专利名称：识别在一个信号传感器上极性改变的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及识别在一个信号传感器上极性改变的方法和装置，特别是按照主权利要求分类的电感传感器。
现有技术将信号传感器，特别是将按照电感原理工作的信号传感器目前使用在不同的应用上。例如将电感信号传感器使用在回转轴的转速测量或使用在角度位置测量上。特别是使用信号传感器求出载重汽车的曲轴或另外轴的角度位置，在其上一个固定的接收器扫描回转轴或者扫描与回转轴连接的传感器盘。传感器盘在其表面上有很多角度标记，当其移过接收器时在接收器上感应出正的和负的半振动的交流电压。这个交流电压反映了传感器盘的表面。一般来说为了比较好地继续处理将电压转换为矩形电压。为此将其在处理电路上与可预先规定的阈值进行比较和各自在达到这个阈值时进行矩形输出信号的电平交换。因为例如在马达控制仪或者微处理器上对于处理这个信号是重要的，高电平是否由于角度标记升高的侧边或下降的侧边引起的，必须监控是否传感器极性改变或没有极性改变。这个是要求的，因为一般来说电感传感器有两种连接可能性。
用于识别信号传感器正确或不正确极性的一种方法和一个装置在DE-OS 197 23 866中是已知的。在这种已知的方法或者已知的装置中是从以下情况出发的，准备扫描的传感器盘有很多同样形状的角度标记，其中角度标记的结构是这样的，在接收器上产生的信号在转换为矩形信号之后有依赖于运动方向的曲线。在接收器的输出信号转换为矩形信号时其中应该考虑两个阈值，当达到阈值时各自释放一个电平转换。
本发明的优点用于识别信号传感器极性改变的具有权利要求1特征的按照本发明的方法和按照本发明的装置的优点是，它工作非常可靠和它可以使用在具有很多同样形状角度标记和一个参考标记的任意传感器盘上，其中在角度标记形状或在角度标记长度基础上对于角度标记之间的距离没有提出特别要求。特别有益的是按照本发明的方法或者按照本发明的装置可以使用与一个传感器盘连接在一起，如同现在内燃机上常用的。这种传感器盘在其表面上有60-2有规则分布的角度标记，将参考标记由两个欠缺的角度标记构成。将这种所谓的增量盘用于测量内燃机曲轴的角度位置。角度确定的计算使内燃机控制仪停止。按照本发明附加在这种计算方法上可以识别传感器的极性改变。用特别有益的方法这种极性改变识别与普通的信号计算无关。在什么样的条件下应该进行极性改变识别，可以用优异的方法实施。这种条件之一例如可以是可预先规定的转速范围或将极性改变识别只在内燃机冲击运行中进行或只在恒定转速或只在一旦转速波动保持在可预先规定的临界值时。
用其他特别有益的方法进行可预先规定的角度标记之间的时间测量用于极性改变识别，在其中例如设置确定的时窗，在时窗内必须出现所期望的信号侧边，一旦没有极性改变出现。
通过在从属权利要求中叙述的措施达到本发明的其他优点。
附图将本发明的实施例表示在附图上和在以下的说明中详细叙述。附
图1为了了解本发明详细叙述了用于控制内燃机的一个系统的重要组成部分，在其中可以优异地使用按照本发明的装置或者按照本发明的方法。
附图2表示了在不改变极性或极性改变的传感器上得到的不同信号曲线，附加地记录在传感器盘所属的角度标记上。
说明为了了解本发明在附图1上叙述了用于控制内燃机的一个系统的重要组成部分，本发明可以使用在这个系统中。其中用10表示一个传感器盘，传感器盘与内燃机的曲轴11固定地连接在一起和在其圆周有很多同样形状的，相互有同样距离的角度标记12。除了这些同样形状的角度标记12之外安排了一个参考标记13，这个例如是由两个欠缺的角度标记构成的，从而在两个相邻的同样形状的角度标记之间出现比较大的距离。
传感器盘10被接收器20扫描，当接收器经过角度标记时提供了具有正的和负的半振动的输出信号，这些是各自由角度标记侧边产生的。也被称为所谓的增量盘的传感器盘10和属于它的接收器20共同构成传感器20A，应该将其输出信号U20进行处理。因为应该将输出信号U20在继续处理之前转换为矩形信号，将其输入给模拟/数字转换器21，这个将数字化信号随后输入给进行信号处理的处理器23。处理器23例如是内燃机控制仪的组成部分，将模拟/数字转换的传感器20A的输出信号U20也被称为增量信号INK。
第二个传感器盘14是与内燃机凸轮轴15连接在一起的和在其圆周上有一定数目的角度标记，所谓的扇形块，其数目例如相当于内燃机汽缸的数目，将这些角度标记中的一个构成为双标记和用于将曲轴角度分配给汽缸1。包括单个标记19a，19b的这个角度标记被称为19，其余的角度标记被称为16，17和18。角度标记后侧边之间的距离是同样大小的。将传感器盘14用接收器21扫描，接收器当经过角度标记时提供被产生的具有正的和负的半振动的输出信号U21。在模拟/数字转换之后在模拟/数字转换器24上产生矩形信号，这些也被称为扇形块信号SEG。将它们同样输入给处理器23。扇形块盘14和接收器21也被称为扇形块传感器21A。
微处理器处理增量信号和扇形决信号为了产生控制脉冲25，例如为了燃料喷射。这些脉冲被称为25。为此需要其他的信息26，这些信息是经过其他入口E输入给处理器23的。例如关于借助于适当的传感器得到这些信息在这里不需要详细叙述。
如果两个传感器20A，21A中的一个是错误的极性运行时，其输出信号U20或者U21以附图2表示的方法改变。因此可以可靠地识别正确的极性或者极性改变，下面还要详细叙述用于识别极性改变的方法。这种方法是在处理器23中进行的。如果处理器23是内燃机控制仪的组成部分时，例如按照本发明的方法是附加在目前普通的喷油控制方法或者调节方法上运行的。如果将处理器只用于处理传感器的输出信号时，可以将处理器只使用于信号处理和极性改变识别。
在附图2上记录了关于不同条件的曲轴角度的信号曲线。附图2A表示了具有角度标记12以及参考标记13的传感器盘的表面，参考标记是由两个欠缺的角度标记构成的。在附图2B上记录了传感器20A的输出信号U20其先决条件是，将传感器已经连接成没有极性改变和传感器盘10用恒定转速回转。在这种情况下在从角度标记到缺口的过渡上出现信号最大值和从缺口到角度标记的过渡上出现信号最小值。如果将按照附图2的信号U20在模拟/数字转换器中转换为数字信号或者转换为矩形信号时，在附图2C上得到被表示的信号其先决条件是，从低到高或者从0到1的过渡是在通过零中完成的和从高到低的过渡是在达到电路阈值S1时完成的。按照附图2C信号曲线的分析显示了，在恒定转速时矩形信号的低相位始终是同样的长而高相位在参考标记区域显著地长于其他角度标记区域。
在附图2D上记录了已经进行了极性改变连接的传感器输出信号U20。如果从缺口到角度标记的过渡通过传感器时然后输出信号U20各自为最大值和如果从角度标记到缺口的过渡通过传感器时出现最小值。如果将按照附图2A的信号如同按照附图2A的信号用同样的方法模拟/数字转换时，得到附图2E表示的矩形信号曲线。很明显在这种信号曲线时低相位是不同长度的，其中在参考标记区域出现的低相位明显地比有规则的角度标记区域的低相位长。得到不同长度的信号间隔，因为在缺口区域由于传感器的剩余状态电压降低是非常大的。通过处理信号间隔可以识别，是否没有极性改变或者极性改变连接传感器。为此通常对处理器进行的可预先规定的角度标记之间的时间测量进行分析，附加询问，是否出现不同长度的低相位。
在附图3上表示了其他信号曲线，借助于这些叙述第二种处理方法。附图3A又表示了没有极性改变的传感器的信号曲线。在两个通过零之间的时间一旦涉及到有规则的角度标记时为t和一旦涉及到参考标记时为3t。为了识别是否传感器是正确的极性构成所谓的可信度窗，在其中期望信号通过零。如果传感器是错误极性时它提供如同附图2B表示的输出信号。其中应该考虑，错误极性传感器的信号曲线相对于按照附图3A表示的信号曲线移位半个角度标记距离，则在有规则的角度标记时各自相互处于最大值和最小值。如果将按照附图3A和3B的信号转换为矩形信号(附图3C)，可以在一个所谓的门阵列中安排一个可信度窗P和可信度窗监控，是否在可信度窗P内出现一个通过零。如果不是这种情况得到按照附图3C的信号曲线和通过零位于可信度窗P的外边，而在可信度窗内没有识别通过零。通过检查这个事实真相可以识别错误的极性。
转换为矩形信号例如是这样完成的，矩形信号的电平改变各自是在模拟信号通过零(电路阈值S0)和达到电路阈值S1(附图2)或S2(附图3)时完成的。
如果在高转速时进行信号分析，必须特别准确地处理信号分析系统决定的信号曲线。于是可以设置非常窄的可信度窗，在可信度窗内应该期望一个通过零。极性改变识别原则上可以用一个简单的系统进行，在其中只进行转速传感器的信号处理。我们将本发明与信号处理联系在一起使用在汽车控制仪上，极性改变识别可以附加在其余的信号处理中进行和充分利用毫无问题存在的硬件配置。例如这就可以将参考标记缺口区域的一个门阵列的动态可信度考虑用于极性改变识别。
有选择地将上述对于增量盘叙述的极性改变识别也可以在扇形块盘上进行，在其上如附图1表示的一个扇形块标记例如是由双标记构成的。在这种情况下在双标记区域当极性改变时也产生相对于传感器正确连接时明显不同的信号曲线。在已经叙述过的一个内燃机的处理系统中，在其中不仅将曲轴传感器而且将凸轮轴传感器进行处理可以进行极性改变识别，借助于这个可以将两个传感器进行极性改变分析。此时不应该同时进行检查，而是用可预先规定的方法先后进行。将被识别的极性改变可以进行显示和/或进行电子修正。
作为本发明的实施例已经叙述了专门的转速传感器。原则上还可以将本发明在另外的信号分析中进行，在其中在特性上出现依赖于运动方向的信号曲线或在其上原则上可以识别依赖于运动方向的信号曲线。
权利要求
1.识别在一个信号传感器，特别是电感传感器上极性改变的方法和装置，信号传感器扫描具有可预先规定数目的同样形状的角度标记的传感器盘，角度标记相互有同样的距离，和提供具有正的和负的半振动的输出信号，这些是由各个角度标记的侧边产生的和在处理装置中转换为矩形信号，其中当各自达到第一个电路阈值时进行第一个电平改变和当达到第二个可预先规定的电路阈值时进行第二个电平改变和将电平改变之间的时间距离进行处理用于识别极性改变，其特征为，传感器盘有一个参考标记，如果在参考标记区域可预先规定的电平改变的时间距离不是相当于所期望的时间距离时，参考标记是通过两个相邻角度标记之间比较大的距离标志的和对极性改变识别。
2.按照权利要求1识别极性改变的方法，其特征为，如果传感器盘的转速满足可预先规定条件和特别是高于一个可预先规定的转速时，只进行极性改变识别。
3.按照权利要求1或2识别极性改变的方法，其特征为，第二个电路阈值相当于一个零通过。
4.按照权利要求1，2或3识别极性改变的方法，其特征为，第一个电路阈值是一个可预先规定的正电压，将其在处理装置中产生和必要时依赖于前面的信号进行匹配。
5.按照上述权利要求之一的识别极性改变的方法，其特征为，一旦矩形信号从低到高电平改变的时间距离短于两个有规则的角度标记之间的低电平的时间时，进行极性改变识别。
6.按照上述权利要求之一的识别极性改变的方法，其特征为，设置依赖于在这之前求出的时间构成的时窗，检查是否在时窗内出现所期望的信号侧边和一旦不是这种情况时将极性改变识别。
7.执行按照权利要求1至5之一方法的装置，其特征为，处理装置包括执行所要求的时间测量的微处理器。
全文摘要
规定了识别在信号传感器上极性改变的一种方法和一个装置，在其中信号传感器有至少一个特性，将信号传感器的输出信号转换为一个矩形信号。在特性的区域求出可预先规定的电平改变之间的时间距离或设置可信度窗，在可信度窗内必须出现可预先规定的事件。如果时间距离不相当于所期望的时间距离时或如果可预先规定的事件没有出现在可预先规定的时窗或者可信度窗内时，将极性改变识别。将识别极性改变的方法例如可以使用在具有很多有规则的角度标记和一个参考标记的信号传感器上，但是不仅限于这样的传感器。
文档编号G01D5/245GK1413302SQ00817705
公开日2003年4月23日 申请日期2000年12月15日 优先权日1999年12月24日
发明者J·贝克曼, R·克勒温, A·萨耶尔, A·海拉斯 申请人:罗伯特-博希股份公司