用于确定内燃机的曲轴的旋转方向的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定轴（17）、尤其是内燃机（112）的曲轴（17’）的旋转方向（α+、α‑）的方法，所述轴与电机（30）直接或者变速地耦接，所述电机包括转子（32）和定子（33），所述定子具有至少一个相绕组（U、V、W），其中，所述电机（30）的至少一个相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）具有至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0），所述值在所述转子（32）的每转中分别出现至少一次，其中，使用一相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0）的出现时刻和至少一个另外的标准（K）以确定旋转方向（α+、α‑）。此外，本发明专利技术涉及一种对应的计算单元，以及一种计算机程序，所述计算单元被设置用于执行所述方法，所述计算机程序用于执行所述方法。

A Method for Determining the Rotating Direction of Crankshaft of Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
用于确定内燃机的曲轴的旋转方向的方法
本专利技术涉及一种用于确定轴、尤其是曲轴的旋转方向的方法，所述轴与电机直接或者变速地耦接，所述电机包括转子和定子，所述定子具有至少一个相绕组。
技术介绍
内燃机的曲轴的旋转角度位置和转速是用于电子发动机控制器的多种功能的基本输入量。为了其获取，能够在主体上以相同的角距设置标记，所述主体与内燃机的曲轴一起旋转。标记的掠过能够由传感器检测出并且能够作为电信号被传递到评估电子器件，所述掠过是曲轴旋转的结果。此电子器件为曲轴的、相应的旋转角度位置确定分别为此而存储的信号或者测量时间差，并且，能够基于两个标记之间的已知的角距来获取角速度并且由此获取转速，所述信号用于标记，所述时间差为在两个标记之间的时间差。就机动车而言，尤其是就摩托车、轻便摩托车或者机动脚踏车而言，标记能够例如通过所谓的传感轮的、金属的齿轮的齿来提供，所述齿通过其运动在传感器中引起磁场的变化。一些齿的间隙能够用作基准标记，所述基准标记用于识别绝对位置。在载客汽车中最多使用60-2的齿（60个齿均匀分布，其中，2个齿保持留空），而在摩托车或者机动脚踏车中例如也使用36-2、24-2或者12-3的齿。就曲轴的这种转速确定或者旋转角度位置确定的间接原理而言，转速信号的分辨率或者旋转角度位置的绝对检测通过齿的数量以及通过基准标记的、可靠的识别来确定。典型地，这些系统相对于旋转方向是不变的，因此仅基于信号不能够获取轴的旋转方向或者轴的旋转方向的变化，所述信号由齿产生。在具有内燃机的每个现代车辆中都安装有发电机，所述发电机通过曲轴的旋转来驱动。该发电机提供电信号，并且，用于以电能供应车辆和为车辆电池充电。在没有这种发电机的情况下，车辆的、预先规定的运行是不可能的或者仅在非常短的时间内是可能的。例如在EP0664887B1中，电机（发电机）的电输出量的使用被用于转速确定，所述电机通过曲轴来驱动。为此，发电机的相位可作为基准来使用，在所述相位处施加脉动的直流电压。因此，期待说明一种可能性，即使在不使用附加的构件的情况下，也获得电机的转子或者内燃机的曲轴的旋转方向，所述旋转方向能够被用于控制内燃机。
技术实现思路
根据本专利技术，提出了一种具有权利要求1的特征的方法。有利的方案是从属权利要求和以下描述的主题。专利技术优点就用于确定尤其是机动脚踏车的内燃机的轴、优选内燃机的曲轴的旋转方向的方法而言，从电机的至少一个相位信号中获取至少一个值，所述轴与电机直接或者变速地、然而在电机的转子和内燃机的曲轴之间具有固定的角度关系地耦接，所述电机包括转子和定子，所述定子具有至少一个相绕组，所述值在所述转子的每转中分别出现至少一次，其中，使用一个相位信号至少一个值的出现时刻和至少一个另外的标准以确定所述轴的旋转方向。应当理解，轴能够是内燃机的曲轴或者转子的轴，所述转子的轴固定地与内燃机的曲轴耦接以传递旋转运动。在本专利技术的框架中，所述至少一个值与所述相位信号的上升边沿、所述相位信号的下降边沿和/或所述相位信号的过零点相关联，其中，使用所述相位信号的所述上升边沿和/或所述下降边沿和/或所述相位信号的所述过零点以确定所述轴的旋转方向。这种方案是特别有利的，因为在电机的电压信号中能够特别简单并且精确地探测出相位信号的上升边沿、下降边沿和过零点，这对应地能够可靠地获取轴的旋转方向。所述方法尤其适用于识别内燃机的曲轴的反向旋转，所述反向旋转在内燃机的运行或者内燃机的停用期间可能出现。在无根据本专利技术的方法的情况下，在曲轴反向旋转时丢失了关于曲轴的精确位置的认识，因为基于从现有技术中已知的、典型地旋转不变的系统，不能够容易地识别出曲轴的这种反向旋转。如果例如在运行状态“发动机停止（停用内燃机）”中出现了曲轴的反向旋转，则在再次到达基准标记之前，在随后的启动时必须更长时间地例如通过起动器来牵引内燃机，所述起动器与内燃机耦接，所述基准标记在转速传感器处，由此，在发动机控制器中触发了同步状态，并且，能够在重新的工作冲程中能够进行符合规定的喷射和点火。这延迟了启动过程，并且到达所希望的转速的时间（如其例如在空转状态下能够存在的那样）是不必要的。因此，所述方法具有优点：在曲轴的整体旋转的一小部分内能够识别出其反向旋转，由此，精确的曲轴位置持续在连续运行中得到记录，并且能够对应更快速地完成启动过程。由此，能够更快地实现内燃机的、所希望的转速。所述方法在摩托车或者其他轻型摩托车中也具有特殊的优点。对应的摩托车保护能够在本专利技术的框架中例如通过以下方式得到确保：例如在启动内燃机时，活塞中的至少一个活塞不会越过（überwinden）点火上止点并回转。在这种状态下，在活塞中不应当进行对燃料-空气混合物的点燃，因为否则所点燃的混合物在向后进行的压缩冲程之后会被排入到新鲜空气通道中，由此，能够导致对该新鲜空气通道的、对应的损坏。如在开头已经提到的，所述方法原则上能够被用于确定轴、尤其是内燃机的曲轴的旋转方向。然而，具体地，曲轴的反向旋转（与由内燃机所确定的、旋转的优先方向相反）能够被可靠地识别出。这种与内燃机的、通常的优先方向相反的旋转运动能够例如在关闭内燃机时出现，所述旋转运动在下文中被称为反向旋转。这通过以下方式发生：内燃机的曲轴在最终的静止位置之前、在停止例如点火之后经受反向旋转力矩，所述反向旋转力矩由内燃机的气缸中的至少一个气缸引起，所述气缸作为气体弹簧起作用。另一种情况是车辆在内燃机的关闭状态下、在传动系关闭时的运动，在所述情况中能够出现曲轴的反向旋转。由此，在内燃机停用时能够导致对静止位置的假定的（eingenommen）调整，其在转速检测的框架下、在内燃机再次启动时必须借助于控制器才再次被同步，以便对应地补偿曲轴的、实际的位置。在发动机启动中断时，由于在至少一个气缸中压缩的空气-燃料混合物（气体弹簧）也能够导致对应的反向旋转运动，在发动机启动中断时，介入内燃机中的起动器被如此过早地发动，使得所述活塞中的至少一个活塞没有越过点火上止点并且因此没有启动整个内燃机。在内燃机连续运行时，尤其是在空转运行中能够在内燃机的、低的转速时出现曲轴的反向旋转，当通过突然打开节气门而使过大的填充物进入燃烧室中的至少一个燃烧室中时。尤其是就具有高的压缩比和/或少的气缸和/或大的气缸容积的发动机而言，能够容易出现这些情况。这些情况能够在前述的方法的框架中简单并且可靠地被识别出。前述的方法尤其适用于下述系统，在所述系统中已经在电机的框架中实施了转速识别。借助于所述方法能够尤其是防止下述缺点，所述缺点在前述的运行状态的框架中被描述，其中，以有利的方式能够仅动用下述系统部件，所述系统部件以电机和/或另外的转速传感器（尤其是感应式转速传感器）的形式。在本专利技术的、另一种优选的方案中，将转速传感器、尤其是感应式转速传感器的信号变化过程用作另外的标准，以确定所述轴的所述旋转方向。这种方案是有利的，因为也能够使用具有感应式转速传感器和电机的系统，以便能够可靠地识别出内燃机的反向旋转，所述电机在这些系统中原则上总是存在，以用于车载电网的能量供应。在此，原则上足够的是：当电机是单相电机时，并且，基于所述一个相位，相位信号和转速传感器的信号被用于确定曲轴的旋转方向。这使这种实施方式特别有利，因为对电机的要求降到了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于确定轴（17）、尤其是内燃机（112）的曲轴（17’）的旋转方向（α+、α‑）的方法，所述轴与电机（30）直接或者变速地耦接，所述电机包括转子（32）和定子（33），所述定子具有至少一个相绕组（U、V、W），其中，所述电机（30）的至少一个相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）具有至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0），所述值在所述转子（32）的每转中分别出现至少一次，其中，使用一相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0）的出现时刻和至少一个另外的标准（K）以确定所述轴（17）的旋转方向（α+、α‑）。

【技术特征摘要】
2017.12.15 DE 102017222834.21.用于确定轴（17）、尤其是内燃机（112）的曲轴（17’）的旋转方向（α+、α-）的方法，所述轴与电机（30）直接或者变速地耦接，所述电机包括转子（32）和定子（33），所述定子具有至少一个相绕组（U、V、W），其中，所述电机（30）的至少一个相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）具有至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0），所述值在所述转子（32）的每转中分别出现至少一次，其中，使用一相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0）的出现时刻和至少一个另外的标准（K）以确定所述轴（17）的旋转方向（α+、α-）。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0）与所述相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的上升边沿（FlUu、FlVu、FlWu）、所述相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的下降边沿（FlUd、FlVd、FlWd）和/或所述相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的过零点（FlU0、FlV0、FlW0）相关联，其中，使用所述相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的所述上升边沿（FlUu、FlVu、FlWu）和/或所述相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的所述下降边沿（FlUd、FlVd、FlWd）和/或所述相位信号（UU、UV、UW、IU、IV、IW）的所述过零点（FlU0、FlV0、FlW0）以确定所述旋转方向（α+、α-）。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中，将转速传感器（G）、尤其是感应式转速传感器（10）的信号变化过程（Uind）用作另外的标准（K），以确定所述轴（17）的旋转方向（α+、α-）。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述信号变化过程（Uind）中存在斜率的第一梯度类型时，在出现所述值（WUu、WUd、WVu、WVd、WWu、WWd、WU0、WV0、WW0）之后的时间范围中推断出所述轴（17）的正向旋转（α+），或者，在所述信号变化过程（Uind）中存在斜率的、另外的梯度类型时，在出现所述值（WUu、WUd、WVu、WVd、W...

【专利技术属性】
技术研发人员：B赖内克，J米勒，S格罗德，W菲舍尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE