CN112166302B - 用于自动校准凸轮轴传感器以校正间隙跳动的方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

用于自动校准凸轮轴传感器以校正间隙跳动的方法

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。

然而，现有技术的各种解决方案并不总是能够实现由某些电机制造商对凸轮轴传感器所要求的精度。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于自动校准凸轮轴传感器的方法来克服现有技术的所有或一些缺点，特别是上文所述的那些缺点，该方法允许根据在当前的一圈旋转期间已经在测量单元前经过的先前的齿的观察结果，在这个相同的当前旋转期间直接调整切换阈值的值。

为此，并且根据第一方面，本发明提出了一种用于自动校准机动车辆发动机的凸轮轴传感器的校准方法。该传感器包括：

·包括至少两个齿的带齿的靶，

·测量单元，被配置为提供表示由靶的旋转引起的磁场变化的原始信号，以及

·处理模块，被配置为基于该原始信号提供输出信号，该输出信号表示靶的齿在单元前经过的时刻。

校准方法包括，对于靶的每次新的一圈旋转并且对于每个齿：

·在所述齿前面的凹陷部分在该单元前经过时，确定原始信号的局部最小值，

·在所述齿在单元前经过时确定原始信号的局部最大值，

·根据在靶的前一圈旋转时针对所述齿确定的局部最小值和局部最大值计算用于生成输出信号的切换阈值。

该校准方法的特征在于，切换阈值还是根据校正值来计算的，该校正值是根据在新的一圈旋转期间在先前的齿在该单元前经过时所确定的原始信号的局部最大值以及在前一圈旋转期间在所述先前的齿在该单元前经过时所确定的原始信号的局部最大值来计算的。

因此，校准方法使得可以：针对当前的新的一圈旋转和针对靶的给定的齿，不仅可以根据在前一圈旋转期间针对所述齿检测到的局部最小值和局部最大值来确定切换阈值的值，还可以根据在当前的一圈旋转期间在先前的齿在单元前经过时基于原始信号的局部最大值和/或局部最小值计算的校正值来确定切换阈值的值。

这种措施尤其使得可以：当在当前的一圈旋转期间对于已经在测量单元前经过的先前的齿观察到原始信号中的意外变化时，可以在当前的一圈旋转期间直接调整切换阈值的值。

因此，不需要为了考虑这些意外的变化而等待用于校准的完整的一圈旋转。例如，这种意外的变化可能由于靶相对于测量单元的位置变化而出现，例如在冲击或显著振动之后（这被称为“间隙距离跳跃”）。

在特定的实施例中，本发明还可以包括一个或多个单独或以任何技术上可行的组合的下列特征。

在特定的实施例中，所述校正值对应于在前一圈旋转中针对所述先前的齿确定的局部最大值和在新的一圈旋转中针对所述先前的齿确定的局部最大值之间的差值。

在特定的实施例中，所述校正值对应于在前一圈旋转中针对所述先前的齿的原始信号的幅度和在新的一圈旋转中针对所述先前的齿的原始信号的幅度之间的差值。“在给定的一圈旋转中的齿的幅度”是指在相关的一圈旋转期间为该齿确定的局部最大值和局部最小值之间的差值。

在特定的实施例中，仅当校正值高于或等于预定校正阈值时，才根据所述校正值来计算所述切换阈值。

在特定的实施例中，为每个齿和靶的每一圈旋转限定校正阈值，并且在靶的新的一圈旋转中针对所述先前的齿的校正阈值由下式定义：

。

其中：

·M_k,N-1对应于在前一圈旋转中针对所述先前的齿所确定的局部最大值，

·m_k,N-1对应于在前一圈旋转中针对所述先前的齿的局部最小值，

·K是一个介于0和1之间的预先限定的因子。

在特定的实施例中，所述切换阈值根据以下公式计算：

。

其中：

·M_j,N-1对应于在前一圈旋转中针对所述齿所确定的局部最大值，

·m_j,N-1对应于在前一圈旋转中针对所述齿所确定的局部最小值，

·∆_k,N对应于在新的一圈旋转中为所述先前的齿所计算的校正值。

在特定实施例中，因子K包括在0.7和0.8之间。

根据第二方面，本发明涉及一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器，包括：

·包括至少两个齿的带齿的靶，

·测量单元，被配置为提供表示由靶的旋转引起的磁场变化的原始信号，以及

·处理模块，被配置为基于所述原始信号提供输出信号，该输出信号表示靶的齿在单元前经过的时刻。

处理模块被配置为，对于靶的每次新旋转和每个齿：

·在所述齿前面的凹陷部分在该单元前经过时，确定原始信号的局部最小值，

·在所述齿在单元前经过时确定原始信号的局部最大值，

·根据在靶的前一圈旋转时针对所述齿确定的局部最小值和局部最大值计算用于生成输出信号的切换阈值。

处理模块还被配置为根据校正值来计算切换阈值，所述校正值是根据在新的一圈旋转期间在先前的齿在该单元前经过时所确定的原始信号的局部最大值以及在前一圈旋转期间在所述先前的齿在该单元前经过时所确定的原始信号的局部最大值来计算的。

在特定实施例中，所述校正值对应于在前一圈旋转中针对所述先前的齿确定的局部最大值和在新的一圈旋转中针对所述先前的齿确定的局部最大值之间的差值。

根据第三方面，本发明涉及一种包括根据上述实施例中任一个的凸轮轴传感器的机动车辆。

附图说明

通过阅读下面的描述，将更好地理解本发明，下面的描述是作为完全非限制性的示例并参考图1至5给出的，其中：

–图1是凸轮轴传感器的示意图，

–图2是针对靶的一个齿的原始信号和相关联的输出信号的示意图，该原始信号表示由传感器的靶的旋转引起的磁场变化，

–图3是针对靶的完整的一圈旋转的原始信号和相应输出信号的示意图，

–图4是针对靶的两个连续的一圈旋转的原始信号和输出信号的示意图，在第二圈旋转时存在间隙距离跳跃，

–图5示出了根据本发明的自动校准方法的特定实施例。

在这些图中，从一个图到下一个图中相同的附图标记表示相同或类似的元件。为了清楚起见，除非另有说明，所示的元件不一定是相同的比例。

具体实施方式

如前所述，本发明寻求提高机动车辆发动机凸轮轴传感器的精度。

图1示意性地描述了传统凸轮轴传感器10的一个示例。该传感器10包括靶14、磁场发生器11、测量单元12和电子信号处理模块13。

在完全非限制性地考虑和描述的一个示例中，靶14由金属盘组成，该金属盘的外围是带齿的，磁场发生器11是永磁体，并且磁场的测量单元12是霍尔效应单元。如图1所示，测量单元12位于磁场发生器11处。

应当注意，根据另一个示例，由测量单元测量的磁场可以由靶本身形成，该靶适当地由磁性材料制成。在这种情况下，靶是“磁性”带齿的，这意味着说靶外围的几何形状呈现北极（相当于图1的示例中的齿）和南极（相当于图1的示例中的凹陷部分）的交替。

靶14以靶14的盘和凸轮轴主轴同轴的方式固定到凸轮轴主轴上。换句话说，在理想情况下，即在将靶14安装在凸轮轴上而没有任何精度缺失的情况下，凸轮轴主轴的轴线和靶14的轴线重合，并且都穿过靶14的中心15。

靶14的齿D1、D2、D3具有各自的长度l1、l2和l3，并且通过各自的长度为s1、s2和s3的凹陷部分彼此分开。为了对靶的角度位置进行编码，齿D1、D2、D3和凹陷部分的长度l1、l2、l3、s1、s2、s3不完全相同。齿D1、D2、D3通常都具有相同的高度，但是靶14制造中的缺陷仍然可能导致观察到齿D1、D2、D3的相应高度h1、h2、h3的值略有不同。

应当注意，在所考虑的示例中，靶14包括三个齿D1、D2、D3，但是本发明也适用于靶14包括不同数量的齿的传感器10。特别地，本发明适用于包括两个或更多齿的靶14。

靶14的旋转R和各个齿D1、D2、D3从磁场发生器11前的连续通过导致由单元12测量的磁场的变化。实际上，磁场随使磁场发生器11和靶14分开的间隙距离e的变化而变化。

测量单元12向处理模块13提供表示测量的磁场强度的原始信号。处理模块13例如被配置成基于该原始信号生成输出信号，该输出信号表示靶14的各种齿D1、D2、D3在测量单元12前经过的时刻。然后，输出信号可以使得能够识别靶14的各个齿D1、D2、D3在测量单元12前经过的时刻，并且最终识别固连到靶的凸轮轴的角度位置。

为此，处理模块13包括例如一个或多个处理器和存储装置（电子存储器），其中，计算机程序产品以要执行的一组程序代码指令的形式存储在该存储装置中，以便实现基于原始信号生成所述输出信号所需的各种步骤。替代地或附加地，处理模块13包括适用于实现这些步骤的FPGA、PLD等类型的可编程逻辑电路，和/或一个或多个专用集成电路，和/或分立电子元件等。换句话说，处理模块13包括由软件和/或硬件配置的装置，以实现基于原始信号生成所述输出信号所需的操作。

图2的部分a）示意性地描绘了原始信号20的一部分，其表示由单元12测量的磁场的变化。磁场的强度B在纵轴上表示，而时间t在横轴上表示。

在图2的部分a）中描绘的原始信号20的部分例如对应于在靶14的第N圈旋转期间下标为j的齿D_j在测量单元12前经过。

在所考虑的示例中，靶14包括三个齿D1、D2、D3，因此下标j在1和3之间变化。数字N例如对应于自从传感器10的初始化开始由靶14执行的完整的旋转圈数，传感器10的初始化例如对应于向处理模块13施加电力。

因此，原始信号20呈现出高部分，其上升沿21对应于齿D_j在单元12前经过的开始，下降沿22对应于齿D_j在单元12前经过的结束。上升沿对应于当齿D_j开始在单元12前经过（从凹陷部分到齿的过渡）时由间隙e的幅度急剧减小引起的磁场强度的急剧增加。下降沿对应于当齿D_j完成其在单元12前的经过（从齿到凹陷部分的过渡）时由间隙e的幅度急剧增加引起的磁场强度的急剧下降。在上升沿21和下降沿22之间，假设间隙的大小在齿D_j在单元12前经过所用的整个时间内保持基本相同，则信号20采用基本上恒定的值。

图2的部分b）示意性地描绘了由处理模块13基于原始信号20生成的输出信号30的一部分。

该输出信号30例如是电信号，当齿D1、D2、D3面对单元12时采用正值（例如5V），当凹陷部分面对单元12时采用零值（0V）。输出信号30的电压V在纵轴上表示，时间t在横轴上表示。

因此，输出信号30包括一连串的矩形波，每个矩形波的高部分对应于靶14的齿D1、D2、D3在测量单元12前经过。每个矩形波的高部分包括上升沿31和下降沿32，其基本上对应于齿D1、D2、D3的机械沿在测量单元前的经过。图2的部分b）中描绘的输出信号30的部分对应于例如齿D_j在单元12前经过。

通常，对于靶14的第N圈旋转的齿D_j，输出信号30的每个上升沿31和下降沿32的时刻（即电信号的每次转变）是基于为原始信号20预先限定的切换阈值S_j,N确定的。换句话说，当原始信号20超过切换阈值S_j,N时，输出信号30呈现上升沿31，而当原始信号20下降到低于切换阈值S_j,N时，输出信号30呈现下降沿32。

在靶14的每个一圈旋转N时，处理模块13能够确定并在存储器中存储针对齿D_j的原始信号20上观察到的局部最大值M_j,N和局部最小值m_j,N。由此，有可能推导出在第N圈旋转中针对齿D_j的原始信号20的幅度A_j,N，其等于M_j,N和m_j,N之间的差。

切换阈值S_j,N例如是基于靶14的前一圈旋转N-1期间针对齿D_j的原始信号20的幅度A_j,N-1的百分比来计算的。阈值S_j,N通常对应于从幅度A_j,N-1的70%和80%之间的范围中选择的值，优选为大约75%。换句话说，对于包括在0和1之间、通常包括在0.7和0.8之间并且优选等于0.75的因子K，阈值S_j,N通常限定为：

。

说明书的其余部分通过非限制性的示例考虑了K = 75%的情况。

已知的是，如图2的部分a）中的示例所示，当原始信号20在其梯度变为正（或相应地变为负）之后变化的值（就绝对值而言）大于预定常数C时，检测到在靶14的第N圈旋转中针对齿D_j的局部最小值m_j,N（或相应地局部最大值M_j,N）。

这可以针对靶14的每一圈旋转和针对靶14的每个齿D1、D2、D3重复，以便针对靶14的每一圈旋转N获得要使用的切换阈值的值S_j,N。其可以是用于所有齿D1、D2、D3的同一个切换阈值S_N（该阈值的值例如根据在先前的第N-1圈旋转期间针对齿D1、D2、D3观察到的局部最小值m_j,N-1和/或局部最大值M_j,N-1的平均值、最小值或最大值来计算），或者其可以是针对每个齿D_j而不同的切换阈值S_j,N（该阈值的值例如根据在先前的第N-1圈旋转期间针对齿D1、D2、D3观察到的局部最小值m_j,N-1和/或局部最大值M_j,N-1的平均值、最小值或最大值来计算）。

对于每个齿D_j确定不同的切换阈值S_j,N可能是有利的，特别是如果靶14的几何形状的缺陷或跳动现象（靶14的轴线与凸轮轴的轴线不对准）导致靶的各个齿的局部最大值不同的话。

还应当注意的是，可以想到，对于靶的每次新的一圈旋转不重新计算切换阈值S_j,N，而是例如以比靶14的旋转频率小的频率进行更新，例如每当靶14已经执行了预定圈数的旋转时进行更新。然而，为了补偿在传感器操作过程中原始信号20的变化（例如，由于温度的变化），有规律地重新计算切换阈值S_j,N并且优选地针对靶14的每一圈旋转重新计算切换阈值S_j,N是有利的。

图3的部分a）示意性地描述了原始信号20在靶14的第N圈旋转期间的演变。三个高部分相继出现，它们分别对应于靶14的三个齿D1、D2、D3在测量单元12前经过。图3的部分b）示意性地描绘了根据先前描述的解决方案之一基于原始信号20和针对齿D1、D2、D3计算的阈值S_1,N、S_2,N、S_3,N产生的输出信号30的演变。

事实表明，在某些操作情况下，这些解决方案不允许凸轮轴传感器10获得足够的精度。发明人特别地发现，靶14相对于测量单元12的位置可能发生变化，例如由于振动或冲击所致。这造成的结果是使齿D1、D2、D3靠近或远离测量单元12，即，当齿D1、D2、D3在测量单元12前经过时，减小或增加将齿D1、D2、D3与靶14分开的间隙e的大小。间隙e的大小的变化导致由测量单元12测量的磁场的变化。

在本说明书的剩余部分中，将齿D1、D2、D3与测量单元12分开的间隙的大小的这种突然变化称为“间隙距离跳跃”。

图4示意性地描绘了间隙距离跳跃对原始信号20的影响。

图4描绘了原始信号20在靶14的两圈旋转期间的演变。从左到右，原始信号20的前三个高部分分别对应于齿D1、D2、D3在第N-1圈旋转期间在测量单元12前的经过，然后接下来的三个高部分分别对应于齿D1、D2、D3在下一次的即第N圈旋转期间在测量单元12前的经过。

在图4所示的示例中，在第N圈旋转期间，当齿D1在测量单元12前经过时，间隙距离发生跳跃。值得注意的是，在大致对应于齿D1在测量单元12前的经过的中间的时刻，可以观察到原始信号20的突然下降。原始信号20在齿D1在测量单元12前经过的中间的这种突然下降是由间隙距离跳跃引起的，间隙距离跳跃使靶14（且因此齿D1、D2、D3）远离测量单元12。

虽然例如根据公式（1）计算的切换阈值S_1,N仍然适合于确定输出信号30的上升沿31的时刻，该时刻表示齿D1在第N圈旋转中在测量单元12前的经过的开始，但是相比之下，它完全不适于确定输出信号30的下降沿32的时刻，该时刻表示齿D1在第N圈旋转中在测量单元12前的经过的结束。具体地说，由于在齿D1在测量单元12前经过的过程的中间已经发生了间隙距离跳跃，因此切换阈值S_1,N现在不再对应于在齿D1在测量单元12前的经过的过程结束时观察到的原始信号20的幅度的75%。因此，在齿D1的经过结束时对应于齿D1的机械沿在测量单元12前的经过的输出信号30的下降沿的时刻被过早地检测到，并且传感器10的精度受到损害。如果对此不采取任何措施，类似的精度误差将在第N圈旋转期间影响下面的齿D2和D3。

本说明书的其余部分涉及描述一种用于校准凸轮轴传感器10的方法，该方法使得能够针对在第N圈旋转期间在齿D1之后在测量单元12前经过的齿D2和D3校正切换阈值S_2,N和S_3,N。

因此，在常规情况下，为了找到适合原始信号20的实际值的切换阈值，需要等待靶14在间隙距离跳跃之后执行至少一整圈，而根据本发明的方法允许针对跟随在间隙距离跳跃被检测到的齿之后的那些齿的切换阈值当前这一圈期间被直接校正。传感器10的精度因此得以提高。

应当注意，在图4中考虑和示出的示例中，当凹陷部分在测量单元12前经过时，间隙距离跳跃对原始信号20采用的值具有可忽略的影响。特别地，在第N圈旋转期间观察到的局部最小值m_j,N的值基本上与在第N-1圈旋转期间观察到的局部最小值m_j,N-1的值相同。实际上，经验表明，间隙距离跳跃通常不会改变在存在凹陷部分的情况下由单元12测量的磁场的大小，因为在任何情况下，此时磁场处于与完全没有金属靶14时测量的值相等的低值。

在将根据公式（1）计算的切换阈值S_j,N应用于靶14的第N圈旋转上的齿D_j之前，根据本发明的方法还针对所述齿D_j确定是否需要将校正值∆_k,N应用于所述切换阈值S_j,N。校正值∆_k,N是根据同一圈旋转（0 < k < j）期间对先前的齿D_k的观察结果计算的。

例如，如果发现，对于齿D_k，在第N圈旋转期间观察到的齿D_k的局部最大值M_k,N不同于在先前的第N-1圈旋转期间观察到的齿D_k的局部最大值M_k,N-1，则等于该差值的校正值∆_k,N可以应用于切换阈值S_j,N。

在特定的实施例中，只有当校正值∆_k,N高于或等于预定校正阈值∆S时，才在计算切换阈值S_j,N时将校正值∆_k,N考虑在内，这是为了避免由原始信号20从靶14的一圈旋转到另一圈旋转的微小变化引起的不必要的校正。

图5示出了根据本发明的用于自动校准传感器10的方法的特定实施例的主要步骤。图5中所示的步骤E1至E9在靶14的第N圈旋转期间实施，并且对于每次新的一圈旋转重复。在所考虑的示例中，该方法由传感器10的处理模块13实施。

在次序为N的一圈旋转的初始化步骤E1中，表示将在测量单元12前经过的下一个齿D_j的下标的计数器j被初始化为值1（齿从1到N编号，N是靶14的齿的数量）。

在步骤E2中，根据针对位于靶14上的齿D_j之前的齿D_k已经观察到的情况，计算校正值∆。如果下标j等于1，则应感兴趣的是在先前的第N-1圈旋转中针对最后一个齿D_n所观察到的情况。校正值记为∆_n,N-1。如果下标j严格大于1，则应感兴趣的是在第N圈旋转中针对前一齿D_j-1所观察到的情况。校正值记为∆_j-1,N。

在当前考虑的特定的实施例中，第N圈旋转中的齿D_k的校正值∆_k,N对应于当齿D_k在第N-1圈旋转中在测量单元12前经过时在原始信号20上观察到的局部最大值M_k,N-1和当齿D_k在第N圈旋转中在测量单元12前经过时在原始信号20上观察到的局部最大值M_k,N之间的差值：

。

步骤E3检查在步骤E2中计算的校正值∆是否高于预定的校正阈值∆。

如果校正值∆高于校正阈值∆S，则在步骤E4中，用校正值∆来调整在先前的第N-1圈旋转期间为在第N圈旋转中尚未在测量单元12前经过的齿D_i检测和存储的局部最大值：

对于

。

在步骤E5中，然后可以使用公式（1）来计算用于第N圈旋转中的齿D_j的切换阈值S_j,N，应当理解，通过在步骤E4中执行的M_j,N-1的调整，校正值∆已经被考虑到S_j,N的计算中。

在步骤E6中，检测局部最小值m_j,N和局部最大值M_j,N，然后存储在存储器中，以便以后使用。

在步骤E7检查齿D_j是否对应于针对第N圈旋转的在测量单元12前经过的的最后一齿。如果是，则旋转圈数计数器增加到值N+1（步骤E8），并且该方法从步骤E1重新开始。如果不是，则齿计数器增加到值j+1（步骤E9），并且该方法从步骤E2重新开始。

通过将参考图5描述的方法的步骤应用于图4所示的示例，将会理解：

·在齿D2（j=2）在靶的第N圈旋转中在测量单元12前经过之前，在步骤2中将校正值∆_1,N计算为在第N-1圈旋转中针对齿D1观察到局部最大值M_1,N-1和在第N圈旋转中针对齿D1观察到的局部最大值M_1,N之间的差值，

·该校正值∆_1,N（其在所考虑的示例中对应于间隙距离跳跃）高于或等于预定的校正阈值∆S，且因此在步骤4中调整局部最大值M_2,N-1和M_3,N-1，

·因此，借助于使用校正值∆_1,N对局部最大值M_2,N-1的调整，在步骤E5中计算的阈值S_2,N相对于间隙距离跳跃被校正，

·对于齿D3（j=3），校正值∆_2,N低于校正阈值∆S，因为已经使用校正值∆_1,N预先调整了局部最大值M_3,N-1以便校正针对齿D1观察到的间隙距离跳跃的影响。阈值S_3,N也因此被校正值∆_1,N校正。

因此，校准方法使得有可能在第N圈旋转期间直接校正齿D2和D3的切换阈值S_2,N和S_3,N，并且不需要为了校正间隙距离跳跃的影响而等待靶14的完整的一圈旋转。

应当注意，有各种可以想到的方法来限定校正值∆_k,N。

例如，校正值∆_k,N可以对应于当齿D_k在第N-1圈旋转中在测量单元12前经过时在原始信号20上观察到的幅度A_k,N-1和当齿D_k在第N圈旋转中在测量单元12前经过时在原始信号20上观察到的幅度A_k,N之间的差值：

。

如果间隙距离跳跃不仅对局部最大值有影响，而且对局部最小值也有影响，则根据幅度的差异而不是局部最大值的差异来计算校正值可能是有益的。

根据另一个示例，校正值∆_k,N可以通过比较两个连续的齿来确定，而不是通过在两个连续的整圈旋转中比较相同的齿来确定。

然而，通过在两个连续的整圈旋转中比较相同的齿来确定校正值∆_k,N是有利的，特别是如果靶14的几何缺陷或跳动现象导致针对靶的不同齿的不同的局部最大值（在这种情况下，两个连续齿之间的比较不一定可靠）。

根据又一示例，校正值∆_k,N可以对应于两个局部最小值之间的差。

确定校正值∆_k,N的方法的特定选择仅仅代表本发明的一种变型。

此外，同样可以为靶14的每个齿限定不同的校正阈值。例如，可以为靶的每个齿D_k和每个第N圈旋转限定校正阈值∆S_k,N，使得：

。

校正阈值的这种选择使得有可能确保齿的检测不被遗漏，同时限制进行校正的情况。具体而言，较高的校正阈值可能导致以下情况：未校正的切换阈值将高于原始信号20的局部最大值，并且这将导致错过齿的检测。另一方面，如果校正阈值太低，则过多数目的校正会导致传感器10的次优运行。

应当注意，参考图5描述的步骤E1至E9对于N > 2是有效的，即在施加电力期间从传感器10的初始化开始的靶14的第三圈旋转开始。具体而言，在靶14的第一圈旋转期间（N= 1），在存储器中没有针对前一圈旋转存储的局部最大值和最小值。因此，在靶14的第二圈旋转期间（N = 2），不可能确定校正值∆_n,1以用于可能地校正阈值S_1,2。对于靶14的前两圈旋转，默认的设定值例如用于切换阈值，同时等待获得局部最大值和最小值，这将允许更精确地校准所述切换阈值。

以上描述清楚地说明，通过其各种特征及其优点，本发明实现了设定的目标。具体而言，根据本发明的校准方法使得能够更精确地确定输出信号30的上升沿31和下降沿32的时刻，所述时刻分别对应于当齿D1、D2、D3在测量单元12前经过时表示所述齿D1、D2、D3的机械沿的经过的开始和结束的时刻。在间隙距离跳跃的情况下，校准方法能够直接做出反应并调整切换阈值，而不需要等待用于校准的完整的一圈旋转，以便能够考虑间隙距离跳跃的影响。

Claims (10)

1.一种用于自动校准机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10）的方法，

所述凸轮轴传感器（10）包括：

·包括至少两个齿的带齿的靶（14），

·测量单元（12），被配置为提供表示由靶（14）的旋转（R）引起的磁场变化的原始信号（20），以及

·处理模块（13），被配置为基于所述原始信号（20）提供输出信号（30），所述输出信号（30）表示所述靶（14）的齿在所述测量单元（12）前经过的时刻，

所述方法包括，对于所述靶（14）的每次新的一圈旋转（N）并且对于每个齿（D_j）：

·在所述齿（D_j）前面的凹陷部分在所述测量单元（12）前经过时，确定所述原始信号（20）的局部最小值（m_j,N），

·在所述齿（D_j）在所述测量单元（12）前经过时，确定原始信号（20）的局部最大值（M_j,N），

·根据在所述靶（14）的前一圈旋转（N-1）时针对所述齿（D_j）确定的局部最小值（m_j,N-1）和局部最大值（M_j,N-1）计算用于生成输出信号（30）的切换阈值（S_j,N），

所述方法的特征在于，切换阈值（S_j,N）还是根据校正值（∆_k,N）来计算的，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）在所述测量单元（12）前经过时所确定的原始信号（20）的局部最大值（M_k,N）以及在前一圈旋转（N-1）期间在所述先前的齿（D_k）在所述测量单元（12）前经过时所确定的原始信号（20）的局部最大值（M_k,N-1）来计算的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正值（∆_k,N）对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述先前的齿（D_k）确定的局部最大值（M_k,N-1）和在新的一圈旋转（N）中针对所述先前的齿（D_k）确定的局部最大值（M_k,N）之间的差值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正值（∆_k,N）对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述先前的齿（D_k）的原始信号（20）的幅度（A_k,N-1）和在新的一圈旋转（N）中针对所述先前的齿（D_k）的原始信号（20）的幅度（A_k,N）之间的差值。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，仅当所述校正值（∆_k,N）高于或等于预定校正阈值时，才根据所述校正值（∆_k,N）来计算所述切换阈值（S_j,N）。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为每个齿和靶（14）的每一圈旋转限定校正阈值，并且在靶（14）的新的一圈旋转（N）中针对所述先前的齿（D_k）的校正阈值（∆S_k,N）由下式定义：

其中：

·M_k,N-1对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述先前的齿（D_k）所确定的局部最大值（M_k,N-1），

· m_k,N-1对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述先前的齿（D_k）的局部最小值（m_k,N-1），

·K是介于0和1之间的预先限定的因子。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切换阈值（S_j,N）根据以下公式计算：

其中：

·M_j,N-1对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述齿（D_j）所确定的局部最大值（M_j,N-1），

·m_j,N-1对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述齿（D_j）所确定的局部最小值（m_j,N-1），

·∆_k,N对应于在新的一圈旋转（N）中针对所述先前的齿（D_k）所计算的校正值（∆_k,N）。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，K包括在0.7和0.8之间。

8.一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10），包括：

·包括至少两个齿的带齿的靶（14），

·测量单元（12），被配置为提供表示由靶（14）的旋转引起的磁场变化的原始信号（20），以及

·处理模块（13），被配置为基于所述原始信号（20）提供输出信号（30），所述输出信号（30）表示所述靶（14）的齿在所述测量单元（12）前经过的时刻，

所述处理模块（13）被配置为，对于所述靶（14）的每次新的一圈旋转（N）并且对于每个齿（D_j）：

·在所述齿（D_j）前面的凹陷部分在所述测量单元（12）前经过时，确定所述原始信号（20）的局部最小值（m_j,N），

·在所述齿（D_j）在所述测量单元（12）前经过时，确定原始信号（20）的局部最大值（M_j,N），

·根据在所述靶（14）的前一圈旋转（N-1）时针对所述齿（D_j）确定的局部最小值（m_j,N-1）和局部最大值（M_j,N-1）计算用于生成输出信号（30）的切换阈值（S_j,N），

所述凸轮轴传感器（10）的特征在于，所述处理模块（13）还被配置为根据校正值（∆_k,N）来计算切换阈值（S_j,N），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）在所述测量单元（12）前经过时所确定的原始信号（20）的局部最大值（M_k,N）以及在前一圈旋转（N-1）期间在所述先前的齿（D_k）在所述测量单元（12）前经过时所确定的原始信号（20）的局部最大值（M_k,N-1）来计算的。

9.根据权利要求8所述的凸轮轴传感器（10），其特征在于，所述校正值（∆_k,N）对应于在前一圈旋转（N-1）中针对所述先前的齿（D_k）确定的局部最大值（M_k,N-1）和在新的一圈旋转（N）中针对所述先前的齿（D_k）确定的局部最大值（M_k,N）之间的差值。

10.一种机动车辆，包括根据权利要求8和9中任一项所述的凸轮轴传感器（10）。

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