[发明专利]用于自动校准凸轮轴传感器以校正间隙跳动的方法

说明书

本发明涉及一种用于自动校准机动车凸轮轴传感器（10）的方法。传感器包括处理模块（13），处理模块（13）被配置为基于表示由靶（14）的旋转引起的并由单元（12）测量的磁场变化的原始信号（20）生成表示齿（D1、D2、D3）在所述单元（12）前经过的时刻的输出信号（30）。该校准方法使得对于每个齿（D_j），不仅可以根据靶的前一圈旋转（N‑1）期间针对所述齿（D_j）的局部最小值（m_j,N‑1）和局部最大值（M_j,N‑1）来确定切换阈值，而且可以根据校正值（∆_k,N）来确定切换阈值，所述校正值（∆_k,N）是根据在新的一圈旋转（N）期间在先前的齿（D_k）在单元前经过时基于原始信号的局部最大值（M_k,N）和/或局部最小值（m_k,N）计算的。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的传感器领域。特别地，本发明涉及一种用于自动校准机动车辆的凸轮轴传感器的方法。

背景技术

例如，在机动车辆中使用凸轮轴传感器来确定燃烧循环的哪个冲程正在发动机的气缸中发生（进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程或排气冲程）。例如，这样的信息允许计算机确定在什么时刻喷射燃料以及将燃料喷射到什么气缸中。

这种凸轮轴传感器通常包括靶（例如金属盘，其外围是带齿的）、磁场发生器（例如永磁体）、磁场测量单元（例如霍尔效应单元或磁阻单元）和电子信号处理模块。

靶的齿通常都具有相同的高度，但是可以具有不完全相同的间隔（凹陷部分）和长度，以便对靶的角度位置进行编码。

因此，靶的旋转和各种齿在磁场发生器前的经过将在由测量单元测量的磁场中产生变化，可以分析这些变化，以便识别靶的各种齿，并解码靶的角度位置，且最终解码刚性连接到靶的凸轮轴的角度位置。

测量单元向处理模块提供表示测量的磁场强度的原始信号。然后，处理模块根据该原始信号生成输出信号，该输出信号表示靶的各种齿在测量单元前经过的时刻。

该输出信号例如是包括一系列矩形波的电信号。每个矩形波的高部分对应于齿在测量单元的通过。每个正方形的低部分对应于凹陷部分在测量单元前的经过。矩形波的每个高部分包括上升沿和下降沿，它们大致地对应于齿的机械沿在测量单元前的经过。

通常，输出信号的每个上升沿和下降沿（即电信号的每次转变）是基于为原始信号预先限定的切换阈值来确定的。换句话说，当原始信号超过切换阈值时，输出信号呈现上升沿，而当原始信号低于切换阈值时，输出信号呈现下降沿。通常，使用对应于原始信号幅度的大约75%的切换阈值（所谓“原始信号的幅度”是针对所述原始信号所观察到的最大值和最小值之间的差）。

例如，可以限定固定的切换阈值，其在传感器运行期间不改变值。然而，这种解决方案特别地是不精确的，因为在传感器运行期间，原始信号的最小值和最大值可能显著变化，尤其是取决于温度。

因此，在现有技术中已知的是，根据在靶的一圈旋转（tour de cible）期间观察到的原始信号的最小值和最大值，为每次靶的新的一圈旋转更新切换阈值的值。然后，切换阈值的更新值用于靶的下一次一圈旋转。这种解决方案提高了传感器的精度。

然而，传感器的精度通常也受到靶的几何形状缺陷的影响（例如，如果不是所有的齿都具有完全相同的高度）。这种缺陷的后果是在测量单元和靶的齿之间的间隙距离对于每个齿来说不是相同的。原始信号随后对每个齿采用不同的最大值和最小值，并且被限定为对一个齿最佳的切换阈值可能被证明对另一个齿完全不合适。

因此，现有技术中已知的是为靶的每个齿确定不同的切换阈值。用于靶的每个齿的每个切换阈值可以针对靶的新的一圈旋转而更新，以便用于靶的下一次一圈旋转。这种解决方案进一步提高了传感器的精度。