CN115803699A - 自动检测电子装置之间的耦合的装置 - Google Patents

Abstract

用于自动检测耦合到电子计算机(4)的传感器(2、20)的方法，包括：第二步骤e2)，包括在电子计算机(4)被激活时去往第三步骤e3)；第三步骤e3)，包括将由耦合到电子计算机(4)的端子的传感器(2、20)产生的电压与参考电压(Vref)进行比较，在比较结果为正的情况下，则去往第四步骤e4)，而在比较结果为负的情况下去往第五步骤e5)；第四步骤e4)，包括选择与电压源型传感器(2)耦合到电子计算机(4)的端子相适配的阻抗。

Description

自动检测电子装置之间的耦合的装置

技术领域

本发明总体上涉及电子装置的耦合。本发明尤其应用于汽车领域。本发明可以例如在电子计算机中实施。

背景技术

如今，机动车辆包括越来越多的车载电子装置，例如耦合到电子计算机的传感器。这些车载电子装置要求机动车辆具有或多或少复杂的连接技术。

在内燃机的情况下，使用传感器并将其耦合到至少一个电子计算机，例如发动机控制计算机，以确保所述内燃机的正确操作，从而使得能够更好地管控燃料消耗，并且因此管控污染物到大气中的排放。

针对这些传感器的实现，在现有技术中已知使用面向可移动的带有切口的目标定位的电压源类型的传感器。所述传感器通常具有三个传感器管脚，用于将以电压变化的形式的检测信号传送给发动机控制计算机。

几年来，开发了一种新的传感器技术，即电流源型传感器。这些传感器以电流变化的形式传递信息。

根据使用的传感器类型，在发动机控制计算机处有不同的专用硬件接口，从而使得能够将所述传感器耦合到所述发动机控制计算机。该接口尤其使得能够利用(电子计算机中的)合适的电子装置产生和接收电信号，在这种情况下，所述电信号适于管理内燃机。

因此，在设计发动机控制计算机时，需要根据所连接的传感器类型——即电压源型传感器还是电流源型传感器——来更改其硬件接口。因此，一旦选择了要实现的传感器，就不能再例如在车辆的使用寿命期间更改传感器的类型，因为硬件接口无法适配。

发明内容

本发明提出了用于自动检测耦合到电子计算机的传感器的方法，包括：

-第二步骤e2)，包括在电子计算机被激活时去往第三步骤e3)，

-第三步骤e3)，包括将由耦合到电子计算机的端子的传感器产生的电压与参考电压(Vref)进行比较，在比较结果为正的情况下，则去往第四步骤e4)，而在比较结果为负的情况下去往第五步骤e5)，

-第四步骤e4)，包括选择与电压源型传感器耦合到电子计算机4的端子相适配的阻抗，

-第五步骤e5)，包括选择与电流源型传感器耦合到电子计算机的端子相适配的阻抗。

有利地，可以在电子计算机的管脚上选择与所连接的传感器类型兼容的阻抗。

例如，根据本发明的方法规定，参考电压具有介于对应于电压传感器的高电平的值与对应于电流传感器的高电平的值之间的值。

例如，该自动检测方法规定，与电压源型传感器耦合到电子计算机的端子相适配的阻抗的值大于1000Ω。

作为变型，用于自动检测耦合到电子计算机的传感器的方法提出，与电流源型传感器耦合到电子计算机的端子相适配的阻抗的值大于10Ω。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明的一个优选实施例，其中：

图1示出了耦合到电压源型传感器的现有技术的计算机的示意图。

图2示出了耦合到电流源型传感器的现有技术的计算机的示意图。

图3示出了包括根据本发明的硬件接口的计算机的示意图。

图4是根据本发明的用于自动检测耦合到计算机的传感器的装置。

图5是根据本发明的用于自动检测耦合到计算机的传感器的方法。

具体实施方式

图1示出了现有技术的电压源型传感器2，其例如耦合到发动机控制计算机4。电压源型传感器2例如是专用于检测内燃机的凸轮轴的定位的传感器，这是通过所述目标的齿经过所述电压源型传感器2前方。这种电压源型传感器2通常包括三个管脚，其中，第一传感器管脚2_1耦合到例如第一计算机管脚4_1，并被适配成向所述电压源型传感器2馈送电能；第二传感器管脚2_2耦合到第二计算机管脚4_2，专用于接收表示凸轮轴位置的信号；最后是第三传感器管脚2_3，其耦合到第三计算机管脚4_3，通常耦合到机动车辆的电接地。电压源型传感器2的内部结构为本领域技术人员所熟知，本文不再详细介绍。

发动机控制计算机4具有硬件接口6，其包括例如传感器馈电模块8和信号处理模块10。

传感器馈电模块8被适配成向电压源型传感器2馈送电能。为此，它具有第一传感器馈电模块管脚8_1，其被适配成产生经由第一计算机管脚4_1对所述电压源型传感器2的所述电能馈送。例如，电能馈送具有5V的值。传感器馈电模块8的内部结构为本领域技术人员所熟知，并且有众多变型可供选择。

在一个实施例中，传感器馈电模块8包括电源和所谓的“上拉”电阻器12，所述电源可以是发动机控制计算机4的内部电源。所述上拉电阻器12的作用是对电压源型传感器2加偏置电压。上拉电阻器12包括第一电阻器管脚12_1，其一方面耦合到所述电源，并且另一方面耦合到第一传感器馈电模块管脚8_1。上拉电阻器12还包括第二电阻器管脚12_2，其耦合到第二馈电模块管脚8_2。

信号处理模块10被适配成对源自电压源型传感器2的信号进行整形和/或滤波。为此，信号处理模块10包括第一信号处理模块管脚10_1、第二信号处理模块管脚10_2和第三信号处理模块管脚10_3。

例如，第一信号处理模块管脚10_1耦合到第二计算机管脚4_2，并且还耦合到第三信号处理模块管脚10_3。第二信号处理模块管脚10_2耦合到第三计算机管脚4_3，并且第三信号处理模块管脚10_3耦合到第二馈电模块管脚8_2。第四信号处理模块管脚10_4被适配成为发动机控制计算机4的至少一个其他功能产生滤波后的信号。

此外，信号处理模块10的内部结构可以包括具有第一电容器第一管脚14_1和第一电容器第二管脚14_2的第一电容器14。第一电容器第二管脚14_2耦合到电接地，并且第一电容器第一管脚14_1一方面耦合到第一电阻器管脚16_1，并且另一方面耦合到第三信号处理模块管脚10_3。此外，第三管脚10_3耦合到第一管脚10_1。信号处理模块10还具有电阻器16，电阻器16具有第二电阻器管脚16_2。第二电阻器管脚16_2耦合到第四信号处理模块管脚10_4。各种元件(例如电阻器和电容器)的值是本领域技术人员所熟知的，因此这里不再赘述。

图2给出了现有技术的电流源型传感器20的一个示例。该电流源型传感器20发挥职能并耦合到发动机控制计算机4。电流源型传感器20以电流变化的形式传递信息，这需要发动机控制计算机4处的不同的硬件接口6才能够检测源自电流源型传感器20的相近的电流水平。

为此，可以使用本领域技术人员称为分流电阻器的电阻器30，其包括第一电阻器管脚30_1和第二电阻器管脚30_2。第一电阻器管脚30_1耦合到所述发动机控制计算机4的馈电，第二电阻器管脚30_2一方面耦合到第二计算机管脚4_2，并且另一方面耦合到第一转换装置管脚32_1。转换装置32被适配成比较和适配施加在第二电阻器管脚30_2上的电压和施加在第二转换装置管脚32_2上的参考电压。

在一个实施例中，转换装置32是借助于运算放大器实现的比较器电路。转换装置32还具有耦合到参考电压的第二转换装置管脚32_2。参考电压的值可以例如是4.5V。此外，转换装置32具有第三转换装置管脚32_3，其耦合到发动机控制计算机4的内部功能。该第三转换装置管脚32_3因此被适配成产生以至少两个电压水平的形式的电信号，这两个电压水平表示流经分流电阻器30的电流。优选地，分流电阻器30具有例如10欧姆数量级的相对较低值。

如本说明书正文的前文所述，因此，对于每种类型的传感器2或20，需要在最初更改硬件接口6的内部结构。

图3示出了硬件接口6，其使得能够耦合电压源型传感器或电流源型传感器，而无需在最初更改硬件接口6的内部结构。

为此，硬件接口6包括适配模块50和处理模块60，使得能够将电压源型传感器2或电压源型传感器20无差别地连接到发动机控制计算机4，而无需更改所述发动机控制计算机4的内部接口。

在本发明的一个实施例中，适配模块50具有第一适配模块管脚50_1、第二适配模块管脚50_2和第三适配模块管脚50_3，它们分别耦合到第一计算机管脚4_1、第二计算机管脚4_2和第三计算机管脚4_3。适配模块50还具有至少一个第四适配模块管脚50_4。

第一传感器检测模块管脚50_1、第二传感器检测模块管脚50_2和第三传感器检测模块管脚50_3被适配成接收来自耦合到所述管脚的传感器2、20的信号。

因此，例如，当耦合到发动机控制计算机4的传感器2、20是电压源型传感器2时，则适配模块50在所述计算机4的(耦合到传感器2的)管脚之间选择具有大约1000欧姆的高阻抗的电阻器。该实施例中的等效电子电路于是为图1所示的电路。该实施例中的适配模块50的操作也类似于上述图1的电子电路的操作。

在传感器20是电流源型传感器的情况下，则适配模块50在所述计算机4的(耦合到传感器20的)管脚之间选择具有大约10欧姆的相对较低阻抗的电阻器。例如，该实施例中的等效电子电路是图2所示的电路；操作也与图2的操作相同。

图4示出了适配模块50和处理模块60的实施例，它们聚集在硬件接口100中，使得能够耦合电压源型传感器2或电流源型传感器20，而无需在最初更改硬件接口100的内部结构。

为此，巧妙地提出了一种硬件接口100，其被适配成将电压源型传感器2或电流源型传感器20无差别地连接到发动机控制计算机4，而不需要对所述发动机控制计算机4的硬件接口100的任何更改。因此，有利地，硬件接口100与两种类型的传感器2、20兼容。

在一个优选实施例中，硬件接口100包括第一硬件接口输入100_1、第二硬件接口输入100_2、第三硬件接口输入100_3，它们分别耦合到第一计算机管脚4_1、第二计算机管脚4_2和第三计算机管脚4_3。硬件接口100还包括第一硬件接口输出100_4，其耦合到发动机控制计算机4的内部装置和/或外部装置。

硬件接口100包括第一电阻器110、第二电阻器120、晶体管130和比较器140。

第一电阻器110包括第一电阻器第一管脚110_1和第一电阻器第二管脚110_2。第二电阻器120包括第二电阻器第一管脚120_1和第二电阻器120第二管脚120_2。第一电阻器第一管脚110_1一方面耦合到第一硬件接口管脚100_1，并且另一方面耦合到第一晶体管管脚130_1。第一电阻器第二管脚110_2一方面耦合到第二电阻器第一管脚120_1，并且另一方面耦合到第二晶体管管脚130_2。此外，如本领域技术人员所知，在MOS(金属氧化物半导体)型晶体管130的情况下，晶体管130包括对应于栅极的第三晶体管管脚130_3。

第二电阻器第二管脚120_2一方面耦合到第二硬件接口管脚100_2，并且另一方面耦合到第二比较器输入140_2。比较器140还包括耦合到参考电压的第一输入140_1，在一个实施例中，参考电压可以具有4.8V的值。第一比较器输出140_3耦合到第一硬件接口输出100_4。第三硬件接口输入100_3耦合到机动车辆的接地。

有利地，借助于根据本发明的硬件接100，更准确地说，借助于第一电阻器110、第二电阻器120、晶体管130和比较器40的耦合的组合，可以在第一硬件接口管脚100_1与第二硬件接口管脚100_2之间选择与第二电阻器120的值相对应的低阻抗值或者与第一电阻器110的值加上第二电阻器120的值相对应的高阻抗值，从而使得能够进一步实现与电流源或电压源型传感器的兼容。

在一个实施变型中，比较器140和相关接线可以直接耦合到晶体管130，以便操控所述晶体管130，从而根据所耦合的传感器2、20来操控电子计算机4的端子处的适配阻抗。

如图5所示，本发明提出了使得能够根据耦合的传感器2、20选择适配阻抗的方法。

根据本发明的方法具有第一步骤e1)，该第一步骤E1)包括电子计算机4处于关机状态，例如对应于车辆停车的状态。

然后，该方法规定了第二步骤e2)，包括当电子计算机4被激活时、也就是通电时去往第三步骤e3)。

在第三步骤e3)期间，该方法将由耦合到电子计算机4的端子的传感器2、20产生的电压与参考电压Vref进行比较。有利地，比较器140的参考电压Vref具有4.8V的值。该值使得能够区分耦合到电子计算机4的端子的传感器2、20。实际上，(耦合到电子计算机4的端子的)电压源型传感器2将向电子计算机4的端子递送大约5V的电压，而电流源型传感器20将向电子计算机4的端子递送小于4.8V的电压。

在比较结果为正的情况下，即电压源型传感器2产生的电压大于4.8V，则该方法规定去往第四步骤e4)。

在比较结果为负的情况下，即电流源型传感器20递送小于4.8V的电压，则该方法规定去往第五步骤e5)。

在第四步骤e4)期间，该方法规定，选择与电压源型传感器2耦合到电子计算机4的端子相适配的阻抗。该阻抗例如等于第一电阻器110的值。

在第五步骤e5)期间，该方法规定，选择与电流源型传感器20耦合到电子计算机4的端子相适配的阻抗。该阻抗例如等于第二电阻器120的值。为此，例如，晶体管130处于闭路位置，也就是说，它使第一电阻器110短路，从而在电子计算机4的端子上施加大约第二电阻器120的值的阻抗。

因此，有利地，藉由选择阻抗值，可以将电压源型传感器或电流源型传感器无差别地连接到计算机的端子，而无需更改硬件接口。

有利地，借助于本发明，在例如内燃机起动之前瞬时检测传感器的类型。

因此，借助于本发明，现在可以将电压源或电流源型传感器无差别地耦合到发动机控制计算机而无需预先校准。此外，巧妙的是，不需要任何软件校准。

Claims (4)

1.用于自动检测耦合到电子计算机(4)的传感器(2、20)的方法，包括：

-第一步骤e1)，包括电子计算机4处于关机状态，

-第二步骤e2)，包括在电子计算机(4)被激活时去往第三步骤e3)，

-第三步骤e3)，包括将由耦合到电子计算机(4)的端子的传感器(2、20)产生的电压与参考电压(Vref)进行比较，在比较结果为正的情况下，则去往第四步骤e4)，而在比较结果为负的情况下去往第五步骤e5)，

-第四步骤e4)，包括选择与电压源型传感器(2)耦合到电子计算机(4)的端子相适配的阻抗，

-第五步骤e5)，包括选择与电流源型传感器(20)耦合到电子计算机(4)的端子相适配的阻抗。

2.根据权利要求1所述的用于自动检测耦合到电子计算机(4)的传感器(2、20)的方法，其中，参考电压(Vref)具有介于对应于电压传感器的高电平的值与对应于电流传感器的高电平的值之间的值。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的用于自动检测耦合到电子计算机(4)的传感器(2、20)的方法，其中，与电压源型传感器(2)耦合到电子计算机(4)的端子相适配的阻抗的值大于1000Ω。

4.根据权利要求1或2中的任一项所述的用于自动检测耦合到电子计算机(4)的传感器(2、20)的方法，其中，与电流源型传感器(20)耦合到电子计算机(4)的端子相适配的阻抗的值大于10Ω。

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