專利名稱：內(nèi)燃機(jī)正時確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一包括一曲軸和一凸輪軸的內(nèi)燃機(jī)的正時的確定。確切說，本發(fā)明的一個目的是在起動時在短時內(nèi)可靠地確定該正時。發(fā)動機(jī)正時指確定發(fā)動機(jī)各汽缸的物理位置以及它們在發(fā)動機(jī)周期(進(jìn)氣沖程、壓縮沖程等)中的位置。該正時的確定通常與曲軸或凸輪軸有關(guān)，而曲軸或凸輪軸的位置與汽缸的位置有關(guān)。
本發(fā)明特別適用于裝有這類發(fā)動機(jī)的車輛，下面特別結(jié)合這一應(yīng)用予以說明。
發(fā)動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)、確切說曲軸的位置一般是不知道的，或至少是不精確知道的，這意味著，發(fā)動機(jī)起動時在注射燃料前或至少在點(diǎn)火前必需首先著手追求發(fā)動機(jī)正時。
本發(fā)明的目的是縮短該正時操作所需時間。為實(shí)現(xiàn)該目的，按照本發(fā)明，進(jìn)行如下步驟-使用包括一靜止部和一與曲軸連接的靶子的第一傳感器，所述靶子包括多個均勻分布的記號，該靜止部檢測這些記號，-使用包括一靜止部和一與凸輪軸連接的靶子的第二傳感器，所述靶子的橫截面多多少少呈圓形，包括·伸展在大小不同的弧段上的多個齒，·伸展在大小不同的弧段上的多個間隙，以及·隔開齒和間隙的多個正面，該靜止部檢測該靶子上的齒、間隙和正面，-發(fā)動機(jī)從起動位置轉(zhuǎn)動，-檢測第一傳感器靶子上的記號，-計(jì)算在第一傳感器靶子上檢測到的記號，-檢測第二傳感器靶子上的正面，-然后從中得出發(fā)動機(jī)正時。
因此可輕易、精確確定相對第二傳感器靶子上正面的檢測的曲軸角度。從而簡單、迅速、可靠地確定該正時。
為按照本發(fā)明快速確定發(fā)動機(jī)正時，第二傳感器靶子至少包括三個齒和三個間隙。
為進(jìn)一步縮短確定該正時所需時間，不增加第一傳感器靶子上的記號數(shù)，按照本發(fā)明，第二傳感器靶子上齒和間隙的長度表示為第一傳感器靶子上的記號的非整數(shù)分?jǐn)?shù)。
按照本發(fā)明的一個特征，算出在第二傳感器靶子上檢測到的相繼兩正面之間在第一傳感器靶子上檢測到的記號數(shù)，對在相繼兩正面之間算出的記號數(shù)與發(fā)動機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
由于第二傳感器靶子上的不同齒和不同間隙的角度大小不同，確定一齒或一間隙的大小就可確認(rèn)該齒或該間隙，從而使發(fā)動機(jī)位置對應(yīng)所測得的大小。
按照本發(fā)明的一個特征，進(jìn)行如下操作-第一傳感器靶子上設(shè)置一可由靜止部檢測的基準(zhǔn)，-計(jì)算從起動位置開始在第一傳感器靶子上檢測到的記號數(shù)，-如在檢測到第二傳感器靶子的正面之前檢測到第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)，則比較從起動位置開始到檢測到基準(zhǔn)時在第一傳感器靶子上計(jì)算的記號數(shù)與一基準(zhǔn)閾值，如記號數(shù)小于所述基準(zhǔn)閾值，從而推導(dǎo)出發(fā)動機(jī)正時。
基準(zhǔn)的檢測造成在兩個可能的發(fā)動機(jī)正時之間的不確定性。當(dāng)可排除兩個可能發(fā)動機(jī)正時中的一個正時時，(對于該正時來說，在檢測到第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)之前就已檢測到第一傳感器靶子上的正面)，就可得出唯一的可能正時。
按照本發(fā)明另一個特征，進(jìn)行如下操作-第一傳感器靶子上設(shè)置一可由靜止部檢測的基準(zhǔn)，-計(jì)算從在第二傳感器靶子上檢測到各正面時開始在第一傳感器靶子上檢測到的記號數(shù)，-如在檢測到第二傳感器靶子上下一個正面前檢測到第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)，則對從檢測到第二傳感器靶子上的該正面到檢測到第一傳感器靶子上該基準(zhǔn)計(jì)算的記號數(shù)與發(fā)動機(jī)正時進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
通過構(gòu)思第一傳感器靶子上的不同數(shù)量的基準(zhǔn)分隔第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)的檢測和第二傳感器靶子上的正面的先前的檢測，可精確確定發(fā)動機(jī)正時。
按照本發(fā)明的另一個特征，進(jìn)行如下操作-第一傳感器靶子上設(shè)置一可由靜止部檢測的基準(zhǔn)，
-檢測第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)，-從第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)開始到檢測到第二傳感器靶子的正面為止計(jì)算在第一傳感器靶子上檢測到的記號數(shù)，-對從第一傳感器靶子上的基準(zhǔn)到檢測到第二傳感器靶子上的正面計(jì)算的記號數(shù)與發(fā)動機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
同樣，發(fā)動機(jī)正時對應(yīng)算出的各記號數(shù)，從而可靠地確定了發(fā)動機(jī)正時。
按照本發(fā)明的另一個特征，進(jìn)行如下操作-計(jì)算從起動位置到檢測開始到第二傳感器靶子上的正面為止在第一傳感器靶子上檢測到的記號數(shù)，-比較從起動位置開始到檢測到第二傳感器靶子上的正面為止在第一傳感器靶子上算出的記號數(shù)與正面閾值，如大于所述正面閾值則由此推出發(fā)動機(jī)正時。
因此，如算出的記號數(shù)達(dá)到足夠大的值(該值只對應(yīng)一個齒或一個間隙)，則由此精確推出發(fā)動機(jī)正時。
按照本發(fā)明另一特征，為得出發(fā)動機(jī)正時，確定了第二傳感器的靜止部是否檢測到齒或間隙。
從而發(fā)動機(jī)正時的確定變得簡單和得到改進(jìn)。
為檢測任何可能的異常，按照本發(fā)明，進(jìn)行如下步驟-只要未檢測到第二傳感器靶子上的正面，則計(jì)算從起動位置開始在第一傳感器靶子上檢測到的記號數(shù)，以及-將從起動位置開始在第一傳感器靶子上算出的記號數(shù)與有效性閾值比較，如大于該有效性閾值則可認(rèn)為不能確定發(fā)動機(jī)正時。
從而，特別可檢測傳感器之一的失效，該失效造成算出的齒或間隙的大小比實(shí)際的大。
從下面結(jié)合附圖的說明中可更清楚看出本發(fā)明，附圖中

圖1為一實(shí)施本發(fā)明方法的裝置的示意圖；以及圖2示出圖1裝置的傳感器拾取的信號。
圖1所示裝置1主要包括一曲軸傳感器2、一凸輪軸傳感器12和一控制單元22?？刂茊卧?2接收曲軸傳感器2的信號18、凸輪軸傳感器12的信號20，并控制火花塞24(只示出一個火花塞)和噴嘴26(只示出一個噴嘴)。
該裝置可裝在包括曲軸和至少一個凸輪軸的汽油間接噴射的點(diǎn)火受控汽油發(fā)動機(jī)上。
曲軸傳感器2包括其上均勻分布有60個齒8、連接在曲軸上的靶子6和檢測靶子6上的齒8的靜止部4。齒8構(gòu)成每隔6°(在所示實(shí)施例中)布置的、由間隙隔開的記號。靶子6確切說有58個齒，兩個連續(xù)的齒實(shí)際上被去除從而構(gòu)成用來確定曲軸位置的基準(zhǔn)10。
凸輪軸傳感器12包括連接在凸輪軸上的靶子16和靜止部14。靶子16的橫截面總體上呈圓形，具有三個齒D1、D2、D3和三個間隙C1、C2、C3。齒和間隙由正面F1、F2、F3、F4、F5、F6隔開。齒D1、D2、D3具有不同的角度值，在所示實(shí)施例中分別為90°、40°和20°。間隙C1、C2、C3具有彼此不同的角度值，分別為70°、25°和115°。
圖2示出曲軸傳感器2和凸輪軸傳感器12在一個發(fā)動機(jī)周期上拾取的信號18，20。在所示實(shí)施例中，靶子6的齒8的高度彼此相同，同樣，靶子6的間隙的高度、靶子16上的齒D1、D2、D3和間隙C1、C2、C3的高度也彼此相同，信號18和20為交替采取與齒的檢測對應(yīng)的高值和與間隙的檢測對應(yīng)的低值的二進(jìn)制信號。凸輪軸的轉(zhuǎn)速比曲軸慢2倍。因此，圖2所示信號18對應(yīng)靶子6的兩轉(zhuǎn)，信號20對應(yīng)靶子16的一轉(zhuǎn)。
在上述條件下，靶子16上的齒D1、D2、D3的大小分別對應(yīng)30個齒、13又1/3個齒和6又2/3個齒，而靶子16上的間隙C1、C2、C3的大小分別對應(yīng)23又1/3個齒、8又1/3個齒和38又2/3個齒。
該發(fā)動機(jī)為六汽缸發(fā)動機(jī)，因此有六個上止點(diǎn)，因此有六個大致與兩個連續(xù)上止點(diǎn)等距的優(yōu)選停止位置A1、A2、A3、A4、A5、A6。
事實(shí)上應(yīng)該指出，發(fā)動機(jī)停止時位于其平衡位置上，該位置恰好大致與活塞之一的兩連續(xù)上止點(diǎn)等距。正是這些位置稱為“優(yōu)選停止位置”。但就發(fā)動機(jī)的實(shí)際停止位置來說存在圍繞這些優(yōu)選停止位置的一些不確定性。
由結(jié)構(gòu)可知，檢測到正面F1后，傳感器2的靜止部4在檢測到靶子6上的基準(zhǔn)10前檢測到12個齒；檢測到正面F4后，傳感器2的靜止部4在檢測到靶子6上的基準(zhǔn)10前檢測到20個齒。還知道的是，一方面，當(dāng)傳感器2檢測到基準(zhǔn)10、信號20采取高值20M時，發(fā)動機(jī)在上止點(diǎn)P1與上止點(diǎn)P2之間；另一方面，當(dāng)傳感器2檢測到基準(zhǔn)10、信號20采取低值20m時，發(fā)動機(jī)在上止點(diǎn)P4與上止點(diǎn)P5之間。所有這些數(shù)據(jù)存儲控制單元22中。
控制單元22接收傳感器2和12傳來的信息并將之與上述存儲的信息作比較而確定發(fā)動機(jī)正時。
當(dāng)發(fā)動機(jī)如圖2所示從與優(yōu)選停止位置A1開始轉(zhuǎn)動時，傳感器2在傳感器12檢測到正面F1前檢測到靶子6上的5個齒8，然后在檢測到基準(zhǔn)10前檢測到12個齒8。檢測到正面F1后，控制單元22根據(jù)信號從值20m轉(zhuǎn)變成20M確定涉及正面F1、F3或F5。檢測到基準(zhǔn)10后，控制單元22根據(jù)傳感器12檢測到一正面后有12個齒以及信號20的值為20M得出涉及上止點(diǎn)P1與上止點(diǎn)P2之間的基準(zhǔn)10。從而知道發(fā)動機(jī)正時，控制單元22從而注射燃料然后可按照預(yù)定次序命令在各汽缸中點(diǎn)火。
當(dāng)發(fā)動機(jī)從與優(yōu)選停止位置A2開始轉(zhuǎn)動時，傳感器2在傳感器12檢測到正面F2前檢測到靶子6上的16個齒8，然后在檢測到正面F3前檢測到8又1/3個齒8。檢測到正面F2后，控制單元22根據(jù)信號從值20M轉(zhuǎn)變成20m確定涉及正面是F2、F4或F6。一旦檢測到F3，控制單元22根據(jù)傳感器12檢測到正面后有8又1/3個齒8以及信號20從值20m轉(zhuǎn)變成20M確定涉及正面F3。
從與優(yōu)選停止位置A3對應(yīng)的起動位置開始，傳感器2在傳感器12檢測到正面F3前檢測到靶子6上的3個齒8，然后在檢測到正面F4前檢測到13又1/3個齒8。一旦檢測到正面F4，控制單元22根據(jù)傳感器12檢測到正面后有13又1/3個齒8以及信號20從值20M轉(zhuǎn)變成20m確定該正面是F4。
從與優(yōu)選停止位置A4對應(yīng)的起動位置開始，傳感器2在檢測到基準(zhǔn)10前檢測到18個齒8?？刂茊卧?2根據(jù)信號20的值為20m以及從多于12個的齒8未檢測到任何正面確定涉及了位于上止點(diǎn)P4與上止點(diǎn)P5之間的基準(zhǔn)10。
當(dāng)檢測到正面F5時確認(rèn)發(fā)動機(jī)正時。具體說，由于檢測到正面F5前信號20在檢測到連續(xù)超過23又1/3個齒(在該例中為34個齒)期間保持值20m，且間隙C1和C2的大小分別為23又1/3個齒和8又1/3個齒，因此只可能涉及前面F5。
從與優(yōu)選停止位置A5對應(yīng)的起動位置開始，傳感器2在傳感器12檢測到正面F5前檢測到靶子6上的15個齒8，然后在檢測到正面F6前檢測到13又1/3個齒8。一旦檢測到正面F6，控制單元22根據(jù)傳感器檢測到13又1/3個齒8。一旦檢測到正面F6，控制單元22根據(jù)傳感器12檢測到正面后有6又2/3個齒8以及信號20從值20M轉(zhuǎn)變成20m，確定涉及正面F6。
從與優(yōu)選停止位置A6對應(yīng)的起動位置開始，傳感器2在傳感器12檢測到正面F6前檢測到靶子6上的2個齒8，然后在檢測到正面F1前檢測到23又1/3個齒8。一旦檢測到正面F6，控制單元22根據(jù)信號20從值20M轉(zhuǎn)變成20m確定涉及正面F2、F4或F6。檢測到正面F6后有21個齒，控制單元22根據(jù)未檢測到基準(zhǔn)10確定涉及正面F6，該確定由于在傳感器12檢測到正面并且信號20從值20M轉(zhuǎn)變成20m在檢測到正面F6后確認(rèn)23又1/3個齒8。
如傳感器2檢測到超過38又1/3個齒8而傳感器12根本檢測不到正面，則控制單元22可確定傳感器14或靶子16發(fā)生異常，因?yàn)闆]有這樣大小的齒或間隙。
當(dāng)然，當(dāng)控制單元進(jìn)行測試時可設(shè)置1個到多個齒的可調(diào)誤差。
上述實(shí)施例包括其上有三個齒和三個間隙的凸輪軸靶子16。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明范圍，可把本發(fā)明方法有效地應(yīng)用于任何類型的靶子。
權(quán)利要求
1.一種在起動時確定包括曲軸和凸輪軸的間接注射內(nèi)燃機(jī)的正時的方法，在該方法中進(jìn)行如下步驟-使用包括一靜止部(4)和一與曲軸連接的靶子(6)的第一傳感器(2)，所述靶子包括多個均勻分布的記號(8)，該靜止部檢測這些記號，-使用包括一靜止部(14)和一與凸輪軸連接的靶子(16)的第二傳感器(12)，所述靶子的橫截面大致呈圓形，包括·伸展在大小不同的弧段上的多個齒(D1、D2、D3)，·伸展在大小不同的弧段上的多個間隙(C1、C2、C3)，以及·隔開齒(D1、D2、D3)和間隙(C1、C2、C3)的多個正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)，該靜止部(14)檢測該靶子(16)上的齒(D1、D2、D3)、間隙(C1、C2、C3)和正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)，-發(fā)動機(jī)從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)轉(zhuǎn)動，-檢測第一傳感器(2)靶子(6)上的記號(8)，-計(jì)算在第一傳感器(2)靶子(6)上檢測到的記號(8)，-檢測第二傳感器靶子上的正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)，該方法的特征在于-第一傳感器(2)的靶子(6)上設(shè)有可由靜止部(4)檢測的基準(zhǔn)(10)，-計(jì)算從起動位置開始在第一傳感器(2)靶子(6)上檢測到的記號(8)的數(shù)量，-如在檢測第二傳感器(12)的靶子(16)上的正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)前檢測第一傳感器(2)的靶子(6)上的基準(zhǔn)(10)，則把從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)起到檢測到基準(zhǔn)(10)為止，在第一傳感器(2)靶子(6)上計(jì)算的記號(8)數(shù)與一基準(zhǔn)閾值進(jìn)行比較，如小于所述基準(zhǔn)閾值則由此推出發(fā)動機(jī)正時。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于-計(jì)算從在第二傳感器(12)靶子(16)上檢測到各正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)上開始在第一傳感器(2)靶子(6)上檢測到的記號(8)數(shù)，-如在檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上的下一個正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)前檢測到第一傳感器(2)靶子(6)上的基準(zhǔn)(10)，則對從檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上的該正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)起到檢測到第一傳感器(2)靶子(6)上該基準(zhǔn)(10)為止計(jì)算的記號(8)數(shù)與發(fā)動機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
3.按上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于-檢測第一傳感器(2)的靶子(6)上的基準(zhǔn)(10)，-計(jì)算從第一傳感器(2)的靶子(6)上的基準(zhǔn)(10)起到檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)為止在第一傳感器(2)靶子(6)上檢測到的記號(8)數(shù)，-對從第一傳感器(2)靶子(6)上的基準(zhǔn)(10)起到檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上的正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)為止計(jì)算的記號(8)數(shù)與發(fā)動機(jī)正時進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
4.按上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于-計(jì)算從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)起到檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)為止在第一傳感器(2)靶子(6)上檢測到的記號(8)數(shù)，-比較從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)起到檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)為止在第一傳感器(2)靶子(6)上算出的記號(8)數(shù)與正面閾值，如大于所述正面閾值則由此推出發(fā)動機(jī)正時。
5.按上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于確定第二傳感器(12)的靜止部(14)是否檢測到齒(D1、D2、D3)或間隙(C1、C2、C3)以推出發(fā)動機(jī)正時。
6.按上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于-只要未檢測到第二傳感器(12)靶子(16)上的正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)，就計(jì)算從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)開始在第一傳感器(2)靶子(6)上檢測到的記號(8)數(shù)，以及-比較從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)開始在第一傳感器(2)靶子(6)上算出的記號(8)數(shù)與有效性閾值，如大于該有效性閾值則可認(rèn)為無法確定發(fā)動機(jī)正時。
7.按上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于第二傳感器靶子上齒和間隙的大小表示為第一傳感器(2)靶子(6)上的記號(8)的非整數(shù)分?jǐn)?shù)。
8.按上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于第二傳感器(12)靶子(16)上有至少三個齒(D1、D2、D3)和三個間隙(C1、C2、C3)。
全文摘要
確定一間接注射內(nèi)燃機(jī)的正時的方法，在該方法中進(jìn)行如下步驟使用包括一與曲軸連接、其上有多個記號(8)的靶子(6)的第一傳感器(2)，使用包括一與凸輪軸連接的靶子(16)的第二傳感器(12)，該靶子包括多個齒(D1、D2、D3)，多個間隙(C1、C2、C3)，以及隔開齒(D1、D2、D3)和間隙(C1、C2、C3)的多個正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)，發(fā)動機(jī)從起動位置(A1、A2、A3、A4、A5、A6)轉(zhuǎn)動，計(jì)算第一傳感器(2)靶子(6)上的記號(8)，檢測第二傳感器靶子上的正面(F1、F2、F3、F4、F5、F6)，用這得出發(fā)動機(jī)正時。
文檔編號F02D41/34GK101044310SQ200580035768
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者F·迪特爾, F·加爾蒂爾, B·尼科拉斯, C·弗德爾 申請人:西門子Vdo汽車公司