CN109217853B - 利用两个或更多个不同阈值电平的脉宽调制 - Google Patents

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Abstract

一种磁传感器可以确定与磁轮相关联的信息，该信息与磁轮的旋转速度或磁轮的旋转方向相关联。磁传感器可以确定与磁传感器相关联的信息，该信息与磁传感器的性质相关联。磁传感器可以提供包括与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息的信号。该信号可以使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术而被提供。与磁传感器相关联的信息在其期间被提供的时间段可以和与磁轮相关联的信息在其期间被提供的时间段至少部分地重叠，或者可以和与磁轮相关联的信息没有时间偏移的情况下被提供。

Description

利用两个或更多个不同阈值电平的脉宽调制
背景技术
磁传感器可以感测由旋转磁轮(诸如齿轮、编码器轮、或类似物)产生或扭曲的磁场。磁传感器可以基于感测的磁场来输出信号，该信号用于在识别磁轮的旋转方向、磁轮的旋转速度、磁轮的旋转角度、或类似物时使用。
发明内容
根据一些可能的实施方式，一种磁传感器可以包括一个或多个传感器组件，一个或多个传感器组件用于：确定与磁轮相关联的信息，其中与磁轮相关联的信息可以与磁轮的旋转速度或磁轮的旋转方向中的至少一项相关联；确定与磁传感器相关联的信息，其中与磁传感器相关联的信息可以与磁传感器的一个或多个性质相关联；以及提供包括与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息的信号，其中该信号可以使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术而被提供，其中基于脉宽调制技术，与磁传感器相关联的信息比特在其期间被提供的时间段和与磁轮相关联的信息比特在其期间被提供的时间段至少部分地重叠，或者其中基于脉宽调制技术，与磁传感器相关联的信息比特和与磁轮相关联的信息比特没有时间偏移的情况下被提供。
根据一些可能的实施方式，一种系统可以包括传感器，传感器用于：确定与轮相关联的信息，其包括与轮的旋转速度或轮的旋转方向相关联的信息；确定与传感器相关联的信息，其包括与传感器的一个或多个性质相关联的信息；以及基于与三个或更多个信号电平和两个或更多个信号阈值相关联的脉宽调制技术，来提供包括与轮相关联的信息和与传感器相关联的信息的信号，其中基于脉宽调制技术，与传感器相关联的信息项在一个时间段期间被提供在信号中，该时间段和与轮相关联的信息项在其期间被提供的时间段至少部分地重叠，或者其中基于脉宽调制技术，与传感器相关联的信息项在与轮相关联的信息项之后没有时间延迟的情况下被提供在信号中。
根据一些可能的实施方式，一种方法可以包括：由传感器确定与轮相关联的信息，其中与轮相关联的信息可以与轮的旋转速度或轮的旋转方向中的至少一项相关联；由传感器确定与传感器相关联的信息，其中与传感器相关联的信息可以与传感器的一个或多个性质相关联；以及由传感器提供包括与轮相关联的信息和与传感器相关联的信息的信号，其中该信号可以基于与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的调制技术而被提供，其中基于调制技术并且在信号内，与传感器相关联的至少一个信息比特在一个时间段期间被提供，该时间段和与轮相关联的至少一个信息比特在其期间被提供的时间段至少部分地重叠，或者其中基于调制技术并且在信号内，与传感器相关联的至少一个信息比特和与轮相关联的至少一个信息比特没有时间偏移的情况下被提供，并且其中信号可以被提供给电子控制单元(ECU)，以便允许ECU基于该信号来确定与轮相关联的信息和与传感器相关联的信息。
附图说明
图1是本文描述的示例实施方式的概览的示图；
图2A和图2B是本文描述的系统和/或方法可以被实施在其中的示例环境的示图；
图3是图2A或图2B的示例环境中包括的磁传感器的示例元件的示图；
图4A和图4B是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的示例实施方式的图形表示，其中与磁传感器相关联的信息和与磁轮相关联的信息同步；
图5A-5E是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的示例实施方式的图形表示，其中与磁传感器相关联的信息和与磁轮相关联的信息异步；
图6A-6C是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的示例实施方式的图形表示，其用于除了与磁轮相关联的信息之外还提供与磁传感器相关联的存活信号和/或信息；以及
图7是示例过程的流程图，该示例过程用于基于与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术来提供包括与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息的信号，以及基于脉宽调制技术来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息。
具体实施方式
示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同示图中的相同参考标号可以标识相同或相似的元件。
磁传感器可以能够(例如，向电子控制单元(ECU))提供与磁轮(例如，编码器轮或机械连接到可旋转物体的齿轮)的性质(诸如旋转方向、旋转速度、角位置、或类似物)相对应的信号。在一些情况下，磁传感器可以使用脉宽调制技术来提供信号(例如，电流、电压)，诸如由(PWM)协议定义的脉宽调制技术。
PWM协议一般包括高信号电平、低信号电平和信号阈值(例如，高信号电平与低信号电平之间的信号电平)。根据PWM协议，磁传感器(例如，向ECU)输出与磁轮的轮廓相对应的信号。例如，磁传感器可以输出处于低信号电平的信号，直到检测到磁轮的齿，此时信号被增加到高信号电平达所定义的持续时间(本文称为脉冲宽度)。磁传感器然后将信号返回到低信号电平。脉冲宽度可以对应于磁轮的旋转方向(例如，第一脉冲宽度表示正向旋转并且第二脉冲宽度表示反向旋转)。信号中的脉冲允许ECU确定磁轮的旋转方向(例如，基于脉冲宽度)、磁轮的旋转速度(例如，基于脉冲的频率)、和/或类似物。
在一些情况下，磁传感器可能需要提供除了与磁轮相关联的信息之外(即，除了可以从其确定旋转方向和旋转速度的脉冲之外)的信息。例如，磁传感器可能需要提供与磁传感器本身的一个或多个性质相对应的信息，诸如与确保磁传感器的功能安全性相关联的信息。在一些实施方式中，这样的附加信息可以包括例如与磁传感器的温度相关联的信息、与磁传感器处的磁场强度相关联的信息、与磁传感器经历的错误相关联的信息、与磁传感器相关联的存活信号(例如，当磁轮不旋转或以小于阈值旋转速度旋转时，指示磁传感器在操作的信号)、和/或类似物。在一些实施方式中，这样的附加信息可以包括从另一设备(例如，连接到磁传感器的另一传感器)接收的信息。
然而，PWM协议没有提供对携带这样的附加信息的一个或多个信号的支持。此外，允许这样的信号由磁传感器提供并且由ECU解码的PWM协议的修改可能要求修改ECU上配置的软件，这在时间资源和/或货币资源方面可能是昂贵的，和/或可能降低(或使其不确定)ECU软件的可靠性。甚至在将要实施ArbeitsKreis(AK)协议以便允许传感器向ECU提供这样的附加信息的传感器系统中，也可能要求这样的软件修改，因为AK协议与PWM协议不完全兼容。
可以允许磁传感器向ECU提供这样的附加信息的另一技术是增加另一硬件通道(例如，附加引脚和接线连接)，经由该另一硬件通道可以提供单独的信号。然而，在时间资源和/或货币资源方面，添加另一硬件通道也可能是昂贵的(例如，由于需要对传感器系统的物理修改)，并且将会导致磁传感器和/或ECU的增大的面积和/或尺寸。
本文描述的实施方式提供了一种磁传感器，其使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术，以便允许与磁传感器相关联的信息(例如，功能安全性信息)和与磁轮相关联的信息(例如，与旋转方向、旋转速度、和/或类似物相关联的信息)在单个信号中被提供并且由ECU解码。本文描述的脉宽调制技术可以被使得与PWM协议完全兼容，由此消除修改ECU 220上所配置的与PWM协议相关联的软件的需求，由此维持PWM协议的可靠性，同时允许附加信息被提供。
图1是本文描述的示例实施方式100的概览的示图。如图1中示出的，磁传感器可以被布置为感测由磁轮(例如，编码器轮、齿轮、和/或类似物)产生或扭曲的磁场。如进一步示出的，磁传感器可以向ECU提供脉宽调制信号(例如，电流信号、电压信号)，脉宽调制信号包括与齿轮相关联的信息(例如，与旋转方向、旋转速度、角位置、和/或类似物相关联的信息)和与磁传感器相关联的信息(例如，与磁传感器的温度相关联的信息、与速度和方向信号的幅度值相关联的信息、与磁传感器经历的错误相关联的信息、与磁传感器相关联的存活信号、另一类型的功能安全性信息、和/或类似物)。
为了提供这样的信号，磁传感器可以实施与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术。如图1中示出的，至少三个信号电平可以包括高电平、低电平和至少一个中间电平，其中中间电平在高电平与低电平之间。如进一步示出的，至少两个信号阈值可以包括高阈值(例如，在中间电平与高电平之间)和低阈值(例如，在中间电平与低电平之间)。
如图1中进一步示出的，根据上面描述的脉宽调制技术，磁传感器可以提供信号，以便提供与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息。例如，如所示出的，磁传感器可以提供信号，以使得与磁轮相关联的信息在高阈值与高电平之间被编码在信号中，并且使得与磁传感器相关联的信息在低电平与低阈值之间被编码在信号中。
如进一步示出的，ECU可以接收由磁传感器提供的信号，并且可以对信号进行解码以便确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息。脉宽调制技术可以被使得与已经在ECU上配置的PWM协议完全兼容(例如，当PWM协议已经被配置在ECU上以便基于由磁传感器提供的信号来确定与磁轮相关联的信息时)，由此消除修改与PWM协议相关联的ECU软件的需求。
如上面指出的，图1被提供仅作为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图1描述的事物。下面描述与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的各种详细示例。
图2A和图2B是本文描述的装置可以被实施在其中的示例环境200和250的示图。如图2A中示出的，环境200可以包括齿轮205、磁体210、磁传感器215和ECU 220。
齿轮205包括轮，该轮包括齿集合。在一些实施方式中，在旋转期间，齿轮205可以扭曲磁体210的磁场，从而磁传感器215可以感测与磁体210相关联的经扭曲的磁场。在一些实施方式中，齿轮205可以包括铁磁材料。在一些实施方式中，齿轮205可以附接到将被测量旋转速度、旋转方向、和/或角位置的物体或与该物体耦合，诸如圆柱形结构(例如，曲轴、凸轮轴、旋转缸等)、轮结构(例如，与轮胎相关联)、轮轴(例如，车辆轮轴)、或类似物。
在一些实施方式中，诸如在曲轴上下文中，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。在一些实施方式中，诸如在凸轮轴上下文中，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。
磁体210包括产生可以由磁传感器215感测的磁场的磁体。在一些实施方式中，磁体210可以被定位以使得由磁体210产生的磁场被齿轮205扭曲。另外地或替换地，磁体210可以包括反偏置(back-bias)磁体和/或可以位于磁传感器215附近、被包括在磁传感器215中、和/或附接到磁传感器215。
磁传感器215包括与传感器的一个或多个组件(在本文也称为“传感器组件”)相关联的壳体，传感器诸如磁电阻(MR)传感器、霍尔效应传感器、可变磁阻传感器(VRS)、磁通门传感器、或类似物。在一些实施方式中，磁传感器215可以连接到ECU 220，从而磁传感器215可以经由一个或多个传输接口(例如，电压接口、电流接口等)和/或经由一个或多个输出端子，向ECU 220传输与磁轮(例如，齿轮205、编码器轮225)相关联的信息和/或与磁传感器215相关联的信息(例如，与磁传感器215的温度相关联的信息、与速度和方向信号的幅度值相关联的信息、与磁传感器215经历的错误相关联的信息、与磁传感器215相关联的存活信号、另一类型的功能安全性信息、和/或类似物)。在一些实施方式中，磁传感器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)、或类似物。下面关于图3来描述关于磁传感器215的附加细节。
ECU 220包括与以下各项相关联的一个或多个电路：确定磁轮(即，连接到齿轮205或编码器轮225的可旋转物体)的旋转速度和/或方向，确定与磁传感器215相关联的信息(例如，功能安全性信息)，和/或与控制一个或多个电气系统和/或电气子系统相关联地提供与磁轮的旋转速度和/或方向相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。在一些实施方式中，ECU 220可以连接到磁传感器215，从而ECU 220可以经由一个或多个传输接口和/或经由一个或多个输出端子，接收与磁轮相关联的信息和/或与磁传感器215相关联的信息。
在一些实施方式中，ECU 220可以能够基于由磁传感器215传输的信息，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、或类似物。在一些实施方式中，ECU220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)、主体控制模块(BCM)、悬架控制模块(SCM)、或类似物。
如图2B中示出的，示例环境250可以替换地包括磁传感器215、ECU 220和编码器轮225(例如，而不是齿轮205和磁体210)。编码器轮225包括具有至少两个交替极(诸如北极和南极)的磁极轮。在一些实施方式中，编码器轮225可以产生磁场。在一些实施方式中，编码器轮225可以附接到将被测量旋转速度、旋转方向、和/或位置的物体或与该物体耦合，诸如圆柱形结构(例如，曲轴、凸轮轴、旋转缸等)、轮结构(例如，与轮胎相关联)、轮轴(例如，车辆轮轴)、或类似物。
图2A和图2B中示出的装置的数目和布置被提供作为示例。在实践中，可以存在与图2A和图2B中示出的相比另外的装置、更少的装置、不同的装置、或者不同地被布置的装置。此外，图2A和/或图2B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2A和/或图2B中示出的单个装置可以被实施为多个分布式装置。另外地或替换地，图2A和/或图2B的装置集合(例如，一个或多个装置)可以执行被描述为由图2A和/或图2B的另一装置集合执行的一个或多个功能。
图3是图2的示例环境200中包括的磁传感器215的示例元件的示图。如所示出的，磁传感器215可以包括至少一个感测元件310、模数转换器(ADC)320、数字信号处理器(DSP)330、可选的存储器元件340、以及数字接口350。
感测元件310包括用于感测磁传感器215处的磁场的元件。例如，感测元件310可以包括基于磁电阻(MR)的感测元件，它的元件包括磁电阻材料(例如，镍铁(NiFe))，其中磁电阻材料的电阻可以取决于磁电阻材料处存在的磁场的强度和/或方向。这里，感测元件310可以基于各向异性磁电阻(AMR)效应、巨磁电阻(GMR)效应、隧道磁电阻(TMR)效应、或类似物来操作。作为另一示例，感测元件310可以包括基于霍尔效应进行操作的基于霍尔的感测元件。作为另外的示例，感测元件310可以包括基于感应进行操作的基于可变磁阻(VR)的感测元件。在一些实施方式中，感测元件310可以向ADC320提供与磁场相对应的模拟信号。
ADC 320包括将来自感测元件310的模拟信号转换为数字信号的模数转换器。例如，ADC 320可以将从感测元件310的集合接收的模拟信号转换为将由DSP 330处理的数字信号。ADC 320可以将数字信号提供给DSP 330。在一些实施方式中，磁传感器215可以包括一个或多个ADC 320。
DSP 330包括数字信号处理设备或数字信号处理设备的汇集。在一些实施方式中，DSP 330可以从ADC 320接收数字信号，并且可以处理数字信号以形成信号(例如，如图2中示出的去往ECU 220)，诸如与齿轮205/编码器轮225的旋转速度、齿轮205/编码器轮225的旋转方向相关联的信号、和/或如本文描述的与磁传感器215相关联的信息。
可选的存储器元件340包括只读存储器(ROM)(例如，EEPROM)、随机访问存储器(RAM)、和/或另一类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁存储器、光存储器等)，其存储用于由磁传感器215使用的信息和/或指令。在一些实施方式中，可选的存储器元件340可以存储与由DSP 330执行的处理相关联的信息。另外地或替代地，可选的存储器元件340可以存储用于感测元件310的集合的配置值或参数、和/或用于磁传感器215的一个或多个其他元件(诸如ADC 320或数字接口350)的信息。
数字接口350包括接口，磁传感器215可以经由该接口从和/或向另一设备(诸如ECU 220)(参见图2A和图2B)接收和/或提供信息。例如，数字接口350可以把由DSP 330确定的信号(即，输出信号)提供给ECU 220，并且可以进一步从ECU 220接收信息。在一些实施方式中，数字接口350允许磁传感器215使用与至少三个电流电平和至少两个电流阈值相关联的脉宽调制技术(如本文其他地方描述的)向ECU 220提供一个或多个信号。
图3中示出的元件的数目和布置被提供作为示例。在实践中，磁传感器215可以包括与图3中示出的相比另外的元件、更少的元件、不同的元件、或者不同地被布置的元件。另外地或替换地，磁传感器215的元件集合(例如，一个或多个元件)可以执行被描述为由磁传感器215的另一元件集合执行的一个或多个功能。
图4A和图4B是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的示例实施方式的图形表示，其中与磁传感器相关联的信息和与磁轮相关联的信息同步。
如图4A中示出的，磁传感器215可以实施与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术400。如图4A的上部中示出的，至少三个信号电平可以包括高电流电平(IH)(例如，14毫安(mA)、28mA、和/或类似物)、低电流电平(IL)(例如，0mA、3.5mA、和/或类似物)、以及至少一个中间电流电平(IM)(例如，7mA、14mA、和/或类似物)，其中中间电流电平在高电流电平与低电流电平之间。如进一步示出的，至少两个信号阈值可以包括高电流阈值(例如，在IM与IH之间的TH)和低电流阈值(例如，在IM与IL之间的TL)。
在脉宽调制技术400中，与磁轮相关联的信息可以基于PWM协议在高电流阈值与高电流电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁轮相关联的信息可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，45微秒(μs)指示正向旋转并且90μs脉冲指示反向旋转)。如进一步示出的，与磁传感器215相关联的信息可以在低电流阈值与低信号电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括01100110的比特序列)可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，示出为45μs脉冲表示0比特并且90μs脉冲表示1比特，但是相反物(reverse)可以替换地被使用)。在一些实施方式中，低电流阈值可以与一个或多个其他脉冲宽度相关联，其可以用于递送更大量的与磁传感器215相关联的信息(例如，如果使用四个脉冲宽度，则可以在单个脉冲中提供与磁传感器215相关联的两个比特的信息)。
在脉宽调制技术400中，与磁传感器215相关联的信息被同步于(例如，取决于)与磁轮相关联的信息。例如，如所示出的，表示与磁传感器215相关联的信息比特的脉冲基于与磁轮相关联的脉冲而被提供(例如，紧接跟随、没有等待特定时间段、没有时间偏移或平移、和/或类似物)。在一些实施方式中，与磁传感器215相关联的信息可以基于与磁轮相关联的每个脉冲(例如，在每个脉冲之后)，和/或基于与磁轮相关联的脉冲的子集(例如，每第三个脉冲、每第十个脉冲、仅当磁传感器215具有要提供的附加信息时、和/或类似物)而被提供。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图4A的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高电流电平的信号的一部分(在图4A的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。类似地，ECU 220可以基于识别从低电流阈值到低信号电平的信号的一部分(在图4A的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。
图4B是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的替换性脉宽调制技术410的图形表示。如图4B的上部中示出的，脉宽调制技术410可以与至少三个信号电平(例如，IH、IL、IM)和至少两个信号阈值(例如，TH和TL)相关联。与磁轮相关联的信息可以按类似于与图4A的脉宽调制技术400相关联地描述的方式被编码。
如图4B的上部中示出的，与磁传感器215相关联的信息可以在低电流阈值与中间信号电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括01100110的比特序列)可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，示出为45μs和180μs脉冲表示0比特，并且90μs脉冲表示1比特，但是相反物可以替换地被使用)。
在脉宽调制技术410中，与磁传感器215相关联的信息被同步于与磁轮相关联的信息。例如，如所示出的，表示与磁传感器215相关联的信息比特的脉冲和与磁轮相关联的脉冲至少部分地并发地被提供(例如，没有等待时间偏移或平移)。在一些实施方式中，与磁传感器215相关联的信息可以和与磁轮相关联的脉冲至少部分地并发地被提供。例如，表示与磁传感器215相关联的信息比特的脉冲可以具有脉冲宽度，该脉冲宽度大于或等于表示与磁轮相关联的信息比特的脉冲的脉冲宽度。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图4B的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高信号电平的信号的一部分(在图4B的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。类似地，ECU 220可以基于识别从低电流阈值到中间信号电平的信号的一部分(在图4B的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。在一些实施方式中，当利用脉宽调制技术410被配置时，ECU 220可以被配置为将重复的比特序列(例如，正向旋转期间的阈值数目的连续0比特、反向旋转期间的阈值数目的连续1比特、或者反之亦然)解释为如下的指示：磁传感器215未在提供与磁传感器215相关联的任何信息。
如上面指出的，图4A和图4B被提供仅作为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图4A和图4B描述的事物。例如，信号电平的数目和/或间隔、信号阈值的数目和/或间隔、脉冲宽度、与磁轮相关联的信息被编码在信号中并且从信号被确定所基于的信号阈值和信号电平、与磁传感器215相关联的信息被编码在信号中并且从信号被确定所基于的信号阈值和信号电平、和/或类似物被提供仅作为示例，并且除了关于图4A和图4B描述的那些之外的其他示例是可能的。
图5A-5E是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的示例实施方式的图形表示，其中与磁传感器相关联的信息和与磁轮相关联的信息异步。
图5A是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术500的示例实施方式的图形表示，其允许磁传感器215提供与磁传感器215相关联的信息，其异步于(即，独立于)所提供的与磁轮相关联的信息。
例如，如图5A的上部中示出的，磁传感器215可能需要提供表示与磁轮相关联的信息的信号(在图5A中标记为“通道A(FWD/BWD)”)和表示与磁传感器215相关联的信息的信号(在图5A中标记为“通道B(附加信息)”)。如所示出的，磁传感器215可以被配置为周期性地提供与磁传感器215相关联的信息(例如，其中每个180μs表示比特)，而不管是否(并且独立于)提供与磁轮相关联的信息。
如图5A的中间部分中示出的，至少三个信号电平可以包括高电流电平(IH)、低电流电平(IL)、以及至少一个中间电流电平(IM)，其中中间电流电平在高电流电平与低电流电平之间。如进一步示出的，至少两个信号阈值可以包括高电流阈值(例如，在IM与IH之间的TH)和低电流阈值(例如，在IM与IL之间的TL)。
在脉宽调制技术500中，与磁轮相关联的信息可以基于PWM协议在高电流阈值与高电流电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁轮相关联的信息可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，45μs指示正向旋转并且90μs脉冲指示反向旋转，或者反之亦然)。如进一步示出的，与磁传感器215相关联的信息可以在低电流阈值与中间信号电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括0100111001101的比特序列)可以基于具有180μs的脉冲宽度的在中间电流电平处的脉冲而被编码。
在脉宽调制技术500中，与磁传感器215相关联的信息和与磁轮相关联的信息异步。例如，如图5A中示出的，与磁传感器215相关联的信息不取决于表示与磁轮相关联的信息的脉冲(即，不取决于磁轮的旋转)，可以按照与磁轮相关联的信息不同的速率被提供，并且甚至可以在磁轮不旋转时(例如，当磁轮处于停止时)被提供。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图5A的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高电流电平的信号的一部分(在图5A的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。
以这个示例继续，ECU 220可以基于从低电流阈值到中间信号电平的信号的一部分(在图5A的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。然而，如所示出的，从低电流阈值到中间信号电平的信号的该部分可以包括对应于与磁轮相关联的信息的脉冲。这里，ECU 220可以被配置为从低电流阈值到中间信号电平忽略如下的脉冲，这些脉冲具有小于或等于阈值脉冲宽度(例如，小于180μs、小于或等于大约90μs、和/或类似物)的脉冲宽度，以便从表示与磁传感器215相关联的信息的信号的该部分中去除表示与磁轮相关联的信息的脉冲。如所示出的，ECU 220可以基于去除(即，校正)表示与磁轮相关联的信息的脉冲，来确定与磁传感器215相关联的信息(在图5A的下部中标记为“TL信号(经校正)”)。
图5B是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的替换性脉宽调制技术510的图形表示。如图5B的上部中示出的，磁传感器215可能需要提供表示与磁轮相关联的信息的信号(在图5B中标记为“通道A(FWD/BWD)”)和表示与磁传感器215相关联的信息的信号(在图5B中标记为“通道B(附加信息)”)。与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息可以按照类似于与图5A的脉宽调制技术500相关联地描述的方式被编码。
如由图5B的中间部分示出的，脉宽调制技术510可以关联于使用至少三个信号电平(例如，IH、IL、IM)和至少两个信号阈值(例如，TH和TL)来提供信息。
在一些实施方式中，如图5B的中间部分中进一步示出的，与磁传感器215相关联的信息的反转(inverse)可以在低电流阈值与中间信号电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括0100111001101的比特序列)的反转可以基于具有180μs的脉冲宽度的脉冲而被编码。在一些实施方式中，反转与磁传感器215相关联的信息可以减少错误的可能性，和/或简化与磁传感器215相关联的信息的解码。在脉宽调制技术510中，与磁传感器215相关联的信息和与磁轮相关联的信息异步(如上面关于图5A所描述的)。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图5B的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高电流电平的信号的一部分(在图5B的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。
以这个示例继续，ECU 220可以基于从低电流阈值到中间信号电平的信号的一部分(在图5B的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。然而，如所示出的，从低电流阈值到中间信号电平的信号的该部分可以包括对应于与磁轮相关联的信息的脉冲。这里，ECU 220可以被配置为从低电流阈值到中间信号电平忽略如下的脉冲，这些脉冲具有小于或等于阈值脉冲宽度(例如，小于180μs、小于或等于大约90μs、和/或类似物)的脉冲宽度，以便从表示与磁传感器215相关联的信息的信号的该部分中去除表示与磁轮相关联的信息的脉冲。如进一步示出的，ECU 220可以将TL信号的剩余部分反转，并且确定与磁传感器215相关联的信息(在图5B的下部中标记为“TL信号(经校正)”)。
在一些实施方式中，当实施脉宽调制技术500或510时，如果磁轮处于静止(即，不旋转)并且磁传感器215正提供重复比特的序列，则磁传感器215可能无法发信号，并且ECU220可能无法区分0mA的恒定低电流和断线(例如，当磁传感器215与ECU 220之间的接线被断开、切断、中断、或类似物时)。例如，如图5C中示出的，在磁传感器215实施脉宽调制技术510并且磁轮处于静止(例如，从而没有与磁轮相关联的信息正被提供)的情况下，在低电流电平(例如，0mA)具有恒定电流的信号在以下两种情况下由磁传感器215提供：当传输重复的比特序列(例如，1111111)时，或作为磁传感器215与ECU 220之间的断线的结果。这里，如图5C的下部中图示的，ECU 220可能无法在重复比特的序列(例如，连续1的序列)期间区分断线和轮静止，并且因此可能不正确地确定磁传感器215在断线之后正在传输重复比特的序列。
在一些实施方式中，通过使用曼彻斯特码或另一类型的代码(其中通过信号的转变(例如，从第一信号电平到第二信号电平，而不是特定电平处的脉冲宽度)来以信号通知信息(例如，比特))来提供与磁传感器215相关联的信息，磁传感器215可以确保ECU 220能够在表示与磁传感器215相关联的信息的重复比特的序列期间区分断线和轮静止。
图5D是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的替换性脉宽调制技术520的图形表示，其使用曼彻斯特码用于以信号通知与磁传感器215相关联的信息。
如图5D的上部中示出的，磁传感器215可能需要提供与磁轮相关联的信息(在图5D中标记为“通道A(FWD/BWD)”)和与磁传感器215相关联的信息(在图5D中标记为“通道B(附加信息)”)。与磁轮相关联的信息可以按照类似于与图5A的脉宽调制技术500相关联地描述的方式被编码。
如图5D的上部中进一步示出的，与磁传感器215相关联的信息可以使用曼彻斯特码被编码，其中电流的向下转变(即，从较低电平向较高电平)表示0比特，并且电流的向上转变(即，从较高电平到较低电平)表示1比特(但是相反物可以替换地被使用)。
如图5D的中间部分中示出的，脉宽调制技术520可以关联于使用至少三个信号电平(例如，IH、IL、IM)和至少两个信号阈值(例如，TH和TL)来提供信息。
如进一步示出的，与磁传感器215相关联的信息可以使用曼彻斯特码被编码在信号中。例如，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括0100111的比特序列)可以基于信号电流的向上转变和向下转变而被编码。作为特定的示例，磁传感器215可以将信号从中间电流电平转变为低电流电平(即，低电流阈值的向下穿越)以便以信号通知0比特。类似地，磁传感器215可以将信号从低电流电平转换到中间电流电平(即，低电流阈值的向上穿越)以便以信号通知1比特。在脉宽调制技术520中，与磁传感器215相关联的信息和与磁轮相关联的信息异步。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图5D的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高电流电平的信号的一部分(在图5D的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。
以这个示例继续，ECU 220可以基于从低电流阈值到中间信号电平的信号的一部分(在图5D的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。然而，如所示出的，从低电流阈值到中间信号电平的信号的该部分可以包括对应于与磁轮相关联的信息的脉冲。这里，ECU 220可以被配置为从低电流阈值到中间信号电平忽略如下的脉冲，这些脉冲具有小于或等于阈值脉冲宽度(例如，小于180μs、小于或等于大约90μs、和/或类似物)的脉冲宽度，以便从表示与磁传感器215相关联的信息的信号的该部分中去除表示与磁轮相关联的信息的脉冲。如进一步示出的，ECU 220可以基于去除表示与磁轮相关联的信息的脉冲并且识别信号的剩余部分中的转变的方向，来确定与磁传感器215相关联的信息(在图5D的下部中标记为“TL信号(经校正)”)。在一些实施方式中，当一个转变与最近转变之间的时间量小于或等于阈值时间量(例如，小于或等于大约180μs)时，和/或基于ECU 220上配置的阈值速率(例如，其中ECU 220忽视将增加数据速率超过阈值速率的转变)，ECU 220可以被配置为忽略该转变(例如，从而ECU 220将不把该转变解释为比特)。
如图5D中进一步示出的，当磁轮处于静止并且磁传感器215正提供重复比特序列时，ECU 220将检测信号中的转变(例如，由于重复1的序列要求重复的向上转变)。相反地，如上面描述的，断线将导致恒定的低电流电平(例如，0mA)。因此，使用曼彻斯特码用于编码与磁传感器215相关联的信息确保信号的电流电平在重复比特的序列期间在显著时间段内将不是恒定的。这允许ECU 220在重复比特的序列的传输期间区分断线和磁轮的静止，由此增加磁传感器215的功能安全性。
图5E是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的另一替换性脉宽调制技术530的图形表示，其使用曼彻斯特码用于以信号通知与磁传感器215相关联的信息。
如图5E的上部中示出的，磁传感器215可能需要提供与磁轮相关联的信息(在图5E中标记为“通道A(FWD/BWD)”)和与磁传感器215相关联的信息(在图5E中标记为“通道B(附加信息)”)。与磁轮相关联的信息可以按照类似于与图5A的脉宽调制技术500相关联地描述的方式被编码。
如由图5E的中间部分示出的，脉宽调制技术530可以关联于使用至少三个信号电平(例如，IH、IL、IM)和至少两个信号阈值(例如，TH和TL)来提供信息。
在一些实施方式中，如图5E的中间部分中进一步示出的，与磁传感器215相关联的信息的反转可以使用曼彻斯特码被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括0100111的比特序列)的反转可以基于信号电流的向上转变和向下转变而被编码。作为特定示例，磁传感器215可以将信号从中间电流电平转变为低电流电平(即，向下跨越低电流阈值)以便以信号通知1比特。类似地，磁传感器215可以将信号从低电流电平转换到中间电流电平(即，向上跨越低电流阈值)以便以信号通知0比特。在一些实施方式中，反转与磁传感器215相关联的信息可以减少错误的可能性，和/或简化与磁传感器215相关联的信息的解码。在脉宽调制技术530中，与磁传感器215相关联的信息和与磁轮相关联的信息异步(如上面关于图5A描述的)。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图5E的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高电流电平的信号的一部分(在图5E的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。
以这个示例继续，ECU 220可以基于从低电流阈值到中间信号电平的信号的一部分(在图5E的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。然而，如所示出的，从低电流阈值到低信号电平的信号的该部分可以包括对应于与磁轮相关联的信息的脉冲。这里，以类似于上面描述的方式，ECU 220可以被配置为从低电流阈值到低信号电平忽略如下的脉冲，这些脉冲具有小于或等于阈值脉冲宽度的脉冲宽度。如进一步示出的，ECU 220可以基于以下各项来确定与磁传感器215相关联的信息(在图5D的下部中标记为“TL信号(经校正)”)：去除表示与磁轮相关联的信息的脉冲，反转信号的剩余部分，并且识别信号的剩余的已反转部分中的转变的方向。在一些实施方式中，当转变与最近转变之间的时间量小于或等于阈值时间量时，ECU 220可以被配置为忽略该转变。
类似于脉宽调制技术520，使用曼彻斯特码用于与磁传感器215相关联的信息确保信号的电流电平在重复比特的序列期间在显著时间段内将不是恒定的，这允许ECU 220利用重复比特序列的传输来区分断线和磁轮的静止，由此增加磁传感器215的功能安全性。
如图5E的下部中进一步示出的，在一些情况下，表示与磁轮相关联的信息的脉冲可以消除表示与磁传感器215相关联的信息的转变。因此，如图5E中图示的，当从低电流阈值与中间电流电平之间的信号的部分中去除表示与磁轮相关联的信息的信号的部分时，转变可能出现延迟(例如，以一个时间量上至大约表示与磁轮相关联的信息比特的脉冲宽度)。这里，为了正确地解码与磁传感器215相关联的信息，ECU 220可以被配置为在转变时间窗口内检测转变，其中转变时间窗口可以是从最早转变时间(例如，预期的转变时间减去时间量，该时间量近似等于表示与磁轮相关联的信息的最大脉冲宽度)到最晚转变时间(例如，预期的转变时间加上时间量，该时间量近似等于表示与磁轮相关联的信息的最大脉冲宽度)的时间段。在一些实施方式中，预期的转变时间可以基于如下的数据速率而被确定或识别，在该数据速率处，ECU 220被配置为接收与磁传感器215相关联的信息。
如上面指出的，图5A-5E被提供仅作为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图5A-5E描述的事物。例如，信号电平的数目和/或间隔、信号阈值的数目和/或间隔、脉冲宽度、与磁轮相关联的信息被编码在信号中并且从信号被确定所基于的信号阈值和信号电平、与磁传感器215相关联的信息被编码在信号中并且从信号被确定所基于的信号阈值和信号电平、和/或类似物仅被提供作为示例，并且除了关于图5A-5E描述的那些之外的其他示例是可能的。
图6A-6C是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术的示例实施方式的图形表示，其用于除了与磁轮相关联的信息之外还提供与磁传感器相关联的存活信号和/或信息。
如图6A中示出的，磁传感器215可以实施与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术600。如图6A的上部中示出的，至少三个信号电平可以包括高电流电平(IH)、低电流电平(IL)、以及至少一个中间电流电平(IM)，其中中间电流电平在高电流电平与低电流电平之间。如进一步示出的，至少两个信号阈值可以包括高电流阈值(例如，在IM与IH之间的TH)和低电流阈值(例如，在IM与IL之间的TL)。
在脉宽调制技术600中，与磁轮相关联的信息可以基于PWM协议在高电流阈值与高电流电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁轮相关联的信息可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，45微秒(μs)指示正向旋转并且90μs脉冲指示反向旋转，或者反之亦然)。如进一步示出的，与磁传感器215和/或存活信号(例如，以信号通知磁传感器215在磁轮的静止或缓慢旋转期间仍然在操作)相关联的信息可以在低电流阈值与低信号电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215相关联的信息(例如，包括000111的比特序列)可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，示出为45μs脉冲和180μs脉冲表示0比特，并且90μs脉冲和270μs表示1比特，但是相反物可以替换地被使用)。
在一些实施方式中，表示特定比特的脉冲宽度可以具有不同的长度，以便指示脉冲是存活信号还是关联于与磁轮相关联的信息的传输。例如，当比特基于(例如，紧接跟随、没有等待特定时间段、没有时间偏移或平移、至少部分地与之并发、和/或类似物)表示与磁轮相关联的信息的脉冲而被传输时，磁传感器215可以使用45μs脉冲传输0比特，或者使用90μs脉冲传输1比特。相反地，当比特在静止期间被传输和/或在自从与磁轮相关联的信息的最近传输以来已经过去阈值时间量之后被传输时(例如，以便指示磁传感器215存活)，磁传感器215可以使用180μs脉冲传输0比特，或者使用270μs脉冲传输1比特。
在脉宽调制技术600中，与磁传感器215相关联的信息被同步于与磁轮相关联的信息。例如，如所示出的，表示与磁传感器215相关联的信息比特的脉冲基于(例如，紧接跟随、没有等待特定时间段、没有时间偏移或平移、和/或类似物)与磁轮相关联的脉冲而被提供。在一些实施方式中，与磁传感器215相关联的信息可以基于与磁轮相关联的脉冲，和/或在与磁轮相关联的脉冲的子集之后被提供。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图6A的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高电流电平的信号的一部分(在图6A的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。类似地，ECU 220可以基于识别从低电流阈值到低信号电平的信号的一部分(在图6A的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。
图6B是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的替换性脉宽调制技术610的图形表示。如图6B的上部中示出的，脉宽调制技术610可以与至少三个信号电平(例如，IH、IL、IM)和至少两个信号阈值(例如，TH和TL)相关联。与磁轮相关联的信息可以按照类似于与图6A的脉宽调制技术600相关联地描述的方式被编码。
如图6B的上部中示出的，与磁传感器215和/或存活信号相关联的信息可以在低电流阈值与中间信号电平之间被编码在信号中。例如，如所示出的，与磁传感器215和/或存活信号相关联的信息(例如，包括000110的比特序列)可以被编码在不同长度的脉冲宽度中(例如，45μs和180μs脉冲表示0比特，并且90μs脉冲表示1比特)。在一些实施方式中，如上面关于图6A描述的，表示特定比特的脉冲宽度可以具有不同的长度，以便指示脉冲是存活信号还是关联于与磁轮相关联的信息的传输。在脉宽调制技术610中，如上面描述的，与磁传感器215相关联的信息被同步于与磁轮相关联的信息。例如，如所示出的，表示与磁传感器215相关联的信息比特的脉冲基于(例如，至少部分地与之并发或在阈值时间量之后)与磁轮相关联的脉冲而被提供。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图6B的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高信号电平的信号的一部分(在图6B的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。类似地，ECU 220可以基于识别从低电流阈值到中间信号电平的信号的一部分(在图6B的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215相关联的信息。
图6C是与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的替换性脉宽调制技术620的图形表示。如图6C的上部中示出的，脉宽调制技术620可以与至少三个信号电平(例如，IH、IL、IM)和至少两个信号阈值(例如，TH和TL)相关联。与磁轮相关联的信息可以按照类似于与图6A的脉宽调制技术600相关联地描述的方式被编码。
如图6C的上部中示出的，与磁传感器215相关联的信息可以按照类似于上面描述的方式在低电流阈值与中间信号电平之间被编码在信号中。特别地，当实施脉宽调制技术620时，磁传感器215仅在自从表示与磁轮相关联的信息的最近脉冲以来已经过去阈值时间量之后，才提供与磁传感器215和/或存活信号相关联的信息。
在一些实施方式中，ECU 220可以基于至少两个信号阈值来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。例如，如图6C的下部中示出的，ECU 220可以基于识别从高电流阈值到高信号电平的信号的一部分(在图6C的下部中标记为“TH信号”)，来确定与磁轮相关联的信息。类似地，ECU 220可以基于识别从低电流阈值到低信号电平的信号的一部分(在图6C的下部中标记为“TL信号”)，来确定与磁传感器215和/或存活信号相关联的信息。
如上面指出的，图6A-6C被提供仅作为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图6A-6C描述的事物。例如，信号电平的数目和/或间隔、信号阈值的数目和/或间隔、脉冲宽度、与磁轮相关联的信息被编码在信号中并且从信号被确定所基于的信号阈值和信号电平、与磁传感器215相关联的信息被编码在信号中并且从信号被确定所基于的信号阈值和信号电平、和/或类似物被提供仅作为示例，并且除了关于图6A-6C描述的那些之外的其他示例是可能的。
图7是示例过程700的流程图，其用于基于与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术，来提供包括与磁轮关联的信息和与磁传感器关联的信息的信号，以及基于脉宽调制技术来确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息。在一些实施方式中，图7的一个或多个过程框可以由磁传感器215和ECU 220来执行。
如图7中示出的，过程700可以包括：确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息(框710)。例如，如上面描述的，磁传感器215可以确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。
如图7中进一步示出的，过程700可以包括：提供包括与磁轮关联的信息和与磁传感器关联的信息的信号，该信号使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术而被提供(框720)。例如，磁传感器215可以提供包括与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息的信号，如上面描述的，该信号使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术而被提供。
如图7中进一步示出的，过程700可以包括：接收包括与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息的信号(框730)。例如，如上面描述的，ECU 220可以接收包括与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息的信号。
如图7中进一步示出的，过程700可以包括：基于与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术，从信号确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器相关联的信息(框740)。例如，如上面描述的，ECU 220可以基于与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术，从信号确定与磁轮相关联的信息和与磁传感器215相关联的信息。
虽然图7示出了过程700的示例框，但是在一些实施方式中，过程700可以包括与图7中描绘的那些相比附加的框、更少的框、不同的框、或者不同地被布置的框。另外地或替换地，过程700的框中的两个或更多个框可以并行地被执行。
本文描述的实施方式提供了一种磁传感器，其使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术，以便允许与磁轮相关联的信息(例如，与旋转方向、旋转速度、和/或类似物相关联的信息)和与磁传感器相关联的信息(例如，功能安全性信息)被包括在单个信号中并且由ECU解码。本文描述的脉宽调制技术可以被使得与PWM协议完全兼容，由此消除修改ECU上所配置的与PWM协议相关联的软件的需求。
前述公开提供了说明和描述，但不意图为穷举的或将实施方式限制为所公开的精确形式。修改和变化鉴于上述公开是可能的，或者可以从实施方式的实践中获取。例如，尽管本文描述的脉宽调制技术与磁传感器系统相关联地被描述，但其他实施方式是可能的。例如，这些脉宽调制技术可以被实施在光学传感器系统或另一类型的传感器系统中，该系统关联于提供和解码携带有与旋转轮相关联的信息的信号。
作为另一示例，在一些实施方式中，低信号阈值可以与PWM协议兼容，而高信号阈值可以关联于提供与磁传感器和/或存活脉冲相关联的信息。
作为另外的示例，在一些实施方式中，三个或更多个信号阈值可以用来在单个信号中递送三个或更多个对应的不同信息流(例如，使用不同的脉冲协议)。
作为另一示例，在一些实施方式中，表示与磁轮相关联的信息的脉冲宽度(例如，与高信号阈值相关联的脉冲宽度)可以独立于磁轮的旋转方向，并且与旋转方向相关联的这样的信息可以被编码在与磁传感器相关联的信息中(例如，在与低信号阈值相关联的脉冲宽度中)。
一些实施方式在本文中关于阈值被描述。如本文使用的，满足阈值可以是指值大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值等。
即使特征的特定组合被记载在权利要求中和/或被公开在说明书中，但这些组合不意图为限制可能实施方式的公开。实际上，这些特征中的许多特征可以按照未在权利要求中具体记载和/或在说明书中公开的方式被组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接从属于一项权利要求，但是可能的实施方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集合中的每个其他权利要求的组合。
本文使用的任何元素、动作或指令都不应当被解释为是关键的或必要的，除非明确地如此描述。此外，如本文使用的，冠词“一”和“一种”意图为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。再者，如本文使用的，术语“集合”意图为包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关项目和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”可互换地使用。在仅一个项目被意图的场合，使用术语“一个”或类似语言。此外，如本文使用的，术语“具有”、“拥有”、“含有”或类似物意图为是开放式的术语。进一步地，短语“基于”意图为意指“至少部分地基于”，除非另有明确地陈述。

Claims (17)

1.一种磁传感器，包括：
一个或多个传感器组件，用于：
确定与磁轮相关联的信息，
其中与所述磁轮相关联的信息与所述磁轮的旋转速度或所述磁轮的旋转方向中的至少一项相关联；
确定与所述磁传感器相关联的信息，
其中与所述磁传感器相关联的信息与所述磁传感器的一个或多个性质相关联；以及
提供包括与所述磁轮相关联的信息和与所述磁传感器相关联的信息的信号，
其中所述信号使用与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的脉宽调制技术而被提供，
其中所述至少三个信号电平包括至少第一信号电平、第二信号电平以及第三信号电平，
所述第一信号电平大于所述第二信号电平，以及
所述第二信号电平大于所述第三信号电平，
其中所述至少两个所述信号阈值包括至少第一信号阈值和第二信号阈值，
所述第一信号阈值在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间，以及
所述第二信号阈值在所述第二信号电平与所述第三信号电平之间，以及
其中与所述磁轮相关联的所述信息在所述第一信号电平与所述第一信号阈值之间被编码在信号中，以及
其中与所述磁传感器相关联的所述信息在所述第三信号电平与所述第二信号阈值之间被编码在信号中。
2.根据权利要求1所述的磁传感器，其中与所述磁传感器相关联的信息被提供，以使得与所述磁传感器相关联的信息和与所述磁轮相关联的信息异步。
3.根据权利要求1所述的磁传感器，其中与所述磁轮相关联的信息根据脉宽调制（PWM）协议而被提供。
4.根据权利要求1所述的磁传感器，其中与所述磁传感器相关联的信息使用曼彻斯特码被提供在所述信号中。
5.根据权利要求1所述的磁传感器，其中与所述磁传感器相关联的信息包括指示所述磁传感器是否在操作的信号。
6.一种传感器系统，包括：
传感器，用于：
确定与轮相关联的信息，其包括与所述轮的旋转速度或所述轮的旋转方向中的至少一个相关联的信息；
确定与所述传感器相关联的信息，其包括与所述传感器的一个或多个性质相关联的信息；以及
基于与三个或更多个信号电平和两个或更多个信号阈值相关联的脉宽调制技术，来提供包括与所述轮相关联的信息和与所述传感器相关联的信息的信号，
其中所述三个或更多信号电平包括至少第一信号电平、第二信号电平以及第三信号电平，
所述第一信号电平大于所述第二信号电平，以及
所述第二信号电平大于所述第三信号电平，
其中所述至少两个或更多个信号阈值包括至少第一信号阈值和第二信号阈值，
所述第一信号阈值在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间，以及
所述第二信号阈值在所述第二信号电平与所述第三信号电平之间，以及
其中与所述轮相关联的所述信息在所述第一信号电平与所述第一信号阈值之间被编码在信号中，以及
其中与所述传感器相关联的所述信息在所述第三信号电平与所述第二信号阈值之间被编码在信号中。
7.根据权利要求6所述的传感器系统，其中与所述传感器相关联的信息被提供在所述信号中，以使得与所述传感器相关联的信息和与所述轮相关联的信息异步。
8.根据权利要求6所述的传感器系统，其中与所述传感器相关联的信息被提供，以使得与所述传感器相关联的信息在所述信号内被反转。
9.根据权利要求6所述的传感器系统，其中与所述轮相关联的信息根据脉宽调制（PWM）协议而被提供。
10.根据权利要求6所述的传感器系统，其中与所述传感器相关联的信息使用曼彻斯特码被提供在所述信号中。
11.根据权利要求6所述的传感器系统，其中与所述传感器相关联的信息包括与所述传感器相关联的存活信号。
12.根据权利要求6所述的传感器系统，进一步包括电子控制单元，所述电子控制单元用于：
接收包括与所述轮相关联的信息和与所述传感器相关联的信息的所述信号；以及
基于所述三个或更多个信号电平和所述两个或更多个信号阈值，来确定与所述轮相关联的信息和与所述传感器相关联的信息。
13.一种用于感测的方法，包括：
由传感器确定与轮相关联的信息，
其中与所述轮相关联的信息与所述轮的旋转速度或所述轮的旋转方向中的至少一项相关联；
由所述传感器确定与所述传感器相关联的信息，
其中与所述传感器相关联的信息与所述传感器的一个或多个性质相关联；以及
由所述传感器提供包括与所述轮相关联的信息和与所述传感器相关联的信息的信号，
其中所述信号基于与至少三个信号电平和至少两个信号阈值相关联的调制技术而被提供，
其中所述至少三个信号电平包括至少第一信号电平、第二信号电平以及第三信号电平，
所述第一信号电平大于所述第二信号电平，以及
所述第二信号电平大于所述第三信号电平，
其中所述至少两个所述信号阈值包括至少第一信号阈值和第二信号阈值，
所述第一信号阈值在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间，以及
所述第二信号阈值在所述第二信号电平与所述第三信号电平之间，以及
其中与所述轮相关联的所述信息在所述第一信号电平与所述第一信号阈值之间被编码在信号中，以及
其中与所述传感器相关联的所述信息在所述第三信号电平与所述第二信号阈值之间被编码在信号中，
其中所述信号被提供给电子控制单元ECU，以便允许所述ECU基于所述信号来确定与所述轮相关联的信息和与所述传感器相关联的信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其中与所述传感器相关联的信息被提供，以使得与所述传感器相关联的信息和与所述轮相关联的信息同步。
15.根据权利要求13所述的方法，其中与所述轮相关联的信息根据脉宽调制（PWM）协议而被提供。
16.根据权利要求13所述的方法，其中与所述传感器相关联的信息使用曼彻斯特码被提供在所述信号中。
17.根据权利要求13所述的方法，其中与所述传感器相关联的信息包括指示所述传感器在操作的信号。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018121998A1 (de) * 2018-09-10 2020-03-12 Infineon Technologies Ag Vorrichtungen und Verfahren zum Senden und Empfangen von Drehzahlinformationen
CN114062716B (zh) * 2020-07-31 2024-01-09 日立安斯泰莫汽车系统(苏州)有限公司 转速传感器旋转方向识别装置及方法
US20230152344A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-18 Infineon Technologies Ag Method for reducing a microbreak memory area and enhanced timing scheme for freezing microbreak feature for a speed sensor
US12095320B2 (en) 2022-06-27 2024-09-17 Anthropocene Institute LLC Axial flux switched reluctance and inductance state machine systems, devices, and methods
US12107672B1 (en) * 2023-09-21 2024-10-01 Shanghai Leekr Technology Co.Ltd. Protocol data bit parsing method and device for AK protocol wheel speed sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101295872A (zh) * 2007-04-28 2008-10-29 昂宝电子（上海）有限公司 为功率转换器提供过电流和过功率保护的系统和方法
CN105896975A (zh) * 2014-04-23 2016-08-24 广州昂宝电子有限公司 用于电源变换系统中的输出电流调节的系统和方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3729949A1 (de) * 1987-09-07 1989-03-23 Siemens Ag Drehgeber mit impulsdraht-sensoren
DE19634715A1 (de) 1996-08-28 1998-03-05 Teves Gmbh Alfred Anordnung zur Erfassung des Drehverhaltens eines Rades
DE19634714B4 (de) 1996-08-28 2007-08-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Anordnung für ein Kraftfahrzeug-Regelungssystem
EP1064559A1 (de) 1998-03-20 2001-01-03 Continental Teves AG & Co. oHG Sensoranordnung zur erfassung von bewegungen
DE102005022596A1 (de) * 2005-05-17 2006-11-23 Continental Teves Ag & Co. Ohg Anordnung zur eigensicheren Raddrehzahlerfassung
DE502007005695D1 (de) * 2006-08-01 2010-12-30 Continental Teves Ag & Co Ohg Sensoranordnung zur präzisen erfassung von relativbewegungen zwischen einem encoder und einem sensor
US8624588B2 (en) * 2008-07-31 2014-01-07 Allegro Microsystems, Llc Apparatus and method for providing an output signal indicative of a speed of rotation and a direction of rotation as a ferromagnetic object
KR100967968B1 (ko) * 2009-10-20 2010-07-06 주식회사 이룸지엔지 타이밍 모듈 및 이를 이용한 엔진 회전속도 측정 방법
DE102013224098A1 (de) * 2013-11-26 2015-05-28 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Erfassung von Drehwinkeln an einem rotierenden Bauteil in einem Fahrzeug
US9759737B2 (en) * 2014-08-22 2017-09-12 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring speed and position of a rotating member
US9720024B2 (en) * 2014-12-02 2017-08-01 Nxp Usa, Inc. Sensor circuit, vehicle and method therefor
WO2018048768A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-15 Allegro Microsystems, Llc Signalling of faults in a speed sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101295872A (zh) * 2007-04-28 2008-10-29 昂宝电子（上海）有限公司 为功率转换器提供过电流和过功率保护的系统和方法
CN105896975A (zh) * 2014-04-23 2016-08-24 广州昂宝电子有限公司 用于电源变换系统中的输出电流调节的系统和方法

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