CN112204354B - 用于自动校准凸轮轴传感器以校正靶的跳动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及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。传感器（10'）包括处理模块（13'），处理模块（13'）被配置为：基于表示由靶（14）的旋转引起并由初级单元（12'）测量的磁场变化的原始信号（20），生成表示靶的齿（D1、D2、D3）在初级单元前经过的时刻的输出信号（30）。传感器还包括两个次级测量单元（12a、12b）。因此，该校准方法使得可以基于表示由次级单元测量的磁场的差异的差分信号（40）为每个齿确定两个不同的切换阈值（S_re，S_fe）。本发明还涉及实现这种方法的凸轮轴传感器（10'），以及包括这种传感器的机动车辆。

Description

用于自动校准凸轮轴传感器以校正靶的跳动的方法

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，每个矩形波对应于齿在测量单元前经过。每个矩形波包括一个上升沿和一个下降沿，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：通过提出一种对靶的每个齿使用两个不同的切换阈值而不是每个齿单个切换阈值来自动校准凸轮轴传感器的方法，克服现有技术的所有缺点或一些缺点，特别是上文所述的那些缺点。

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：

·带齿的靶，

·初级测量单元，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初级单元前经过的时刻。

该校准方法包括以下步骤：

·在将靶的两个齿分开的凹陷部分在初级单元前经过的期间确定原始信号的局部最小值，

·在所述原始信号的下降沿附近确定原始信号的第一局部最大值，所述下降沿对应于靶的齿在初级单元前的经过的结束，

·根据第一局部最大值和局部最小值的值确定用于生成输出信号的第一切换阈值。

该校准方法的特征在于，所述第一局部最大值的值是基于表示由两个次级单元测量的磁场的差异的差分信号确定的。此外，该方法包括以下步骤：

·基于所述差分信号，确定在所述原始信号的上升沿附近的原始信号的第二局部最大值，所述上升沿对应于靶的所述齿在初级单元前的经过的开始，

·根据第二局部最大值和局部最小值的值确定第二切换阈值，

·基于原始信号、第一切换阈值和第二切换阈值生成所述输出信号。

因此，对于靶的齿在初级单元前的每次经过，确定两个不同的切换阈值。这种设置特别地使得能够更精确地确定输出信号的上升沿和下降沿的时刻，这两个时刻分别对应于当齿在初级单元前经过时标记所述齿的机械沿的经过的开始和结束的时刻。

有利地，一个齿的两个切换阈值可以根据在前一圈旋转中对所述齿进行的观察来确定，使得它们适合于所述齿的特定特征（潜在的几何缺陷和靶的跳动的影响）。

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，在靶的所述齿在次级单元前经过的期间，第一局部最大值对应于当差分信号采用第一预定值时由原始信号采用的值，第二局部最大值对应于当差分信号采用第二预定值时由原始信号采用的值。

在特定的实施例中：

·第一局部最大值对应于当差分信号具有负梯度并且采用由下式限定的第一预定值D_fe时在所述下降沿附近由原始信号采用的值：

·第二局部最大值对应于当差分信号具有负梯度并且采用由下式限定的第二预定值D_re时在所述上升沿附近由原始信号采用的值：

其中：

D_max和D_min分别对应于当靶的齿在次级单元前经过时差分信号的最大值和最小值，

D_m是由下式限定的值：

K_re和K_fe是介于0和1之间的两个因子。

在特定的实施例中，所述局部最小值对应于在将靶的两个齿分开的凹陷部分在次级单元前经过期间当差分信号采用预定值时由原始信号采用的值。

在特定的实施例中，局部最小值对应于当差分信号采用由下式限定的值D_m时由原始信号采用的值：

其中，D_max和D_min分别是当靶14的齿在次级单元前经过时差分信号的最大值和最小值。

在特定的实施例中，次级单元位于初级单元的两侧，与初级单元相距相等的距离，并且与带齿的靶的中心相距的距离等于初级单元与靶的中心之间的距离。

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：

·带齿的靶，

·初级测量单元，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初级单元前经过的时刻。

此外，传感器包括两个次级测量单元，并且处理模块被配置成：

·生成表示由所述两个次级单元测量的磁场的差异的差分信号，

·基于所述差分信号，确定在所述原始信号的下降沿附近的原始信号的第一局部最大值，下降沿对应于靶的齿在初级单元前的经过的结束，

·基于所述差分信号，确定在所述原始信号的上升沿附近的原始信号的第二局部最大值，上升沿对应于靶的齿在初级单元前的经过的开始，

·在将靶的两个齿分开的凹陷部分在初级单元前经过的期间确定原始信号的局部最小值，

·根据第一局部最大值和局部最小值的值确定第一切换阈值，

·根据第二局部最大值和局部最小值的值确定第二切换阈值，

·基于原始信号、第一切换阈值和第二切换阈值生成所述输出信号。

在一些特定实施例中，本发明还可以包括单独或以任何技术上可行的组合来获得的一个或多个以下特征。

在特定实施例中，在靶的所述齿在次级单元前经过的期间，第一局部最大值对应于当差分信号采用第一预定值时由原始信号采用的值，第二局部最大值对应于当差分信号采用第二预定值时由原始信号采用的值。

在特定实施例中：

·第一局部最大值对应于当差分信号具有负梯度并且采用由下式限定的第一预定值D_fe时在所述下降沿附近由原始信号采用的值：

·第二局部最大值对应于当差分信号具有负梯度并且采用由下式限定的第二预定值D_re时在所述上升沿附近由原始信号采用的值：

其中：

D_max和D_min分别对应于当靶的齿在次级单元前经过时差分信号的最大值和最小值，

D_m是由下式限定的值：

K_re和K_fe是介于0和1之间的两个因子。

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是传统凸轮轴传感器的示意图，

- 图2是对于靶的一个齿的原始信号以及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是靶的跳动对原始信号和对于靶的一个齿的输出信号的影响示意图，

- 图4是根据本发明的凸轮轴传感器的示意图，

- 图5是借助于两个切换阈值生成的输出信号的示意图，这两个切换阈值应用于对于靶的一个齿的原始信号。

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、初级测量单元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，并且用于测量磁场的初级单元12是霍尔效应单元。如图1所示，初级测量单元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S1、S2、S3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S1、S2、S3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，本发明适用于包括至少一个齿的靶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初级单元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。

初级测量单元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在初级测量单元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在初级测量单元12前经过的时刻，并且最终识别固定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，其表示由初级单元12测量的磁场的变化。磁场的强度在纵轴上表示，而时间t在横轴上表示。

图2的部分a）中描绘的原始信号20的部分例如对应于靶14的齿D1在初级测量单元12前经过。因此，原始信号20呈现主要的矩形波，其上升沿21对应于齿D1在初级单元12前的经过的开始，而下降沿22对应于齿D1在初级单元12前的经过的结束。上升沿对应于当齿D1开始在初级单元12前经过（从凹陷部分S3到齿D1的过渡）时由间隙e的幅度急剧减小引起的磁场的急剧增加。下降沿对应于当齿D1完成其在初级单元12前的经过（从齿D1到凹陷部分s1的过渡）时由间隙e的幅度急剧增加引起的磁场的急剧减少。在上升沿21和下降沿22之间，假设间隙的大小在齿D1在初级单元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。这种假设假定了高度h1在齿D1的整个长度l1上基本上是恒定的，并且不存在靶14的任何跳动。

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面对初级单元12时采用正值（例如5V），当凹陷部分S1、S2、S3面对初级单元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，每个矩形波对应于靶14的齿D1、D2、D3在初级测量单元12前经过。每个矩形波包括上升沿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D1在初级单元12前经过。

通常，输出信号30的每个上升沿31和下降沿32（即电信号的每个转变）是基于为原始信号20预先限定的切换阈值S来确定的。换句话说，当原始信号20超过切换阈值S时，输出信号30呈现上升沿31，当原始信号20降低至切换阈值S以下时，输出信号30呈现下降沿32。

传统上，例如基于原始信号20的幅度A的百分比来计算切换阈值S，原始信号20的幅度A等于对于所述原始信号20观察到的局部最大值Hc和局部最小值Lc之间的差。切换阈值S通常对应于在幅度A的70%和80%之间的范围内选择的值，优选地在幅度A的75%左右。换句话说，对于包括在0和1之间的因子K，其通常包括在0.7和0.8之间并且优选地等于0.75，则切换阈值S通常限定为：

。

已知的是，例如，对于每一新的靶14的一圈旋转，对于齿D1，确定上升沿21之前的原始信号20的局部最小值Lc和下降沿22之前的局部最大值Hc，以便更新在靶14的下一次旋转期间用于生成输出信号30的切换阈值S的值。

还已知的是，例如，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，检测局部最小值Lc（或相应地检测局部最大值Hc）。

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进行重复，以便针对靶14的下一圈旋转获得要使用的切换阈值S的值。其可以是针对所有齿D1、D2、D3的同一个切换阈值S（该阈值的值例如根据针对齿D1、D2、D3观察到的局部最小值Lc和/或局部最大值Hc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D1、D2、D3而不同的切换阈值S（该阈值的值例如根据针对每个齿D1、D2、D3观察到的局部最小值Lc和/或局部最大值Hc的平均值、最小值或最大值来计算）。

然而，在靶14出现跳动的情况下，这种解决方案不能提供足够的精度。“靶的跳动”（faux rond de cible）是指与靶14的轴线与靶14所连接的凸轮轴主轴的轴线不完全重合的事实相关联的缺陷。这种缺陷可能导致在分开上升沿21和下降沿22的原始信号20的部分上的或多或少的变化。

图3的部分a）示意性地描述了显著跳动对原始信号20的对应于齿D1在初级单元12前的经过的部分的影响。由于跳动，当齿D1在初级测量单元12前经过时，齿D1和磁场发生器11之间的间隙e的大小可以显著变化。齿D1的长度l1越大，这种变化可能越大。

如图3的部分a）所示，在下降沿22附近检测到的原始信号20的局部最大值Hc明显大于上升沿21附近的原始信号20的局部最大值。其结果是，根据局部最大值Hc和局部最小值Lc之间的差而计算的切换阈值S适合于确定输出信号30的下降沿32，但是相比之下，完全不适合于确定其上升沿31。

图3的部分b）描绘了基于由此计算的切换阈值S产生的输出信号30的部分。很明显，与齿D1在初级单元12前经过的开始相比，输出信号30的上升沿31被延迟触发。这导致传感器10在确定齿D1在初级测量单元12前经过的时刻时不精确，并且最终导致对固连到靶14的凸轮轴的角度位置的估计不精确。

应该注意的是，导致原始信号20在将上升沿21与下降沿22分开的部分上的变化的靶的跳动的问题也可能由于齿D1、D2、D3的高度h1、h2、h3在所述齿D1、D2、D3的长度l1、l2、l3上不恒定的事实而产生或放大。这种现象可能是由靶14的制造缺陷引起的。

如图3的部分a）所示，靶的跳动导致原始信号20的调制，导致原始信号20的对应于齿D1、D2、D3在初级单元12前的经过的部分不对称。这种调制通常是周期性的，并且遵循靶14的旋转的频率。换句话说，在图3的部分a）中示出的关于齿D1的不对称对于靶14的每一圈旋转都重复。

本说明书的其余部分涉及描述一种凸轮轴传感器和一种用于校准所述传感器的方法，以使得能够校正前述的靶的跳动问题。

图4示意性地描绘了这种凸轮轴传感器10'。除了已经参照图1描述的元件之外，图4中描绘的传感器10'还包括用于测量磁场的两个次级测量单元12a、12b。

在所考虑的示例中，如图4中示意性示出的，两个次级单元12a、12b布置在初级单元12'的两侧上，与初级单元12'相距相等的距离，并且与带齿的靶14的中心15相距的距离等于初级单元12'与靶14的中心15之间的距离。

处理模块13'被配置成基于由次级单元12a、12b进行的磁场测量产生差分信号，该差分信号表示由所述次级单元12a、12b测量的磁场的差异。

图5的部分a）示意性地描绘了原始信号20的一部分，其表示在齿D1经过时由初级单元12'测量的磁场变化。原始信号20的该部分类似于前面参考图3的部分a）描述的部分。

此外，在图5的部分a）中还描绘了差分信号40的对应部分，该部分表示由次级单元12a、12b测量的磁场的差异。

在图5的部分a）所示的部分中，当次级单元12a已经面对将齿D3与齿D1分开的凹陷部分S3，而次级单元12b仍然面对齿D3时，差分信号达到局部最小值41，（在该时刻，次级单元12a实际上测量弱磁场，因为在次级单元12a处，分开磁场发生器11'和靶14的间隙e_a很大，而相反地，在同一时刻，次级单元12b测量强磁场，因为在次级单元12b处，分开磁场发生器11'和靶14的间隙e_b很小）。当次级单元12a已经面对齿D1（间隙e_a小）而次级单元12b仍然面对将齿D3与齿D1分开的凹陷部分S3（间隙e_b大）时，差分信号40达到局部最大值42。然后，当次级单元12a已经面对将齿D1与齿D2分开的凹陷部分S1，而次级单元12b仍然面对齿D1时，差分信号40达到新的局部最小值43。

因此，当靶14的各个齿D1、D2、D3在靶14的一圈旋转期间在次级单元12a、12b前经过时，差分信号40表现出一连串的局部最小值和局部最大值。

因此，基于该差分信号40，可以对于靶14的给定齿D1、D2、D3确定两个不同的切换阈值，而不是一个单一的切换阈值。

例如，如图5的部分a）所示，当齿D1在各种初级测量单元12'和次级测量单元12a、12b前经过时，可以基于差分信号40确定第一切换阈值S_fe，该第一切换阈值S_fe用于对应于齿D1在初级单元12'前的经过的结束的原始信号20的下降沿22，以及基于差分信号40确定第二切换阈值S_re，该第二切换阈值S_re用于对应于齿D1在初级单元12'前的经过的开始的原始信号20的上升沿21。

确定用于下降沿22的第一切换阈值S_fe和用于上升沿21的不同的第二切换阈值S_re使得能够校正由靶的跳动产生的问题。

在特定的实施例中，处理模块13'被配置为例如在靶14的一圈旋转期间针对齿D1确定：

·与针对不同齿D1、D2、D3的差分信号40所观察到的局部最大值42的平均值相对应的值D_max，

·与针对不同齿D1、D2、D3的差分信号40所观察到的局部最小值41的平均值相对应的值D_min，

·由下式限定的值D_m：

·由下式限定的第一预定值D_fe：

其中K_fe是包含在0和1之间的预定因子，且优选包含在0.125和0.25之间，

·由下式限定的第二预定值D_re：

其中K_re是包含在0和1之间的预定因子，且优选包含在0.125和0.25之间，

·凹陷部分S3经过期间原始信号20的局部最小值L，

·第一局部最大值H_fe的值，作为当差分信号40具有负梯度并且采用第一预定值D_fe时在下降沿22附近由原始信号20采用的值，

·第二局部最大值H_re的值，作为当差分信号40具有负梯度并且采用第二预定值D_re时在上升沿21附近由原始信号20采用的值，

·对应于第一局部最大值H_fe和局部最小值L之间的差的第一幅度A_fe，

·对应于第二局部最大值H_re和局部最小值L之间的差的第二幅度A_re，

第一切换阈值S_fe由下式限定：

第二切换阈值S_re由下式限定：

其中K是包含在0和1之间的预定因子，且优选包含在0.7和0.8之间，更优选地大约等于0.75。

图5的部分a）示意性地描绘了第一局部最大值H_fe、第二局部最大值H_re、第一幅度A_fe、第二幅度A_re、第一切换阈值S_fe和第二切换阈值S_re的值，这些值是针对齿D1在初级单元12'的经过而确定的。显然，可以对靶14的其他齿D1、D2、D3重复这些操作，以便为它们中的每一个确定两个不同的切换阈值。

图5的部分b）示出了在靶14的下一次一圈旋转中如何使用第一切换阈值S_fe和第二切换阈值S_re生成输出信号30。当齿D1在初级单元12'前经过的期间，输出信号30在由初级单元12'测量的原始信号20超过第二切换阈值S_re的时刻呈现上升沿31（这意味着电信号从0V的低状态切换到5V的高状态）。在由初级单元12'测量的原始信号20降低到第一切换阈值S_fe以下的时刻，输出信号30呈现下降沿32（从高状态到低状态的转变）。

从图5的部分b）可以看出，输出信号30精确地表示了齿D1在初级单元12'前经过的时刻，并且尽管由于靶的跳动而导致原始信号20的相应部分不对称，输出信号30仍可以实现如此。

再次应当注意，可以使用为靶14的各个齿D1、D2、D3确定的切换阈值对它们重复这些操作。

值得注意的是，可以采用其他方法来确定D_min和D_max的值。例如，为了确定D_min，可以设想使用在靶14的一圈旋转期间针对不同齿D1、D2、D3的差分信号40观察到的局部最小值41、43的最大值或最小值，而不是使用所述局部最小值41、43的平均值。对于D_max的确定也是如此，其可以被确定为在靶14的一圈旋转期间对于不同齿D1、D2、D3的差分信号40观察到的局部最大值42的最大值或最小值。此外，用于确定D_min、D_max、D_m、第一预定值D_fe或第二预定值D_re的方法的特定选择仅代表本发明的变型。

值D_min、D_max、D_m、K_re、K_fe、第一预定值D_fe或第二预定值D_re可以潜在地根据次级单元12a、12b相对于初级单元12'的位置来确定，特别是如果次级单元12a、12b与初级单元12'相距的距离不同。

在所考虑的示例中，值D_min、D_max、D_m、第一预定值D_fe或第二预定值D_re针对靶14的每次新的一圈旋转而更新。然而，在其它示例中，没有什么可以阻止这些值被预先确定并且在传感器10'的运行期间不发生变化，或者以较小的频率被更新，例如当靶14已经达到一定的旋转圈数时，或者当预定的时间段已经过去时。定期更新这些值是有利的，因为例如在传感器的运行过程中，它们可能取决于温度的变化而变化。

第一局部最大值H_fe、第二局部最大值H_re、局部最小值L、第一幅度A_fe、第二幅度A_re、第一切换阈值S_fe和第二切换阈值S_re的值也是如此：这些值可以针对每个齿D1、D2、D3来确定，并且针对靶14的每次新的一圈旋转来更新，或者它们可以以较小的频率被更新。

当原始信号20在其梯度变为正之后在上升沿21附近变化的值（就绝对值而言）大于预定常数C时，可以例如以已知的方式检测局部最小值L，类似于已经参考图3的部分A描述的方式。因此，对于靶14的每次新的一圈旋转，可以为每个齿D1、D2、D3限定这样的局部最小值L。

根据其他示例，还可以想到使用在靶14的一圈期间针对不同齿D1、D2、D3的原始信号20观察到的局部最小值L的集合的平均值（或最大值或最小值）。这里，同样地，该值可以针对靶14的每一圈旋转而更新，或者以较小的频率被更新。

在特定实施方式中，可以使用差分信号40来检测局部最小值L。例如，如图5的部分a）所示，在将齿D3和齿D1分开的凹陷部分S3的经过期间，原始信号20的局部最小值L的值对应于差分信号达到值D_m的时刻由原始信号20采用的值。

因此，在图5的部分a）所示的示例中：

·原始信号20的局部最小值L被确定为在差分信号40从局部最小值41过渡到局部最大值42期间采用D_m值的时刻的原始信号20的值，

·第一局部最大值H_fe被确定为在差分信号40从局部最大值42过渡到局部最小值43期间采用第一预定值D_fe的时刻的原始信号20的值，

·第二局部最大值H_re被确定为在差分信号40从局部最大值42过渡到局部最小值43期间采用第二预定值D_re的时刻的原始信号20的值。

值得注意的是，由靶14呈现的跳动对原始信号20的对应于凹陷部分S1、S2、S3在初级单元12'前经过的那些部分的影响小于对原始信号20的对应于齿在初级单元12'前经过的那些部分的影响。换句话说，在原始信号20的对应于齿在初级单元12'前经过的部分上观察到的由靶的跳动引起的不对称，通常在原始信号20的对应于凹陷部分S1、S2、S3在初级单元12'前经过的部分上观察不到。根据本发明的教导，仍然可以设想基于差分信号40限定两个不同的局部最小值L_re和L_fe，其分别对应于上升沿21附近的原始信号20的局部最小值和下降沿22附近的原始信号20的局部最小值。第一切换阈值S_fe和第二切换阈值S_re可以例如这样确定：

。

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。特别地，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在初级单元12'前经过时标志所述齿D1、D2、D3的机械沿的经过的开始和结束的时刻。针对一个齿D1、D2、D3的第一切换阈值S_fe和第二切换阈值S_re有利地根据在前一圈旋转中对所述齿所观察到的来确定，使得它们适合于所述齿的特定特征（几何形状的潜在缺陷和靶的跳动的影响）。

Claims (8)

1.一种用于自动校准机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10'）的校准方法，

所述传感器（10'）包括：

·带齿的靶（14），

·初级测量单元（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'），被配置为基于原始信号（20）提供输出信号（30），该输出信号表示靶（14）的齿（D1、D2、D3）在初级单元（12'）前经过的时刻，

所述校准方法包括以下步骤：

·在将靶（14）的两个齿（D3、D1）分开的凹陷部分（S3）在初级单元（12'）前经过的期间确定原始信号（20）的局部最小值（L），

·在所述原始信号（20）的下降沿（22）附近确定原始信号（20）的第一局部最大值（H_fe），所述下降沿（22）对应于靶（14）的一个齿（D1）在初级单元（12'）前的经过的结束，

·根据第一局部最大值（H_fe）和局部最小值（L）的值确定用于生成输出信号（30）的第一切换阈值（S_fe），

所述校准方法的特征在于，所述第一局部最大值（H_fe）的值由差分信号（40）确定，该差分信号表示由两个次级单元（12a、12b）的测量的磁场的差异，并且所述方法还包括以下步骤：

·基于所述差分信号（40），确定在所述原始信号（20）的上升沿（21）附近的原始信号（20）的第二局部最大值（H_re），所述上升沿（21）对应于靶（14）的所述一个齿（D1）在初级单元（12'）前的经过的开始，

·根据第二局部最大值（H_re）和局部最小值（L）的值确定第二切换阈值（S_re），

·基于原始信号（20）、第一切换阈值（S_fe）和第二切换阈值（S_re）生成所述输出信号（30），

其中，所述局部最小值（L）对应于在将靶的两个齿（D3、D1）分开的凹陷部分（S3）在次级单元前（12a、12b）经过的期间当差分信号（40）采用预定值（D_m）时由原始信号（20）采用的值，且所述局部最小值（L）对应于当差分信号（40）采用由下式限定的预定值（D_m）时由原始信号（20）采用的值：

其中，D_max和D_min分别对应于当靶（14）的齿（D1、D2、D3）在次级单元（12a、12b）前经过时差分信号（40）的最大值和最小值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在靶（14）的齿（D1）在次级单元（12a、12b）前经过的期间，第一局部最大值（H_fe）对应于当差分信号（40）采用第一预定值（D_fe）时由原始信号（20）采用的值，第二局部最大值（H_re）对应于当差分信号（40）采用第二预定值（D_re）时由原始信号（20）采用的值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

·第一局部最大值（H_fe）对应于当差分信号（40）具有负梯度并且采用由下式限定的第一预定值（D_fe）时在所述下降沿（22）附近由原始信号（20）采用的值：

·第二局部最大值（H_re）对应于当差分信号（40）具有负梯度并且采用由下式限定的第二预定值（D_re）时在所述上升沿（21）附近由原始信号（20）采用的值：

其中K_re和K_fe是介于0和1之间的两个因子。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述次级单元（12a、12b）布置在初级单元（12'）的两侧上，与初级单元（12'）相距相等的距离，并且与靶（14）的中心（15）相距的距离等于初级单元（12'）与靶（14）的中心（15）之间的距离。

5.一种用于机动车辆发动机的凸轮轴传感器（10'），包括：

·带齿的靶（14），

·初级测量单元（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），该输出信号表示靶（14）的齿（D1、D1、D3）在初级单元（12'）前经过的时刻，

其特征在于：

所述传感器（10'）还包括两个次级测量单元（12a、12b），

所述处理模块（13'）还被配置成：

·产生表示由所述两个次级单元（12a、12b）测量的磁场的差异的差分信号（40），

·基于所述差分信号，确定在所述原始信号（20）的下降沿（22）附近的原始信号（20）的第一局部最大值（H_fe），所述下降沿（22）对应于靶（14）的一个齿（D1）在初级单元（12'）前的经过的结束，

·基于所述差分信号，确定在所述原始信号（20）的上升沿（21）附近的原始信号（20）的第二局部最大值（H_re），所述上升沿（21）对应于靶（14）的所述一个齿（D1）在初级单元（12'）前的经过的开始，

·在将靶（14）的两个齿（D3、D1）分开的凹陷部分（S3）在初级单元（12'）前经过的期间确定原始信号（20）的局部最小值（L），

·根据第一局部最大值（H_fe）和局部最小值（L）的值确定第一切换阈值（S_fe），

·根据第一局部最大值（H_re）和局部最小值（L）的值确定第二切换阈值（S_re），

·基于原始信号（20）、第一切换阈值（S_fe）和第二切换阈值（S_re）生成所述输出信号（30），

其中所述局部最小值（L）对应于在将靶的两个齿（D3、D1）分开的凹陷部分（S3）在次级单元前（12a、12b）经过的期间当差分信号（40）采用预定值（D_m）时由原始信号（20）采用的值，且所述局部最小值（L）对应于当差分信号（40）采用由下式限定的预定值（D_m）时由原始信号（20）采用的值：

其中，D_max和D_min分别对应于当靶（14）的齿（D1、D2、D3）在次级单元（12a、12b）前经过时差分信号（40）的最大值和最小值。

6.根据权利要求5所述的传感器（10'），其特征在于，在靶（14）的齿（D1）在次级单元（12a、12b）前经过的期间，第一局部最大值（H_fe）对应于当差分信号（40）采用第一预定值（D_fe）时由原始信号（20）采用的值，第二局部最大值（H_re）对应于当差分信号（40）采用第二预定值（D_re）时由原始信号（20）采用的值。

7.根据权利要求6所述的传感器（10'），其特征在于：

·第一局部最大值（H_fe）对应于当差分信号（40）具有负梯度并且采用由下式限定的第一预定值（D_fe）时在所述下降沿（22）附近由原始信号（20）采用的值：

·第二局部最大值（H_re）对应于当差分信号（40）具有负梯度并且采用由下式限定的第二预定值（D_re）时在所述上升沿（21）附近由原始信号（20）采用的值：

其中K_re和K_fe是介于0和1之间的两个因子。

8.一种机动车辆，包括根据权利要求5至7中任一项所述的凸轮轴传感器（10'）。

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