用于確定內(nèi)燃機的曲軸位置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定內(nèi)燃機的曲軸位置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代內(nèi)燃機的運行需要有關(guān)于當(dāng)前發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信息可供電子的發(fā)動機控制器所使用。為此可以使用安裝在內(nèi)燃機的曲軸上的傳感輪，其轉(zhuǎn)速例如通過感應(yīng)作用的傳感器或霍爾-傳感器來檢測。該傳感器記錄經(jīng)過的金屬標(biāo)記物，并且通過兩個標(biāo)記之間的時間差來確定旋轉(zhuǎn)速度。
[0003]為了實施曲軸角同步的功能，還檢測曲軸的絕對位置，以便例如正確地確定噴射和必要時點火的時刻。這通過傳感輪上的齒隙來實現(xiàn)，該齒隙由轉(zhuǎn)速傳感器進行識別，進而可以對應(yīng)于規(guī)定的曲軸角。特別地，識別上止點(OT)在此很重要。
[0004]根據(jù)內(nèi)燃機的類型，必須通過其它傳感器檢測其它參數(shù)。在具有一個氣缸的四沖程發(fā)動機中，曲軸在每個工作循環(huán)都轉(zhuǎn)動兩整轉(zhuǎn)，從而通過齒隙雖然能夠確定曲軸位置，但卻不能確定工作沖程。因此例如得到在壓縮沖程結(jié)束時的上止點和在排氣沖程結(jié)束時的上止點，這些上止點無法通過齒隙信息加以區(qū)分。對于摩托車來說，例如通過對進氣管壓力的分析進行這種區(qū)分。
[0005]對于其它內(nèi)燃機、尤其是具有一個以上氣缸的內(nèi)燃機，可以對曲軸的、通過傳感器檢測到的位置進行分析，以便獲得用于準(zhǔn)確位置的其它信息。
[0006]因此，希望提供一種可行方案:即使沒有附加的部件也可以提供曲軸的準(zhǔn)確位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，提出一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求以及以下說明書的主題。
[0008]在根據(jù)本發(fā)明的用于確定內(nèi)燃機的曲軸位置尤其是上止點的方法中，對曲軸的轉(zhuǎn)速曲線(即關(guān)于時間的轉(zhuǎn)速)進行檢測。在此，通過將該轉(zhuǎn)速曲線與內(nèi)燃機的工作循環(huán)的已知的轉(zhuǎn)速曲線相比較來確定曲軸位置。這種已知的轉(zhuǎn)速曲線例如可以在試驗臺上獲得。在此，已知的轉(zhuǎn)速曲線具有(特別地正好一個)表示曲軸位置的部分，從而可以根據(jù)在所檢測到的轉(zhuǎn)速曲線上產(chǎn)生所述部分來確定曲軸位置。
[0009]在工作循環(huán)期間已經(jīng)已知的、尤其是對于內(nèi)燃機啟動而言典型的轉(zhuǎn)速曲線與當(dāng)前在曲軸上檢測到的轉(zhuǎn)速曲線的這種交互關(guān)系可以實現(xiàn)對曲軸位置的確定，因為在一個工作循環(huán)期間的轉(zhuǎn)速曲線通常不具有重復(fù)的區(qū)域。特別地，點火-上止點(ZOT)的在每個工作循環(huán)僅出現(xiàn)一次的重要的曲軸位置在轉(zhuǎn)速曲線上通過有代表性的部分來表示。通常，ZOT出現(xiàn)在轉(zhuǎn)速最小時或者在轉(zhuǎn)速最小后不久，特別地出現(xiàn)在最小值時，緊接著該最小值的是一單調(diào)遞增的(近乎直線的)曲線，在該曲線上轉(zhuǎn)速顯著增大(近乎增大到二倍的值)。
[0010]因此可以實現(xiàn)在一個工作循環(huán)期間產(chǎn)生的兩個上止點之間做出區(qū)分，僅通過具有相應(yīng)傳感器的傳感輪無法實現(xiàn)這種區(qū)分。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，還要檢測與曲軸相耦接的電機的信號，在此，在確定曲軸位置時要考慮信號的、在每個工作循環(huán)至少出現(xiàn)一次的尤其是在到達重要的曲軸位置時出現(xiàn)的值。特別地，這可以通過相應(yīng)地參照內(nèi)燃機的曲軸調(diào)整電機來實現(xiàn)。因為現(xiàn)代車輛的內(nèi)燃機與通常被構(gòu)造為發(fā)電機的或所謂的起動發(fā)電機的電機相耦接，所以，所述電機的信號還被考慮用于準(zhǔn)確地確定曲軸位置。電機的信號提供了更準(zhǔn)確的曲軸位置，但是通常僅僅含糊不清地提供，因為每個工作循環(huán)通常會產(chǎn)生多個值。這與通常使用多極的電機有關(guān)。與由轉(zhuǎn)速曲線一一對應(yīng)地、但通常稍微不準(zhǔn)確地確定曲軸位置相疊加和/或相組合，因此可以十分準(zhǔn)確地確定一定的曲軸位置。
[0012]這種信號、優(yōu)選電機的一個相的電壓信號，允許十分準(zhǔn)確地推斷出曲軸的準(zhǔn)確的角位置。特別地，通過最好在組裝時對電機和曲軸進行相應(yīng)調(diào)整，可以使得上升邊沿的過零點、下降邊沿的過零點、最小值或最大值作為值與曲軸位置例如上止點相關(guān)聯(lián)。
[0013]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)速曲線的有代表性的部分包括最小值、最大值、斜率和/或閾值。視要確定哪個曲軸位置而定，可以獨特地和/或特別明辨地探測各種不同的部分。
[0014]有利地是，通過測量所述值的兩個產(chǎn)生時刻之間的時間差，并且與在該時間差期間經(jīng)過的曲軸角度進行運算，由此來檢測曲軸的轉(zhuǎn)速曲線。采用這種方式還可以通過可在電機上截取的信號獲知轉(zhuǎn)速本身，由此不再需要具有相應(yīng)傳感器的傳感輪。
[0015]有利地，通過在最初的工作循環(huán)中比較(Abgleich)轉(zhuǎn)速曲線來確定曲軸位置，并且在接下來的工作循環(huán)中通過對所述值的出現(xiàn)予以計數(shù)來確定曲軸位置。因為有代表性的轉(zhuǎn)速曲線通常在內(nèi)燃機啟動時產(chǎn)生，所以特別地在此可以確定曲軸位置。隨后可以簡單地借助于對所出現(xiàn)的值的計數(shù)來推斷出希望的曲軸位置。例如，如果該值在曲軸每轉(zhuǎn)一圈就出現(xiàn)三次，那么所希望的曲軸位置就在所述值先后出現(xiàn)六次之后產(chǎn)生。
[0016]有利的是，相的電壓信號通過電機的多個勵磁器產(chǎn)生，其中，這些勵磁器之一與其余的勵磁器不同地地構(gòu)造，從而曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，電壓信號的由該勵磁器產(chǎn)生的部分在曲軸位置正好有一次具有所述值。如果所述值在曲軸每轉(zhuǎn)一圈都出現(xiàn)多次，當(dāng)使用多極的電機時就是這種情況，那么對應(yīng)于曲軸位置的所述值就必須借助于與已知的有代表性的曲線的比較來確定。如果相應(yīng)的勵磁器即相應(yīng)的極稍微改變，那么信號的由其產(chǎn)生的部分的幅度也會發(fā)生改變。因此可以更輕易地識別出屬于所希望的曲軸位置的所述值。然而，為此需要改變電機，這可能是不希望發(fā)生的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的計算單元、例如機動車的控制器尤其采用編程技術(shù)被設(shè)計用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0018]軟件形式地實施所述方法也是有利的，因為這會導(dǎo)致十分低的成本，尤其是當(dāng)所使用的控制器還被用于其它目的進而本來就存在時。用于提供計算機程序的合適的數(shù)據(jù)載體特別地為軟盤、硬盤、閃存、EEPROM、CD-ROM、DVD等。也可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等)下載程序。
[0019]本發(fā)明的其它優(yōu)點和設(shè)計方案由說明書和所附的附圖得出。
[0020]不言而喻，以上提及的和接下來還要解釋的特征不僅可以用在各給定的組合中，而且可以用在其它組合中，或單獨使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0021]借助于附圖中的實施例示意性地解釋本發(fā)明，以下將參照附圖對其予以詳述。
[0022]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、具有用于確定轉(zhuǎn)速的傳感器的傳感輪；
圖2示出了起動內(nèi)燃機時在工作循環(huán)期間的轉(zhuǎn)速曲線；
圖3a至3c示例性地示出了單相電機與相應(yīng)的信號曲線和可能的曲軸位置；
圖4示例性地示出了三相電機的信號曲線與可能的曲軸位置。
【具體實施方式】
[0023]在圖1中示意性地示出了傳感輪20和相應(yīng)的感應(yīng)式的傳感器10，比如在現(xiàn)有技術(shù)中將它們用于確定轉(zhuǎn)速。傳感輪20在此通常與內(nèi)燃機的曲軸固定地相連，并且傳感器10被位置固定地安裝在合適的位置。
[0024]通常由鐵磁材料制成的傳感輪20具有齒22，在兩個齒22之間有間隔21地將這些齒布置在外側(cè)。在外側(cè)上的一位置，傳感輪20具有規(guī)定齒數(shù)長度的間隙23。該間隙23用作用于識別傳感輪20的絕對位置的參考標(biāo)記。
[0025]傳感器10具有條形磁鐵11，在該條形磁鐵上安裝有軟磁性的極針12。該極針12又