專利名稱：確定轉(zhuǎn)速的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定轉(zhuǎn)速的方法和實(shí)施這種方法的一種裝置。
背景技術(shù)：
公知有各種確定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速的方法。例如從DE 35 05 440 A1,US 4 173 896， EP 0 315 357 Al和EP 0 408 877 Al公知的是用于旋轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)的方法，在這些方法中機(jī) 器的轉(zhuǎn)速是從電或機(jī)械參數(shù)得到的。但是，這些方法不是對(duì)所有旋轉(zhuǎn)的機(jī)器例如像電動(dòng)機(jī) 普遍可使用的。此外，在內(nèi)燃機(jī)時(shí)由于不良的可接觸性，例如當(dāng)內(nèi)燃機(jī)用棒狀點(diǎn)火線圈運(yùn)行 時(shí)，還往往需要昂貴的適配作業(yè)或甚至完全排除適配。以固體聲或空氣聲為基礎(chǔ)用于確定轉(zhuǎn)速的方法，例如從DE 44 40 999，EP 724 159和EP 769 698中是公知的。這些方法從由傳感器接收的信號(hào)中通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換，例如通 過(guò)傅立葉-變換，由位置空間到頻率空間求得，以便在那里通過(guò)適當(dāng)?shù)奶卣鞫x確定轉(zhuǎn)速。 這些方法在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速時(shí)部分達(dá)到良好結(jié)果，然而在高動(dòng)態(tài)過(guò)程時(shí)隨著快速變化著的轉(zhuǎn)速 卻失敗，如它們例如在內(nèi)燃機(jī)從空載到滿負(fù)荷范圍的自由起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)那樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于確定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速的改進(jìn)的方法，該方法也能在動(dòng) 態(tài)過(guò)程時(shí)，就是說(shuō)尤其是在很快變化著的轉(zhuǎn)速時(shí)用高精確度確定轉(zhuǎn)速。這個(gè)任務(wù)通過(guò)如獨(dú)立權(quán)利要求1的一種方法和如獨(dú)立權(quán)利要求9的一種裝置來(lái)解 決。從屬權(quán)利要求說(shuō)明獨(dú)立權(quán)利要求對(duì)象的有利實(shí)施形式。用于確定機(jī)器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速的本發(fā)明的方法包括步驟a)提供一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，該信號(hào)相應(yīng)于至少近似已知的機(jī)器的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速；b)從基準(zhǔn)信號(hào)中切出一個(gè)基準(zhǔn)范圍，其中基準(zhǔn)范圍相應(yīng)于機(jī)器的一轉(zhuǎn)或多轉(zhuǎn)；c)當(dāng)機(jī)器用一個(gè)未知的要確定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，接收一個(gè)測(cè)量信號(hào)；d)從測(cè)量信號(hào)中切出一個(gè)測(cè)量范圍，其中測(cè)量范圍不等于基準(zhǔn)范圍；尤其是測(cè)量 范圍在以后的時(shí)間點(diǎn)作為基準(zhǔn)范圍接收；e)確定基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性。在此，將基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的 相關(guān)性多次確定，其中對(duì)于測(cè)量范圍接受多個(gè)彼此不同的假設(shè)的轉(zhuǎn)速。在此，將測(cè)量范圍分 別標(biāo)定(skaliert)到對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的假設(shè)轉(zhuǎn)速的時(shí)間間隔上；f)確定假設(shè)的轉(zhuǎn)速，在該假設(shè)的轉(zhuǎn)速時(shí)基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性最大?；鶞?zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性最大時(shí)的接受的轉(zhuǎn)速就是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的真實(shí)轉(zhuǎn) 速。為了連續(xù)確定(有時(shí)可變的)轉(zhuǎn)速，將該方法隨便頻繁地重復(fù)。在這種情況下，在 每個(gè)下面的過(guò)程中，之前進(jìn)行過(guò)程的測(cè)量范圍作為基準(zhǔn)范圍和用該方法在之前進(jìn)行的過(guò)程 中求得的轉(zhuǎn)速作為當(dāng)前過(guò)程的起動(dòng)數(shù)值應(yīng)用。按照本發(fā)明用于確定轉(zhuǎn)速的一種裝置有至少一個(gè)傳感器，該傳感器接收用與所測(cè)3量旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和把電信號(hào)繼續(xù)給到分析單元上。設(shè)置分析單元，用本 發(fā)明的方法去分析傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)和如此確定旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。通過(guò)本發(fā)明的方法和本發(fā)明的裝置，也可以在很大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)時(shí)用高精確度確定 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速。該方法建立在跟現(xiàn)有技術(shù)相比改變的傳感器信號(hào)的處理上。尤其是為了 確定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，不需要第二信號(hào)源。在一個(gè)實(shí)施形式中，傳感器是個(gè)聲傳感器，該傳感器設(shè)計(jì)用于接收由旋轉(zhuǎn)的聲源 發(fā)出的聲波和轉(zhuǎn)換所接收的聲波為電信號(hào)。聲傳感器可以設(shè)計(jì)為空氣聲傳感器或固體聲傳 感器，其在機(jī)械上例如用探測(cè)頭或磁鐵適配到所測(cè)量的對(duì)象上。在一種替代的實(shí)施形式中，傳感器是光學(xué)傳感器，該傳感器接收一個(gè)用與待測(cè)量 的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的例如通過(guò)馬達(dá)振動(dòng)產(chǎn)生的光學(xué)信號(hào)和轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，將該電信號(hào)為了進(jìn)一 步傳送到分析單元上。在一個(gè)按照本發(fā)明用于確定轉(zhuǎn)速的裝置中，該裝置有聲傳感器或光學(xué)傳感器，在 傳感器與要測(cè)量的對(duì)象之間，例如與內(nèi)燃機(jī)之間不需要機(jī)械連接。測(cè)量裝置的操作因此而簡(jiǎn)化。聲傳感器和光學(xué)傳感器跟磁性傳感器相比有一些優(yōu)點(diǎn)，磁性傳感器是以所測(cè)量對(duì) 象的磁性構(gòu)件為前提。在現(xiàn)代的汽車(chē)和/或馬達(dá)中往往只應(yīng)用少量的磁性材料和/或磁性 材料僅很難觸及，致使應(yīng)用磁性傳感器，如果真的可能的話，是與忽略不了的裝配花費(fèi)聯(lián)系 在一起的。然而，該方法不局限到聲傳感器和/或光學(xué)傳感器的應(yīng)用上?？梢詰?yīng)用每種提供 信號(hào)的傳感器，該信號(hào)以清楚無(wú)誤的方式與所測(cè)量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。這樣，例如電動(dòng)機(jī)或內(nèi) 燃機(jī)點(diǎn)火裝置的電流-或電壓信號(hào)也可以量取和為按照本發(fā)明的確定轉(zhuǎn)速所應(yīng)用。在該方法的一個(gè)實(shí)施形式中，測(cè)量范圍與基準(zhǔn)范圍之間的相關(guān)性在應(yīng)用互相關(guān)函 數(shù)的情況下確定。互相關(guān)函數(shù)的計(jì)算是相關(guān)性確定的合適的方法。在該方法的一個(gè)實(shí)施形式中，步驟C)至f)隨便多次重復(fù)，其中之前過(guò)程的測(cè)量范 圍作為當(dāng)前過(guò)程的基準(zhǔn)范圍應(yīng)用。因此，也可以繼續(xù)用高精確度確定變化的轉(zhuǎn)速。在一個(gè)實(shí)施形式中，基準(zhǔn)信號(hào)是從在真正的測(cè)量之前接收的測(cè)量信號(hào)中抽出的。 因此可以特別簡(jiǎn)單和有效地提供基準(zhǔn)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施形式中，本發(fā)明用于確定轉(zhuǎn)速的方法，包括通過(guò)基準(zhǔn)信號(hào)的快速傅立 葉變換(FFT)分析或柯氏譜分析確定第一、恒定的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的步驟在內(nèi)。因?yàn)檫@樣確定的 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速只用作為用下面的本發(fā)明的算法準(zhǔn)確確定轉(zhuǎn)速的起動(dòng)數(shù)值，足夠的是基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速只 是近似地確定的，致使它帶有某種程度的誤差。一種方法，在該方法時(shí)如此確定基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，使方法的自動(dòng)校準(zhǔn)有可能，以致于不需 要用戶進(jìn)行的校準(zhǔn)程序。因此，轉(zhuǎn)速的確定明顯簡(jiǎn)化和它的精確性和可靠性得到改善，因?yàn)?將校準(zhǔn)時(shí)的誤差排除。在本發(fā)明方法的一種實(shí)施形式時(shí)，在步驟e)中對(duì)于測(cè)量信號(hào)所接受的多個(gè)假設(shè) 的轉(zhuǎn)速處于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期待的轉(zhuǎn)速的范圍之內(nèi)，該范圍圍繞最后確定的轉(zhuǎn)速安排。 期待著的轉(zhuǎn)速范圍的大小由測(cè)量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物理邊界條件得出。這樣，在測(cè)量馬達(dá)的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)由馬達(dá)的特性公知，轉(zhuǎn)速在一定的時(shí)間間隔之內(nèi)最大可以以一個(gè)確定的數(shù)值增大 或減少。然后，從一個(gè)范圍中選出假設(shè)的轉(zhuǎn)速，該范圍圍繞最后確定的轉(zhuǎn)速安排和包括在馬達(dá)最大可能的正或負(fù)加速度時(shí)是可達(dá)到的轉(zhuǎn)速的范圍。通過(guò)從與最后確定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速有關(guān)的期待范圍選出假設(shè)的轉(zhuǎn)速，該方法是特 別有效的，因?yàn)樵诓襟Ee)中相關(guān)性只是對(duì)于這些假設(shè)的轉(zhuǎn)速而計(jì)算，這些轉(zhuǎn)速處于期待著 的范圍中。在此，真實(shí)的轉(zhuǎn)速可以在預(yù)先給出的計(jì)算能力時(shí)特別迅速地確定，該計(jì)算能力供 計(jì)算相關(guān)性使用。相反的是，為了在預(yù)先給出的時(shí)間中確定轉(zhuǎn)速所必須的計(jì)算能力降低的， 致使該方法可成本低廉的實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施形式中，如果合理性檢驗(yàn)得出在步驟f)中求得的轉(zhuǎn)速不合理，則該方 法還包括在合理性上檢查在步驟f)中所確定轉(zhuǎn)速的步驟和重復(fù)步驟e)和f)的步驟。通 過(guò)這些附加的步驟，識(shí)別在求取轉(zhuǎn)速時(shí)的誤差并通過(guò)重復(fù)步驟e)和f)加以修正。在重復(fù)該方法時(shí)，在一個(gè)實(shí)施形式中作為基準(zhǔn)信號(hào)應(yīng)用一個(gè)人工產(chǎn)生的基準(zhǔn)信 號(hào)。通過(guò)應(yīng)用人工產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)將避免在重復(fù)該方法時(shí)又求得不合理的轉(zhuǎn)速?？蛇x的是，從其中選出假設(shè)轉(zhuǎn)速的范圍可以擴(kuò)展。如果轉(zhuǎn)速確定已經(jīng)在之前進(jìn)行 的周期中容易出錯(cuò)，這就是特別可望成功。也可以考察互相關(guān)函數(shù)的多個(gè)最大值，對(duì)應(yīng)于正確轉(zhuǎn)速的最大值可以通過(guò)合理性 考察確定。也可以添加諸如FFT分析或K印strung柯氏普)分析那樣的其它信號(hào)處理方法， 以便經(jīng)過(guò)合理性考察確定正確的結(jié)果。尤其是為了確定正確的結(jié)果，可以將其中多個(gè)之前提到的方法組合。通過(guò)處理附加傳感器通道，例如像布置在不同位置上多個(gè)固體聲接收器，和/或 空氣聲和固體聲的分析，該方法的精確度還可以進(jìn)一步提高。在一個(gè)實(shí)施形式中要檢查，在步驟e)和f)中求得的最大相關(guān)性是否超過(guò)預(yù)先給 出的極限值和如果最大相關(guān)性沒(méi)有超過(guò)預(yù)先給出的極限值是否重復(fù)確定轉(zhuǎn)速的方法。通過(guò) 求得的最大相關(guān)性與預(yù)先給出的極限值的比較，可以有效和簡(jiǎn)單地檢查所確定轉(zhuǎn)速的合理 性。測(cè)量的質(zhì)量得到改善，因?yàn)樵诖_定轉(zhuǎn)速時(shí)識(shí)別出不合理的結(jié)果和在這種情況將確定重 復(fù)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施形式中，由傳感器接收的信號(hào)是聲音信號(hào)，例如馬達(dá)的運(yùn)行噪聲。通過(guò) 分析諸如馬達(dá)運(yùn)行噪聲那樣的聲音信號(hào)，可以有效和簡(jiǎn)單地確定出造成聲音信號(hào)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 速。在一個(gè)實(shí)施形式中，該方法還包括在中間存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)由傳感器所接收的測(cè)量信 號(hào)的和包括在步驟c)中所接收的和在中間存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的測(cè)量信號(hào)的以及在步驟e)和 f)中確定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上實(shí)施角同步頻率分析(布置分析)的步驟。這樣一種方法使角同步的頻率分析成為可能，而沒(méi)有為此需要諸如第二傳感器那 樣的附加信號(hào)源。這是可能的，因?yàn)檗D(zhuǎn)速信息本身包含在測(cè)量信號(hào)中。這個(gè)信息通過(guò)用于 確定轉(zhuǎn)速的本發(fā)明方法從信號(hào)中提取。第二信號(hào)源的費(fèi)用可以節(jié)省和角同步的頻率分析可 以特別有效和成本低廉地實(shí)施。按照本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)放大器，該放大器是為了放大由傳感器產(chǎn)生的電信 號(hào)設(shè)計(jì)的。用放大的傳感器信號(hào)也可以在較弱的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)很準(zhǔn)確地進(jìn)行轉(zhuǎn)速確定。在一個(gè)實(shí)施形式中，本發(fā)明的裝置包括一個(gè)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器是為了 由傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的。數(shù)字信號(hào)可以特別好地例如用可編程的微處理器處理。尤其是數(shù)字信號(hào)的相關(guān)性可以特別簡(jiǎn)單確定。在一個(gè)實(shí)施形式中，裝置還包括一個(gè)顯示器，該顯示器是為了顯示由分析單元確 定的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的。通過(guò)顯示裝置可以將由裝置確定的轉(zhuǎn)速告知裝置的用戶。


在下面用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中圖1本發(fā)明方法的示意流程圖；和圖2用本發(fā)明方法測(cè)量的轉(zhuǎn)速曲線與用基準(zhǔn)傳感器測(cè)量的轉(zhuǎn)速曲線的比較。
具體實(shí)施例方式圖1示出的是按照本發(fā)明用于確定轉(zhuǎn)速方法的示意流程圖。將由一個(gè)未示出的、例如設(shè)計(jì)為空氣聲、固體聲或光學(xué)傳感器的傳感器接收的信 號(hào)(步驟1)放大(步驟2、和通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(步驟4)。在需要時(shí)，模數(shù) 轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)抗-混疊(Anti-Aliasing)-濾波器，就像在現(xiàn)有技術(shù)公知的那樣。也可以 設(shè)置一個(gè)帶通濾波器，以便最小化所接收信號(hào)的噪聲。在起動(dòng)該方法時(shí)，就是說(shuō)在第一次確定轉(zhuǎn)速時(shí)，從數(shù)字信號(hào)通過(guò)公知的用于頻率 分析的算法，如FFT或柯氏譜(Kepstrum)分析那樣，得到轉(zhuǎn)速起動(dòng)值(步驟6)，該值用作為 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。在這種情況下，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速允許有差錯(cuò)，因?yàn)樗皇怯米鳛橥ㄟ^(guò)隨后算法精確確定 轉(zhuǎn)速的起始點(diǎn)。然后，從傳感器所接收的信號(hào)切出一個(gè)基準(zhǔn)范圍，該范圍相應(yīng)于大約一個(gè)周期的 旋轉(zhuǎn)(步驟8)?；鶞?zhǔn)范圍形成下面確定轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)。以此，方法的初始化結(jié)束。初始化步驟6和8在起動(dòng)方法時(shí)只實(shí)施一次。在下面的轉(zhuǎn)速確定時(shí)，之前進(jìn)行轉(zhuǎn) 速確定的切出的范圍(測(cè)量范圍)和此時(shí)確定的轉(zhuǎn)速用作為基準(zhǔn)范圍或作為用于當(dāng)前轉(zhuǎn)速 確定的起動(dòng)值。就是說(shuō)，該方法在下面的轉(zhuǎn)速確定時(shí)在照步驟4中的模數(shù)轉(zhuǎn)換后直接用步 驟10繼續(xù)進(jìn)行在步驟10中，從數(shù)字化的測(cè)量信號(hào)中切出一個(gè)在以后的時(shí)間點(diǎn)作為基準(zhǔn)范圍接 收的測(cè)量范圍，該測(cè)量范圍大致相應(yīng)于被測(cè)量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期。于是，用一般公知的數(shù)值方法，例如像互相關(guān)函數(shù)的方法那樣，其確定第二、在步 驟10中切出的測(cè)量范圍與基準(zhǔn)范圍之間的相關(guān)性?；鶞?zhǔn)范圍在方法第一次實(shí)施時(shí)是在步 驟8中初始化時(shí)確定的范圍。在以后重復(fù)實(shí)施方法時(shí)，在之前進(jìn)行轉(zhuǎn)速確定中切出的和應(yīng) 用的測(cè)量范圍用作為下面轉(zhuǎn)速確定的基準(zhǔn)范圍。在重復(fù)相關(guān)性確定之前(步驟14)，為測(cè)量范圍接受各種假設(shè)的轉(zhuǎn)速，測(cè)量范圍對(duì) 于每個(gè)假設(shè)的轉(zhuǎn)速標(biāo)定到一個(gè)另外的、對(duì)應(yīng)于各假設(shè)轉(zhuǎn)速的時(shí)間間隔(步驟1 上。在此，所接受的假設(shè)的轉(zhuǎn)速處于期待的轉(zhuǎn)速的范圍之內(nèi)在之前確定的轉(zhuǎn)速周?chē)?期待的轉(zhuǎn)速的范圍從所測(cè)量旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)特性可得出，就是說(shuō)例如從發(fā)動(dòng)機(jī)的特性得出，該 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)最大可能的正或負(fù)的加速，在預(yù)先給出的時(shí)間間隔 之內(nèi)轉(zhuǎn)速只能以有限的數(shù)值改變。在此，轉(zhuǎn)速必須在有限的范圍中處于之前確定的轉(zhuǎn)速周 圍。從這個(gè)有限的范圍中選出這些假設(shè)的轉(zhuǎn)速就足夠，對(duì)于假設(shè)的轉(zhuǎn)速確定相關(guān)性。
步驟12、14和16為不同的假設(shè)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行重復(fù)和確定出那個(gè)假設(shè)的轉(zhuǎn)速，在該轉(zhuǎn) 速時(shí)基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性最大。基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性最大時(shí)的 轉(zhuǎn)速是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的真實(shí)轉(zhuǎn)速。此外，可以進(jìn)行一個(gè)在圖1中未示出的、所得到的最大相關(guān)性數(shù)值的門(mén)限值詢問(wèn)， 以便在其合理性上檢查所求得的結(jié)果。如果最大相關(guān)性數(shù)值低于預(yù)先給出的門(mén)限值，那么 所求得的結(jié)果是不合理的和要重新為不同的假設(shè)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行相關(guān)性的確定。對(duì)此，在一個(gè) 實(shí)施例中應(yīng)用一個(gè)人工的基準(zhǔn)信號(hào)代替之前確定的基準(zhǔn)范圍，以便避免也在重復(fù)轉(zhuǎn)速確定 時(shí)又確定出一個(gè)不合理的轉(zhuǎn)速。為了連續(xù)確定有時(shí)變化的轉(zhuǎn)速，將該方法用步驟10繼續(xù)下去，其中迄今的測(cè)量范 圍和為這個(gè)范圍確定的轉(zhuǎn)速為一個(gè)以后接收的測(cè)量范圍緊接著的轉(zhuǎn)速確定用的基準(zhǔn)范圍 或基準(zhǔn)或起動(dòng)轉(zhuǎn)速應(yīng)用。轉(zhuǎn)速可如此連續(xù)地分別在最后確定的轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上去確定。該方法也可以進(jìn)一步發(fā)展，以便除了轉(zhuǎn)速確定之外還進(jìn)行布置分析 (Ordnungsanalyse) 22，就是說(shuō)進(jìn)行角同步的轉(zhuǎn)速確定。為此，測(cè)量信號(hào)，在步驟2中放大以后和在步驟4中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以后，中間存 儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中(步驟20)。用數(shù)字化的測(cè)量信號(hào)先將按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)速確定依照之前說(shuō)明的方法(步驟10 至16)進(jìn)行，以便確定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速。按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)速確定之后用儲(chǔ)存在中間存儲(chǔ)器中的測(cè)量信號(hào)和按照本發(fā)明確 定的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行通常的布置分析(步驟22)，布置分析就像對(duì)專業(yè)人員公知的那樣。和在迄今公知的用于布置分析的方法不一樣，為此沒(méi)有要求第二信號(hào)發(fā)生器，該 信號(hào)發(fā)生器由一個(gè)獨(dú)立的來(lái)源提供轉(zhuǎn)速信息供使用。因?yàn)楣?jié)省了第二信號(hào)發(fā)生器，降低了 安裝花費(fèi)和測(cè)量裝置的費(fèi)用。圖2示出一個(gè)曲線圖，在該曲線圖中用按照本發(fā)明方法求得的轉(zhuǎn)速曲線(點(diǎn)劃線) 與從汽車(chē)電池電壓剩余波紋確定的轉(zhuǎn)速曲線(實(shí)線)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)此，轉(zhuǎn)速在y_軸上和時(shí) 間在圖的X-軸上。曲線圖表明，即使轉(zhuǎn)速受很大的波動(dòng)，按照本發(fā)明的方法也能用高精確度確定出 內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。尤其是，該方法也能跟隨轉(zhuǎn)速的快速改變，就像轉(zhuǎn)速例如在第三與第四秒之 間的范圍中加速時(shí)出現(xiàn)的那樣，如同第五與第六秒之間負(fù)的加速度(發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng))。跟迄今公知的方法相反，測(cè)量結(jié)果也在快速的轉(zhuǎn)速改變時(shí)直接跟隨改變的轉(zhuǎn)速， 而沒(méi)有出現(xiàn)時(shí)間延遲。因此，該方法很好地適用于用高精確度確定強(qiáng)烈波動(dòng)的和快速改變 的轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求
1.用于確定機(jī)器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速的方法，有下列步驟a)提供基準(zhǔn)信號(hào)，該信號(hào)相應(yīng)于至少近似已知的機(jī)器基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速；b)從基準(zhǔn)信號(hào)中切出(8)基準(zhǔn)范圍，其中基準(zhǔn)范圍相應(yīng)于機(jī)器的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)；c)當(dāng)機(jī)器用未知的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，接收(1)測(cè)量信號(hào)；d)從測(cè)量信號(hào)切出(10)測(cè)量范圍；e)確定基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性(14)，其中對(duì)于測(cè)量范圍接受多個(gè)彼此不 同的假設(shè)的轉(zhuǎn)速和將測(cè)量范圍標(biāo)定到對(duì)應(yīng)于相應(yīng)假設(shè)轉(zhuǎn)速的時(shí)間間隔上(12)；f)確定假設(shè)的轉(zhuǎn)速，在該假設(shè)的轉(zhuǎn)速時(shí)基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性最大，為旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(16)的真實(shí)轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中相關(guān)性借助于互相關(guān)函數(shù)確定。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中將步驟c)至f)多次重復(fù)和過(guò)程η的測(cè)量范圍用作 為下面過(guò)程η+1的基準(zhǔn)范圍。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中該方法在步驟a)中通過(guò)基準(zhǔn)信號(hào)的FFT分析 或柯氏譜分析(6)包括基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的至少近似確定。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟e)中所接受的假設(shè)的轉(zhuǎn)速處于圍繞 最后確定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速期待改變的范圍中。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中該方法還包括步驟g)檢查在步驟f)中所確定轉(zhuǎn)速的合理性；和h)如果合理性的檢查得出所求得的轉(zhuǎn)速是不合理的，則重復(fù)步驟e)和f)。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中在重復(fù)步驟e)和f)時(shí)，應(yīng)用來(lái)自人工產(chǎn)生的信號(hào)的范圍 作為基準(zhǔn)范圍。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中該方法還包括cl)存儲(chǔ)00)由傳感器接收的測(cè)量信號(hào)的步驟和1)在步驟c)中接收的和在步驟cl)中儲(chǔ)存的測(cè)量信號(hào)的和在步驟f)中所確定的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速基礎(chǔ)上進(jìn)行布置分析0 的步驟。
9.用于轉(zhuǎn)速確定的裝置帶有至少一個(gè)傳感器，該傳感器設(shè)計(jì)用于接收由旋轉(zhuǎn)的設(shè)備發(fā)出的信號(hào)和用于轉(zhuǎn)換所接收 的信號(hào)為至少一個(gè)電信號(hào)，和分析單元，設(shè)置該分析單元，用于用如上述權(quán)利要求之一的方法分析傳感器產(chǎn)生的電 信號(hào)，以便確定旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的轉(zhuǎn)速。
10.如權(quán)利要求9的裝置，其中從旋轉(zhuǎn)的設(shè)備發(fā)出的信號(hào)是聲信號(hào)及傳感器是聲傳感ο
全文摘要
本發(fā)明涉及確定轉(zhuǎn)速的方法。用于確定機(jī)器轉(zhuǎn)速的本發(fā)明的方法包括步驟a)提供基準(zhǔn)信號(hào)，該信號(hào)相當(dāng)于至少近似公知的機(jī)器基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速；b)從基準(zhǔn)信號(hào)中切出基準(zhǔn)范圍，其中基準(zhǔn)范圍相當(dāng)于機(jī)器的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)；c)當(dāng)機(jī)器用一個(gè)未知的要確定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，接收測(cè)量信號(hào)；d)從測(cè)量信號(hào)中切出測(cè)量范圍，其中測(cè)量范圍不等于基準(zhǔn)范圍，尤其是測(cè)量范圍在以后的時(shí)間點(diǎn)作為基準(zhǔn)范圍接收；e)確定基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性。此外，將基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性多次確定，其中為測(cè)量范圍接受幾個(gè)彼此不同的假設(shè)的轉(zhuǎn)速；和f)確定假設(shè)的轉(zhuǎn)速，在該假設(shè)的轉(zhuǎn)速時(shí)基準(zhǔn)范圍與測(cè)量范圍之間的相關(guān)性最大。
文檔編號(hào)G01P3/80GK102053166SQ201010540328
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者G·B·比達(dá)爾, G·哈加, K·斯滕格爾, M·舒曼, R·西格 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司