CN101210936A - 传感轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机曲轴或凸轮轴的传感轮(1)，该传感轮(1)具有通过交替设置齿(4)和齿槽(7)形成的标记(3)和通过扩大的齿槽(7)或扩大的齿(4)形成的传感轮槽(5)。该传感轮(1)具有第二传感轮槽(8)。

Description

传感轮

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机曲轴或凸轮轴的传感轮，该传感轮具有通过交替设置齿和齿槽形成的标记，还具有通过扩大齿槽或扩大齿形成的传感轮槽。此外，本发明还涉及用于获得与传感轮耦合的曲轴的转动方向的方法，其中，传感轮具有通过交替设置齿和齿槽形成的标记以及通过扩大齿槽或扩大齿形成的传感轮槽，并且，传感轮配有至少一个传感器，该传感器能够产生可以包括至少两个信号电平的电子信号，其中一个信号电平配给齿、另一个配给齿槽。本发明还涉及用于实施这种方法的装置及计算机程序。

背景技术

问题是：尤其在内燃机启动的时候，曲轴会发生不期望的倒转。导致倒转的典型原因可以是“汽车以挂入的档位在斜坡上行动”或“启动装置过早地断开”，在这种情况下，被压缩的气缸所存储的能量作为气体弹簧使内燃机倒转。如果内燃机倒转一次，那么在没有倒转识别的情况下，发动机控制机构的喷油和点火的正确配置会受到干扰，并且，内燃机的倒转会持续一定的时间。

根本问题在于：曲轴信号的扫描不含转动方向的信息。

出于现有技术的缘故公开了各种用于解决这一问题的方案：

在US-6,691,690中公开了下述内容，即，在一种具有曲轴-和凸轮轴传感器的内燃机中，从曲轴-和凸轮轴信号之间的关系推断出倒转。

在DE-19933844中公开了下述内容，即，对彼此跟随的齿增量进行衡量并从中确定可能的倒转。

最后，例如在DE-19933845中公开了下述内容，即，在凸轮轴上设置了纯粹的角传感器。

现有技术的问题是：

所有公开的方法具有本质的缺点。所以有必要让这些利用虚拟信号的方法在顾及各种工作条件下细致地与发动机匹配，以便给出可靠的结果。利用扩展曲轴-或凸轮轴上传感工具的方法是昂贵的，并且需要显著地更改发动机设计方案。

发明内容

本发明的任务在于，实现利用增量传感器简化内燃机的倒转识别。

这一问题通过一种用于内燃机曲轴或凸轮轴的传感轮得以解决，该传感轮具有通过交替设置齿和齿槽形成的标记，还具有通过扩大齿槽或扩大齿形成的传感轮槽，并且该传感轮具有第二传感轮槽。优选让第一传感轮槽通过去除两个齿槽之间的两个齿形成。此外还优选让第二传感轮槽通过去除两个齿槽之间的一个齿形成。另外还优选让第二传感轮槽以相对于第一传感轮槽成15°至165°角的方式设置。

开文提到的问题通过用于获得与传感轮耦合的曲轴的转动方向的方法也得以解决，其中，传感轮具有通过交替设置齿和齿槽形成的标记，还具有通过扩大齿槽或扩大齿形成的传感轮槽，并且，传感轮配有至少一个传感器，该传感器能够产生可以包括至少两个信号电平的电子信号，其中一个信号电平(高、低)配给齿、另一个配给齿槽，并且，传感轮具有第二传感轮槽。优选让第一传感轮槽通过去除两个齿槽之间的两个齿形成。此外还优选让第二传感轮槽通过去除两个齿槽之间的一个齿形成。另外还优选让第二传感轮槽以相对于第一传感轮槽成15°至165°角的方式设置。

开文提到的问题通过用于实施按照发明的方法而设置的装置、尤其是控制器或内燃机也得以解决。

开文提到的问题通过具有程序编码的计算机程序也得以解决，所述程序编码用于实施按照发明的方法的全部步骤，并且所述程序在计算机中实施。

附图说明

下面借助附图对本发明的一个实施例做详细阐述。其中：

图1是传感轮和传感器的简图；

图2是在具有标记槽的传感轮中传感器信号分布的简图；

图3是按照发明的传感轮的原理图。

具体实施方式

图1示出传感轮1的简图，它例如直接设置在未示出的内燃机曲轴或凸轮轴上，或者间接借助与旋转有关的传动元件与曲轴或凸轮轴连接。传感轮1围绕轴线2旋转。在传感轮1的外周上设有传感轮标记3。传感标记3例如由在传感轮1外周上等间隔设置的齿4形成。在齿4之间分别设有齿槽7。一个齿4以及相邻的齿槽7分别成6°圆周角分布。传感轮槽5标识规定的曲轴零位，该传感轮槽通过除去两个齿4得到总共成15°的较宽的齿槽并因此使得相邻的同类齿侧的间隔为18°。

传感轮1配有传感器6。在曲轴旋转并因此传感轮1旋转时，齿4经过传感器6。由此在传感器6中触发信号。传感器6可以是霍耳效应传感器、各项异性磁阻传感器(AMR传感器)、感应式传感器、或类似物。作为替代方案，传感器6也可以基于光学原理工作，例如通过测量由齿4引起的光学变化的方式。

图2示意性地示出基于时间的传感器6信号分布S。就信号分布S而言，齿4和齿槽7的交替经过产生矩形信号，矩形信号包括“高”及“低”值，其中，在所示的例子中，“高”值分配给齿4，“低”值分配给齿槽7。从“低”到“高”的过渡被示为上升的脉冲8，从“高”到“低”的过渡被示为下降的脉冲9。

所示信号分布S右端的、相对于剩余信号段较长的“低”位段对应于标记槽5在传感器6上的经过。

图3示出按照发明的传感轮1的原理图。出于明了的缘故，未示出齿4和齿槽7。传感轮槽5通过传感轮1外围上的箭头5标识，该传感轮槽5在下面被描述为第一传感轮槽5。现在，按照发明设置了第二传感轮槽8，第二传感轮槽8通过去除齿7形成。第二传感轮槽8因此整体展开12°的曲轴角(°KW)。第二传感轮槽8被设置在相对于第一传感轮槽5具有15°曲轴角和165°曲轴角之间的范围内。因此，第二传感轮槽8具有距第一传感轮槽5的、可识别的间距，并且确保与曲轴角为180°时的对称位置中分开。

由于第二传感轮槽8只具有一个由齿与位于旁边的齿槽合成的角区，即12°，所以，第二传感轮槽8不能在全部情况(使用感应式传感器时和动力、转速有关的振幅，系统老化，以及类似情况)下始终确保得到捕获。但是如果第二传感轮槽8被捕获并且不处于向前运行中期待的曲轴角区之内，那么控制器的已经实现的同步会再次被放弃。如果第二传感轮槽8例如像图3所示那样相对于第一传感轮槽5处于50°曲轴角的情况，那么必须在相对于第一传感轮槽5的检测转过50°的曲轴角后才能等到该信号。但是如果在相对于第一传感轮槽5的曲轴角为(360°-50°)＝310°时检测到第二传感轮槽，则曲轴呈现出相对于所期望的转动方向的转速逆转，即，曲轴倒转。

第二传感轮槽8被设置在相对于第一传感轮槽5大约15°曲轴角至165°曲轴角的上述曲轴角范围内，从而可以在预加载下实现尽可能大的捕获可能性，也就是说减小了转速的波动，和最小的发动机正时的干扰，即尽可能在点火窗(Zündfenster)之外。由于第二传感轮槽8相对于第一传感轮槽5具有所述位置，可以为了在12缸发动机中的停车识别排除这两个槽在齿弧中的位置。

Claims (10)

1.用于内燃机曲轴或凸轮轴的传感轮(1)，它具有通过交替设置齿(4)和齿槽(7)形成的标记(3)和通过扩大的齿槽(7)或扩大的齿(4)形成的传感轮槽(5)，其特征在于，所述传感轮(1)具有第二传感轮槽(8)。

2.按权利要求1所述的传感轮(1)，其特征在于，第一传感轮槽(5)通过去除两个齿槽(7)之间的两个齿(4)形成。

3.按权利要求1或2所述的传感轮(1)，其特征在于，第二传感轮槽(8)通过去除两个齿槽(7)之间的一个齿(4)形成。

4.按权利要求1至3之一所述的传感轮(1)，其特征在于，第二传感轮槽(8)相对于第一传感轮槽成15°至165°角地设置。

5.用于确定曲轴的转动方向的方法，该曲轴与一个传感轮(1)耦联，其中传感轮(1)具有通过交替设置齿(4)和齿槽(7)形成的标记(3)，还具有通过扩大齿槽(7)或扩大齿(4)形成的传感轮槽(5)，并且，传感轮(1)配有至少一个传感器(6)，所述传感器(6)能够产生可以包括至少两个信号电平(高、低)的电子信号，其中一个信号电平(高、低)配给齿(4)、另一个配给齿槽(7)，其特征在于，传感轮(1)具有第二传感轮槽(8)。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，第一传感轮槽(5)通过去除两个齿槽(7)之间的两个齿(4)形成。

7.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于，第二传感轮槽(8)通过去除两个齿槽(7)之间的一个齿(4)形成。

8.按照权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，第二传感轮槽(8)相对于第一传感轮槽成15°至165°角地设置。

9.用于实施按权利要求5至8之一所述方法而设置的装置，尤其是控制器或内燃机。

10.具有程序编码的计算机程序，用于在计算机中实施所述程序时实施按权利要求5至8之一所述方法的全部步骤。

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