[发明专利]具有增加的分辨率的磁速度传感器

说明书

本发明涉及一种用于增加磁传感器的分辨率的方法，该磁传感器用于机动车辆的热力发动机。传感器递送同步电信号，该同步电信号包括连续的且间隔开的方波（13），其上升沿或下降沿中的一者对应于发动机的元件的相应旋转角度。同步电压范围（10）介于高电压调制范围（11）和低电压调制范围（12）之间，高电压调制范围（11）高于同步范围（10）的高电压，低电压调制范围（12）低于同步范围（10）的低电压，在低调制范围（12）和高调制范围（11）中的每一者内的电信号被调制成以便包括附加方波（14），所述附加方波补充同步信号的方波（13），所述附加方波对应于周期性时钟方波，其具有取决于发动机转速的周期，旋转角度由每个附加方波（14）的上升沿或下降沿中的一者来识别。

技术领域

本发明涉及一种具有增加的分辨率的磁传感器（该磁传感器用于检测由热力发动机驱动的元件的速度）、一种用于增加磁传感器的分辨率的方法、以及一种用于控制与热力发动机相关联的功能的方法，该方法需要以被驱动元件的旋转角度来控制或激活要实施的功能。

非限制性地，这种磁场传感器可以是凸轮轴或曲轴（作为与热力发动机相关联的被驱动元件）的磁场传感器。

背景技术

在机动车辆中使用凸轮轴传感器来确定各个气缸在热力发动机的燃烧循环中的位置，即每个气缸是处于进气模式、压缩模式、燃烧模式还是排气模式。

同样，使用曲轴传感器来跟踪曲轴的旋转，这两个传感器的关联允许热力发动机被同步。作为本发明主题的磁场传感器还可执行其他功能，诸如例如当用作爆震传感器时。

热力发动机的同步在于精确地识别发动机组件和关联元件的活动部分（即，容纳在一个发动机气缸中的每个活塞、曲轴、以及负责管理进入燃烧室的进气和出自燃烧室的排气的凸轮轴（给定发动机的类型（二冲程或四冲程））的位置，以便允许被集成在电子控制单元中的发动机控制电子设备以所需的准确度和精度来管理发动机以实现其最佳操作。

因此，热力发动机必须是“定相的”，以便确定和优化在气缸中燃烧燃料的最佳时刻，这尤其允许优化排放和燃料消耗。

定相通常是通过组合由分别与曲轴和凸轮轴相关联的传感器递送的两条信息来实施的。

这些传感器包括磁场发生器（例如：永磁体）、用于检测磁场的装置（例如，霍尔效应单元、磁阻（MR）单元、巨磁阻（GMR）单元等）、以及用于处理由用于检测磁场的装置接收到的信号的电子电路。这些传感器（称为有源传感器）将数字信号递送到中央计算机以进行处理，该计算机形成电子控制单元的一部分。

正如所知的，磁场传感器与固定到凸轮轴的靶标相关联。该靶标采用盘的形式，其外围是带齿的。这些齿具有相同的高度但具有不同的间距或凹部和长度，以便对气缸在机动车辆热力发动机的燃烧循环中的位置进行编码。

用于检测传感器中存在的磁场的装置检测靶标的齿在传感器前方的经过情况，并且所得信号允许以本身已知的方式确定每个气缸相对于发动机的燃烧循环的位置。

为了确定每个气缸在发动机循环中的位置，观测在靶标转一圈期间由磁场传感器感知到的磁场变化的曲线。该曲线包括一系列方波（créneau），每个方波对应于靶标的一个齿。例如，对于凸轮轴传感器，通过测量每个方波之间的间距和每个方波的持续时间，有可能确定每个气缸相对于发动机燃烧循环的位置。

当磁信号与其幅度成比例的预定切换阈值交叉时，由传感器生成的电信号改变（高或低）状态。为此，该切换阈值优选地被设定为幅度的75%，这对应于关于电沿和大多数现有靶标的机械沿之间的精度的最佳值。然而，该阈值可例如在70%和80%之间变化，具体取决于确定限定一个齿的每个边缘的经过时间所期望的精度。

参考图1，该图将机械靶标的齿DC的在两个幅度信号上方的轮廓示为时间的函数。机械靶标的齿的构型为矩形形状，由此生成检测平台，这种平台是针对靶标的每个齿引入的，靶标有可能地是圆形的，并且齿DC可能地周向地分布在靶标的外围上。