CN111553377A - 用于在曲轴齿编码中进行错误检测的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于在曲轴齿编码中进行错误检测的系统和方法”。本发明提供了用于车辆的曲柄脉冲轮的曲轴齿编码的实施方案、系统和方法。在一些实施方案中，用于曲轴齿编码的系统包括读取模块、缓冲模块和定位模块。该读取模块基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型。N为小于曲柄脉冲轮的总齿数的正整数。缓冲模块计算与滑动缓冲区中所表示的齿对应的滑动缓冲区的缓冲区值。定位模块基于缓冲区值来确定曲柄脉冲轮的角位置。定位模块向车辆的一个或多个车辆系统广播该角位置。

Description

用于在曲轴齿编码中进行错误检测的系统和方法
背景技术
曲轴传感器用于确定车辆发动机的位置和正时。具体地，当曲轴的曲柄脉冲轮转动时，曲轴传感器检测与曲柄脉冲轮的齿相对应的齿脉冲。齿脉冲对应于曲轴的角位置，使得可基于曲柄脉冲轮的位置与凸轮轴位置信息的组合来确定适当的发动机正时。例如，曲柄脉冲轮具有至少一个缺失或改变的齿，该至少一个缺失或改变的齿允许对曲柄脉冲轮的位置进行分度/确定。然而，仅使用该缺失或改变的齿可能需要事先了解曲轴脉冲轮的位置，或者曲轴脉冲轮必须旋转经过该缺失或改变的齿，然后才能确定曲轴位置。例如，曲轴的曲柄脉冲轮必须旋转360度，然后才能将齿脉冲与特定角位置相关联。因此，确定发动机的位置和正时可能需要附加的时间或信息。
发明内容
根据一个或多个方面，提供了一种用于车辆的曲柄脉冲轮的曲轴齿编码的系统。在一个实施方案中，该系统包括读取模块、缓冲模块和定位模块。读取模块基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型。N为小于曲柄脉冲轮上的总齿数的正整数。缓冲模块计算与滑动缓冲区中所表示的齿对应的滑动缓冲区的缓冲区值。定位模块基于缓冲区值来确定曲柄脉冲轮的角位置。定位模块还向车辆的一个或多个车辆系统广播角位置。
根据一个或多个方面，提供了一种用于车辆的曲柄脉冲轮的曲轴齿编码的方法。该方法包括基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型。N为小于曲柄脉冲轮上的总齿数的正整数。该方法还包括计算与滑动缓冲区中所表示的齿对应的滑动缓冲区的缓冲区值。该方法还包括基于缓冲区值确定曲柄脉冲轮的角位置，以及向车辆的一个或多个车辆系统广播该角位置。
根据一个或多个方面，提供了一种用于存储指令的非暂态计算机可读存储介质，该指令当由计算机执行时使得该计算机执行用于车辆的曲柄脉冲轮的曲轴齿编码的方法。该方法包括基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型。N为小于曲柄脉冲轮上的总齿数的正整数。该方法还包括计算与滑动缓冲区中所表示的齿对应的滑动缓冲区的缓冲区值。该方法还包括基于缓冲区值来确定曲柄脉冲轮的角位置。然后向车辆的一个或多个车辆系统广播该角位置。
附图说明
图1是根据一个或多个实施方案的用于实现用于曲轴齿编码的系统和方法的操作环境的示意图。
图2是根据一个或多个实施方案的曲柄脉冲轮和曲轴传感器的示意图。
图3是根据一个或多个实施方案的用于曲轴齿编码的方法的示例性流程图。
图4是根据一个或多个实施方案的曲柄脉冲轮的曲轴齿几何形状的示意图。
图5是根据一个或多个实施方案的具有第一滑动缓冲区的曲柄齿表。
图6是根据一个或多个实施方案的具有第二滑动缓冲区的曲柄齿表。
图7是根据一个或多个实施方案的具有第三滑动缓冲区的曲柄齿表。
图8是根据一个或多个实施方案的对应于图4至图7的曲柄齿标测图。
图9是根据一个或多个实施方案的对应于示例性曲柄脉冲轮的另一个曲柄齿标测图。
图10是根据一个或多个实施方案的用于曲轴齿编码的方法的示例性流程图，该方法包括基数缩减(base reduction)。
图11是根据一个或多个实施方案的使用基数缩减的曲轴齿几何形状的示意图。
图12是根据一个或多个实施方案的曲柄脉冲轮的另选曲轴齿几何形状的示意图。
图13是根据一个或多个实施方案的具有导向装置的曲轴脉冲轮的示意图。
图14是根据一个或多个实施方案的具有多个感觉轴的曲轴脉冲轮的示意图。
图15示出了根据一个或多个实施方案的用于编码值错误检测的曲柄齿表的滑动缓冲区。
图16为根据一个或多个实施方案的用于错误检测的方法的示例性流程图。
图17是根据一个或多个实施方案的用于缺失齿检测的正时图。
图18是根据一个或多个实施方案的用于幻觉齿检测的正时图。
图19是根据一个或多个实施方案的对应于基于正时的错误检测的示例性正时图。
图20是根据一个或多个实施方案的用于识别错误检测的另一个方法的示例性流程图。
具体实施方式
在下文中使用特定语言公开了附图中所示的实施方案或示例。然而应当理解的是，该实施方案或示例并非旨在进行限制。如相关领域的普通技术人员通常会想到的，可以设想对所公开的实施方案的任何改变和修改，以及本文件中公开的原理的任何进一步应用。
定义
以下包括本文采用的选定术语的定义。定义包括落入某个术语的范围内的并可用于实施方式的各种部件示例和/或形式。这些示例不是限制性的。
如本文所用，“总线”是指互连的架构，该互连的架构可操作地连接到计算机内或在计算机之间的其他计算机部件。总线可以在计算机部件之间传输数据。总线可以是存储器总线、存储器控制器、外围总线、外部总线、纵横开关和/或本地总线等等。总线还可以是使用诸如面向媒体的系统传送(MOST)、控制器局域网(CAN)、本地互连网络(LIN)等等的协议来将在移动可编程代理内的部件互连的移动可编程代理总线。
如本文所用，“部件”是指计算机相关的实体(例如，硬件、固件、执行中的指令，它们的组合)。计算机部件可包括例如在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行线程和计算机。计算机部件可驻留在进程和/或线程内。计算机部件可定位在一台计算机上和/或可分布在多台计算机之间。
如本文所用，“计算机通信”是指在两个或更多个计算设备(例如，计算机、个人数字助理、蜂窝电话、网络设备、移动可编程代理、计算设备、基础设施设备、安全设备)之间的通信，并且可以是例如网络传输、数据传输、文件传输、小程序传输、电子邮件、超文本传输协议(HTTP)传输等。计算机通信可以发生在具有任何类型配置的任何类型的有线或无线系统和/或网络上，例如局域网(LAN)、个人局域网(PAN)、无线个人局域网(WPAN)、无线网络(WAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、虚拟专用网络(VPN)、蜂窝网络、令牌环网、点对点网络、自组织网络、移动自组织网络、车联万物(vehicle-to-everything,V2X)网络等。计算机通信可以利用任何类型的有线、无线或网络通信协议，包括但不限于以太网(例如，IEEE802.3)、WiFi(例如，IEEE 802.11)、陆地移动装置用通信接入(CALM)、WiMax、蓝牙、Zigbee、超宽带(UWAB)、多输入多输出(MIMO)、电信和/或蜂窝网络通信(例如，SMS、MMS、3G、4G、LTE、5G、GSM、CDMA、WAVE)、卫星、专用短程通信(DSRC)等。
如本文所用的“数据库”可以是指表、一组表、一组数据存储装置，和/或用于访问和/或操纵那些数据存储装置的方法。一些数据库可与如下定义的盘结合。
如本文所用，“盘”可以是例如磁盘驱动器、固态磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Zip驱动器、闪存存储器卡和/或记忆棒。此外，盘可以是CD-ROM(压缩盘ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)和/或数字视频ROM驱动器(DVDROM)。盘可以存储控制或分配计算设备的资源的操作系统。
如本文所用，“逻辑电路”包括但不限于硬件、固件、存储指令的非暂态计算机可读介质、在机器上执行的指令，和/或用于引起(例如，执行)来自另一个逻辑电路、模块、方法和/或系统的动作的指令。逻辑电路可以包括和/或作为由算法、离散逻辑(例如，ASIC)、模拟电路、数字电路、编程逻辑设备、包含指令的存储器设备等控制的处理器的一部分。逻辑可包括一个或多个门、门的组合或其他电路部件。在描述了多个逻辑的情况下，可以将该多个逻辑合并到一个物理逻辑中。类似地，在描述单个逻辑的情况下，可以在多个物理逻辑之间分配该单个逻辑。
如本文所用，“存储器”可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)和EEPROM(电可擦除PROM)。易失性存储器可以包括例如RAM(随机存取存储器)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)和直接RAM总线RAM(DRRAM)。存储器可以存储控制或分配计算设备的资源的操作系统。
如本文所用，“模块”包括但不限于存储指令的非暂态计算机可读介质，在机器上执行的指令，在机器上执行的硬件、固件、软件，和/或每一者的组合，以执行功能或动作和/或引起另一个模块、方法和/或系统执行功能或动作。模块还可包括逻辑、软件控制微处理器、离散逻辑电路、模拟电路、数字电路、编程逻辑设备、包含执行指令的存储器设备、逻辑门、门组合，和/或其他电路部件。多个模块可组合成一个模块，并且单个模块可分布在多个模块之间。
“可操作的连接件”或使实体“可操作地连接”的连接件是可发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接件。可操作的连接件可以包括无线接口、物理接口、数据接口和/或电接口。
如本文所用，“处理器”处理信号并执行一般计算和算术功能。由处理器处理的信号可以包括可被接收、传输和/或检测的数字信号、数据信号、计算机指令、处理器指令、消息、位、位流或其他手段。一般来讲，处理器可以是多种不同处理器，该多种不同处理器包括多个单核和多核处理器和协处理器以及其他多个单核和多核处理器和协处理器架构。处理器可以包括各种模块以执行各种功能。
如本文所用，“车辆”是指使用曲柄脉冲轮由任何形式的能量供电的任何移动对象。术语“车辆”包括但不限于：汽车、卡车、面包车、小型货车、SUV、摩托车、踏板车、船只、卡丁车、游乐车、铁路运输、个人水艇、草坪养护设备、施工设备和飞机。在一些情况中，机动车辆包括一个或多个发动机。此外，术语“车辆”可以是指能够运载一个或多个人类乘员并且由完全地或部分地由电池供电的一个或多个电动机提供动力的电动车辆(EV)。EV可包括插电式混合动力电动车辆(PHEV)。术语“车辆”也可以是指由任何形式的能量提供动力的自主车辆和/或自行驾驶车辆。自主车辆可以运载一个或多个人类乘员。此外，术语“车辆”可包括车辆按预定路径行驶或自由行驶的自动或非自动车辆。
如本文所用的“车辆控制系统”和/或“车辆系统”可包括但不限于可用于增强车辆、驾驶和/或安全性的任何自动或手动系统。示例性车辆系统包括但不限于：发动机控制系统、电子稳定性控制系统、防抱死制动系统、制动辅助系统、自动制动预填充系统、低速跟随系统、巡航控制系统、碰撞警告系统、碰撞缓解制动系统、自动巡航控制系统、车道偏离警告系统、盲点指示器系统、车道保持辅助系统、导航系统、变速器系统、制动踏板系统、电子动力转向系统、视觉装置(例如，相机系统、接近传感器系统)、电子预紧系统、监测系统、车辆悬架系统、感觉系统、内部或外部相机系统等。
I.系统概述
现在参考附图，其中该展示是为了示出一个或多个示例性实施方案，而不是为了限制该一个或多个示例性实施方案。图1是用于曲轴齿编码的操作环境100的示意图。操作环境100的部件以及本文所讨论的其他系统、硬件架构和软件架构的部件可组合、省略或组织成用于各种实施方案的不同架构。此外，操作环境100的部件可与车辆200和曲柄脉冲轮202一起实施或相关联，如图2所示。
在图1所示的实施方案中，操作环境100包括车辆计算设备(VCD)102和操作环境100的其他部件，该车辆计算设备用于处理车辆(诸如车辆200)的各种部件、与各种部件通信和与各种部件进行交互。在一个实施方案中，VCD 102可在车辆200中实现，例如作为远程信息处理单元、头部单元、导航单元、信息娱乐单元、电子控制单元等的一部分。在其他实施方案中，VCD 102的部件和功能可相对于车辆200远程地实现，例如使用便携式设备(未示出)或使用经由网络(例如，网络128)连接的另一个设备。
一般来讲，VCD 102包括处理器104、存储器106、盘108和输入/输出(I/O)接口110，它们各自可操作地连接以经由总线112和/或其他有线和无线技术进行计算机通信。I/O接口110提供软件和硬件以促进VCD 102的部件与其他部件、网络和数据源之间的数据输入和输出，这将在本文中描述。另外，处理器104包括读取模块114、缓冲模块116、定位模块118和错误模块132，该模块用于由操作环境100的部件促进的曲轴齿编码。
VCD 102还可操作地连接以用于与一个或多个车辆系统120进行计算机通信(例如，经由总线112和/或I/O接口110)。车辆系统120可包括但不限于可用于增强车辆200、驾驶和/或安全性的任何自动或手动系统。在此，例如，车辆系统120包括燃料喷射系统122。燃料喷射系统122基于同步的正时将燃料递送至车辆200的燃烧式发动机，以推进车辆200。
车辆系统120包括和/或可操作地连接，以用于与各种车辆传感器124进行计算机通信。车辆传感器124提供和/或感测与车辆200、车辆环境和/或车辆系统120相关联的信息。在此，车辆传感器124包括用于检测曲柄脉冲轮202上的齿的曲轴传感器126。在一些实施方案中，曲轴传感器是具有数字输出的霍尔效应传感器或具有模拟输出的可变磁阻传感器。具体地，曲轴传感器可测量与曲柄脉冲轮上的齿对应的磁通量。曲柄脉冲轮202具有从曲柄脉冲轮202的主体向外延伸的总齿数。总齿数中的某一齿可具有为多羟基、锥形、球形、螺旋形、斜面形、冠状、悬臂式、成角度、倒圆和/或不规则形状等等的外形。
车辆传感器124可包括但不限于安装到车辆200的内部或外部的图像传感器，诸如相机、光学传感器、无线电传感器、电磁传感器等。车辆传感器124可检测发动机的特征，诸如部件的位置、正时、速度等。因此，车辆传感器124可操作以感测与车辆200、车辆环境和/或车辆系统120相关联的数据的测量值，并且生成指示所述数据测量值的数据信号。这些数据信号可被转换为其他数据格式(例如，数字)，并且/或者由车辆系统120和/或VCD 102使用以生成其他数据度量和参数。例如，数据信号可将传感器数据转换为可由VCD 102使用的值。应当理解的是，传感器可以是任何类型的传感器，例如声、电、磁、无线电、环境、光学、成像、光、压力、力、热、温度、接近等。
VCD 102还可操作地连接以用于与网络128进行计算机通信。应当理解的是，可以各种方式促进从I/O接口110到网络128的连接。例如，通过网络连接(例如，有线或无线)、来自便携式设备的蜂窝数据网络(未示出)、车辆到车辆的自组织网络(未示出)、车辆内网络(未示出)等，或它们的任何组合。网络128为例如数据网络、互联网、广域网或局域网。网络128充当到各种远程设备(例如，数据库、web服务器、远程服务器、应用服务器、中介服务器、客户端机器、其他便携式设备)的通信媒介。例如，VCD102可使用网络128从制造商数据库130接收更新。
关于车辆200描述了用于曲轴齿编码的系统和方法的应用。如图2所示，车辆200包括上述操作环境100、曲柄脉冲轮202和曲轴传感器126。曲柄脉冲轮202具有齿，诸如齿204，该齿具有由至少一个齿特征限定的预定几何形状。然而，曲柄脉冲轮202在本质上是示例性的，并且可具有在曲柄脉冲轮202上具有不同轮廓、几何形状和/或构型的更多或更少的齿。
使用上述系统和网络配置，曲轴齿可经编码以指示曲柄脉冲轮202上的特定角位置，该特定角位置可用于确定车辆200的发动机的位置和正时。具体地，齿具有不同的几何形状并且被排列成使得当VCD 102读取某一固定数量的连续齿时，可确定曲柄脉冲轮202的角位置。曲柄脉冲轮202上的齿的顺序经图案化，使得无论读取在曲柄脉冲轮202上的何处开始，都能够确定曲柄脉冲轮202的角位置。现在将详细讨论描述使用上述系统和网络配置的示例性方法的详细实施方案。
II.用于TOOTH编码的系统和方法的应用
现在参见图3，现在将根据示例性实施方案描述用于曲轴齿编码的方法300。将参考图1、图2和图4至图9来描述图3。如图3所示，为简单起见而根据多个步骤描述了用于提供曲轴齿编码的方法，但应当理解的是，方法300的元件可被组织成不同的架构、框、阶段和/或过程。
在框302处，基于至少一个齿特征来识别曲柄脉冲轮202的N个齿的齿类型。下面描述的识别过程由读取模块114执行、协调和/或促进。该至少一个齿特征为曲柄脉冲轮202上的至少一些齿的物理几何特征，该物理几何特征使得齿可被曲轴传感器126区分。齿几何形状可包括曲柄脉冲轮202上的齿的尺寸和/或形状，或者曲柄脉冲轮202自身的物理几何特征。例如，齿几何形状可包括高度、不规则的形态(例如，露出部、突出部、节结等)、厚度、深度、表面角度、表面图案化、空隙、孔、腔体和/或导向装置等。齿特征还可包括基于材料的差异、齿的辐射轮廓的差异、电磁光谱上的光谱差异和/或光学差异等，这些差异可由车辆传感器124感测到。
转到图4，假设该至少一个齿特征为曲柄脉冲轮202的齿的高度。读取模块114可通过访问曲轴传感器126来记录齿之间的高度差。高度可包括从基线408测量的第一高度402、第二高度404和第三高度406。基线408与曲柄脉冲轮202的中心点410之间的径向距离形成了曲柄脉冲轮202的主体。在齿之间形成有间隙，诸如在第一齿414与第二齿416之间的间隙412。
高度的差异允许曲轴传感器126区分曲柄脉冲轮202的齿。在一个实施方案中，读取模块114可接收高度差作为特征值。例如，第一高度402的特征值是(1)，第二高度404的特征值是(2)，并且第三高度406的特征值是(3)。因此，第一齿414延伸至第一高度402(1)，第二齿416延伸至第三高度406(3)，第三齿418延伸至第三高度406(3)，第四齿420延伸至第二高度404(2)，第五齿422延伸至第一高度402(1)，第六齿424延伸至第二高度404(2)，第七齿426延伸至第三高度406(3)，第八齿428延伸至第二高度404(2)，第九齿430延伸至第二高度404(2)，第十齿432延伸至第三高度406(3)，第十一齿434延伸至第三高度406(3)，并且第十二齿436延伸至第一高度402(1)。
在一些实施方案中，曲柄脉冲轮202的齿的几何形状中的一个或多个几何形状保持恒定，以便于由曲轴传感器126进行检测和/或由读取模块114进行识别。例如，在此高度是有差别的齿特征，使得齿414-436的宽度可以保持恒定并且/或者齿414-436之间的间隙的尺寸可以保持恒定。齿414-436之间的差异基于齿的几何形状差异，而不是间隙的尺寸。
读取模块114根据滑动缓冲区中的齿的齿特征来识别齿类型。滑动缓冲区包括N个齿。N为小于曲柄脉冲轮202的总齿数的正整数。在一些实施方案中，读取模块可识别滑动缓冲区中的每个齿的齿类型。在其他实施方案中，滑动缓冲区可包括连续的齿或齿图案，诸如每隔一个齿、每隔三个齿等。
转到图5，图5为曲柄齿表500，该曲柄齿表包括对应于关于图4描述的特征值的曲柄齿参考标号。曲柄齿表500具有第一滑动缓冲区502。在此，第一滑动缓冲区502包括具有特征值(1)的第一齿414、具有特征值(3)的第二齿416和具有特征值(3)的第三齿418。因此，第一滑动缓冲区502具有等于三的N，使得第一滑动缓冲区包括针对三个连续齿的特征值。
滑动缓冲区可以递增一个齿，使得读取模块114可以在曲柄脉冲轮202上的任何位置开始。例如，转到图6，为具有第二滑动缓冲区602的曲柄齿表600。第二滑动缓冲区不是在第四齿420处开始，而是替代地包括第二齿416的特征值。同样，图7的曲柄齿表700示出了在第三齿418处开始的第三滑动缓冲区702。
回到图3，在框304处，计算与滑动缓冲区中表示的齿对应的滑动缓冲区的缓冲区值。下文所述的缓冲过程由缓冲模块116执行、协调和/或促进。缓冲模块116可使用与数字系统相关联的不同编码类型来计算缓冲区值，该编码类型为诸如阵列、小数、十六进制、二进制、三进制和变换等。在一些实施方案中，缓冲区值可在曲柄齿标测图中被任意分配和分度。缓冲区值可包括单个参数或多个参数。例如，第一滑动缓冲区502可以具有第一缓冲区值，该第一缓冲区值是与第一滑动缓冲区502中的每个齿的特征值对应的阵列(1,3,3)，如图5所示。另选地，第一缓冲区值可以使用(1,3,3)作为十进制值133、十六进制值85或二进制值010000101。在另一个实施方案中，缓冲区值可以用十进制值(1,3,3)和二进制值(01,11,11)表示，以在运算期间节省存储器。
在框306处，方法300包括基于缓冲区值来确定曲柄脉冲轮202的角位置。下文所述的定位过程由定位模块118执行、协调和/或促进。定位模块118可将缓冲区值与已知角位置的列表进行比较。具体地，角位置可对应于滑动缓冲区中所包括的齿。例如，第一缓冲区值(1,3,3)可与曲柄齿标测图相比。
图8是对应于图4至图7的曲柄齿标测图800。曲柄齿标测图是数据查找表，该数据查找表可由定位模块118访问以基于滑动缓冲区的缓冲区值来确定曲轴位置。曲柄齿标测图可本地存储在VCD 102上，或远程地存储，诸如存储在制造商数据库130处并经由网络128访问。曲柄齿标测图800包括齿编号行802、滑动缓冲区行804和角位置行806。行802-806仅为示例性的，并且可包括具有更少信息或附加信息的更多或更少的行。例如，曲柄齿标测图800可包括经分度的数值而不是角位置的角度，以指示曲柄脉冲轮202的位置。继续该示例，根据以上，缓冲模块116可以确定具有叙述顺序的特征值(1)、(3)和(3)的第一滑动缓冲区502对应于330°的角位置或第三齿418，如图8所示。
因为曲柄脉冲轮202上的每个角位置对应于特定的缓冲区值，所以缓冲区值不会重复。因此，为了使定位模块118确定曲柄脉冲轮202上的位置，读取模块只需要识别曲柄脉冲轮202上的与滑动缓冲区中一样多的齿的齿特征。例如，回到图6，具有第二滑动缓冲区602的曲柄齿表600包括具有特征值(3)的第二齿416、具有特征值(3)的第三齿418和具有特征值(2)的第四齿420。假设缓冲模块116计算出第二缓冲区值为(3,3,2)，如图8所示。则定位模块118可确定第二缓冲区值(3,3,2)对应于曲柄脉冲轮202上的0°角位置。因为第一缓冲区值(1,3,3)不同于第二缓冲区值(3,3,2)，所以定位模块118可以区分由第一滑动缓冲区502和第二滑动缓冲区602指示的角位置。
又如，在图7中，曲柄齿表500具有第三滑动缓冲区702，该第三滑动缓冲区包括具有特征值(3)的第三齿418、具有特征值(2)的第四齿420和具有特征值(1)的第五齿422。假设缓冲模块116计算出第三缓冲区值为(3,2,1)，则定位模块118可以确定第三缓冲区值(3,2,1)对应于曲柄脉冲轮202上的30°角位置。因为第一缓冲区值(1,3,3)不同于第二缓冲区值(3,3,2)，该第二缓冲区值不同于第三缓冲区值(3,2,1)，所以定位模块118可以区分曲柄脉冲轮202上的角位置330°、0°和30°。
VCD 102可能需要预定的角分辨率，以便满足车辆200的发动机(未示出)的功能要求。角分辨率描述了可以确定角位置的精度和粒度。在上面参考图4至图8讨论的示例中，角分辨率是30°，因为每个齿对应于围绕曲柄脉冲轮202的30°增量。然而，角分辨率可以基于曲柄脉冲轮202上的齿数N(对应于滑动缓冲区中表示的齿集合的特征值数量)和/或曲轴传感器126能够区分的特征值的数量来增大或减小。
假设VCD 102具有为至少6°的期望角分辨率，以便为驱动车辆200的发动机的车辆系统120提供功能性。因为每转旋转360°以实现至少6°的角分辨率，所以曲柄脉冲轮需要至少60个齿(假设传感器仅能够区分两种齿类型)。一旦已知总齿数，就可基于读取模块114区分特征值的能力来确定滑动缓冲区中的齿数N。
假设，读取模块114能够进行基数3确定，这意味着读取模块能够区分3种不同类型的齿几何形状，诸如图4所示的低、中、高的高度示例。为了给曲柄脉冲轮202的每个齿提供独特的缓冲区值，曲柄脉冲轮202的齿数应小于或等于基数b(在该示例中基数为3)的N次幂，N为由滑动缓冲区中的特征值表示的齿数。
总齿数≤bN
假设基数为3并且N为3，则基数3的3次幂为27。由于曲柄脉冲轮上的齿数为60，并且60大于27，因此N为3不足以为曲柄脉冲轮202的每个齿提供独特的对应缓冲区值。现在假设N为4，则基数3的4次幂为81。由于曲柄脉冲轮上的齿数为60并且60小于81，因此N为4足以为曲柄脉冲轮202的每个齿提供独特的缓冲区值。因此，读取模块114将从至少3个可能的特征值中确定滑动缓冲区中的至少四个齿的特征值，以确定总共具有60个齿的曲柄脉冲轮202的角位置。
图9是根据一个或多个实施方案的对应于示例性曲柄脉冲轮的另一个曲柄齿标测图。曲柄齿标测图包括齿表902和查找表914。齿表902包括特征值行904、齿编号行906和缓冲区值行908。特征值行904包括齿的特征值。例如，在列910中，在齿编号行中列举的齿6具有特征值行904中所示的特征值(1)。然而，滑动缓冲区912包括多于一个特征值。相反，滑动缓冲区912包括由读取模块114识别的五个特征值(0,0,0,1,1)。缓冲模块116确定该五个特征值对应于与齿6相关联的缓冲区值3。
定位模块118使用该缓冲区值来确定曲柄脉冲轮202的角位置。在一个实施方案中，定位模块118可使用表来基于校准值确定角位置。例如，查找表914包括校准值行916。另外，为了方便起见，示出了缓冲区值分度行918，但该缓冲区值分度行可以包括在查找表中也可以不包括在查找表中。例如，定位模块118可使用缓冲区值3来识别对应于该缓冲区值的齿，在此为齿6。然后可使用齿编号来识别角位置。例如，在此，角位置可对应于滑动缓冲区中读取的最后一个齿，因为该角位置可能是曲轴传感器126最后检测到曲柄脉冲轮202的位置。
由于曲柄脉冲轮202正在转动，因此滑动缓冲区围绕轮循环。假设滑动缓冲区包括代表某一齿和在该齿前面的四个齿的五个特征值。例如，列920中的齿1具有这样的滑动缓冲区，该滑动缓冲区包括代表齿29、齿30和齿31以及齿0和齿1的特征值(0,0,1,0,0)。因此，定位模块118可以在曲柄脉冲轮202旋转时确定角位置，即使当滑动缓冲区包括N个齿，该N大于与滑动缓冲区中表示的最后一个齿对应的齿编号时也如此。
返回图3，在框308处，当角位置已确定时，定位模块118向车辆200的一个或多个车辆系统120广播该角位置。例如，可向燃料喷射系统122广播角位置。具体地，燃料喷射系统122可将燃料递送至发动机的燃烧室(未示出)，在该燃烧室中燃料与空气混合以用于进气冲程。为了使车辆200正常地工作，发动机的冲程必须精确地正时。因此，燃料喷射系统122可接收角位置，以与车辆系统120中的一个或多个车辆系统的工作同步。角位置也可由一个或多个车辆系统120请求，并响应于该请求而被发送。
定位模块118可使用输入/输出(I/O)接口202、总线110、网络112和/或其他有线和无线技术来广播曲柄脉冲轮128的角位置。例如，出于故障排除、分度或实验原因，定位模块可经由网络128将角位置传输到制造商数据库。在另一个实施方案中，定位模块118可将角位置存储在存储器106中，使得该角位置能够被其他部件访问。
图10是根据一个或多个实施方案的用于曲轴齿编码的方法1000的示例性流程图，该方法包括基数缩减。图10叙述了与图3相似的步骤，这些步骤以与上述相似的方式操作。将参考图1至图4描述图10。如图10所示，为简单起见而根据多个步骤描述了用于提供曲轴齿编码的方法，但应当理解的是，方法1000的元件可被组织成不同的架构、框、阶段和/或过程。
在框302处，基于如上所述的至少一个齿特征来识别曲柄脉冲轮202的N个齿的齿类型。在框1002处，读取模块114关于至少一个齿特征执行基数缩减。基数缩减修改了一个或多个齿的特征值，以便于区分曲柄脉冲轮202的齿414-436。
转到图11，图11是使用基数缩减的曲轴齿几何形状的示意图。图11包括根据基数缩减修改的第一齿图案1100，以生成第二齿图案1102。第一齿图案1100和第二齿图案1102示出了相同的齿图案。例如，第一齿图案包括由间隙隔开的多个齿。
读取模块114基于至少一个齿特征来识别曲柄脉冲轮202的N个齿的齿类型。因此，读取模块114可不使用间隙信息。因此，读取模块114可以执行基数缩减以丢弃关于间隙的信息，而不是将特征值(诸如0)归于间隙，从而允许将分配给间隙的特征值归于齿特征。
假设第一齿图案1100的第一齿1104与第一齿图案1100的第二齿1106具有高度差。例如，第一齿1104可以具有比第二齿1106大高度差1108的高度。齿由间隙(诸如用作基线的间隙1110)分隔开。因此，当确定间隙的齿特征的特征值可以被评定为(0)时，使得由于第一齿1104的高度与第二齿1106相比更高，读取模块114将特征值(1)应用于第二齿1106并且将特征值(2)应用于第一齿1104。然而，间隙信息被忽略，并且特征值是基于齿的相对齿特征(诸如相对高度)确定的。
因此，读取模块114可以执行基数缩减以忽略间隙信息。在此，将零应用于间隙。然后基数缩减可使齿的特征值减小。例如，第二齿图案1102的第一经基数缩减齿1112与第二齿图案1102的第二经基数缩减齿1114具有高度差。例如，第一经基数缩减齿1112可以具有比第二经基数缩减齿1114大高度差1108的高度。齿由间隙(诸如用作基线的间隙1116)分隔开。然而，在此，由于基数缩减，不将特征值应用于间隙。
因此，当确定齿特征的特征值时，由于第一经基数缩减齿1112的高度与第二经基数缩减齿1114相比更高，读取模块114将特征值(0)应用于第二经基数缩减齿1114并且将特征值(1)应用于第一经基数缩减齿1112。因此，第二齿图案1102不使用与第一齿图案1100一起使用的三个特征值(0)、(1)和(2)，而是需要更少的特征值(0)和(1)来编码齿。基数缩减减少了读取和利用特征值所需的处理资源，包括时间。考虑到上述示例，缓冲模块116不需要使用三进制进程来根据特征值生成缓冲区值，而是替代地可以使用二进制编码。
图12是根据一个或多个实施方案的曲柄脉冲轮的另选曲轴齿几何形状的示意图。曲柄脉冲轮1200具有由曲轴传感器126感测的齿数，该齿数随后被接收在VCD 102处。在此，曲柄脉冲轮1200可包括多个孔，诸如第一孔1202和第二孔1204。孔1202和1204年可改变曲轴传感器126感测齿的方式。例如，曲轴传感器126可包括深度传感器，该深度传感器可确定齿轮在与齿对应的位置处的深度，使得该齿能够另外通过相对深度来区分。另选地，孔1202和1204可以与齿分开感测，并且可以将这些感测值应用于齿的特征值。例如，孔可以由独立于曲轴传感器126的传感器(未示出)感测。
除了曲柄脉冲轮1200的几何特征之外，齿还可具有改变单个齿的形状的几何特征。例如，第一齿1206具有相对于曲柄脉冲轮1200的半径为竖直线性的轮廓，而第二齿1208具有突出部，使得第二齿1208的轮廓包括至少一个角度。具体地，第二齿1208的突出部的轮廓相对于第二齿1208的主体是悬臂式的。曲轴传感器126可以检测齿的轮廓和曲柄脉冲轮202的物理特征。例如，曲轴传感器126可以包括多个传感器，诸如光学传感器和霍尔效应传感器。
转到图13，曲柄脉冲轮1300包括第一齿1302、第二齿1304和第三齿1306。齿1302-1306具有不同的宽度，这些宽度是可相对于齿1302-1306的高度变化的。例如，第一齿1302可以是低齿，第二齿1304可以是突出齿，并且第三齿1306可以是高齿。假设第一轴线1308是通过高度差与第二轴线1310分开的低轴线。由于第一齿1302的低高度，第一齿1302可以仅与第一轴线1308相交。第二齿1304可以在第一轴线1308处具有第一宽度，但是在第二轴线1310处具有不同(在此为更长)的宽度。第三齿可在第一轴线1308和第二轴线1310处具有相同的宽度。因此，曲轴传感器126可以基于多个齿特征来区分齿，并且该多个特征可以基于相对于曲轴脉冲轮1300的比较几何特征。
此外，曲柄脉冲轮1300还具有导向装置1312。像曲柄脉冲轮1200的孔1202和1204一样，曲柄脉冲轮1300的导向装置1312是曲柄脉冲轮1300的特征，以便于区别曲柄脉冲轮1300的齿。例如，导向装置1312可以改变曲柄脉冲轮1300的主体相对于一个或多个齿的宽度。因为曲柄脉冲轮1300上的齿是可区分的，所以该齿可经排序以将角位置编码成齿图案。因此，当缓冲模块116可基于由读取模块114识别的在滑动缓冲区中识别的齿特征来计算缓冲区值时。因为每个滑动缓冲区具有对应于角位置的唯一缓冲区值，所以定位模块118可基于对仅与滑动缓冲区中一样多的齿的读取来确定角位置。因此，可在固定的旋转量之后确定角位置，而无需事先了解曲柄脉冲轮1300的位置或无需对曲柄脉冲轮1300上的每个齿进行读取和分度。
图14是根据一个或多个实施方案的具有多个传感轴的曲轴脉冲轮的示意图。曲柄脉冲轮1400包括第一齿1402和第二齿1404。第一齿1402和第二齿1404具有在第一轴线1406或第二轴线1408上延伸的突出部。例如，第一齿1402具有与第一轴线1406相交或在该第一轴线1406上延伸的突出部。同样，第二齿1404具有与第二轴线1408相交或在该第二轴线1408上延伸的突出部。因此，齿可基于该齿的突出部的方向而能够被区分。
齿还可基于该齿的高度而能够被区分。例如，突出部可以从齿以不同的高度(例如，低、中、高)延伸，以不同的角度延伸，突出部可以具有不同的长度或形状，等等。因此，如上所述，曲轴传感器126可以基于多个齿特征来区分齿，并且该多个特征可为基于相对于曲轴脉冲轮1400的比较几何特征。
III.用于错误检测的系统和方法的应用
在上述系统和方法的正常操作期间，可能发生错误。例如，读取模块114可能不正确地识别曲柄脉冲轮202上的齿的齿类型。又如，曲轴传感器126可能向VCD 102发送不正确的信号。识别错误可负面地影响车辆200的操作。具体地，识别错误可能导致点火正时不正确，这可能降低车辆200的性能并增加排放。一般来讲，存在三类错误：齿误识别、齿未检测和幻觉齿检测。
当曲轴传感器126检测到曲轴脉冲轮202上的齿，但是读取模块114或曲轴传感器126错误地编码该齿时，出现齿误识别错误。例如，返回图4，第一齿414延伸至第一高度402。如果读取模块114将第一齿414编码为延伸到除第一高度402之外的任何高度，诸如第二高度404、第三高度406，则第一齿414将成为齿误识别错误的对象
当曲轴传感器126未能检测到齿和/或读取模块114未能编码该齿时，出现齿未检测错误。例如，假设读取模块114编码第一齿414延伸到第一高度402，可以编码间隙412，并且编码第三齿418延伸到第三高度406，但是读取模块114不编码第二齿416延伸到第三高度406。则第二齿416将成为齿未检测错误的对象，因为没有识别出第二齿416的齿类型。
当曲轴传感器126检测到不在曲柄脉冲轮202上的齿和/或读取模块114编码不在该曲柄脉冲轮上的齿时，出现幻觉齿检测错误。故障可能是噪音或间歇性电连接的结果。例如，假设读取模块114首先编码第一齿414延伸到第一高度402。接下来，读取模块114编码幻觉齿在对应于间隙412的位置处延伸到第一高度402。则读取模块114编码第二齿416延伸到第三高度406。被编码为第一高度402的幻觉齿，而不是间隙412，是幻觉齿检测错误的对象。
为了检测错误，错误模块132执行错误检测，诸如编码值错误检测和/或基于时间的错误检测。编码值错误检测基于已知的缓冲区值。如上所述，曲柄脉冲轮202的角位置对应于特定的缓冲区值。因此，在给定第一角位置的情况下，下一角度位置应导致下一缓冲区值被计算。然而，识别错误可能会导致立即故障。例如，假设缓冲模块116计算出具有叙述顺序的特征值(1)、(3)和(3)的第一滑动缓冲区502对应于330°的角位置或第三齿418，如图8所示。则缓冲模块116可预测第二缓冲区值是(3,3,2)，因为第二缓冲区值(3,3,2)对应于曲柄脉冲轮202上的下一角位置0°。然而，假设读取模块114将第四齿420误识别为延伸到第一高度402而不是第二高度404。则第二缓冲区将错误地读取(3,3,1)，(3,3,1)对应于240°的角位置，如图8所示。
错误模块132可以基于来自读取模块114、缓冲模块116和/或定位模块118的信息来标记错误，在此是误识别错误。例如，错误模块132可以将由读取模块114读取的下一编码齿(诸如延伸到第一高度402的第四齿420)与第四齿420的期望值第二高度404进行比较。因此，错误模块132被配置为将预期齿类型与该齿的识别齿类型进行比较，以检测错误。在一个实施方案中，基于曲柄齿标测图来确定期望的齿类型。当编码值为非预期的时，错误模块132可以标记错误。因此，一旦误识别的齿被读取模块114编码，错误模块132就可以检测出齿误识别错误。
同样，错误模块132可以将预期的缓冲区值与计算出的缓冲区值进行比较，以检测错误。因此，错误模块132可以将由缓冲模块116计算出的错误的第二缓冲区值(3,3,1)与预期的第二缓冲区值(3,3,2)进行比较。类似地，在定位模块118确定角位置330°之后，错误模块132可预测角位置0°。通过将角位置240°与预测角度位置0°进行比较，错误模块132可以将第二错误的缓冲区或角位置240°标记为错误。
为了进行比较，错误模块132可以维护曲柄齿标测图或一个或多个预期值查找表。附加地或另选地，错误模块132可以访问由读取模块114、缓冲模块116和/或定位模块118维护的一个或多个查找表。在另一个实施方案中，错误模块可使用网络128访问和/或查询制造商数据库130。
响应于误识别错误被标记，错误模块132可以基于预期值来校正位置。例如，假设读取模块114将第四齿420误识别为延伸到第一高度402，并由此编码(1)而不是(2)。如果错误模块132对先前的编码有信心，则错误模块132可以校正该误识别，在此通过用(2)覆写(1)。以这种方式，错误模块132可以在对车辆200的点火正时产生负面影响之前立即校正误识别。
虽然描述了误识别错误，但错误模块132还可识别齿未检测错误和幻觉齿检测错误。转到图15，示出了用于编码值错误检测的曲柄齿表1500的滑动缓冲区。假设读取模块114正确编码第一滑动缓冲区1502的每个缓冲区值，然而检测到幻觉齿1504，从而导致第二滑动缓冲区1506具有与曲柄脉冲轮202上的齿不对应的(1)。随着读取模块114继续编码曲柄脉冲轮202上确实存在的齿的特征值，特征值(1)通过滑动缓冲区(诸如第三滑动缓冲区1508、第四滑动缓冲区1510、第五滑动缓冲区1512和第六滑动缓冲区1514)传播，
因为曲柄脉冲轮202具有相同连续特征值的链1518，所以错误模块132可能直到自错误发生以来编码的特征值的数量超过该链中的特征值的数量时才检测出错误。这是使用编码值检测时检测时间的上限。例如，在此该链包括连续的5个特征值(1)。幻觉齿1504在第二滑动缓冲区1506中被检测到。错误模块132直到第七滑动缓冲区1516才能够检测出错误，在第七滑动缓冲区时最后特征值应该是(0)，但是替代地为(1)。类似地，直到自错误发生以来计算出的滑动缓冲区的数量超过相同连续特征值的链1518中的特征值的数量时，才可能检测出缺失的齿。
图16是根据一个或多个实施方案的用于识别错误检测的方法1600的示例性流程图。将参考图3和图15描述图16。如图16中所示，为了简单起见而根据多个步骤描述了方法1600，但是应当理解的是，方法1600的元件可组织成不同的架构、框、阶段和/或过程。
在框302处，基于如上关于图3所述的至少一个齿特征来识别曲柄脉冲轮202的N个齿的齿类型。同样关于图3所描述的，在框304处，计算与滑动缓冲区中所表示的齿对应的滑动缓冲区的缓冲区值。
在框1602处，由错误模块132检测与曲柄脉冲轮的齿相关联的错误。可基于将读取的齿类型与预期的齿类型进行比较来检测错误。例如，如上所述，读取模块114可基于齿类型来编码第四齿420。可将该读取值与齿420的预期值第二高度404进行比较。因此，错误模块132将检测出错误。
又如，转到图15，基于计算出的第七滑动缓冲区1516来检测错误。可以基于为(1,1,1,1,1)的第六滑动缓冲区1514之后的预期值是(1,1,1,1,0)来检测错误。在另一个实施方案中，可以将后续的滑动缓冲区与先前的滑动缓冲区进行比较，以检测错误。例如，在此第六滑动缓冲区1514和第七滑动缓冲区1516的缓冲区都是(1,1,1,1,1)，这是由于在识别幻觉齿的齿类型中的错误。如上所述，曲柄脉冲轮202的每个齿可对应于唯一的缓冲区值。因此，两个缓冲区值将不相同。因此，重复的缓冲区值指示错误。以这种方式，错误模块132可以通过以下方式来检测错误：基于先前的缓冲区值或预期值来比较和/或预测下一齿类型和/或缓冲区值应该是什么。因此，在框1602处，错误模块132可以检测齿误识别错误、齿未检测错误和幻觉齿检测错误。
在方法1604的框1600处，错误模块132基于检测到的错误来计算修改的值。在一个实施方案中，错误模块132可基于预期的齿类型来修改一个或多个齿类型。继续上述示例，错误模块132可以将由缓冲模块116计算出的错误的第二缓冲区值(3,3,1)修改为预期的第二缓冲区值(3,3,2)。在另一个实施方案中，错误模块可以接收为(1,1,1,1,1)的第七滑动缓冲区1516，识别第七滑动缓冲区1516是重复的，并且将第七滑动缓冲区1516修改成为(1,1,1,1,0)的预期滑动缓冲区。
在框1606处，方法1600包括基于针对N个齿中的一个齿识别的经修改的缓冲区值和/或经修改的齿类型来确定曲柄脉冲轮202的角位置。定位模块118可将经修改的缓冲区值与已知角位置的列表进行比较。具体地，角位置可以以如上面关于图3的框306描述的类似方式基于曲柄齿标测图而对应于滑动缓冲区中包括的齿。
在框308处，当角位置已确定时，定位模块118向车辆120的一个或多个车辆系统200广播该角位置。如上所述，由于错误模块132直到自错误发生以来所编码的特征值的数量超过链1518中的特征值的数量才检测到错误，所以可能无法立即检测出齿未检测错误和幻觉齿检测错误。因此，在一些实施方案中，一个或多个车辆系统120可以基于广播更新它们的定位，以补偿延迟。例如，在图15中，当在第二滑动缓冲区1506中检测到幻觉齿1504时，定位模块118可能基于该幻觉齿1504错误地确定角位置。假设定位模块118在具有60个齿的曲柄脉冲轮上具有角分辨率6°，并且读取模块114被配置为区分两种齿类型。在此，定位模块118将由于幻觉齿1504而确定在曲柄脉冲轮上前面的角位置为6°。这可能引起一个或多个车辆系统120出问题。因此，可以更新并广播角位置，以校正可能已经传播的错误角位置。
另外，为了应对检测齿未检测错误和幻觉齿检测错误中的延迟，错误模块132可以附加地或另选地执行基于时间的错误检测。基于时间的错误检测是基于由读取模块114检测到的读取齿之间的差异到达时间。因为齿在曲柄脉冲轮周围具有已知的位置，所以脉冲比率是已知的值。在一个实施方案中，齿围绕曲柄脉冲轮202以相等的间隔形成。例如，因为每转旋转360°，所以具有60个齿的曲柄脉冲轮在给定等距间隔开的齿的情况下应实现角分辨率6°。脉冲比率限定读取模块114用于检测初始齿相对于用于检测后续齿的时长。假设齿均匀地间隔开，由此读取模块114识别相邻齿的齿类型将耗费大致相同量的时间。
转到图17的正时图1700，时间t0对应于读取模块114识别第一齿1702到第二齿1704的齿类型所耗费的时间量。时间t1对应于读取模块114识别第二齿1704到第三齿1706的齿类型所耗费的时间量。时间t2对应于读取模块114识别第三齿1706到第四齿1708的齿类型所耗费的时间量。时间t3对应于读取模块114将第四齿1708的齿类型识别为第六齿类型1710所耗费的时间量。在正时图1700中，错误地未检测到第五齿1712。
当正确地检测到齿时，由下式给出的脉冲比率：
Figure BDA0002380304280000201
应约等于一。例如，假设第一齿1702、第二齿1704和第三齿1706均匀地间隔开，则从第一齿1702到第二齿1704计算的时间t0应该约等于从第二齿1704到第三齿1706计算的时间t1，使得t0:t1的比率r1为约1。同样，因为第二齿1704、第三齿1706和第四齿1708均匀地间隔开，所以t1:t2的比率r2为约1。
然而，因为没有检测到第五齿，所以从第四齿1708到第六齿类型1710的时间t3错误地看起来是第三齿1706与第四齿1708之间的时间t2的两倍长。因此，t2:t3的比率r3可以被确定为约2，而不是1。因此，在假设关于示例性曲柄脉冲轮已知其具有均匀间隔开的齿的情况下，比率r3导致非预期的值。错误模块132可以将计算出的为2的比率r3与预期值1进行比较，并基于该差异检测错误。因此，使用基于时间的错误检测，错误模块132可以在下一齿正时处立即检测出齿未检测错误。
类似地，使用基于时间的错误检测，错误模块132可以立即检测出幻觉齿检测错误。转到图18的正时图1800，时间t0对应于读取模块114识别第一齿1802和第二齿1804的齿类型所耗费的时间量。时间t1对应于读取模块114识别第二齿1804和第三齿1806的齿类型所耗费的时间量。时间t2对应于读取模块114识别第三齿1806和幻觉齿1808的齿类型所耗费的时间量。如上所述，幻觉齿1808不对应于曲柄脉冲轮上的齿，而是读取模块114或曲轴传感器126的错误的结果。时间t3对应于读取模块114识别幻觉齿1808和第四齿1810的齿类型所耗费的时间量，因为幻觉齿1808是先前检测到的。
假设第一齿1802、第二齿1804和第三齿1806均匀地间隔开，则从第一齿1802到第二齿1804计算的时间t0应该约等于从第二齿1804到第三齿1806计算的时间t1，使得t0:t1的比率r1为约1。然而，在该示例中，在第三齿1806与第四齿1810之间检测到幻觉齿1808。因此，从第三齿1806到幻觉齿1808的时间t2比t1更短。因此，t1:t2的比率r2错误地看起来是例如二分之一，而不是1。错误模块132可以将计算出的为1/2的比率r2与针对先前比率r1确定的预期值1进行比较，并基于该差异来检测错误。因此，使用基于时间的错误检测，错误模块132可以立即检测出幻觉齿检测错误。同样，从幻觉齿1808到第四齿1810的时间t3比t2更短。错误模块132可以比较计算出的比率r3，并基于该差异再次检测错误。错误模块可以基于一个或多个顺序比率为预期值的分数来确定幻觉齿检测错误已经发生。因此，与相邻齿之间的正时对应的预期值可由错误模块132用于检测齿未检测错误和幻觉齿检测错误(当它们发生时)。
图19是根据一个或多个实施方案的对应于基于正时的错误检测的示例性概率密度曲线图。例如，预期比率曲线1902可以对应于错误模块基于关于曲柄脉冲轮202已知的情况而预测的比率值的值概率密度。具体地，该比率基于最近齿的最近时间的检测正时与紧接在最近齿之前的齿的正时的比较，诸如(tn/tn-1)。在一个实施方案中，预期比率曲线1902可以基于一个或多个车辆的历史上观察到的脉冲比率。在关于正时图1700和1800描述的示例中，基于曲柄脉冲轮的齿为均匀间隔开的，预期比率值被聚类为约1。值为约1的比率在预期比率曲线1902的可接受区域1904中。
给出了正时场景、间距和比率值来阐明该示例。然而，这些参数等等可以在不同的实施方案中改变。例如，曲柄脉冲轮202上的齿的间距可能是不均匀的。相反，可以使用查找表来识别用于识别相邻齿之间的齿类型的预期时间。以这种方式，错误模块132可以使用关于曲柄脉冲轮、曲柄齿标测图等已知的情况，以基于齿类型识别的正时差异来确定预期比率曲线1902。
同样，异常比率可以基于导致该异常比率的错误类型而聚类在一起。例如，小的异常比率在第一故障比率区域1906中的预期比率曲线1902的末端上。第一故障比率区域中的比率指示检测到幻觉齿1808。如以上关于图18的正时图1800所讨论的，幻觉齿产生的比率是预期的一半大。
在第二故障比率区域1908中的预期比率曲线1902的末端上的较大的异常比率可指示未检测到齿。如以上关于图17的正时图1700所讨论的，未检测到齿导致比率是预期的两倍大。
图20是根据一个或多个实施方案的用于识别错误检测的方法的示例性流程图。在正常操作2000期间，基于缓冲区值确定曲柄脉冲轮的角位置，如例如参考图3所述。然而，在出现错误的情况下，系统和方法转向故障处理2002。
在框2004处，错误模块132执行编码值错误检测，如参考图15详细描述的。在框2006处，确定编码值故障是否已发生。编码值故障指示发生了错误。具体地，编码值错误检测能够检测多种类型的错误，包括齿误识别错误、齿未检测错误和幻觉齿检测错误。
在框2008处，更新置信度参数。如上所述，当基于先前的缓冲区值对先前确定的角度位置有信心时，可以校正和覆写参数。置信度参数表示对先前确定的角位置的该信心。例如，置信度参数可以基于与预期缓冲区值、曲柄齿标测图等对应的缓冲区值的设定数量。假设计算了图8的曲柄齿标测图800的在330°处示出的第一滑动缓冲区502，然后计算了曲柄齿标测图800的在0°处示出的第二滑动缓冲区602，然后计算了曲柄齿标测图800的在30°处示出的第三滑动缓冲区702。基于正在计算的滑动缓冲区，结果对应于预期值，因为曲柄脉冲轮202的角位置正根据角分辨率向前移动。计算出的缓冲区值越符合基于预定值、曲柄齿标测图800等的预期缓冲区值，则置信度参数将越高。因此，如果在框2006处确定没有错误，则在框2008处更新置信度参数以增大置信度参数的值。
相反，如果在框2006处确定已经发生错误，则该方法继续到故障处理2002。在故障处理期间，可以通过在框2010处执行基于时间的错误检测来确定发生了哪种错误。如上所述，基于时间的错误检测可以区分非检测错误和幻觉齿检测错误。然而，基于时间的错误检测可能是资源密集型的。在此，一旦已清楚发生了错误，就保留基于时间的错误检测以供进行故障处理。
在框2012处，确定编码值故障是否是基于时间的故障，使得可以将非检测错误与幻觉齿检测错误区分开来。继续上述示例，然后可以将计算的脉冲比率与预期的比率值进行比较。如果计算的脉冲比率在例如由预期比率值1902限定的预期比率值范围内，则错误不被认为是基于时间的故障。并且故障处理2002移动到框2014。
在框2014处，将该错误认为是误识别错误，并相应地进行校正。例如，如上所述，可以修改或覆写缓冲区值的齿类型。一旦错误被处理完，正常操作2000就会恢复。具体地，在框2008处，可以基于对缓冲区值的修改来更新置信度参数。例如，置信度参数可以被重置为空集，使得置信度必须响应于错误以上述方式重建。置信度参数可用于采取纠正措施，因为置信度参数可以用来帮助确定应该采取什么故障安全措施。
如果在框2012处，将该错误认为是基于时间的故障，则基于在框2016处发生的错误的类型来校正该错误。继续上述示例，大的异常比率1904可指示没有检测到齿，而小的异常比率1906可指示检测到幻觉齿1808。如果未检测到齿，则可例如用预期值来对缓冲区值进行修改。相反，如果确定检测到幻觉齿，则可以由读取模块114覆写和/或忽略幻觉齿的对应齿类型。同样，一旦错误被处理完，正常操作2000就会恢复。具体地，在框2008处，可以基于对缓冲区值的修改来更新置信度参数。因此，图20的错误检测可检测和区分齿误识别、齿未检测和幻觉齿检测，而不会陷入对每种错误的资源密集型分析的困境中。
尽管用特定于结构特征或方法动作的语言描述了本主题，但是应当理解，所附权利要求书的主题不一定限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作是作为示例性实施方案被公开的。
在本文提供了各实施方案的各种操作。描述操作中的一个或多个或全部的次序不应被解释为暗示这些操作必须是按次序的。将会基于该描述而知道替代排序。此外，并非所有操作都必须要存在于本文提供的每个实施方案中。
如本申请中所用，“或”旨在表示包括性“或”而非排他性“或”。此外，包含性“或”可以包括它们的任何组合(例如，A、B或它们的任何组合)。另外，除非另外指明或从上下文清楚指向单数形式，否则如本申请中所用的“一个”和“一种”一般被解释为表示“一个或多个”。另外，A和B中的至少一个和/或相似的表达一般表示A或B或A和B两者。此外，就“包括(includes)”、“具有(having)”、“具有(has)”、“带有”或它们的变体在详细描述或权利要求书中使用来说，此类术语旨在以与术语“包括(comprising)”类似的方式是包括性的。
此外，除非另有说明，否则“第一”、“第二”等并不表示暗示时间方面、空间方面、排序等。相反，此类术语仅用作特征、要素、项等的标识符、名称等。例如，第一信道和第二信道一般对应于信道A和信道B或两个不同或两个相同的信道、或同一信道。另外，“包括(comprising)”、“包括(comprises)”、“包括(including)”、“包括(includes)”等一般表示包括(comprising)或包括(including)但不限于。
应当理解，上面公开的特征和功能以及其他特征和功能的各种实施方案或它们的替代物或变体可以理想地组合成许多其他不同系统或应用。此外，本领域的技术人员可以之后做出本文的各种目前无法预料或无法预期的替代、修改、变化或改进，这些也旨在被所附权利要求书涵盖。

Claims (20)

1.一种用于车辆的曲柄脉冲轮的曲轴齿编码的系统，所述系统包括：
读取模块，所述读取模块被配置为基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型，其中N为小于所述曲柄脉冲轮的总齿数的正整数；
缓冲模块，所述缓冲模块被配置为计算与所述滑动缓冲区中所表示的齿的集合对应的所述滑动缓冲区的缓冲区值；和
定位模块，所述定位模块被配置为基于所述缓冲区值来确定所述曲柄脉冲轮的角位置，并且向所述车辆的一个或多个车辆系统广播所述角位置。
2.根据权利要求1所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述总齿数中的每个齿与对应的缓冲区值相关联，并且其中缓冲区值是唯一的。
3.根据权利要求1所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述滑动缓冲区中的所述N个齿基于所述读取模块的编码类型。
4.根据权利要求3所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述编码类型将所述至少一个齿特征表示为多个特征值中的一个特征值。
5.根据权利要求4所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述特征值数量的所述滑动缓冲区中的所述齿数N次幂大于或等于所述曲柄脉冲轮的所述总齿数。
6.根据权利要求3所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述读取模块的所述编码类型是二进制的。
7.根据权利要求1所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述读取模块还被配置为基于所述一个或多个车辆系统的期望角分辨率来设定所述滑动缓冲区中的N个齿。
8.根据权利要求7所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述期望角分辨率基于所述曲柄脉冲轮的所述总齿数。
9.根据权利要求1所述的用于曲轴齿编码的系统，所述系统还包括：
错误模块，所述错误模块被配置为检测与所述曲柄脉冲轮的齿相关联的错误，并且基于所述错误计算经修改的缓冲区值。
10.根据权利要求9所述的用于曲轴齿编码的系统，其中所述错误模块执行编码值错误检测以检测错误并执行基于时间的错误检测以检测非检测错误和幻觉齿检测错误，并且其中当所述编码值错误检测指示错误并且所述基于时间的错误检测不指示非检测错误或幻觉齿检测错误时，所述错误模块检测齿误识别错误。
11.一种用于车辆的曲柄脉冲轮的曲轴齿编码的方法，所述方法包括：
基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型，其中N为小于所述曲柄脉冲轮的总齿数的正整数；
计算与所述滑动缓冲区中所表示的齿的集合对应的所述滑动缓冲区的缓冲区值；
基于所述缓冲区值来确定所述曲柄脉冲轮的角位置；以及
向所述车辆的一个或多个车辆系统广播所述角位置。
12.根据权利要求11所述的用于曲轴齿编码的方法，其中所述总齿数中的每个齿与对应的缓冲区值相关联，并且其中缓冲区值是唯一的。
13.根据权利要求11所述的用于曲轴齿编码的方法，所述方法还包括：
检测与所述曲柄脉冲轮的齿相关联的错误；
基于所述错误来计算经修改的缓冲区值；以及
基于所述经修改的缓冲区值来确定所述曲柄脉冲轮的角位置。
14.根据权利要求13所述的用于曲轴齿编码的方法，其中检测所述错误还包括：
执行编码值错误检测以检测齿误识别错误；以及
执行基于时间的错误检测以检测非检测错误和幻觉齿检测错误。
15.一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在由计算机执行时使得所述计算机执行用于曲轴齿编码的方法，所述方法包括：
基于至少一个齿特征来识别滑动缓冲区中的N个齿的齿类型，其中N为小于车辆的曲柄脉冲轮的总齿数的正整数；
计算与所述滑动缓冲区中所表示的齿的集合对应的所述滑动缓冲区的缓冲区值；
基于所述缓冲区值来确定所述曲柄脉冲轮的角位置；以及
向所述车辆的一个或多个车辆系统广播所述角位置。
16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述总齿数中的每个齿与对应的缓冲区值相关联，并且其中缓冲区值是唯一的。
17.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述滑动缓冲区中的所述N个齿基于编码类型。
18.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述编码类型将所述至少一个齿特征表示为多个特征值中的一个特征值。
19.根据权利要求18所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述特征值数量的所述滑动缓冲区中的所述齿数N次幂大于或等于所述曲柄脉冲轮的所述总齿数。
20.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，还包括：
检测与所述曲柄脉冲轮的齿相关联的错误；
基于所述错误来计算经修改的缓冲区值；以及
基于所述经修改的缓冲区值来更新置信度参数。
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