CN103016172A - 用于使内燃机同步的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使内燃机同步的方法和装置。在该方法中考虑带有关于曲轴（12）旋转信息的信号以及曲轴（12）的扭转。

Description

用于使内燃机同步的方法

技术领域

本发明涉及一种用于使内燃机同步的方法以及一种用于实施该方法的装置。所述方法尤其在拥有曲轴和凸轮轴的活塞机械中实施。

背景技术

内燃机尤其活塞机械的位置可以借助于曲轴信号和凸轮轴信号进行确定。然而曲轴信号不能明确地确定精确的位置。凸轮轴信号对于相位的确定来说虽然不精确，但却是明确的。

通常通过凸轮轴信号和曲轴信号实现内燃机的同步，该凸轮轴信号由凸轮轴传感器提供，曲轴信号由曲轴传感器提供。

在此，内燃机的同步理解为曲轴信号与凸轮轴信号相互独立考虑并且相互联系从而确定发动机位置的过程。

如果从两个传感器信号的时间组合中得出明确的发动机位置，也就是知道各个活塞的位置以及所属的冲程，那么就可以进行同步。自该时间点起，可以精确地确定事件例如喷射（直喷）以及点火时间点。由于不同的工作状态，可以以角度位置改变所述事件。如果在固定的角度上实施所述时间，那么关于力矩、废气以及噪音不能实现最佳的燃烧。

发动机位置表示发动机气缸的位置或者说方位或者说活塞在气缸中的位置或者说方位。相位说明了气缸处于哪个冲程中。在四冲程发动机中例如为了进行循环过程需要四个冲程。在活塞式发动机中冲程是活塞从静止位置沿一个方向到达新的静止位置的运动。

在活塞式发动机中的四个冲程是：

第一冲程，吸气

第二冲程，压缩

第三冲程，工作

第四冲程，排气

为了在内燃机中实现尽可能有效的燃烧，必须尽可能精确地确定发动机位置。偏差会导致效率以及废气值变差。

在四冲程发动机的工作循环中曲轴转两次，而凸轮轴在该时间段中仅仅实施一转。通过曲轴计算精确的位置。通过凸轮轴计算相位，该相位说明发动机位于哪个冲程中。

曲轴轮每转具有一定数量的齿以及空缺，通常有58个齿和两个空齿。然而对于明确的位置确定来说，这些信息是不足的，由此不清楚相位。为了能够确定明确的位置，还必须存在额外的信息。目前可以从凸轮轴信号中获得这些信息。

对于非偶数的气缸数来说可以通过发动机的压缩模型来进行同步。然而这在偶数的气缸数中是不行的。

发明内容

在该背景下提出了具有权利要求1所述特征的方法以及按权利要求9所述的装置。本发明的其它设计方案由从属权利要求以及说明书中获得。

用所提出的方法也可以在没有凸轮轴传感器的偶数气缸数中实施发动机的同步。以这种方法除了凸轮轴传感器之外也可以节省用于该凸轮轴传感器的布线以及控制设备与凸轮轴传感器接头的连接。此外利用曲轴具有扭转的事实。利用曲轴扭转的作用来确定发动机位置和相位。

知道曲轴由于压缩的作用也就是压缩冲程中上死点（OT）的作用而进行扭转。该扭转根据各个OT与曲轴传感轮之间的距离变得更大。曲轴传感轮的所测量的齿时间在相应OT范围内具有最大值。该最大值根据处于压缩冲程中的OT以小的程度偏离，更确切地说关于曲轴上空缺位置偏离。如果例如在两个气缸上分析齿时间，那么可以确定发动机处于哪个相位精确的位置上。

原则上可以从曲轴信号中求得扭转。也可以借助于在其中至少两个所述气缸中的至少两个压力传感器来获得所述信息。这意味着必须在至少两个气缸中分别设置至少一个压力传感器。那么在考虑曲轴扭转的情况下可以实施同步。所述曲轴信号是曲轴的由曲轴传感器提供的信号。

在所述实施方式中有利地在最前面以及最后面的气缸中设置压力传感器。借助于所述传感器可以确定气缸内压。由此获得关于活塞位置的信息，并且由此也获得关于曲轴的位置或者说旋转角的信息以及关于其扭转的信息。

所描述的方法或者说在其中实现的功能有利地用在起动阶段中。在一些实施方式中应该这么进行，因为在较高转速下例如在2000转分以上时换气力矩会扭曲转速曲线。

本发明的其它优点以及设计方案从说明书以及附图中获得。

当然，前面所提到的以及后面还要解释的特征不仅以相应说明的组合，而且也可以以其它组合或者单个形式进行使用，而不会离开本发明的范围。

附图说明

图1以示意图示出了内燃机。

图2示出了曲轴的扭转。

具体实施方式

本发明根据实施方式在附图中示意性示出并且在下面参照附图进行详细描述。

图1以非常简化的视图示出了发动机，该发动机整体以附图标记10表示。在此涉及V型发动机。

附图示出了曲轴12，在该曲轴上座落着曲轴传感轮14（箭头20），在曲轴传感轮的圆周上布置了齿。在此，在曲轴传感轮14的圆周上设置了不带有齿的区段16。以这种方式可以进行位置确定并且由此进行方位确定，为此设置了曲轴传感器18，该曲轴传感器提供了载有关于曲轴12位置信息的曲轴信号。

此外，所述发动机10还包括四个凸轮轴22、24、26和28，所述凸轮轴通过齿带30由曲轴12进行驱动。为了简化示出，仅仅示出了位于凸轮轴26上（箭头64）的凸轮轴传感轮32。该凸轮轴传感轮32在圆周上具有三个凹处34以及相应三个齿35，其尺寸不同并且实现了凸轮轴26的位置确定或者说转角确定。为此设置了凸轮轴传感器36，该凸轮轴传感器提供凸轮轴信号。

在图2中说明了曲轴的扭转。在此，在横坐标50上绘出了曲轴的角度并且在纵坐标52上绘出了齿时间。由此，在图表中关于时间或者说绝对的发动机位置示出了曲轴齿时间。此外，示出了上死点，也就是OT1 60、OT2 62、OT3 64和OT4 66。在这些时间点中，齿时间最大。

图中示出了两个曲线，也就是理想的第一曲线54和实际的第二曲线56。理想曲线54示出了曲轴没有扭转时出现的曲线。总是可以在上死点的范围内测量最大的齿时间。实际的第二曲线54示出了带有曲轴扭转的曲线，其中为了简化起见假定OT1 60随后位于传感轮上并且OT4 66属于最远离曲轴传感轮的活塞。

清楚地看出，在OT1 60中理想的曲线54与实际曲线56重叠，也就是说两条曲线54和56之间没有发生偏移。两条曲线54和56的偏离随着角度的增加而越来越厉害，这由曲轴的扭转而引起。在OT4 66中，理想曲线54中的齿时间最大值明显偏离实际曲线56的齿时间最大值（双箭头70）。

上死点越是远离传感轮，那么在角度和时间上就越晚看到由压缩引起的最大齿时间。如果现在例如知道上死点的位置在0、180、360和540°处，那么在气缸1（OT1 60）中齿时间最大值位于0°，而在气缸4（OT4 66）中齿时间最大值在例如542°处，在假定2°的曲轴扭转下。

由此，从在图2中示出的图中也获知关于曲轴扭转的信息。由此表明曲轴位于两转中的哪一转中，由此能够确定发动机的相位精确的位置。

Claims (10)

1.用于使内燃机（10）同步的方法，其中考虑曲轴（12）的由曲轴传感器（18）提供的信号以及曲轴（12）的扭转。

2.按权利要求1所述的方法，其中从曲轴（12）的信号中得出扭转。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中测量曲轴传感轮（14）的齿时间。

4.按权利要求3所述的方法，其中在两个气缸上测量并且分析齿时间。

5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中借助于至少两个压力传感器得出扭转。

6.按权利要求5所述的方法，其中在两个气缸中分别使用至少一个压力传感器。

7.按权利要求1到6中任一项所述的方法，该方法在起动阶段中实施。

8.按权利要求1到7中任一项所述的方法，该方法在具有偶数气缸数的内燃机（10）中实施。

9.用于使具有曲轴（12）和凸轮轴（22、24、26、28）的内燃机（10）同步的装置，尤其用于实施按权利要求1到8中任一项所述方法，其具有提供曲轴（12）的信号的曲轴传感器（18），其中构造该装置用于考虑曲轴（12）的扭转。

10.按权利要求9所述的装置，其具有配属于曲轴（12）的曲轴传感轮（14）以及曲轴传感器。

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