[发明专利]用于磁场传感器的输出切换系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求2012年5月7日提交的美国临时专利申请号61/643，677的优先权，其通过引用整体地结合于本文中。

技术领域

本发明大体上涉及传感器并且更具体地涉及用于磁传感器的输出切换系统和方法。

背景技术

磁场传感器具有许多应用，其中的一个是汽车引擎管理应用。比如，与旋转的齿轮或极轮相关联的磁场传感器以及背偏置磁铁能够被用来感测凸轮轴的定位和/或旋转。

为了减少引擎排放，引擎的更精确控制是所期望的。这能够至少部分地由性能更好的、更精确的传感器提供，诸如提供改进的输出切换并且更少依赖于旋转元件和传感器的相对定位的那些传感器，因为传感器信号依赖于磁场的强度以及传感器和目标元件之间的距离两者。

用于确定输出切换阈值的传统解决方法典型地是反应性的，基于作为对电流信号特性的反应的缓慢调节。通常采取的两个方案中的一个：在整个模式之内设定单个阈值，其中在总体模式改变之后缓慢适配（缓慢反应性算法），如在图1A中示出；或依据上一对的信号最大值和信号最小值持续地适配（快速反应性算法），如在图1B中示出。虽然这些方案能够分别改进相位可重复性和振摆（run-out）（即不居中在轴上的齿轮或极轮的晃动）以及鲁棒性（幅度调制），但是它们提供次优的相位精确性。而且，并且参考图2，描绘了能够用于以上提及的凸轮轴示例的传统的传感器信号处理系统的概念图。该输出改变状态所处的点由反馈信号的数量定义，所述反馈信号由偏移调节回路提供。由在正向信号路径（模拟信号处理块）中存在的抗混叠滤波器（anti-aliasing filter）确定的缓慢回路响应将偏移调节回路中更新的定时和数量约束到优选地非常小的更新。该缓慢响应能够导致不期望的寄生切换。

因此，存在对于改进的输出切换系统和方法的需要。

发明内容

实施例涉及诸如用于传感器的最优切换阈值确定系统和方法。

在实施例中，传感器系统包括：目标轮，所述目标轮包括多个目标元件；以及传感器，所述传感器包括耦合到传感器电路的传感器元件，传感器元件配置成感测目标轮的旋转并且为多个目标元件中的每一个提供包括最大值和最小值的输出信号，传感器电路配置成使用与多个目标元件中的一个有关的至少一个最大值和至少一个最小值以预测用于多个目标元件中的该一个的将来实例（instance）的最优切换阈值。

在实施例中，方法包括：通过传感器元件在目标轮的第一旋转期间检测针对每个目标元件的最大值和最小值；并且使用与特定目标元件有关的至少一个最大值和至少一个最小值以预测用于该目标元件在目标轮的至少一个随后旋转中的最优切换阈值。

在实施例中，传感器包括：传感器元件，所述传感器元件配置成提供输入信号；以及传感器电路，所述传感器电路耦合到所述传感器元件以接收输入信号，传感器电路包括比较器，所述比较器配置成将所述输入信号的部分与对输入信号的该部分预测的最优切换阈值比较并且依赖于该比较来切换传感器电路的输出。

附图说明

考虑到下面对本发明的各种实施例的详细的说明连同附图一起，可以更完全地理解本发明，在附图中：

图1A是与传统的单个阈值实施例有关的信号图。

图1B是与传统的反应性阈值实施例有关的信号图。

图2是与传统的阈值确定电路有关的电路框图。

图3是依据实施例的目标轮和传感器系统的框图。

图4是依据实施例的预测性最优切换阈值确定系统和方法的信号图。

图5A是依据实施例的预测性最优切换阈值确定系统和方法的信号图。

图5B是依据实施例的预测性最优切换阈值确定系统和方法的信号图。

图5C是依据实施例的预测性最优切换阈值确定系统和方法的信号图。

图6是依据实施例的预测性最优切换阈值确定系统和方法的信号图。

图7是依据实施例的电路框图。

图8A是依据实施例的电路框图。

图8B是依据图8A的实施例的预测性最优切换阈值确定系统和方法的信号图。

虽然本发明顺从各种修改和替选形式，但是其细节借助于示例在附图中已被示出并且将被详细描述。然而应该理解的是，意图不是要将本发明限制于所描述的特定实施例。相反地，意图是覆盖落在如由所附权利要求定义的本发明的精神和范围之内的所有的修改、等价物和替选方案。

具体实施方式