用于磁場(chǎng)傳感器的輸出切換系統(tǒng)和方法
【專利摘要】實(shí)施例涉及用于傳感器（比如磁場(chǎng)傳感器）的預(yù)測(cè)性的輸出切換閾值確定系統(tǒng)和方法。在實(shí)施例中，分別針對(duì)鐵磁齒輪或極輪的每個(gè)齒或極預(yù)測(cè)性地確定而不是反應(yīng)性地確定至少一個(gè)單獨(dú)切換閾值。比如，在一個(gè)實(shí)施例中，齒或極的個(gè)數(shù)被編程，并且在輪的旋轉(zhuǎn)期間用于每個(gè)齒或極的最優(yōu)閾值被確定。用于每個(gè)齒的確定的最優(yōu)閾值然后在輪的至少一個(gè)隨后旋轉(zhuǎn)中被用于該齒，其中在將來隨后旋轉(zhuǎn)中可選地進(jìn)行校準(zhǔn)。因此在實(shí)施例中，閾值對(duì)每個(gè)單獨(dú)齒或極是預(yù)測(cè)性的而不是對(duì)相鄰齒或極是反應(yīng)性的。
【專利說明】用于磁場(chǎng)傳感器的輸出切換系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2012年5月7日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/643,677的優(yōu)先權(quán)，其通過引用整體地結(jié)合于本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明大體上涉及傳感器并且更具體地涉及用于磁傳感器的輸出切換系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0003]磁場(chǎng)傳感器具有許多應(yīng)用，其中的一個(gè)是汽車引擎管理應(yīng)用。比如，與旋轉(zhuǎn)的齒輪或極輪相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)傳感器以及背偏置磁鐵能夠被用來感測(cè)凸輪軸的定位和/或旋轉(zhuǎn)。
[0004]為了減少引擎排放，引擎的更精確控制是所期望的。這能夠至少部分地由性能更好的、更精確的傳感器提供，諸如提供改進(jìn)的輸出切換并且更少依賴于旋轉(zhuǎn)元件和傳感器的相對(duì)定位的那些傳感器，因?yàn)閭鞲衅餍盘?hào)依賴于磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及傳感器和目標(biāo)元件之間的距離兩者。
[0005]用于確定輸出切換閾值的傳統(tǒng)解決方法典型地是反應(yīng)性的，基于作為對(duì)電流信號(hào)特性的反應(yīng)的緩慢調(diào)節(jié)。通常采取的兩個(gè)方案中的一個(gè):在整個(gè)模式之內(nèi)設(shè)定單個(gè)閾值，其中在總體模式改變之后緩慢適配(緩慢反應(yīng)性算法)，如在圖1A中示出；或依據(jù)上一對(duì)的信號(hào)最大值和信號(hào)最小值持續(xù)地適配(快速反應(yīng)性算法)，如在圖1B中示出。雖然這些方案能夠分別改進(jìn)相位可重復(fù)性和振擺(run-out)(即不居中在軸上的齒輪或極輪的晃動(dòng))以及魯棒性(幅度調(diào)制)，但是它們提供次優(yōu)的相位精確性。而且，并且參考圖2，描繪了能夠用于以上提及的凸輪軸示例的傳統(tǒng)的傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)的概念圖。該輸出改變狀態(tài)所處的點(diǎn)由反饋信號(hào)的數(shù)量定義，所述反饋信號(hào)由偏移調(diào)節(jié)回路提供。由在正向信號(hào)路徑(模擬信號(hào)處理塊)中存在的抗混疊濾波器(ant1-aliasing filter)確定的緩慢回路響應(yīng)將偏移調(diào)節(jié)回路中更新的定時(shí)和數(shù)量約束到優(yōu)選地非常小的更新。該緩慢響應(yīng)能夠?qū)е虏黄谕募纳袚Q。
[0006]因此，存在對(duì)于改進(jìn)的輸出切換系統(tǒng)和方法的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實(shí)施例涉及諸如用于傳感器的最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法。
[0008]在實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)包括:目標(biāo)輪，所述目標(biāo)輪包括多個(gè)目標(biāo)元件；以及傳感器，所述傳感器包括耦合到傳感器電路的傳感器元件，傳感器元件配置成感測(cè)目標(biāo)輪的旋轉(zhuǎn)并且為多個(gè)目標(biāo)元件中的每一個(gè)提供包括最大值和最小值的輸出信號(hào)，傳感器電路配置成使用與多個(gè)目標(biāo)元件中的一個(gè)有關(guān)的至少一個(gè)最大值和至少一個(gè)最小值以預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的將來實(shí)例(instance)的最優(yōu)切換閾值。
[0009]在實(shí)施例中，方法包括:通過傳感器元件在目標(biāo)輪的第一旋轉(zhuǎn)期間檢測(cè)針對(duì)每個(gè)目標(biāo)元件的最大值和最小值；并且使用與特定目標(biāo)元件有關(guān)的至少一個(gè)最大值和至少一個(gè)最小值以預(yù)測(cè)用于該目標(biāo)元件在目標(biāo)輪的至少一個(gè)隨后旋轉(zhuǎn)中的最優(yōu)切換閾值。
[0010]在實(shí)施例中，傳感器包括:傳感器元件，所述傳感器元件配置成提供輸入信號(hào)；以及傳感器電路，所述傳感器電路耦合到所述傳感器元件以接收輸入信號(hào)，傳感器電路包括比較器，所述比較器配置成將所述輸入信號(hào)的部分與對(duì)輸入信號(hào)的該部分預(yù)測(cè)的最優(yōu)切換閾值比較并且依賴于該比較來切換傳感器電路的輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]考慮到下面對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)的說明連同附圖一起，可以更完全地理解本發(fā)明，在附圖中:
圖1A是與傳統(tǒng)的單個(gè)閾值實(shí)施例有關(guān)的信號(hào)圖。
[0012]圖1B是與傳統(tǒng)的反應(yīng)性閾值實(shí)施例有關(guān)的信號(hào)圖。
[0013]圖2是與傳統(tǒng)的閾值確定電路有關(guān)的電路框圖。
[0014]圖3是依據(jù)實(shí)施例的目標(biāo)輪和傳感器系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖4是依據(jù)實(shí)施例的預(yù)測(cè)性最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法的信號(hào)圖。
[0016]圖5A是依據(jù)實(shí)施例的預(yù)測(cè)性最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法的信號(hào)圖。
[0017]圖5B是依據(jù)實(shí)施例的預(yù)測(cè)性最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法的信號(hào)圖。
[0018]圖5C是依據(jù)實(shí)施例的預(yù)測(cè)性最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法的信號(hào)圖。
[0019]圖6是依據(jù)實(shí)施例的預(yù)測(cè)性最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法的信號(hào)圖。
[0020]圖7是依據(jù)實(shí)施例的電路框圖。
[0021 ] 圖8A是依據(jù)實(shí)施例的電路框圖。
[0022]圖8B是依據(jù)圖8A的實(shí)施例的預(yù)測(cè)性最優(yōu)切換閾值確定系統(tǒng)和方法的信號(hào)圖。
[0023]雖然本發(fā)明順從各種修改和替選形式，但是其細(xì)節(jié)借助于示例在附圖中已被示出并且將被詳細(xì)描述。然而應(yīng)該理解的是，意圖不是要將本發(fā)明限制于所描述的特定實(shí)施例。相反地，意圖是覆蓋落在如由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的所有的修改、等價(jià)物和替選方案。

【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例涉及用于傳感器(比如磁場(chǎng)傳感器)的預(yù)測(cè)性輸出切換閾值確定系統(tǒng)和方法。在實(shí)施例中，分別針對(duì)鐵磁齒輪或極輪中的每個(gè)齒或極預(yù)測(cè)性地確定而不是反應(yīng)性地確定至少一個(gè)單獨(dú)的切換閾值。比如，在一個(gè)實(shí)施例中，齒或極的個(gè)數(shù)被編程，并且用于每個(gè)齒或極的最優(yōu)閾值在輪的旋轉(zhuǎn)期間被確定。用于每個(gè)齒的確定的最優(yōu)閾值然后在輪的至少一個(gè)隨后旋轉(zhuǎn)中被用于該齒，其中在將來隨后旋轉(zhuǎn)中可選地進(jìn)行校準(zhǔn)。因此，在實(shí)施例中，閾值對(duì)每個(gè)單獨(dú)的齒或極是預(yù)測(cè)性的而不是對(duì)相鄰的齒或極是反應(yīng)性的。
[0025]實(shí)施例由此能夠提供改進(jìn)的相位精確性同時(shí)也更好校準(zhǔn)和/或補(bǔ)償振擺、傳感器和目標(biāo)輪之間的制造和定位容差。這些和其它實(shí)施例也提供如本文討論的額外的好處和優(yōu)點(diǎn)。
[0026]參考圖3，描繪了包括與目標(biāo)輪104間隔開的傳感器102的傳感器系統(tǒng)100。在實(shí)施例中，傳感器102包括諸如霍爾(Hall)效應(yīng)傳感器的磁場(chǎng)傳感器，盡管在實(shí)施例中傳感器102能夠包括其它傳感器類型。傳感器102也包括本文以下討論的信號(hào)處理電路。
[0027]在其中傳感器102包括磁場(chǎng)傳感器的實(shí)施例中，目標(biāo)輪104是鐵磁的并且包括齒輪(如在圖3中所描繪)、極輪或一些其它合適的目標(biāo)裝置。傳感器系統(tǒng)100也能夠包括背偏置磁鐵(未被描繪)。在其中使用某一其它類型的傳感器102的實(shí)施例中，目標(biāo)輪包括某一其它合適目標(biāo)，其旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)能夠被傳感器102檢測(cè)。在圖3描繪的實(shí)施例中，目標(biāo)輪104包括四個(gè)齒106，但是該個(gè)數(shù)在其它實(shí)施例中能夠更高或更低。為了方便，如在圖3中描繪的四齒輪貫穿本文將被用作示例目標(biāo)輪104，但是關(guān)于其它實(shí)施例絕不是被看作限制。在實(shí)施例中，齒或極的個(gè)數(shù)能夠被編程進(jìn)傳感器系統(tǒng)100的存儲(chǔ)器(諸如EEPR0M)，或齒的個(gè)數(shù)能夠被傳感器系統(tǒng)100檢測(cè)。
[0028]目標(biāo)輪104的每個(gè)齒106為了方便在圖3中被描繪為在尺寸上近似相等，即相對(duì)于目標(biāo)輪104的凹部108或剩余部具有大約相同的寬度和相同的高度。在實(shí)際中，齒106能夠有意或無意地彼此變化。比如，齒106能夠有意地彼此變化，以使得傳感器系統(tǒng)100能夠更容易地、確切地確定目標(biāo)輪104處于旋轉(zhuǎn)中的何處。齒106也能夠無意地彼此變化，比如因?yàn)橹圃烊莶罨蛉毕荨?br> [0029]在操作中，目標(biāo)輪104旋轉(zhuǎn)，從而生成能夠被傳感器102感測(cè)的變化磁場(chǎng)。參考圖4，由傳感器102感測(cè)的信號(hào)能夠類似信號(hào)110。與齒1-4中的每一個(gè)有關(guān)的信號(hào)110的部分在信號(hào)110以上被識(shí)別。如所描繪的信號(hào)I1表明四個(gè)齒之間的差異(在圖3中未被描繪)，以使得磁場(chǎng)的相對(duì)最大強(qiáng)度和相位在旋轉(zhuǎn)期間變化。最小的強(qiáng)度相對(duì)恒定，盡管在其它實(shí)施例中這也能夠變化。隨著目標(biāo)輪104旋轉(zhuǎn)以及被傳感器102檢測(cè)的磁場(chǎng)從高變化到低，傳感器系統(tǒng)100因此從高切換到低，或從開切換到關(guān)。
[0030]對(duì)于改進(jìn)的相位精確性，期望的是對(duì)于更小和更大的齒在幾何學(xué)上相同的點(diǎn)處從高切換到低，并且反之亦然。比如，在一個(gè)實(shí)施例中，最優(yōu)的是當(dāng)磁場(chǎng)到達(dá)特定齒的最大值的大約70%時(shí)(即當(dāng)幅度的K=0.7時(shí))從低切換到高。同樣地，然后能夠最優(yōu)的是當(dāng)磁場(chǎng)落到與該特定齒相關(guān)聯(lián)的場(chǎng)的最大值的70%以下時(shí)從高切換回到低。當(dāng)齒的尺寸變化時(shí)，K也能夠從齒到齒地變化，如通過在圖4中描繪的示例最優(yōu)閾值所圖解。
[0031]雖然K的值能夠針對(duì)傳感器系統(tǒng)100被編程，但是不實(shí)際的是(如果不是不可能的話)對(duì)相應(yīng)的最優(yōu)閾值編程，所述最優(yōu)閾值與用于傳感器系統(tǒng)100的每個(gè)實(shí)施的每個(gè)目標(biāo)輪104的每個(gè)單獨(dú)齒的該K相關(guān)聯(lián)。而且，因?yàn)檎駭[、溫度改變、定位和出于許多其它原因，最優(yōu)閾值能夠變化。
[0032]因此，在實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)100在目標(biāo)輪104的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)期間確定用于每個(gè)齒的最優(yōu)閾值。在實(shí)施例中，至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)能夠是目標(biāo)輪104的第一旋轉(zhuǎn)、目標(biāo)輪104的之前的旋轉(zhuǎn)或目標(biāo)輪104的當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)、或它們的一些組合。而且，傳感器系統(tǒng)100的實(shí)施例預(yù)測(cè)性地使用確定的最優(yōu)閾值，從而在隨后旋轉(zhuǎn)中將所述閾值應(yīng)用于相同齒的將來實(shí)例。為計(jì)及能夠在最優(yōu)閾值已經(jīng)被初始地確定之后在操作期間發(fā)生的事件，諸如溫度變化或其它能夠更改傳感器102和目標(biāo)輪104中的一者或兩者的定位的事件，最優(yōu)閾值能夠在將來旋轉(zhuǎn)中持續(xù)被預(yù)測(cè)性地確定以提供校準(zhǔn)。在實(shí)施例中，最優(yōu)閾值能夠每個(gè)旋轉(zhuǎn)或以某一其它間隔被再確定或被校準(zhǔn)，而在其它實(shí)施例中最優(yōu)閾值能夠被一次確定并且在正在進(jìn)行的基礎(chǔ)上被使用。不管是否實(shí)施被校準(zhǔn)，確定的最優(yōu)切換閾值被預(yù)測(cè)性地使用，即，它們?cè)谀繕?biāo)輪104的第一旋轉(zhuǎn)期間針對(duì)每個(gè)齒進(jìn)行確定并且在至少一個(gè)隨后旋轉(zhuǎn)中被應(yīng)用于該相同齒的將來實(shí)例。
[0033]參考圖5A,描繪了確定最優(yōu)切換閾值的一個(gè)方法。在圖5A的實(shí)施例中,傳感器系統(tǒng)100使用在齒I的第一旋轉(zhuǎn)期間的最大值和在該第一旋轉(zhuǎn)中齒1-4中的每一個(gè)的最小值的平均值，連同編程的或動(dòng)態(tài)確定的K值，以預(yù)測(cè)性地確定用于在隨后中齒I的下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)閾值。同樣地，傳感器系統(tǒng)100使用齒2的第一實(shí)例的最大值和齒1-4的第一實(shí)例的最小值的平均值以預(yù)測(cè)性地確定用于齒2的第二實(shí)例的最優(yōu)閾值。相似的方法論能夠被延伸以確定齒3和4的第二實(shí)例中的每一個(gè)的最優(yōu)切換閾值。
[0034]參考圖5B，描繪了另一個(gè)方法論，在其中齒的最大值和兩個(gè)相鄰的最小值被用來預(yù)測(cè)該齒的下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。比如，齒I的第一實(shí)例的最大值以及緊接地先于該最大值的最小值和緊接地跟隨該最大值的最小值，連同編程的K值，被用來預(yù)測(cè)齒I的第二實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。該相同的方案能夠被延伸用于其它齒。
[0035]圖5A和5B的實(shí)施例各自能夠提供如下實(shí)施例:所述實(shí)施例分別能夠?qū)τ谝粋€(gè)應(yīng)用或另一個(gè)應(yīng)用是更合適的。比如，圖5B能夠在實(shí)施例中具有更低的存儲(chǔ)器要求，因?yàn)樗械乃膫€(gè)最小值不需要被儲(chǔ)存以確定平均值，并且盡管在一些應(yīng)用中這能夠是有利的，但是在其它應(yīng)用中它可以不是決定性因素。從根本上，各種實(shí)施例提供能夠被考慮用于任何特定應(yīng)用的選擇范圍。
[0036]在實(shí)施例中，能夠使用圖5A和5B中的每一個(gè)的最小值/最大值對(duì)立面。比如，參考圖5A的方法，能夠使用單獨(dú)的最小值和最大值的平均值，或參考圖5B，能夠使用單獨(dú)的最小值和兩個(gè)相鄰的最大值。額外地，特定的方法論不需要是單一的，比如在實(shí)施例中傳感器系統(tǒng)100能夠在圖5A的方案和圖5B的方案之間交替，或在其它如所討論的方法論之間交替。在實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)100能夠利用兩個(gè)方法論以及給定應(yīng)用和/或條件而動(dòng)態(tài)地決定哪個(gè)將是最適合的能力來編程。
[0037]參考圖5C，在其它實(shí)施例中不僅對(duì)于每個(gè)齒或極而且對(duì)于每個(gè)沿能夠確定不同的最優(yōu)切換閾值，例如用于相同的齒或極的上升沿比對(duì)下降沿的不同的最優(yōu)切換閾值。因此，在圖3的實(shí)施例中(在其中目標(biāo)輪104包括四個(gè)齒106)，傳感器系統(tǒng)100將計(jì)算八個(gè)最優(yōu)切換閾值，兩個(gè)閾值對(duì)于每個(gè)齒106。
[0038]參考圖6，也必須考慮從一個(gè)最優(yōu)閾值切換到用于下面齒的下一個(gè)最優(yōu)閾值的定時(shí)。在最優(yōu)閾值和提供給偏移調(diào)節(jié)回路的反饋的數(shù)量之間的差異被描繪為增量(delta)閾值。從當(dāng)前最優(yōu)閾值切換到下一個(gè)最優(yōu)閾值的過程(包含定時(shí))在實(shí)施例中被最優(yōu)地觸發(fā)以避免寄生切換或切換到錯(cuò)誤的閾值。該最優(yōu)觸發(fā)也能夠考慮在傳感器系統(tǒng)100之內(nèi)的滯后效應(yīng)。因此，如圖6中所描繪，在實(shí)施例中能夠?qū)嵤┌踩珔^(qū)帶以阻止過早的切換。在一個(gè)實(shí)施例中，下一個(gè)閾值在下降沿上被傳送所處的點(diǎn)加上滯后因子定義每個(gè)安全區(qū)帶，其中安全區(qū)帶對(duì)于上升沿和下降沿兩者延伸。
[0039]滯后能夠以若干方法被應(yīng)對(duì)。在實(shí)施例中，滯后因子能夠被固定。比如，滯后因子能夠在傳感器系統(tǒng)100中基于在其中系統(tǒng)100將被實(shí)施的已知的應(yīng)用或情形被編程。在一個(gè)實(shí)施例中示例滯后值大約是3mT，盡管在其它實(shí)施例中這能夠變化。在其它實(shí)施例中，滯后因子能夠適配于信號(hào)幅度。在這些實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)100能夠被編程以使用與用于計(jì)算最優(yōu)閾值的相同的信息來內(nèi)部地計(jì)算滯后因子，假定滯后與信號(hào)幅度成比例。比如，在第一旋轉(zhuǎn)中(在其中最優(yōu)閾值被確定)傳感器系統(tǒng)100能夠使用最大值和最小值以確定幅度并且因此確定適合的滯后因子。如圖6中所描繪，切換點(diǎn)120然后能夠被識(shí)別，在該處傳感器系統(tǒng)100能夠切換要被使用的最優(yōu)閾值。
[0040]對(duì)于圖5C的實(shí)施例(在其中每個(gè)齒或極具有兩個(gè)最優(yōu)閾值，一個(gè)用于上升沿并且另一個(gè)用于下降沿)，傳感器系統(tǒng)100能夠基于儲(chǔ)存的對(duì)應(yīng)于特定上升沿或下降沿的最大值和最小值來持續(xù)地計(jì)算安全區(qū)帶。對(duì)于在兩個(gè)連續(xù)的閾值之間要發(fā)生的變化，可以實(shí)施在閾值上方的等價(jià)安全區(qū)帶，所述等價(jià)安全區(qū)帶也考慮滯后。
[0041]參考圖7，描繪了傳感器系統(tǒng)100的電路130的實(shí)施例。電路130接收來自傳感器元件(諸如之前討論的霍爾元件)的模擬輸入信號(hào)132。該信號(hào)被傳送經(jīng)過模擬信號(hào)處理塊134并且然后在模擬回路中被傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DCA)136用于(一個(gè)或多個(gè))最優(yōu)閾值的偏移調(diào)節(jié)和確定。在模擬信號(hào)處理134之后，該信號(hào)也被傳送到轉(zhuǎn)換器138，其中該信號(hào)與從與特定輸入信號(hào)132有關(guān)的齒或極的上一個(gè)實(shí)例確定的適合的預(yù)測(cè)性最優(yōu)閾值比較，所述特定輸入信號(hào)132被考慮以確定是否要進(jìn)行輸出切換140。
[0042]參考圖8，描繪了用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的電路150的另一個(gè)實(shí)施例以及相關(guān)的信號(hào)圖。參考圖8A,電路150包括兩系列移位寄存器152和154,每個(gè)系列用于最大值和最小值。電路150包括用于每個(gè)齒的每個(gè)系列152和154中的移位寄存器。因此圖8A的實(shí)施例各自包括四個(gè)，對(duì)應(yīng)于圖3的實(shí)施例。
[0043]移位寄存器152和154緩沖每個(gè)最大值和最小值并且將那些值傳送到DAC 156和158(被延遲目標(biāo)輪的一個(gè)旋轉(zhuǎn))。因此，參考圖8B，Bopl從Pk2和Pk3確定；Brpl由Pk3和Pk4確定，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期之前Pk2、Pk3和Pk4被確定并且被儲(chǔ)存。
[0044]實(shí)施例因此采用預(yù)測(cè)性的最優(yōu)閾值確定以改進(jìn)輸出信號(hào)切換性能。各種實(shí)施例能夠采用不同的信號(hào)因子(諸如最大值、最小值和/或一者或兩者的平均值)以預(yù)測(cè)性地確定與目標(biāo)輪的特定部分(例如齒或極)相關(guān)聯(lián)的最優(yōu)閾值，其中那些最優(yōu)閾值被實(shí)施用于目標(biāo)輪的至少一個(gè)將來旋轉(zhuǎn)。與傳統(tǒng)的單個(gè)閾值和/或反應(yīng)性系統(tǒng)相比，能夠提供如本文以上討論的多種優(yōu)點(diǎn)。
[0045]本文已經(jīng)討論了系統(tǒng)、裝置和方法的各種實(shí)施例。這些實(shí)施例被給定只作為示例并且不意圖限制本發(fā)明的范圍。而且應(yīng)該被意識(shí)到，已經(jīng)被描述的實(shí)施例的各種特征可以以各種方法組合以生成多種額外的實(shí)施例。而且盡管各種材料、尺度、形狀、配置和位置等已經(jīng)被描述用于與公開的實(shí)施例一起使用，但是可以采用除了公開的那些之外的其它材料、尺度、形狀、配置和位置而沒有超出本發(fā)明的范圍。
[0046]相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到，本發(fā)明可以包括比在以上描述的任何單獨(dú)實(shí)施例中圖解的更少的特征。本文描述的實(shí)施例不打算是對(duì)在其中可以組合本發(fā)明的各種特征的方法的詳盡無遺的展示。因此，實(shí)施例不是特征的相互排除的組合，而是本發(fā)明可以包括選自不同單獨(dú)實(shí)施例的不同單獨(dú)特征的組合，如被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解。而且關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的元件可以在其它實(shí)施例中實(shí)施，即使在這樣的實(shí)施例中未被描述時(shí)，除非另外指出。盡管從屬權(quán)利要求在權(quán)利要求中可以指的是與一個(gè)或多個(gè)其它權(quán)利要求的特定組合，但是其它實(shí)施例也可以包含從屬權(quán)利要求與每個(gè)其它從屬權(quán)利要求的主題內(nèi)容的組合或一個(gè)或多個(gè)特征與其它從屬權(quán)利要求或獨(dú)立權(quán)利要求的組合。本文提出這樣的組合，除非陳述不意圖于特定的組合。此外，也意圖于將權(quán)利要求的特征包含在任何其它獨(dú)立權(quán)利要求中，即使該權(quán)利要求不直接從屬于該獨(dú)立權(quán)利要求。
[0047]通過引用對(duì)以上文檔的任何結(jié)合被限制成使得沒有與本文的明確公開內(nèi)容相對(duì)立的主題內(nèi)容被結(jié)合。通過引用對(duì)以上文檔的任何結(jié)合被進(jìn)一步限制成使得沒有在文檔中包含的權(quán)利要求通過引用被結(jié)合于本文。通過引用對(duì)以上文檔的任何結(jié)合被又進(jìn)一步限制成使得在文檔中提供的任何定義不通過引用被結(jié)合于本文，除非本文明確地包含。
[0048]為了闡釋本發(fā)明的權(quán)利要求的目的，明確意圖的是35 U.S.C.的第112節(jié)第六款的條款不被援引，除非在權(quán)利要求中敘述了特定的術(shù)語“用于...的裝置”或“用于...的步驟”。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器系統(tǒng),包括: 目標(biāo)輪，包括多個(gè)目標(biāo)元件；以及 傳感器，包括耦合到傳感器電路的傳感器元件，傳感器元件配置成感測(cè)目標(biāo)輪的旋轉(zhuǎn)并且為多個(gè)目標(biāo)元件中的每一個(gè)提供包括最大值和最小值的輸出信號(hào)，傳感器電路配置成使用與多個(gè)目標(biāo)元件中的一個(gè)有關(guān)的至少一個(gè)最大值和至少一個(gè)最小值以預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的將來實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
2.權(quán)利要求1的所述傳感器系統(tǒng)，其中目標(biāo)輪包括極輪或齒輪中的一個(gè)并且目標(biāo)元件分別包括極或齒中的一個(gè)。
3.權(quán)利要求1或2的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器元件包括磁場(chǎng)傳感器元件。
4.權(quán)利要求3的所述傳感器系統(tǒng)，其中磁場(chǎng)傳感器元件包括霍爾元件。
5.權(quán)利要求3或4的所述傳感器系統(tǒng)，進(jìn)一步包括背偏置磁鐵。
6.權(quán)利要求1到5中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的將來實(shí)例的單個(gè)最優(yōu)閾值。
7.權(quán)利要求1到6中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的將來實(shí)例的上升沿最優(yōu)閾值和下降沿最優(yōu)閾值。
8.權(quán)利要求1到7中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成使用在一個(gè)旋轉(zhuǎn)中針對(duì)多個(gè)目標(biāo)元件中的一個(gè)的最大值和針對(duì)多個(gè)目標(biāo)元件的最小值的平均值以預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
9.權(quán)利要求1到8中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成使用針對(duì)多個(gè)目標(biāo)元件中的一個(gè)的最大值、緊接地先于最大值的最小值和緊接地跟隨最大值的最小值以預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
10.權(quán)利要求1到9中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成使用在一個(gè)旋轉(zhuǎn)中針對(duì)多個(gè)目標(biāo)元件中的一個(gè)的最小值和針對(duì)多個(gè)目標(biāo)元件的最大值的平均值以預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
11.權(quán)利要求1到10中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中所述傳感器電路被配置成使用針對(duì)多個(gè)目標(biāo)元件中的一個(gè)的最小值、緊接地先于最小值的最大值和緊接地跟隨最小值的最大值以預(yù)測(cè)用于多個(gè)目標(biāo)元件中的該一個(gè)的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
12.權(quán)利要求1到11中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成確定用于每個(gè)最優(yōu)閾值的安全區(qū)帶，安全區(qū)帶定義傳感器電路能夠從將輸出信號(hào)與當(dāng)前最優(yōu)閾值比較過渡到將輸出信號(hào)與隨后最優(yōu)閾值比較的點(diǎn)。
13.權(quán)利要求1到12中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中安全區(qū)帶包括滯后補(bǔ)償分量。
14.權(quán)利要求13的所述傳感器系統(tǒng)，其中滯后補(bǔ)償分量是預(yù)編程的。
15.權(quán)利要求13或14的所述傳感器系統(tǒng)，其中滯后補(bǔ)償分量由傳感器電路從信號(hào)幅度確定。
16.權(quán)利要求1到15中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng),其中傳感器電路包括模擬信號(hào)處理電路、比較器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
17.權(quán)利要求1到16中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中比較器被配置成將來自傳感器元件的輸出信號(hào)與最優(yōu)切換閾值比較。
18.權(quán)利要求1到17中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路包括多個(gè)移位寄存器，多個(gè)移位寄存器的第一子集各自被配置成儲(chǔ)存針對(duì)目標(biāo)元件中的一個(gè)的最大值，并且多個(gè)移位寄存器的第二子集各自被配置成儲(chǔ)存針對(duì)目標(biāo)元件中的一個(gè)的最小值，多個(gè)移位寄存器被配置成緩沖最大值和最小值直到與最大值和最小值的特定集合相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)元件的下一個(gè)實(shí)例。
19.權(quán)利要求1到18中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被配置成檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)元件的總個(gè)數(shù)。
20.權(quán)利要求1到19中的一個(gè)的所述傳感器系統(tǒng)，其中傳感器電路被預(yù)編程帶有多個(gè)目標(biāo)元件的總個(gè)數(shù)。
21.—種方法,包括: 通過傳感器元件在目標(biāo)輪的第一旋轉(zhuǎn)期間檢測(cè)針對(duì)每個(gè)目標(biāo)元件的最大值和最小值；并且 使用與特定目標(biāo)元件有關(guān)的至少一個(gè)最大值和至少一個(gè)最小值以預(yù)測(cè)在目標(biāo)輪的至少一個(gè)隨后旋轉(zhuǎn)中用于該目標(biāo)元件的最優(yōu)切換閾值。
22.權(quán)利要求21的所述方法，包括通過在所述目標(biāo)輪的每個(gè)旋轉(zhuǎn)中重復(fù)檢測(cè)和使用來校準(zhǔn)最優(yōu)切換閾值。
23.權(quán)利要求21或22的所述方法，其中使用包括使用針對(duì)特定目標(biāo)元件的最大值、緊接地先于最大值的最小值和緊接地跟隨最大值的最小值以預(yù)測(cè)用于特定目標(biāo)元件的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
24.權(quán)利要求21到23中的一個(gè)的所述方法，其中使用包括使用針對(duì)特定目標(biāo)元件的最小值、緊接地先于最小值的最大值和緊接地跟隨最小值的最大值以預(yù)測(cè)用于特定目標(biāo)元件的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
25.權(quán)利要求21到24中的一個(gè)的所述方法，其中使用包括使用來自第一旋轉(zhuǎn)、之前旋轉(zhuǎn)或當(dāng)前旋轉(zhuǎn)中的至少一個(gè)的針對(duì)特定目標(biāo)元件的最大值和最小值的平均值以預(yù)測(cè)用于特定目標(biāo)元件的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
26.權(quán)利要求21到25中的一個(gè)的所述方法，其中使用包括使用來自第一旋轉(zhuǎn)、之前旋轉(zhuǎn)或當(dāng)前旋轉(zhuǎn)中的至少一個(gè)的針對(duì)特定目標(biāo)元件的最小值和最大值的平均值以預(yù)測(cè)用于特定目標(biāo)元件的至少下一個(gè)實(shí)例的最優(yōu)切換閾值。
27.權(quán)利要求21到26中的一個(gè)的所述方法，進(jìn)一步包括確定用于最優(yōu)切換閾值的安全區(qū)帶，安全區(qū)帶定義從用于第一目標(biāo)元件的最優(yōu)切換閾值切換到用于下一個(gè)目標(biāo)元件的最優(yōu)切換閾值的點(diǎn)。
28.權(quán)利要求27的所述方法，其中確定安全區(qū)帶包括包含滯后因子。
29.權(quán)利要求28的所述方法，其中包含滯后因子包括使用預(yù)編程的滯后因子。
30.權(quán)利要求28或29的所述方法，其中包含滯后因子包括從針對(duì)目標(biāo)元件的最大值和最小值動(dòng)態(tài)地確定滯后因子。
31.一種傳感器，包括: 傳感器元件，配置成提供輸入信號(hào)；以及 傳感器電路，耦合到傳感器元件以接收輸入信號(hào)，傳感器電路包括比較器，所述比較器被配置成將輸入信號(hào)的部分與對(duì)輸入信號(hào)的部分預(yù)測(cè)的最優(yōu)切換閾值比較并且依賴于該比較來切換傳感器電路的輸出。
32.權(quán)利要求31的所述傳感器，其中傳感器元件包括磁場(chǎng)傳感器元件。
33.權(quán)利要求32的所述傳感器，其中磁場(chǎng)傳感器元件包括霍爾效應(yīng)元件。
34.權(quán)利要求31到33中的一個(gè)的所述傳感器，其中傳感器電路包括耦合在傳感器元件和比較器之間的模擬信號(hào)處理電路。
【文檔編號(hào)】G01D5/14GK104285129SQ201380024086
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】C-P.祖格蘭, R-C.邁爾圖, D-I-D.斯托伊卡, H.昂特斯泰納 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司