專利名稱：用于測量旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置，更具體地涉及利用射頻識別技術確 定旋轉(zhuǎn)速度和位置。
背景技術：
本文所提供的背景技術描述的目的在于從總體上呈現(xiàn)本公開的背景。當前署名的 發(fā)明人的工作，在本背景技術部分所描述的范圍內(nèi)以及在申請日時可能不作為現(xiàn)有技術的 那些描述的方面，都既不明示也不暗示地確認為是相對本公開而言的現(xiàn)有技術。車輛可包括發(fā)動機速度傳感器以監(jiān)視發(fā)動機速度。發(fā)動機速度傳感器產(chǎn)生指示曲 軸旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機速度信號。發(fā)動機控制模塊可基于發(fā)動機速度信號確定發(fā)動機速度。例如，發(fā)動機速度傳感器可包括霍爾效應傳感器，該霍爾效應傳感器探測連接到 曲軸的齒輪上的齒的通過?；魻栃獋鞲衅骺僧a(chǎn)生對應于齒的通過的脈沖。發(fā)動機控制模 塊可基于一段時間內(nèi)發(fā)動機速度信號中包括的脈沖數(shù)來確定發(fā)動機速度。連接到曲軸的齒輪上的齒可被布置成當齒輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生脈沖圖案。例如較長的齒 可產(chǎn)生指示曲軸位置的較長的脈沖。發(fā)動機控制模塊在齒輪旋轉(zhuǎn)時可基于探測到的脈沖圖 案來確定曲軸位置。

發(fā)明內(nèi)容
一種系統(tǒng)包括收發(fā)機模塊和旋轉(zhuǎn)裝置。所述收發(fā)機模塊利用天線產(chǎn)生電磁(EM) 場。所述旋轉(zhuǎn)裝置包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一 個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場。所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在穿過 所述EM場時對所述EM場進行衰減。所述收發(fā)機模塊基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減的 次數(shù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度。N是大于或等于1的整數(shù)。一種方法，包括利用天線產(chǎn)生電磁(EM)場以及基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減 的次數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度。所述旋轉(zhuǎn)裝置包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置 成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場。所 述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在穿過所述EM場時對所述EM場進行衰減。N是大于或等于1的 整數(shù)。通過本文下面提供的詳細描述將明了本公開進一步的應用領域。應當理解的是， 這些詳細描述和特定示例僅僅用于說明的目的，而并不旨在限制本公開的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案1. 一種系統(tǒng)，包括
收發(fā)機模塊，其利用天線產(chǎn)生電磁(EM)場；和旋轉(zhuǎn)裝置，其包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每 一個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在穿過所述EM場時對所述EM場進行衰減，其 中，所述收發(fā)機模塊基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減的次數(shù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn) 速度，并且其中，N是大于或等于1的整數(shù)。2.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊基于在所述EM場內(nèi)從所述 N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個發(fā)射的數(shù)據(jù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。3.如方案2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊確定所述旋轉(zhuǎn)裝置何時是 靜止的并且在所述旋轉(zhuǎn)裝置靜止時確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。4.如方案3所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述收發(fā)機模塊接收到數(shù)據(jù)后，所述收發(fā) 機模塊命令所述EM場內(nèi)的所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個停止發(fā)射數(shù)據(jù)，其中，所述N個 轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個在接收到所述命令后在穿過所述EM場時不發(fā)射數(shù)據(jù)。5.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置被包括在車輛中，其中，所述 旋轉(zhuǎn)裝置連接到下述中的至少一種曲軸、凸輪軸、變速器的輸出軸以及車輪。6.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個均包括天線和存 儲器。7.如方案2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊基于表確定所述旋轉(zhuǎn)裝置 的位置，所述表將從所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個發(fā)射的數(shù)據(jù)對應于所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。8.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)發(fā)器布置成在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時 產(chǎn)生衰減圖案，其中，所述收發(fā)機模塊在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時基于所述衰減圖案來確定所 述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。9.如方案2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊在所述旋轉(zhuǎn)裝置靜止時產(chǎn) 生處于第一強度的EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器在所述轉(zhuǎn)發(fā)器位于具有所述第一強度的 EM場中時發(fā)射數(shù)據(jù)，其中，所述收發(fā)機模塊在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生處于第二強度的EM 場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器在所述轉(zhuǎn)發(fā)器位于具有所述第二強度的EM場中時不發(fā)射數(shù)據(jù)。10. —種方法，包括利用天線產(chǎn)生電磁(EM)場；和基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減的次數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器 中的每一個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的 每一個在穿過所述EM場時對所述EM場進行衰減，并且其中，N是大于或等于1的整數(shù)。11.如方案10所述的方法，其特征在于，進一步包括基于在所述EM場內(nèi)從所述N 個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個發(fā)射的數(shù)據(jù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。12.如方案11所述的方法，其特征在于，進一步包括確定所述旋轉(zhuǎn)裝置何時是靜止的；和在所述旋轉(zhuǎn)裝置靜止時確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。13.如方案12所述的方法，其特征在于，進一步包括在接收到數(shù)據(jù)后，命令所述EM場內(nèi)的所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個停止發(fā)射數(shù)據(jù)，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多 個在接收到所述命令后在穿過所述EM場時不發(fā)射數(shù)據(jù)。14.如方案10所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置被包括在車輛中，其中，所 述旋轉(zhuǎn)裝置連接到下述中的至少一種曲軸、凸輪軸、變速器的輸出軸以及車輪。15.如方案10所述的方法，其特征在于，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個均包括天線和 存儲器。16.如方案11所述的方法，其特征在于，進一步包括基于表確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的 位置，所述表將從所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個發(fā)射的數(shù)據(jù)對應于所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。17.如方案10所述的方法，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時基于衰減圖案來 確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置，其中，所述轉(zhuǎn)發(fā)器布置成在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生所述衰減 圖案。18.如方案11所述的方法，其特征在于，進一步包括在所述旋轉(zhuǎn)裝置靜止時產(chǎn)生處于第一強度的EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器在所述 轉(zhuǎn)發(fā)器位于具有所述第一強度的EM場中時發(fā)射數(shù)據(jù)；和在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生處于第二強度的EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器在所述 轉(zhuǎn)發(fā)器位于具有所述第二強度的EM場中時不發(fā)射數(shù)據(jù)。


根據(jù)詳細描述和附圖，本公開將得到更加全面的理解，附圖中圖1是根據(jù)本公開的射頻識別(RFID)系統(tǒng)的功能方框圖；圖2示出了由于根據(jù)本公開轉(zhuǎn)發(fā)器的位置而引起的RFID系統(tǒng)中發(fā)射場的修改；圖3是根據(jù)本公開的車輛系統(tǒng)的功能方框圖；圖4是根據(jù)本公開的與發(fā)動機控制模塊整體形成的RFID系統(tǒng)的功能方框圖；圖5示出了根據(jù)本公開的用于確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的方法；圖6示出了根據(jù)本公開的利用變化的場強度來確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置 的方法；以及圖7示出了根據(jù)本公開的用于確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的方法，其包括去 激活轉(zhuǎn)發(fā)器。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不試圖以任何方式限制本公開、其應用或 用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同附圖標記來表示相似元件。如本文所使用的，短 語“A、B和C中的至少一個”應當解釋為指的是邏輯“A或B或C”的含義，其中使用了非排 他的邏輯或。應當理解的是，在不改變本公開原理的情況下，方法內(nèi)的步驟可按照不同順序 執(zhí)行。如本文所使用的，術語“模塊”指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個 軟件或固件程序的處理器(共用處理器、專用處理器或組處理器)和存儲器、組合邏輯電路 和/或提供所述功能的其他適合部件。
通常，當旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時，發(fā)動機控制系統(tǒng)利用圖案識別來確定旋轉(zhuǎn)裝置(例如 曲軸)的位置。本公開的速度和位置確定系統(tǒng)可在旋轉(zhuǎn)裝置靜止時確定旋轉(zhuǎn)裝置的位置。 該速度和位置確定系統(tǒng)可包括天線，該天線在旋轉(zhuǎn)裝置靜止時從沿旋轉(zhuǎn)裝置周圍布置的一 個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器讀取數(shù)據(jù)。相應地，該速度和位置確定系統(tǒng)可基于轉(zhuǎn)發(fā)器所讀取的來確定 旋轉(zhuǎn)裝置的位置。當轉(zhuǎn)發(fā)器運動經(jīng)過天線時，轉(zhuǎn)發(fā)器可對天線發(fā)射的場進行衰減。因此，速度和位置 確定系統(tǒng)可基于一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器對天線發(fā)射的場進行衰減的次數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋 轉(zhuǎn)速度。現(xiàn)在參見圖1，射頻識別(RFID)系統(tǒng)10包括旋轉(zhuǎn)裝置12、轉(zhuǎn)發(fā)器14、天線16和收 發(fā)機模塊18。旋轉(zhuǎn)裝置12可繞軸20旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)器14可連接到旋轉(zhuǎn)裝置12。例如，轉(zhuǎn)發(fā) 器14可布置在旋轉(zhuǎn)裝置12的周圍附近。RFID系統(tǒng)10可被包括在車輛系統(tǒng)內(nèi)。因此，旋轉(zhuǎn)裝置12可以是旋轉(zhuǎn)的車輛系統(tǒng) 部件。僅作為示例，旋轉(zhuǎn)裝置12可以是飛輪、撓性板、連接到凸輪軸的部件以及輸出軸中的 一個。雖然所描述的RFID系統(tǒng)10被包括在車輛系統(tǒng)內(nèi)，但RFID系統(tǒng)10也可一般性地用 于測量其他系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)裝置的速度和位置。收發(fā)機模塊18可經(jīng)由天線16向轉(zhuǎn)發(fā)器14發(fā)射信號(例如RF載波信號)。每個 轉(zhuǎn)發(fā)器14均可包括接收被發(fā)射信號的轉(zhuǎn)發(fā)器天線(未示出)。此后，被發(fā)射信號可稱為是 發(fā)射“場”。轉(zhuǎn)發(fā)器天線可從由天線16發(fā)射的場吸收能量。轉(zhuǎn)發(fā)器14可包括存儲轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)的存儲器。例如，轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)可包括獨特的識別 (ID)數(shù)。當轉(zhuǎn)發(fā)器14從由天線16發(fā)射的場吸收了足夠量的能量時，轉(zhuǎn)發(fā)器14可經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā) 器天線發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。收發(fā)機模塊18可經(jīng)由天線16接收轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。已經(jīng)接收了足夠 量的能量以發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)器可稱為是“激活轉(zhuǎn)發(fā)器”。尚未接收足夠量的能量以發(fā) 射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)器可稱為是“非激活轉(zhuǎn)發(fā)器”。在一些實施方式中，轉(zhuǎn)發(fā)器14可以是被 動轉(zhuǎn)發(fā)器。在另一些實施方式中，轉(zhuǎn)發(fā)器14可包括用于發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)的功率源。轉(zhuǎn)發(fā)器 14可工作于各種頻率(例如125kHz)。天線16可定位成在旋轉(zhuǎn)裝置12繞軸20旋轉(zhuǎn)時從每個轉(zhuǎn)發(fā)器14接收轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。 例如，收發(fā)機模塊18可在有限區(qū)域22內(nèi)向轉(zhuǎn)發(fā)器14發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)/從轉(zhuǎn)發(fā)器14接收 轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)，該有限區(qū)域22此后稱為“探測區(qū)域22”。收發(fā)機模塊18可在一個或多個轉(zhuǎn)發(fā) 器14位于探測區(qū)域22內(nèi)時同時從一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器14接收轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。速度和位置確定系統(tǒng)可基于轉(zhuǎn)發(fā)器14在探測區(qū)域22內(nèi)所讀取的來確定旋轉(zhuǎn)裝置 12的位置。例如，速度和位置確定系統(tǒng)可基于在探測區(qū)域22內(nèi)從轉(zhuǎn)發(fā)器14接收到的一個 或多個獨特ID來確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。速度和位置確定系統(tǒng)可包括將旋轉(zhuǎn)裝置12的 位置與一個或多個獨特ID數(shù)對應起來的表。當轉(zhuǎn)發(fā)器14運動通過探測區(qū)域22時，轉(zhuǎn)發(fā)器14可修改由天線16發(fā)射的場。當 轉(zhuǎn)發(fā)器14運動通過探測區(qū)域22時，由天線16發(fā)射的場可得到衰減。當運動通過探測區(qū)域 22時，轉(zhuǎn)發(fā)器14可能沒有從由天線16發(fā)射的場吸收足夠量的能量以被激活。因此，當旋轉(zhuǎn) 裝置12旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)發(fā)器14可能沒有發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在參見圖2，該圖基于轉(zhuǎn)發(fā)器14相對于天線16的位置示出了由天線16發(fā)射的 場的變化。收發(fā)機模塊18可探測轉(zhuǎn)發(fā)器14何時對天線16發(fā)射的場進行了衰減。例如，收發(fā)機模塊18可基于天線16內(nèi)感生的電壓來探測場何時被衰減。當轉(zhuǎn)發(fā)器14位于探測區(qū)域22之外時，場的強度可處于最大值。當轉(zhuǎn)發(fā)器14進入 探測區(qū)域22時，場可被衰減到小于最大值。當轉(zhuǎn)發(fā)器14運動到探測區(qū)域22之外時，場的 強度可回到最大值。速度和位置確定系統(tǒng)可基于一段時間內(nèi)場被衰減的次數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)裝 置12的旋轉(zhuǎn)速度?，F(xiàn)在參見圖3，示例性的車輛系統(tǒng)100包括經(jīng)由曲軸(未示出)驅(qū)動變速器105的 發(fā)動機102。雖然所示出的是火花點火發(fā)動機，但也構(gòu)想了其他發(fā)動機。僅作為示例，也構(gòu) 想了壓縮點火發(fā)動機和均質(zhì)沖量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機。發(fā)動機控制模塊(ECM) 103與車 輛系統(tǒng)100的部件通信。這些部件可包括發(fā)動機102、傳感器和致動器。ECM 103可包括收 發(fā)機模塊18。因此，ECM 13可在車輛系統(tǒng)100內(nèi)應用速度和位置確定系統(tǒng)。ECM 103可與鑰匙/點火傳感器104通信。鑰匙/點火傳感器104可確定鑰匙是 否插入到車輛中和/或發(fā)動機102是否已經(jīng)啟動。ECM103可致動節(jié)氣門106以調(diào)節(jié)進入進 氣歧管108的空氣流。進氣歧管108內(nèi)的空氣被分布到汽缸110內(nèi)。ECM 103致動燃料噴 射器112以將燃料噴射到汽缸110內(nèi)。ECM 103可致動火花塞114以點燃汽缸110內(nèi)的空 氣/燃料混合物。替代性地，在壓縮點火發(fā)動機中，空氣/燃料混合物可通過壓縮而點燃。 雖然所示發(fā)動機102具有四個汽缸110，但發(fā)動機102也可包括多于或少于四個汽缸110。曲軸以發(fā)動機速度或者與發(fā)動機速度成比例的速度旋轉(zhuǎn)。曲軸傳感器116產(chǎn)生 指示曲軸旋轉(zhuǎn)的曲軸信號。例如，曲軸信號可指示連接到曲軸的齒輪的旋轉(zhuǎn)。曲軸傳感器 116可包括天線16。連接到曲軸的齒輪可包括轉(zhuǎn)發(fā)器14。因此，當曲軸傳感器116包括天 線16并且連接到曲軸的齒輪包括轉(zhuǎn)發(fā)器14時，ECM 103可確定曲軸的旋轉(zhuǎn)速度以及曲軸 的位置。進氣凸輪軸117調(diào)節(jié)進氣閥120的位置以使空氣能夠進入汽缸110。當排氣閥124 處于打開位置時，汽缸110內(nèi)的燃燒排氣通過排氣歧管122被排出。排氣凸輪軸(未示出) 調(diào)節(jié)排氣閥124的位置。雖然所示出的是單一的進氣閥120和排氣閥124，但發(fā)動機102的 每個汽缸110均可包括多個進氣閥120和排氣閥124。進氣凸輪軸117和排氣凸輪軸可按照發(fā)動機速度或者與發(fā)動機速度成比例的速 度旋轉(zhuǎn)。凸輪軸傳感器118可產(chǎn)生指示進氣凸輪軸117和/或排氣凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的凸輪軸 信號。例如，凸輪軸信號可指示連接到進氣凸輪軸117的齒輪的旋轉(zhuǎn)。凸輪軸傳感器118可 包括天線16。連接到進氣凸輪軸117的齒輪可包括轉(zhuǎn)發(fā)器14。因此，當凸輪軸傳感器118 包括天線16并且連接到凸輪軸117的齒輪包括轉(zhuǎn)發(fā)器14時，ECM 103可確定進氣凸輪軸 117的旋轉(zhuǎn)速度以及進氣凸輪軸117的位置。發(fā)動機102產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩可經(jīng)由輸出軸128驅(qū)動車輪126。車輛速度傳感器130 可產(chǎn)生指示輸出軸128的旋轉(zhuǎn)的車輛速度信號。車輛速度傳感器130可包括天線16。輸出 軸128可包括轉(zhuǎn)發(fā)器14。因此，當車輛速度傳感器130包括天線16并且輸出軸128包括轉(zhuǎn) 發(fā)器14時，ECM 103可確定輸出軸128的旋轉(zhuǎn)速度以及輸出軸128的位置。ECM 103可基 于車輛速度信號確定車輛的速度。車輛系統(tǒng)100可包括產(chǎn)生車輪速度信號的一個或多個車輪速度傳感器132。車輪 速度信號可指示連接到車輪126的部件的旋轉(zhuǎn)。車輪速度傳感器132可各自包括天線16。 連接到車輪126的部件可包括轉(zhuǎn)發(fā)器14。因此，當車輪速度傳感器132包括天線16并且連接到車輪126的部件包括轉(zhuǎn)發(fā)器14時，ECM 103可確定車輪126的位置以及車輪126的旋 轉(zhuǎn)速度。ECM 103可基于車輪速度信號確定車輛的速度?，F(xiàn)在參見圖4，ECM 103可包括收發(fā)機模塊18、啟動模塊140、位置確定模塊142和 速度確定模塊144。收發(fā)機模塊18可經(jīng)由天線16向轉(zhuǎn)發(fā)器14發(fā)射信號/從轉(zhuǎn)發(fā)器14接 收信號。啟動模塊140可確定發(fā)動機102何時啟動。位置確定模塊142可確定旋轉(zhuǎn)裝置12 的位置。速度確定模塊142可確定旋轉(zhuǎn)裝置12的旋轉(zhuǎn)速度。旋轉(zhuǎn)裝置12可包括車輛100的旋轉(zhuǎn)部件。例如，旋轉(zhuǎn)裝置12可包括下述中的至少 一種連接到曲軸的齒輪、連接到進氣凸輪軸117的齒輪、輸出軸128以及連接到車輪126 的部件。雖然所描述的速度和位置確定系統(tǒng)位于車輛系統(tǒng)100內(nèi)，但速度和位置確定系統(tǒng) 也可一般性地應用于對旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度進行測量的系統(tǒng)。速度和位置確定系統(tǒng)可在發(fā)動機102打開時應用。啟動模塊140可基于從鑰匙/ 點火傳感器104接收的信號來確定發(fā)動機102被打開。當發(fā)動機102啟動時，旋轉(zhuǎn)裝置12 可以是靜止的。因此，當發(fā)動機102啟動時，位置確定模塊142可確定旋轉(zhuǎn)裝置12的初始 位置。當發(fā)動機102啟動時，位置確定模塊142可基于哪個轉(zhuǎn)發(fā)器14被讀取來確定旋轉(zhuǎn)裝 置12的初始位置。例如，當發(fā)動機102啟動時，位置確定模塊142可基于在探測區(qū)域22內(nèi) 從轉(zhuǎn)發(fā)器14接收的一個或多個獨特ID來確定旋轉(zhuǎn)裝置12的初始位置。位置確定模塊142可包括校準存儲器，該校準存儲器將旋轉(zhuǎn)裝置12的位置對應于 存儲在每個轉(zhuǎn)發(fā)器14中的獨特ID數(shù)。例如，如果10個轉(zhuǎn)發(fā)器14沿旋轉(zhuǎn)裝置12的周圍均 勻地間隔開，則10個轉(zhuǎn)發(fā)器14中的每一個可對應于旋轉(zhuǎn)裝置12的36度部段(slice)。因 此，位置確定模塊142可基于探測區(qū)域22內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器14的獨特ID來確定哪個36度部段位 于探測區(qū)域22內(nèi)。當發(fā)動機102啟動時，探測區(qū)域22可包括多于一個的轉(zhuǎn)發(fā)器14。當發(fā)動機102啟 動時，當多于一個的轉(zhuǎn)發(fā)器14位于探測區(qū)域22內(nèi)時，位置確定模塊142可基于多于一個的 獨特ID數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。當探測區(qū)域22包括多于一個的轉(zhuǎn)發(fā)器14時，位置 確定模塊142可用更高的分辨率來確定旋轉(zhuǎn)裝置12的初始位置。例如，當探測區(qū)域22包 括兩個轉(zhuǎn)發(fā)器14時，位置確定模塊142可確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置處于對應于兩個轉(zhuǎn)發(fā)器 14的兩個位置之間。位置確定模塊142可利用平均算法和/或模糊邏輯基于一個或多個獨 特ID來確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。在一些實施方式中，轉(zhuǎn)發(fā)器14可沿旋轉(zhuǎn)裝置12的周圍布置，使得總是有至少一個 轉(zhuǎn)發(fā)器位于探測區(qū)域22內(nèi)。因此，位置確定模塊142可在任意旋轉(zhuǎn)角處確定旋轉(zhuǎn)裝置12 的位置。在另一些實施方式中，轉(zhuǎn)發(fā)器14可沿旋轉(zhuǎn)裝置12的周圍布置，使得總是有多于一 個轉(zhuǎn)發(fā)器位于探測區(qū)域內(nèi)。雖然所描述的位置確定模塊142在發(fā)動機102啟動時確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置，但 位置確定模塊142也可在發(fā)動機102停止或者熄火時確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。當發(fā)動機 102關閉時，位置確定模塊142可存儲旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。當發(fā)動機102啟動時，ECM 103 可取回所存儲的位置。速度確定模塊144可基于一段時間內(nèi)由天線16發(fā)射的場被衰減的次數(shù)來確定旋 轉(zhuǎn)裝置12的旋轉(zhuǎn)速度。僅作為示例，當旋轉(zhuǎn)裝置12包括10個轉(zhuǎn)發(fā)器14時，旋轉(zhuǎn)裝置12 每轉(zhuǎn)一圈，速度確定模塊144可探測到場被衰減了 10次。
在一些實施方式中，收發(fā)機模塊18可改變從天線16發(fā)射的場的強度。收發(fā)機模 塊18可發(fā)射更強的場以激活轉(zhuǎn)發(fā)器14并且從被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器讀取轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。因此，當 發(fā)動機102啟動時，收發(fā)機模塊18可發(fā)射更強的場以確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。被激活的 轉(zhuǎn)發(fā)器與非激活的轉(zhuǎn)發(fā)器相比可對天線16發(fā)射的場起不同的反應。例如，被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器 在旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時可發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)而不是對場進行衰減。被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器在運動通 過較弱的場時可不發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)，然而，被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器可仍舊對較弱的場進行衰減。因 此，收發(fā)機模塊18在旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時可發(fā)射較弱的場，從而被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器在旋轉(zhuǎn)裝置 12旋轉(zhuǎn)時表現(xiàn)得類似于非激活的轉(zhuǎn)發(fā)器。在一些實施方式中，當旋轉(zhuǎn)裝置12靜止以及當旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時，收發(fā)機模塊18 可采用相同的磁場強度。為了防止被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器在運動通過場時發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)，收發(fā) 機模塊18可向被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送命令以使被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器去激活。僅作為示例，在收發(fā) 機模塊18發(fā)送命令以使被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器去激活后，被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器可成為非激活的轉(zhuǎn)發(fā) 器。因此，當發(fā)動機102啟動時，接收了命令以去激活的被激活轉(zhuǎn)發(fā)器將表現(xiàn)得類似于沒有 被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器。換句話說，被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器在被去激活后可不發(fā)射轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)，但是可對 場進行衰減。在一些實施方式中，當旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時，速度和位置確定系統(tǒng)可應用圖案識別 以確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置。轉(zhuǎn)發(fā)器14可選擇性地布置在旋轉(zhuǎn)裝置12上以應用圖案識別。 例如，轉(zhuǎn)發(fā)器14可被布置成使得兩個轉(zhuǎn)發(fā)器14之間的間隙大于其他轉(zhuǎn)發(fā)器14的每個之間 的間隙。因此，當旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時，ECM 103可基于由較大間隙分隔開的轉(zhuǎn)發(fā)器14之間 所發(fā)生的較長時間間隔來確定旋轉(zhuǎn)裝置12的位置?，F(xiàn)在參見圖5，用于確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的方法200開始于步驟201。 在步驟202中，啟動模塊140確定發(fā)動機102被啟動。在步驟204中，位置確定模塊142獲 取轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。在步驟206中，位置確定模塊142確定旋轉(zhuǎn)裝置12的初始位置。在步驟208中，速度確定模塊144在旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時探測場的衰減。在步驟 210中，速度確定模塊144確定旋轉(zhuǎn)裝置12的旋轉(zhuǎn)速度和位置。在步驟212中，ECM 103確 定發(fā)動機102是否已經(jīng)被停止。如果步驟212的結(jié)果為否，則方法200繼續(xù)到步驟208。如 果步驟212的結(jié)果為是，則方法200繼續(xù)到步驟214。方法200在步驟214中終止?，F(xiàn)在參見圖6，利用變化的場強度確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的方法300開 始于步驟301。在步驟302中，啟動模塊140確定發(fā)動機102被啟動。在步驟304中，收發(fā) 機模塊18發(fā)射強場以激活探測區(qū)域22內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器14。在步驟306中，位置確定模塊142 獲取轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。在步驟308中，位置確定模塊142確定旋轉(zhuǎn)裝置12的初始位置。在步驟 310中，收發(fā)機模塊18在旋轉(zhuǎn)裝置12開始旋轉(zhuǎn)時降低場的強度。在步驟312中，速度確定模塊144在旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時探測場的衰減。在步驟 314中，速度確定模塊144確定旋轉(zhuǎn)裝置12的旋轉(zhuǎn)速度和位置。在步驟316中，ECM 103確 定發(fā)動機102是否已經(jīng)被停止。如果步驟316的結(jié)果為否，則方法300繼續(xù)到步驟312。如 果步驟316的結(jié)果為是，則方法300繼續(xù)到步驟318。方法300在步驟318中終止。現(xiàn)在參見圖7，用于確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的方法400開始于步驟401， 其包括去激活轉(zhuǎn)發(fā)器。在步驟402中，啟動模塊140確定發(fā)動機102被啟動。在步驟404 中，位置確定模塊142獲取轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)。在步驟406中，位置確定模塊142確定旋轉(zhuǎn)裝置12的初始位置。在步驟408中，收發(fā)機模塊18使被激活的轉(zhuǎn)發(fā)器去激活。在步驟410中，速度確 定模塊144在旋轉(zhuǎn)裝置12旋轉(zhuǎn)時探測場的衰減。在步驟412中，速度確定模塊144確定旋 轉(zhuǎn)裝置12的旋轉(zhuǎn)速度和位置。在步驟414中，ECM 103確定發(fā)動機102是否已經(jīng)被停止。 如果步驟414的結(jié)果為否，則方法400繼續(xù)到步驟410。如果步驟414的結(jié)果為是，則方法 400繼續(xù)到步驟416。方法400在步驟416中終止。本公開的廣泛教導可按照多種形式來實施。因此，雖然本公開包括了具體的示例， 但本公開的真實范圍卻不應當受到限制，因為本領域技術人員在研究了附圖、說明書和所 附權利要求后將會明白其他的修改。
權利要求
一種系統(tǒng)，包括收發(fā)機模塊，其利用天線產(chǎn)生電磁(EM)場；和旋轉(zhuǎn)裝置，其包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在穿過所述EM場時對所述EM場進行衰減，其中，所述收發(fā)機模塊基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減的次數(shù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度，并且其中，N是大于或等于1的整數(shù)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊基于在所述EM場內(nèi)從所述 N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個發(fā)射的數(shù)據(jù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊確定所述旋轉(zhuǎn)裝置何時是 靜止的并且在所述旋轉(zhuǎn)裝置靜止時確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述收發(fā)機模塊接收到數(shù)據(jù)后，所述收發(fā) 機模塊命令所述EM場內(nèi)的所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個停止發(fā)射數(shù)據(jù)，其中，所述N個 轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個在接收到所述命令后在穿過所述EM場時不發(fā)射數(shù)據(jù)。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置被包括在車輛中，其中，所述 旋轉(zhuǎn)裝置連接到下述中的至少一種曲軸、凸輪軸、變速器的輸出軸以及車輪。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個均包括天線和存 儲器。
7.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊基于表確定所述旋轉(zhuǎn)裝置 的位置，所述表將從所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的一個或多個發(fā)射的數(shù)據(jù)對應于所述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)發(fā)器布置成在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時 產(chǎn)生衰減圖案，其中，所述收發(fā)機模塊在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時基于所述衰減圖案來確定所 述旋轉(zhuǎn)裝置的位置。
9.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)機模塊在所述旋轉(zhuǎn)裝置靜止時產(chǎn) 生處于第一強度的EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器在所述轉(zhuǎn)發(fā)器位于具有所述第一強度的 EM場中時發(fā)射數(shù)據(jù)，其中，所述收發(fā)機模塊在所述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生處于第二強度的EM 場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器在所述轉(zhuǎn)發(fā)器位于具有所述第二強度的EM場中時不發(fā)射數(shù)據(jù)。
10.一種方法，包括利用天線產(chǎn)生電磁(EM)場；和基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減的次數(shù)來確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的 每一個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場，其中，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一 個在穿過所述EM場時對所述EM場進行衰減，并且其中，N是大于或等于1的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測量旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度和位置的系統(tǒng)和方法。具體地，公開了一種系統(tǒng)包括收發(fā)機模塊和旋轉(zhuǎn)裝置。所述收發(fā)機模塊利用天線產(chǎn)生電磁(EM)場。所述旋轉(zhuǎn)裝置包括N個轉(zhuǎn)發(fā)器，所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器布置成使得所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在所述旋轉(zhuǎn)裝置的一圈旋轉(zhuǎn)期間均穿過所述EM場。所述N個轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個在穿過所述EM場時對所述EM場進行衰減。所述收發(fā)機模塊基于一段時間內(nèi)所述EM場被衰減的次數(shù)來確定所述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度。N是大于或等于1的整數(shù)。
文檔編號G01D5/12GK101923100SQ20101020271
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權日2009年6月9日
發(fā)明者B·M·塔爾基, Q·馬 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司