CN105510036A - 一种检测发动机停机相位的传感器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种检测发动机停机相位的传感器及方法，属于检测技术领域。该传感器包括传感器本体以及同轴安装在发动机曲轴上的信号轮。该信号轮在外围包括间隔设置的大齿和小齿，传感器本体包括探头，以检测信号轮的大齿和小齿经过的时长并据此判断发动机停机相位。该方法采集大齿和小齿经过的时长，根据相邻的大齿和小齿经过的时长差的变化检测发动机的反转，通过整合经过的大齿和小齿的个数和发动机转向的信息，计算发动机停止时的相位。本发明仅改变信号轮的齿状，而不改变传感器本体，以成本较低，容易实现的方式准确地测量发动机停止时的相位。

Description

一种检测发动机停机相位的传感器及方法
技术领域
本发明属于检测技术领域，涉及一种检测技术，尤其是检测发动机相位的技术。
背景技术
发动机在停机时，会无规律地出现零到三次的反转。发动机应用起停系统或混合动力系统之后，正常行驶过程中经常会有发动机的停止再启动，这时如果能够精确判断发动机停机后的相位，则可能使发动机在启动之后无需寻找相位，快速进入正常工作状态，减小发动机起动时的冲击，提升驾驶性能。结合缸内直接喷射技术的话，可以实现热机工况下无电机介入的直接起动，提高起动速度并减轻冲击。但是，传统的磁电式及单一霍尔式曲轴转角传感器及信号轮均不能在发动机出现反转的情况下精确判断相位。因此，如何以简单有效的方式检测发动机停机相位的技术尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够简单有效地检测发动机停机相位的传感器及方法。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种检测发动机停机相位的传感器，所述传感器包括传感器本体以及同轴安装在发动机曲轴上的信号轮；所述信号轮在外围包括间隔设置的大齿和小齿；所述传感器本体包括探头，以检测所述信号轮的大齿和小齿经过的时长并据此判断发动机停机相位；所述大齿大于所述小齿。
所述传感器为霍尔传感器，所述传感器本体为霍尔传感器本体。
所述大齿和所述小齿等间距地设置在所述信号轮上。
一种检测发动机停机相位的方法，所述方法基于安装在发动机曲轴上的信号轮，所述信号轮在外围间隔设置有大齿和小齿，所述大齿大于所述小齿，所述方法采集信号轮的大齿和小齿经过的时长，根据相邻的大齿和小齿经过的时长差的变化检测发动机的反转，通过整合经过的大齿和小齿的个数和发动机反转的信息，计算发动机停止时的相位。
所述方法包括以下步骤：
(1)确定初始点；
(2)将信号轮上的大齿和小齿按照相邻的一个大齿和一个小齿作为一组进行分组；检测所述大齿和所述小齿经过的时长，并将每组中先经过的齿的时长减去后经过的齿的时长求差，得到时长差；并计算从初始点开始的脉冲个数；每个脉冲表示一个齿经过；
(4)判断时长差的绝对值是否发生突变；如果突变，则判定发动机发生反转，计算反转之后的脉冲个数，并将所述脉冲个数赋予相反的符号；所述符号为正号或负号；
(5)发动机停止时，将所有得到的脉冲个数带上所赋予的符号一起相加，所得结果与初始点之和即为发动机停止时的位置。
所述初始点可以按照起始位置与发动机位于上止点时的位置之间的相对位置来表示。
所述步骤(4)中判断时长差的绝对值是否发生突变的方法为：若所述时长差与上一个时长差之差的绝对值小于或等于阈值，则表示未发生突变；若所述时长差与上一个时长差之差的绝对值大于所述阈值，则表示发生了突变。
所述阈值与所在发动机正常工作下所允许的转速变化范围有关。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明能够简单有效地检测发动机停止时的相位，采用单一的霍尔传感器即可实现，相对于当前采用测速电机、编码器和双霍尔传感器等检测相位的技术来说，成本更低，但检测结果准确。本发明能够使得发动机启动后无需寻找相位，快速进入正常工作状态，减小发动机启动时的冲击，提升驾驶性能；在结合缸内直接喷射技术的情况下，能够实现热机公开下无电机介入的直接启动，车辆的综合性能得以提升。
附图说明
图1为本发明一实施例中检测发动机停机相位的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明提出了一种检测发动机停机相位的传感器。该传感器为霍尔传感器，包括霍尔传感器本体以及同轴安装在发动机曲轴上的信号轮；该信号轮在外围包括均匀间隔设置(即等间距地设置)的大齿和小齿，大齿的尺寸大于小齿。该霍尔传感器本体包括探头，以检测信号轮的大齿和小齿经过的时长并据此判断发动机停机相位。
本发明还提出了一种检测发动机停机相位的方法，该方法基于上述传感器，即基于安装在发动机曲轴上的信号轮且信号轮在外围均匀间隔设置有大齿和小齿。该方法采集信号轮的大齿和小齿经过的时长，根据相邻的大齿和小齿经过的时长差的变化检测发动机的反转，通过整合经过的大齿和小齿的个数和发动机反转的信息，计算发动机停止时的相位，具体包括以下步骤：
(1)采集初始点；
(2)将信号轮上的大齿和小齿按照相邻的一个大齿和一个小齿作为一组进行分组；检测大齿和小齿经过的时长，并将每组中先经过的齿的时长减去后经过的齿的时长求差，得到时长差；并计算从初始点开始的脉冲个数；每个脉冲表示一个齿经过；
(4)判断时长差的绝对值是否发生突变；如果发生了突变，则判定发动机发生反转，计算反转之后的脉冲个数，并将该脉冲个数赋予相反的符号；该符号指的是正号或负号；
判断时长差的绝对值是否发生突变的方法为：若该时长差与上一个时长差之差的绝对值小于或等于阈值，则表示未发生突变；若该时长差与上一个时长差之差的绝对值大于该阈值，则表示发生了突变；该阈值为设定值，与所在发动机在正常工作下所允许的转速变化范围有关；
(5)发动机停止时，将所有得到的脉冲个数带上所赋予的符号一起相加，所得结果与初始点之和即为发动机停止时的位置。
上述初始点可以按照起始位置与发动机位于上止点时的位置之间的相对位置来表示。
图1示出了本发明一实施例中该方法的流程图，其中N表示发动机发生第一次反转前或未发生反转时直至发动机停止所得到的脉冲个数，N1表示发动机第一次反转到下一次反转或者发动机停止为止的脉冲个数；N2表示发动机第二次反转开始到下一次反转或者停止为止的脉冲个数；N3表示发动机第三次反转到发动机停止为止的脉冲个数，这些脉冲个数均带有正负号。由于通常发动机在停止前最多会发生三次反转，因此本实施例有效地实现了对其停止时的相位的检测。
本发明能够简单有效地检测发动机停止时的相位，采用单一的霍尔传感器即可实现，相对于当前采用测速电机、编码器和双霍尔传感器等检测相位的技术来说，成本更低。本发明能够使得发动机启动后无需寻找相位，快速进入正常工作状态，减小发动机启动时的冲击，提升驾驶性能；在结合缸内直接喷射技术的情况下，能够实现热机公开下无电机介入的直接启动，车辆的综合性能得以提升。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种检测发动机停机相位的传感器，其特征在于：所述传感器包括传感器本体以及同轴安装在发动机曲轴上的信号轮；
所述信号轮在外围包括间隔设置的大齿和小齿；所述传感器本体包括探头，以检测所述信号轮的大齿和小齿经过的时长并据此判断发动机停机相位；所述大齿大于所述小齿。
2.根据权利要求1所述的检测发动机停机相位的传感器，其特征在于：所述传感器为霍尔传感器，所述传感器本体为霍尔传感器本体。
3.根据权利要求1所述的检测发动机停机相位的传感器，其特征在于：所述大齿和所述小齿等间距地设置在所述信号轮上。
4.一种检测发动机停机相位的方法，所述方法基于安装在发动机曲轴上的信号轮，所述信号轮在外围间隔设置有大齿和小齿，所述大齿大于所述小齿，其特征在于：所述方法采集信号轮的大齿和小齿经过的时长，根据相邻的大齿和小齿经过的时长差的变化检测发动机的反转，通过整合经过的大齿和小齿的个数和发动机反转的信息，计算发动机停止时的相位。
5.根据权利要求4所述的检测发动机停止相位的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)确定初始点；
(2)将信号轮上的大齿和小齿按照相邻的一个大齿和一个小齿作为一组进行分组；检测所述大齿和所述小齿经过的时长，并将每组中先经过的齿的时长减去后经过的齿的时长求差，得到时长差；并计算从初始点开始的脉冲个数；每个脉冲表示一个齿经过；
(4)判断时长差的绝对值是否发生突变；如果突变，则判定发动机发生反转，计算反转之后的脉冲个数，并将所述脉冲个数赋予相反的符号；所述符号为正号或负号；
(5)发动机停止时，将所有得到的脉冲个数带上所赋予的符号一起相加，所得结果与初始点之和即为发动机停止时的位置。
6.根据权利要求5所述的检测发动机停机相位的方法，其特征在于：所述初始点可以按照起始位置与发动机位于上止点时的位置之间的相对位置来表示。
7.根据权利要求5所述的检测发动机停机相位的方法，其特征在于：所述步骤(4)中判断时长差的绝对值是否发生突变的方法为：若所述时长差与上一个时长差之差的绝对值小于或等于阈值，则表示未发生突变；若所述时长差与上一个时长差之差的绝对值大于所述阈值，则表示发生了突变。
8.根据权利要求7所述的检测发动机停机相位的方法，其特征在于：所述阈值与所在发动机正常工作下所允许的转速变化范围有关。
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