CN112534212A - 曲轴传感器校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在更换曲轴传感器（1a，1n）的过程中校准曲轴传感器（1a，1n）的方法，该类型的曲轴传感器包括曲轴轮（2）和面对曲轴轮的感测元件（3a，3n），所述方法包括以下步骤：保存凸轮轴传感器（5）的轮（6）相对于曲轴轮（2）的旧的角位置（ωa），这是使用旧的曲轴传感器（1a）获得的，用新的曲轴传感器（1n）更换旧的曲轴传感器（1a），确定凸轮轴传感器（5）的同一轮（6）相对于曲轴轮（2）的新的角位置（ωn），这是使用新的曲轴传感器（1n）获得的，通过应用等于新的角位置（ωn）和旧的角位置（ωa）之间的差值的偏移量（Δ）来校正曲轴传感器（1n）的测量值。

Description

曲轴传感器校准方法

技术领域

本发明涉及曲轴传感器领域。本发明尤其涉及一种在更换这种传感器的过程中校准这种传感器的方法。

背景技术

在汽车工业中，已知使用曲轴传感器来精确确定内燃发动机的角位置，特别是执行发动机控制。

如图1所示，这种曲轴传感器1a、1n通常包括与曲轴一体旋转的曲轴轮2。该曲轴轮2在其周边具有特定的已知轮廓，例如齿系。曲轴传感器1a、1n还包括感测元件3a、3n，该感测元件3a、3n相对于发动机缸体固定，能够检测特定的轮廓，并且为此目的面向曲轴轮2的周边设置。根据一个实施例，曲轴轮2是金属的，并且感测元件3a、3n能够检测金属，例如霍尔效应传感器。曲轴轮2的轮廓通常包括规则的齿系，该规则的齿系包括较大数量且已知数量的齿和至少一个标位件4，该标位件4使得能够标识旋转中的位置，例如一个或多个缺失的齿。根据一个可能的实施例，曲轴轮包括60个齿，其中两个齿缺失以形成标位件4。以已知的方式，这种曲轴传感器1a、1n使得能够提供曲轴轮2的绝对角位置的精确测量值，并因此提供曲轴和发动机的绝对角位置的精确测量值。

为了能够使用这种角位置测量值，应该进行校准。这种校准使得能够将曲轴轮2的标位件4与发动机的特定角位置标记相匹配能，该特定角位置标记通常是给定气缸的上止点。校准因此产生校准角，例如以所述指示器4和所述标记之间的相对角位置的形式表示。因此，通过校正所述校准角的角位置的测量值，标记精确地处于期望值，例如对于上止点为0°。一旦已经确定了该校准角，由负责曲轴传感器1a、1n的计算机将其有利地存储在非易失性存储器中。第一次校准在工厂进行，需要相当多的计量装置。

在车辆使用寿命期间，如果出现故障，可能需要更换曲轴传感器1a、1n。于是，校准的问题就出现了。售后服务中不一定有用于首次校准的大量计量装置。因此，第一次校准期间使用的方法不再可用。

发明内容

本发明的目的是提出一种简单的校准方法，因为它通常只需要售后服务中可用的装置，并且在更换曲轴传感器过程中适用。

这个目的是通过使用由凸轮轴传感器提供的另一个角度参考并通过在更换旧的曲轴传感器1a之前使用旧的曲轴传感器1a的状态和更换新的曲轴传感器1n之后使用新的曲轴传感器1n的状态之间实现校正差值来实现的。

本发明涉及一种用于在更换曲轴传感器过程中校准曲轴传感器的方法，该类型的曲轴传感器包括曲轴轮和面对曲轴轮的感测元件，该方法包括以下步骤：保存凸轮轴传感器的轮相对于曲轴轮的旧的角位置，这是使用旧的曲轴传感器获得的，用新的曲轴传感器更换旧的曲轴传感器，确定凸轮轴传感器的同一轮相对于曲轴轮的新的角位置，这是使用新的曲轴传感器获得的，通过应用等于新的角位置和旧的角位置之间的差值的偏移量来校正曲轴传感器的测量值。

根据另一个特征，保存步骤由正在执行更换的信息触发，优选地在更换之前。

根据另一个特征，确定新的角位置的步骤包括标识凸轮轴传感器。

根据另一个特征，确定新的角位置的步骤定期执行，优选地在每次计算机/发动机启动时执行。

根据另一个特征，校正曲轴传感器的测量值的步骤仅在紧接更换信息之后的重启过程中执行。

根据另一个特征，曲轴传感器的第一次校准使用另一种方法进行。

附图说明

参考附图，通过阅读下面的描述，本发明的其他创新的优点和特征将变得显而易见，下面的描述是以完全非限制性说明的方式提供的，其中：

-已经描述的图1示出了曲轴传感器的原理，

-图2示出了凸轮轴传感器的原理，

-图3在时序图上示出了凸轮轴传感器和曲轴传感器在其更换之前的比较信号，以及凸轮轴传感器和曲轴传感器在其更换之后的比较信号。

具体实施方式

为了更加清楚，在所有附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示。

标位件“a”表示更换前与旧曲轴传感器相关的元件。标位件“n”表示更换后与新曲轴传感器相关的元件。

在用新的曲轴传感器1n更换旧的曲轴传感器1a的过程中，旧的感测元件3a和新的感测元件之间可能出现角度偏移Δ，如图1所示。这种偏移可能源于感测元件1a、1n相对于其支架的定位，其可重复性无法得到保证。感测元件3a、3n通常包括包覆成型在感测元件3a、3n中的印刷电路板。印刷电路板相对于感测元件3a、3n的相对位置的可重复性可能进一步增加偏移。

因此，应该确定偏移Δ的值，以便校正随后通过新的曲轴传感器1n进行的任何角度测量。

该方法的基本原理是使用凸轮轴传感器形式的另一个可用的角度参考。

这种凸轮轴传感器5如图2所示工作。以类似于曲轴传感器1a、1n的方式，凸轮轴传感器具有凸轮轴轮6和面向凸轮轴轮布置的感测元件7。凸轮轴轮6与凸轮轴一体旋转，并具有特定的已知轮廓。在凸轮轴传感器5的情况下，凸轮轴轮6通常包括少量的齿，通常为四个，这些齿的尺寸和间距都是不规则的。

曲轴传感器1a、1n是相对于发动机经过校准的参考角度传感器。由于它的齿数多，它也是提供最佳角度分辨率的传感器。因此，一个或多个凸轮轴传感器5相对于曲轴传感器1a、1n被参考。这意味着凸轮轴轮6相对于曲轴轮2的角位置是已知的。因此，凸轮轴轮6的值得注意的元件的角位置，即，典型地，在由曲轴传感器1a、1n测量的角度参考系中，上升和/或下降齿前是已知的。因此，通过使用凸轮轴轮6的这种值得注意的元件E（其角位置不变），并且通过比较由旧曲轴传感器1a测量的其角位置ωa和由新曲轴传感器1n测量的其角位置ωn，可以确定偏移Δ，从而相对于旧曲轴传感器1a的校准执行新曲轴传感器1n的校准。

如上所述，根据本发明的曲轴传感器1a、1n的校准方法适用于包括曲轴轮2和面向曲轴轮的感测元件3a、3n的类型的曲轴传感器1a、1n。该方法适用于曲轴传感器1a、1n更换过程中的校准，即典型的售后服务中的校准。

该方法包括以下步骤。首先，应该以用旧的曲轴传感器1a进行的测量的形式，保持更换曲轴传感器1a之前的状态的参考。该测量值是凸轮轴传感器5的轮6相对于曲轴轮2的角位置的测量值，称为旧的角位置ωa，该测量是用旧的曲轴传感器1a进行的。该测量值ωa在更换传感器之前保存。

应当注意，一旦凸轮轴传感器5的标识可用，就可以执行这种保存。此外，优选地在非易失性存储器中的初始保存是有利的，因为初始保存因此保持可用，包括当曲轴传感器1a发生故障并且考虑对其进行更换时。

因此，图3在其顶部示出了由凸轮轴传感器5产生的曲线，该曲线相对于由旧的曲轴传感器1a产生的曲线被参考。由旧的曲轴传感器1a产生的曲线允许以曲柄度数（°CRK）给角位置加上刻度。凸轮轴传感器5的标识使得可以相对于曲轴轮2参考凸轮轴轮6，如旧的感测元件3a所看到的。该标识还使得能够知道凸轮轴传感器5看到的给定上升齿前或下降齿前对应于哪个齿。在标识之后，可以知道凸轮轴传感器5的任何值得注意的元件的角位置。因此，如果任何齿（例如第一个齿）的前部（例如下降齿前）被认为是例如特定事件E，则它的旧角位置ωa在图中等于105°。该值表示旧的曲轴传感器1a和凸轮轴传感器5之间的角度偏移被保存。

在随后的步骤中，接着用新的曲轴传感器1n更换旧的曲轴传感器1a。

在随后的步骤中，接着确定同一凸轮轴传感器5的轮6相对于曲轴轮2的新的角位置ωn。有利地，这个新的确定现在使用新的曲轴传感器1n来实现。由此可见，这个新的测量值ωn包含了与旧曲轴传感器1a和新曲轴传感器1n之间的角度定位差相关的任何误差。

这个新的确定首先需要凸轮轴传感器5相对于新的曲轴传感器1n的新的标识。这种标识可以通过任何方法进行，例如由文件US 20130090833描述的方法。

图3在其底部还示出了由凸轮轴传感器5产生的曲线，该曲线相对于由新的曲轴传感器1n产生的曲线被参考。由新的曲轴传感器1n产生的曲线允许以曲柄角度（°CRK）给角位置加上刻度。凸轮轴传感器5的标识使得可以相对于曲轴轮2参考凸轮轴轮6，如新的感测元件3n所看到的。通过采用与之前相同的特定事件E（已知如何通过标识找到该事件），其新的角位置ωn在图中等于102。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，对于同一个事件E，新的角位置ωn和旧的角位置ωa之间的差ωn - ωa表示新的曲轴传感器1n和旧的曲轴传感器1a之间的角偏移Δ。

因此，最后一步通过从新的曲轴传感器1n的测量值中减去新的角位置ωn和旧的角位置ωa之间的差Δ来校正新的曲轴传感器1n的测量值。

该校正Δ有利地存储在非易失性存储器中，以便用于校正所有随后的测量值，直到可能对曲轴传感器1n进行新的更换 。

回到图3的例子，出现了以下差：

Δ=ωn-ωa = 102°-105° =-3°

此外，用新的曲轴传感器1n获得的测量值通过从中减去校正值-3，或者通过向其加上3来校正。

新曲轴传感器1n的这种校准是相对的，因为它假设存在先前的校准，新的校准是相对于先前的校准进行的。更换时就是这种情况。有利的是，该校准除了车辆上存在的装置以及对计算机和/或其软件的微小修改不需要任何装置。此外，本发明有利地适用于售后更换。

实际上，曲轴传感器1a、1n的更换仅限于感测元件3a、3n的更换。此外，所提出的方法不改变曲轴轮2相对于发动机的参考。所提出的方法，因为它是相对的，有利地使得能够相对于先前的校准进行校准，并因此保持对发动机位置的参考。

根据可选实施例，该方法被告知将执行曲轴传感器1a、1n的更换。这通常通过来自负责曲轴传感器的计算机的命令来执行。然后，该信息通常由执行更换的操作员提供。在进行更换之前，优选提供该信息。

根据一个实施例，在更换传感器之前，旧状态的保存是初始的和永久的。因此，当设想更换时，该步骤已经被执行。

根据替代实施例，必要时在更换之前执行保存。在这种情况下，通过接收关于更换的信息来触发保存。

定期执行确定新的角位置ωn的步骤，包括必要时标识凸轮轴传感器，优选在每次计算机/发动机启动时执行。因此，一旦进行更换，就会对凸轮轴传感器进行新的标识。为了更换曲轴传感器，必须停止计算机/发动机，因此每次启动计算机时只需进行一次新的确定即可。

通过应用偏移Δ来校正曲轴传感器1n的测量值的步骤仅在紧接更换信息之后的重启过程中执行。

在没有关于更换的信息的情况下，可以在事后检测曲轴传感器的更换。为此，每次启动计算机时，都会确定新的角位置ωn，包括凸轮轴传感器的标识。计算校正值Δ。只要Δ保持在某个值以下，就可以认为没有发生更换（或者新传感器几乎完全复制了旧传感器的特性，等等），并且不应用校正。相反，如果Δ超过某个值，则可以认为已经进行了更换，并应用了校正。

由于该方法是重复性的，因此不适用于曲轴传感器的第一次校准。这种校准必须通过另一种方法进行，例如上述方法，该方法在工厂中使用，并且需要大量的计量装置。

不言而喻，在曲轴传感器1a、1n的更换过程中用作中间参考的凸轮轴传感器5在曲轴传感器的校准过程完成之前不得被修改。

同样，在凸轮轴具有可变参考（VVT）的情况下，应该设置旧状态和新状态之间的共同参考，例如通常用于启动的静止参考。

为了限制印刷电路板相对于感测元件3a、3n的相对位置的可变性的后果，到目前为止，这一方面已经在非常严格的可重复性约束下进行了规定和实施，从而进一步增加了曲轴传感器的成本。本发明通过使克服这个问题成为可能，可以有利地使得可以减少这些约束，从而降低曲轴传感器的成本。

上面通过例子描述了本发明。应当理解，本领域的技术人员能够实现本发明的不同变型实施例，例如通过组合以上单独或组合的各种特征，而不脱离本发明的范围。

Claims (5)

1.一种用于在更换曲轴传感器（1a，1n）过程中校准曲轴传感器（1a，1n）的方法，该类型的曲轴传感器包括曲轴轮（2）和面向曲轴轮的感测元件（3a，3n），其特征在于，所述方法包括以下步骤：

·保存凸轮轴传感器（5）的轮（6）相对于所述曲轴轮（2）的旧的角位置（ωa），这是使用所述旧的曲轴传感器（1a）获得的，

·用新的曲轴传感器（1n）更换所述旧的曲轴传感器（1a），

·确定凸轮轴传感器（5）的同一轮（6）相对于所述曲轴轮（2）的新的角位置（ωn），这是使用所述新的曲轴传感器（1n）获得的，

·通过应用等于所述新的角位置（ωn）和所述旧的角位置（ωa）之间差值的偏移量（Δ）来校正所述曲轴传感器（1n）的测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，保存步骤由正在执行更换的信息触发，优选地在更换之前。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，确定新的角位置（ωn）的步骤包括标识所述凸轮轴传感器（5）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定新的角位置（ωn）的步骤定期执行，优选地在每次启动计算机/发动机时执行。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法，其中，校正所述曲轴传感器（1n）的测量值的步骤仅在紧接更换信息之后的重启过程中执行。

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