用于识别内燃机中相位的方法和系统技术方案

本发明专利技术披露了一种用于识别内燃机（１０２）中相位的方法和系统。该内燃机可包括偶数个汽缸并安装有至少一个传感器，在一个实施例中，该方法包括通过使用该至少一个传感器来测量内燃机的状态。该方法进一步包括计算该状态与一组期望值的偏差，以及基于该偏差确定内燃机的相位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及内燃机，并且更特别地，涉及用于识别内燃机中 相位的方法和系统。
技术介绍
在内燃机中，现代发动机控制的主要问题在于需要720度曲轴旋 转范围内的发动机位置的知识，720度曲轴旋转构成四冲程循环，例如 各汽缸控制、点火、或爆震控制。因此，识别内燃机的相位是非常重 要的。对于内燃机性能的加强以及由内燃机发出的发射的改进来说， 相位识别也是非常重要的。为了达到这个目的，柴油机中的燃料喷射 器需要同步。汽油发动机的火花塞也需要同步。柴油机或汽油发动机 的这种同步需要内燃机中汽缸当前相位的信息。在一个已知的方法中，使用一对传感器来识别内燃机的相位。曲 柄传感器和凸轮传感器被分别设置在曲轴和凸轮轴上。曲柄传感器确 定关于内燃机中汽缸的上死点的曲柄角度。凸轮传感器区分内燃机的 吸气冲程和作功冲程。曲柄传感器和凸轮传感器结合起来识别内燃机 的相位。然而，安装两个传感器增加了成本和内燃机组件的复杂性。在另一个已知的方法中，单一凸轮传感器被设置在凸轮轴上，其 可以确定曲柄角度和内燃机的相位。鉴于凸轮轴以曲柄轴速度的一半 进行旋转，凸轮传感器可以区分内燃机的吸气冲程和作功冲程，并识 别内燃机的相位。然而，单一凸轮传感器价格昂贵且精度不够。附图说明本专利技术通过举例方式迸行示例说明，但不限于附图，在附图中相同的参考标号表示相同的元件，其中图1是示出了根据本专利技术一个示例性实施例的内燃机的结构图。 图2是示出了根据本专利技术一个示例性实施例的用于识别内燃机中相位的方法的流程图。图3和图4示出了根据本专利技术一个示例性实施例的用于识别内燃机中相位的另一方法。图5示出了根据本专利技术一个示例性实施例的一个周期中氧传感器的输出变化。图6是示出了根据本专利技术一个示例性实施例的不同相位确定的尝 试的示例性曲线图。图7是示出了根据本专利技术一个示例性实施例的汽车控制系统的结 构图。技术人员将能理解附图中的元件是为简单且清楚而被示出的，没 有必要按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸相对于其它元件可能 被放大以帮助理解本专利技术的实施例。专利技术的详细描述在本专利技术的一个实施例中，披露了用于识别具有偶数个汽缸的内 燃机的相位的方法。通过使用至少一个传感器来测量内燃机的状态。 其后，该状态与一组期望值的偏差被计算。基于该偏差，内燃机的相 位被确定。在本专利技术的另一个实施例中，披露了用于控制具有偶数个汽缸的 内燃机的汽车控制系统。该汽车控制系统具有用于测量内燃机状态的 装置。用于偏差计算的装置计算该状态与一组期望值的偏差。基于该 偏差，确定装置确定内燃机的相位。在详细描述根据本专利技术的用于识别内燃机中相位的方法和系统之 前，应该注意到，本专利技术主要是结合了与识别内燃机中相位有关的方法步骤和装置元件。因此，附图中利用传统符号适当地表示了这些装 置元件和方法歩骤，并且仅显示了与理解本专利技术有关的特定细节，因 此并不会由于没有示出那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的 细节的原因而造成公开不充分，这对于这里所进行的描述的有利的。在这篇文件中使用的"组"意味着非空组(也就是，包括至少一个 成员)。这里使用的术语"另一个"被定义为至少第二或更多。这里使用 的术语"包含"和/或"具有"被定义为"包括"。参照图1，结构图示出了根据本专利技术一个示例性实施例的内燃机102。内燃机102包括吸入歧管104、活塞筒组件106和排气歧管108。 吸入歧管104是用于传输空气燃料混合物到活塞筒组件106中的通道。 活塞筒组件106将由于空气燃料混合物燃烧产生的气体排出到排气歧 管108中。进入排气歧管108的气体被称为废气。氧传感器110被安 装在排气歧管10S中。氧传感器IIO测量进入排气歧管108的废气中 的氧的比例。注入空气燃料混合物与通过氧传感器110感测废气二者 之间经过的时间被称为传输延迟。氧传感器110感测废气中存在的氧 的比例并产生一电压信号。该电压信号与废气中存在的氧的量成比例。 如果废气具有高氧气比例，则氧传感器110产生一小于预定电平(例 如，小于0.45伏特)的电压信号。如果废气具有低氧气比例，则氧传 感器IIO产生一大于预定电平(例如，大于0.45伏特)的电压信号。 由氧传感器110产生的该电压信号被汽车控制系统112接收。汽车控制系统112接收并传输电信号。本专利技术执行的数据存储、 信号调制和计算程序可以通过汽车控制系统112使用传统电路元件， 例如中央处理单元、随机存取存储器、只读存储寄存器等来实现。在本专利技术的一个实施例中，汽车控制系统112将小于预定限值(例 如，0.45伏特)的电压信号认为是贫空气燃料混合物的指示，将大于 预定限值(例如，0.45伏特)的电压信号认为是富空气燃料混合物的指示。之后，汽车控制系统112基于电压信号调节该空气燃料混合物。 如果汽车控制系统112认定了贫空气燃料混合物，则减少空气一燃料 比。换句话说，使得该空气燃料混合物变富，以致于对应于空气燃料 混合物中存在的任何等分的空气，具有更多的燃料。在本专利技术的一个 实施例中，最理想的空气燃料混合物具有14.7: l的空气一燃料比。富空气燃料混合物燃烧产生的废气比贫空气燃料混合物燃烧产生的废气包含的氧气比例低。这使得氧传感器110从小于预定限值(例如，0.45 伏特)的电压信号值切换到大于预定限值(例如，0.45伏特)的电压 信号值。这被称为贫一富切换。类似地，如果汽车控制系统112将空 气燃料混合物从富变到贫，氧传感器HO从大于预定限值(例如，0.45 伏特)的电压信号值切换到小于预定限值(例如，0.45伏特)的电压 信号值。这被称为富一贫切换。氧传感器110为响应燃料变化而花费 的时间依赖于传输延迟。例如，如果空气燃料混合物在燃烧冲程而非 吸气冲程被注入，则传输延迟值将增加，因此，贫—富切换或富一贫 切换之间的时间也将增加。此外，汽车控制系统112控制汽油发动机 中火花点火的定时。汽车控制系统112还从内燃机102中安装的至少 一个传感器接收信号。该传感器可以是，例如但不限于，发动机冷却 液温度(ECT)传感器、和用于感测内燃机102的每分钟旋转(RPM) 的曲柄轴传感器。此外，汽车控制系统112包括存储模块114，该存储 模块1H用于存储内燃机102的参数的一组期望值。参照图2，流程图示出了根据本专利技术一个示例性实施例的用于识别 内燃机中相位的方法。在步骤202中，内燃机102的状态被测量。在 本专利技术的一个实施例中，内燃机102的状态涉及氧传感器110的贫一 富切换和富一贫切换之间的时间，反之亦然。氧传感器110的两次连 续的切换之间的时间被称为相位周期。在本专利技术的一个实施例中，相 位周期被称为切换周期。通过结合图5对相位周期进一步加以解释。在步骤204中，计算内燃机102的状态与一组期望值的偏差。在 本专利技术的一个实施例中，该组期望值包括相应于内燃机102的不同RPM值的相位周期的期望值。在本专利技术的另一个实施例中，该组期望 值被存储在存储模块114的查询表中。在本专利技术的另一个实施例中， 该组期望值包括内燃机102的期望同相状态值和期望异相状态值。该 期望同相状态值包括期望富同相状态值和期望贫同相状态值。该期望 富同相状态值是当内燃机在富空气燃料混合物情况下以同相运行时的 内燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别内燃机中相位的方法，所述内燃机包括偶数个汽缸并安装有至少一个传感器，所述方法包括：　使用所述至少一个传感器测量所述内燃机的状态；　计算所述状态与一组期望值的偏差；以及　基于所述偏差确定所述内燃机的相位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里A福伊希特，艾伦J彻特，马文L林奇，马修H亨利，克利斯朵夫D德萨尔沃，罗伯特W多伊奇，
申请(专利权)人：北美泰密克汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]