本發(fā)明涉及一種用于傳輸傳感器信號的方法，其中借助于內(nèi)燃機的至少一個氣缸中的用于確定燃燒室壓強的燃燒室壓強傳感器來產(chǎn)生與壓強相對應(yīng)的模擬電傳感器信號，并且將其傳輸給用于控制所述內(nèi)燃機的控制單元。

本發(fā)明也涉及一種用于傳輸傳感器信號的裝置，所述裝置具有在內(nèi)燃機的至少一個氣缸中的燃燒室壓強傳感器，所述燃燒室壓強傳感器通過連接電纜與控制單元連接。

背景技術(shù)：

為了控制內(nèi)燃機，尤其需要知道該內(nèi)燃機的氣缸的燃燒室內(nèi)的當(dāng)前充滿著的（herrschend）壓強。

為了該目的而采用所謂的燃燒室壓強傳感器，所述燃燒室壓強傳感器測量所述壓強并且將所述壓強轉(zhuǎn)化成模擬電壓。所述模擬電壓值接著通過相對應(yīng)的線路被傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備并且由所述控制設(shè)備來分析。

這樣的傳感器大多利用所測量的壓強與所產(chǎn)生的模擬電壓之間的線性關(guān)聯(lián)來工作，因而對于控制設(shè)備來說可能的是，根據(jù)所述傳感器的所接收到的模擬電壓推斷出燃燒室中的例如以巴（bar）為單位的壓強。

以燃燒室壓強為例，在依據(jù)預(yù)先給定的壓強范圍產(chǎn)生和傳輸模擬電壓時計算出以伏特每巴（V/bar）為單位的分辨率。

在燃燒室中壓強范圍為200巴以及傳感器的總電壓提升為最大4.5V的情況下，得出22.5mV每巴的分辨率。

電壓提升/壓強范圍=分辨率（4.5 V/200 bar = 22.5mV/1bar）。

這意味著，在燃燒室壓強方面的小的改變只以幾mV來呈現(xiàn)，并且因而所述電壓值在傳輸線路上模擬地傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備時可能強烈地被干擾。

這樣的干擾例如可能由相鄰的電氣或電子組件，如驅(qū)動電機、點火組件以及其它的組件造成。

因此，對參數(shù)（諸如壓強、轉(zhuǎn)速或其它參量）的小的改變的分析由于與有效信號疊加的干擾而變得困難或者變?yōu)椴豢赡堋?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的優(yōu)點

與此相對，根據(jù)本發(fā)明的具有獨立權(quán)利要求1的特征的方法具有如下優(yōu)點，模擬電傳感器信號借助于用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置轉(zhuǎn)換成經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號，并且所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號被傳輸給控制設(shè)備。

本發(fā)明規(guī)定，在將模擬電傳感器信號傳輸給控制設(shè)備之前對所述模擬電傳感器信號進行轉(zhuǎn)換并且作為經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號進行傳輸，所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號相對于作用到傳輸線路上的干擾較不易受干擾。因此，可以在控制設(shè)備中實現(xiàn)對傳感器信號的可靠的分析。

通過在從屬權(quán)利要求中所提及的措施，在權(quán)利要求1中所說明的方法的有利的擴展方案和改善方案是可能的。

這樣，該方法的一有利的設(shè)計方案規(guī)定，所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號由傳感器信號形成，如下信號被加到所述傳感器信號，所述信號表示至少一個能從傳感器信號計算出的信息。所述能從傳感器信號計算出的信息例如可以表征燃燒室壓強。

通過添加包含至少一個能從傳感器信號計算出的信息的信號，可能顯著改善模擬信號傳輸?shù)男畔⒚芏?，因為從信息角度來看可以在一定程度上在一個線路上“以多信道的方式”進行發(fā)送。

所述至少一個從傳感器信號計算出的信息可以以各種各樣的方式和方法加載（aufpraegen）到所述信號上。一有利的設(shè)計方案規(guī)定，所述被添加的信號是調(diào)幅信號或調(diào)頻信號。在幅度調(diào)制的情況下，以固定的載波頻率使由傳感器檢測到的信號加載到信號的可變的幅度上。在頻率調(diào)制的情況下，以保持不變的幅度大小使所述由傳感器檢測到的信號加載到信號的可變的頻率上。在兩種情況下，都實現(xiàn)了相對于外部出現(xiàn)的干擾的穩(wěn)健性。

根據(jù)本發(fā)明的方法的一可替換的設(shè)計方案規(guī)定，所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號由如下傳感器信號形成，所述傳感器信號在時間上移位，使得在至少一個被分配給低壓回路的時間范圍內(nèi)的信號由被分配給之前的高圧回路的時間范圍的信號替換。

在此，有利地規(guī)定，所述被分配給之前的高圧回路的時間范圍的信號被編碼、尤其是被放大和/或具有失調(diào)漂移。

適宜地，產(chǎn)生所述在時間上移位的信號，使得在高圧回路的時間范圍內(nèi)，傳感器信號由用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置來檢測，并且在低圧回路的時間范圍內(nèi)將所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號傳輸給控制設(shè)備。

四沖程發(fā)動機具有兩個工作回路、即包括壓縮和燃燒沖程的高圧回路以及包括排氣和吸氣沖程的低圧回路。在高圧回路中，檢測傳感器元件（例如燃燒室壓強傳感器）的傳感器信號。該信號借助于用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置被移位到低圧回路的時間范圍內(nèi)，并且在所述低壓回路中被傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備。除此之外，所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置也可以在將信號傳輸給控制設(shè)備之前對信號進行放大?？商鎿Q地，所述信號也可以在低壓回路中經(jīng)調(diào)制地來傳輸。

例如規(guī)定，經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號在移位到低圧回路中時以相加的方式疊加給所述低圧回路的信號，或者在所述低圧回路的時間范圍內(nèi)的信號由所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號替換。

此外還有利的是，探測內(nèi)燃機的氣缸的上死點，用來識別高圧回路和低圧回路的時間范圍。

該方法也規(guī)定了對高圧回路和/或低圧回路的探測。例如，為此在壓縮沖程的時間變化過程中確定有關(guān)其中安裝有傳感器元件的氣缸的上死點，并且這樣來推斷出高圧回路和低圧回路的時間分配。因此，可以對所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號到低壓回路中的信號傳輸進行同步。

為了探測，可以使用任意公知的方法，用于對壓縮、峰值壓強進行分析或利用對排氣閥或進氣閥的打開的探測來對換氣進行分析。

適宜地，可以在用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置中預(yù)處理傳感器元件的傳感器信號。所述經(jīng)預(yù)處理的信號接著作為經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號被傳輸給控制設(shè)備。

有利地，在頻帶中的、例如在氣缸壓強信號的5-20kHz之間的范圍內(nèi)的能量可能是這樣的預(yù)處理的結(jié)果，因為用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置被實施為ASIC，所述ASIC提供對于預(yù)處理所需的邏輯單元。

可替換地，在不同的頻帶中的能量也可能是所述預(yù)處理的結(jié)果。

同樣可以提供上面的頻帶中的在數(shù)值方面的峰值，所述峰值可以用作針對“爆燃（Klopfen）”的參考。

為了傳輸給控制設(shè)備，也可以提供高壓回路中的最大壓強或最大壓強梯度。

與此相對，根據(jù)本發(fā)明的具有獨立權(quán)利要求7的特征的裝置具有如下優(yōu)點，在傳感器元件與控制設(shè)備之間布置有用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置，所述裝置包括輸入側(cè)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和輸出側(cè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，其中所述輸入側(cè)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與傳感器元件連接而所述輸出側(cè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器與控制設(shè)備連接。

根據(jù)本發(fā)明，例如是燃燒室壓強傳感器的傳感器元件與用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置（諸如ASIC）直接連接。兩個組件例如在傳感器單元的外殼內(nèi)的直接耦合防止了干擾信號可能對由傳感器產(chǎn)生的電壓值進行歪曲（verfaelschen）。所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置轉(zhuǎn)化其輸入信號并且產(chǎn)生穩(wěn)健的經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號，所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號接著通過常見的傳輸線路被傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備用來進行分析。

但是，作用到傳輸線路上的干擾信號對所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號沒有影響或只具有微弱的影響，因為信息例如通過調(diào)制方法以編碼的方式來傳輸。

此外還有利的是，所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置是ASIC。

所謂的專用集成電路（英文：application-specific integrated circuit，ASIC）是被實施為集成電路的電子電路。

ASIC被配置為專用的，并且大規(guī)模地例如被用于作為處理器在移動電話中使用，用于對信號進行編碼或用于對數(shù)據(jù)進行編輯。這些電路提供大量的邏輯功能，并且大多也提供微處理器或信號處理器。

適宜地，可以借助于專門為此所設(shè)立的計算機程序來執(zhí)行用于傳輸傳感器信號的方法的步驟，所述計算機程序包含能在數(shù)據(jù)處理裝置上實施的程序代碼。

此外還有利的是，將所述計算機程序存儲在機器可讀的存儲介質(zhì)上。

為此，所述用于傳輸傳感器信號的方法例如可包括用于處理程序代碼的處理器作為數(shù)據(jù)處理裝置。為了存儲程序代碼，該裝置配備有非易失性存儲介質(zhì)，如ROM（Read Only Memory，只讀存儲器）、EPROM（Electrical Programmable Read Only Memory，電可編程只讀存儲器）、EEPROM（Electrically Erasable PROM，電可擦可編程只讀存儲器）或者閃速EEPROM（Flash-EEPROM）。該存儲介質(zhì)為了傳輸數(shù)據(jù)（如程序代碼）而與處理器連接。

附圖說明

本發(fā)明的實施例在附圖中予以示出并且在隨后的描述中進一步予以闡述。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于傳輸傳感器信號的裝置，所述裝置具有用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置；以及

圖2示出了用于闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。

具體實施方式

在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置，在所述裝置中，在傳感器組件1中示出了傳感器元件2、諸如燃燒室壓強傳感器。該傳感器元件檢測內(nèi)燃機的氣缸中的壓強。

有利地，傳感器元件2與所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置3直接連接，使得在兩個組件之間沒有能受干擾信號影響的長的連接線路。

所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置3具有輸入側(cè)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器4，所述輸入側(cè)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器4將傳感器元件2的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化成可由所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置3來處理的數(shù)字值。

所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置3實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的用于進行信號轉(zhuǎn)化的步驟，并且產(chǎn)生經(jīng)轉(zhuǎn)化的傳感器信號。

所述用于信號轉(zhuǎn)化的裝置3具有輸出側(cè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器5，所述輸出側(cè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器5在將由所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置3轉(zhuǎn)化的信號傳輸給控制設(shè)備7之前將其重新轉(zhuǎn)換成模擬信號。

該信號通過傳輸線路6被傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備7。在進行所述傳輸時，要傳輸?shù)男盘柨赡苋绯Ｒ姷哪菢颖桓蓴_。因為所傳輸?shù)男盘柺墙?jīng)轉(zhuǎn)化的信號，在所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號中，不是在幾mV的非常小的電壓提升方面的信息、而是例如在信號的頻率或者信號的幅度方面的信息以載波頻率來傳輸，所以干擾對所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號的傳輸幾乎沒有影響。

控制設(shè)備7擁有信號處理單元8，利用所述信號處理單元8來處理所傳輸?shù)男盘柌⑶逸敵隼鐑?nèi)燃機的氣缸中的燃燒室壓強的值。因為規(guī)定所述信號處理單元8以數(shù)字的方式工作，所以所傳輸?shù)哪M信號在由所述信號處理單元8處理之前經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。

這樣的裝置也可以用于傳輸任意的傳感器2的信號。

本發(fā)明能夠有利地利用傳感器2的低頻信號范圍并且例如將信息疊加到未被利用的高頻范圍中。特別有利地，所述想法可以被應(yīng)用到燃燒室壓強信號上，所述燃燒室壓強信號由于燃燒的基本的物理學(xué)而在隨時間的信號變化過程中有規(guī)律地包含具有高頻并且具有低頻的部分。

以這種方式和方法，利用燃燒室壓強傳感器2檢測的燃燒室壓強信息（所述燃燒室壓強信息與基本壓強或峰值壓強相比是小的并且因此幾乎不能或完全不能在控制設(shè)備7中被檢測）例如可以在傳感器組件1的ASIC 3中從高壓回路移到低壓回路中。接著，所述燃燒室壓強信息可以在控制設(shè)備7中以非常好的質(zhì)量被檢測。

由于將所述燃燒室壓強信息從傳感器2以模擬的方式傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備7，小的信號成分通過傳輸線路6強烈地被干擾，并且因此不能或僅能有缺陷地被分析（在圖1中示意性地由箭頭S來示出）。通過應(yīng)用本發(fā)明，可以在控制設(shè)備7中以良好的質(zhì)量來分析有關(guān)燃燒沖程或者高頻的小的壓強波動的燃燒室壓強信息，所述燃燒沖程在柴油發(fā)動機的情況下由于提前噴射造成，所述高頻的小的壓強波動在汽油發(fā)動機的情況下由于爆燃造成。

將信息作為經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號加載在低圧回路中可以以不同的方式和方法例如實現(xiàn)為信號變化過程或者實現(xiàn)為經(jīng)計算的特征。

以這種方式和方法，可以顯著改善模擬傳輸?shù)恼嬲男畔⒚芏?，因為從信息角度來看可以在一定程度上在一個線路上“以多信道的方式”進行發(fā)送。

移位到低圧回路中可以這樣來實現(xiàn)，使得能在控制設(shè)備7中再次重建或不重建真實的低壓回路。

在圖2中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的用于一個示例性的實施方案的步驟。在第一步驟210，提供由傳感器元件2輸出的傳感器信號。該傳感器信號在步驟220予以處理，在所述步驟220中產(chǎn)生如下信號，所述信號表示能從燃燒室壓強計算出的信息或者包含可被加載給一個信號的其它信息。所述信號是由傳感器輸出的信號210。在步驟220中被處理的信號可以在步驟230被添加到所述信號，并且這樣可以產(chǎn)生經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號。

可替換地，在步驟230可以在規(guī)定的時間段（例如被分配給低壓回路的時間范圍）內(nèi)由在步驟220中被處理的信號來替換來自步驟210的被提供的信號。

接著，在步驟240輸出在步驟230中產(chǎn)生的經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號，并且所述信號是在經(jīng)過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器5之后被傳送給控制設(shè)備7的信號。

有利地，本發(fā)明的出發(fā)點是，通過在ASIC 3中對傳感器元件2的壓強信息的分析，例如可能大致地確定所指示的氣缸的上死點（OT）的時間點，并且這樣能夠?qū)崿F(xiàn)在低壓回路與高壓回路之間的區(qū)別。

這可以通過不同的方法來實現(xiàn)，比如借助于對壓縮、峰值壓強或換氣進行分析來實現(xiàn)，所述換氣可依據(jù)排氣閥或進氣閥的打開來探測。

可替換地，角度信息也可以由控制設(shè)備通過單獨的線路來傳輸，從所述角度信息可以獲得OT參考和關(guān)于低壓回路和高壓回路的信息。

所述對上死點的確定是將所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號移位到低壓回路中的基礎(chǔ)。這樣的移位可以以不同的方式來實現(xiàn)：

1. 通過計算高壓回路中的特征并且緊接著編碼/調(diào)制到低圧回路上或者通過緊接著的與高壓回路或低壓回路無關(guān)的編碼/調(diào)制；

2. 通過提取高壓回路中的時間變化過程，所述時間變化過程被放大和/或予以失調(diào)補償并且替代被分配給低壓回路的時間范圍的信號被傳輸。

在此，編碼/調(diào)制可以根據(jù)傳感器組件1的本身公知的ASIC 3來實現(xiàn)，所述ASIC 3與傳感器元件2（燃燒室壓強傳感器）連接。

針對點1，有利的是編碼，在所述編碼的情況下，所謂的特征實現(xiàn)成具有恒定頻率的信號的幅度強度。在此，所述載波頻率被選擇為使得其至少大于可能在低壓回路中出現(xiàn)的最高頻率?？蛇x地也高于在高壓回路中出現(xiàn)的最高頻率。

有利地，這樣的載波頻率為6kHz、8kHz或10kHz。所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號的幅度接著例如通過線性關(guān)聯(lián)根據(jù)被選擇用于傳輸?shù)奶卣鱽碛嬎愠?。在控制設(shè)備7中，信息可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過估計具有已知的頻率的經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號的幅度來實現(xiàn)。

術(shù)語“特征”例如應(yīng)被理解為傳感器元件2的由所述用于進行信號轉(zhuǎn)化的裝置3預(yù)處理的傳感器信號。

這樣的特征例如在汽油發(fā)動機的情況下是高壓回路的重要區(qū)域內(nèi)的氣缸壓強信號在5-20kHz的頻帶中的能量，所述氣缸壓強信號接著在低壓回路中作為經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號來傳輸。

可替換地，也可以傳輸不同頻帶的能量。

在此，在數(shù)值方面的峰值也可以在上面的頻帶中被傳輸，所述峰值可以用作針對“爆燃”的參考。

另一特征可以是高壓回路中的最大壓強或最大壓強梯度。

可替換地，在點1處也可以進行調(diào)制，使得信息被編碼到頻率中，其中幅度保持恒定值。

在一特別的實施方案中規(guī)定，第一特征確定信號的頻率而第二特征確定由第一特征確定的頻率的幅度。

有利地，將所述經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號例如加載到低壓回路上的時長可以取決于內(nèi)燃機的在ASIC中所計算出的轉(zhuǎn)速、即可以與轉(zhuǎn)速有關(guān)。

在另一實施方案中規(guī)定，來自低壓回路的特征也被計算、即被預(yù)處理，并且作為經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號被調(diào)制到其余的低壓回路或者將來的高圧回路的信號上。