[发明专利]具有基于整合的待发阈值的可变磁阻传感器接口

说明书

技术领域

本发明通常涉及可变磁阻传感器，更具体地说涉及带有基于整合的待发阈值的可变磁阻传感器接口。

背景技术

可变磁阻（VR）传感器被用于测量移动或旋转的铁磁物体的角位置和速度。一种这样的应用是汽车的曲轴。例如，铁的（基于铁的）齿轮被安装到曲轴，并且在曲轴旋转期间，VR传感器被用于感应每一个经过的轮齿。曲轴位置和上死点（TDC）被用于给包括点火和喷油定时等等的发动机电子控制设置发动机定时。TDC的设立通常与轮子的断齿相关。VR传感器通常包括线圈以及放置在靠近齿轮的偏置磁体，其中每一个经过VR传感器的轮齿改变了在线圈中转化为由线圈引起的感应电压的磁通量。VR传感器（VRS）接口感应并且调整电信号以导出定时参数。以这种方式，曲轴的旋转运动被转化为被用于确定曲轴的位置和速度的电信号。源自VR传感器的电压零交叉表示转轮的已知位置。

附图说明

本发明通过举例的方式说明并没有被附图所限制，在附图中相同的参考符号表示相同的元素。附图中的元素说明是为了简便以及清晰，不一定按比例绘制。

图1是根据接口连接VR传感器的一个实施例实施的带有基于整合的待发阈值的VRS接口的简化原理图和方框图；

图2是三个示例VRS信号相对于时间的时间曲线图，示出了持续时间和不同旋转速度的相应VRS脉冲信号峰值之间的关系；

图3是根据接口连接VR传感器的更具体的实施例实施的带有基于整合的待发阈值的VRS接口的简化原理图和方框图；以及

图4是示出了图3的VRS接口操作的时序图。

具体实施方式

下面的描述被提出以使本领域的普通技术人员在特定的应用范围和要求内制作并且使用本发明。然而，对优选实施例的各种修改对本领域所属技术人员来说将很明显，并且本发明限定的一般原理可以被应用于其它实施例。因此，本发明不旨在被限制为本发明所显示的和所描述的特定的实施例，但是将被授予与本发明公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

因机电系统的不同物理性质，例如同步和异步噪音、输入信号的动态范围、以及由老化和机械公差引起的信号变化，例如轮齿变化、VR传感器和轮齿布局之间的相对布局等等，使用源自VR传感器的电信号精确地确定位置变得更加困难。VR传感器的输出信号可能包括不同类型的噪音，例如白色噪音、随机或异步噪音、相关或同步噪音、突发噪音、骑于输入顶部的纹波噪音等等。VRS信号因此与信噪比（SNR）参数相关联。为了最小化零交叉事件的错误判定可能性，当传感器已知接近零交叉位置时，期望只允许启用零交叉检测器。允许启用零交叉检测器被称为“待发”检测器。正如本发明所描述的，传感器信号被积分并且与预定的待发阈值进行比较。已经确定，最佳的待发阈值应该随着速度变化以确保用于适当检测的SNR的足够的电平。积分信号与预定的待发阈值的比较有效地降低了错误地检测或者错过零交叉的可能性。

图1是根据接口连接VR传感器102的一个实施例被实施的带有基于整合的待发阈值的VRS接口100的简化方框图。在所示出的配置中，VR传感器102包括线圈以及相对于安装在曲轴（未显示）或其它旋转部件的触发器轮子正交放置的偏置磁体。触发器轮子可以由很多不同方式中的任何一种方式制作。在这个所示出的配置中，触发器轮子被配置为齿轮104；在齿轮104中，VR传感器102感应每一个经过的轮齿。随着齿轮104的旋转，每一个经过的轮齿改变了穿过线圈的偏置磁体的磁通量，并且线圈将变化的磁通量转化为电信号VRS。

本发明这里所示出的电信号VRS的形式与正弦波形近似，其中带有中间“零”交叉点，正脉冲后边跟着负脉冲。VRS信号的实际形状和形式取决于不同系统参数，例如轮齿的形状和配置、VR传感器102的位置和方向等等，并且不限制于正弦形式。线圈，并且因此VRS信号参考参考电压电平REF。REF可以是任何合适的正、负或地面（例如，0伏）电压电平。当VRS信号通过正负脉冲之间的REF时，零交叉点出现。

VRS信号被提供给积分器电路106的输入以及零检测电路108的输入。积分器电路106接收重置信号RET并且给比较器电路110的输入提供积分信号INT。比较器电路110将INT与阈值TH进行比较并且给检测电路112的一个输入提供待发信号ARM。零检测电路108将VRS与REF进行比较并且给检测电路112的另一个输入提供零检测信号ZD。检测电路输出交叉检测信号CD和重置信号RST。