用于停止-启动的曲柄传感器IC
用于停止-启动的曲柄传感器IC
由Eric Burdette和Mike Morris
雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems，LLC
停止-启动功能允许汽车通过关闭发动机并在短时间内重新启动来节省燃料，例如在交通停止时。这一特点需要先进的传感技术才能发挥效率。本文介绍了起停操作和启用霍尔效应集成电路，特别是Allegro MicroSystems ATS694和上一代ATS658，它们在本应用中的应用。雷竞技竞猜下载
介绍
配备停止-启动功能的汽车在停车时（例如在红绿灯处）关闭内燃机以节省燃料。当驾驶员发出恢复驾驶的信号（如踩下离合器或松开制动踏板）时，发动机将重新启动。广为人知的燃油经济性改善停止启动系统吹捧高达百分之五或百分之十。此外，通过减少发动机怠速时间来降低燃油消耗，可以减少释放的CO量2，这一好处推动了欧洲的广泛实施，因为汽车制造商正努力满足日益严格的排放标准。
开始停止操作
开始停止概念不是一个新的想法;几种1980年代的车型以这种能力释放到生产。过去几十年的技术改进使得停止开始运行更可靠的功能。此外，现代车辆能够快速重启发动机的能力对于广泛的消费者接受这种功能来说至关重要。
与需要并联驱动系统的混合动力车相比，停止-启动系统具有很大的成本效益。前者严重依赖现有部件，只需少量设备升级即可实现节油。现有的发动机控制单元（ecu）使用来自传感器的输入动态调整发动机正时和燃油使用以优化性能。附加的ECU算法可以在不需要时关闭内燃机。这需要来自已监控系统的输入，例如车轮转速、制动应用和蓄电池状态，这是确保足够的功率以重新启动发动机和在静止期间维持电子设备所必需的。
为了实现发动机的重新启动，系统依赖于启动发电机或更重负载的启动电机（以承受增加的使用）。此外，来自曲轴位置传感器的信息被用来将重新启动的时间减少到只有几分之一秒。在典型的汽车内燃机中，主动传感器被用来监测曲轴上的一个特殊目标。为了让ECU确定曲轴的绝对位置，从而提供活塞位置，传感器必须提供目标旋转方向。此方向检测功能使系统能够在整个静止事件期间保持同步，即使在存在发动机齿隙的情况下也是如此。如果不保持同步，重新启动事件可能需要更长的时间。
传感技术
雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems，LLC提供几种汽车级、齿轮齿、霍尔效应集成电路（IC），专门设计用于满足启动-停止系统的曲轴转速和方向感测要求。这些设备是建立在成熟的霍尔技术，它提供了铁磁目标的数字非接触传感。该IC系列包括ATS658和ATS694，这两种芯片都集成在一个用户友好的二次成型IC中，集成了霍尔效应电路和稀土磁体。小包装尺寸和集成的磁系统可以很容易地组装和使用多种目标齿轮和安装气隙。Allegro制造厂的传感器电路和后偏置磁铁的组合确保了一致的设备性能，因为每个IC都可以优化以匹配已知的磁路。
尽管两个设备之间存在微妙的差异，但ATS658和ATS694都包含三个霍尔元件，用于基于由铁磁靶齿轮的旋转产生的磁刺激产生两个差分信号。然后使用两个信号的相对相位来确定目标旋转的方向。传感器IC提供数字电压输出信号，其中产生短脉冲作为设备面部通过每个目标齿的中心。两个不同的输出脉冲宽度区分目标是否沿前向或相反方向旋转。以这种方式，通过测量输出脉冲的宽度，通过查看连续脉冲之间的周期和目标旋转方向的时段，可以确定目标旋转的速度。
在这些集成电路内部，使用了许多获得专利的模拟和数字信号处理技术。先进的校准技术用于提供最佳的信号偏移和幅度。这种校准与信号的数字跟踪相结合，可在整个安装气隙和目标速度范围内实现精确切换。
还实现了独特的信号跟踪方法以在长时间的静止期间维持信号完整性。数字方向检测算法确保在目标方向变化期间不会产生错误的输出脉冲，这可能发生在发动机停止事件期间。这些技术和算法的组合允许这些装置在发动机停止事件中跟踪曲柄目标的绝对位置，确保ECU知道曲轴（并且因此凸轮轴）的确切位置并能够快速重启。
296089-AN.