用重构的曲轴信号控制发动机的方法和装置制造方法及图纸

用于控制四冲程的内燃发动机的方法和装置，该方法包括产生重构的曲轴信号（12）的步骤，该重构的曲轴信号包括在沿着发动机的标称旋转方向的两次曲轴旋转上扩展的电信号，该电信号包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用重构的曲轴信号控制发动机的方法和装置


[0001]本专利技术涉及尤其在汽车领域实施的四冲程的内燃发动机的领域。

技术介绍

[0002]内燃发动机通常由发动机控制单元（ECU）实现，该发动机控制单元能够从各种传感器接收关于发动机状态的信息，并在适当的时间执行控制操作，例如触发燃料喷射或触发火花塞火花。
[0003]出于性能、效率和污染物排放减少的原因，汽车领域中最近的发动机控制方法需要极其精确地调节发动机控制部件，特别是调节燃料喷射顺序，以及在汽油发动机的情况下调节点火顺序。发动机控制的这种精确性需要非常精确地了解发动机在其四冲程循环中的瞬时位置。知晓了发动机在其循环中的瞬时位置，就有可能在任何时刻知晓相对于诸如点火或燃料喷射的事件的每个活塞的位置。
[0004]内燃发动机通常包括一个或多个活塞，活塞驱动曲轴旋转，曲轴可旋转地连接到飞轮，该飞轮设有具齿的轮。传感器（例如霍尔效应传感器）通常面向具齿的轮定位，并且当发动机运行时，能够向发动机控制单元传输表示每个齿在传感器前面的经过的信息。该具齿的轮也是不对称的（例如，一个或多个缺失齿），这使得当这种不对称经过时，可以对齿计数策略（或发动机位置计算策略）进行初始化。因此，发动机控制单元具有关于曲轴的瞬时角度位置的信息。
[0005]因为在这种情况下内燃发动机是四冲程发动机，所以完整的发动机循环（进气、压缩、膨胀、排气）在两次曲轴旋转期间发生。因此，知晓曲轴的角度位置不足以知晓发动机在循环中的精确位置。因此，内燃发动机具有连接到气门的另一个传感器，例如能够将关于气门位置的信息传输到发动机控制单元的凸轮轴传感器。
[0006]发动机控制单元能够通过结合曲轴传感器和凸轮轴传感器提供的信息，使用通常称为“同步”的操作来精确地确定发动机的瞬时位置。
[0007]内燃发动机领域的最新发展实现了独立于发动机控制单元被调节的新构件，这需要知晓发动机在其四冲程循环中的精确位置。例如，用于可变气门正时（VVT）的电动装置就是这种情况。以前是液压的这些装置最近已经发展成电动装置，并允许改进对气门运动的控制，以提高发动机性能，减少污染物排放，并减少燃料消耗。驱动这些可变气门正时装置的电动装置由独立于发动机控制单元的气门控制单元调节，并且需要知晓发动机在其四冲程循环中的瞬时位置，以便成功地正时气门。
[0008]可以在气门控制单元中执行与在发动机控制单元中相同的同步操作，使得气门控制单元本身确定发动机在其循环中的位置。然而，在发动机控制单元中执行一次同步和在气门控制单元中执行额外的同步需要加倍与同步相关的计算操作，并且因此加倍这些计算所需的电子装置，这需要更复杂、更昂贵的发动机控制装置。
[0009]此外，当所需的精度需要一微秒量级的时间尺度时，同步操作是复杂的。这种同步操作需如下的算法，所述算法在计算资源方面要求高，并且产生虽然精确但在给定的不确
定性范围内给出的结果。因此，在该不确定性范围内，独立执行的两个同步操作将产生非常不同的结果，当这些同步涉及必须完全同步的发动机部件（例如气门和燃料喷射）时，这给发动机的运行带来了风险。
[0010]因此，两次独立的同步操作（一次在发动机控制单元中，且另一次在气门控制单元中）只有在执行对前两次同步进行平均的第三次同步时才能被执行。这种类型的操作使得所实施的设备和方法更加复杂，并且增加了成本和故障风险。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是改进现有技术的方法和装置。
[0012]为此，本专利技术涉及一种用于控制四冲程的内燃发动机的方法，该内燃发动机包括用于检测凸轮轴的角度位置的第一传感器和用于检测与曲轴相关联的具齿的轮的齿的经过的第二传感器，所述方法包括基于由所述传感器提供的信息确定发动机在其四冲程循环中的瞬时位置的步骤，所述方法还包括产生重构的曲轴信号的步骤，所述重构的曲轴信号包括在沿着发动机的标称旋转方向的两次曲轴旋转上扩展的电信号，所述电信号包括：
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单个主脉冲，所述单个主脉冲具有预先确定的第一持续时间，所述单个主脉冲对应于与曲轴相关联的具齿的轮的预先确定的基准齿的经过；
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多个次级脉冲，次级脉冲具有预先确定的第二持续时间，每个次级脉冲对应于与曲轴相关联的具齿的轮的齿的经过；预先确定的第一持续时间大于预先确定的第二持续时间。
[0013]根据另一个目的，本专利技术涉及一种能够实施上述方法的发动机控制装置，并且包括：
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发动机控制单元，所述传感器连接到所述发动机控制单元；
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专用于发动机的一个构件的控制单元；
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通信总线，其将发动机控制单元连接到专用的控制单元，并且能够传输重构的曲轴信号。
[0014]专用的控制单元可以是电动的可变气门正时控制单元。
[0015]根据本专利技术的方法和装置给发动机控制功能增加了功能。根据本专利技术，重构的曲轴信号单独包含了提供发动机在其四冲程循环中的精确瞬时位置的所有信息。
[0016]本专利技术使得可以在发动机控制单元中仅执行一次传感器同步操作，并且使得可以以直接可使用的形式将结果提供给任何其他附加的发动机控制单元，即使对于高速运行的发动机也是如此。该附加的控制单元不需要访问传感器，并且需要很少的计算资源来提取以重构的曲轴信号的形式呈现的信息。
[0017]本专利技术特别适用于复杂的发动机，该发动机具有如下的构件：这些构件带有呈附加的控制单元形式（例如前述的电动的可变气门正时装置）的它们自身的嵌入式电子控制装置。由于本专利技术，这种发动机简单地包括发动机控制单元和附加的控制单元之间的通信总线，所述总线传输重构的曲轴信号。从附加的控制单元的角度来看，通信总线模拟由虚拟传感器提供的信息，该虚拟传感器以重构的曲轴信号的形式直接提供关于发动机在其四冲程循环中的实际瞬时位置的信息，而不需要同步。
[0018]因此，本专利技术使得可以简化发动机控制单元之外的所有部件的电子器件和编程，
从而改善成本、可靠性和机载重量。所有这些部件接收来自单个唯一同步操作的位置信息，这增加了一起工作的发动机构件的操作可靠性。
[0019]根据本专利技术的方法可以包括以下单独或组合的附加特征：
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在沿着发动机的标称旋转方向的两次曲轴旋转期间，其中重构的曲轴信号在两次曲轴旋转上扩展，基准齿在第二传感器的前面经过两次，针对所述经过中的一次产生单个主脉冲，并且针对所述经过中的另一次产生次级脉冲；
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与曲轴相关联的具齿的轮包括无齿间隙，并且预先确定的基准齿与该无齿间隙相邻；
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如果发动机沿其相反的旋转方向运行，在沿着相反方向的两次曲轴旋转上，重构的曲轴信号的电信号包括：具有预先确定的第三持续时间的单个修改的主脉冲，其对应于预先确定的基准齿沿发动机的相反旋转方向的经过；多个修改的次级脉冲，每个修改的次级脉冲具有预先确定的第四持续时间，每个修改的次级脉冲对应于曲轴齿沿发动机的相反旋转方向的经过；预先确定的第三持续时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制四冲程的内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括检测凸轮轴的角度位置的第一传感器（6）和检测与曲轴（2）相关联的具齿的轮（8）的齿的经过的第二传感器（5），所述方法包括基于由所述传感器（5，6）提供的信息确定发动机在其四冲程循环中的瞬时位置的步骤；所述方法的特征在于，其还包括产生重构的曲轴信号（12）的步骤，所述重构的曲轴信号（12）包括在沿着发动机的标称旋转方向的两次曲轴旋转上扩展的电信号，所述电信号包括：
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单个主脉冲（Ip），其具有预先确定的第一持续时间，所述单个主脉冲（Ip）对应于与所述曲轴（2）相关联的所述具齿的轮（8）的预先确定的基准齿的经过；
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多个次级脉冲（Is），每个次级脉冲具有预先确定的第二持续时间，每个次级脉冲对应于与所述曲轴（2）相关联的所述具齿的轮（8）的齿的经过；所述预先确定的第一持续时间大于所述预先确定的第二持续时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在沿着所述发动机的标称旋转方向的两次曲轴旋转期间，其中所述重构的曲轴信号（12）在两次曲轴旋转上扩展，所述基准齿在所述第二传感器（5）的前面经过两次，针对所述经过中的一次产生单个主脉冲（Ip），并且针对所述经过中的另一次产生次级脉冲（Is）。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：与所述曲轴（2）相关联的所述具齿的轮（8）包括无齿间隙（R）；并且预先确定的基准齿与该无齿间隙（R）相邻。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述发动机沿其相反的旋转方向运行，则在沿着相反方向的两次曲轴旋转上，所述重构的曲轴信号（12）的电信号包括：
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具有预先确定的第三持续时间的单个修改的主脉冲（Ipm），其对应于预先确定的基准齿沿着发动机的相反旋转方向的经过；

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