CN101542906A - 用来识别脉冲的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
当扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)与预定的基准扫描值(REF)偏离至少一个预定的净值(MDIFF)时,通过分别向转换值(TW)的序列(FT)添加代表扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)的转换值(TW)来将扫描值(AW)的序列(FA)转换成转换值(TW)的序列(FT)。与预定的基准扫描值(REF)偏离至少预定的净值(MDIFF)的扫描值(AW)的序列(FA)的当前的扫描值(AW)被预设作为用于后续的当前扫描值(AW)的预定的基准扫描值(REF)。基于转换值(TW)的序列(FT)来测定移动平均值(M)。根据该移动平均值(M)来识别脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于识别脉冲并且尤其是用于识别通过脉冲发生器轮和传感器产生的脉冲的方法和装置,该传感器例如包括有霍尔元件,用于测定转速,尤其是机动车的传动装置中的转速。
背景技术
在EP 1 111 392 A1中公开通过用于漂移补偿的可匹配的开关阈值(Schaltschwelle)来检测旋转轮的转速和角位。传感器无接触地扫描轮子的扫描标记并产生一个脉冲序列。脉冲的幅值在比较器中与具有同步检波器和滤波器的评估电路与可变的开关阈值进行比较。当满足一个或者多个条件时,为了得到尽可能准确的测量结果并且最大程度上补偿传感器的偏移以及长期漂移,开关阈值被调整。
在DE 699 10741 T2中公开了一种用于确定在磁场中的变化的电路。由磁场传感器的输出信号产生差动信号。对差动信号的峰值进行识别和跟踪。设有阈值调整电路用于根据差动信号的大小来调整阈值。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于识别脉冲的可靠的方法和装置。
该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的有利的改进方案见从属权利要求。
本发明的特征在于一种用于识别在输入信号中的脉冲的方法和相应的装置。当扫描值的序列的当前扫描值与预定的基准扫描值偏离至少预定的净值时,通过分别向转换值的序列添加代表扫描值的序列的当前扫描值的转换值来将基于输入信号而构成或者由输入信号构成的扫描值的序列转换成转换值的序列。与预定的基准扫描值偏离至少预定的净值的扫描值的序列的当前扫描值被预设作为用于后续的当前扫描值的预定的基准扫描值。基于转换值的序列求出移动平均值。基于该移动平均值识别出输入信号中的脉冲。
例如基于移动平均值预设一个用于识别脉冲的阈值,移动平均值尤其也可以直接构成阈值。其优点在于,通过转换可以从扫描值的序列中抽取十分之一。因此对于进一步处理来说,在与扫描值的数量进行比较时只需要存储和考虑少量的转换值。因此,所述装置可以非常简单和廉价地设计。尤其是该装置因此可以简单地和廉价地在一种特定应用的集成电路里实现,这种电路也可以称为ASIC(特定用途集成电路)。然而这种方法也可以作为一种程序来实现,该程序例如可以在一个微控制器上执行。
另一个优点在于,与脉冲的频率相比可以缓慢变化的幅值偏差(也可以称为偏移或者称为漂移)可以简单而可靠地得以补偿。这也尤其适用于在输入信号消失和/或幅值偏差大于脉冲的幅值时。此外,当脉冲的频率动态变化大,例如当脉冲的频率可以在大致1Hz和10kHz之间变化时,也可以可靠地实现补偿。该方法和装置尤其是适用于识别脉冲,这些脉冲被用来求出在机动车的传动装置中的转速并且该脉冲通过利用静力学的传感器原理采用永磁铁和霍尔元件作为传感器来进行检测。幅值偏差例如由一种涡流制动引起。
在一种有利的设计方案中,与预定的基准扫描值偏离至少预定的净值的扫描值的序列中的当前扫描值被添加作为转换值的序列的转换值。其优点在于这特别简单。
在另一个有利的设计方案中求出至少一个脉冲的幅值。预定的净值基于所求出的至少一个脉冲的幅值和幅值段的预定的数量来进行预定,所求出的至少一个脉冲的幅值应该被分成这些幅值段。其优点在于,可以很简单地自动地进行预定的净值的调整。那就不必要人工进行调整了。因而可以节省成本。
在另一种有利的设计方案中,将输入信号或者由该输入信号导出的信号输送给阈值开关单元。此外,为阈值开关单元预定了移动平均值作为阈值或者基于移动平均值求出的阈值。阈值开关单元优选设计成数字的比较器,其将各自数字编码的扫描值与各自数字编码的阈值进行比较。其优点在于,这可以很简单和费用不大地实现。
附图说明
以下根据示意图对本发明的实施例进行说明。
图中示出:
图1是用于识别脉冲的装置;
图2是具有第一个时间变化曲线的扫描值的序列的曲线图;
图3A是具有第二时间变化曲线的扫描值的序列的曲线图;
图3B是具有时间变化曲线的转换值的序列的曲线图;
图4是用于识别脉冲的程序的流程图。
具体实施方式
相同结构或功能的部件在附图中以相同的标号示出。
设有一个传感器单元SENS用于检测信号(图1)。传感器单元SENS例如包括有霍尔元件并设计成产生取决于一个占有支配地位的磁场的该信号。例如通过一个布置在发生器轮处的永磁铁来产生磁场,该永磁铁固定在旋转的部件上,例如轴上。通过发生器轮的旋转而在信号中产生脉冲IMP,其频率取决于发生器轮的旋转速度。传感器单元SENS和发生器轮例如设置在传动装置中。基于脉冲IMP可以求出发生器轮和旋转部件的转速。
传感器单元SENS与信号处理单元SIG连接,检测到的信号可以输送给该信号处理单元。信号处理单元SIG优选设计成模拟地预先处理信号,例如放大或者滤波,信号处理单元SIG与数模转换单元ADW连接,预先处理的信号可以被输送给该转换单元ADW。数模转换单元ADW设计成将对检测到的和预先处理过的信号进行数字化,这就是说进行扫描。优选设有滤波器单元以及尤其是低通滤波单元TP,它对数字化的信号进行滤波并且尤其是低通滤波。
通过数模转换单元ADW而数字化的并且如果需要的话通过滤波单元进行了滤波的信号构成了扫描值AW的序列FA,它可以作为输入信号输入给一个装置用于识别脉冲IMP。扫描值AW的序列FA的第一个和第二个变化曲线例如在图2和3A中示出。装置在输入侧与滤波单元连接并包括有转换单元TRANS、平均单元MITT和阈值开关单元SS。也优选地设置有数据存储器DS用于对扫描值AW的序列FA的扫描值AW进行缓冲存储。
转换单元TRANS在输入侧与滤波单元和/或与数据存储器DS连接。输入信号可以被输送给转换单元TRANS。转换单元TRANS设计成用于将扫描值AW的序列FA转换成转换值TW的序列FT。转换值TW的序列FT的变化曲线例如示出于图3B中。转换包括从扫描值AW的序列FA中抽取十分之一,因此在转换值TW的序列FT中转换值TW的数量就小于在扫描值AW的序列FA中扫描值AW的数量。转换单元TRANS因此也可以称为十中取一单元。
平均单元MITT在输入侧与转换单元TRANS的输出侧连接,在该输出侧,该转换单元提供转换值TW的序列FT。平均单元MITT设计为用于形成基于转换值TW的序列FT的移动平均值M,例如作为所有转换值TW的算术平均值,它们位于转换值TW的预定宽度的或者预定数量的平均窗口之内,其中平均窗口在预定的步骤里通过转换值TW的序列FT而运动并且在输出侧提供各自求出的算术平均值作为移动平均值。但是也可以用其它方法来求出移动平均值M,例如回归的方法,就是取决于一个加权的、以前求出的移动平均值M和一个加权的、实际的转换值TW求出实际的移动平均值M。此外,平均单元MITT可以设计成基于移动平均值M来求出用于识别脉冲IMP的阈值,例如通过基于移动平均值M的变化曲线对阈值的匹配。然而,阈值优选由移动平均值M形成。优选分别通过如此多相互紧随的转换值TW来求出平均值,由此这些转换值一起都至少在一个脉冲IMP上延伸。因此,移动平均值M只跟随着信号的变化,这种变化比由于各自的脉冲IMP而引起的信号变化更慢。
阈值开关单元SS在输入侧与滤波单元连接,这就是说,低通滤波单元IP,或者与数据存储器DS连接。因此,扫描值AW的序列FA可以被输送给阈值开关单元SS。此外,阈值开关单元SS在输入侧与平均单元MITT连接。因此,阈值以及尤其是移动平均值M可以被输送给阈值开关单元SS。由此,阈值开关单元SS设计成用于识别基于阈值或者说移动平均值M的脉冲IMP。例如当扫描值AW的序列FA的一个扫描值AW大于阈值或者移动平均值M时,就识别出一个脉冲IMP。然而同样也可以预定,即当扫描值AW的序列FA的一个扫描值AW小于阈值或者说移动平均值M时,识别出一个脉冲IMP。此外,也可以预设有一种延迟,从而识别出超过该基于移动平均值M而预定的第一个阈值,并识别出低于该基于移动平均值M而预定的第二个阈值。此外,阈值开关单元SS设计成在输出侧提供已识别的脉冲IMP,例如数字值1或0的形式,这取决于,即是否已经识别出一个脉冲IMP或者没有识别出。阈值开关单元SS例如设计成一个数字式比较器,它将各个数字编码的扫描值AW与各个数字编码的阈值进行比较。
为了进一步对识别出的脉冲IMP进行处理例如可以设有一个分频器单元T,它设计为用于将识别出的脉冲IMP的频率减少一个预定的分频系数。此外,还可以设有一个脉冲形成部件PULS,用于提供在一定条件下适用于其它单元的已识别的脉冲IMB。此外,可以设有计算单元CPU,借助于该计算单元例如可以预设出预定的分频系数或者借助于该计算单元例如可以通过对参数的调整来触发,例如调整一个预定的净值,这个值对于将扫描值AW的序列FA转换成转换值TW的序列FT来说是必要的。计算单元CPU也可以设定用于控制数据存储器DS。
装置优选设计成数字电路,并且优选设计成一种特定应用的集成电路。特定应用的集成电路也可以包括有信号处理单元SIG和/或数模转换单元ADW和/或低通滤波单元TP和必要时也有分频器单元T和/或脉冲形成单元PULS和/或计算单元CPU和/或传感器单元SENS和尤其是霍尔元件。
图2示出扫描值AW的序列FA和附属的移动平均值M的第一种变化曲线。在图的时间轴上标出了扫描值AW的号码,在该曲线图中也就是说总共示出了1500个扫描值AW。图2中所示的第一种变化曲线例如可以按如下方法形成,即开始时以大致恒定速度行驶的机动车进行制动,例如利用了涡流制动。通过制动使机动车的速度降低,相应地转速也下降。相应地脉冲IMP的频率也下降。通过操纵涡流制动产生了一种升高的幅值偏差。然而对阈值,也就是说移动平均值M,可靠地进行跟踪,从而可以进一步可靠地识别脉冲IMP。
图3A示出扫描值AW的序列FA的第二种变化曲线,图3B示出转换值TW的序列FT的附属变化曲线。这样来进行转换,从而基于预定的基准扫描值REF求出一个随后的扫描值AW与预定的基准扫描值REF的差值DIFF。如果该差值DIFF超过了预定的净值MDIFF,那就将该扫描值AW作为转换值TW添加至转换值TW的序列FT中。此外,将这种扫描值AW预定为用于随后的扫描值AW的预定的基准扫描值REF。然而,如果差值DIFF并未超过预定的净值MDIFF,那么就相应地对于随后的扫描值AW求出与基准扫描值REF的差值DIFF,并与该预定的净值MDIFF进行比较。在图3A中那些它们的差值DIFF大于各自预定的参数扫描值REF的扫描值AW用一个小圆圈表示。在图3B中这些扫描值AW构成转换值TW。为了更加清楚地加以表示,各个紧随的转换值TW用一条线连接起来。
通过预定的净值MDIFF作为参数可以对转换产生影响。优选地预定,即自动地求出预定的净值MDIFF。为此优选预定,即求出至少一个脉冲IPM的幅值AMP,这通过求出一个最大值和一个最小值来实现。预定的净值MDIFF则优选通过将求出的幅值AMP除以一个幅值分段的预定数量来预定,求出的幅值AMP应该被细分成该预定数量的幅值分段。因此预定的净值MDIFF可以很简单地匹配于脉冲IMP的幅值AMP。
转换的优点在于,即得出一种具有基本不变的频率的脉冲序列用于求出移动的平均值M。不变的频率尤其是基本上与输入信号里的脉冲IMP的频率无关。因此移动平均值M可以精确和可靠地求出,并用于一个宽的频率范围。用于识别脉冲IMP的阈值也是相应精确和可靠的。那么也可以在输入信号消失时和在幅值偏差大的时候可靠地跟踪阈值。频率范围例如进行大约1Hz或10KHz。然而频率范围也可以设计成不同的。
图4示出一个用于识别脉冲IMP的程序流程图。该程序在第一步S1中开始。在该步骤S1中例如预设了预定的基准扫描值REF。例如将第一个扫描值AW预设为预定的基准扫描值REF。然而预定的基准扫描值REF也可以预定为不同的。
在步骤S2中提出,分别以预定的时间间隔来检测扫描值AW,并因此产生出扫描值AW的序列FA,如果该序列已经不可以使用了的话。在第三步S3中,形成差值DIFF作为在各自的当前扫描值AW和预定的基准扫描值REF之间的差值的净值。在步骤S4中进行校验,看差值DIFF是否大于预定的净值MDIFF。如果这个条件不能满足的话,那就用下一个当前扫描值AW在步骤S2或步骤S3里继续执行该程序。然而,如果在步骤S4中满足了条件,那就在步骤S5里将实际的扫描值AW选择作为下一个转换值TW并在步骤S6中将实际的扫描值AW添加给转换值TW的序列FT。然而也可以预定为取代实际的扫描值AW给转换值TW的序列FT添加一个值,该值基于当前扫描值AW求出。例如可以预定,即在这样求出的值作为转换值TW添加给转换值TW的序列FT之前,将实际的扫描值AW与一个预定的系数相乘和/或相加或者减去一个幅值偏差值。然而,也可以预定为当前扫描值AW的其它的或者另外的修改值。基于当前扫描值AW求出的并作为转换值TW添加给转换值TW序列FT的值则代表了当前扫描值AW。
在步骤S7中将当前扫描值AW预设为预定的基准扫描值REF用于随后的当前扫描值AW。在步骤S8里基于转换值TW的序列FT求出移动平均值。此外可以预定为,基于所求出的移动平均值M来求出阈值。在步骤S9中基于移动平均值M或者说基于阈值来识别出脉冲IMP。在步骤S2和S3中该程序继续用于下一个当前扫描值AW。
Claims (5)
1.一种用于识别在输入信号中的脉冲(IMP)的方法,在所述方法中:
-当扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)与预定的基准扫描值(REF)偏离至少预定的净值(MDIFF)时,通过分别向转换值(TW)的序列(FT)添加代表所述扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)的转换值(TW)来将基于所述输入信号而形成的或者由所述输入信号形成的所述扫描值(AW)的序列(FA)转换成所述转换值(TW)的序列(FT),
-与所述预定的基准扫描值(REF)偏离至少预定的净值(MDIFF)的所述扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)被预设作为用于后续的当前扫描值(AW)的预定的基准扫描值(REF),
-基于所述转换值(TW)的序列(FT)求出移动平均值(M),以及
-基于所述移动平均值(M)识别出在所述输入信号中的脉冲(IMP)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,将与所述预定的基准扫描值(REF)偏离至少预定的净值(MDIFF)的所述扫描值(AW)的序列(FA)的所述当前扫描值(AW)作为转换值(TW)添加给转换值(TW)的序列(FT)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中
-求出至少一个脉冲(IMP)的幅值(AMP)以及
-根据至少一个脉冲(IMP)的求出的幅值(AMP)和预定数量的幅值分段来预设所述预定的净值(MDIFF),至少一个脉冲(IMP)的求出的幅值(AMP)应该被分成所述预定数量的幅值分段。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,将所述输入信号或者由所述输入信号导出的信号输送给阈值开关单元(SS)并给所述阈值开关单元(SS)预设所述移动平均值(M)作为阈值或者基于所述移动平均值(M)求出的阈值。
5.一种用于识别在输入信号中的脉冲(IMP)的装置,所述装置被设计
-用于在扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)与预定的基准扫描值(REF)偏离至少预定的净值(MDIFF)时,通过分别向转换值(TW)的序列(FT)添加代表所述扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)的转换值(TW)来将基于所述输入信号形成的或者由所述输入信号形成的所述扫描值(AW)的序列(FA)转换成所述转换值(TW)的序列(FT),
-用于将与所述预定的基准扫描值(REF)偏离至少预定的净值(MDIFF)的所述扫描值(AW)的序列(FA)的当前扫描值(AW)预设作为用于后续的当前扫描值(AW)的预定的基准扫描值(REF),
-用于基于转换值(TW)的序列(FT)来求出移动平均值(M),
-用于基于所述移动平均值(M)识别出在所述输入信号中的脉冲(IMP)。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090923 |