专利名称：参考脉冲的辨别方法
技术领域：
本发明涉及一种由三个信号SIN、 COS和REF形成参考脉沖的 方法，SIN、 COS和REF信号为临时伪正弦信号并具有相同的标定 周期，SIN和COS信号正交，REF信号相对于SIN信号相位偏移c)) 角度，以及REF信号具有特定周期。本发明还涉及一种用于确定相 对于固定结构的旋转件的参考状态的装置，其包括能够实施所述方 法的处理装置。
背景技术：
才艮据使用的实例，特别在诸如专利文献FR-2 856 147中4皮露的 装置能够确定旋转件相对于固定结构的绝对角度位置，或者在诸如 专利文献FR-2 845 212和FR-2 845 213中4皮露的装置能够控制电子 转换发动机。
实际上，参考脉冲的形成能够通过检索到旋转件的参考角度位 置^r测所述参考的位置。
现有的专利文献FR-2 769 088和EP-0 871 014 7>开了才艮据上述 定义的由SIN、 COS和REF信号形成参考脉冲的方法。
在实际应用中，如果信号的振幅变化时，例如在偏离才喿作温差 或用于提供所述信号的敏感元件的位置分散的影响下，这些方法的 限制就显现出来。
发明内容
本发明主要的目的是克服这种限制，面对可能的信号振幅变化 改善形成参考脉沖方法的可靠性，以及改善已有的确定装置。
根据本发明实施例的一个方面，提供了 一种由SIN、 COS和REF 三个信号形成参考脉冲Ir的方法，这三个信号为临时伪正弦信号且 具有相同的标定周期P。， SIN信号和COS信号正交，REF信号相对 于SIN信号相位偏移小角度，以及REF信号具有特定周期Ps,所述 方法包纟舌以下步艰A:
将REF信号与阈值进行比较，以形成凄t字信号Sl，所述数字 信号Sl包括宽度为REF信号一半周期的函凄t宽度的窗口 F;
将SIN和COS信号进行比较，以形成^:字信号S2,在每个周 期，所述数字信号S2包括脉沖I，脉沖I的宽度被控制为小于与相 位偏移小相应的值的值，所述脉沖被定位使得包括在与特定周期相应 的窗口 Fs中且在其〗也的窗口之外；
结合以上步4t形成的lt字信号Sl、 S2，以辨别与特定周期Ps 相应的参考"永沖Ir。
才艮据本发明实施例的另 一方面，4是供了 一种确定相对于固定结 构的旋转件的参考状态的装置，所述装置包括
编码器，故配置成固定连4妻至所述旋转件，i殳置所述编码器以 提供SIN、 COS和REF三个信号，所述三个信号为临时伪正弦曲线 且具有相同的标定周期P。， SIN信号和COS信号正交，REF信号相 对于SIN信号相位偏移())角度，且REF信号具有相应于参考状态的 至少一个特定周期；
固定的传感器，在离所述编码器的读取距离处，设置所述传感 器以4是供SIN、 COS和REF信号；处理装置，用于处理能够根据以上所述的方法形成参考脉沖的
SIN、 COS和REF信号，以通过4企测相应的参考脉沖来确定参考状 太
具体实施例方式
将参考附图
进行以下描述，使本发明的进一步的目的和优势变 得明显，在附图中，示出了用于实现根据本发明的一个实施例的方 法的信号。
本发明涉及一种用于确定相对于固定结构的旋转件的参考状态 的装置。在应用的一个实例中，参考状态为旋转件相对于固定结构 的绝对角度位置，例如，汽车的转向柱相对于所述汽车的底盘。
另外，本发明不限于所述的特定应用，还可用于需要确定旋转 件的参考角度位置的任何其他应用，尤其是用于控制电子转换发动机。
所述确定装置包括被设置成与旋转件固定连接的编码器。根据 本发明的上述实施例，编码器由；兹性环形物形成，》兹性环形物包括「 同心的主多极轨道和参考多极轨道，所述轨道包括具有恒定级性宽
度的北才及,口南才及的序歹11 ( succession )。
另夕卜，参考專九道包括不同于其他的^兹性^夭迁(transition magn6tique )，例如以形成通过不同于其^f也的宽度的一对》兹一及形成的 》兹特性。在文献FR-2 769 088和EP-0 871 014中描述有实现-渚如此 类的编码器。4艮据实施例，参考專九道可以包4舌多个沿着所述4九道分 西己的石兹寸生奇,存、(singularity )。
这样的编码器能够通过SIN和COS信号的主要轨道以及利用 REF信号的参考專九道纟是供三个信号(下面称为SIN、 COS和REF
信号)。
如图所示，SIN、 COS和REF信号为临时伪正弦信号且具有相 同的标定周期PQ。伪正弦即^f言号^皮理解为该J言号可以近似、为正弦曲线。
另夕卜，SIN和COS信号正交，REF信号相对于SIN信号相4立 偏移())角度。而且，由于磁性奇点的存在，使REF信号具有特定周
期Ps。详细地，在所描述的实施例中，i兹性导致存在值小于P()的周
期Pj并且值大于PQ的周期Ps。
为了确定参考状态，设置特定周期Ps以与所述参考状态相应。 为此，在用于确定旋转件的绝对角度位置的装置中，此特定周期可 以利用参考角度位置来检索。在此应用中，利用SIN和/或COS信 号发现增量形式的旋转件的角度位置，以及参考脉沖的检测允许根 据绝对位置补偿该位置。
确定装置还包括在离所述编码器的读耳又距离处的固定的传感 器，设置所述传感器以提供所述SIN、 COS和REF信号。
为此，在本发明的实施例中，传感器包括用于"i殳置主轨道气隙 (entrefer)距离的至少两个敏感元件以提供SIN和COS信号。在 一个实施例的例子中，4o文献FR-2 792 403描述的，该4专感器包4舌 多个整齐排列的敏感元件。并且，传感器还包括用于设置参考轨道 气隙距离以^是供REF信号的至少一个每丈感元件。
确定装置还包括一种装置，用于处理才艮据以上描述的方法形成 参考脉冲Ir的SIN、 COS和REF信号，以通过4企测参考"永冲来确定 相应的参考状态。
使用SIN、 COS和REF三个信号形成参考脉冲Ir的方法包括将 REF信号与阈值进行比较以形成数字信号Sl的步骤，该数字信号 Sl包括窗口 F，该窗口 F的宽度为REF信号一半周期的函lt宽度。
在所示的实施例中，将REF信号与所述信号的平均值进4亍比 较，所述信号的平均值等于0。
本发明的形成方法还包括比较SIN信号和COS信号以形成数 字信号S2的步骤，对于每一个周期，数字信号S2包括脉沖I，该 脉沖的宽度被控制为小于与相位偏移(|)相应的值的值e。脉沖H皮定
位于包括在与特定周期Ps相应的窗口 Fs中且在与标定周期P()相应
的窗口 F()之外，以及^皮小于相应于周期Pi宽度的窗口 Fj定位。
在所示的实施例中，COS信号的振幅被增益G调整，以控制脉 冲的宽度及其定位。并且，通过如下计算进4于比4交 S2=(SIN>GCOS)XOR(SIN>0)AND(COS>0)， XOR为"异或"算符， AND为"与"算符。
最后，本发明的方法能够结合信号Sl和S2，以辨别与特定周 期相应的参考"永沖Ir,所述结合通过AND算符实现。这种辨别通过 使脉沖的宽度e保持在小于相应于相位偏移(()的值的值的事实，被尽 可能地执行，根据本发明，其能够定位与窗口相关的所有脉沖I。
而且，控制脉沖的宽度以考虑在敏感元件和多极轨道之间的气 隙变化以及温度变化的影响。实际上，这样的变化能够产生数字信 号相位调制，要求调整脉沖的宽度以在所有运行条件下保持关于窗 口的所述爿永沖的位置。
如果编码器包括多个磁性奇点，也就是说，REF信号包括多个 特定周期Ps,该方法能够辨别与每一个所述特定周期相应的参考脉 冲Ir。
通过实施才艮据本发明的方法，SIN、 COS和/或REF信号的振幅 变4匕不影响参考^K沖的辨别，因为
这些变〗t几乎不改变4言号Sl;以及
才艮据本发明的信号S2的形成不依赖于所述4展幅。
综上所述，根据本发明的方法提供了具有相对于操作温度的变 化和/或在离多极轨道气隙间距的敏感元件的位置分散的高可靠性。
权利要求
1.由SIN、COS和REF三个信号形成参考脉冲Ir的方法，这三个信号为临时伪正弦信号且具有相同的标定周期P0，所述SIN和COS信号正交，所述REF信号相对于所述SIN信号相位偏移φ角度，所述REF信号具有特定周期Ps，所述方法包括以下步骤将所述REF信号与阈值进行比较，以形成数字信号S1，所述数字信号S1包括宽度为所述REF信号一半周期的函数宽度的窗口F；将所述SIN信号和所述COS信号进行比较，以形成数字信号S2，在每个周期，所述数字信号S2包括脉冲I，所述脉冲I的宽度被控制为小于与所述相位偏移φ相应的值的值，所述脉冲被定位使得包括在与所述特定周期相应的窗口Fs中且在其他窗口之外；结合以上步骤形成的所述数字信号S1、S2，以辨别与所述特定周期Ps相应的所述参考脉冲Ir。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述COS信号的 振幅纟皮增益G所调整，以控制所述脉冲I的宽度和相对于所述 窗口的"永沖i的定^f立。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，比较所述SIN 信号和所述COS信号的步骤通过计算(SIN>COS ) XOR(SIN>0) AND (COS>0)执行，其中，XOR为"异或"算 符且AND为"与，，算符。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将所述REF信号与所述信号的均值进行比较。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阈值等于零。
6. 才艮据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述 结合通过"与"算符进行。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述 REF信号包括多个特定周期，所述方法包括辨别与每一个特定 周期相应的参考脉沖。
8. 用于确定相对于固定结构的旋转件的参考状态的装置，所述装 置包括编码器，被设置成固定地连接至所述旋转件，所述编码器 被设置为提供所述SIN、 COS和REF三个信号，所述三个信 号为临时伪正弦曲线且具有相同的标定周期，所述SIN信号和 所述COS信号正交，所述REF信号相对于所述SIN信号相位 偏移())角度，且所述REF信号具有相应于参考状态的至少一个 特定周期；固定的传感器，在离所述编码器的读:f又距离处，设置所述 传感器以提供所述SIN、 COS和REF信号；处理装置，用于处理能够4艮据权利要求1至7中任一项形 成参考脉冲的所述SIN、 COS和REF信号，以通过4企测相应 的参考脉沖来确定所述参考状态。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述编码器由磁性 环形物形成，所述f兹性环形物包括同心的主多扭^九道和参考多 极轨道，所述轨道包括具有恒定极性宽度的北极和南极的序 歹ij,通过与众不同的磁极转换形成所述特定周期。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述传感器包括用 于i殳置所述主库九道气隙距离的至少两个每丈感元件以4是供所述SIN和所述COS信号，以及用于设置所述参考轨道气隙距离 的至少一个每文感元件以^是供所述REF信号。
全文摘要
本发明涉及一种由SIN、COS和REF三个信号形成参考脉冲I<sub>r</sub>的方法，包括以下步骤将REF信号与阈值相比较，以形成数字信号S1，所述数字信号S1包括宽度为REF信号一半周期的函数宽度的窗口F；并且比较SIN和COS信号，以形成数字信号S2，在每个周期，数字信号S2包括脉冲I；以及结合以上步骤形成的数字信号S1、S2以辨别参考脉冲I<sub>r</sub>。本发明还涉及一种用于确定相对于固定结构的旋转件的参考状态的装置，其包括能够实施所述方法的处理装置。
文档编号G01D5/12GK101175973SQ200680017040
公开日2008年5月7日 申请日期2006年5月19日 优先权日2005年5月19日
发明者帕斯卡尔·德比奥勒 申请人:S.N.R.鲁尔门斯公司