CN107532529A

CN107532529A - 用于检测内燃发动机的反向旋转的方法和装置

Info

Publication number: CN107532529A
Application number: CN201680021884.6A
Authority: CN
Inventors: V.古兹纳库捷
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2015-04-16
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2018-01-02
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: WO2016165829A1; FR3035157A1; FR3035157B1; US10371072B2; US20180080395A1; KR20170139568A; KR102470322B1; CN107532529B

Abstract

本发明涉及带齿靶标，其旋转地固定到发动机的轴，且包括一系列n个实际齿，紧跟着形成参照区的m个虚拟齿。对于每个齿k，测量将这个齿与前一个齿k–1间隔开的时间周期。信号在信号的对应于所述参照区的通过的部分中具有至少一个电平转变。对于k的一些值，计算第一和第二乘积；计算这两个乘积之间的比值(R)；并且在所述比值与第一显著值以及与第二显著值对应的情况下，检测发动机的旋转方向，所述第一显著值和第二显著值分别代表正常方向上的旋转和反向方向上的旋转。

Description

用于检测内燃发动机的反向旋转的方法和装置

技术领域

本发明大体涉及内燃发动机的同步技术，且更确切地涉及用于检测此类发动机的反向旋转的方法和装置。“反向旋转”是指发动机在与正常旋转方向相反的方向上的旋转。

本发明尤其适用于机动车辆的领域。本发明可以在发动机控制计算机中实施，例如喷射和/或点火控制器等。

背景技术

为了允许内燃发动机或热机的喷射和/或点火的同步，发动机的曲柄轴可以配有旋转靶标，该旋转靶标与固定传感器协作，该固定传感器与传感器信号处理电子器件相关联。此电子器件可以包括硬件元件和/或软件元件。其适合于并且构造成根据传感器的信号精确地确定曲柄轴的角位置，并且因此确定发动机活塞的位置。

旋转靶标例如是与曲柄轴旋转连接的齿轮。此类靶标包括大量齿，一般是36或60个齿，不包括用于在靶标上限定角度参照区的一个或两个缺失的齿。

更具体地，发动机的角位置由处理电子器件确定，这是通过由传感器对从角度参照区最后一次通过传感器前方以来所“看到的”靶标的齿数进行计数。从电气方面看，靶标的齿的侧面通过传感器前方通过传感器信号的边沿来表示，即根据传感器的布置和技术确定是上升沿或下降沿。这些边沿分别对应于由处理电子器件所计数的曲柄轴的角位置的增量。这个角度增量例如对于具有36个齿的靶标等于10度，或者对于具有60个齿的靶标等于6度。

在有些使用情况下，内燃发动机可能在一段无法忽略的时间内无意地被反向旋转驱动。这可能发生在，例如生产阶段中，当车辆在车辆制造工厂从一个区域转移到另一个区域时。这也可能是由于使用者引起，该使用者可能在齿轮接合并且离合器接合时任其车辆在斜坡上后退。

期望的是消除与上述使用情况下当前所遇到的与曲柄轴相关联的发动机控制计算机中的故障。

可以使用特定类型的传感器来检测发动机的反向旋转，除了提供与靶标的齿在传感器前方的通过有关的信息之外，该传感器还能够提供与旋转方向有关的信息。在目前的现有技术中广泛使用的有两种类型的此类传感器。

一方面，存在称为“电压脉冲”传感器的传感器，其提供表征旋转方向的固定长度的脉冲，例如对于经历在正常旋转方向上的曲柄轴齿是45皮秒(ps)的脉冲，或者对于经历在相反旋转方向上的曲柄轴齿是90 ps的脉冲。

另一方面，存在称为“电压电平”传感器的传感器，其根据发动机的旋转方向提供不同的电压：例如对于经历在正常旋转方向上的曲柄轴齿是5伏(V)的电压，或者对于经历在相反旋转方向上的曲柄轴齿是2.5 V的电压。

因此，上述两种类型中的任一种类型的传感器直接提供与旋转方向有关的信息。然后，该信息可以被发动机控制计算机所使用，例如用来阻止任何喷射和/或避免故障的错误检测。

此外，文献US 7,185,628教导了，有时候还可以通过识别和关联分别来自于与曲柄轴相关联的传感器和与凸轮轴相关联的传感器的信号来检测反向旋转。

最后，存在一些策略，这些策略允许例如在发动机熄火的情况下检测先前在正常方向上旋转的发动机刚刚变成反向旋转。

然而，提供旋转方向检测的上述特定类型的传感器通常比仅允许检测靶标的每个齿的通过的惯用传感器更昂贵。而且，这些传感器因此并不能配备于所有的应用。上述其它技术也不能用于所有的应用，或者涉及更高的成本，和/或(例如根据发动机速度)并非在所有情况下都具有有效性。

发明内容

本发明旨在通过提供与上述已知解决方案的不同的方案来消除或至少减少前述现有技术中的缺点中的一些或全部。具体地，本发明允许检测热机正在反向旋转，而除了与曲柄轴相关联的标准型传感器所产生的曲柄轴传感器信号之外，不使用任何其它信息。

为此，本发明的第一方面提供一种检测内燃发动机的旋转方向的方法，所述发动机与以下各项相关联：

•带齿靶标，其旋转地固定到所述发动机的轴，所述带齿靶标包括一系列齿，其一方面包括规律地间隔开的n个实际齿，另一方面紧跟着形成参照区的m个虚拟齿，其中n和m是非零整数；

• 传感器，其布置成响应于所述带齿靶标的实际齿通过所述传感器前方，产生大致周期性的传感器信号，所述传感器信号具有在第一信号电平与第二信号电平之间的有效沿；以及

•管理单元，其配置成针对所述一系列齿中的索引（indice）为k的每个齿，测量将所述齿k与这一系列齿中的索引为k - 1的前一个齿间隔开的时间周期，这称作所述齿k的周期T(k)。在传感器信号的对应于所述带齿靶标的所述参照区（32）通过所述传感器前方的部分中，所述传感器信号还具有在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间的至少一次转变。

所述方法包括针对与所述靶标的齿相关联的索引k的至少一些值所执行的以下步骤：

a) 通过将齿k - N/2的周期T(k - N/2)相乘N次来计算第一乘积，其中N是大于或等于2的偶数，

b) 通过将齿i的周期T(k - i)彼此之间相乘来计算第二乘积，其中i在0和N/2 - 1之间和在N/2 + 1到N之间，

c) 计算所述第一乘积与所述第二乘积之间的比值，称为R'(k)，以及

d) 在所述比值R'(k)与第一显著值以及与第二显著值相对应的情况下，检测所述靶标的旋转方向，并且因此检测所述发动机的旋转方向，所述第一显著值和所述第二显著值分别表示正常旋转方向上的旋转以及与所述正常旋转方向相反的旋转方向上的旋转。

以数学公式表达，比值R’(k)如下：

该策略允许仅基于标准传感器信号（例如与曲柄轴相关联的传感器信号）来确保检测反向旋转。不需要使用特定类型的传感器或产生额外的信息。也不需要来自凸轮轴的信号与来自曲柄轴的信号之间的相关性，如上述文献US 7,185,628所说明的现有技术中所描述的。

约束仅在于传感器信号必须具有在高电平和低电平之间的上述转变。

根据本发明的实施例，单独地或组合地，其还包括：

• N等于2，传感器信号的第一显著值等于9；

•在所述传感器信号的对应于所述带齿靶标的所述参照区通过所述传感器前方的部分中的所述传感器信号在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间的转变，使得对于所述靶标在前向旋转方向上的旋转，所述传感器信号的占空比在传感器信号的所述部分中包括在30％到70％之间；

• N等于2，并且对于所述靶标在前向旋转方向上的旋转，所述传感器信号的占空比在传感器信号的所述部分中大致等于50％，所述传感器信号的所述第二显著值等于4；

•数量n等于58，并且数量m等于2；和/或

•对于与所述靶标的多个齿相关联的所有的索引k的值执行步骤a)至d)；以及

• 在这种情况下，该方法可以包括根据所述比值R'(k)确定表示索引为k的齿相对于所述参照区的位置的信息；

•或者否则仅针对与所述靶标的齿相关联的索引k中的一些值执行步骤a)至d)，其中值k = m。

本发明的第二方面涉及一种电子装置，其包括用于执行根据上述第一方面的处理方法的每个步骤的器件。

根据第三方面，本发明还涉及一种用于管理内燃发动机的系统，包括：

•管理单元，其配置成针对所述一系列齿中的索引为k的每个齿，测量将所述齿k与这一系列齿中的索引为k - 1的前一个齿间隔开的时间周期，这称作所述齿k的周期T(k)；以及

• 根据上述第二方面的装置。

在一些实施例中，该装置可以包括在管理单元中。

附图说明

通过阅读下文的说明，能进一步看出本发明的其它特征和优点。这个说明只是示例性的，并且应当参照附图阅读，在附图中：

-图1是示出根据多个实施例的旋转靶标、用于检测旋转靶标的旋转的传感器和传感器信号处理电子器件单元的布置的功能示意图，其中传感器信号处理电子器件单元包括第一比较器和第二比较器；

-图2是根据实施例的包括参照区的带齿靶标的三维视图；

-图3A和图3B是分别示出了在参照区通过传感器前方的过程中低电平传感器信号和高电平传感器信号随着时间的形态的时序图，该时序图每次是针对正常旋转方向（上方的时序图）和反向旋转方向（下方的时序图）；

-图3C是示出与图2中的带齿靶标相关联的传感器信号的随着时间的形态的时序图，该传感器信号在参照区通过传感器前方的过程中具有电平转变，该时序图分别是针对正常旋转方向（上方的时序图）和反向旋转方向（下方的时序图）；

-图4A和图4B分别是与图3C上方的时序图和图3C下方的时序图对应的时序图，其中示出了一系列齿中的所述齿k与索引为k - 1的前一个齿间隔开的持续时间T(k)与一系列齿中的所述齿k - 1与索引为k - 2的前一个齿间隔开的持续时间T(k - 1)的比值R(k)；

-图5是分别针对发动机在反向方向上的旋转和在正常方向上的旋转在传感器信号的每个边沿处的二阶二次的比值R’(k)的值的时序图；以及

-图6A和图6B分别是针对靶标在前向方向上的旋转和在反向方向上的旋转允许比较比值R’(k)的值与比值R(k)的值的时序图。

具体实施方式

例如用于机动车辆的内燃发动机包括至少一个可移动活塞，布置该可移动活塞来改变燃烧室的体积。气体在燃烧室中的吸入和排出最常见地是借助于阀进行的，该阀由至少一个凸轮轴控制。通过燃料在助燃剂中燃烧从而在燃烧室中产生的能量通过每个活塞传输到称为曲柄轴的发动机轴。

内燃发动机的同步包括精确地识别运动部件（活塞、曲柄轴、凸轮轴……）的位置以及发动机循环的时刻（无论此发动机是2冲程型发动机还是4冲程型发动机）。这样使得车载电子器件能以获得最佳运行性能所需要的准确性和精确性来控制发动机的运行，尤其是在涉及燃料或燃料混合物的喷射以及涉及点火（对于受控的点火式发动机）方面。

同步方法实施一些算法，这些算法允许根据发动机的曲柄轴和/或凸轮轴的角位置来确定发动机的位置，其中所述角位置是通过安装在发动机中的传感器所检测的。这些传感器与分别旋转固定到曲柄轴和凸轮轴上的旋转靶标（例如齿轮）协作。

用于检测发动机的反向旋转的方法可以至少部分地有利地使用相对应的硬件和软件构件，尤其是旋转靶标、相关联的传感器和处理电子器件。

在下文中，将更具体考虑对（检测）发动机的曲柄轴的旋转的传感器信号的处理的示例。此示例当然不应理解为限制性的。本发明可以同样适用于（检测）连接到发动机的任何旋转轴的旋转的传感器的信号的处理，尤其是发动机凸轮轴或与发动机联接的变速箱的轴。

参照图1的功能示意图，将考虑本发明应用于机动车辆的内燃发动机的喷射和/或点火的控制器的示例。

控制器1可以实施成如下形式：微控制器（µC），这可以是特定用途集成电路（英语Application Specific Chip，ASIC）、片上系统（英语System-on-Chip，SoC）、可编程逻辑电路或可编程逻辑网络（英语Field Programmable Gate Array，FPGA）等等。但是，本发明不限于这些示例，控制器可以构成更复杂的设备的一部分，其中包括例如包括计算机、存储器、外围设备等等多个集成电路的布置。

微控制器1包括诸如模数转换器、驱动器、输入/输出滤波器等的硬件元件以及软件元件。

如下将描述，根据本发明的实施例的装置可以实施在此微控制器内部。

为此目的，微控制器1包括输入14，该输入用于接收旋转传感器2提供的传感器信号CRK。

传感器2例如以固定的方式定位于旋转靶标3（例如齿轮）附近，传感器2与该旋转靶标3协作以产生信号CRK。“齿轮”这个术语应当理解成它最通用的意思，即，包括允许传感器能在确定的角度区域中标记轮的旋转的结构元件的轮。可以改变这些结构元件的性质和布置。它们可以具有例如如下几何形状：合适方向上的齿、磁性元件（例如磁极）、光学元件或者可通过光电装置标记的元件等等。

为了方便起见，在图1示出的示例中，除了在参照区32处缺失一个齿，齿轮3包括在轮的周边规律地隔开的二十四个齿31。因此，在此示例中，实际齿的数量n等于23(n = 23)，并且虚拟齿的数量m等于1(m = 1)。对于此示例，角度增量大约是15度。但是实际上，以及如背景技术中所述，通常使用的靶标包括36个或60个齿（未考虑参照区中缺失的一个或多个齿），从而分别提供10度或6度的角度增量。

齿轮3旋转固定到可活动轴4，即在此考虑的示例中是发动机的曲柄轴。

微控制器1包括配置成根据来自传感器2的传感器信号CRK控制发动机的同步的元件，特别是软件元件。

原则上，内燃发动机总是在相同的方向上旋转，称为正常旋转方向。然而，如背景技术中指出的，有时候发动机可能无意地在与正常旋转方向相反的方向上被驱动。这被称为发动机的反向旋转。

期望消除在发动机反向旋转的情况下当前所遇到的与曲柄轴相关联的发动机控制计算机的故障。

参照图2，旋转靶标3可以是齿轮，例如该齿轮具有等于255毫米（mm）的直径，在其周边具有一系列齿，这些齿一方面包括规律地隔开的n个实际齿，另一方面包括紧接着的形成参照区32的m个虚拟齿，其中n和m是非零整数。

在一示例中，n个实际齿31中的每一个齿具有宽度等于5 mm（沿着靶标3的外周所测量）的凸起部分，其后跟着宽度等于8.5 mm的凹入部分。

在靶标的参照区32中，该系列的实际齿被中断。靶标的构造的奇点（singularité）在此处更换成数量为m的齿，因此这些齿被称为“虚拟齿”。

通常，靶标的奇点在参照区中包括深度与实际齿的凹入部分相同的凹入部分，其宽度对应于m个虚拟齿的宽度。

在变型中，相反地，奇点有时是高度与实际齿相同的凸起部分，其宽度例如对应于m个虚拟齿的宽度。

在图2所示的本发明的实施例中，参照区32中的靶标的奇点包括交替的至少一个凹入部分36和至少一个凸起部分37，其深度和高度分别对应于例如实际齿31的深度和高度。在一示例中，凹入部分可以具有等于22 mm的宽度，并且凸起部分可以具有等于18 mm的宽度。这些部分的累计宽度对应于参照区32中的m个虚拟齿的宽度。

图3A至图3C的时序图示出了具有与上述情况相对应的奇点的靶标的传感器信号CRK的形态。这些图中所示的信号的部分对应于参照区通过传感器前方，以及参照区之前的多个实际齿和所述参照区之后的多个实际齿。

按照惯例，将前向（Forward，FW）旋转方向称为与发动机在正常工作时的旋转方向相对应的旋转方向。反向的旋转方向将被称为后向旋转方向（Backward，BW）。在图3A至图3C中，正常或前向旋转方向对应于齿从左到右的移动，并且每次通过上方的时序图示出。相反，反向或后向旋转方向对应于齿从右到左的移动，并且每次通过下方的时序图示出。

同样按照惯例，靶标3的一系列n个实际齿31中的第k排的实际齿将由数字k前面加上井号表示，即由符号#k来表示，其中k从1到n变化。在图3A至图3C的时序图上，这些符号布置在索引为k的齿通过传感器前方所产生的信号CRK的有效沿上方。

在图3A至图3C所示的示例中，信号CRK的有效沿是下降沿，信号CRK通过下降沿从高电平转变成低电平（即从高电压（例如5 V）转变成低电压（例如0 V））。然而，本发明不限于该示例，因为在变型中能够调节管理单元1以对信号CKR的上升沿作出反应，该信号CKR通过上升沿从低电平转变成高电平。

在由附图示出并在本说明书中描述的示例中，靶标的实际齿和虚拟齿的总数量n+ m等于60。此外，实际齿的数量n等于58(n = 58)，参照区32中的虚拟齿的数量m等于2(m =2)。

在未示出的其它实施例中，数量m可以大于2，这在检测旋转方向方面具有更好的性能。然而，m越大，用作时钟信号CRK的传感器信号的质量就越低，这是因为在参照区通过传感器前方期间没有检测到信号的规律的边沿。换言之，虚拟齿的数量越大，发动机的角位置的不准确区域增加越多。

通过检测靶标的n个实际齿在传感器前方的通过，可以实时地确定曲柄轴的角位置及其瞬时转速。然后使用这些信息来控制燃料至发动机气缸中的喷射或火花塞的点燃。

图1中的传感器2给出了图3A至3C所示的信号的形式的结果：当靶标的n个实际齿中的一个通过传感器前方时，信号在高电平和低电平中的一个与另一个之间出现转变，随后是反向转变。在传感器信号的每个下降沿（但是同样的操作逻辑也可以应用于每个上升沿）处，在管理单元1中将计数器增量，以便对传感器检测到的齿进行计数，并从其中推断出曲柄轴的角位置。更具体地，曲柄轴的角位置由从参照区开始计数的齿数限定。

因此，通过计算计数器的瞬时值与在检测到最后一个参照区的时刻时计数器的值之间的差值，确定曲柄轴的瞬时角位置。更具体地，曲柄轴的角位置因此是对应于该差值的角度值。

通过测量在两个连续的实际齿之间所经过的时间周期来检测参照区本身。

在所有实施例中，传感器信号在传感器信号的对应于带齿靶标的参照区32通过传感器前方的部分中具有在第一信号电平与第二信号电平之间的至少一次转变，如图3C的时序图中所示。例如，信号CRK的其中信号处于高态的部分的持续时间与所述持续时间和信号的其中信号处于低态的后续部分的持续时间的总和之间的比值被称为信号CRK在参照区中的占空比τ。

例如，传感器信号在所述信号的对应于带齿靶标的参照区32通过传感器前方的部分中的占空比能够被限定成是针对靶标在前向旋转方向上的旋转。

在图3C所示的示例中，传感器信号因此在参照区中具有等于50％的占空比。例如，如图2所示，机械靶标在高电平和低电平下表现出相等的水平段长度。然而，这仅是一示例，实施例并不限于占空比的该值。在检测旋转方向的性能方面，占空比优选在30％至70％之间，或者甚至在40％至60％之间。

例如，可以根据参照区中的虚拟齿的数量n与靶标的齿的总数量n+m之间的比值选择占空比τ的值，但是应注意到，并没有唯一的理想值，因为检测性能也取决于发动机速度。

管理单元1配置成，针对一系列n个齿中的索引为k的每个齿，测量将所述齿k与这一系列齿中的索引为k - 1的前一个齿间隔开的时间周期，这被称为齿k的周期T(k)。以同样的方式，齿k - 1的周期T(k - 1)是将所述齿k - 1与这一系列齿中的索引为k - 2的前一个齿间隔开的持续时间，且依此类推。

在参照区32之外，周期T(k)等于恒定的持续时间T，其仅取决于发动机速度。因此，对于索引为k的齿，其中k大于2并且小于或等于n (2 < k < n)，持续时间T(k)与持续时间T(k - 1)的比值R(k)因此等于1 [R(k) = 1]。

在参照区中，且对于发动机在正常方向FW上的旋转，比值R等于3(R = 3)。它实际上等于T(1)与T(58)的比值。这通过图3A至图3C的上方的时序图来说明。

仍然在参照区中，但是这次是对于发动机在反向方向BW上的旋转，参照区中的比值R(k)等于T(58)与T(1)的比值。对于在图3A和图3B下方的时序图上示出的传感器信号，它也等于3 [R(k)= 3]，这些传感器信号对应于在参照区32通过传感器2前方的过程中信号处在恒定电平的情况。然而，在图3C的下方的时序图所示的情况下，比值R(k)不同于3 [R(k)≠3]，其中传感器信号在对应于参照区32通过传感器2前方的部分中具有第一信号电平与另一信号电平之间的转变。信号CRK的连续边沿之间的持续时间可以等于yT或zT，其中y和z是除1之外的正实数。

因此，只要传感器信号CRK在其对应于参照区通过传感器前方的部分中具有电平的转变，则可以通过监视该比值R(k)的值来检测靶标的旋转方向。

因此，例如，在n等于2(n = 2)的实施例中，如果当R(k)不等于1时[即，当R(k) ≠1时]，R(k)等于三或三分之一[即，当R(k) = 3或当R(k) = 1/3]，靶标和（因此）发动机在正常方向上旋转。对于n等于2(n = 2)的实施例，图4A的时序图示出了这种情况，其中可以看出对于齿＃1（即，对于k = 1），R(k) = 3，并且对于齿＃2（即，对于k = 2），R(k) = 1/3。

相反，如果在R(k)不等于1时[即当R(k) ≠ 1时]，R(k)等于三或三分之一之外的值[即，如果R(k) ≠ 3且R(k) ≠ 1/3]，则靶标和（因此）发动机在反向方向上旋转。这种情况由图4B的时序图示出，仍然是对于n等于2(n = 2)的实施例。在图4B的实施例中，可以看出z = 1.6且y = 2.4。因此：

对于齿#58（即对于k = 58），R(k)= 2.4；

对于齿#57（即对于k = 57），R(k)= 1.6/2.4；

对于齿#56（即对于k = 56），R(k)= 1/1.6。

然而，可能在所有发动机速度下难以区分与图4B中的情况相对应的上述值之一和与图4A的情况相对应的值3或值1/3。特别地，加速或减速阶段可能导致对于靶标的反向旋转的错误检测，或者可能相反地掩盖了反向旋转的真实情况。

这就是为什么此文提供的用于检测靶标的旋转方向的方法的实施例另外使用在文献FR 2 978 542中公开的比值R'(k)来确定表示带齿靶标的实际齿的位置的信息，其中该带齿靶标可旋转地固定到内燃发动机的轴。

通过以下表达式给出具有N阶的上述比值R'(k)：

公式(1)

其中N是大于或等于2的偶数整数。

更具体地，该方法包括对于与靶标的齿相关联的索引k的至少一些值执行的以下步骤，例如当n = 2时对于k = 2，或者连续地对于对应于靶标围绕参照区的角度区域的k值，或者连续地对于k的所有值（即，对于在1到n之间的k）：

a) 通过将齿k - N/2的周期T(k - N/2)相乘N次来计算第一乘积，

c) 计算第一乘积与第二乘积之间的比值，称为R'(k)，以及

d) 在比值R'(k)与第一显著值以及与第二显著值大致相同的情况下，检测靶标的旋转方向，并且因此检测发动机的旋转方向，第一显著值和第二显著值分别表示正常旋转方向上的旋转和与所述正常旋转方向相反的旋转方向上的旋转。

在N等于2(N = 2)、n等于58(n = 58)、m等于2(m = 2)、及占空比τ等于50％、传感器信号的第一显著值等于9的实施例中，传感器信号的第二显著值等于4。但是本发明不限于此示例。因此，其可以应用于其中N、n、m、n + m和/或τ具有与上面给出的这些数据不同的值的实施例，在这种情况下，第一和第二显著值可以分别不同于9和4。

在实践中，比值R'(k)的值与第一和第二显著值的对应关系不一定被认为是相等的关系，至少不是绝对相等的关系。相反，如果满足与这些显著值的接近关系，则确定该对应关系。例如，将比值R'(k)的值与在第一和第二显著值周围的一个或多个阈值进行比较，并且如果满足与这些阈值相关的位置准则，则认为比值R'(k)对应于一个或另一个显著值。更具体地，对于在这里考虑的示例中的第一和第二显著值9和4，阈值可以等于3.5和7，例如：如果R'(k) > 7，则处理电子器件确定R'(k)对应于第一显著值，这意味着靶标正在正常方向上旋转；并且如果3.5 < R'(k) <7，则处理电子器件确定R'(k)对应于第二显著值，这意味着靶标在相反方向上旋转。

同样，已知对于包括在3到n之间的k的值（在本示例中n = 58），也就是说，对于远离参照区的普通齿，R'(k) = 1，并且实际上对于正好在参照区之后的齿，只有m（在本示例中m = 2）个R'(k)的连续值大于1。因此，由于R'(k)的值对应于一个或另一个显著值，所以处理电子器件还能够考虑到重复性，此重复性实际上对应于与由靶标所完成的圈数一致的周期性。例如，R'(k)的值与一个或另一个显著值的对应关系可能必须在靶标的连续几圈上重复，这样才能被认为是被有效地检测到。

在这里考虑的示例的情况下，图5中的时序图给出了在传感器信号的每个边沿处分别由上述公式(1)所计算的值。这些值在纵坐标轴上表示为横坐标轴上示出的时间t的函数，对于与齿#2相关联的传感器信号的边沿用叉（“x”）表示，且对于其它边沿则用加号（“+”）表示。可以看出，在参照区周围，且更具体地，对于齿＃2，值R'(k)(其中k = 2)对于反方向上的旋转（即，图5中在0到8秒之间的t)在4周围（更具体地，总体略高于4）；而值R'(k)(其中k = 2)对于正常方向上的旋转（即图5中在11到17秒之间的t)接近9（以略小的值）。

然而，根据推理，将注意到，对应于检测到在正常方向上的旋转的第一显著值（即在上述示例中为9）与传感器信号CRK在参照区中的占空比τ无关。

相反，对应于检测到在相反方向上的旋转的第一显著值（即在上述示例中为4）与传感器信号CRK在参照区中的占空比τ有关。在其中N等于2并且传感器信号的与参照区通过传感器前方相对应的部分中的传感器信号的占空比τ对于靶标在前向旋转方向上的旋转基本上等于50％的实施例中，传感器信号的第二显著值等于4。

图6A和图6B的每个时序图示出R(k)和R'(k)的值随时间t（在横坐标轴上示出）变化的函数，对于其它边沿在纵坐标轴上用加号（“+”）表示R(k)的值，且在纵坐标轴上用星号（“*”）表示R'(k)的值。

在靶标在前向方向（FW）上的旋转的情况下和在反向方向（BW）上的旋转的情况下，通过与比值R(k)的值相比较，图6A和图6B分别示出了使用比值R'(k)的值的优点。实际上，可以看出，在一种以及另一种情况下所给出的R'(k)的值比R(k)的值更容易区分。

在实施例中，该方法还包括同样根据比值R'(k)确定表示索引为k的齿相对于参照区的位置的信息，如文献FR 2 978 542中所述。因此，对于k的每个值，R'(k)的值的计算仅仅执行一次，但是用于实现两种不同的功能：一方面，确定靶标的角位置（并且通过相对于时间求导，还可选地确定转速），如文献FR 2 978 542所述，且另一方面，根据本说明书给出的实施例检测靶标的正常或反向旋转方向。在这些实施例中，对于所有的k值（即，对于包括在1到n之间的k），连续地计算比值R'(k)。

在其它实施例中，对于所有的k值（即，对于包括在1到n之间的k），连续计算比值R'(k)，即使其并不用于如上文所述地产生表示索引为k的齿相对于参照区的位置的信息。实际上，在这些实施例中，控制电子器件可能不知道靶标的角位置，使得它们不知道由传感器检测到的这些边沿之中的哪些边沿对应于参照区通过传感器前方。

然而，通过前述实施例中给出的且其中m = 2的数值示例，可以看出，对应于正常方向上的旋转的R'(k)的值与对应于反向方向上的旋转的R'(k)的值之间最显著的偏差是对于齿#m获得的，也就是说在此示例中是对于k = 2，且在一般情况下是对于k = m所获得的，且这与比值R'(k)的N阶无关。这就是为什么，如果可以区分与齿#k的通过相对应的边沿，则能够满足于针对k = m计算比值R'(k)。实际上对于R'(k)的这个值，旋转方向的检测性能是最佳的。

在本详细描述和附图中描述和说明了本发明。本发明不限于所提出的实施例。本领域的技术人员在阅读本说明和附图之后，可以推导并且实施其它变型和实施例。

在权利要求书中，术语“包括”不排除其它元件或其它步骤。可以使用单个处理器或多个其它单元来实施本发明。可以有利地组合所提出和/或要求保护的不同特征。这些特征在说明书或不同的从属权利要求中的存在并不排除这种可能性。附图标记不应理解为限制本发明的范围。

Claims

1.一种检测内燃发动机的旋转方向的方法，所述发动机与以下各项相关联：

•带齿靶标（3），其旋转地固定到所述发动机的轴（4），所述带齿靶标包括一系列齿，其一方面包括规律地间隔开的n个实际齿（31），另一方面紧跟着形成参照区（32）的m个虚拟齿，其中n和m是非零整数；

• 传感器（2），其布置成响应于所述带齿靶标的实际齿通过所述传感器前方，产生大致周期性的传感器信号，所述传感器信号具有在第一信号电平与第二信号电平之间的有效沿；以及

•管理单元（1），其配置成针对所述一系列齿中的索引为k的每个齿，测量将所述齿k与这一系列齿中的索引为k - 1的前一个齿间隔开的时间周期，这称作所述齿k的周期T(k)；

所述方法的特征在于，在传感器信号的对应于所述带齿靶标的所述参照区（32）通过所述传感器前方的部分中，所述传感器信号还具有在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间的至少一次转变，所述方法包括针对与所述靶标的齿相关联的索引k的至少一些值所执行的以下步骤：

d) 在所述比值R'(k)与第一显著值以及与第二显著值相对应的情况下，检测所述靶标的旋转方向，并且因此检测所述发动机的旋转方向，所述第一显著值和所述第二显著值分别表示正常旋转方向上的旋转和与所述正常旋转方向相反的旋转方向上的旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，N等于2，所述传感器信号的所述第一显著值等于9。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，在所述传感器信号的对应于所述带齿靶标的所述参照区（32）通过所述传感器前方的部分中的所述传感器信号在所述第一信号电平与所述第二信号电平之间的转变，使得对于所述靶标在前向旋转方向上的旋转，所述传感器信号的占空比在传感器信号的所述部分中包括在30％到70％之间。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，N等于2，并且对于所述靶标在前向旋转方向上的旋转，所述传感器信号的占空比在传感器信号的所述部分中大致等于50％，所述传感器信号的所述第二显著值等于4。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，数量n等于58，并且数量m等于2。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，对于与所述靶标的多个齿相关联的所有的索引k的值执行步骤a)至d)。

7.根据权利要求6所述的方法，其包括根据所述比值R'(k)确定表示索引为k的齿相对于所述参照区的位置的信息。

8. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，仅针对与所述靶标的齿相关联的索引k中的一些值执行步骤a)至d)，其中值k = m。

9.一种包括用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的处理方法的每个步骤的器件的装置。

10.一种内燃发动机管理系统，其特征在于，它包括：

•管理单元（1），其配置成针对所述一系列齿中的索引为k的每个齿，测量将所述齿k与这一系列齿中的索引为k - 1的前一个齿间隔开的时间周期，这称作所述齿k的周期T(k)；以及

•根据权利要求9所述的装置。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述装置包括在所述管理单元（1）中。