用于机动车辆的发动机的凸轮轴传感器的自动校准的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10）的自动校准方法，其允许减小传感器（10）的输出信号上的波动。为此，该方法提出，在标靶（14）的每次新的一圈旋转时，比较每个齿（D1、D2、D3）的磁场的新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）与标靶（14）的前一圈旋转的相同的所述齿（D1、D2、D3）的最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）。仅当这些与标靶（14）的前一圈旋转的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）（根据预定标准）不同时，才使用新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）计算切换阈值（S1d’、S2a’、S2d’、S3a’、S3d’）。此外，本发明专利技术提出使用磁场（B）的单个最小值，即在标靶（14）的一圈旋转中的绝对最小值（Bmin），以便计算切换阈值（S1d’、S2a’、S2d’、S3a’、S3d’）。

Automatic calibration method of camshaft sensor for motor vehicle engine

The present invention relates to an automatic calibration method for a camshaft sensor (10) for a motor vehicle engine, which allows the reduction of fluctuations on the output signal of the sensor (10). To this end, it is proposed that the maximum value (Bmax1, Bmax2, Bmax3) of the same teeth (D1, D2, D3) of the new maximum value (Bmax1 ', Bmax2', Bmax3 ') of each tooth (D1, D2, D3) and the previous circle of the target (14) of each tooth (D1, Bmax2, and Bmax3 \) is compared at each new circle of rotation of the target target. Only when the maximum values (Bmax1 ', Bmax2', Bmax3 ') in the previous circle of the target (14) are different (according to the predetermined standard), a new maximum value (Bmax1', Bmax2 ', Bmax3') is used to calculate the switching threshold (S1d ', S2a', S2d ', S3a', S3d \). In addition, the invention proposes to use a single minimum value of a magnetic field (B), that is, the absolute minimum value (Bmin) in one circle rotation of the target (14), so as to calculate the switching threshold (S1d ', S2a', S2d ', S3a', S3d ').

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车辆的发动机的凸轮轴传感器的自动校准的方法
本专利技术涉及一种用于机动车辆的凸轮轴传感器的自动校准的方法。更具体地，本专利技术涉及自动地确定安装于机动车辆的发动机的凸轮轴的端部处的具有齿的轮（也被称为标靶）的“失圆度”。
技术介绍
凸轮轴传感器被用于机动车辆中以在发动机燃烧循环中确定不同汽缸的位置，即确定每个汽缸是处于进气阶段、压缩阶段、燃烧膨胀阶段还是排气阶段。这些传感器包括磁场发生器（例如：永磁体）、磁场检测装置（例如霍尔效应单元、磁阻MR单元、巨磁阻GMR单元…）以及用于处理由磁场检测装置所接收的信号的电子电路。被称为有源传感器的这些传感器将数字信号传送到中央处理器以进行处理。磁场发生器也可以是由磁性材料制成的、呈南极和北极交替的标靶。在这种情况下，根据所使用的检测装置，传感器集成或不集成永磁体。在下文中，南极和北极将被类比为机械标靶的齿和槽。已知，凸轮轴传感器与联结至凸轮轴的标靶相关联。该标靶呈盘状，该标靶的周围具有齿。这些齿具有相同的高度，但是具有不同的间距（槽）和长度，以便在机动车辆的热机的燃烧循环中实现对汽缸定位的编码（本身已知）。存在于传感器中的磁场检测装置检测标靶的齿在该检测装置前方的通过，并且所引起的信号允许以本身已知的方式来确定每个汽缸相对于发动机燃烧循环的位置。为了确定发动机循环中每个汽缸的位置，则观察在标靶的一圈期间由凸轮轴传感器所感测的磁场变化的曲线。该曲线具有一系列方波，这些方波各自对应于标靶的齿。通过测量每个方波之间的间距以及每个方波的持续时间，可以确定每个汽缸相对于发动机燃烧循环的位置。为此，重要的是要保证由传感器所生成的信号的电气沿的位置关于标靶的机械沿的位置的精度。由于这些电气沿中的每一个表示齿的机械沿的通过，因此目的在于将由传感器和标靶相对于彼此以变化的方式隔开所导致的信号相移减小至最小。当磁信号交叉穿过与其幅值成比例的预定切换阈值时，则由传感器所生成的电信号改变状态（高或低）。为此，将该切换（commutation）阈值固定（为幅值的75％，这对应于关于大部分现有标靶的电气沿/机械沿之间的精度的最佳值），以确定限定齿的每个沿的通过时刻。由此，从检测到所感测磁场的第一最大值和第一最小值起，确定切换阈值对应于该幅值的75％，并且如果所测量的磁场的值下降到低于该阈值，则认为检测到下降沿，并且相反地，如果所测量的磁场的值上升到超过该切换阈值，则检测到上升沿（或反之亦然）。这样使得优化沿的检测时刻。然而，这种方法首先需要所有齿均具有相同的高度并且不存在几何形状缺陷（传感器和标靶）。但是，传感器具有对标靶在凸轮轴上的定位以及对该标靶的几何形状敏感的缺点。出于成本的原因，标靶是设有预定尺寸和间距的齿的简单金属件，由此大批量生产靶标，且通常呈现不完美的几何形状。特别是，齿相对于标靶的中心不总是具有相同的高度。这种缺陷被称为“失圆度”。这导致标靶的每个齿的上部部分不位于以凸轮轴为中心的同一圆周上。因此，将该问题称为“失圆度”。由于标靶制造的该失圆度会增加将标靶安装在凸轮轴上的失圆度。传感器和标靶之间也存在间隙缺陷，这些缺陷随时间变化并且对温度敏感。当然，由于凸轮轴传感器测量由齿在传感器前方的通过所产生的磁场的变化，如果一个齿比其它齿更低（或更高），则该齿和传感器之间的间距会相对于其它齿变化，并导致所接收到的磁场的变化。这些磁场变化可能会劣化所执行的测量（使电气沿相对于机械沿的位置的精度劣化），或者甚至可能无法被传感器所解译（由于磁场低于切换阈值而未检测到齿）。因此，由凸轮轴传感器所传送的信号是错误的，并且对发动机循环中每个汽缸的位置的正确确定是出错的，甚至不能获得该确定。为了缓解这些“失圆度”和/或“间隙缺陷”的现象，现有技术中已知校准磁场检测装置，以考虑该“失圆度”和/或该“间隙缺陷”，并因此向负责确定发动机循环中每个汽缸的位置的中央处理器传送经校正的测量值（电气沿/机械沿精度更高且消除未检测到齿的风险）。为此，根据齿在传感器前方每次通过时的新的磁场幅值，在每个新齿的最大值和最小值通过之后重新计算切换阈值。因此，根据对所测量的磁场的最后一个最大值和最后一个最小值，在齿的每次通过之后，重新计算切换阈值。然而，现有技术的这种自动校准凸轮轴传感器的方法具有如下主要缺点：因为实际上，对每个齿重新计算切换阈值并且该切换阈值是不同的，所以该方法在传感器输出处的信号上产生了称为“抖动”（英语中称为“jitters”）的干扰，另外，来自传感器及其放大序列的噪声被添加到所测量的磁场。因此，信号是不可再现的并且在标靶的每圈转动中略微变化。如前所述，信号的这种不可再现性是在自动校准传感器时为了缓解“失圆度”和/或“间隙缺陷”而引起的，并结合有存在于磁信号测量结果上的电子噪声。例如，当这由VVT（可变气门正时，英语中为variablevalvetiming）系统或者阀相位调节器（即可变分配）控制时，传感器输出信号变化（“抖动”）可能妨碍对凸轮轴的相位偏移的检测。
技术实现思路
本专利技术提出了一种自动校准凸轮轴的方法，其允许缓解该缺点。在这种情况下，根据本专利技术的校准方法允许比现有技术更稳定地传送凸轮轴传感器的输出信号，并且还允许确定并校正标靶的“失圆度”以及传感器和标靶之间的“间隙缺陷”。本专利技术提出一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器的自动校准方法，所述发动机包括至少一个凸轮轴、与该凸轮轴相关联的有齿的、经编码的标靶以及放置在标靶附近的磁场传感器，该磁场传感器用于检测由标靶的齿在传感器附近通过所引起的磁场变化，所述传感器根据预定切换阈值来传送表示标靶的齿和槽的电信号，所述预定切换阈值取决于所述磁场的幅值，所述方法包括连续地测量磁场值，所述方法包括以下步骤：•在标靶的第一圈旋转期间：-步骤1：测量对于每个齿的磁场的最大值和最小值，-步骤2：计算对于所述齿的磁场的幅值，并根据由此计算出的幅值来计算对于每个齿的切换阈值，所述方法特征在于，其还包括以下步骤：-步骤3：测量磁场在标靶的一圈旋转中的绝对最小值，-步骤4：存储所述最大值和所述绝对最小值，•然后，标靶的每次新的一圈旋转期间：-步骤5：测量并存储对于每个齿的磁场的新的最大值以及在标靶的一圈旋转中的新的绝对最小值，-步骤6：将新的最大值和与同一所述齿相关联的在标靶的前一圈旋转时所存储的最大值之间的差值的绝对值与同一所述齿的最大值和标靶的前一圈旋转的绝对最小值之间的差值的绝对值进行比较，如果新的最大值和标靶的前一圈旋转的最大值之间的差值的绝对值大于标靶前一圈旋转的最大值和绝对最小值之间的差值的绝对值的一百分比，即，如果|Bmaxi-Bmax’|>K×|Bmaxi-Bmin|其中：K：介于0.003至0.1之间（即介于0.3％至10％之间）的因子，Bmaxi：对于给定齿，在标靶的前一圈旋转期间所存储的磁场的最大值，Bmaxi’：对于给定的同一齿，在标靶的新的一圈旋转期间的磁场的新的最大值，Bmin：在标靶的前一圈旋转期间所存储的磁场的绝对最小值。则：•步骤7：采用新的最大值并采用前一圈旋转时所存储的绝对最小值，计算切换阈值，并且将标靶的前一圈旋转时所存储的最大值替换为所述新的最大值。否则：•步骤8：采用标靶的前一圈旋转时所存储的最大值和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10）的自动校准方法，所述发动机包括至少一个凸轮轴（16）、与所述凸轮轴（16）相关联的有齿的、经编码的标靶（14）以及放置于所述标靶（14）附近的磁场传感器（10），所述磁场传感器用于检测由所述标靶（14）的多个齿（D1、D2、D3）在所述传感器（10）附近通过所引起的磁场变化，所述传感器（10）根据预定切换阈值（S）来传送表示所述标靶（14）的齿（D1、D2、D3）和槽（S1、S2、S3）的电信号，所述预定切换阈值（S）取决于所述磁场（B）的幅值，所述方法连续地测量所述磁场的值，所述方法包括以下步骤：•在所述标靶（14）的第一圈旋转期间：‑ 步骤1：测量对于每个齿（D1、D2、D3）的所述磁场（B）的最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）和最小值（Bmin1、Bmin2、Bmin3），‑ 步骤2：计算对于所述齿的所述磁场的幅值，并根据由此计算出的幅值计算对于每个齿的切换阈值（S1d、S2a、S2d、S3a、S3d），所述方法的特征在于，其还包括以下步骤：‑ 步骤3：测量在所述标靶（14）的一圈旋转中所述磁场（B）的绝对最小值（Bmin），‑ 步骤4：存储所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）和所述绝对最小值（Bmin），•然后，在所述标靶（14）的每次新的一圈旋转中：‑ 步骤5：测量并存储对于每个齿（D1、D2、D3）的所述磁场的新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）以及在所述标靶（14）的一圈旋转中的新的绝对最小值（Bmin’），‑ 步骤6：将所述新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）和与同一所述齿（D1、D2、D3）相关联的所述标靶的前一圈旋转时所存储的所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）之间的差值的绝对值与同一所述齿（D1、D2、D3）的所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）和所述标靶（14）的前一圈旋转时的所述绝对最小值（Bmin）之间的差值的绝对值进行比较，‑ 如果所述新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）和所述标靶（14）的前一圈旋转的所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）之间的差值的绝对值高于所述标靶（14）的前一圈旋转的所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）和所述绝对最小值（Bmin）之间的差值的绝对值的一百分比，即，如果...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.18 FR 15588141.一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10）的自动校准方法，所述发动机包括至少一个凸轮轴（16）、与所述凸轮轴（16）相关联的有齿的、经编码的标靶（14）以及放置于所述标靶（14）附近的磁场传感器（10），所述磁场传感器用于检测由所述标靶（14）的多个齿（D1、D2、D3）在所述传感器（10）附近通过所引起的磁场变化，所述传感器（10）根据预定切换阈值（S）来传送表示所述标靶（14）的齿（D1、D2、D3）和槽（S1、S2、S3）的电信号，所述预定切换阈值（S）取决于所述磁场（B）的幅值，所述方法连续地测量所述磁场的值，所述方法包括以下步骤：•在所述标靶（14）的第一圈旋转期间：-步骤1：测量对于每个齿（D1、D2、D3）的所述磁场（B）的最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）和最小值（Bmin1、Bmin2、Bmin3），-步骤2：计算对于所述齿的所述磁场的幅值，并根据由此计算出的幅值计算对于每个齿的切换阈值（S1d、S2a、S2d、S3a、S3d），所述方法的特征在于，其还包括以下步骤：-步骤3：测量在所述标靶（14）的一圈旋转中所述磁场（B）的绝对最小值（Bmin），-步骤4：存储所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）和所述绝对最小值（Bmin），•然后，在所述标靶（14）的每次新的一圈旋转中：-步骤5：测量并存储对于每个齿（D1、D2、D3）的所述磁场的新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）以及在所述标靶（14）的一圈旋转中的新的绝对最小值（Bmin’），-步骤6：将所述新的最大值（Bmax1’、Bmax2’、Bmax3’）和与同一所述齿（D1、D2、D3）相关联的所述标靶的前一圈旋转时所存储的所述最大值（Bmax1、Bmax2、Bmax3）之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：D米拉索，MN拉鲁埃，J伯格，
申请(专利权)人：法国大陆汽车公司，大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR