CN112392617A - 一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置以及方法，其包括气缸盖，发动机上连接有曲轴传感器和凸轮轴传感器，发动机上还连接有ECU，ECU中装有能获取曲轴传感器和凸轮轴传感器信号并将控制喷油器进行适时喷油的执行模块，气缸盖上加工有连通活塞腔室的插入孔，插入孔中密封连接有铜套，铜套内装有能感应活塞位置的检测传感器，检测传感器的电信号与ECU电连接，ECU中装有能接收检测传感器信号的存储模块，ECU中装有能将存储模块中的信息与标定信息相比较的比较计算模块，比较计算模块将电信号传递给执行模块。本发明可以快速判定发动机实际的上止点位置，对发动机的点火提前角实际值进行修正，保证发动机正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置以及判定和修正方法。
背景技术
发动机曲轴传感器是一种磁电传感器，用于获取发动机转速和曲轴准确角度位置。在飞轮上安装有一个单独用于曲轴传感器的信号盘，这个信号盘被设计成一个带有很多齿的盘，共分成60个齿，其中有个大的缺齿，每当信号盘转过传感器，就会产生一个交流电压，其频率随转速而变化，从而获取曲轴的转动信号。曲轴传感器与凸轮轴传感器一起识别发动机的上止点相对位置，发动机的曲轴和凸轮轴机械安装完成以后，二者的相对位置就固定了，发动机ECU数据是根据曲轴与凸轮轴的机械相对位置标定进去的，从而确定喷油时刻。如果曲轴信号盘和凸轮轴信号盘制作的有问题，同时获取的曲轴信号与凸轮轴信号的相对位置没有发生改变，则最终获取的上止点位置就会出现偏差，这样实际的点火提前角就会出现问题，从而影响发动机的性能，发动机的性能以及排放有可能就会出现不达标的问题。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置，该装置能实时测量出发动机的实际上止点位置，并根据实际上止点的位置、标定的点火提前角以及理论上的上止点相对位置，从而进行实时修正，保证发动机的性能。
为解决上述技术问题，所提供的一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置，其包括连接在发动机上的气缸盖，发动机上连接有曲轴传感器和凸轮轴传感器，发动机上还连接有ECU，ECU中装有能获取曲轴传感器和凸轮轴传感器信号并将控制喷油器进行适时喷油的执行模块，其结构特点在于：所述气缸盖上加工有连通活塞腔室的插入孔，所述插入孔中密封连接有铜套，铜套内装有能感应活塞位置的检测传感器，所述检测传感器的电信号通过线束与ECU电连接，ECU中装有能接收检测传感器信号的存储模块，ECU中装有能将存储模块中的信息与标定信息相比较的比较计算模块，比较计算模块将电信号传递给执行模块。
所述发动机上装有与ECU电连接且接收到比较计算模块信号并发出报警信息的报警模块。
所述铜套的外径与插入孔的内径采用过盈配合结构。
所述铜套底部的底面不高于气缸盖的缸盖火力面。
所述检测传感器为位移传感器或压力传感器。
采用上述结构后，可以快速判定发动机实际的上止点位置，根据实际上止点位置对发动机的点火提前角实际值进行修正，保证发动机正常运行，使发动机的性能与排放能够满足指标要求。对于实际上止点位置与标定的理论上止点相对位置偏差过大时能够报错提示，在发动机出厂前就能避免这类问题发生。
本发明要解决的第二个技术问题是一种发动机实际上止点位置的判定及修正方法，其能实时对发动机的实际上止点进行判定和修正，从而修正点火提前角，保证发动机的性能。该发动机上安装有上述结构的判定及修正装置，其判定及修正方法包括以下步骤：
1）发动机起动，热机后，将发动机稳定运行在设定工况点，该工况点的标定点火提前角为a，理论的上止点角度为b；
2）曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号传递给ECU，检测传感器将活塞的位置信号传递给ECU，ECU结合曲轴传感器的电信号通过逻辑计算计算出实际上止点角度；
3）比较计算模块通过实际上止点角度与理论上止点角度的比较计算获得实际点火提前角c，将实际点火提前角发送给ECU；
4）ECU将实际点火提前角发送给执行模块从而对喷油器的喷油时刻进行控制。
所述发动机工况发生变化时，检测传感器、曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号实时传递给ECU，依次经过上述步骤2）、3）和4），从而对发动机进行实时判定和修正。
所述发动机上安装有上述结构的判定及修正装置，其判定及修正方法包括以下步骤：
1）发动机起动，热机后，将发动机稳定运行在设定工况点，该工况点的标定点火提前角为a，理论的上止点角度为b；
2）曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号传递给ECU，检测传感器将活塞的位置信号传递给ECU，ECU结合曲轴传感器的电信号通过逻辑计算计算出实际上止点角度；
3）比较计算模块通过实际上止点角度与理论上止点角度的比较计算，当实际上止点角度和理论上止点角度的差值大于设定的角度M时，报警模块发出报警，停机操作；当实际上止点角度和理论上止点角度的差值不大于设定的角度M时，计算获得实际点火提前角c，将实际点火提前角发送给ECU，ECU将实际点火提前角发送给执行模块从而对喷油器的喷油时刻进行控制。
采用上述方法后，可以快速判定发动机实际的上止点位置，根据实际上止点位置对发动机的点火提前角实际值进行修正，保证发动机正常运行，使发动机的性能与排放能够满足指标要求。对于实际上止点位置与标定的理论上止点位置偏差过大时能够报错提示，在发动机出厂前就能避免这类问题发生。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种实施例的框架示意图；
图2为图1实施例中检测传感器连接在气缸盖上的结构示意图；
图3为关于曲轴信号盘上的曲轴角度的说明图。
具体实施方式
如图3所示，图中为曲轴信号盘上的角度说明，齿形状为曲轴信号盘上面的各个齿，X代表理论上止点角度，Y代表实际上止点角度，Z代表理论上止点角度与实际上止点角度差值，理论上止点角度X，该角度为发动机ECU对于发动机上止点零点参考角度，一款发动机设计完后，这角度基本都是固定的。实际上止点角度Y，该角度为位移传感器给出实际发动机上止点位置信号时，ECU对于发动机实际上止点位置的角度。理论上止点角度与实际上止点角度差值Z，数值可以为正也可以为负，在发动机的实际运行过程中，上述差值Z的范围为±10°，一旦超出上述范围，发动机必须停机进行整改。
图1和图2所示，本发明提供了一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置的实施例，由于发动机的基本结构为现有技术，在此不再详细描述其基本结构，根据发动机的工作原理以及现有技术，本领域技术人员清楚得知本实施例中的各个部件安装在发动机上的位置，在此也不再详细赘述。图中以及实施例皆给出了发动机的框架结构，为方便理解，介绍现有技术以及相关术语，发动机上止点：上止点是活塞行程的最高点，或者说是气缸容积为最小时活塞的位置。凸轮轴传感器：它是一个气缸判别定位装置，向ECU输入凸轮轴位置信号，是点火控制的主控信号。曲轴传感器：其作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角以及发动机的转速。发动机ECU：电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度成为点火提前角。该实施例中的发动机实际上止点位置的判定及修正装置，包括连接在发动机上的气缸盖1，发动机上连接有曲轴传感器2和凸轮轴传感器3，发动机上还连接有ECU，ECU中装有能获取曲轴传感器和凸轮轴传感器信号并将控制喷油器进行适时喷油的执行模块5，具体执行模块5对喷油器控制的原理以及结构皆为现有技术，在此不想洗赘述所述气缸盖1上加工有连通活塞腔室的插入孔，所述插入孔中密封连接有铜套4，铜套4内装有能感应活塞位置的检测传感器6，所述检测传感器为位移传感器或压力传感器，采用位移传感器可以直接检测活塞的位移量，通过初始的零点设置，可以清楚得知活塞的最高点，采用压力传感器时，可以检测缸内压力，通过计算得知活塞的最高点位置，所述铜套的外径与插入孔的内径采用过盈配合结构，过盈量为0.03mm-0.10mmm，利用铜材料的材料特性结合上述过盈量，从而保证密封连接效果。所述铜套底部的底面不高于气缸盖的缸盖火力面，缸盖火力面为现有技术中的虚拟面，在此不再具体解释，上述结构可以保证检测时的准确性。所述检测传感器的电信号通过线束与ECU电连接，ECU中装有能接收检测传感器信号的存储模块8，ECU中装有能将存储模块中的信息与标定信息相比较的比较计算模块7，比较计算模块7将电信号传递给执行模块5。
在本发明中，所述发动机上装有与ECU电连接且接收到比较计算模块信号并发出报警信息的报警模块，当比较计算模块计算得出的数值大于上述差值Z，即便判定了实际上止点，也应停机进行大范围的修正。
一种发动机实际上止点位置的判定及修正方法，所述发动机上安装有上述结构的判定及修正装置，其判定及修正方法包括以下步骤：
1）发动机起动，热机后，将发动机稳定运行在设定工况点，该工况点的标定点火提前角为a，理论的上止点角度为b；
2）曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号传递给ECU，检测传感器将活塞的位置信号传递给ECU，ECU结合曲轴传感器的电信号通过逻辑计算计算出实际上止点角度；
3）比较计算模块通过实际上止点角度与理论上止点角度的比较计算获得实际点火提前角c，将实际点火提前角发送给ECU；
4）ECU将实际点火提前角发送给执行模块从而对喷油器的喷油时刻进行控制。
所述发动机工况发生变化时，检测传感器、曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号实时传递给ECU，依次经过上述步骤2）、3）和4），从而对发动机进行实时判定和修正。
当发动机上安装有上述结构的报警模块后，一种发动机实际上止点位置的判定及修正方法，包括以下步骤：
1）发动机起动，热机后，将发动机稳定运行在设定工况点，该工况点的标定点火提前角为a，理论的上止点角度为b；
2）曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号传递给ECU，检测传感器将活塞的位置信号传递给ECU，ECU结合曲轴传感器的电信号通过逻辑计算计算出实际上止点角度；
3）比较计算模块通过实际上止点角度与理论上止点角度的比较计算，当实际上止点角度和理论上止点角度的差值大于设定的角度M时，报警模块发出报警，停机操作；当实际上止点角度和理论上止点角度的差值不大于设定的角度M时，计算获得实际点火提前角c，将实际点火提前角发送给ECU，ECU将实际点火提前角发送给执行模块从而对喷油器的喷油时刻进行控制。
本发明还给出了一种实施例，在一台四缸柴油机上进行了验证，该发动机在装配过程中，曲轴信号盘安装位置错位了一个齿的位置，从理论上分析实际上止点位置与理论上止点位置应该偏差6°。在该发动机上连接在上述结构的判定及修正装置，发动机起动成功之后，热机后，运行在100N.m/1500rmp工况点，该点标定点火提前角为5°。ECU正常接收位移传感器信号，通过信号来获取一缸活塞运动轨迹，结合曲轴信号，判断实际上止点位置状态，输出实际上止点角度（基于当前实际上止点的位置相对于曲轴信号盘上缺齿的角度）为102°，理论上止点角度（同样是基于理论上止点的位置相对于曲轴信号盘上缺齿的角度）为108°，得出理论上止点角度与实际上止点角度差值为6°。经过偏差最大和最小值的限值（±10°），输出理论上止点角度与实际上止点角度偏差值状态为TRUE，最终输出实际提前角（标定的提前角+差值）为11°。通过对比发动机性能参数（爆压、油耗、排温、烟度等），修正后的发动机性能能够与开发保持一致，说明本发明能够实现上述功能。
本发明不受上述实施例的限制，在本技术领域人员来说，基于本发明上具体结构的等同变化以及方法步骤的简单替换皆在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种发动机实际上止点位置的判定及修正装置，包括连接在发动机上的气缸盖，发动机上连接有曲轴传感器和凸轮轴传感器，发动机上还连接有ECU，ECU中装有能获取曲轴传感器和凸轮轴传感器信号并将控制喷油器进行适时喷油的执行模块，其特征在于：所述气缸盖上加工有连通活塞腔室的插入孔，所述插入孔中密封连接有铜套，铜套内装有能感应活塞位置的检测传感器，所述检测传感器的电信号通过线束与ECU电连接，ECU中装有能接收检测传感器信号的存储模块，ECU中装有能将存储模块中的信息与标定信息相比较的比较计算模块，比较计算模块将电信号传递给执行模块。
2.根据权利要求1所述的发动机实际上止点位置的判定及修正装置，其特征在于：所述发动机上装有与ECU电连接且接收到比较计算模块信号并发出报警信息的报警模块。
3.根据权利要求1所述的发动机实际上止点位置的判定及修正装置，其特征在于：所述铜套的外径与插入孔的内径采用过盈配合结构。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的发动机实际上止点位置的判定及修正装置，其特征在于：所述铜套底部的底面不高于气缸盖的缸盖火力面。
5.根据权利要求4所述的发动机实际上止点位置的判定及修正装置，其特征在于：所述检测传感器为位移传感器或压力传感器。
6.一种发动机实际上止点位置的判定及修正方法，其特征在于：所述发动机上安装有如权利要求1-5中任一项所述的判定及修正装置，其判定及修正方法包括以下步骤：
1）发动机起动，热机后，将发动机稳定运行在设定工况点，该工况点的标定点火提前角为a，理论的上止点角度为b；
2）曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号传递给ECU，检测传感器将活塞的位置信号传递给ECU，ECU结合曲轴传感器的电信号通过逻辑计算计算出实际上止点角度；
3）比较计算模块通过实际上止点角度与理论上止点角度的比较计算获得实际点火提前角c，将实际点火提前角发送给ECU；
4）ECU将实际点火提前角发送给执行模块从而对喷油器的喷油时刻进行控制。
7.根据权利要求6所述的发动机实际上止点位置的判定及修正方法，其特征在于：所述发动机工况发生变化时，检测传感器、曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号实时传递给ECU，依次经过上述步骤2）、3）和4），从而对发动机进行实时判定和修正。
8.一种发动机实际上止点位置的判定及修正方法，其特征在于：所述发动机上安装有如权利要求2所述的判定及修正装置，其判定及修正方法包括以下步骤：
1）发动机起动，热机后，将发动机稳定运行在设定工况点，该工况点的标定点火提前角为a，理论的上止点角度为b；
2）曲轴传感器和凸轮轴传感器的信号传递给ECU，检测传感器将活塞的位置信号传递给ECU，ECU结合曲轴传感器的电信号通过逻辑计算计算出实际上止点角度；
3）比较计算模块通过实际上止点角度与理论上止点角度的比较计算，当实际上止点角度和理论上止点角度的差值大于设定的角度M时，报警模块发出报警，停机操作；当实际上止点角度和理论上止点角度的差值不大于设定的角度M时，计算获得实际点火提前角c，将实际点火提前角发送给ECU，ECU将实际点火提前角发送给执行模块从而对喷油器的喷油时刻进行控制。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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