三缸、四缸或六缸发动机的可反向靶标制造技术

本发明专利技术涉及一种用于凸轮轴的带齿的轮（1），其形成用于凸轮轴位置传感器的靶标，带齿的轮包括具有两个相对的主面的圆形主体，以及分布在圆形主体的圆周上的至少六个齿，每个齿包括两个边缘，根据轮的旋转方向，一个边缘对应于上升沿，而另一个边缘对应于下降沿，所述带齿的轮具有旋转不对称性，其特征在于，通过考虑轮的同一主面和同一旋转方向，六个齿被成形为使得带齿的轮包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三缸、四缸或六缸发动机的可反向靶标


[0001]本专利技术涉及一种凸轮轴的带齿的轮，其形成用于凸轮轴的位置传感器的靶标，其适用于三缸、四缸或六缸发动机。该轮特别地适用于与如下类型的位置传感器一起使用，该位置传感器能够检测带齿的轮的高水平或低水平以及能够基于水平的变化检测轮齿的上升或下降沿的类型。

技术介绍

[0002]在内燃发动机的运行循环中，需要精确地知晓曲轴的位置，以便能够同步各种动作，例如燃料喷射、火花塞的控制、气门正时构件的管理等。这允许优化燃烧效率且减少燃料的消耗和有害的排放。
[0003]为此，曲轴通常包括带齿的轮，由传感器检测该带齿的轮的齿。带齿的轮通常包括一组围绕其圆周均匀分布的齿，例外是不设有齿的基准部分（也称为间隙）。通过检测齿在传感器前面的经过，并计算从间隙开始经过的齿的数量，可以知晓曲轴在360
°
的一圈旋转中的位置。
[0004]现在，一个发动机循环对应于曲轴的完整的两圈旋转，因此仅仅基于曲轴的轮来确定发动机的位置是不充分的。
[0005]因此，该信息与凸轮轴的角位置信息相结合，该凸轮轴是由曲轴驱动旋转的并且也包括带齿的轮，由相应的传感器检测该带齿的轮的齿。
[0006]一个发动机循环对应于曲轴的两次360
°
旋转，而它只对应于凸轮轴的一次360
°
旋转。因此，凸轮轴的带齿的轮具有旋转不对称性，其与关于曲轴位置的信息相互参照，使得可以准确推断发动机循环的状态。
[0007]因此，在发动机的每次起动期间，当检测到曲轴间隙时，结合对凸轮轴轮状态的检测，发动机得以同步。
[0008]参考图1，在具有可变气门正时（也称为Variable Valve Timing，VVT）的发动机的情况下，可以采取措施来偏置进气凸轮轴和/或排气凸轮轴相对于曲轴的角位置，以引起气缸中的废气再循环，从而减少燃料消耗并且减少排放。
[0009]在图1中，在横坐标上以度为单位示出曲轴的角位置（曲轴的旋转角度对应于凸轮轴相应旋转的两倍），并且在纵坐标上以毫米为单位示出进气阀或排气阀的移位。以实线示出了默认情况下分别由进气凸轮轴和排气凸轮轴控制的进气阀（曲线A）和排气阀（曲线B）的移位，且以虚线示出了凸轮轴角位置的偏置（对于进气阀为曲线A'，且对于排气阀为曲线B'），其用于允许在进气阀和排气阀的打开阶段之间存在重叠范围。
[0010]重要的是凸轮轴的带齿的轮的设计要考虑到这种可能的偏置，使得尽管有这种潜在的偏置，与来自曲轴的带齿的轮的信息的良好同步也是可能的。
[0011]为了改善同步和可变气门正时的控制性能，已知的做法是将形成特定于每个气缸的基准的齿定位在凸轮轴的带齿的轮上。例如，四缸发动机的凸轮轴的带齿的轮可以具有各自间隔90
°
的四个沿，由每个沿穿过传感器的这种穿过对应于每个相应气缸中活塞的相
同位置。
[0012]现在，由同一家制造商在其系列内的各种车辆上使用了具有不同数量气缸的若干发动机。这导致需要管理的凸轮轴带齿的轮的多种多样，其增加了这些轮的生产成本。
[0013]另外，需要注意的是存在两种凸轮轴位置传感器，且存在两种对应的带齿的轮。
[0014]称为差动传感器的第一种类型并不总是能够检测到第一高水平（对应于轮的一个齿）或第一低水平（对应于两个齿之间的间隔）。取决于传感器的初始化水平，其仅在已经看到使其改变状态的第一沿时才能够检测到水平。
[0015]在这种情况下，所使用的靶标包括可选地大数量的若干齿，以便包括至少与待检测的相关沿同样多的齿，所有齿具有相同的减小的尺寸（靶标也称为销靶标），以便能够在每个齿上总是检测上升或下降沿（所采用的沿将是使得离开传感器的初始化水平的沿）。在这种情况下，连接到传感器的计算机每个齿检测到单个沿（总是相同的上升或下降类型）。齿的数量和齿的间距允许使带齿的轮成为特定于三缸或四缸发动机的带齿的轮。
[0016]文献US2014/360254公开了一种凸轮轴的带齿的轮，其适于与差动传感器联合地使用，并且在其圆周的以下位置中的每个位置处包括至少一个齿：0
°
、60
°
、90
°
、120
°
、180
°
、240
°
、270
°
和300
°
。每个齿都有可以被传感器检测到的沿。
[0017]这使得可以获得同时兼容四缸发动机（因为对应于每个气缸的信息由0
°
、90
°
、180
°
和270
°
齿提供）以及三缸发动机和六缸发动机（由0
°
CAM、60
°
CAM、120
°
CAM、180
°
CAM、240
°
CAM和300
°
CAM齿提供的信息）的单个轮。
[0018]第二种类型的传感器称为TPO（英文的“True Power On”（上电检测）的首字母缩写）传感器，其适用于在其初始化后立即检测带齿的轮的高水平或低水平，这使得可以推断沿的通过。这些传感器在检测一种类型的沿（通常是下降沿）时具有很高的精度，但在检测另一种类型的沿时精度较低。
[0019]针对该类型的传感器所使用的靶标通常比针对差动传感器所使用的靶标包括更少的齿，因为带齿的轮的高水平和低水平必须足够长，以便能够被传感器检测到，且此外，上升沿和下降沿可以被传感器检测到。另一方面，齿具有可变的长度，且该长度通常大于针对差动传感器的靶标的齿的长度。这些靶标也被称为“水平靶标”。
[0020]上述的文献不适于与TPO传感器一起使用。

技术实现思路

[0021]鉴于以上所述，本专利技术的一个目的是提出一种凸轮轴的带齿的轮，其与包括三个、四个或六个气缸的发动机兼容，并且可以与能够检测带齿的轮的高或低水平的TPO传感器一起使用。
[0022]本专利技术的一个目的还在于提出一种带齿的轮，该带齿的轮使得无论发动机包括三个、四个或六个气缸，同步性能都一样好。
[0023]本专利技术的另一个目的是提出一种与可变气门正时发动机兼容的凸轮轴的带齿的轮。
[0024]就这一点而言，本专利技术的一个主题是一种凸轮轴的带齿的轮，其形成用于凸轮轴的位置传感器的靶标，该带齿的轮包括具有两个相对的主面的圆形主体以及分布在圆形主体的圆周上的至少六个齿，每个齿包括两个边缘，取决于轮的旋转方向，一个边缘对应于上
升沿，而另一个边缘对应于下降沿，带齿的轮具有旋转不对称性，其特征在于，通过考虑轮的同一主面和同一旋转方向，六个齿被成形为使得带齿的轮包括：
‑
分别间隔90
°
的上升或下降的相同的第一类型的四个沿，以及
‑
分别间隔60
°
的相应地下降或上升的相同的第二类型的六个沿。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于凸轮轴的带齿的轮（1），其形成用于凸轮轴的位置传感器（2）的靶标，所述带齿的轮包括具有两个相对的主面（11A，11B）的圆形主体（10），以及分布在所述圆形主体的圆周上的至少六个齿（12），每个齿包括两个边缘（13），根据轮的旋转方向，一个边缘对应于上升沿，而另一个边缘对应于下降沿，所述带齿的轮具有旋转不对称性，其特征在于，通过考虑轮的同一主面和同一旋转方向，六个齿（12）被成形为使得所述带齿的轮（1）包括：
‑ꢀ
分别间隔90
°
的上升或下降的相同的第一类型的四个沿（14），以及
‑ꢀ
分别间隔60
°
的相应地下降或上升的相同的第二类型的六个沿（15）。2.根据权利要求1所述的用于凸轮轴的带齿的轮（1），其在两个相对主面中的一个上包括标记元件。3.根据权利要求1或2所述的带齿的轮（1），其在其圆周上包括在至少35
°
的角度上不设有沿的至少两个区域（17），所述两个区域间隔180
°
。4.根据权利要求3所述的带齿的轮（1），其在其圆周上包括既不设有间隔90
°
的四个沿中的一个、也不设有间隔60
°
的六个沿中的一个的四个区域（17），所述四个区域间隔90
°
。5.根据前述权利要求中任一项所述的带齿的轮（1），其中，两个齿（12）各自包括间隔60
°
的六个沿（15）中的一个以及与间隔90
°
的四个沿同一类型、但与之不同的沿（16，16'），其分别称为第一未分配沿（16）和第二未分配沿（16'），并且通过：
‑ꢀ
将间隔90
°
的四个沿（14）中的一个和间隔60
°
的六个沿（15）中的一个之间的最小角度差记为A，以及
‑ꢀ
将间隔60
°
的六个沿（15）中的一个与第一未分配沿（16）之间的最小角度差记为B，以及
‑ꢀ
将间隔60
°
的六个沿（15）中的一个与第二未分配沿（16'）之间的最小角度差记为C，所述带齿的轮的齿的边缘的角位置为[0，A，60，90+A，120，180
‑
C，180，180+A，240，270+A，300，360
‑
B]。6.根据前一项权利要求所述的带齿的轮，其中，每个齿（12）对应于所述带齿的轮的高水平，并且两个齿之间的每个间隙对应于所述带齿的轮的低水平，所述带齿的轮适于形成用于凸轮轴的位置传感器的靶标，所述位置传感器是能够检测齿的高水平或低水平的类型的传感器，并且用于从水平的变化推断齿的沿的存在，并且，所述最小角度差A对应于所述带齿的轮的高水平，并且由以下关系限定：[数学式1]其中，R是所述带齿的轮的半径，其包括齿相对于所述圆形主体的高度，且r是所述圆形主体的半径，L
高
是允许由所述传感器检测到两个边缘之间的高水平的齿的边缘之间的最小距离，而L

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：