收。传感器信号幅度和取决于所述传感器信号幅度的权重因子被用来确定切换阈值。确定的切换阈值然后可以被用来当传感器信号下次越过确定的切换阈值时确定数字输出信号的下一个切换。当传感器信号的水平越过切换阈值时，生成切换信号。
[0007]一些实施例包括安装在切换装置内用于执行该方法的数字控制电路。例如数字信号处理器(DSP)的这样的数字控制电路需要被相应地编程。因此，又进一步实施例也提供具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于在计算机程序在计算机或数字处理器上运行时执行该方法的实施例。
【附图说明】
[0008]设备和/或方法的一些实施例下面将仅通过示例的方式以及参考附图来描述，其中:
图1图示基于传感器信号幅度确定切换信号的切换装置；
图2图示与其旋转由传感器信号来指示的可旋转目标体相关的切换设备；
图3描绘图2的与可旋转目标体相关并且连接到致动器的切换设备；
图4，包括图4a和4b，图示提供有布置成控制燃料注入和点火的切换装置的内燃机；图5显示对于可旋转体和传感器之间的不同空气间隙所记录的一系列传感器信号并且指示固定的切换阈值；
图6示出图5的传感器信号的归一化表示；
图7显示对于可旋转体和传感器之间的不同空气间隙所记录的一系列传感器信号并且指示基于传感器信号的幅度的调节的切换阈值；
图8表示调节的切换阈值与传感器信号峰到峰幅度的依赖性；
图9表示图1的切换装置的内部结构；
图10图示图1的切换装置的内部结构的另一个实施例；以及图11图示基于传感器信号幅度来确定切换信号的切换方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009]现在将参考附图更全面地描述各种示例实施例，在该附图中图示一些示例实施例。在附图中，线、层和/或区的厚度可以为了清楚而被夸大。
[0010]相应地，尽管示例实施例能够具有各种修改和替代形式，但是其实施例通过示例的方式在附图中示出并且将在本文中详细地描述。然而，应当理解的是，没有将示例实施例限制于所公开的具体形式的意图，而是相反，示例实施例是覆盖落入本发明范围内的所有修改、等价物和替代方案。遍及附图的描述，同样的数字指代同样或类似的元件。
[0011]将理解的是，当元件被称为被“连接”或“耦合”到另一个元件时，它能够被直接连接或耦合到另一个元件或可以存在介入元件。相反，当元件被称为被“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在介入元件。用来描述元件之间的关系的其它词语应当以同样的方式来解释(例如，“在…之间”对“直接在…之间”、“邻近”对“直接邻近”等)。
[0012]在本文中使用的术语仅用于描述具体实施例的目的并且不旨在是示例实施例的限制。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包含复数形式，除非上下文另外明确指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”在本文中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。
[0013]除非另外定义，在本文中使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属领域的一位普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，术语(例如在通常使用的字典中定义的那些术语)应当被解释为具有与它们在相关技术的情境中的含义相一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文中如此明白地定义。
[0014]图1呈现根据实施例的切换装置I的示意性图示。
[0015]切换装置I包括输入10。输入10适于接收具有传感器信号幅度的传感器信号2。进一步，切换装置I包括处理电路系统11，该处理电路系统11被配置成基于传感器信号幅度和基于权重因子来确定切换阈值，其中该权重因子它本身在至少一个时间间隔期间取决于所述传感器信号幅度来确定。处理电路系统11进一步可操作成在传感器信号的水平越过切换阈值时生成切换信号。权重因子可以被认为是对传感器信号幅度进行加权以确定或计算切换阈值的因子。尽管权重因子表示相对的切换阈值，但是产生的确定的切换阈值可以被认为是传感器信号的绝对切换阈值。
[0016]在一些实施例中，传感器信号对于给定的传感器装置和对于给定的环境条件(例如周围温度或磨损的变化)可以具有一个具体的传感器信号幅度，并且幅度相关的权重因子可以取决于这个具体的传感器信号幅度。在一些实施方式中，传感器信号幅度可以随着时间基本上恒定并且幅度相关的权重因子可以取决于所述基本上恒定的传感器信号幅度。在一些其它实施方式中，传感器信号幅度可以随着一段时间基本上恒定，在该段时间期间环境条件的显著变化不出现。权重因子因此可以在至少所述段时间内取决于基本上恒定的传感器信号幅度。术语“基本上恒定”可以被理解为包含传感器信号幅度的轻微变化，诸如小于传感器信号幅度的5%、小于传感器信号幅度的2%或小于传感器信号幅度的I %。
[0017]在实施例中，传感器信号幅度然而可以对于例如用于感测诸如磁场的物理量的不同的传感器装置而不同。在替代实施例中，物理量可以例如是温度或压力。
[0018]传感器信号可以是具有多个最小值和多个最大值的振荡信号。在一些实施例中，传感器信号的最小值可以具有基本上相同的最小的值并且最大值可以具有基本上相同的最大的值，从而导致传感器信号幅度随时间或至少一段时间基本上恒定，在该时间或至少一段时间期间不出现环境条件的显著变化。换言之，传感器信号的包络可以基本上恒定。术语“基本上”可以表达由于灵敏性和安装容差可以出现较小的变化。
[0019]在一些其它实施例中，振荡传感器信号的最大值中的至少一些或最小值中的一些可以具有不同的值，从而导致若干不同的传感器信号幅度。精确地，对应于成为幅度相关的权重因子基础的传感器信号幅度的不同传感器信号幅度的一个传感器信号幅度可以被用来确定切换阈值。这个传感器信号幅度可以是不同传感器信号幅度中的最高的、最低的或任何中间的传感器信号幅度。换言之，传感器信号可以分别以随后的间隔被划分，从而导致仅一个单个传感器信号幅度。间隔中的一个的传感器信号幅度在一些实施例中可以被用作传感器信号幅度来确定切换阈值。在一些其它实施方式中，平均的传感器信号幅度可以被用来确定权重因子和切换阈值。平均的传感器信号可以是许多随后确定的幅度、许多连续复现的幅度或许多所有确定的幅度上的平均。
[0020]在一些实施方式中，传感器信号幅度可以是在传感器信号的最小值与相邻最大值之间的峰到峰幅度。峰到峰幅度可以基于传感器信号的最大值与最小值的差来确定。最大值可以直接随后于传感器信号的最小值，并且反之亦然。导致切换阈值的幅度相关的权重因子可以取决于峰到峰幅度来确定一它可以是峰到峰幅度的函数。
[0021]可以基于传感器信号的最小值、传感器信号的最大值和幅度相关的权重因子得出切换阈值。在一些实施例中，阈值可以基于传感器信号的最小值和权重因子与传感器信号幅度的乘积