用于检测电容式传感器中的线路故障的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于检测电容式传感器中的线路故障的方法，所述电容式传感器诸如是爆震传感器(knock sensor )，其经由包括电容器的被动获取接口连接到可以配置在输入模式或输出模式中的计算机通信端口。
【背景技术】
[0002]为了检测诸如爆震传感器之类的电容式传感器中的线路故障的目的，明确描述于专利FR2912814中的现有解决方案采取了一种方法的形式，通过该方法:
?借助于永久连接到所述电容式传感器的周期性方波信号发生器向电容式传感器的端子施加周期性参考信号，
?测量电容式传感器的端子处的电容，
?以及将所测量的电容与标称电容相比较。
[0003]在实践中，该技术已经显示出提供短路和开路类型的线路故障的可靠检测。
[0004]然而，在该技术的情况下，每一个电容式传感器及其获取接口经受与周期性信号的生成和路由有关的约束。
【发明内容】
[0005]本发明意图克服该缺陷，并且其主要目的是提供一种用于检测电容式传感器中的线路故障的方法，所述电容式传感器通过被动获取接口连接到计算机，该方法的使用不经受在硬件方面的任何约束(也就是说，不要求附加的组件或线路)。
[0006]本发明的另一目的是提供一种用于检测线路故障的方法，其可以在没有对现有计算机的硬件的任何修改的情况下进行应用。
[0007]为此目的，本发明提出了一种用于检测电容式传感器中的线路故障的方法，所述电容式传感器诸如是爆震传感器，其经由包括电容器的被动获取接口连接到可以配置在输入模式或输出模式中的计算机通信端口 ；根据本发明，该方法的特征在于:
?在初步校准步骤中，在充电时间Tc期间向获取接口递送能够至少部分地为电容式传感器和所述获取接口的电容器充电的方波电压Vn，此后获取和存储至少一个数据元素，其称为参考数据元素，该数据元素代表跟随在方波电压的中断后的至少一个时间间隔tm ^ 0之后在没有线路故障的情况下电容式传感器和所述电容器的电压，
?并且其后是用于检测线路故障的过程，这些过程包括:
-将通信端口配置在输出模式中并且在充电时间Tc期间生成方波电压Vn，
-在充电时间Tc的结尾处将通信端口切换到其输入模式，并且获取至少一个数据元素，其称为测量数据元素，其代表跟随在方波电压的中断之后每一个时间间隔tm多0之后电容式传感器和电容器的电压，
-以及将每一个测量数据元素与对应的参考数据元素相比较，使得如果所述数据元素不一致则可以推断出电容式传感器中的线路故障。
[0008]因此，根据本发明，由计算机在配置在输出模式中的通信端口上生成方波电压，该通信端口然后被切换到输入模式以用于获取代表电容式传感器和获取接口的电容器的充电的数据。
[0009]根据本发明的方法可以因此用于通过现有计算机的简单软件适配来提供对电容式传感器的诊断，而不要求电子组件的添加或附加导线链接的提供。
[0010]根据本发明的第一有利实施例，在方波电压的中断的时间处获取参考和测量数据，以用于比较代表所述方波电压的生成之后电容式传感器和电容器的充电电压的参考和测量数据的目的。
[0011]根据本发明的第二有利实施例，在跟随在方波电压的中断后的时间间隔tm > 0之后获取参考和测量数据，以用于比较代表电容式传感器和电容器的放电电压的参考和测量数据的目的。
[0012]根据该第二实施例，此外，根据本发明，有利地获取代表电容式传感器和电容器的放电期间的电压的时间常数的数据元素。
[0013]另外，根据本发明的方法主要可适用于以共模接线的电容式传感器，并且可以用于检测将电容式传感器连接到通信端口的导线链接中的线路故障。
[0014]该方法还可适用于借助于具有两个分支的获取接口以差模接线的电容式传感器，每一个分支将所述电容式传感器的一个端子连接到可以配置在输入模式或输出模式中的通信端口。
[0015]对于该应用，此外，可以使用多个策略。
[0016]有利地，根据本发明，第一策略可以因而是将每一个检测过程划分成两个相继步骤，即第一步骤，其中在通信端口之一上生成方波电压Vn而另一通信端口被接地，以及第二步骤，其中两个通信端口的功能被颠倒。
[0017]有利地，根据本发明，第二策略可以是在两个通信端口中的每一个上分别在充电时间Tel和Tc2期间同时或具有时滞地生成方波电压Vn，并且对于每一个所述通信端口，在充电时间Tel和Tc2的结尾处分别获取代表电容式传感器和电容器的电压的数据。
[0018]根据该原理，此外，从获取自每一个通信端口的数据的处理所获得的信息可以被单独地处理或者可以使该信息相关。
[0019]另外，在初步校准步骤期间，以及有利地根据本发明，还针对不同类型的线路故障获取和存储代表电容式传感器和电容器的电压的参考数据，使得可以区分所述线路故障。
【附图说明】
[0020]参照附图，本发明的其它特性目的和优点将根据以下详细描述而显而易见，附图通过非限制性示例的方式表示有利实施例。在这些图中:
-图1是用于应用根据本发明的方法的设备的示意性表示，该设备包括电容式传感器和用于获取和处理由该电容式传感器递送的信号的装置，
-图2a示出了方波电压Vn，诸如通过根据本发明的方法在通信端口上生成的方波电压，
-图2b示出了在图2a中所示的方波电压Vn的生成期间，在没有线路故障的情况下绘制的电容式传感器和电容器的电压曲线， -以及图2c示出在图2a中所示的方波电压Vn的生成期间，在存在线路故障的情况下绘制的电容式传感器和电容器的电压曲线。
【具体实施方式】
[0021]图1中示意性示出的设备采取下述设备的形式，该设备用于获取和处理由以差模接线的爆震传感器类型的电容式传感器1所递送的测量信号。
[0022]该获取和处理设备采取计算机2的形式，该计算机2首先包括通过具有电源缓冲电容器4a的电源电路4连接到电压源Vn的微控制器3。
[0023]该微控制器3以常规的方式被提供有多个通信端口，包括图1中所示的两个通信端口 P1、P2，以用于连接到电容式传感器1。
[0024]计算机1还包括用于获取由电容式传感器1递送的信号的被动接口 5。该获取接口 5具有两个主要的分支6、7，每一个主要分支将电容式传感器的端子la、lb中的一个连接到通信端口 Pl、P2中的一个，这些主要分支中的每一个分别包括电容器C6或C7以及分别包括电阻器R6或R7，其被串联连接。
[0025]获取接口 5还具有三个次级分支8、9、10，每一个次级分支在两个主要分支6、7之间延伸，并且包括:
?第一次级分支8 (该分支离微控制器3最远)，其中两个电容器C8a、C8b被串联连接在接地中心连接的任一侧上，
?包括电阻器9的第二、中间次级分支9，其将两个主要分支6、7连接在位于第一分支8与电容器C6、C7之间的后者的两个点处，
?以及包括电容器C10的第三次级分支10 (该分支最靠近微控制器3)，其将两个主要分支6、7连接在分别通过电容器C6和电阻器R6以及通过电容器C7和电阻器R7从中间次级分支9分离的后者的两个点处。
[0026]因此，微控制器3的每一个通信端口 Pl、P2是可以配置在用于信号获取的输入模式或处于电平1 (其中电位等于Vn)或处于电平0 (其中通信端口接地)的输出模式中的数字通信端口。
[0027]根据本发明的方法的目的是检测电容式传感器1中的线路故障，并且为了该目的，根据第一实施例，该检测方法包括将每一个检测过程划分成两个类似的相继步骤，即:
?第一步骤，其中在通信端口之一 P1上在时间Tc内生成方波电压Vn，而另一通信端口P2被接地并且为了该目的而被配置在电平0输出模式中，
?以及第二步骤，其中两个通信端口 P1、P2的功能被颠倒。