用于凸轮轴的齿轮和使用这种齿轮的同步方法技术

提出了形成用于凸轮轴位置传感器的靶的齿轮。它包括圆形主体，该圆形主体具有两个相对的主面，并且在其圆周上设有齿。所述系列齿包括八个齿，对于给定的第一轮旋转方向，每个齿具有上升沿和下降沿，并且两个相邻的齿由一个凹部隔开。作为上升沿或下降沿的第一类型的沿均匀地分布在齿轮外周。除了一个凹部外的其余凹部的角长度大于或等于Arctan(Lbas/R)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于凸轮轴的齿轮和使用这种齿轮的同步方法
[0001]本申请涉及用于凸轮轴的齿轮和使用这种齿轮的同步方法。


[0002]在四冲程内燃机的一个工作循环中，需要精确地知道曲轴的位置才能同步各种动作，比如燃料喷射、火花塞操控、气门正时（distribution）构件的管理等。这使得能够优化燃烧效率并降低燃料消耗和有害排放。换言之，内燃机应进行同步（定相）才能确定和优化在气缸中燃烧燃料的最佳时刻，从而优化排放、消耗等。
[0003]发动机的同步或定相通常通过组合来自曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信息来实现，曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器检测靶，例如齿轮上的齿。
[0004]为此，曲轴通常包括齿轮或曲轴靶，其通常包括沿其圆周规则分布的一组齿（例如，36至120个齿），并且其齿由称为CRK传感器的传感器来检测。与曲轴成一体的齿轮包括没有齿的基准部分，其形式为一个凹口或一个长齿，也称为术语GAP（间隙），该术语在下文中使用。通过检测齿在传感器前方通过并对在发动机旋转期间从GAP开始的齿数进行计数，可以知道曲轴在曲轴的一圈360
°
上的位置，换言之，360
°
CRK，曲轴旋转角度用
°
CRK表示。
[0005]因此，带有齿的曲轴靶呈现不对称性，也称为标志（signature），由使得能够知道发动机位置与360
°
CRK相差的标记产生。然而，（对于所谓的四冲程发动机的）一个发动机循环在曲轴的两次完整旋转上发生，因此知道曲轴角位置不足以确定发动机相对于一个发动机循环的位置。
[0006]于是，已知将从曲轴的旋转获得的信息与对应于凸轮轴的角位置信息相结合，曲轴带动凸轮轴以2的减速比旋转，使得当曲轴进行两次完整旋转时凸轮轴进行一次完整旋转。因此，附加的凸轮轴信息使得能够确定正确的定相，即使得能够确定地知道每个气缸处于燃烧循环中的何处，并且其还包括齿轮，该齿轮的齿由相应的传感器检测。凸轮轴的旋转角度用
°
CAM表示，因此可得，360
°
CAM旋转相当于720
°
CRK。于是，通过在凸轮轴上定位齿轮（其本身也具有旋转不对称性），与曲轴位置信息交叉的相应信息使得能够精确地推断发动机循环的状态。
[0007]凸轮轴传感器接收到的一系列信号称为CAM，通常不规则，但遵循已知的轮廓，从而使得能够更精确地知道气缸在发动机中的位置。
[0008]已知的同步方法在于，在每个GAP处，将凸轮轴传感器接收到的信息与存储在计算机中的理论信息进行比较。如果这些信息相似，则可识别GAP和发动机位置。
[0009]因此，在每次发动机起动时，在与凸轮轴的轮状态检测相结合地检测到曲轴GAP时发动机被同步。
[0010]为了降低发动机的燃料消耗以及污染排放，越来越多地使用可变气门正时（缩写为VVT，针对英语名称“Variable Valve Timing”，即具有可变计划的气门正时）发动机技术，根据该技术，使进气凸轮轴和/或排气凸轮轴的角位置变化，以在气缸中引起排气再循环。
[0011]对于这样的发动机，已知使用安装在凸轮轴端部的齿轮类型的靶（称为CAM靶），其
包括这样的齿的排布：使得能够知道（利用来自曲轴位置的信息）每个活塞在相应气缸中的位置。
[0012]主要使用两种技术来实现旨在与CAM靶相关联的CAM传感器，即：1.：TPO传感器，英语为“True Power On”（即，其信号自传感器的初始化阶段完成起即可解译），TPO传感器是适于检测分别对应于齿轮上的凹口和齿的高水平（niveau）或低水平的传感器。这些传感器在检测到通过凹口与齿之间或通过齿与凹口之间方面具有中等精度，但使得能够更快地同步发动机，因为它们可以与设有不同长度齿的靶（齿的上升沿和下降沿之间的距离称为长度）一起使用，并且使得能够识别这些齿，这使得能够实现230
°
CRK的平均同步距离。2.：差动传感器。这些传感器并不总是能够读取CAM靶的第一处齿或凹口。为了减少起动时的这种不便，靶上的对面的齿被设计成尽可能小并且全部等同。这些传感器具有更高的时间精度（对沿的检测），但是与采用平均280
°
CRK的当前靶设计的TPO传感器相比，具有更低的平均同步速度，因为只能识别齿的数量和位置，而不能识别与齿大小相关的信息。
现有技术
[0013]文献US
‑
2014/0360254涉及用于凸轮轴的齿轮，该齿轮具有彼此不规则间隔的多个齿，但是具有在0
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、90
°
、120
°
、180
°
、240
°
和270
°
CAM处的沿。
[0014]文献US
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6,474,278涉及用于内燃机的控制装置，其本身也包括与凸轮轴相关联的齿轮。其中，图3所示的齿轮包括九个齿。
[0015]已知用于内燃机的可变气门正时系统包括用于改变至少一个凸轮轴的位置的至少一个致动器。“常规”系统使用液压致动器，每180
°
CRK控制凸轮轴位置就足够了。
[0016]然而，越来越多地使用电动致动器，特别是用于控制进气门的凸轮轴。使用这样的致动器，需要对凸轮轴位置进行更精确的控制，因为凸轮轴会更快地向其设定点位置摆动。这种控制于是需要更多数量的规则间隔的沿，以便使得能够在预定的发动机位置触发任务。对于采用电动致动器的VVT系统，应每90
°
CRK提供一个信号。
[0017]因此，使用电动致动器的VVT系统需要在相应凸轮轴（通常是进气凸轮轴）的靶上具有更多的齿。
[0018]于是在实现上述同步时出现了问题。这种同步是基于齿在靶的外周分布的不对称性。此外，靶的可用位置有限。另外，传感器，特别是TPO传感器，一方面需要凹口和齿之间的足够水平的差，以便区分从齿变为凹口以及相反，另一方面需要齿和凹口的最小外周长度，以检测齿或凹口。最后，TPO型传感器擅长识别对应于齿的高水平和对应于凹口的低水平，但是通常在识别下降沿时比上升沿更精确。因此，通常只对这种传感器的下降沿进行解译。
[0019]已知在上述现有技术中靶具有九个齿。
[0020]一种替代解决方案是提供两个不同的靶，但该解决方案需要使用两个传感器（和两个靶）。该解决方案价格昂贵，因此不是首选方案。
[0021]因此，本专利技术的目的是为使用电动致动器和TPO型传感器的可变气门正时发动机提供尺寸更小且使得能够实现良好同步的靶。

技术实现思路

[0022]本公开将改善这种情况。
[0023]这里提出了一种凸轮轴齿轮，其形成用于凸轮轴位置传感器的靶，其包括圆形主体，该圆形主体具有两个相对的主面，并且在其圆周上设有一系列齿。
[0024]该凸轮轴齿轮使得所述系列齿包括八个齿，对于给定的第一轮旋转方向，每个齿具有上升沿和下降沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.凸轮轴齿轮，其形成用于凸轮轴位置传感器的靶，其包括圆形主体，该圆形主体具有两个相对的主面，并且在其圆周上设有一系列齿，其特征在于，所述系列齿包括八个齿，对于给定的第一轮旋转方向，每个齿具有上升沿和下降沿，并且两个相邻的齿由一个凹部隔开，在于，作为上升沿或下降沿的第一类型的沿均匀地分布在齿轮外周，在于，除了一个凹部外的其余凹部的角长度大于或等于Arctan(Lbas/R)
°
CAM，其中R是算上齿的轮的半径，单位为mm，并且Lbas是界定一间隔的两个连续齿的边缘之间的最小距离，所述间隔使得传感器能够检测到这些边缘之间的低水平，并且在于，除了一个齿外的其余齿的角长度大于或等于Arctan(Lhaut/R)
°
CAM，Lhaut是使得传感器能够检测到两个边缘之间的高水平的齿边缘之间的最小距离。2.根据权利要求1所述的凸轮轴齿轮，其特征在于，与角长度小于Arctan(Lbas/R)
°
CAM的凹部相关联的第一类型的沿和与角长度小于Arctan(Lhaut/R)
°
CAM的齿相关联的第一类型的沿径向相对。3.根据权利要求1或2中的一项所述的凸轮轴齿轮，其特征在于，六个齿具有相同的角长度，优选在Arctan(Lhaut/R)至Arctan(Lhaut*1.3/R)
°
CAM之间。4.根据权利要求1至3中的一项所述的凸轮轴齿轮，其特征在于，第一类型的沿是下降沿。5.根据权利要求1至4中的一项所述的凸轮轴齿轮，其特征在于，除了一个凹部外的其余凹部的角长度大于或等于Arctan(8/R)
°
CAM，并且在于，除了一个齿外的其余齿的角长度大于或等于Arctan(2.5/R)
°
CAM。6.发动机控制系统，其包括计算机、曲轴齿轮和曲轴传感器、根据前述权利要求中的任一项所述的凸轮轴齿轮以及TPO型凸轮轴传感器，其特征在于，对曲轴齿轮和凸轮轴齿轮进行角度调整，使得曲轴齿轮的调整后的标记（GAP）处于角长度小于Arctan(Lbas/R)
°
CAM的凹部与下一个第一类型的沿之间的...

【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：