发动机速度测量电路的制作方法

1.本发明涉及对描述旋转部件的速度(例如，燃烧发动机的速度)的电信号的处理。


背景技术：

2.关于燃烧发动机速度的准确且可靠的信息是在控制和监测燃烧发动机的操作方面的重要量度。在实际实现中，发动机速度测量通常取决于速度传感器，该速度传感器被布置成检测燃烧发动机的曲轴和/或飞轮的旋转速度，并且生成包括脉冲串的电子速度信号，该脉冲串的脉冲频率描述了燃烧发动机的曲轴/飞轮的速度，从而用作燃烧发动机的旋转速度的指示。使用这种基本机构的发动机速度测量是本领域公知的，在此不再更详细地讨论。
3.由于发动机速度测量中的误差或不准确而导致的发动机控制或发动机性能的任何异常可能导致燃料消耗增加和/或排放增加，或者可能导致电力供应受损或甚至中断。虽然燃烧发动机的这种受损性能在任何使用情况中都应当尽可能避免，但是这种受损性能在如下使用情况下可能是特别不利的：即，一个或更多个燃烧发动机被应用为在苛刻的工业环境(例如发电厂、船舶、诸如石油钻机等的近海平台等)中的机械能供应，在这些使用情况中，燃烧发动机被连续操作的时间段过长，并且来自燃烧发动机的有效且不中断的电力供应通常是关键特性。
4.在这方面，发动机速度测量的可靠性不仅仅关心所测量的发动机速度的数值精度，而且还涉及可能干扰或完全禁用发动机速度测量的各种误差状况的识别，以在这种状况出现的情况下促进有效且迅速的维护。


技术实现要素：

5.鉴于前述内容，本发明的目的是提供一种测量旋转部件的速度的技术方案，例如以精确的方式测量燃烧发动机的旋转速度，同时能够识别可能涉及速度测量的一个或更多个预定义误差条件。
6.本发明的对象由相应独立权利要求中限定的电路、装置和方法来实现。
7.根据示例性实施方式，提供了一种测量燃烧发动机的旋转速度的电路，该电路包括：状态检测器，该状态检测器联接在操作电压与地电位之间并且联接以从速度传感器接收具有随时间变化的信号电压的电信号，该随时间变化的信号电压以与旋转速度具有预定义关系的频率呈现局部最大值，其中，状态检测器被布置成基于电信号得出：状态指示，该状态指示指示电动信号是否表示高状态或低状态中的一者，以及诊断信号，该诊断信号描述速度测量电路的操作状态；以及控制器，该控制器联接以接收状态指示和诊断信号，并且被布置成：根据所述预定义关系，基于取决于诊断信号的状态指示的时间序列计算旋转速度。
8.根据另一示例性实施方式，提供了一种测量燃烧发动机的旋转速度的方法，该方法包括：从联接以测量旋转速度的速度传感器接收具有随时间变化的信号电压的电信号，
该随时间变化的信号电压以与旋转速度具有预定义关系的频率呈现局部最大值；基于电信号得出状态指示，该状态指示指示电信号是否表示高状态或低状态中的一者；基于电信号得出诊断信号，该诊断信号描述速度测量电路的操作状态；以及根据所述预定义关系，基于取决于诊断信号的状态指示的时间序列来得出旋转速度。
9.在本专利申请中呈现的本发明的示例性实施方式不被解释为对所附权利要求的适用性造成限制。动词“包括”及其派生词在本专利申请中用作开放限制，该开放限制不排除也未记载的特征的存在。除非另有明确说明，否则以下描述的特征是可相互自由组合的。
10.在所附权利要求中阐述了本发明的一些特征。然而，当结合附图阅读时，将从以下对一些示例性实施方式的描述中最佳地理解本发明的关于其构造与操作方法及其附加目的和优点的各个方面。
附图说明
11.在附图的图中，通过示例而非限制的方式例示了本发明的实施方式，其中：
12.图1示意性地例示了根据示例的速度测量电路；
13.图2示意性地例示了根据示例的速度测量电路的实现；
14.图3示意性地例示了根据示例的速度测量电路内的电压之间的关系；
15.图4示意性地例示了根据示例的速度测量电路；
16.图5示意性地例示了根据示例的诊断电压子范围与它们用于表示的、速度测量电路的操作状态之间的关系；
17.图6示意性地例示了根据示例的速度测量电路的实现；
18.图7a示意性地例示了根据示例的诊断电压生成器的一些部件；
19.图7b示意性地例示了根据示例的诊断电压生成器的一些部件；
20.图8a示意性地例示了根据示例的速度测量电路内的电压之间的关系；
21.图8b示意性地例示了根据示例的速度测量电路内的电压之间的关系；以及
22.图9例示了根据示例的方法。
具体实施方式
23.图1示意性地例示了根据示例(在概念上)被划分为模拟子系统100a和数字子系统100b的速度测量电路100。速度测量电路100包括通过信号线111联接到状态检测器120的速度传感器110。速度传感器110被布置成经由信号线111将模拟电信号提供到状态检测器120，状态检测器120被布置成确定当前在状态检测器120处接收到的电信号表示高状态或低状态中的一者，并且将相应的状态指示121发布到控制器130，以在控制器130中启用基于状态指示121的时间序列的旋转速度计算。例如，速度传感器110可以包括霍尔传感器。速度传感器110和状态检测器120可以联接到操作电压vs和地电位v
gnd
。速度传感器110被布置成得出描述旋转部件的旋转速度(例如，燃烧发动机的曲轴或飞轮的旋转速度)的电信号。在这方面，在下文中，本公开简单地是指燃烧发动机的旋转速度。然而，燃烧发动机的部件的旋转速度用作非限制性示例，并且本公开中描述的速度测量电路还适用于在不同于燃烧发动机的结构中测量旋转速度。
24.经由信号线111传送的电信号作为模拟信号，该模拟信号具有随时间变化的电压，
并且以与燃烧发动机的旋转速度具有预定义关系的频率呈现局部最大值。该关系也是控制器130已知的，并且取决于速度测量电路100所测量的燃烧发动机速度的旋转部件中包括的测量点的数量。作为非限制性示例，在单个测量点的情况下，每旋转一周(revolution)存在一个局部最大值，并且所述局部最大值的频率直接对应于旋转速度，而在n个均匀分布的测量点的情况下，每旋转一周存在n个局部最大值，并且所述局部最大值的频率对应于旋转速度的n倍。
25.经由信号线111接收的电信号的电压可以被称为信号电压v
111
。状态检测器120可以被布置成将信号电压v
111
与高参考电压v
ref,high
和低参考电压v
ref,low
进行比较，并且在根据高参考电压v
ref,high
和低参考电压v
ref,low
考虑信号电压v
111
的情况下向控制器130发出状态指示121，其中，高参考电压v
ref,high
大于(或等于)低参考电压v
ref,low
，并且状态指示121指示高状态或低状态中的一者。
26.作为示例，响应于信号电压v
111
超过高参考电压v
ref,high
，状态指示121可以包括高状态指示；并且响应于信号电压v
111
小于低参考电压v
ref,low
，状态指示121可以包括低状态指示。在信号电压v
111
处于高参考电压v
ref,high
与低参考电压v
ref,low
之间的情况下，状态检测器120的输出是未决策的，并且它可以例如发出包括专用的“未决策状态”指示的状态指示121，而不是发出高状态指示或低状态指示中的一者或避免发出状态指示121。
27.操作电压vs可以由合适的dc电压源提供，而第一电阻器r1的特性以及高参考电压v
ref,high
和低参考电压v
ref,low
可以根据所应用的速度传感器110和/或所应用的操作电压vs的特性来选择。
28.控制器130可以被布置成根据信号电压v
111
中的局部最大值的频率与旋转速度之间的预定义关系的知识，基于从状态检测器120获得的状态指示121的时间序列来计算燃烧发动机的旋转速度，并且提供指示所得出的旋转速度的速度指示131。作为这方面的示例，控制器130可以被布置成直接基于从状态检测器120获得的状态指示121的相应时序(timings)来得出旋转速度，而在另一个示例中，控制器可以被布置成基于从状态检测器120获得的状态指示121来构造数字速度信号，并且基于该数字速度信号来得出旋转速度。在这方面，控制器130从状态检测器120接收状态指示121的时间序列，状态指示121的时间序列能够用于根据信号电压v
111
中的局部最大值的频率与旋转速度之间的关系的知识来得出脉冲串形式的数字速度信号，该脉冲串的脉冲频率遵循信号电压中的局部最大值的频率，并且v
111
是根据信号电压v
111
中的局部最大值的频率与旋转速度之间的预定义关系的知识来描述旋转速度的。
29.作为示例，直接根据状态指示的时间序列计算旋转速度可以包括：根据信号电压v
111
中的局部最大值的频率与旋转速度之间的预定义关系，基于状态指示121的时间序列中的从低状态到高状态(上升沿)的变化和/或从高状态到低状态(下降沿)的变化的相应频率来计算旋转速度。在另一示例中，旋转速度的计算可以包括：基于控制器130中的状态指示121的时间序列来得出数字速度信号，并且根据信号电压v
111
中的局部最大值的频率与旋转速度之间的预定义关系，基于数字速度信号来计算旋转速度。其中，在接收低状态指示之后接收到第一高状态指示表示数字速度信号的上升沿，而从上升沿开始并继续直到接收到下一个低状态指示的时间段可以表示数字速度信号的二进制高状态，而在接收高状态指示之后接收到第一低状态指示表示数字速度信号的下降沿，而从下降沿开始并继续直到接收到
下一个高状态指示的时间段可以表示数字速度信号的二进制低状态。因此，所得的数字速度信号通常由二进制高状态和二进制低状态(例如，二进制1和二进制0)的交替周期组成，即脉冲串，其中脉冲频率基本上匹配信号电压v
111
中的局部最大值的频率。
30.图2示意性地例示了根据示例的速度测量电路100的实现，其中状态检测器120包括联接在信号线111与地电位v
gnd
之间的第一电阻器r1，并且其中，信号线111联接到第一比较器122的第一输入端子和第二比较器124的第二输入端子。第一比较器122的第二输入端子联接到高参考电压v
ref,high
，而第二比较器124的第一输入端子联接到低参考电压v
ref,low
。第一比较器122可以被布置成在信号电压v
111
未能超过高参考电压v
ref,high
时提供第一预定义电压(例如，零电压)，并且响应于信号电压v
111
超过高参考电压v
ref,high
而提供第二预定义电压(例如，非零电压)用作高状态指示。第二比较器124可以被布置成在信号电压v
111
超过低参考电压v
ref,low
时提供第一预定义电压，并且响应于信号电压v
111
小于低参考电压v
ref,low
而提供第二预定义电压用作低状态指示。因此，从第一比较器122和第二比较器124的相应输出提供的相应电压被用作状态指示121。
31.图3示意性地例示了根据示例的在状态检测器120处接收到的信号电压v
111
与在控制器130中得出的脉冲串之间的关系。在此方面，图示(a)描绘了作为时间的函数的信号电压v
111
，而图示(b)描绘了能够基于从图示(a)的信号电压v
111
得出的状态指示121的时间序列而得出的脉冲串。因此，第一比较器122和第二比较器124至少在概念上用于经由提供状态指示121的时间序列来提供边沿检测功能，状态指示121的时间序列继而使得能够直接基于可基于状态指示121的时间序列而得出的上升沿和/或下降沿的相应频率或经由所得出的脉冲串形式的数字速度信号来直接计算旋转速度，如前述参考控制器130所述。
32.在速度测量电路100中，例如，在速度传感器110与状态检测器120之间或在状态检测器120内的电连接故障(例如，由于导线断开)通常导致状态指示器120指示低状态或未决策状态，在前一种情况下，控制器130无法将这种错误状况与低状态区分开，而在后一种情况下，控制器130可能能够推断出由于状态控制器120不指示高状态或低状态的时间段过长而发生了失灵。然而，即使能够检测到这种失灵的发生，控制器130也不具有关于在状态检测器120中和/或与状态检测器120的电连接中发生失灵的可能类型的任何指示。
33.图4示意性地例示了根据示例(在概念上)被划分为模拟子系统200a和数字子系统200b的改进的速度测量电路200。速度测量电路200包括速度传感器110、状态检测器220和控制器230。速度传感器110被布置成经由信号线111将模拟电信号提供到状态检测器220，状态检测器220被布置成确定当前在状态检测器220处接收到的电信号表示高状态还是低状态，并且将相应的状态指示121发布到控制器230，以在控制器230中启用基于状态指示121的时间序列的旋转速度计算。此外，状态检测器220可以被布置成基于电信号来得出诊断信号223，诊断信号223描述速度测量电路200(例如，模拟子系统200a的)的操作状态的至少一个方面，以用于提供给控制器230。速度传感器110和状态检测器220可以联接到操作电压vs和地电位v
gnd
。
34.经由信号线111传送的电信号的特性类似于前述在速度测量电路100的上下文中描述的那些电信号的特性，例如，电信号包括描述旋转部件的旋转速度(例如，燃烧发动机的旋转部件(例如，燃烧发动机的曲轴或飞轮)的旋转速度)的模拟信号，并且具有随时间变化的信号电压v
111
，该随时间变化的信号电压v
111
以与燃烧发动机的旋转速度具有预定义关
系的频率呈现局部最大值。该关系也是控制器230已知的，并且它取决于速度测量电路200所测量的燃烧发动机速度的旋转部件中包括的测量点的数量，如在前述速度测量电路100的上下文中所描述的。状态检测器220可以被布置成将信号电压v
111
与高参考电压v
ref,high
进行比较，并将信号电压v
111
与低参考电压v
ref,low
进行比较，并且在根据高参考电压v
ref,high
和低参考电压v
ref,low
考虑信号电压v
111
的情况下向控制器230发布状态指示121，其中该状态指示指示高状态或低状态中的一者。
35.正如在状态检测器120的情况一样，响应于信号电压v
111
超过高参考电压v
ref,high
，从状态检测器220获得的状态指示121也可以包括高状态指示；并且响应于信号电压v
111
小于低参考电压v
ref,low
，状态指示121也可以包括低状态指示；而在信号电压v
111
处于高参考电压v
ref,high
与低参考电压v
ref,low
之间的情况下，状态检测器220的输出是未决策的，并且它可以例如在前述状态检测器120的上下文中所描述的那样被处理。
36.诊断信号223可以传送描述速度测量电路200的当前操作状态的诊断值，该诊断值指示速度测量电路200的正常操作状态或速度测量电路200的异常操作状态中的一者。状态检测器200可以根据信号电压v
111
将诊断值设定或调整为相应的预定值或相应的预定值范围内的值。作为这方面的示例，诊断值可以包括诊断电压vd，诊断电压vd是根据信号电压v
111
被设定或调整为预定义电压或预定义电压范围内的电压。因此，控制器230能够基于从状态检测器220接收到的作为诊断信号223的随时间变化的诊断值(例如，随时间变化的诊断电压vd)来观察速度测量电路200的操作状态，并且控制器230可以根据诊断信号223计算旋转速度。
37.在这方面的非限制性示例在图5中例示出，其中，诊断值被提供为诊断电压vd，并且其中，通过高电压阈值v
thr,high
、低电压阈值v
thr,low
、第一中间电压阈值v
thr,1
和第二中间电压阈值v
thr,2
将电压范围划分成五个诊断电压子范围。在该示例中，处于高电压阈值v
thr,high
以上的高诊断电压子范围中或低电压阈值v
thr,low
以下的低诊断电压子范围中的诊断电压vd指示速度测量电路200的正常操作状态，而处于高电压阈值v
thr,high
与第一中间电压阈值v
thr,1
之间的第一中间诊断电压子范围中的诊断电压vd指示速度测量电路200的第一预定义异常操作状态，处于第一中间电压阈值v
thr,1
与第二中间电压阈值v
thr,2
之间的第二中间诊断电压子范围中的诊断电压vd指示速度测量电路200的第二预定义异常操作状态，并且处于第二中间电压阈值v
thr,2
与低电压阈值v
thr,low
之间的第三中间诊断电压子范围中的诊断电压vd指示速度测量电路200的第三预定义异常操作状态。
38.虽然图5的示例应用了两个中间电压阈值v
thr,1
、v
thr,2
，并且因此应用了三个中间诊断电压子范围，每个中间诊断电压子范围表示速度测量电路200的三个(不同的)预定义异常操作状态中的相应一者，通常，高电压阈值v
thr,high
与低电压阈值v
thr,low
之间的电压范围可以通过一个或更多个中间电压阈值v
thr,k
被划分成相应的两个或更多个中间诊断电压子范围，每个中间诊断电压子范围表示速度测量电路200的两个或更多个预定义异常操作状态中的相应一者。此外，在经由参考图5描述的示例的变型中，可以仅存在与速度测量电路200的预定义异常操作状态相关联的单个中间诊断电压子范围。在这种情况下，可以经由两个中间电压阈值v
thr,1
、v
thr,2
(v
thr,1
＞v
thr,2
)来定义中间电压子范围，这两个中间电压阈值v
thr,1
、v
thr,2
定义了从v
thr,low
到v
thr,high
范围内的有限子范围。因此，利用电压阈值v
thr,high
、v
thr,low
、v
thr,k
的知识，控制器230能够基于作为诊断信号223从状态检测器220接收的诊断电
压vd来检测速度测量电路200的操作状态。
39.根据示例，用于指示速度测量电路200的给定(正常或异常)操作状态的诊断电压vd可以被设定或调整成表示给定操作状态的诊断电压子范围内的任何电压，而在另一示例中，诊断电压vd可以被设定或调整成表示给定操作状态的诊断电压子范围内的预定义电压。
40.在状态检测器220中，落入高参考电压v
ref,high
之上的高信号电压子范围内或低参考电压v
ref,low
之下的低信号电压子范围内的信号电压v
111
被用作速度测量电路200的正常操作状态的指示，并且因此，状态检测器220可以被布置成将这样的信号电压v
111
分别转换为处于高低诊断电压子范围或低诊断电压子范围内的诊断电压vd，以向控制器230指示正常操作状态。另一方面，代替指示高状态或低状态中的一者(并且因此是代替指示速度测量电路200的正常操作状态)，信号电压v
111
可以落入被用作速度测量电路200的预定义异常操作状态的指示的信号电压子范围中。在这方面，可以存在一个或更多个预定义信号电压子范围，每个预定义信号电压子范围与速度测量电路200的相应异常操作状态相关联，并且因此，每个预定义信号电压子范围与表示速度测量电路200的相应异常操作状态的相应诊断电压子范围相关联。因此，状态检测器220可以被布置成将落入与相应异常操作状态相关联的预定义信号电压子范围内的信号电压v
111
转换成处于表示相应异常操作状态的诊断电压子范围内的诊断电压vd。
41.虽然在前面参考图5的图示描述的示例应用了诊断电压vd作为诊断值的示例，但是该示例加以必要的变更即容易地概括成不同类型的诊断值。
42.图6示意性地例示了根据示例的速度测量电路200的实现。其中，状态检测器220包括第一电阻器r1、第二电阻器r2和二极管d1，其中信号线111经由第一电阻器r1联接到地电位v
gnd
(如在状态检测器120中一样)，并且其中，操作电压vs经由第二电阻器r2并且可选地通过二极管d1联接到信号线111。信号线111以及高参考电压v
ref,high
与低参考电压v
ref,low
到第一比较器122和第二比较器124的联接与前述针对状态检测器120所描述的相同。此外，状态检测器220与第一比较器122和第二比较器124的相应操作有关的操作与前述针对状态检测器120的操作相同，从第一比较器122和第二比较器124的相应输出提供的相应电压由此用作状态指示121。
43.状态检测器220还包括诊断电压生成器226，该诊断电压生成器226被布置成基于信号电压v
111
生成诊断电压vd，并将诊断电压vd提供为从状态检测器220输出的诊断信号223。沿着前文所述的线，诊断电压生成器226可以被布置成将落入与相应异常操作状态相关联的预定义信号电压子范围内的信号电压v
111
转换成表示相应异常操作状态的诊断电压子范围内的诊断电压vd。此类信号电压子范围的非限制性示例包括以下：
44.1.接地电位v
gnd
与速度传感器110之间的故障电连接可以导致信号电压v
111
处于或接近第一误差电压v
err,1
；
45.2.状态检测器220与速度传感器110之间的信号线111中的故障电连接导致信号电压v
111
处于或接近第二误差电压v
err,2
；
46.3.在操作电压vs与速度传感器110之间的故障电连接导致信号电压v
111
处于或接近第三误差电压v
err,3
。
47.如果信号电压v
111
处于距相应的误差电压v
err,k
的预定义裕度m
err
内，即，v
err,k-m
err
《v
err,k
《v
err,k
+m
err
，则信号电压v
111
可以被认为接近误差电压v
err,k
中的相应一者。
48.假设在图5的示例中针对诊断电压vd定义的示例性误差电压v
err,1
、v
err,2
、v
err,3
和对应的诊断电压子范围(或在对应的诊断电压子范围内的相应的预定义电压)的情况下，诊断电压生成器226可以被布置成将处于距第一误差电压v
err,1
的裕度
±merr
内的信号电压v
111
转换为处于第一中间诊断电压子范围内的诊断电压vd，将处于距第二误差电压v
err,2
的裕度
±merr
内的信号电压v
111
转换为处于第二中间诊断电压子范围内的诊断电压vd，并且将处于距第三误差电压v
err,3
的裕度
±merr
内的信号电压v
111
转换为处于第三中间诊断电压子范围内的诊断电压vd。此外，诊断电压生成器226还可以被布置成将超过高参考电压v
ref,high
的信号电压v
111
转换成处于高诊断电压子范围内的诊断电压vd，并且将低于低参考电压v
ref,low
的信号电压v
111
转换成处于低诊断电压子范围内的诊断电压vd。
49.在非限制性示例中，速度传感器110可以包括霍尔速度传感器，操作电压vd可以是24.3v(其中地电位v
gnd
表示0v)，并且第一电阻器r1和第二电阻器r2中的每一者可以具有5kω电阻。因此，第一误差电压v
err,1
可以为约19.1v，第二误差电压v
err,2
可以为约12.0v，第三误差电压v
err,3
可以为约5.1v，并且裕度m
err
可以为约0.1v，而高参考电压v
ref,high
可以被设定为21v且低参考电压v
ref,low
可以被设定为3v。
50.在示例中，诊断电压生成器226可以被布置成应用从信号电压v
111
到诊断电压vd的线性转换。这种线性转换可能涉及通过预定义的缩放因子对信号电压v
111
进行缩放，以得出对应的诊断电压vd。在示例中，缩放因子小于1(unity)，因此诊断电压生成器226用于衰减信号电压v
111
以便得出诊断电压vd，而在另一示例中，缩放因子大于1，因此诊断电压生成器226用于放大信号电压v
111
以便得出诊断电压vd。可以提供为了得出诊断电压vd而对信号电压v
111
进行的这种缩放，以将信号电压v
111
转换到适合于控制器130的电压范围。在另一示例中，缩放因子(基本上)是1，诊断电压生成器226因此用于将信号电压v
111
作为诊断电压vd。
51.图7a示意性地例示了根据示例的诊断电压生成器226的一些部件，其包括放大器227，信号线111联接到放大器227的第一输入端子，并且放大器227的输出联接到放大器227的第二输入端子。放大器227可以包括差分放大器，该差分放大器被布置成提供输出电压v
227
，该输出电压v
227
按照在放大器227的第一输入端子与第二输入端子处接收到的相应电压之间的差乘以预定义的缩放因子gd而得出，例如，v
227
＝gd(v
111-v
227
)，其用作具有设定gd＝1的缓存。图7b示意性地例示了根据另一个示例的诊断电压生成器226的一些部件，其包括放大器227，信号线111联接到放大器227的第一输入端子，并且诊断参考电压v
ref,d
联接到放大器227的第二输入端子。沿着上述示例的线，放大器227可以包括差分放大器，该差分放大器被布置成提供输出电压v
227
，该输出电压v
227
按照在放大器227的第一输入端子与第二输入端子处接收到的相应电压之间的差乘以预定义的缩放因子gd而得出，例如，v
227
＝gd(v
111-v
ref,d
)。在一个示例中，缩放因子gd大于1，并且其可以被称为增益因子，而在另一个示例中，缩放因子gd小于1，并且其可以被称为衰减因子。
52.诊断电压生成器226可以将输出电压v
227
提供为诊断电压vd，或者可选地(如在图7a和图7b的相应图示中示出的)，诊断电压生成器226可以被布置成将低通滤波器228应用于输出电压v
227
并且提供经低通滤波的输出电压作为诊断电压vd。
53.根据第一电阻器r1和第二电阻器r2的相应特性、高参考电压v
ref,high
、低参考电压v
ref,low
、所应用的速度传感器110和/或所应用的操作电压vs，选择图7a和图7b的示例中的参
数，即，缩放因子gd和诊断参考电压v
ref,d
(如果适用的话)，从而提供从信号电压v
111
到诊断电压vd的期望转换，以确保对控制器230中的诊断信号223的合适处理。
54.返回参考速度测量电路200，控制器230可以被布置成基于从状态检测器220获得的取决于诊断信号223的状态指示121来计算旋转速度并且还可能构造数字速度信号。在这方面，控制器230可以被布置成基于诊断信号223确定速度测量电路200的操作状态是正常的还是异常的：在诊断信号223指示正常操作状态的情况下，控制器230可以前进到计算旋转速度，并且提供速度指示131以指示所计算的旋转速度，如在前述在控制器130的上下文中所描述的；而在诊断信号指示异常操作状态的情况下，控制器230可以发出操作状态指示233，操作状态指示233与基于诊断信号223所确定的速度测量电路200的异常操作状态有关。在异常操作状态的情况下，可选地，控制器230可以由于速度测量电路200中出现的可能失灵而避免计算旋转速度和/或提供速度指示131。此外，在正常操作状态的情况下，可选地，控制器230可以将操作状态指示233发布成与速度测量电路200的正常操作状态有关的状态指示。
55.沿着前述所述的线，诊断信号223可以被布置成指示速度测量电路200的一个或更多个预定义异常操作状态中的一者，使得由诊断信号223传送的诊断值(例如，诊断电压vd)确定异常操作状态。异常操作状态可以涉及两种类型：在第一类型的异常操作状态中，从状态检测器220获得的状态指示121(和/或从状态检测器220得出的数字速度信号)指示存在一个或更多个脉冲或脉冲串，但是由诊断信号223传送的诊断值揭示了状态检测器220的操作中的故障(例如，状态检测器220中的故障电连接，或者到状态检测器220的故障电连接)，而在第二类型的异常操作状态中，从状态检测器220获得的状态指示121(和/或从状态检测器220得出的数字速度信号)未指示存在脉冲串(其已经用作状态检测器220中的失灵的指示)，而由诊断信号223传送的诊断值进一步确认状态检测器220中的故障(例如，到状态检测器220的故障电连接，或者状态检测器220中的故障电连接)。
56.如在前文中所描述的，诊断信号223可以向控制器230提供诊断值的时间序列(例如，基于随时间变化的诊断电压vd得出的诊断值)，该诊断值的时间序列描述了作为时间的函数的、速度测量电路200的操作状态，并且因此，控制器230可以基于在诊断信号223中接收到的一个或更多个诊断值(例如，基于在给定时刻或在给定时间段期间的诊断电压vd)来得出操作状态指示233。控制器230可以被布置成基于具有至少预定义持续时间的、诊断信号223的时间段(例如，基于在该时间段期间的诊断电压vd或诊断电压vd中的变化)来得出操作状态指示223。这可以有助于避免以下无意考虑的时间段：信号电压v
111
从低参考电压v
ref,low
增加到高参考电压v
ref,high
的时间段或者信号电压v
111
从高参考电压v
ref,high
降低到低参考电压v
ref,low
的时间段，这些时间段在速度测量电路200的正常操作状态期间周期性地作为异常操作状态的指示而发生。
57.取决于在控制器230处接收的诊断信号223的特性，操作状态指示233可以包括速度测量电路200的正常操作状态的指示或速度测量电路200的异常操作状态的指示中的一者。此外，在操作状态指示233报告异常操作状态的情况下，操作状态指示233还可以包括与基于诊断信号223在控制器230处可得出的、速度测量电路200的异常操作状态的特性有关的指示，例如，基于对应于速度测量电路200的异常操作状态的值范围(例如，诊断电压子范围)与诊断值(例如，诊断电压vd)之间的已知预定义映射。
58.由控制器230发出的操作状态指示233可以例如被提供给系统控制器，以使得能够连续监测燃烧发动机的操作(速度测量电路200测量的该燃烧发动机的旋转速度)。系统控制器继而可以通过在这方面经由用户界面(ul)示出警报或警告，和/或可以通过在这方面将指示存储在存储器中来响应经由操作状态指示233指示的速度测量电路200的异常操作状态。经由ul示出的警报/警告和/或存储在存储器中的指示可以指示速度测量电路200存在异常操作状态，并且其还可以包括与速度测量电路200的异常操作状态的特性有关的指示。
59.图8a示意性地例示了根据示例的在状态检测器220处接收的信号电压v
111
、在控制器230中得出的脉冲串、放大器227的输出电压v
227
以及(可选的)在低通滤波器228的输出处的诊断电压vd之间的关系。在此处，图示(a)和图示(b)与已经参考图3描述的图示相同。图示(c)描绘了作为时间的函数的、放大器227的输出电压v
227
，而图示(d)描绘了作为时间的函数的诊断电压vd，其中通过对输出电压v
227
进行低通滤波来获得诊断电压vd。因此，输出电压v
227
(和诊断电压vd)遵循信号电压v
111
的包络，而幅值可能由于可以发生在诊断电压生成器226中的缩放而不同。
60.图8b示意性地例示了根据另一示例的在状态检测器220处接收的信号电压v
111
(图示(a))、在控制器230中得出的脉冲串(图示(b))、放大器227的输出电压v
227
(图示(c))以及(可选的)在低通滤波器228的输出处的诊断电压vd(图示(d))之间的关系。其中，前两个脉冲与图8a的那些对应图示类似，而在第二脉冲之后(在时刻t1)，在速度测量电路200中发生故障，导致信号电压v
111
被设定为电压v
err,2
的情况，并且因此导致输出电压v
227
基本上紧密遵循信号电压v
111
的变化(可能处于不同的幅值)，并且诊断电压vd遵循信号电压v
111
的变化(可能处于不同的幅值)，其中延迟是由低通滤波器228的操作引起的。参照前述的示例，这可以用作在t1时刻在状态检测器220与速度传感器110之间的信号线111中发生故障电连接的指示。此外，在t2时刻，在信号电压v
111
中存在瞬时增加，其可以例如由暂时性恢复状态检测器220与速度传感器110之间的信号线111中的电连接的结构振动等引起。这可能导致在控制器230中得出的脉冲串中有短脉冲，并且导致输出电压v
227
基本上紧密遵循信号电压v
111
的变化(可能处于不同的幅值)。另一方面，由于由低通滤波器228的操作引起的延迟，诊断电压vd仅呈现遵循信号电压v
111
的变化(可能处于不同的幅值)的小变化，但是未能达到对应于信号电压v
111
的高状态的电压水平。因此，控制器230能够根据输出电压v
227
(如果将其提供为诊断电压vd)和/或根据诊断电压vd观察以下方面：
[0061]-将输出电压v
227
(和/或诊断电压vd)的“基线”设定为表示速度测量电路200的第二预定义异常操作状态的水平；
[0062]-在t2时刻的短期电压增加不表示脉冲串的脉冲，而是指示导致速度测量电路200的第二预定义异常操作状态的条件的随机短期恢复。
[0063]
控制器230可以被提供为电子电路，该电子电路通过以下方式来执行前述针对控制器230所描述的功能，即，通过设有使处理器执行在前述针对控制器230所描述的功能的程序指令的处理器，或者通过二者的组合。在本文中，对处理器的(一个或更多个)参考不应被理解为仅包含可编程处理器，还涵盖诸如现场可编程门阵列(fpga)、专用电路(asic)等的专用电路。
[0064]
在前述内容中，参考状态检测器220和/或控制器230描述与速度测量电路200的操
作相关的各个方面。操作的这些方面可以被替代地提供和/或描述为相应方法的步骤。在这方面，作为非限制性示例，图9描绘了例示方法300的步骤的流程图，该方法300可以由一个或更多个电路或装置实现，以便提供前述参考状态检测器220和/或控制器230描述的功能。在不脱离本公开的范围的情况下，方法300可以以多种方式变化，例如，与前文和/或下文描述的示例一致。方法300用于测量燃烧发动机的旋转速度，并且开始于：从联接以测量燃烧发动机的旋转速度的速度传感器110接收具有随时间变化的信号电压v
111
的电信号，所述随时间变化的信号电压v
111
以与旋转速度具有预定义关系的频率呈现局部最大值，如框302所示。方法300还包括：基于电信号得出状态指示121，状态指示121指示电信号是否表示高状态或低状态中的一者，如框304所示；并且基于电信号得出诊断信号223，诊断信号223描述速度测量电路220的操作状态，如框306所示。方法300还包括：根据所述预定义关系，基于取决于诊断信号223的状态指示121的时间序列得出旋转速度，如框308所示。
[0065]
由于速度测量电路200和方法300用于与诊断信号223分开地提供状态指示121，因此其能够快速且准确地检测经由信号线111从速度传感器110接收的电信号的高/低状态，以使得能够在没有延迟的情况下计算控制器230中的旋转速度，而同时提供诊断，该诊断使得速度测量电路200能够在其操作过程中确定预定义故障状况，从而便于及时检测不正确的速度测量和潜在的故障状况。