本发明涉及用于机动车辆的检测传感器的测试领域，并且更具体地涉及用于测试用于检测固定在机动车辆的驱动轴上的目标的传感器的方法和系统。
本发明特别适用于检测固定在机动车辆的曲轴、凸轮轴或传动轴上的目标。
背景技术
在机动车辆中，已知使用所谓的“检测”传感器来确定驱动轴的位置或其转速。这样的轴可以是例如机动车辆的曲轴、凸轮轴或传动轴。
传感器安装在目标对面，目标以同轴方式固定在驱动轴上。如已知的那样，该目标以由铁磁材料制成并且包括一系列齿和齿槽的轮的形式呈现。
仍如已知的那样，传感器包括馈电接头、输出电接头和接地接头，通过该馈电接头向其馈送直流电压，例如5v，以便在车辆中进行操作。
为了确定轴的位置或速度，传感器包括集成电路，该集成电路被配置成测量由目标的齿和齿槽在传感器前方的通过而产生的磁场变化。
传感器由此生成表示齿和齿槽的通过的数字输出信号，从而表征轴的位置或转速。该信号经由输出接头被提供给车辆的计算机，该计算机分析所述信号以确定轴的位置或转速。
为了使这种传感器能够满足电磁兼容标准，已知通过在传感器中、在接头和集成电路之间安装滤波电路来衰减传感器的馈送信号。
此外，已知借助于经由测试协议与传感器传送信息的测试装置来对这种类型的传感器进行测试。
对传感器执行的测试可以在于收集传感器输出信号的样本，例如每信号周期多个样本，其表示由目标在给定速度下在传感器前方旋转而产生的磁场的周期性变化。
为了将测试命令发送到传感器，测试装置生成包括测试信息的测试信号，该信号在传感器的馈送线上发送。因此，当在运转中的车辆中使用传感器时，向其馈送例如具有大约5v的值的直流电压馈送信号，但是当传感器必须由测试装置进行测试时，后者在传感器的馈送线上递送由测试协议定义并表示测试信息的方波电压测试信号。
如图1中所示，该测试信号（在图中标为“vg”）可以在于交换0或1型的二进制信息，所述信息例如以如下形式进行脉冲宽度编码：用于表示二进制值1的1/3宽度的高态eh与用于表示二进制值0的2/3宽度的低态eb交替。在图1中，高态eh具有大约17v的值并且低态eb具有大约6v的值，以便能够容易地将它们彼此区分开。然而，由于这些值能够变化，因此当测试信号超过预定高态检测阈值sdh（图1中的14v）时，传感器检测测试信号的高态eh。同样，当测试信号的值低于预定低态检测阈值sdb（图1中的9v）时，可以检测低态eb。
当希望针对轴的高转速、例如高于500rpm的情况测试传感器时，有必要递送其频率足够高以使得能够在表示磁场变化的信号的每个周期内收集多个样本的测试信号，所述频率例如至少20khz。
然而，在这样的频率下，测试信号可能被滤波电路显著衰减（滤波后的测试信号在图1中被标为“vfilt”），使得它不能够超过预定高态检测阈值sdh。在这种情况下，传感器不能确定测试信号中是否包含二进制测试信息，这有碍于测试装置收集样本，并且因此呈现出重大缺陷。
本发明的目标是通过提出一种使得能够在高频下测试检测传感器的简单、可靠且有效的解决方案来至少部分地弥补这些缺陷。
技术实现要素：
为此，首先，本发明的目的在于一种用于测试检测传感器的方法，所述检测传感器被部署在固定在用于安装在机动车辆中的驱动轴上的目标对面，所述检测传感器被配置成测量由目标在传感器前方的通过而产生的磁场变化并生成表示所述变化的输出信号，所述方法包括以下步骤：
•生成方波电压测试信号，该方波电压测试信号包括其值高于预定高态检测阈值的高态和其值低于预定高态检测阈值的低态，这些高态和低态编码有使得能够收集与传感器输出信号有关的数据的测试信息，
•放大所述所生成的测试信号的高态，
•对放大后的测试信号进行滤波以获得滤波后测试信号，所述滤波后测试信号具有其电压高于预定高态检测阈值的高态和其电压低于预定低态检测阈值的低态，以及
•检测滤波后测试信号的高态和低态以测试传感器。
因此，利用根据本发明的方法，放大所生成的测试信号的高态使得能够确保滤波后测试信号的高态高于预定高态检测阈值，从而传感器能够正确地解译所生成的测试信号中所包含的二进制信息。
优选地，在滤波由预定的滤波系数来表征的情况下，通过等于该预定的滤波系数的倒数的放大系数来实现放大。
仍优选地，该方法还包括收集和分析与由传感器生成的输出信号有关的数据的步骤。
本发明还涉及一种用于测试传感器的系统，所述传感器用于检测固定在用于安装在机动车辆中的驱动轴上的目标，所述系统包括：
•生成模块，其被配置成生成方波电压测试信号，该方波电压测试信号包括其值高于预定高态检测阈值的高态和其值低于预定高态检测阈值的低态，这些高态和低态编码有使得能够收集与传感器输出信号有关的数据的测试信息，
•放大模块，其与生成模块电连接以接收由所述生成模块生成的测试信号，并且其被配置成放大所述所接收的测试信号的高态，
•其上安装有目标的驱动轴，以及
•检测传感器，其被部署在所述目标对面并且电连接到放大模块，以便接收由所述放大模块放大的测试信号，所述传感器包括被配置成对所述放大后测试信号进行滤波的滤波电路以及集成电路，所述集成电路被配置成测量由目标在传感器前方的通过而产生的磁场变化、生成表示所述变化的输出信号、以及在预定高态检测阈值上方检测由滤波电路滤波的测试信号的高态并在预定低态检测阈值下方检测由滤波电路滤波的测试信号的低态，以便测试传感器。
优选地，滤波电路由预定的滤波系数来表征，并且放大模块被配置成通过等于该预定的滤波系数的倒数的放大系数来放大所生成的测试信号。
在一个优选实施例中，放大模块包括运算放大器以及滤波电路，所述运算放大器在其负输入端上接收所生成的测试信号，所述滤波电路与传感器的集成电路中的滤波电路相同，其输入端连接到运算放大器的输出端并且其输出端连接到运算放大器的正输入端。
优选地，放大模块还包括电流放大子模块，其被部署在运算放大器的输出端与放大模块的滤波电路的输入端之间。
仍优选地，传感器的滤波电路由电阻器和电容器构成。
有利地，该系统还包括管理模块，其被配置成接收和分析与传感器输出信号有关的数据，以便据此来确定操作状态。
本发明还涉及一种其中安装有驱动轴和检测传感器的包括测试系统的机动车辆。
附图说明
在参考附图进行的以下描述中将出现本发明的其他特征和优点，附图是以非限制性示例的名义给出的，并且其中对相似的对象给予相同的标号。
-图1（现有技术）示意性地示出了作为时间的函数的被发送到检测传感器以对其进行测试的所生成的测试信号以及由传感器如此接收的过滤后的测试信号。
-图2示意性地示出了根据本发明的系统的一个实施例。
-图3是图1中的系统的局部视图，其中详细示出了放大模块和滤波电路。
-图4示意性地示出了作为时间的函数的图3的系统中的所生成的测试信号和对应的滤波后测试信号。
-图5示意性地示出了作为时间的函数的图3的系统中的所生成的测试信号、对应的放大后测试信号和对应的滤波后测试信号。
-图6示出了根据本发明的方法的实施例。
具体实施方式
根据本发明的测试系统使得能够测试用于检测固定在用于机动车辆的驱动轴上的目标的传感器，特别是通过允许收集与由所述传感器递送的输出信号有关的数据，如例如由传感器测量的磁场值。
为此，参考图2，系统1包括其上安装有目标12的驱动轴10、部署在所述目标12对面的检测传感器20、生成模块30和放大模块40。
可以用安装在允许模拟机动车辆的驱动轴的运转的测试驱动轴10的目标12对面的测试台上的检测传感器20来实现测试，或者用已经安装在机动车辆中的检测传感器20来实现测试。在后一种情况下，驱动轴10可以是例如曲轴、凸轮轴或传动轴。
为了实现这些测试，必须生成如下文将要描述的测试信号。该测试信号是方波电压信号，包括表示允许传感器20收集与其输出信号有关的数据的测试信息的与测试信号的低态交替的高态。
在图4中所示的非限制性示例中，该方波电压测试信号vg包括17v的高态eh和6v的低态eb。高态eh以脉冲宽度进行编码以便传输二进制信息，例如，当高态eh中生成的测试信号vg的宽度是周期的三分之一时为1，并且当高态eh中生成的测试信号vg的宽度是周期的三分之二时为0。
驱动轴10包括与检测传感器10相关联的目标12。
在图2中所示的示例中，目标12以与驱动轴10联结固定的金属轮的形式呈现。
该目标12在其周边具有多个齿t1、t2、t3（在该非限制性示例中为三个齿），其高度h1、h2、h3，长度l1至l3和间距（齿槽）c1至c3分别可以有显著变化。
这些可变长度和间距以本身已知的方式构成由传感器20测量并由中央计算机解码的编码。下面描述这种传感器20加目标12组合件的操作。
当目标12被驱动轴10驱动旋转（箭头f）时，传感器20感知到磁场的一系列变化，表示齿t1、t2、t3的长度l1至l3在其前方通过并且它们的间距为c1、c2、c3。
由于该操作是已知的，因此此处不再详细描述。
仍参考图2，检测传感器20被部署在目标12对面并且电连接到放大模块40，以便接收由所述放大模块40放大的测试信号（图3和图5中的va），如下文将描述的那样。
在该非限制性示例中，检测传感器20包括使得能够生成目标12附近的磁场的铁磁元件21。目标12的旋转根据齿t1、t2、t3和齿槽c1、c2、c3的通过来调制该磁场。
检测传感器20还包括磁场检测模块22、馈送接头23、输出接头24和接地接头25。该检测模块22包括例如霍尔效应单元，其使得能够检测由目标12产生的磁场变化并递送表示所述变化的输出信号。
磁场检测模块22还包括滤波电路26和集成电路28（参见图3）。
滤波电路26被配置成接收由放大模块40放大的测试信号va并对其进行滤波，以便获得滤波后测试信号vf（参考图4和图5）。通过术语“进行滤波”和“滤波”，意指使高频信号衰减，这种滤波使得能够以本身已知的方式衰减存在于馈送接头23上的高频外部干扰。
为此，滤波电路26包括电阻器r1和电容器c1。电阻器r1一边连接到传感器20的馈送接头23，并且另一边连接到电容器c1。电容器c1一边连接到电阻器r1，并且另一边连接到接地接头25。
以非限制性示例的名义，电阻器r1的值可以是47欧姆，并且电容器c1的值可以是470nf。
滤波电路26由预定滤波系数来表征，该系数对应于例如将从滤波器输入端接收到的信号的最大幅度根据电阻器r1和电容器c1的值而减小预定因数。
集成电路28首先被配置成测量由目标12在传感器20前方通过而产生的磁场变化，并生成表示所测量到的磁场变化的输出信号，经由输出接头24递送该输出信号。
在车辆运转期间，输出信号被递送到车辆的计算机（未示出），该计算机对其进行分析以便例如确定轴10的位置或转速。
在测试阶段，参考图4和图5，集成电路28被配置成在预定高态检测阈值sdh上方检测由滤波电路26滤波的测试信号vf的高态eh，并且在预定低态检测阈值sdb下方检测由滤波电路26滤波的测试信号vf的低态eb。
更确切地说，集成电路28被配置成当测试信号的电压值超过预定高态检测阈值sdh（例如，约为14v）时检测由滤波电路26滤波的测试信号vf的高态eh。因此，当滤波后测试信号vf的电压值高于预定高态检测阈值sdh时，集成电路28检测到高态eh并且能够根据高态的宽度是信号周期的三分之一还是三分之二来确定二进制信息的值（0或1）。
同样，集成电路28被配置成当信号vf的电压值低于预定低态检测阈值sdb（例如，约为9v）时检测由滤波电路26滤波的测试信号vf的低态eb。因此，当滤波后测试信号vf的电压值低于预定低态检测阈值sdb时，集成电路28检测到低态eb，并且能够根据低态eb的宽度是信号周期的三分之一还是三分之二来确定二进制信息的值（0或1），并且从而确保集成电路28对包含在滤波后测试信号vf中的二进制信息的良好解译。
这样的检测使得集成电路28能够确定包含在滤波后测试信号vf中的二进制信息，以便收集与输出信号有关的数据，从而将所述数据提供给管理模块（未示出）。该管理模块被配置成分析这些接收数据以便据此来确定操作状态。
集成电路28被配置成从在由滤波电路26滤波的接收测试信号vf中编码的测试消息中收集与输出信号有关的数据。
生成模块30被配置成生成方波电压测试信号vg，其包括其值高于预定高态检测阈值sdh的高态eh和其值低于预定高态检测阈值sdb的低态eb，这些高态eh和低态eb编码有使得能够收集与传感器20的输出信号有关的数据的测试信息，如前文所述。
放大模块40被部署在生成模块30与传感器20之间。放大模块40与生成模块30电连接以便接收由所述生成模块30生成的测试信号vg，并且放大模块40经由馈送线23与传感器20电连接以便为其提供放大后测试信号va。
为此，放大模块40被配置成通过放大系数或因数来放大从生成模块30接收的所述所生成的测试信号vg的高态eh，所述放大系数或因数足够高以保证：当放大后测试信号va已被传感器20的滤波电路26滤波时，测试信号的高态eh将仍然高于传感器20的预定高态检测阈值sdh，使得集成电路28能够正确地解码滤波后测试信号vf中包含的二进制信息，以便收集与传感器20的输出信号有关的数据。
优选地，如图3所示，放大模块40包括运算放大器410和滤波电路420。
以本身已知的方式向运算放大器410馈送两个馈送电压vcc和vee，例如分别为40v和-40v。
运算放大器410在其正输入端上接收由生成模块30生成的测试信号vg。
放大模块40的滤波电路由被部署在运算放大器410的负输入端与输出端之间的电阻器r2以及被部署在运算放大器410的负输入端与地m之间的电容器c2构成。
放大模块30的滤波电路420的电阻器r2和电容器c2的值与传感器20的滤波电路26的电阻器r1和电容器c1的值相同，以模拟由环路中的运算放大器410放大后的信号的滤波，使得能够确保由生成模块30生成的测试信号的放大系数足以使由传感器20的滤波电路26滤波的测试信号的高态eh高于预定高态检测阈值sdh。
要注意的是，也可以使用与传感器20的滤波电路26的电阻器r1和电容器c1的值不同的放大模块30的滤波电路420的电阻器r2和电容器c2的值，但是产生相同的过滤。为此，两个滤波电路26、420的时间常数必须相同。由于rc滤波电路的时间常数t等于r*c，因此可以选择具有与r1*c1相同的时间常数的一对值（r2,c2），即r2*c2=r1*c1。
为了确保由生成模块30生成的测试信号的放大系数足以使由传感器20的滤波电路26滤波的测试信号的高态eh高于预定高态检测阈值sdh，至少对于高态eh的部分，通过至少等于预定滤波系数的倒数的放大系数来实现所生成的测试信号vg的放大。
在图3中所示的实施例中，放大模块40还包括可选电路430，其由堆叠的npn型晶体管q1和pnp型晶体管q2形成。被部署在运算放大器410与滤波电路420之间的该电路430一边连接到馈送电压vcc，并且另一边连接到参考电压vee，如图3中所示。该电路430使得能够增大运算放大器的输出电流的最大值，以便向传感器20的滤波电路26提供更高的电流，以使得能够实现电容器c1的快速充电和放电，并且因此使得能够实现滤波后测试信号vf在低态eb与高态eh之间的快速转换波前。该晶体管的电压增益等于1，以免修改放大模块40的输出电压值。
根据本发明的方法使得能够根据方波电压测试信号来测试检测传感器，该方波电压测试信号包括被编码在高态eh和低态eb中的测试信息，所述高态eh的值高于传感器20的预定高态检测阈值sdh，并且所述低态eb的值低于传感器20的预定高态检测阈值sdb。
特别地，将参考图4和图5描述该方法。为清楚起见，图4仅示出了所生成的测试信号vg和滤波后测试信号vf，而图5示出了所生成的测试信号vg、放大后测试信号va和滤波后测试信号vf。
首先，生成模块30在步骤e1中（参见图6）生成测试信号vg并将其传送到放大模块40。
然后，放大模块40在步骤e2中放大所生成的测试信号vg，尤其是其高态eh，如图5中所示，然后经由其馈送线23将这样放大的测试信号va传送到传感器20。
传感器20的滤波电路26在步骤e3中接收从放大模块40接收到的放大后测试信号va并对其进行滤波，以便获得具有其电压值高于预定高态检测阈值sdh的高态eh和其电压值低于预定低态检测阈值sdb的低态eb的滤波后测试信号vf，如图4中所示。
然后将滤波后测试信号vf提供给集成电路28，集成电路28在步骤e4中对其进行解码以便获得包含在所述滤波后测试信号vf中的测试信息，以便收集与传感器输出信号有关的数据，并且在步骤e5中，将所述数据提供给管理模块，管理模块分析这些数据以确定传感器20的操作状态。
此外要明确指出的是，本发明不限于上述实施例，并且可以有本领域技术人员可获得的众多变型。