凸轮轴传感器的处理方法与流程

1.本发明涉及对凸轮轴传感器进行处理。


背景技术：

2.众所周知，凸轮轴传感器包括齿轮，该齿轮包括少量的齿，最常见的情况是，这些齿不规则和/或绕圆周不规则地间隔开。该齿轮与凸轮轴一体旋转。相对于发动机固定并且能够检测齿沿（front de dent）的感测元件与齿轮相对设置。感测元件能够发射指示齿轮齿廓的信号，因为该信号包括相同的齿沿。每个齿沿由其索引来表征。
3.计算装置处理该信号。问题是包含齿沿的信号表现出可变动的复现性，具有随发动机转速而降低的伪周期。此外，当发动机速度达到较高值时，可能出现计算装置拥堵的情况，并且计算装置不再能够在所分配的时间内处理所有传入的齿沿。于是，可能在前一个沿尚未处理好之前接收到新的沿。
4.处理传入的齿沿由其是为了确定每个沿的索引，即识别每个沿。这个与发动机角位置相关联的索引由用于控制可变分配的算法来使用。此外，不处理齿沿具有有害后果，因为用于控制可变分配的算法的感知将偏移相同的量。这于是导致基于所述角位置的所有处理都出错。


技术实现要素：

5.迫切需要一种没有现有技术的缺陷、缺点和障碍的处理方法。
6.为了解决上述缺点中的一个或多个，本发明提出了一种凸轮轴传感器的处理方法，凸轮轴传感器包括与凸轮轴一体旋转的齿轮，该齿轮在固定的感测元件前方转动，感测元件能够发射指示齿轮齿廓的信号，所述齿轮的每个齿沿由其索引来表征，索引是凸轮轴传感器的齿轮上的齿沿的序号，该方法包括以下步骤：接收齿沿，识别相应的索引，执行消耗每个索引的至少一个第一处理，该方法还包括以下步骤：对索引进行资格判定（qualification），所述资格判定是选择步骤，在索引的集合中选择保留一索引还是不保留该索引，被保留的索引于是称为有资格的索引，并且如果一索引被判定为有资格，则执行消耗所述索引的至少一个第二处理。
7.可独立使用或组合使用的特定特征或实施例是：
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资格判定步骤根据以下判据来对索引进行资格判定：频率判据，将n个索引中的1个索引判定为有资格；自前一有资格的索引起经过的最小时间；相对于前一有资格的索引的角距离；或根据预定义的索引列表，
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资格判定步骤将等距索引判定为有资格，
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数字n是发动机转速的增函数，
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如果该方法在多处理器或多核环境中实施，则识别、资格判定和至少一个第一处理的执行在第一处理器或核上执行，优选地通过父任务来执行，并且至少一个第二处理的执行在另一处理器或核上执行，优选地通过该父任务的子任务来执行，不针对未被判定
为有资格的索引触发子任务，
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该方法还包括以下步骤：第一次存储索引以专用于所述至少一个第一处理，并且至少第二次单独存储索引以专用于所述至少一个第二处理，
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所述至少一个第一处理包括确定发动机转速，
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所述至少一个第二处理包括对可变分配的控制。
附图说明
8.通过阅读下面的描述，将更好地理解本发明，下面的描述仅作为示例并参考附图进行，其中：图1示出了凸轮轴传感器及其处理装置，图2示出了根据现有技术的信号s及其处理，图3示出了根据本发明的信号s及其处理，图4a示出了图示该方法的在第一核上执行的部分的流程图，图4b示出了图示该方法的在第二核上执行的部分的流程图，这两个流程图由虚线箭头连接。
具体实施方式
9.参考图1，凸轮轴传感器1包括齿轮2，齿轮2包括少量的齿，这些齿通常是不规则的。该齿轮2与凸轮轴一体旋转。齿轮2在相对于发动机固定的感测元件3的前方旋转。感测元件3能够检测齿沿，并且能够发射指示齿轮2的齿廓的信号s，信号s能够指示齿廓是因为信号s具有作为时间的函数的相同的齿沿。在图2或图3中示出了针对图1的凸轮轴传感器1获得的这样的信号s的示例。处理装置4接收所述信号s并执行其处理。
10.用于处理源自凸轮轴传感器1的这样的信号s的方法以已知的方式包括以下步骤：接收s1经由信号s传输的齿沿，识别s2对应于接收到的齿沿的索引i1-i8，执行s3消耗每个索引i1-i8的至少一个第一处理。索引i1-i8是凸轮轴传感器1的齿轮2上的齿沿的序号。该索引在所述齿轮2的一圈中是绝对的且是周期性的。
11.图1的齿轮2成角度地标出刻度，单位是
°
（角度），凸轮轴的齿轮2旋转一周表示为360
°
。作为时间的函数，图2和图3的信号s采用对应于曲轴的旋转基准（单位为度），或者crk度或
°
crk。此外，信号s被反转：齿轮2的上升沿看起来是下降的，并且反之亦然。众所周知，1
°
crk是两个1
°
，这是因为当发动机/曲轴（或英语“crank”，crk）转两圈时，凸轮轴转一圈。第一个索引i1对应于位于90
°
或180
°
crk的上升沿。第二个索引i2对应于位于105
°
或210
°
crk的下降沿。第三个索引i3对应于位于120
°
或240
°
crk的上升沿。第四个索引i4对应于位于195
°
或390
°
crk的下降沿。第五个索引i5对应于位于240
°
或480
°
crk的上升沿。第六个索引i6对应于位于285
°
或570
°
crk的下降沿。第七个索引i7对应于位于0
°
或0
°
crk的上升沿。第八个索引i8对应于位于15
°
或30
°
crk的下降沿。
12.处理方法可以使用所有的齿沿。在这种情况下，向每个齿沿分配一个索引。替换地，处理方法只能使用某些齿沿。根据该实施例的一个示例，处理方法仅使用上升沿或仅使用下降沿。在这种情况下，另一种类型的沿在识别过程中被简单地忽略，并且不会被分配索引。
13.根据现有技术，对每个索引系统性地执行消耗至少一个索引i1-i8的所有处理。这可以被视为处理装置4拥堵和问题的原因之一。
14.为了消解处理装置4的拥堵，本发明提出将消耗至少一个索引i1-i8的处理分成至少两类。第一类处理包括绝对必须消耗并处理所有索引的第一处理。像现有技术一样，对每个索引i1-i8触发并执行属于该第一类的第一处理。至少第二类处理包括可以仅消耗和处理所有索引中的一些索引的第二处理，这些索引称为有资格的索引。于是，有利地，仅针对有资格的索引触发并执行属于此类或这些类的第二处理。在资格判定步骤s4中判定索引的资格。
15.资格判定s4是选择步骤，在索引i1-i8的集合中选择保留一索引（于是称之为有资格的索引）还是不保留该索引。有资格的索引的子集有利地具有相对于索引i1-i8的集合更小的基数。通过仅触发和执行与这些有资格的索引相关联的处理，根据本发明的方法减少了处理数量，从而使得能够避免或至少推迟处理装置4的拥堵。
16.资格判定s4可以根据任何选择模式来进行。此外，可以根据判据来执行多个资格判定，所述判据可以彼此不同并且各自与特定的第二处理之一相关联。
17.举例来说，可以使用频率判据来进行资格判定。在这种情况下，资格判定步骤保留n个索引中的1个索引，其中n是至少等于2的任何整数。这样，当第一个索引被判定为有资格时，紧随其后的n-1个索引被资格判定步骤忽略，并且不可被判定为有资格。
18.还可以使用自前一有资格的索引起经过的最小时间的判据。这样，当第一个索引被判定为有资格时，紧随其后的包括在给定时间窗口中的一个或多个索引被资格判定步骤忽略，并且不可被判定为有资格。这样的判据的有利之处在于，索引和可能相关联的处理在时间上越接近，处理装置4才越有可能拥堵。
19.还可以使用相对于前一有资格的索引的角距离的判据。齿轮2的齿廓是已知的。此外，当对应于齿沿的索引i1-i8被识别时，存在于所述沿与紧接在前或紧随其后的沿之间的角距离是已知的。这样，当第一个索引被判定为有资格时，紧随其后的与所述有资格的索引具有一定角距离的一个或多个索引被资格判定步骤忽略，并且不可被判定为有资格。角距离可以是最小距离。这样，当第一个索引被判定为有资格时，紧随其后的包括在所述有资格的索引之后的给定角度窗口中的一个或多个索引被资格判定步骤忽略，并且不可被判定为有资格。这样的判据的有利之处在于，索引和可能相关联的处理在时间上越接近，处理装置4才越有可能拥堵，其中时间上的接近度可以根据发动机的转速从角度接近度导出。
20.还可以使用任意选择某些索引的判据，例如根据预定义的索引列表。这样的列表有利地是周期性的。这样，对于列表（i1，i6），只有索引i1和i6可以被判定为有资格，其效果是将第二处理的数量减小三分之一。
21.根据一个特别有利的特征，用于判定索引资格的判据是等距。资格判定步骤将等距的索引判定为有资格。在大多数情况下，齿轮2被成形为具有成角度等距的沿，并且更有利地以发动机的汽缸数量为模。这样，图1中示出的齿轮2具有三个上升沿，其各自的索引3、5和7以240
°
crk或120
°
等距，这适用于三缸发动机。它还具有四个下降沿，其各自的索引2、4、6和8以180
°
crk或90
°
等距，这适用于四缸发动机。通过仅将等距索引判定为有资格，该方法分别将第二处理的数量减少至3/8（3个汽缸）或1/2（4个汽缸）。
22.等距索引的优点是角度规律地间隔开，并且与发动机每个汽缸的运行同步。这确
保了信号的有规律的采样，从而保障了等同的结果动态性。因此，考虑等距索引的事实确保了相对于所有索引i1-i8的子采样，这有利地是根据规律的伪周期。此外，在发动机转速不变的情况下，在这些等距索引之间测得的时间相等。
23.还可以将各资格判定判据彼此组合。这样，可以将验证时间和/或角距离判据的n个索引中的1个索引判定为有资格。也可以仅保留验证时间距离判据的索引，并且从保留的索引中仅将n个索引中的1个索引判定为有资格。在此，本领域技术人员将知道如何增加两个或多个判据的组合。
24.根据另一特征，不是常数n，而是频率判据可以应用于发动机转速的函数数字n，有利地是发动机转速的增函数。这样，例如，在低速时，可以取n等于1。当发动机转得慢时，将所有索引判定为有资格。在低速时，几乎没有处理装置4拥堵的风险。然而，最小数量的索引对于保障一个或多个第二处理的结果的动态性而言是必要的。在转速较大时，可以取n等于3。在发动机转动更快时，可以减少有资格的索引的数量。这可以降低处理装置4拥堵的风险，而不会干扰结果的动态性。在高速时，可以取n等于10。在发动机进一步转动更快时，可以进一步减少有资格的索引的数量。这可以降低处理装置4拥堵的风险，而不会干扰结果的动态性。可以推断，这样的特征使得能够通过尝试对有资格的索引的伪频率取平均来校正发动机转速的影响。前面的示例使用了三个发动机转速水平，但可以使用任何数量。
25.显然可以将该最后一个特征与其他资格判定判据结合起来。
26.因此，根据特别有利的一个特征，可以仅保留等距索引，并基于频率判据来判定其资格，其中n是发动机转速的函数。这样，例如，可以取n在低速时等于1、在中速时等于2、并且在高速时等于4。这样，对于4缸发动机，被判定为有资格的所有等距索引是：低速时i2、i4、i6、i8，中速时只有索引i2、i6或i4、i8，并且高速时只有四个索引中的一个。在此，等距索引的有利之处在于，这样根据频率判据选择的索引仍是等距的。
27.目前，发动机控制处理以及其中的凸轮轴传感器处理由多处理器处理装置8来实施，多处理器处理装置8包括多个处理器或者包括至少一个多核处理器。
28.在这种情况下，识别s2、资格判定s4和消耗每个索引的至少一个处理的执行s3有利地在第一处理器或核上执行，优选地通过父任务执行，并且消耗有资格的索引的至少一个处理的执行s9有利地在另一处理器或核上执行，优选地通过该父任务的子任务执行。
29.图2和图3示出了这样的多处理器或多核装置的运行。对应于由第一核执行的第一处理的第一行和对应于第二处理的第二行绘制在信号s下方且相对。
30.图2示出了当不对索引进行资格判定并且对每个索引执行第二处理时可能出现的拥堵问题。
31.在标称情况下，在接收沿4之后，触发相应的父任务m4。父任务m4识别沿：i4，在与子任务共享的存储器中记入该索引，并触发相应子任务f4的执行。相应子任务f4重新读取共享存储器中的索引i4，并消耗它来执行其第二处理。对于下一个接收沿5，触发相应的父任务m5。父任务m5识别沿：i5，在共享存储器中记入该索引，并触发相应子任务f5的执行。相应子任务f5重新读取共享存储器中的索引i5，并消耗它来执行其第二处理。
32.当两个连续的沿在时间上变得过于接近时，由于齿轮2上的沿的角度接近度以及凸轮轴和齿轮2的旋转速度的增加，如下的有问题的情况可能发生。在接收沿7之后，触发相应的父任务m7。父任务m7识别沿：i7，在与子任务共享的存储器中记入该索引，并触发相应
子任务f7的执行。然而，子任务f7被充分延迟以至于下一个沿8到达。在接收到该下一个沿8时，触发相应的父任务m8。父任务m8识别沿：i8，在共享存储器中记入该索引，并触发相应子任务f8的执行。该第二个记入叠加在共享存储器中的前一个索引i7上并且因此擦除了该索引i7。此外，子任务f7在其终于被执行时重新读取了共享存储器中的索引i8，而不是标称索引i7。这种修改会使子任务f7的正确执行紊乱，该子任务对不一致的信息执行了处理。而子任务f8也会重新读取共享存储器中的索引i8，并消耗它来执行其第二处理。
33.相比之下，图3示出了使用资格判定。使用索引资格判定列表：i3、i5和i7，在此它们是等距的。在接收沿7之后，触发相应的父任务m7。父任务m7识别沿：i7。由于沿i7被判定为有资格，因此父任务m7在子任务的共享存储器中记入该索引，并触发相应子任务f7的执行。在接收到下一个沿8时，触发相应的父任务m8。父任务m8识别沿：i8。然而，该索引i8未被判定为有资格，并且父任务m8不在共享存储器中记入该索引或者将其记入不同的共享存储器中，以保护前一索引i7的记入并且不触发子任务f8的执行。此外，子任务f7，即使它相对于父任务m8被推迟，也在共享存储器中重新读取了对的索引i7，并且可以正确地执行其第二处理。对于具有相应任务m3、f3、m5、f5的其他有资格的索引i3、i5也是如此。
34.因此，资格判定使得能够移除不必要的子任务，并因此使得能够降低第二核拥堵的风险，从而限制了子任务延迟的风险。更一般性地，本发明的主要优点在于，它判定了索引i1-i8的子集有资格，并且通过从第二处理中移除大量索引来减少处理装置4的负荷。这有利地对允许这样做且因此不会影响运行的处理执行。这些被移除的处理在其上执行的可能的核或处理器因此变得更具响应性。父子任务之间的等待延时因此得到改善。有利地，这意味着因被判定为有资格（因为它对应于被判定为有资格的索引）而被保留的处理的执行在时间上更接近于与之相关联的发动机位置。
35.根据在前面的示例中看到的第一特征，在识别期间，父任务不在共享存储器中存储未被判定为有资格的索引，以避免任何重新记入的风险，因为这样的重新记入会擦除先前的记入并且可能导致一致性问题。这是第一种机制，它允许保护记入到共享存储器中的有资格的索引，直到它被执行第二处理的子任务重新读取。
36.根据另一替换特征，如果识别在第一共享存储器中系统性地记入/存储索引，则有利地提供至少一个第二共享存储器用于仅存储有资格的索引。这形成了保护有资格的索引的另一种机制。识别第一次在第一共享存储器中存储索引，以专用于所述至少一个第一处理。并且在有资格的索引的情况下，识别至少第二次将所述有资格的索引存储在所述至少一个第二共享存储器中，以专用于所述至少一个第二处理。
37.单个第一存储器可以有利地用于第一存储。对于所述至少一个第二共享存储器，为每个第二处理提供至少一个是有利的。如果第二处理使用不同的资格判定，则这特别有利，以便相互保护它们各自的有资格的索引。
38.第一处理是系统性地消耗所有索引的处理。第一处理必然包括识别s2，但也包括资格判定s4。象征性的第一处理包括确定发动机转速。这种确定通常是为了对通过曲轴传感器处理执行的标称确定进行冗余校验（redonder）。由于齿轮2上的沿数量少，因此优选使用所有的沿/索引。这种处理有利地由父任务执行。
39.第二处理是仅消耗有资格的索引的处理。第二处理的示例是对可变分配的控制。这种处理有利地由子任务执行。
40.可变分配是一种已知的技术，通过改变凸轮轴相对于发动机/曲轴的角位置，可以改变影响发动机控制的几个参数：正时（英语为“variable valve timing”，可变气门正时，更广为人知的是其首字母缩写vvt）、进气门和排气门的打开和/或升程持续时间（英语为“variable valve lift”，可变气门升程）。根据转速、负荷和加速度需求来驱动这些参数。可变分配的好处是低速时高扭矩、高速时高功率、效率更高（允许发动机在阿特金森循环中运行并降低泵送损耗）且污染更少。
41.vvt岁转速而改变。它使凸轮轴相对于曲轴相移。这种相移由发动机控制来控制。vvt的从动控制是第二处理的示例，有利地是处理装置4的子任务消耗有资格的索引执行的第二处理。
42.图4和图5示出了根据本发明的处理方法的实施例的流程图。图4示出了优选地由父任务/在第一核上执行的步骤。第一步s1接收信号s并检测沿。第二步s2识别对应于该沿的索引。第三步s3执行一个或多个第一处理，即消耗所有索引来执行的处理。第四步s4检查前一步s2识别的索引是否被判定为有资格。如果未被判定为有资格，则该方法分支到结束s7并终止。如果该索引被判定为有资格，则该方法分支到步骤s5，步骤s5将有资格的索引以及可选地对（一个或多个）第二处理有用的数据存储在至少一个共享存储器中。该方法然后继续执行（一个或多个）第二处理。如果该方法在多处理器或多核环境中执行，则这通过将控制转换至子任务来进行，该转换由步骤s6执行，步骤s6激活在另一个核上执行的所述子任务。
43.图4b示出了子任务在另一个核上执行的步骤。步骤s8从共享存储器中重新读取步骤s5中存储的有资格的索引和数据。步骤s9执行一个或多个第二处理。
44.在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明。这应该被认为是例证性的，并且以示例的名义给出，而非视为将本发明仅限于该描述。众多实施变型是可能的。
45.附图标记列表1：凸轮轴传感器，2：齿轮，3：感测元件，4：处理装置，s：源自感测元件3的信号，i1-i8：索引，f3、f4、f5、f7、f8：子任务，m3、m4、m5、m7、m8：父任务，s1-s9：方法的步骤。