輪速傳感器以及接口系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種輪速傳感器以及接口系統(tǒng)和方法。一種測(cè)量系統(tǒng)包括速度附加傳感器和控制單元。該速度附加傳感器被配置用于響應(yīng)于速度和諧振特性來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)。該速度附加傳感器也被配置用于生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)。該控制單元被配置用于接收該傳感器輸出信號(hào)。
【專利說(shuō)明】輪速傳感器以及接口系統(tǒng)和方法

【背景技術(shù)】
[0001]汽車系統(tǒng)是包括用于操作和監(jiān)視操作汽車車輛的計(jì)算機(jī)和部件的復(fù)雜系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常包括控制和監(jiān)視引擎操作等的處理器。該系統(tǒng)一般操作各種執(zhí)行汽車功能的控制系統(tǒng)。通過(guò)監(jiān)視，小問題可以在變成大問題之前被標(biāo)識(shí)和糾正。
[0002]在汽車系統(tǒng)中常用的一類傳感器是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)傳感器。這樣的傳感器監(jiān)視速度或者輪速并且向電子控制單元(ECU)傳送回信息。該ECU然后執(zhí)行作為響應(yīng)而必需的無(wú)論任何操作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0003]圖1是圖示使用常規(guī)系統(tǒng)、使用數(shù)字電流調(diào)制來(lái)傳輸速度信息的圖形。
[0004]圖2是圖示輪胎監(jiān)視系統(tǒng)的示圖。
[0005]圖3是圖示基于傳感器的監(jiān)視系統(tǒng)的框圖。
[0006]圖4是描繪傳送速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的磁傳感器輸出和所得模擬調(diào)制電流信號(hào)的圖形。
[0007]圖5是描繪磁傳感器輸出和所得多電平輸出信號(hào)的圖形。
[0008]圖6是描繪磁傳感器輸出以及所得混合數(shù)字和模擬輸出信號(hào)的圖形。
[0009]圖7是描繪磁傳感器輸出和移位輸出信號(hào)的圖形。
[0010]圖8是圖示被配置用于在適當(dāng)限制內(nèi)生成模擬傳感器輸出信號(hào)的傳感器系統(tǒng)的框圖。
[0011]圖9是圖示被配置用于生成傳感器輸出信號(hào)和速度信號(hào)的傳感器系統(tǒng)的框圖。
[0012]圖10是圖示生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在將參照附圖各圖描述本發(fā)明，其中相似附圖標(biāo)記用來(lái)通篇指代相似單元，并且其中所示結(jié)構(gòu)和設(shè)備未必按比例繪制。
[0014]公開的系統(tǒng)和方法有助于汽車系統(tǒng)。該系統(tǒng)和方法包括除了速度之外還傳送其它信息的速度傳感器。該傳感器還提供包括擺動(dòng)、輪胎壓力、旋轉(zhuǎn)方向等的諧振信息，該諧振信息可以由電子控制系統(tǒng)利用以有助于操作汽車系統(tǒng)和車輛。
[0015]圖1是圖示使用常規(guī)系統(tǒng)、使用數(shù)字電流調(diào)制來(lái)傳輸速度信息的圖形。
[0016]磁傳感器被配置用于獲得傳感器信號(hào)120。該傳感器信號(hào)使用一種用于汽車系統(tǒng)中的輪胎旋轉(zhuǎn)的適當(dāng)機(jī)制來(lái)獲得。該傳感器信號(hào)120具有表示為118的平均值。另外，該傳感器信號(hào)120具有過(guò)零點(diǎn)，這些過(guò)零點(diǎn)是傳感器信號(hào)120的與平均值118相交的點(diǎn)。
[0017]生成數(shù)字電流信號(hào)124以傳送用于汽車系統(tǒng)的速度信息。數(shù)字電流信號(hào)124基于傳感器信號(hào)120或者轉(zhuǎn)換的傳感器信號(hào)120并且具有從第一電平到第二電平的階躍值。在一個(gè)示例中，該數(shù)字電流信號(hào)124使用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)議自傳感器信號(hào)120而轉(zhuǎn)換。一般而言，在傳感器信號(hào)120的過(guò)零點(diǎn)切換電平。另外，用于給定的時(shí)間段的電平依賴于傳感器信號(hào)120是否在平均值118以上或者以下。例如在第一時(shí)段中，傳感器信號(hào)120在平均值以下并且電流信號(hào)124在第一電平提供。然而在第一過(guò)零點(diǎn)或者采樣126，電流信號(hào)124向第二電平、比如較高電流轉(zhuǎn)變。
[0018]電子控制單元(未示出)接收電流信號(hào)124并且使用采樣126和電流信號(hào)124以標(biāo)識(shí)或者確定用于汽車系統(tǒng)的速度。然而速度信息或者數(shù)據(jù)限于存在的采樣126的數(shù)目。另外，信號(hào)噪聲具有在過(guò)零點(diǎn)附近增加的趨勢(shì)，因此采樣的定時(shí)可能包括明顯誤差。例如正噪聲貢獻(xiàn)使從第一電平向第二電平的切換更早，而負(fù)噪聲貢獻(xiàn)使切換被延遲。高度地放大的噪聲造成具有譜密度的高噪聲電平。
[0019]圖2是圖示輪胎監(jiān)視系統(tǒng)200的示圖。該系統(tǒng)200監(jiān)視包括但不限于速度的輪胎信息。該系統(tǒng)200可以在包括但不限于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的汽車系統(tǒng)中利用。
[0020]系統(tǒng)200包括輪胎202、磁極輪206、傳感器208、接口 210和控制單元212。傳感器208和接口 210被包括作為速度附加傳感器和接口 224。傳感器208被配置用于檢測(cè)由沿著輪胎202的軸204定位的適當(dāng)部件、比如磁極輪206生成的磁場(chǎng)。磁極輪206包括交變磁極，這些交變磁極生成根據(jù)輪速和輪胎202的其它振蕩和/或振動(dòng)而變化的調(diào)制磁場(chǎng)。
[0021]輪胎202用一種頻率或者速度旋轉(zhuǎn)并且由于速度和其它特性而發(fā)起磁場(chǎng)中的改變。如以上描述的那樣，輪胎的速度改變磁場(chǎng)的振蕩。此外，輪胎的其它特性、包括輪胎擺動(dòng)、輪胎壓力、旋轉(zhuǎn)方向等也引起磁場(chǎng)中的改變。例如輪胎202的放氣使輪胎202對(duì)于給定的振蕩和/或振動(dòng)模式根據(jù)q因子的不同諧振頻率操作。作為另一示例，角振動(dòng)在輪胎202的側(cè)壁中引起轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩增加輪胎202的角速率ω (如果振動(dòng)與輪胎旋轉(zhuǎn)在相同的方向上)或者減少輪胎202的角速率ω (如果振動(dòng)與輪胎旋轉(zhuǎn)在相反的方向上)。相似地，徑向振動(dòng)引起輪胎202的半徑改變，該半徑改變相對(duì)于小汽車的速度增加輪胎的角速率ω (如果半徑減少)或者相對(duì)于小汽車的速度減少輪胎的角速率ω(如果輪胎半徑增加)。這些其它特性可以傳送被作為諧振信息或者數(shù)據(jù)。
[0022]傳感器208連接到通信接口 210，該通信接口 210經(jīng)由用于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的適當(dāng)協(xié)議向控制單元傳輸關(guān)于輪胎202的信息作為輸出信號(hào)214。
[0023]圖3是圖示基于傳感器的監(jiān)視系統(tǒng)300的框圖。系統(tǒng)300提供速度和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)二者而不是僅提供速度數(shù)據(jù)。增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)包括諧振特性并且被提供在與用常規(guī)ABS傳感器協(xié)議提供的諧振數(shù)據(jù)比較相對(duì)較高質(zhì)量、包括提高的信噪比。
[0024]系統(tǒng)200包括速度附加傳感器和接口 224和電子控制單元(Ε⑶)212。速度附加傳感器224包括如以上描述的傳感器、比如傳感器108。速度附加傳感器224測(cè)量關(guān)于磁極輪或者磁齒輪的磁場(chǎng)。測(cè)量的磁場(chǎng)被轉(zhuǎn)換成適當(dāng)協(xié)議并且提供給ECU202作為具有速度數(shù)據(jù)部分216和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分218的輸出信號(hào)214。
[0025]速度數(shù)據(jù)部分216提供與輪胎的速度有關(guān)的信息或者數(shù)據(jù)。增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分218提供與輪胎的其它特性或者參數(shù)、比如壓力、擺動(dòng)等有關(guān)的信息或者數(shù)據(jù)。速度數(shù)據(jù)部分216和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分218 —起包括輸出信號(hào)214并且被提供為分離信號(hào)或者可以組合成單個(gè)信號(hào)。在一個(gè)示例中，該增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分218和速度數(shù)據(jù)部分216以模擬信號(hào)的形式而提供。在另一示例中，該增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分218和速度數(shù)據(jù)部分216以具有其它分量的數(shù)字信號(hào)的形式而提供。
[0026]以下提供包含增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分208和速度數(shù)據(jù)部分206的適當(dāng)信號(hào)的一些示例。
[0027]E⑶202接收增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)部分208和速度數(shù)據(jù)部分206并且確定關(guān)于輪胎和/或汽車系統(tǒng)的操作信息。該操作信息例如包括速度、輪胎壓力、輪胎方向、輪胎擺動(dòng)等。
[0028]圖4是描繪傳送速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的磁傳感器輸出和所得模擬調(diào)制電流信號(hào)的圖形。該圖形沿著X軸描繪時(shí)間而沿著y軸描繪電流(I)和磁通密度(B)。該圖形包括磁信號(hào)410和輸出信號(hào)418。
[0029]該磁信號(hào)或者磁傳感器信號(hào)410代表從在汽車系統(tǒng)內(nèi)的磁傳感器獲得的磁場(chǎng)。該磁傳感器信號(hào)410由傳感器、比如圖2的傳感器208來(lái)提供。該傳感器信號(hào)410可以縮放和/或另外修改。
[0030]作為調(diào)制電流信號(hào)的輸出信號(hào)418代表磁傳感器信號(hào)410的信息。為了比較,不出了標(biāo)準(zhǔn)速度脈沖420。該輸出信號(hào)418從磁傳感器信號(hào)410轉(zhuǎn)換和/或生成。該輸出信號(hào)418可以由以上描述的速度附加傳感器接口 224來(lái)生成。
[0031]在這一不例中，該輸出信號(hào)418被形成為傳感器信號(hào)412的模擬版本。該輸出信號(hào)418在第一電平414與第二電平416之間振蕩。在一個(gè)不例中，通過(guò)適當(dāng)縮放傳感器信號(hào)410以便在第一電平414和第二電平416內(nèi)或者在第一電平414或者第二電平416處獲得輸出信號(hào)418。第一電平和第二電平414、416在一個(gè)示例中分別具有用于第一電平414和第二電平416的與通信協(xié)議相符的值、比如7mA和14mA。
[0032]輸出信號(hào)418包括在磁傳感器信號(hào)410中存在的信息的實(shí)質(zhì)部分并且除了速度數(shù)據(jù)之外還包括其它信息。如圖4中所示，該輸出信號(hào)418與磁傳感器信號(hào)410成比例，并且它的峰值和谷值對(duì)應(yīng)于該磁傳感器信號(hào)的峰值和谷值。
[0033]輸出信號(hào)418被配置用于與選擇的規(guī)范和/或通信協(xié)議相符。例如選擇的規(guī)范或者協(xié)議可以設(shè)置對(duì)信號(hào)418的電流限制。因此，該輸出信號(hào)418可以使用標(biāo)準(zhǔn)接線和/或總線向E⑶212或者另一部件發(fā)送，因?yàn)樗缗c現(xiàn)有的ABS通信協(xié)議相符。E⑶212可以分析當(dāng)前信號(hào)418并且根據(jù)其獲得速度數(shù)據(jù)206和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)208。
[0034]圖5是描繪磁傳感器輸出和所得多電平輸出信號(hào)的圖形。該圖形沿著X軸描繪時(shí)間而沿著y軸描繪電流(I)和磁場(chǎng)(B)頻率。該圖形包括磁傳感器信號(hào)510和輸出信號(hào)518。
[0035]該磁傳感器信號(hào)510代表經(jīng)由在汽車系統(tǒng)內(nèi)的磁傳感器獲得的磁場(chǎng)。該傳感器信號(hào)510具有平均值512。該傳感器信號(hào)510和平均值512的交點(diǎn)稱為過(guò)零點(diǎn)。該磁傳感器信號(hào)510由與車輛輪胎鄰近的適當(dāng)傳感器、比如圖2的傳感器208來(lái)提供。
[0036]輸出信號(hào)518是具有多于兩個(gè)電平的實(shí)質(zhì)上數(shù)字信號(hào)。注意兩個(gè)電平如以上關(guān)于圖1描述的那樣僅傳送速度信息。這里有除了速度數(shù)據(jù)之外還提供其它信息、比如增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的多個(gè)電平。
[0037]示出了輸出信號(hào)518具有第一電平513、第二電平514、第三電平515和第四電平516這四個(gè)電平。該輸出信號(hào)518在這一不例中通過(guò)量化磁傳感器信號(hào)510來(lái)獲得。例如將傳感器信號(hào)518的小于較低值520的值轉(zhuǎn)譯成第一電平513。將在平均信號(hào)512與較低值520之間的值量化成第二電平514。將在平均信號(hào)512與較高值522之間的值量化成第三電平515。將大于較高值522的值量化成第四電平516。因此，可以利用第二和第三電平514和515以獲得速度數(shù)據(jù)，并且可以利用其它電平以獲得增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。該輸出信號(hào)518與選擇的規(guī)范和/或協(xié)議相符地來(lái)提供。
[0038]該輸出信號(hào)518由以上描述的速度附加傳感器接口 224和/或傳感器接口 210來(lái)生成。以下對(duì)描述生成這樣的輸出信號(hào)的額外的示例進(jìn)行描述。一般而言，該輸出信號(hào)518通過(guò)對(duì)傳感器信號(hào)510進(jìn)行采樣或者量化來(lái)生成。
[0039]該輸出信號(hào)518然后可以向ECU或者相似部件提供。該速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)可以從輸出信號(hào)518來(lái)獲得。
[0040]圖6是描繪磁傳感器輸出以及根據(jù)傳感器輸出而推導(dǎo)的常規(guī)ABS速度脈沖和模擬輸出信號(hào)的所得混合的圖形。在其它示例中，該傳感器的疊加輸出信號(hào)也可以根據(jù)傳感器信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換和數(shù)字處理(例如歸一化或者濾波)的表示來(lái)推導(dǎo)。該圖形描繪沿著X軸的時(shí)間和沿著y軸的電流(I)和磁場(chǎng)(B)頻率。該圖形包括磁傳感器信號(hào)610和輸出信號(hào)618。
[0041]磁傳感器信號(hào)610代表經(jīng)由在汽車系統(tǒng)內(nèi)的磁傳感器獲得的磁場(chǎng)。該傳感器信號(hào)610具有平均值612。該傳感器信號(hào)610和平均值612的交點(diǎn)稱為過(guò)零點(diǎn)。該磁傳感器信號(hào)610由與車輛輪胎鄰近的適當(dāng)傳感器、比如圖2的傳感器208來(lái)提供。
[0042]輸出信號(hào)618是混合信號(hào)并且包括模擬和數(shù)字分量。該輸出信號(hào)618可以通過(guò)向速度傳感器信號(hào)、比如圖1的信號(hào)124上疊加模擬信號(hào)、比如磁傳感器信號(hào)610來(lái)生成。該輸出信號(hào)618具有有助于檢測(cè)定時(shí)和速度的邊沿。該邊沿對(duì)應(yīng)于模擬信號(hào)610的過(guò)零點(diǎn)。此外，該輸出信號(hào)618包括在邊沿之間的模擬部分，該模擬部分跟蹤磁傳感器信號(hào)610的部分或者與這些部分相關(guān)。另外，該邊沿具有充分高度以與檢測(cè)門限620相符。
[0043]該輸出信號(hào)618然后可以向E⑶或者相似部件提供。該速度數(shù)據(jù)可以通過(guò)檢測(cè)與檢測(cè)門限620相符的邊緣來(lái)獲得。該增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)可以從輸出信號(hào)618的模擬部分來(lái)獲得。
[0044]該輸出信號(hào)618適合于包括額外的數(shù)據(jù)、比如旋轉(zhuǎn)方向、車輛穩(wěn)定性控制(VSC)、汽車傳輸操作的相對(duì)復(fù)雜ABS協(xié)議。
[0045]圖7是描繪磁傳感器輸出和移位輸出信號(hào)的圖形。該圖形描繪沿著X軸的時(shí)間和沿著y軸的電流(I)和磁場(chǎng)(B)頻率。該圖形包括磁傳感器信號(hào)710和輸出信號(hào)718。
[0046]同樣，該磁傳感器信號(hào)710代表經(jīng)由在汽車系統(tǒng)內(nèi)的磁傳感器獲得的磁場(chǎng)。該傳感器信號(hào)710具有平均值712。該傳感器信號(hào)710和平均值712的交點(diǎn)稱為過(guò)零點(diǎn)。該磁傳感器信號(hào)710由與車輛輪胎鄰近的適當(dāng)傳感器、比如圖2的傳感器208來(lái)提供。
[0047]這里提供更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的傳感器信號(hào)710并且可以觀測(cè)頻率變化。這些變化對(duì)應(yīng)于速度改變。
[0048]輸出信號(hào)718按照根據(jù)磁傳感器信號(hào)710的頻率和/或其它特性的移位量而移位。然而移位量仍然維持輸出信號(hào)718的邊沿在門限值720內(nèi)。
[0049]控制器或者其它部件、比如ECU使用輸出信號(hào)以生成如圖所示的模擬速度信號(hào)722。也可以從該輸出信號(hào)718獲得包括增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的其它信息。
[0050]一種用于生成速度信號(hào)722的技術(shù)是使用在數(shù)字信號(hào)的邊沿之間的時(shí)間。另一種技術(shù)是以連續(xù)方式去除邊沿并且將信號(hào)重裝成速度信號(hào)722。隨后，可以利用低通濾波器以減輕諧振影響。因此，提供與速度有關(guān)的在相對(duì)低帶寬的連續(xù)時(shí)間信號(hào)作為速度信號(hào)。低帶寬(例如小于IkHz)是遠(yuǎn)離典型傳輸失真(例如大于10kHz)的，并且可以獲得適當(dāng)間距。
[0051]備選地，磁傳感器信號(hào)710可以與線路均衡器一起使用，該線路均衡器適于去除由插入的邊沿在通過(guò)兩接線總線傳輸之時(shí)產(chǎn)生的失真。
[0052]可以對(duì)輸出信號(hào)718執(zhí)行分析和/或解調(diào)以生成模擬速度信號(hào)722。這可以在傳感器、傳感器接口或者在ECU執(zhí)行。所得速度信號(hào)722在改變方面相對(duì)緩慢。因此，可以用更少?gòu)?fù)雜的部件、比如復(fù)用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來(lái)執(zhí)行測(cè)量信號(hào)。另外，如果速度信號(hào)722由傳感器生成，則可以利用速度信號(hào)722作為冗余信息以驗(yàn)證根據(jù)輸出信號(hào)718推導(dǎo)的速度信息或者數(shù)據(jù)。在另一示例中，對(duì)速度信號(hào)722進(jìn)行濾波以隔離相關(guān)頻率用于分析輪胎振動(dòng)(這可以是具有例如5Hz拐點(diǎn)的高通或者具有例如10Hz拐點(diǎn)的低通或者組合二者的帶通)。這一濾波器可以位于疊加之前而脈沖在傳感器側(cè)上或者位于在ECU側(cè)上去除脈沖之后。
[0053]理解可以將速度信號(hào)722與根據(jù)輸出信號(hào)718或者包括速度信息的另一輸出信號(hào)生成的第二速度信號(hào)相比以便提供信息冗余性。
[0054]注意輸出信號(hào)410、510和610需要解調(diào)以提取速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。這有助于與現(xiàn)有協(xié)議、比如現(xiàn)有ABS協(xié)議的兼容性。在圖7中，速度信號(hào)722已經(jīng)被解調(diào)并且代表輪速，因此解調(diào)必需在傳感器上發(fā)生。
[0055]圖8是圖示被配置用于在適當(dāng)限制內(nèi)生成模擬傳感器輸出信號(hào)的傳感器系統(tǒng)800的框圖。使用與協(xié)議電流要求相符的縮放的電流值，而不是使用僅兩個(gè)離散電流電平。這些要求包括較高電平電流值、較低電平電流值、平均電流值等中的一個(gè)或者多個(gè)電流值。以上所示圖4提供可以由系統(tǒng)800生成的示例輸出信號(hào)。
[0056]系統(tǒng)800包括磁場(chǎng)傳感器802、放大器804、求和部件806、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器808、壓控電流源810、電流調(diào)制部件812、增益調(diào)整部件、偏移調(diào)整部件和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器818。
[0057]該磁場(chǎng)傳感器802與以上描述的傳感器108相似操作并且測(cè)量關(guān)于磁極輪和/或磁齒輪的磁場(chǎng)。該傳感器802向放大器804提供場(chǎng)傳感器輸出。該放大器804根據(jù)增益因子820向求和部件806提供縮放的傳感器輸出。
[0058]求和部件806將縮放的傳感器輸出與偏移822求和以產(chǎn)生修改的傳感器輸出。該修改的傳感器輸出在這一示例中為模擬信號(hào)。
[0059]修改的傳感器輸出向A/D轉(zhuǎn)換器808提供，該A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)稱為數(shù)字傳感器輸出并且提供給電流調(diào)制部件812、增益調(diào)整部件814和偏移調(diào)整部件816。
[0060]電流調(diào)制部件812基于數(shù)字傳感器輸出生成調(diào)制電流。該調(diào)制電流被調(diào)制成包含速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)二者并且也稱為系統(tǒng)輸出信號(hào)826。該輸出信號(hào)826是模擬信號(hào)并且與包括指定的電壓限制的通信協(xié)議相符。例如該輸出信號(hào)826如圖4的信號(hào)418所示在第一電平與第二電平之間調(diào)制。
[0061]該增益調(diào)整部件814計(jì)算或者生成增益因子820。該增益調(diào)整部件814分析數(shù)字傳感器輸出以確定是否應(yīng)當(dāng)調(diào)整放大器804的增益并且如果是則調(diào)整多少。因此，該增益調(diào)整部件814基于數(shù)字傳感器輸出來(lái)確定增益因子820。在一個(gè)示例中，該增益調(diào)整部件814將數(shù)字傳感器輸出與門限值比較以確定增益因子820。
[0062]偏移調(diào)整部件816形成數(shù)字偏移824以便將縮放的傳感器輸出關(guān)于零進(jìn)行平均。因此例如如果偏移調(diào)整部件816檢測(cè)或者確定縮放的傳感器輸出關(guān)于非零值平均或者居中，則該偏移調(diào)整部件816相應(yīng)地形成數(shù)字偏移824。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器818將數(shù)字偏移824轉(zhuǎn)換成模擬偏移822。如以上所不,該模擬偏移822由求和部件806而與縮放的傳感器輸出組入口 ο
[0063]一種使用電流調(diào)制部件812以生成調(diào)制電流的備選是使用壓控電流源810。這一電流源810利用來(lái)自求和部件806的修改的傳感器輸出而無(wú)需轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。
[0064]理解在系統(tǒng)800內(nèi)的部件的配置和布置變化是適合的并且被設(shè)想的。例如模數(shù)轉(zhuǎn)換可以在放大之前出現(xiàn)或者可以被完全省略。
[0065]圖9是圖示被配置用于生成傳感器輸出信號(hào)和速度信號(hào)的傳感器系統(tǒng)900的框圖。該輸出信號(hào)提供速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。此外，生成可以僅包括速度信息或者數(shù)據(jù)的分離速度信號(hào)。
[0066]通過(guò)在傳感器900而不是至少一個(gè)外部部件或者控制器內(nèi)處理輸出信號(hào)，可以獲得用于輸出信號(hào)的所需帶寬減少。
[0067]系統(tǒng)900包括磁場(chǎng)傳感器902、放大器904、A/D轉(zhuǎn)換器908、比較器部件910、門限生成器部件912、速度測(cè)量部件914、高通濾波器916和IDAC918。該磁場(chǎng)傳感器902與以上描述的傳感器108相似操作并且測(cè)量關(guān)于磁極輪和/或磁齒輪的磁場(chǎng)。傳感器902向放大器904提供場(chǎng)傳感器輸出。該放大器904向A/D轉(zhuǎn)換器908提供縮放的傳感器輸出。
[0068]A/D轉(zhuǎn)換器908將縮放的傳感器輸出數(shù)字化并且提供數(shù)字傳感器輸出920。該數(shù)字傳感器輸出920向比較器部件910、門限生成部件912和速度車輛部件914提供。該速度測(cè)量部件914分析數(shù)字傳感器輸出920并且作為響應(yīng)生成速度車輛信號(hào)。該速度測(cè)量信號(hào)可以由高帶通濾波器916濾波以去除不想要的頻率分量并且平滑掉信號(hào)。該濾波的速度測(cè)量信號(hào)922可以向其它部件、比如ECU或者如圖9中所示向求和部件906提供。
[0069]門限生成部件912分析來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器908的數(shù)字傳感器輸出以調(diào)整和/或修改檢測(cè)門限。該調(diào)整的檢測(cè)門限向比較器部件910提供作為輸入。
[0070]該比較器部件910將數(shù)字傳感器輸出與調(diào)整的檢測(cè)門限比較。該比較器部件910生成比較器輸出924作為結(jié)果。該比較器輸出924具有超過(guò)調(diào)整的檢測(cè)門限的在數(shù)字傳感器輸出上的第一個(gè)值和在調(diào)整的檢測(cè)門限以下的在數(shù)字傳感器輸出上的第二個(gè)值。
[0071]該求和部件906將比較器輸出924與未濾波或者濾波的速度測(cè)量信號(hào)922組合以生成輸出信號(hào)。作為結(jié)果，輸出信號(hào)924的輸出值被移位或者與速度測(cè)量信號(hào)922復(fù)用。作為示例，圖7的線路718提供輸出信號(hào)的示例，該輸出信號(hào)根據(jù)速度測(cè)量信號(hào)具有移位的值。
[0072]該輸出信號(hào)924可以向IDAC918或者向另一部件、比如圖2的E⑶212提供。在一個(gè)示例中，ECU被配置用于基于輸出信號(hào)來(lái)確定一個(gè)或者多個(gè)諧振參數(shù)(例如頻率、q因子等)的特性。
[0073]圖10是圖示生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)的方法1000的流程圖。該方法1000根據(jù)磁場(chǎng)變化來(lái)生成傳感器輸出信號(hào)。該傳感器輸出信號(hào)與一個(gè)或者多個(gè)協(xié)議和/或規(guī)范相符而生成。
[0074]該方法1000在1002處開始，其中選擇第一電平和第二電平。選擇這些電平以與規(guī)范和/或通信協(xié)議相符。在一個(gè)示例中，與汽車系統(tǒng)通信協(xié)議相符而選擇第一電平為7mA并且選擇第二電平為14mA。
[0075]在塊1004響應(yīng)于輪胎振動(dòng)來(lái)生成磁場(chǎng)。輪胎振動(dòng)包括機(jī)輪的角度旋轉(zhuǎn)、徑向振動(dòng)等。在一個(gè)示例中，磁極輪附著到輪胎并且被配置用于生成磁場(chǎng)。
[0076]在塊1006根據(jù)磁場(chǎng)生成場(chǎng)傳感器輸出。該場(chǎng)傳感器輸出是模擬信號(hào)并且一般與選擇的第一電平和第二電平不相符。磁場(chǎng)傳感器、比如以上描述的傳感器208可以用來(lái)生成場(chǎng)傳感器輸出。
[0077]在塊1008根據(jù)場(chǎng)傳感器輸出來(lái)生成傳感器輸出信號(hào)。該傳感器輸出信號(hào)與選擇的第一電平和第二電平相符來(lái)生成。例如該傳感器輸出信號(hào)可以與用于汽車協(xié)議的電流限制要求相符。在另一示例中，第一電平和第二電平對(duì)應(yīng)于較高和較低功率限制或者電壓。該傳感器輸出信號(hào)可以是模擬、數(shù)字和/或二者的組合。在一個(gè)示例中，該傳感器輸出信號(hào)根據(jù)場(chǎng)傳感器輸出來(lái)縮放以與選擇的電平相符。
[0078]該傳感器輸出信號(hào)然后可以被利用和/或被分析以獲得速度和/或增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)或者參數(shù)。該增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)具有比其它方式相對(duì)較高的信噪比。
[0079]盡管以下圖示和描述方法1000為系列動(dòng)作或者事件，但是將理解不會(huì)在限制意義上解釋這樣的動(dòng)作或者事件的所示順序。例如一些動(dòng)作可以按照不同順序出現(xiàn)和/或與除了這里圖示和/或描述的動(dòng)作或者事件之外的其它動(dòng)作或者事件并行出現(xiàn)。此外，并非所有所示動(dòng)作都可能是實(shí)施這里的公開內(nèi)容的一個(gè)或者多個(gè)方面或者實(shí)施例而需要的。另夕卜，可以在一個(gè)或者多個(gè)分離動(dòng)作和/或階段中執(zhí)行這里描繪的動(dòng)作中的一個(gè)或者多個(gè)動(dòng)作。
[0080]理解的是要求保護(hù)的主題內(nèi)容可以使用標(biāo)準(zhǔn)編程和/或工程技術(shù)來(lái)實(shí)施為方法、裝置或者制造品以產(chǎn)生軟件、固件、硬件或者其任何組合以控制計(jì)算機(jī)實(shí)施公開的主題內(nèi)容(例如圖1、2等中所示系統(tǒng)是可以用來(lái)實(shí)施方法100的系統(tǒng)的非限制示例)。如這里所用術(shù)語(yǔ)“制造品”旨在涵蓋從任何計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載體或者介質(zhì)可訪問的人計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)可以對(duì)這一配置進(jìn)行許多修改而未脫離要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍或者精神實(shí)質(zhì)。
[0081]測(cè)量系統(tǒng)包括速度附加傳感器和控制單元。該速度附加傳感器被配置用于響應(yīng)于速度和諧振特性來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)。該速度附加傳感器也被配置用于生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)。該控制單元也被配置用于接收傳感器輸出信號(hào)。
[0082]測(cè)量系統(tǒng)包括磁場(chǎng)傳感器、求和部件和電流調(diào)制部件。該場(chǎng)傳感器被配置用于測(cè)量磁場(chǎng)并且生成場(chǎng)傳感器輸出。該求和部件被配置用于將偏移與場(chǎng)傳感器輸出組合以提供修改的傳感器輸出。該電流調(diào)制部件被配置用于根據(jù)修改的傳感器輸出來(lái)生成傳感器輸出信號(hào)。該傳感器輸出信號(hào)具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。
[0083]公開了一種生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)的方法。選擇第一電流電平和第二電流電平。響應(yīng)于輪胎振動(dòng)來(lái)生成磁場(chǎng)。根據(jù)該磁場(chǎng)生成場(chǎng)傳感器輸出。根據(jù)選擇的第一電平和第二電平、根據(jù)該場(chǎng)傳感器輸出來(lái)生成傳感器輸出信號(hào)。該傳感器輸出信號(hào)包括速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。
[0084]具體關(guān)于以上描述的部件或者結(jié)構(gòu)(組件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能。用來(lái)描述這樣的部件的術(shù)語(yǔ)(包括引用“裝置”)除非另有指示則旨在于對(duì)應(yīng)于執(zhí)行描述的部件的指定功能(例如在功能上等效)的任何部件或者結(jié)構(gòu)，即使未在結(jié)構(gòu)上等效于在本發(fā)明的這里所示示例實(shí)現(xiàn)方式中執(zhí)行該功能的公開的結(jié)構(gòu)。此外，盡管已經(jīng)關(guān)于若干實(shí)現(xiàn)方式中的僅一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式公開本發(fā)明的特定特征，但是這樣的特征可以如對(duì)于任何給定或者特定應(yīng)用而言可以期望和有利的那樣與其它實(shí)現(xiàn)方式中的一個(gè)或者多個(gè)其它特征組合。另外，在具體描述和權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“包括(include) ”、“具有”或者其變化的程度上，這樣的術(shù)語(yǔ)旨在于以與術(shù)語(yǔ)“包括(comprise) ”相似的方式為包含意義。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量系統(tǒng)，包括: 速度附加傳感器，被配置用于響應(yīng)于速度和諧振特性檢測(cè)磁場(chǎng)并且生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)；以及 控制單元，被配置用于接收所述傳感器輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述磁場(chǎng)響應(yīng)于受輪胎振動(dòng)影響的機(jī)輪旋轉(zhuǎn)來(lái)生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述速度附加傳感器包括磁極輪并且被配置用于響應(yīng)于輪胎的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)來(lái)生成所述磁場(chǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述諧振特性包括影響機(jī)輪的旋轉(zhuǎn)速度的至少一個(gè)振動(dòng)模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述速度附加傳感器包括被配置用于根據(jù)協(xié)議生成所述輸出信號(hào)的接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述協(xié)議包括第一電流電平和第二電流電平，并且其中在所述第一電流電平和所述第二電流電平內(nèi)生成所述傳感器輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器輸出信號(hào)是模擬信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器輸出信號(hào)包括數(shù)字分量和模擬分量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器輸出信號(hào)包括根據(jù)速度測(cè)量信號(hào)移位的數(shù)字信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器輸出信號(hào)包括至少三個(gè)電平。
11.一種測(cè)量系統(tǒng)，包括: 磁場(chǎng)傳感器，被配置用于測(cè)量磁場(chǎng)并且生成場(chǎng)傳感器輸出； 求和部件，被配置用于將偏移與所述場(chǎng)傳感器輸出組合以提供修改的傳感器輸出；以及 電流調(diào)制部件，被配置用于根據(jù)所述修改的傳感器輸出生成傳感器輸出信號(hào)，所述傳感器輸出信號(hào)具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述電流調(diào)制部件被配置用于根據(jù)具有較低電平和較高電平的協(xié)議生成所述傳感器輸出信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括放大器，被配置用于根據(jù)增益因子縮放所述場(chǎng)傳感器輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括增益調(diào)整部件，被配置用于根據(jù)所述修改的傳感器輸出來(lái)生成所述增益因子。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，被配置用于將所述修改的傳感器輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述電流調(diào)制部件被配置用于利用所述數(shù)字傳感器輸出以生成所述傳感器輸出信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括偏移調(diào)整部件，被配置用于根據(jù)所述數(shù)字傳感器輸出來(lái)生成所述偏移。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括速度測(cè)量部件，被配置用于根據(jù)所述修改的傳感器輸出來(lái)生成模擬速度測(cè)量。
19.一種生成具有速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號(hào)的方法，包括: 選擇第一電流電平和第二電流電平； 響應(yīng)于受輪胎振動(dòng)影響的旋轉(zhuǎn)來(lái)生成磁場(chǎng)； 根據(jù)所述磁場(chǎng)生成場(chǎng)傳感器輸出；以及 根據(jù)選擇的所述第一電流電平和所述第二電流電平、根據(jù)所述場(chǎng)傳感器輸出來(lái)生成傳感器輸出信號(hào)，其中所述傳感器輸出信號(hào)包括速度數(shù)據(jù)和增強(qiáng)的諧振數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括根據(jù)偏移和/或增益調(diào)整所述場(chǎng)傳感器輸出。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括分析所述傳感器輸出信號(hào)并且檢測(cè)諧振參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01P3/44GK104181325SQ201410175350
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】D·哈默施密特 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司