CN107121564B - 使用可变切换阈值用于提供输出 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用可变切换阈值用于提供输出。一种磁路可以包括磁性传感器。磁性传感器可以确定与计算可变切换阈值相关联的调节因数。所述可变切换阈值可以是可配置切换阈值，磁性传感器基于所述可配置切换阈值提供与对应于齿轮的旋转的速度信号相关联的输出。磁性传感器可以基于可变切换阈值提供与速度信号相关联的输出。

Description

使用可变切换阈值用于提供输出
背景技术
磁性传感器可以感测由诸如铁磁性齿轮之类的旋转磁轮产生的磁场。磁性传感器可以基于所感测到的磁场输出信号以便在识别磁轮的位置或者磁轮的旋转速度中使用。
发明内容
根据一些可能的实现方式，一种磁路可以包括磁性传感器以用来：确定与计算可变切换阈值相关联的调节因数，其中所述可变切换阈值可以是可配置切换阈值，磁性传感器基于所述可配置切换阈值提供与对应于齿轮的旋转的速度信号相关联的输出；以及基于可变切换阈值提供与速度信号相关联的输出。
根据一些可能的实现方式，一种传感器可以包括：一个或多个感测元件；以及用于以下步骤的处理器：确定与可配置切换阈值相关联的调节因数，其中所述可配置切换阈值可以是与提供输出信号相关联的阈值，所述输出信号与对应于由所述一个或多个感测元件检测到的分量的信号相关联；确定与所述信号相关联的最小信号值以及与信号相关联的最大信号值；基于所述最小信号值、最大信号值和调节因数计算所述可配置切换阈值；以及基于所述可配置切换阈值提供与所述信号相关联的输出信号。
根据一些可能的实现方式，一种方法可以包括：通过磁性传感器识别与确定可变切换阈值相关联的调节因数，其中所述可变切换阈值可以是与基于速度信号提供输出相关联的可配置切换阈值，所述速度信号对应于由磁性传感器感测到的磁场；以及由磁性传感器基于可变切换阈值提供与速度信号相关联的输出集合。
附图说明
图1A和1B是本文所描述的示例性实现方式的总览的图解；
图2是可以在其中实施本文所描述的装置的示例性环境的图解；
图3是包括在图2的示例性环境中的磁性传感器的示例性组件的图解；
图4是用于计算针对磁性传感器的可变切换阈值水平并且基于所述可变切换阈值水平提供输出的示例性过程的流程图；
图5是比较可以根据其识别出调节因数的对应于各种气隙尺寸的归一化速度信号的示例的图形表示；
图6是可以根据其识别出调节因数的对应于各种气隙尺寸的归一化速度信号的比较的示例的图形表示；
图7是与基于磁性传感器的操作模式计算可变切换阈值水平的磁性传感器相关联的示例的图形表示；以及
图8是与图4中示出的示例性过程有关的附加的示例性实现方式的图解。
具体实施方式
示例性实现方式的下面详细描述参照附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或类似的元件。
磁性传感器可以被用来确定例如汽车情境中的旋转物体（例如曲轴、凸轮轴或车轴）的速度和/或旋转角度。磁性传感器可以基于感测到存在于该磁性传感器处的磁场而提供输出。磁场可以由相对于磁性传感器定位的磁轮（诸如由铁磁性材料制成的齿轮）产生或畸变。作为特定示例，磁性传感器可以在对应于该磁性传感器处所存在的磁场强度的速度信号满足切换阈值（例如大于特定磁场强度）时提供第一输出（例如具有第一电压水平的信号、具有第一电流水平的信号），并且可以在所述速度信号不满足切换阈值时（例如当速度信号小于或等于特定磁场强度时）提供第二输出（例如具有第二电压水平的信号、具有第二电流水平的信号）。通常，所述切换阈值是被配置为速度信号的最大值与速度信号的最小值之间的差的一半的静态切换阈值（例如速度信号的零交叉点）。在该示例中，磁性传感器可以当速度信号跨过切换阈值时在第一输出与第二输出之间进行切换。
电子控制单元（ECU）可以接收由磁性传感器提供的输出，并且基于所述输出可以确定齿轮的速度和/或旋转角度（例如以便在控制一个或多个系统中使用）。由于速度和/或旋转角度是基于所述输出确定的，并且所述输出是基于与切换阈值相比较的速度信号提供的，因此重要的是磁性传感器准确地确定对应于齿轮的旋转的速度信号（例如从而可以准确地确定速度和/或旋转角度）。
在传统上，磁性传感器被实施为感测大体上垂直于齿轮旋转方向的方向上的磁场分量（在本文被称作z分量）的传感器，诸如差分霍尔传感器。在这种情况下，感测元件的集合（例如第一感测元件和第二感测元件）基于霍尔效应感测第一位置（例如磁性传感器的第一边缘）和第二位置（例如磁性传感器的第二边缘）处的磁场的z分量。在这里，磁性传感器可以在旋转物体的旋转期间把速度信号确定为由第一感测元件感测到的磁场分量强度与由第二感测元件感测到的磁场分量强度之间的差（例如Bz-diff=Bz1-Bz2）。
在这里，当磁性传感器识别出速度信号跨过静态切换阈值（例如Bz-diff=0 mT）时，磁性传感器可以从提供第一输出（例如具有第一电压水平的信号、具有第一电流水平的信号）切换到提供第二输出（例如具有第二电压水平的信号、具有第二电流水平的信号）。ECU可以基于由磁性传感器提供的输出确定旋转物体的速度和/或旋转角度。特别地，当磁性传感器感测磁场的z分量（与差分霍尔传感器一样）时，气隙（例如感测元件与尺寸之间的距离）的变化不会影响速度信号。换句话说，气隙的变化不会影响磁性传感器确定速度信号跨过静态切换阈值的位置。
然而，可能有利的是把磁性传感器实施为差分磁阻式（MR）传感器，而不是差分霍尔传感器。差分MR传感器例如基于各向异性磁阻（AMR）效应、巨磁阻（GMR）效应、隧道磁阻（TMR）效应等等来测量磁阻。把磁性传感器实施为差分MR传感器可能是有利的，因为基于MR的感测与基于霍尔的感测相比以更低的电流消耗提供了抖动性能。
然而，在差分MR传感器的情况下，磁性传感器可以包括感测元件的集合，其感测大体上平行于齿轮旋转方向并且基本上正交于磁场的z分量的方向上的磁场分量（在本文被称作磁场的x分量）。在这里，磁性传感器可以基于如由感测元件集合中的每一个感测元件感测到的磁场强度之间的差（例如Bx1-Bx2=Bx-diff）来确定速度信号。如上所述，磁性传感器可以基于识别出速度信号跨过静态切换阈值（例如Bx-diff=0 mT）而提供输出，ECU可以根据所述输出确定旋转物体的速度和/或旋转角度。特别地，虽然本文所描述的实现方式是在基于MR的传感器的情境中描述的，但是在一些实现方式中，可以使用能够感测磁场分量的另一类型的传感器，诸如基于霍尔的传感器、基于感应操作的可变磁阻（VR）传感器等等。
然而，气隙的变化可能会影响由差分MR传感器（不同于差分霍尔传感器）确定的速度信号。例如，由差分MR传感器对于第一气隙尺寸确定的速度信号的相位可能不同于由差分MR传感器对于第二（即不同的）气隙尺寸确定的速度信号的相位。换句话说，由于相位变化，与第一气隙尺寸相关联的速度信号的静态切换阈值交叉点可能不同于与第二气隙尺寸相关联的速度信号的静态切换阈值交叉点。静态切换阈值跨过位置的这一变化导致输出协议定时的改变，并且导致附加的问题，诸如点火定时的不准确性（例如在汽车情境中）。
可以有可能通过特别对于给定的情境设计齿轮（即，基于特定情境不同地设计齿轮）和/或通过特别对于给定的情境设计反向偏置（back-bias）磁体（例如基于特定情境不同地设计反向偏置磁体）减少这种相位变化。然而，这些解决方案可能会增加与设计和/或生产包括磁性传感器的磁路相关联的成本（例如金钱成本或材料成本）、时间量和/或复杂度。
本文所描述的实现方式涉及磁性传感器，所述磁性传感器能够确定并且配置可变切换阈值以用于提供与存在于该磁性传感器处的磁场相关联的输出。使用可变切换阈值减少了与磁性传感器相关联的气隙的变化对速度信号所造成的影响（例如相位变化），从而导致磁性传感器的性能得以改进（例如与使用静态切换阈值相比）。图1A和1B是本文所描述的示例性实现方式100的总览的图解。如图1A中的上方部分所示，示例性实现方式100可以包括：包括齿轮的磁路；包括第一感测元件（例如感测元件1）和第二感测元件（例如感测元件2）的磁性传感器；以及耦合到磁性传感器的反向偏置磁体。出于示例性实现方式100的目的，假设第一感测元件被配置成感测存在于第一感测元件处的磁场的x分量的强度（例如Bx1），并且第二感测元件被配置成感测存在于第二感测元件处的磁场的x分量的强度（例如Bx2）。如所示出，磁性传感器可以被定位成使得尺寸为dN的气隙存在于感测元件集合与齿轮之间。磁性传感器可以在齿轮旋转期间基于由第一感测元件和第二感测元件感测到的磁场的x分量的强度（例如Bx-diff=Bx1-Bx2）来确定速度信号（例如Bx-diff）。
如图1A的下方部分中所示，对于第一气隙尺寸（例如dN=d1），速度信号可以具有第一特定相位，如关于图1A的下方部分中的加有标签“d1”的线条所示出的那样。然而，如所示出的，对于第二气隙尺寸d2（例如dN=d2>d1），速度信号的相位可以不同于与尺寸为d1的气隙相关联的速度信号的相位。例如，当磁路具有尺寸为d2的气隙时，速度信号的静态切换阈值交叉点（例如零交叉点）可能会发生移位，如关于图1A的下方部分中的加有标签“d2”的线条所示出的那样。换句话说，相比于与尺寸为d1的气隙相关联的速度信号，速度信号可能包括针对尺寸为d2的气隙的相位变化。
如在图1A的下方部分中进一步示出的，对于第三气隙尺寸d3（例如dN=d3>d2），速度信号的相位可能会经历从与尺寸为d1的气隙相关联的相位增大的变化（例如相比于与尺寸为d2的气隙相关联的相位变化）。例如，当磁路具有尺寸为d3的气隙时，速度信号的静态切换阈值交叉点可能会甚至进一步移位，如关于图1A的下方部分中的加有标签“d3”的线条所示出的那样。换句话说，相比于与尺寸为d1的气隙相关联的速度信号以及与尺寸为d2的气隙相关联的速度信号二者，速度信号可能包括针对尺寸为d3的气隙的相位变化。照此，速度信号的相位对于不同的气隙尺寸可能不同。由于使用了静态切换阈值，这些相位变化可能导致以上所描述的问题。为了校正这种相位变化，磁性传感器可以能够确定并且配置与向ECU提供输出相关联的可变切换阈值，如下面所描述的那样。
出于图1B的目的，假设磁性传感器存储或者能够访问标识调节因数的信息，所述调节因数与计算可变切换阈值要被配置到的水平相关联。调节因数（有时被称作k因数或者被标识成变量“k”）可以包括对应于切换阈值的值，针对所述阈值，从与磁性传感器相关联的各种气隙所导致的速度信号中的相位变化是小的（例如与其他k因数相比）、被最小化（例如近似为零）、小于阈值量等等。例如，调节因数可以是一个值（例如从0.0到1.0）、百分比（例如从0%到100%）等等。可变切换阈值可以包括可配置切换阈值（例如在磁性传感器上可配置），磁性传感器在所述阈值处基于速度信号提供输出（而不是基于静态切换阈值提供输出，比如零交叉点）。
如图1B的上方部分中所示，磁性传感器可以在齿轮旋转期间确定最大速度信号强度（例如Bx-max）和最小速度信号强度（Bx-min）。如图进一步所示，磁性传感器可以基于k、Bx-min和Bx-max计算可变切换阈值要被配置到的水平（例如Bcal），并且可以相应地利用可变切换阈值水平对磁性传感器进行配置。例如，如图1B的下方部分中所示，磁性传感器可以把可变切换阈值水平计算为小于零的磁场强度（例如Bcal<0 mT）。在这里，磁性传感器可以把可变切换阈值配置为等于所计算出的水平的值。基于该配置，磁性传感器可以基于可变切换阈值（例如当Bx-diff=Bcal时）而不是速度信号的零交叉点（例如当Bx-diff=0时）提供输出。由于基于可变切换阈值而不是静态切换阈值来切换输出，可以对于各种气隙减少不同的气隙尺寸对速度信号相位的影响。
以该方式，磁性传感器可以确定并且配置减少与磁性传感器相关联的气隙中的变化对速度信号所造成的影响（例如相位变化）的可变切换阈值。这可以改进磁性传感器的性能（例如与使用静态切换阈值相比）。
如上所述，图1A和1B仅仅是作为示例而提供的。其他示例也是可能的，并且可以不同于关于图1A和1B所描述的情况。
特别地，虽然在磁场的Bx和Bz分量的情境中描述了图1A和1B，但是在一些实现方式中，也适用于磁场的其他方向（即，本文所描述的技术不限于磁场的Bx和Bz分量）。
图2是可以在其中实施本文所描述的装置的示例性环境200的图解。如图2中所示，环境200可以包括齿轮205、磁体210、磁性传感器215和ECU 220。
齿轮205可以包括包含齿的集合的轮。在一些实现方式中，齿轮205可以在旋转期间使得磁体210的磁场发生畸变，从而磁性传感器215可以感测与磁体210相关联的畸变的磁场。在一些实现方式中，齿轮205可以由铁磁性材料构成，并且可以产生磁场。在一些实现方式中，齿轮205可以附着到物体或者与该物体耦合，要针对该物体测量速度、旋转方向和/或位置，该物体诸如是圆柱结构（例如曲轴、凸轮轴或旋转圆柱体）、轮结构（例如与轮胎相关联）、轴（例如车轴）等等。
在一些实现方式中，齿轮205可以包括第一部段和第二部段，其中第一部段包括围绕齿轮205的圆周的第一部分的齿集合，第二部段不具有围绕齿轮205的圆周的第二部分的齿。在第一部段内，齿集合中的每一个齿可以通过特定宽度（在本文被称作齿间隙）分开，并且第二部段可以具有大于一个齿间隙的宽度（在本文被称作参考区）。在一些实现方式中，诸如在曲轴情境中，齿轮205可以包括对称齿轮，其中齿轮205的齿具有相同的宽度，并且齿轮205的齿间隙具有相同的宽度（除了参考区内的情况之外）。在一些实现方式中，诸如在凸轮轴情境中，齿轮205可以包括不对称齿轮，其中齿轮205的齿具有变化的宽度和/或齿轮205的齿间隙具有变化的宽度（例如不具有参考区）。
磁体210可以包括产生可以由磁性传感器215感测的磁场的磁体。在一些实现方式中，磁体210可以被定位成使得由磁体210产生的磁场被齿轮205畸变。另外或替换地，磁体210可以包括反向偏置磁体和/或可以被定位在磁性传感器215附近，被包括在磁性传感器215中以和/或附着到磁性传感器215。
磁性传感器215可以包括与传感器（诸如磁阻式（MR）传感器）的一个或多个组件相关联的外壳。在一些实现方式中，磁性传感器215可以连接到ECU 220，使得磁性传感器215可以经由一个或多个传送接口（例如电压接口或电流接口）和/或经由一个或多个输出端子向ECU 220提供与齿轮205相关联的输出。在一些实现方式中，磁性传感器215可以包括三线传感器（例如包括一个输出端子）、四线传感器（例如包括两个输出端子）等等。下面参照图3描述关于磁性传感器215的附加细节。
ECU 220可以包括与控制一个或多个电气系统和/或电气子系统（诸如包括在机动车辆中的一个或多个电气系统和/或一个电气子系统）相关联的设备。例如，ECU 220可以包括电子/引擎控制模块（ECM）、功率增益控制模块（PCM）、传动控制模块（TCM）、制动控制模块（BCM或EBCM）、中央控制模块（CCM）、中央定时模块（CTM）、通用电子模块（GEM）、车身控制模块（BCM）、悬挂控制模块（SCM）等等。
在一些实现方式中，ECU 220可以连接到磁性传感器215，使得ECU 220可以经由一个或多个传送接口和/或经由一个或多个输出端子接收与齿轮205的旋转相关联的输出。在一些实现方式中，ECU 220可以能够基于由磁性传感器215传送的信息对一个或多个电气系统和/或电气子系统进行校准、控制、调节等等。
在一些实现方式中，环境200的一个或多个项目可以被包括在磁路中。例如，磁路可以包括：磁性传感器215；磁性传感器215和齿轮205；磁性传感器215、齿轮205和磁体210等等。
在图2中示出的装置的数目和布置被提供作为一个示例。在实践中，与图2中所示出的装置相比可以存在附加的装置、更少的装置、不同的装置或者不同地布置的装置。此外，图2中示出的两个或更多个装置可以被实施在单个装置内，或者图2中示出的单个装置可以被实施为多个分布式装置。另外或替换地，环境200的装置集合（例如一个或多个装置）可以执行被描述为由环境200的另一装置集合所执行的一个或多个功能。
图3是包括在图2的示例性环境200中的磁性传感器215的示例性组件的图解。如所示出，磁性传感器215可以包括一组感测元件310、模拟到数字转换器（ADC）320、数字信号处理器（DSP）330、可选的存储器组件340以及数字接口350。
感测元件310可以包括一个或多个装置，所述一个或多个装置用于感测存在于磁性传感器215处的磁场（例如由磁体210生成的磁场）的分量的幅度。例如，感测元件310可以包括能够感测与齿轮205相关联的磁场的切向分量的MR感测元件。作为特定示例，感测元件310可以由磁阻性材料（例如镍铁（NiFe））构成，其中磁阻性材料的电阻可以取决于存在于所述磁阻性材料处的磁场的强度和/或方向。在这里，感测元件310可以基于AMR效应、GMR效应、TMR效应等等来测量磁阻。在一些实现方式中，感测元件310可以向ADC 320提供对应于外部磁场的模拟信号。
ADC 320可以包括模拟到数字转换器，所述模拟到数字转换器把来自一个或多个感测元件310的模拟信号转换成数字信号。例如，ADC 320可以把从一个或多个感测元件310接收的模拟信号转换成要由DSP 330处理的数字信号。ADC 320可以把数字信号提供到DSP330。在一些实现方式中，磁性传感器215可以包括一个或多个ADC 320。
DSP 330可以包括数字信号处理设备或者数字信号处理设备的总集。在一些实现方式中，DSP 330可以接收来自ADC 320的数字信号，并且可以对所述数字信号进行处理以形成输出信号（例如针对如图2A和2B中所示的ECU 220指定的），诸如与确定随着可旋转物体一起旋转的磁体210的旋转角度相关联的输出信号。
可选的存储器组件340可以包括只读存储器（ROM）、EEPROM、随机存取存储器（RAM）和/或另一类型的动态或静态存储设备（例如闪存、磁性存储器或光学存储器），其存储供磁性传感器215使用的信息和/或指令。在一些实现方式中，可选的存储器组件340可以存储与由DSP 330执行的处理相关联的信息。另外或替换地，可选的存储器组件340可以存储用于感测元件310的配置值（例如可变切换阈值）或参数，和/或用于磁性传感器215的一个或多个其他组件（诸如ADC 320或数字接口350）的信息。
数字接口350可以包括接口，经由所述接口磁性传感器215可以从另一设备（诸如ECU 220）接收信息和/或向所述另一设备提供信息。例如，数字接口可以通过输出电压、输出电流等的形式把由DSP 330确定的输出提供到ECU 220。在一些实现方式中，磁性传感器215可以包括数字接口集合，其中数字接口集合中的一个或多个数字接口可以与磁性传感器215的一个或多个输出端子相关联。
图3中示出的组件的数目和布置是作为示例提供的。在实践中，与图3中所示出的组件相比，磁性传感器215可以包括附加的组件、更少的组件、不同的组件或者不同地布置的组件。另外或替换地，磁性传感器215的组件集合（例如一个或多个组件）可以执行被描述为由磁性传感器215的另一组件集合所执行的一个或多个功能。
图4是用于计算针对磁性传感器的可变切换阈值水平并且基于所述可变切换阈值水平提供输出的示例性过程400的流程图。
如图4中进一步所示，过程400可以包括确定与磁体传感器相关联的调节因数（方块410）。例如，磁性传感器215可以确定调节因数。在一些实现方式中，磁性传感器215可以确定用于磁性传感器215的调节因数。
如以上所描述的，调节因数可以包括对应于切换阈值的值，针对所述阈值，从与磁性传感器215相关联的各种气隙所导致的速度信号中的相位变化是小的（例如相对于与其他k因数相关联的相位变化）、被最小化（例如近似为零）、小于阈值量等等。例如，调节因数可以是从0.0到1.0的值、从0%到100%的百分比等等。在一些实现方式中，磁性传感器215可以基于调节因数确定可变切换阈值要被配置到的水平，如以下描述的那样。
在一些实现方式中，磁性传感器215可以基于由磁性传感器215存储或者可由磁性传感器215访问的信息来确定调节因数。例如，磁性传感器215可以接收（例如在磁性传感器215的生产期间、从另一设备、基于用户输入等等）标识调节因数的信息，并且可以相应地存储标识调节因数的信息。在一些实现方式中，由磁性传感器215存储或者可由磁性传感器215访问的调节因数可以在磁性传感器215的制造、测试和/或生产期间被确定和/或识别。例如，可以对于各种气隙尺寸测试和/或仿真磁路（例如包括磁性传感器215）的性能，并且可以识别调节因数，如以下描述的那样。
图5是比较可以根据其识别出调节因数的对应于各种气隙尺寸的归一化速度信号的示例500的图形表示。如图5中所示，可以对于特定的磁路（例如包括磁性传感器215、具有特定轮几何结构的齿轮205以及特定磁体210）确定（例如经由测试或仿真）针对各种气隙（例如范围从d1到d7）的速度信号的集合。如所示出的，对于每个气隙尺寸，对应于每个气隙尺寸的速度信号可以被归一化，使得速度信号的范围是从表示由磁性传感器215确定的速度信号的归一化最小值的近似0%（例如0.0）到表示由磁性传感器215确定的速度信号的归一化最大值的近似100%（例如1.0）。
在图5所示的示例中，假设速度信号已被归一化，使得针对各种速度信号的典型静态切换阈值（例如最大速度信号值与最小速度信号值之间的差的一半）具有50%的归一化值（例如0.5）。归一化静态切换阈值由图5中的虚线标识。然而，如图5中所示并且与以上描述一致，速度信号在归一化静态切换阈值下具有不一致（即，不同）的值。换句话说，如果磁性传感器215要使用静态切换阈值（例如对应于0.5的归一化值的速度信号值）作为切换阈值，则在针对各种气隙尺寸的速度信号之间将存在相位变化。
在该示例中，可以基于归一化速度信号识别调节因数以便减少这种相位变化。例如，如图5中的圆圈符号所示，在近似0.7的归一化速度信号值处，速度信号跨各种气隙具有相对一致的值。换句话说，在图5所示的示例中，0.7的调节因数可以用来减少和/或最小化针对各种气隙尺寸的速度信号之间的相位变化。在该情况下，可以利用0.7的调节因数来配置磁性传感器215。在一些实现方式中，可以选择调节因数以便减少相位变化，如在以上示例中所描述的那样。
另外或替换地，可以基于另一标准来选择调节因数，诸如改进针对提供不想要的和/或错误的输出的磁性传感器215的鲁棒性。图6是可以根据其识别出调节因数的对应于各种气隙尺寸的归一化速度信号的比较的示例600的图形表示。如图6中所示，可以对于特定的磁路（例如包括磁性传感器215、具有特定轮几何结构的齿轮205以及特定磁体210）确定针对各种气隙（范围例如从d1到d5）的速度信号的集合。如所示出的，对于每个气隙尺寸，对应于每个气隙尺寸的速度信号可以被归一化，使得速度信号的范围是从表示由磁性传感器215确定的速度信号的归一化最小值的近似-100%（例如0.0）到表示由磁性传感器215确定的速度信号的归一化最大值的近似100%（例如1.0）。
在图6所示的示例中，假设速度信号已被归一化，使得各种速度信号的典型静态切换阈值具有0%的归一化值（例如归一化的最小速度信号与归一化的最大速度信号之间的差的一半）。特别地，在该示例中，使用典型的静态切换阈值（例如处于0%，对应于0.5）对于各种气隙尺寸可能不会导致显著的相位变化。然而，当与磁性传感器215相关联的气隙的尺寸是d1时，使用零交叉点可能会导致不想要的切换（例如在旋转期间的近似140°到145°之间）。与所述不想要的切换相关联的区段例如可能是齿轮205的参考区。
如图6中所示，对于近似-20%的归一化速度信号值（例如0.4），速度信号跨各种气隙具有相对一致的值，并且不想要的切换的可能性被显著降低。换句话说，在图6所示的示例中，0.4的调节因数可以用来减少和/或最小化不想要的切换，同时把针对各种气隙尺寸的速度信号之间的相位变化保持得相对微小。在该情况下，可以利用0.4的调节因数来配置磁性传感器215。
返回到图4，过程400还可以包括确定与磁体传感器相关联的最小速度信号值和最大速度信号值（方块420）。例如，磁性传感器215可以确定与磁性传感器215相关联的最小速度信号值和最大速度信号值。在一些实现方式中，磁性传感器215可以在齿轮205的一次或多次旋转期间确定最小速度信号值和最大速度信号值。
最小速度信号值（例如Bx-min）可以包括与由磁性传感器215在齿轮205的旋转期间确定的磁场的x分量相关联的速度信号的最小强度。类似地，最大速度信号值（例如Bx-max）可以包括与由磁性传感器215在齿轮205的旋转期间确定的磁场的x分量相关联的速度信号的最大强度。在一些实现方式中，磁性传感器215可以基于最小速度信号值和最大速度信号值计算可变切换阈值要被配置到的水平（在本文被称作可变切换阈值水平），如下面描述的那样。
如图4中进一步所示，过程400可以包括基于最小速度信号值、最大速度信号值和调节因数计算可变切换阈值水平（方块430）。例如，磁性传感器215可以基于最小速度信号值、最大速度信号值和调节因数计算可变切换阈值水平。在一些实现方式中，磁性传感器215可以在磁性传感器215确定调节因数之后计算可变切换阈值水平。另外或替换地，磁性传感器215可以在磁性传感器215确定最小速度信号值和最大速度信号值时计算可变切换阈值水平。
在一些实现方式中，磁性传感器215可以基于调节因数（例如k）、最小速度信号值（例如Bx-min）和最大速度信号值（例如Bx-max）确定可变切换阈值水平。例如，磁性传感器215可以使用下面的公式确定可变切换阈值水平：
Figure 678555DEST_PATH_IMAGE001
其中，Bcal表示可变切换阈值水平，并且k表示调节因数。照此，可变切换阈值水平（例如Bcal）可以包括处于Bx-min到Bx-max之间的速度信号值（例如以mT为单位）。在一些实现方式中，可变切换阈值水平可以是正值、负值或者等于零的值。
在一些实现方式中，磁性传感器215可以以另一方式和/或基于其他信息来计算可变切换阈值。例如，在一些实现方式中，磁性传感器215可以基于与磁性传感器215和/或包括磁性传感器215的磁路相关联的信息的一个或多个其他项目来计算可变切换阈值水平，所述项目诸如是速度信号的平均最小值（例如与齿轮205的多次旋转相关联）、速度信号的平均最大值（例如与齿轮205的多次旋转相关联）、齿轮205的一个或多个齿和/或凹口的长度、与齿轮205相关联的齿对凹口比率等等。
如以上所描述的，可变切换阈值水平可以被用来配置磁性传感器215的可变切换阈值。如以上所描述的，可变切换阈值可以包括可配置切换阈值（例如可配置的磁场强度），磁性传感器215可以被配置在该阈值处提供输出（而不是仅基于静态切换阈值来提供输出）。
在一些实现方式中，磁性传感器215可以计算可变切换阈值水平，并且可以配置磁性传感器215的可变切换阈值以使得磁性传感器215基于可变切换阈值水平提供输出，如下面所描述的那样。
在一些实现方式中，磁性传感器215可以周期性地计算可变切换阈值水平（例如以便确定更新的可变切换阈值水平）。例如，磁性传感器215可以被配置成周期性地（例如每100毫秒（ms）一次、每秒一次或者每分钟一次）确定更新的调节因数、更新的Bx-max和/或更新的Bx-min，并且相应地确定更新的可变切换阈值水平。以该方式，可以基于速度信号的改变来更新可变切换阈值水平，以便确保调节因数被准确地应用于速度信号。在一些实现方式中，磁性传感器215可以基于所述更新例如通过以下来更新可变切换阈值的配置：用更新的可变切换阈值水平替代先前的可变切换阈值水平，用一个或多个先前的可变切换阈值水平以及更新的可变切换阈值水平的加权平均来替代先前的可变切换阈值水平等等。
另外或替换地，磁性传感器215可以基于磁性传感器215的操作模式来计算可变切换阈值水平。例如，磁性传感器215可以被配置成在磁性传感器215处于第一操作模式时以第一次数或第一频率计算可变切换阈值水平，并且可以被配置成在磁性传感器215处于第二操作模式时以第二次数或第二频率计算可变切换阈值。
图7是与磁性传感器215基于磁性传感器215的操作模式计算可变切换阈值水平相关联的示例700的图形表示。如图7中所示，当磁性传感器215处于第一操作模式（例如初始操作模式）时，磁性传感器215可以不计算可变切换阈值水平。如进一步所示，当磁性传感器215处于第二操作模式（例如在初始模式之后进入的校准前操作模式）时，磁性传感器215可以周期性地（例如每100毫秒（ms））计算可变切换阈值。如附图标记705、710和715所示，磁性传感器215可以与第二操作模式相关联地三次计算可变切换阈值水平。如进一步所示，当磁性传感器215处于第三操作模式（例如在校准前模式之后进入的已校准操作模式）时，磁性传感器215可以计算可变切换阈值。如附图标记720所示，磁性传感器215可以在磁性传感器215进入第三操作模式时单次计算可变切换阈值。在一些实现方式中，当磁性传感器215处于第三操作模式时，磁性传感器215可以周期性地（例如每1秒）计算可变切换阈值。
返回到图4，过程400还可以包括基于可变切换阈值水平提供输出（方块440）。例如，磁性传感器215可以基于可变切换阈值水平提供输出。在一些实现方式中，磁性传感器215可以在磁性传感器215计算可变切换阈值水平之后提供输出，并且相应地配置磁性传感器215的可变切换阈值。
在一些实现方式中，如以上所描述的，磁性传感器215可以基于由磁性传感器215确定的速度信号是否满足可变切换阈值而提供输出。例如，当速度信号满足可变切换阈值时（例如当Bx-diff大于Bcal时），磁性传感器215可以提供第一输出（例如具有第一电压水平的输出信号，诸如1伏特）。类似地，当速度信号不满足可变切换阈值时（例如当Bx-diff小于或等于Bcal时），磁性传感器215可以提供第二输出（例如具有第二电压水平的输出信号，诸如0伏特）。以该方式，磁性传感器215可以基于把速度信号与可变切换阈值进行比较来提供输出，而不是基于可能导致速度信号的相位变化的静态切换阈值来提供输出。
虽然图4示出了过程400的示例性方块，但是在一些实现方式中，与图4中所描绘的方块相比，过程400可以包括附加的方块、更少的方块、不同的方块或者不同地布置的方块。另外或替换地，过程400的两个或更多个方块可以被并行地执行。
图8是与图4中示出的示例性过程400有关的示例性实现方式900的图解。出于示例性实现方式800的目的，假设利用0.7的调节因数（例如k=0.7）来配置磁性传感器215。此外，假设在齿轮205的旋转期间，磁性传感器215确定20 mT的最小速度信号值（例如Bx-min=20mT）和80 mT的最大速度信号值（例如Bx-max=80 mT）。
如图8中所示，磁性传感器215可以计算出62 mT的可变切换阈值水平（例如Bcal=20 mT+(80 mT-20 mT)×0.7=20 mT+42 mT=62 mT）。
在这里，磁性传感器215可以利用所计算的可变切换阈值水平来配置磁性传感器215的可变切换阈值，并且可以相应地提供输出。如所示出的，可变切换阈值可以不同于典型的静态切换阈值（即，Bx-min与Bx-max之间的差的一半或50 mT）。
如以上所指示的，图8仅仅是作为示例而提供的。其他示例是可能的，并且可以不同于关于图8所描述的内容。
本文所描述的实现方式可以描述一种磁性传感器，所述磁性传感器能够确定和配置可变切换阈值以用于提供与存在于该磁性传感器处的磁场相关联的输出。使用可变切换阈值减少了与磁性传感器相关联的气隙中的变化对速度信号所造成的影响（例如相位变化），从而导致磁性传感器的性能得以改进（例如与使用静态切换阈值相比）。
前面的公开内容提供了图示和描述，但是并不意图是穷举的或者把实现方式限制到所公开的精确形式。根据以上公开内容作出修改和变化是可能的，或者可以从实现方式的实践获得修改和变化。
尽管在权利要求书中陈述和/或在说明书中公开了特定的特征组合，但是这些组合并不意图限制可能的实现方式的公开内容。实际上，可以以未在权利要求书中特别陈述和/或在说明书中公开的方式组合这些特征中的许多特征。虽然在后面列出的每个从属权利要求可能直接从属于仅仅一个权利要求，但是可能的实现方式的公开内容包括与权利要求书中的每个其他权利要求相组合的每个从属权利要求。
除非明确地如此描述，否则本文所使用的单元、动作或指令都不应当被解释为是关键的或必要的。此外，如本文所使用的，冠词“一（a）”和“一个（an）”意图包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”可互换地使用。此外，如本文所使用的，术语“集合”意图包括一个或多个项目（例如相关的项目、无关的项目、相关项目与无关项目的组合等等），并且可以与“一个或多个”可互换地使用。在意图是仅仅一个项目时，使用术语“一个（one）”或类似的语言。此外，如本文所使用的，术语“具有”、“含有”、“带有”等等意图是开放性术语。另外，除非明确地另行声明，否则短语“基于”意图表示“至少部分地基于”。

Claims (20)

1.一种磁路，包括：
用于以下的磁性传感器：
确定与计算可变切换阈值相关联的调节因数，
所述可变切换阈值是可配置切换阈值，磁性传感器基于所述可配置切换阈值提供与对应于齿轮的旋转的速度信号相关联的输出；以及
所述调节因数包括基于所述磁性传感器和所述齿轮之间的各种不同气隙确定的值；
基于所述调节因数计算所述可变切换阈值；
周期性地确定更新的调节因数；
按照周期性地确定所述更新的调节因数来计算更新的可变切换阈值；以及
基于所述更新的可变切换阈值提供与速度信号相关联的输出。
2.按照权利要求1所述的磁路，其中，所述磁性传感器还用于：
在齿轮的旋转期间确定最小速度信号值和最大速度信号值；以及
其中当基于所述调节因数计算所述可变切换阈值时，所述磁性传感器用于：
基于最小速度信号值、最大速度信号值和调节因数计算所述可变切换阈值。
3.按照权利要求2所述的磁路，其中，所述磁性传感器在计算可变切换阈值时用于：
把最大速度信号值与最小速度信号值之间的差乘以调节因数以确定结果；以及
把最小速度信号值与所述结果相加以确定可变切换阈值的值。
4.按照权利要求2所述的磁路，其中，所述最小速度信号值是第一最小速度信号值，所述最大速度信号值是第一最大速度信号值，并且所述可变切换阈值是第一可变切换阈值，
其中，所述磁性传感器还用于：
在齿轮的旋转期间确定第二最小速度信号值和第二最大速度信号值；
基于第二最小速度信号值、第二最大速度信号值和调节因数计算第二可变切换阈值；以及
利用第二可变切换阈值来配置磁性传感器。
5.按照权利要求4所述的磁路，其中，当利用第二可变切换阈值来配置磁性传感器时，所述磁性传感器用于：
用第二可变切换阈值覆写第一可变切换阈值。
6.按照权利要求1所述的磁路，其中，所述磁性传感器在提供输出时用于：
当速度信号满足所述更新的可变切换阈值时提供第一输出；以及
当速度信号不满足所述更新的可变切换阈值时提供第二输出，
第一输出不同于第二输出。
7.按照权利要求1所述的磁路，其中，所述磁性传感器是磁阻式传感器、霍尔传感器或可变磁阻传感器。
8.按照权利要求1所述的磁路，其中，所述磁性传感器进一步用于：
存储标识调节因数的信息；以及
其中当确定所述调节因数时，所述磁性传感器用于：
基于所存储的信息确定调节因数。
9.一种传感器，包括：
一个或多个感测元件；以及
用于以下的处理器：
确定与可配置切换阈值相关联的调节因数，
所述可配置切换阈值是与提供输出信号相关联的阈值，所述输出信号与对应于由所述一个或多个感测元件检测到的部件的信号相关联；以及
所述调节因数包括基于所述传感器和所述部件之间的一个或多个气隙确定的值；
确定与对应于所述部件的所述信号相关联的最小信号值以及与对应于所述部件的所述信号相关联的最大信号值；
基于最小信号值、最大信号值和调节因数计算所述可配置切换阈值；以及
周期性地确定更新的调节因数；
按照周期性地确定所述更新的调节因数来计算更新的可配置切换阈值；以及
基于所述更新的可配置切换阈值提供与对应于所述部件的所述信号相关联的输出信号。
10.按照权利要求9所述的传感器，其中，所述处理器在计算可配置切换阈值时用于：
把最大信号值与最小信号值之间的差乘以调节因数以确定结果；以及
把最小信号值与所述结果相组合以确定可配置切换阈值的值。
11.按照权利要求9所述的传感器，其中，所述调节因数包括：
恒定值；
可变值；
被存储在与传感器相关联的存储器位置处；或者
取决于对应于所述部件的所述信号的幅度。
12.按照权利要求9所述的传感器，其中，所述更新的可配置切换阈值是第一更新的可配置切换阈值；以及
其中所述处理器还用于：
确定更新的最小信号值和更新的最大信号值；
基于更新的最小信号值、更新的最大信号值和调节因数计算第二更新的可配置切换阈值；以及
基于所述第二更新的可配置切换阈值来配置传感器。
13.按照权利要求12所述的传感器，其中，所述处理器进一步用于：
基于所述可配置切换阈值和所述第一更新的可配置切换阈值确定平均切换阈值；以及
其中在计算所述第二更新的可配置切换阈值时，所述处理器用于：
基于所述平均切换阈值计算所述第二更新的可配置切换阈值。
14.按照权利要求9所述的传感器，其中，对应于所述部件的所述信号是与旋转齿轮相关联的速度信号。
15.一种用于通过磁性传感器提供输出的方法，包括：
通过所述磁性传感器识别与确定可变切换阈值相关联的调节因数，
所述可变切换阈值是与基于速度信号提供输出相关联的可配置切换阈值，所述速度信号对应于由磁性传感器感测到的磁场；以及
所述调节因数包括基于所述磁性传感器和齿轮之间的一个或多个气隙确定的值；
由所述磁性传感器基于所述调节因数计算所述可变切换阈值；
由所述磁性传感器周期性地确定更新的调节因数；
由所述磁性传感器基于所述更新的调节因数计算更新的可变切换阈值；以及
由磁性传感器基于所述更新的可变切换阈值提供与所述速度信号相关联的输出集合。
16.按照权利要求15所述的方法，还包括：
在所述齿轮的旋转期间确定最小速度信号值；
在所述齿轮的旋转期间确定最大速度信号值；以及
其中基于所述调节因数计算所述可变切换阈值包括：
基于最小速度信号值、最大速度信号值和调节因数计算所述可变切换阈值。
17.按照权利要求16所述的方法，其中，计算所述可变切换阈值包括：
把最大速度信号值与最小速度信号值之间的差乘以调节因数以确定结果；以及
把最小速度信号值与所述结果相加以确定可变切换阈值。
18.按照权利要求16所述的方法，其中，所述最小速度信号值是第一最小速度信号值，所述最大速度信号值是第一最大速度信号值，并且所述可变切换阈值是第一切换阈值，
其中，所述方法还包括：
在齿轮的旋转期间确定第二最小速度信号值和第二最大速度信号值；
基于第二最小速度信号值、第二最大速度信号值和调节因数确定第二切换阈值；以及
利用第二切换阈值来配置磁性传感器。
19.按照权利要求15所述的方法，其中，提供输出集合包括：
当速度信号满足所述更新的可变切换阈值时提供第一输出；以及
当速度信号不满足所述更新的可变切换阈值时提供第二输出，
第一输出不同于第二输出。
20.按照权利要求15所述的方法，其中，所述磁性传感器包括感测元件的集合，感测元件的集合被配置成感测大体上平行于齿轮旋转方向的方向上的磁场的分量。
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