曲柄传感器IC停止-启动
曲柄传感器IC停止-启动
埃里克·伯黛特(Eric Burdette)、迈克·莫里斯(Mike Morris)著
亚博棋牌游戏快板微系统公司有限责任公司
Stop-start功能可以让汽车通过关闭引擎并在很短的时间间隔内重新启动引擎来节省燃料，比如在交通停车时。这一特性需要先进的传感技术来提高效率。本文介绍了霍尔效应集成电路的启停操作和使能，特别是在此应用中使用的Allegro MicroSystems ATS694和上一代ATS658。亚博棋牌游戏
介绍
装有启停功能的汽车在停车时(如在红绿灯时)会关闭内燃机以节省燃料。当司机发出恢复驾驶信号时，比如踩下离合器或松开刹车踏板，发动机就会重新启动。已公布的停止启动系统的燃油经济性改进被吹捧为高达5%或10%。此外，通过减少发动机怠速时间来降低燃油消耗，也减少了CO的释放量2随着汽车制造商努力达到越来越严格的排放标准，这一优势正在推动欧洲广泛实施。
起停操作
“启停”的概念并不是一个新概念;一些1980年的车辆模型被释放到生产这种能力。近几十年的技术进步使启停操作更加可靠。此外，现代汽车完成发动机快速重启的能力对广泛的消费者接受这一功能至关重要。
与需要并行驱动系统的混合动力系统相比，启停系统有很大的成本效益。前者严重依赖现有的部件，只需要几次设备升级就可以节省燃料。现有的发动机控制单元(ecu)利用来自传感器的输入来动态调整发动机正时和燃油使用，以优化性能。附加的ECU算法可以实现在不需要时关闭内燃机。这需要来自已监控系统的输入，如车轮速度、制动应用和电池状态，这些都是必要的，以确保有足够的动力重新启动引擎，并在静止期间维持电子设备。
为了实现发动机的重新启动，系统依赖于启动发电机或重型启动电机(以承受增加的使用量)。此外，利用曲轴位置传感器提供的信息，可以将重新启动的时间缩短到几分之一秒。在典型的汽车内燃机中，主动传感器用于监测曲轴上的特殊目标。为了让ECU确定曲轴的绝对位置，从而提供活塞的位置，传感器必须提供目标旋转的方向。这种方向检测能力使系统能够在整个停滞事件中保持同步，即使存在发动机的反弹。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
亚博棋牌游戏Allegro MicroSystems有限责任公司提供几种汽车级、齿轮、霍尔效应集成电路(IC)，专门设计来满足曲轴速度和方向感应启停系统的要求。这些设备是建立在霍尔技术基础上的，该技术提供了铁磁目标的数字非接触传感。该集成电路家族包括ATS658和ATS694，两者都被集成到一个用户友好的，覆盖型集成电路，集成霍尔效应电路和稀土磁铁。小包装尺寸和集成磁系统可以很容易地组装和使用与各种目标齿轮和安装气隙。在Allegro的生产设施中，传感器电路与反向偏置磁铁的组合确保了一致的器件性能，因为每个IC都可以优化，以匹配已知的磁路。
虽然ATS658和ATS694两种设备之间有细微的差别，但它们都包含三个霍尔元件，用于根据铁磁靶齿轮转动产生的磁刺激产生两种差分信号。然后利用两个信号的相对相位来确定目标旋转的方向。传感器IC提供一个数字电压输出信号，当每个目标牙齿的中心经过设备表面时产生一个短脉冲。两个不同的输出脉冲宽度区分目标是正向旋转还是反向旋转。这样，发动机控制单元既可以通过观察连续脉冲之间的周期来确定目标旋转的速度，也可以通过测量输出脉冲的宽度来确定目标旋转的方向。
在这些集成电路内部，使用了许多专利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振幅。这种校准，结合信号的数字跟踪，结果通过安装气隙和目标速度的全范围精确切换。
独特的信号跟踪方法也被实施，以保持信号的完整性，在长时间的停顿。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。结合这些技术和算法，这些设备可以在发动机停止过程中跟踪曲柄目标的绝对位置，确保ECU知道曲轴(以及凸轮轴)的确切位置，并实现快速重启。
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