CN112823238B - 在反向旋转时稳健的同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是一种用于同步内燃发动机的方法，该内燃发动机包括其上安装有靶标的至少一个凸轮轴、凸轮轴位置传感器和处理单元，该方法根据所确定的靶标的旋转方向发送同步信号或同步故障信号。

Description

在反向旋转时稳健的同步方法

技术领域

本发明涉及一种基于凸轮轴靶标的齿的上升或下降沿的检测来同步内燃发动机，以便确定发动机的位置的方法。

本发明特别适用于在发动机的反向旋转阶段稳健的同步方法的实施。

背景技术

已知为了确定内燃发动机在发动机循环中的位置而既确定发动机曲轴的位置又确定发动机凸轮轴的位置。

为此，至少两个呈带齿的轮的形式的靶标分别牢固地安装在曲轴和凸轮轴上，并且在曲轴和凸轮轴旋转期间，相应的传感器分别检测每个靶标的齿的沿。随后对检测到的数据进行处理，以便从中推断发动机的位置。

关于凸轮轴，特定的同步方法针对其而旨在识别由传感器检测的靶标的每个沿，以便从中推断与速度（以每分钟转数为单位的发动机转速）和发动机位置相关的信息，该信息随后可以与曲轴位置数据进行比较，以便补齐和/或校正这些数据。

该同步方法仅考虑到基于凸轮轴靶标位置而获取到的信息来执行（即没有与曲轴相关的数据），以便在如果曲轴有故障的情况下允许发动机在降级模式下运行。

传统实施的同步方法包括，对于由传感器检测到的凸轮轴靶标的每个齿沿，确定该齿沿的时间显著值（signature temporelle），并且考虑到相对于理论显著值的容差，将该显著值与靶标的每个沿的预先计算的理论显著值进行比较。

如果该比较没有产生任何对应关系，则不执行同步。

如果该比较产生了单个对应关系，则执行同步，并且检测到的沿被识别为其理论显著值对应于检测到的沿的时间显著值的沿。

最后，如果该比较产生了几个对应关系，则对下一个沿重复该方法，以便细化对应关系。

然而，从文献US 2013/151194中已知的这种类型的同步方法并非对于发动机经历的所有情况均稳健。

第一个示例是发动机的反向旋转，其例如在车辆在齿轮啮合的情况下倒行时（例如在斜坡上）发生。

在这种情况下，由凸轮轴靶标的传感器测量的信号可能类似于车辆前进时会被测量的信号，并且其可能导致凸轮轴靶标的沿的错误识别。

例如，在图1a中就是这种情况，其在上部示出了发动机转速随时间变化的曲线（在这种情况下是负的），并且在下部示出了凸轮轴靶标的沿在传感器前面的行进，十字对应于在同步算法的实施过程中识别的沿。同步算法被配置为仅检测向前的前进。然而，在第一区域A1中观察到在反向旋转期间的大约二十个接续的错误检测，并且在第二区域A2中观察到大约二十个接续的其他错误检测，其每次对应于向前旋转，而实际上发动机处于反向旋转。

换言之，在这些区域中，凸轮轴向前旋转的行进被错误地检测到。

在这种情况下，由同步算法提供的信息与源自曲轴靶标位置分析的数据不匹配，这可能在发动机计算机处产生故障或者在确定曲轴位置时不恰当地检测到故障。

在曲轴位置的分析也是错误的情况下，发动机将仅基于凸轮轴的信号以降级模式运行。在这种情况下，如果错误地检测了旋转，则可能会授权燃料的喷射并且会损坏发动机。

另一个示例是发动机突然熄火，即接近发动机停机的一个阶段，在此阶段中，发动机在停机之前，先在一个方向上进行多次回弹，然后在另一个方向上进行多次回弹。

在这种情况下，连续的回弹会导致通过同步算法检测到凸轮轴靶标的非常接近的沿，并且如果没有检测到回弹，则会提供发动机转速非常高的错误信息。那么，由同步算法确定的转速与发动机转速显著不同，这可以被检测为危及车辆及其驾驶员的安全。然后，计算发动机转速的计算机可能被认为是有缺陷的，这产生了涉及更换发动机计算机的故障。

参考图1b，示出了伴随曲轴位置错误检测的发动机转速回弹的情况。在图1b的上部示出了发动机转速，可以看出，由于回弹，发动机转速交替地为正或为负。

在图1b的下部，观察到具有凸轮轴靶标的沿的四个错误检测的区域。这些检测发生在发动机处于与回弹相关的反向旋转阶段时。同样，该错误检测可能在发动机计算机处产生故障。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是至少部分克服现有技术的缺点。特别地，本发明的目的是提出一种同步方法，该方法对于发动机反向旋转的情况是稳健的。

为此，本发明的目的是一种用于同步内燃发动机的方法，该内燃发动机包括：

·至少一个凸轮轴，呈带齿的轮的形式的靶标安装在该凸轮轴上，每个齿包括上升沿和下降沿，该轮具有旋转不对称性；

·凸轮轴位置传感器，适于检测靶标的齿的每个上升或下降沿；和

·用于处理由传感器生成的数据的处理单元，包括存储器，在存储器中，对于靶标的每个齿的每个沿，考虑到靶标的向前旋转来存储沿的理论显著值，并且考虑到靶标的反向旋转来存储沿的理论显著值，每个理论显著值与容差值范围相关联；

该同步方法由处理单元实施，并且包括以下步骤的实施：

·对于齿的每个检测到的沿：

-考虑到靶标的向前旋转而实施用于识别检测到的沿的方法；

-考虑到靶标的反向旋转而实施用于识别检测到的沿的方法；

针对一个旋转方向而实施用于识别检测到的沿的方法包括：

·计算检测到的沿的时间显著值；和

·对应于靶标的所述旋转方向，将检测到的沿的时间显著值与靶标的具有与检测到的沿相同的上升或下降类型的一组沿的理论显著值的容差值范围进行比较；

·确定靶标的旋转方向；和

·根据所确定的靶标的旋转方向发送同步或同步故障信号。

在一个实施例中，如果检测到的沿被确定为对应于向前旋转中的靶标的沿，并且对应于反向旋转中的靶标的沿，并且如果检测到的沿的时间显著值在单个沿的理论显著值的容差值范围内，则将检测到的沿识别为对应于理论显著值的沿，并且如果检测到的沿的时间显著值被包括在多于一个候选沿的理论显著值的容差值范围内，则重复进行计算时间显著值并将其与随后的沿进行比较的步骤，该比较仅利用候选沿之后的沿的理论显著值来实现。

从第三个检测到的沿开始，对于每个检测到的沿，可以通过以下方式限定检测到的沿的时间显著值：

其中，n是检测到的沿的索引，且T_n是在索引为n-1的沿和索引为n的沿之间的持续时间，

并且，与检测到的沿的时间显著值相比较的沿的理论显著值由下式限定：

。

作为替代实施例，从第五个检测到的沿开始，对于每个检测到的沿，检测到的沿的时间显著值可以通过以下方式限定：

其中，n是检测到的沿的索引，且T_n是在索引为n-1的沿和索引为n的沿之间的持续时间，

并且，与检测到的沿的时间显著值相比较的沿的理论显著值由下式限定：

其中，α_n是索引为n的沿与前一个沿之间的角度，其取决于靶标的旋转方向。

有利地，但可选地，当发动机转速下降到预定阈值以下时，与靶标的所有沿的理论显著值中的每个理论显著值相关联的容差值范围缩减。

在一个实施例中，该方法包括，如果在考虑到靶标的向前旋转而实施用于识别检测到的沿的方法的过程中没有检测到任何对应，则发送同步故障信号。

在一个实施例中，该方法包括，如果考虑到向前旋转，检测到的沿被确定为对应于靶标的沿，并且考虑到反向旋转，其不对应于靶标的任何沿，则发送同步信号。

在一个实施例中，通过以下各项之间的比较来实施对靶标的旋转方向的评估：

·针对靶标的向前旋转方向的检测到的沿的时间显著值和对应沿的理论显著值之间的比率的第一对数；和

·针对靶标的向后旋转方向的检测到的沿的时间显著值和对应沿的理论显著值之间的比率的第二对数。

有利地，但是可选地，如果第一对数和第二对数之间的差大于预定的裕度值，则旋转方向被确定为向后旋转方向。

在一个实施例中，该方法包括：

·如果靶标的旋转方向是向前旋转，则发送同步信号；及

·如果靶标的旋转方向是反向旋转，则发送同步故障信号。

可选地，同步信号或同步故障信号的发送也取决于由处理单元发送的先前的同步信号或同步故障信号而执行。

例如，处理单元可以适于生成外部同步变量，该外部同步变量可以取形成同步信号的第一值和取形成同步故障信号的第二值，并且其中，当靶标的旋转方向被确定为向后时，如果外部同步变量具有第一值，则计数器递减，并且仅当计数器达到零值时外部同步变量才取第二值。

在另一个实施例中，在丧失同步的情况下，处理单元适于仅在检测到被确定为对应于靶标的向前旋转的预定数量的连续沿的情况下才发送下一个同步信号。

在一个实施例中，同步方法由发动机实现，该发动机包括：

·进气凸轮轴和排气凸轮轴，靶标分别安装在每个轴上，其中至少一个靶标具有旋转不对称性；和

·分别用于感测每个凸轮轴的位置的两个位置传感器；和

·两个处理单元，每个处理单元适于处理由相应的位置传感器生成的数据，处理单元适于生成外部同步变量，该外部同步变量可以取指示同步的第一值和指示同步故障的第二值，

其中，如果对应于非对称靶标的处理单元在用于确定凸轮轴的旋转方向的步骤完成时生成同步故障信号，则另一个处理单元被配置为针对其所对应的凸轮轴生成同步故障信号。

本发明的另一个目的是一种计算机程序产品，当其由适于实现根据前面描述的同步方法的计算机实施时，其包括用于实施该方法的代码指令。

本发明还涉及一种内燃发动机，其包括：

·至少一个凸轮轴，呈轮的形式的靶标安装在该凸轮轴上，该轮包括分布在其圆周上的多个齿，每个齿包括上升沿和下降沿，该轮具有旋转不对称性；

·凸轮轴位置传感器，其适于检测靶标的齿的每个上升或下降沿；和

·处理单元，从传感器接收沿的检测信号，并被配置为实施根据前面描述的同步方法。

所提出的同步方法对于发动机的反向旋转是稳健的，因为它允许通过同时考虑轮的向前旋转和反向旋转而实施检测到的沿的识别来检测这种反向旋转。如果检测到的沿对应于轮的两个可能的旋转方向上的沿，则在下一个沿确定旋转方向。

如果旋转方向是反向旋转，则即使对于对应于向前旋转的沿也检测到对应，也防止同步。

在发动机包括两个凸轮轴的情况下，如果检测到两个凸轮轴中的一个反向旋转，则本发明还允许防止两个凸轮轴的同步。

附图说明

本发明的其他特征、目的和优点将从以下描述中变得明显，该描述纯粹是说明性的而非限制性的，并且必须参考附图来阅读，其中：

·已经描述的图1a示出了在发动机反向旋转的情况下现有技术的同步算法出错的情况；

·同样已经描述的图1b示出了在发动机失速的情况下现有技术的同步算法出错的情况；

·图2a示意性地示出了内燃发动机的示例，其中可以实现同步算法；

·图2b示意性示出了发动机计算机；

·图2c示出了凸轮轴靶标的示例；

·图3a示意性示出了根据本发明一个实施例的同步方法的主要步骤；

·图3b示意性示出了根据本发明另一实施例的同步方法的主要步骤；

·图3c示意性示出了根据本发明另一实施例的同步方法的实施；

·图4a示意性地示出了用于识别沿的方法的实施；

·图4b示意性地示出了同步方法在包括两个凸轮轴的发动机中的实施。

具体实施方式

内燃发动机

图2a示意性地示出了内燃发动机M，其包括一组可移动的活塞80，活塞80在各自的气缸82中在上死点和下死点之间移动，发动机M还包括曲轴9，借助于各自的连杆84，由气缸中活塞的运动驱动曲轴9。

曲轴通过正时皮带90使至少一个凸轮轴91旋转，凸轮轴91的旋转连续地导致进气阀92和排气阀93打开和关闭。

在一个实施例中（未示出），发动机M可以包括两个凸轮轴91，包括被称为进气凸轮轴的凸轮轴和被称为排气凸轮轴的凸轮轴，进气凸轮轴的旋转允许进气阀打开和关闭，而排气凸轮轴的旋转允许排气阀打开和关闭。

曲轴9包括带齿的轮93，带齿的轮93包括在其圆周上均匀分布的一组齿。曲轴角位置传感器94面向带齿的轮93定位，并适于检测轮的每个齿的通过，并由此推断曲轴的角位置。

呈带齿的轮1形式的靶标安装在凸轮轴91上或每个凸轮轴上，靶标的一个示例如图2c所示。靶标1包括分布在其周边上的一组齿，每个齿包括上升沿和下降沿。靶标的齿有利地是不均匀的，以允许从靶标的一组沿中单独识别每个沿。

凸轮轴位置传感器2（例如，霍尔效应单元、磁阻单元类型等）位于带齿的轮的前面，并适于检测靶标的齿的每个上升或下降沿。

参照图2b，发动机M还包括发动机计算机95，发动机计算机95包括处理单元21，处理单元21包括例如处理器22或微控制器以及存储器23，处理单元21被配置为基于由传感器2检测到的上升沿或下降沿的原始信号来实现将在下文中进一步详细描述的同步方法，并且其中用于其执行的代码指令被存储在存储器23中。

为了实现同步方法，处理单元21有利地被配置为基于来自检测器的数据生成外部同步变量Vsyn，其可以取指示同步的值（Vsyn=Synok）和指示同步故障的第二值（Vsyn=Wtsyn）。在发动机起动期间，同步变量被初始化为指示同步故障的值Wtsyn。外部变量指的是旨在由处理单元传输到发动机计算机95的功能块950或其他部件的变量，以便实施需要获知凸轮轴位置的方法，例如燃料喷射、点火、可变正时等。相反，接下来，将仅在由处理单元执行的算法中使用的且不被传输到发动机计算机的其他块的变量称为内部变量。

处理单元21还生成另一外部变量Idft，该外部变量Idft表示靶标的已经被识别为对应于由检测器检测到的沿的沿。

发动机计算机95有利地包括其他处理模块950，其适于接收曲轴9的角位置信号以及由处理单元21生成的外部变量，并由此推断每个时刻的发动机循环状态，并实施控制方法，例如燃料的喷射和点火。

同步方法

参考图3、4a和4b，现在将描述由凸轮轴位置传感器的处理单元实现的同步方法。在图3a至3c中，Y表示是，且N表示否。

该同步方法包括，在由检测器接收到沿的检测信号时，并行地实施两种用于识别检测到的沿的方法100，其中一种识别方法考虑到靶标的向前旋转而实施，且一种识别方法考虑到靶标的反向旋转而实施。

识别方法

为了实施每个识别方法100，处理单元21有利地被配置为生成内部识别变量，该内部识别变量适于在识别沿时取第一值，并且在未识别沿时或只要未识别沿，则取第二值。

由于对靶标的相反的两个旋转方向并行地实施两种识别方法100，因此处理单元生成两个内部识别变量，分别对应于靶标的每个旋转方向。针对靶标的向前旋转，将沿的内部标识变量记为IdFW；针对靶标的反向旋转，将沿的内部标识变量记为IdBW。

当识别出一个沿时，变量IdFW和IdBW分别取值IdFWok和IdBWok，当没有识别出沿时，变量IdFW和IdBW分别取值WtIdFW和WtIfBW。

参考图4a，用于识别检测到的沿的方法的实施（无论这是用于向前旋转还是向后旋转）包括计算检测到的沿的时间显著值的第一步骤110。

图2c示出了凸轮轴靶标的示例，并且在上部示出了由检测器生成的相应信号。由箭头指示靶标的向前旋转方向。该图的上部示出了由于靶标的每个沿的检测而产生的电信号，靶标的上升沿的检测对应于电信号的下降沿。

在一个实施例中，检测到的沿的时间显著值由下式限定：

其中，n是检测到的沿的索引，且T_n是齿（或凹陷）的在沿n之前的持续时间，即沿n-1的检测和沿n的检测之间经过的时间。

在该实施例中，可以从第三个检测到的沿开始计算时间显著值。

在替代实施例中，检测到的沿的时间显著值由下式限定：

在该实施例中，只能从第五个检测到的沿开始计算时间显著值。

这两个实施例之间的选择是为给定的发动机设定的，并且取决于靶标上的沿的数量和/或齿的形状。例如，如果靶标包括少量的齿或者如果几个齿相同，则优选使用第一种方法。第二种方法则针对其他情况使用，因为它在加速和减速的情况下更稳健。

再次参考图4a，在步骤120期间，将检测到的沿的时间显著值与靶标的具有与检测到的沿相同类型的至少一个沿的预先计算并记录在存储器中的理论显著值进行比较，并且针对靶标的两个可能的旋转方向这样做。有利地，在步骤120的第一次迭代期间，（在两个旋转方向上）将检测到的沿的时间显著值与靶标的具有与检测到的沿相同类型的所有沿的理论显著值进行比较。如下文进一步详细描述的，在步骤120的后续迭代期间，该比较只能针对靶标的沿中的某一些来进行。

如前所述，靶标的齿有利地是不均匀的，使得沿的理论显著值可以允许识别该沿。在这方面，沿的理论显著值不一定是唯一的，但是可以通过增加沿的类型（上升或下降）以及可选地也通过增加对序列的约束来使得可以进行识别。例如，可以找到具有相同值但对应于两种不同类型沿的两个理论显著值，使得单个理论显著值不对应于一个检测到的沿。

根据另一个实施例，可以找到两个理论显著值，它们具有相同值，但其后面（对于下一个沿，对于所考虑的旋转方向）是两个不同的理论显著值。然后可以通过消除法来识别该沿。

此外，靶标有利地具有旋转不对称性，其允许基于检测到的沿的时间显著值与为靶标的沿而计算的理论显著值的比较来区分靶标的旋转方向。为此，靶标被有利地设计成使得靶标的主面不具有任何轴对称性。图2c示出了允许识别沿的靶标的非限制性示例。

以这样的方式，对于靶标的所有沿，至少遵循以下两个条件中的一个：

·考虑到靶标的向前旋转而为一个沿计算的理论显著值不同于考虑到靶标的反向旋转而为同一沿计算的理论显著值；或者

·如果一个沿的理论显著值对于靶标的两个旋转方向是相同的，那么一个或多个后面沿的一个或多个理论显著值在靶标的两个旋转方向之间是不同的。

因此，在存储器23中为每个沿存储针对靶标向前旋转的沿的理论显著值，以及针对靶标反向旋转的沿的理论显著值。还存储了针对两个旋转方向的沿的类型。在一个旋转方向中的上升沿对于相反的旋转方向则变为下降沿。

在第一实施例中，理论显著值由下式限定：

其中，α_n是索引为n的沿与前一个沿之间的角度（图2c中考虑到沿z而示出了一些角度）。根据考虑靶标为向前旋转或反向旋转，在所考虑的沿之前的沿也是不同的，这也解释了针对每个旋转方向的理论显著值的计算。

反向旋转的靶标的沿的理论显著值也可以看作是向前旋转中反向靶标（或在镜子中看到的）的相同沿的理论显著值。

如果根据上述第一等式计算沿的时间显著值，则保留该实施例：

作为替代实施例，沿的理论显著值使用以下等式来计算：

该替代实施例是在如下的只能从第五个检测到的沿开始计算时间显著值的情况下实施的：

有利地，为了将检测到的沿的时间显著值与靶标的沿的理论显著值进行比较，为每个理论显著值提供容差范围。

对于每个沿的理论显著值τ_th(n)，该容差范围由

限定，其中k是严格大于1的容差系数，有利地包括在2和3之间，且例如包括在2和2.5之间。

通过确定检测到的沿的时间显著值是否包括在容差范围内，来执行检测到的沿的时间显著值与沿的理论显著值的比较。

如果在步骤120完成时，检测到的沿不对应于靶标的同一类型沿的任何理论显著值，即检测到的沿的时间显著值不包括在靶标的具有相同上升或下降类型的沿的理论显著值的任何容差范围内，则该方法在步骤130停止，其中检测到的沿没有被识别，并且内部识别变量取第二值WtIdFW/WtIdBW。

如果在步骤120完成时，检测到的沿对应于靶标的同一类型的单个沿（即检测到的沿的时间显著值包括在同一类型沿的理论显著值的容差范围内），则识别方法在步骤140停止，其中检测到的沿被识别为其理论显著值对应于该沿的时间显著值的沿，并且内部识别变量取第一值IdFWok/IdBWok。

最后，如果在步骤120完成时，检测到的沿对应于靶标的多个候选沿，即检测到的沿的时间显著值被包括在多个沿的理论显著值的容差范围内，则内部识别变量取150第二值WtIdFW/WtIdBW，并且通过为了步骤120的比较而仅使用紧接着候选沿的沿（这些沿取决于靶标的旋转方向）来对随后的沿再次执行步骤110和120。可以重复步骤110和120，直到出现唯一的对应140，或者直到没有出现任何对应130，在这种情况下，从下一个沿开始再次正常执行步骤110和120。

当然，识别方法是针对每个检测到的沿实施的，因此每个步骤130、140、150之后是针对下一个检测到的沿再次迭代执行方法100。

有利地，但可选地，方法100的下一次迭代取决于前一次迭代的结果。

因此，有利地，在步骤140完成时（其中已经识别了单个沿），在方法100的下一次迭代期间，仅将下一个检测到的沿的时间显著值与单个理论显著值进行比较，该理论显著值是先前已经识别的沿的下一个沿的显著值。在没有对应的情况下，同步丧失，内部标识变量取第二值WtIdFW/WtIdBW。

在步骤130完成时（其中没有识别任何沿），在方法100的下一次迭代期间，根据时间显著值和理论显著值的计算模式，有可能分别等待三个或五个沿的检测，以便不保留没有识别出任何沿的先前检测时间。

进一步参考图3a至3c，同步方法的剩余部分取决于并行地实施的两种识别方法100的结果。

如果只针对靶标的向前旋转发生了沿的识别（内部变量处于IdFWok状态），则由处理单元生成的同步变量Vsyn取同步值synok（步骤210）。有利地，处理单元21还生成指示被识别为对应于检测到的沿的沿的信号（以识别检测到的沿的值传输外部变量ldft）。

如果针对靶标的向前旋转没有发生任何沿的识别（内部变量处于WtIdFW状态），则由处理单元生成的同步变量取同步故障值（WtSyn-步骤220）。实际上，在这种情况下，即使已经针对靶标的反向旋转方向检测到沿，也不应发生同步。

最后，如果针对靶标的向前旋转（IdFWok）和反向旋转（IdBWok）发生了沿的识别，则该方法包括确定靶标的旋转方向的附加步骤230。

为此，在步骤231中，对于针对靶标的两个旋转方向识别的沿，确定检测到的沿的时间显著值和对应沿的理论显著值之间的差别。

该差别有利地被计算为沿的时间显著值和理论显著值之间的比率。

然后，在步骤232中，在两个差别的对数的绝对值之间进行比较，以便确定靶标的旋转方向。如果在沿的时间显著值和针对反向旋转的对应沿的理论显著值之间的差值带有裕度地小于针对向前旋转的相同差值，则靶标被认为是反向旋转的。有利地，当下列关系被验证时，确定反向旋转发生：

其中Id _FW 是在向前旋转方向中实施方法100时识别的沿，Id _BW 是针对反向旋转方向实施方法100时识别的沿，τ _thFW 和τ _thBW 是沿向前和向后方向识别的沿的各自理论显著值，且m是容差裕度。

如果旋转方向被确定为向前方向233，则同步变量取同步值（Synok），并且处理单元还生成信号，该信号指示在向前旋转方向上被识别为检测到的沿的沿。

如果旋转方向被确定为向后方向234，则同步变量取同步故障值WtSyn。

在图3b示意性示出的一个实施例中，设置了计数器，其目的是在丧失同步之前检测优先对待反向旋转的连续数量的比较。计数器被表示为cpt，并被初始化为值N。

在这种情况下，如果同步变量先前具有同步值Synok （235），则对于在步骤232完成时旋转方向被确定为向后方向的连续的每个检测到的沿，同步变量保持同步值Synok并且计数器递减，并且仅在计数器达到零值时同步变量才取同步故障值WtSyn（即发生了同步丧失）。

在这种情况下，只要计数器尚未达到零值（步骤236），每当旋转方向被确定为反向时，计数器就递减，外部同步变量保持同步值Synok，并且根据类似于上述步骤233的步骤，处理单元生成信号（Idft），该信号指示在向前旋转方向上被识别为检测到的沿的沿。

这允许不立即丧失同步，以免出现一些测量错误。有利地，计数器的初始值包括在1和5之间。该值低于5的事实允许在丧失同步之前限制测量误差。

一旦同步方法导致上述情况220、210或234中的一者，计数器cpt就被恢复到其初始值。

作为替代实施例，计数器cpt可以被初始化为0，并且可以在每次旋转方向被确定为反向方向时递增，直到达到导致同步丧失的最大值N，或者直到它被重置。

在图3c示意性示出的另一个实施例中，如果同步已经丧失，即例如在上述情况234或220期间，同步变量已经从同步值Synok转变为非同步值WtSyn，则只有当足够数量的连续的检测到的沿对应于靶标的向前旋转时，才会实施同步的恢复。

为此，将计数器cpt'设置为例如大于或等于1的初始值N'，优选地严格大于1，例如等于靶标的齿数。

然后，在对每个检测到的沿实施同步方法的过程中，当检测到的沿被识别为靶标在向前旋转方向上的沿（情况210、233）并且外部同步变量Vsyn具有同步故障值WtSyn时，外部同步变量Vsyn保持同步故障值WtSyn，并且计数器递减直到其值为零。当计数器cpt'达到零值时，则对于对应于靶标向前旋转的接连的下一个检测到的沿，同步变量VSyn因此取同步值Synok。

该计数器允许在确认同步之前，验证发动机已稳健地返回到向前旋转状态。

作为替代实施例，计数器cpt'可以被初始化为0，并且每当检测到的沿被识别为靶标在向前旋转方向上的沿时则递增，直到达到最大值N'，其导致由同步变量取同步值，或者如果检测到向后旋转方向，或者一旦恢复同步（从值WtSyn转变为值Synok），则重置它。

在一个实施例中，同步方法对于发动机失速阶段也是稳健的。

发动机失速阶段通常发生在发动机停机止前不久，因此通常发生在发动机转速降低期间。

因此，当实施上述同步方法时，如果发动机转速下降到预定阈值以下，则在向前和反向方向上，检测到的沿的时间显著值与靶标的所有沿的理论显著值的比较有利地以与上述标准情况下的容差范围相比缩减的容差范围来实施。

这使得沿的识别变得更加严苛，且因此丧失同步，而不是错误地识别沿。

为此，有利地，在处理单元的存储器中，在靶标的旋转方向上考虑的每个沿与称为标准容差范围的容差范围和称为缩减的容差范围的容差范围相关联，其中一个或另一个是根据发动机转速的发展而选择的。

对于缩减的容差范围，容差系数k'严格小于上面介绍的容差系数k。例如，容差系数k'有利地比标准容差范围的容差系数k小30%至50%。

发动机转速阈值（低于该阈值时，容差范围是缩减的）小于所考虑发动机的怠速转速。有利地，它小于或等于600转每分。

有利地，在从标准容差到缩减的容差的转变期间，还触发延时，使得容差保持为缩减的，直到延时已经过去并且发动机转速已经返回到发动机转速阈值以上，或者直到同步丧失已经实际地发生，其中容差则恢复到其标准值。

该延时允许在整个失速期间保持缩减的容差状态，以避免在此期间出现不正确的同步。

参照图4b，当发动机包括进气凸轮轴和排气凸轮轴时，每个凸轮轴包括靶标和相应的位置传感器，两个靶标中的至少一个具有旋转不对称性，并且有利地，两个靶标都是不对称的。

在这种情况下，发动机计算机95包括专用于每个传感器的处理单元21，即适于处理用于检测每个传感器的沿的信号。

如果两个靶标都是不对称的，则对应于两个传感器的处理单元21适于实现根据前面描述的同步方法。这是图4b中示意性示出的情况。

如果只有一个靶标是不对称的，则相应的处理单元21适于实施这种同步方法，而另一个处理单元适于仅通过寻找在检测到的沿和被认为向前旋转的靶标的沿中的一者之间的对应关系来实施同步方法（如果靶标是对称的，则无论旋转方向如何，沿的理论显著值是相同的）。

在所有情况下，如果通过处理单元21中的至少一个来实施同步方法时在步骤250中检测到反向旋转，则两个处理单元21被配置成使得由每个处理单元生成的同步变量取同步故障值（260），即使另一个处理单元已经识别出在靶标的向前旋转方向上的靶标的沿。已经将索引1和2添加到对应于两个凸轮轴的处理单元的同步变量的值中。

Claims (16)

1.一种用于同步内燃发动机的同步方法，所述内燃发动机包括：

·至少一个凸轮轴(91)，呈带齿的轮的形式的靶标(1)安装在所述凸轮轴上，每个齿包括上升沿和下降沿，所述轮具有旋转不对称性；

·凸轮轴位置传感器(2)，其适于检测所述靶标的齿的每个上升或下降沿；和

·用于处理由所述传感器(2)生成的数据的处理单元(21)，包括存储器(23)，在所述存储器中，对于所述靶标的每个齿的每个沿，考虑到靶标的向前旋转来存储沿的理论显著值，并且考虑到靶标的反向旋转来存储沿的理论显著值，每个理论显著值与容差值范围相关联；所述同步方法由所述处理单元（21）实施，并且包括以下步骤的实施：

·对于齿的每个检测到的沿：

-考虑到靶标的向前旋转而实施用于识别检测到的沿的方法(100)；

-考虑到靶标的反向旋转而实施用于识别检测到的沿的方法(100)；

针对一个旋转方向而实施用于识别检测到的沿的方法(100)包括：

·计算所述检测到的沿的时间显著值；和

·对应于靶标的所述旋转方向，将所述检测到的沿的时间显著值与靶标的具有与所述检测到的沿相同的上升或下降类型的一组沿的理论显著值的容差值范围进行比较(120)；

·确定靶标的旋转方向；和

·根据所确定的靶标的旋转方向发送同步信号或同步故障信号。

2.根据权利要求1所述的同步方法，其中，如果所述检测到的沿被确定为对应于向前旋转中的靶标的沿，并且对应于反向旋转中的靶标的沿，并且如果所述检测到的沿的时间显著值在单个沿的理论显著值的容差值范围内(140)，则将所述检测到的沿识别为对应于所述理论显著值的沿，并且如果所述检测到的沿的时间显著值被包括在多于一个候选沿的理论显著值的容差值范围内(150)，则重复进行计算时间显著值并将其与随后的沿进行比较(120)的步骤，所述比较(120)仅利用候选沿之后的沿的理论显著值来实现。

3.根据权利要求2所述的同步方法，其中，从第三个检测到的沿开始，对于每个检测到的沿，可以通过以下方式限定检测到的沿的时间显著值：

其中，n是检测到的沿的索引，τ_R(n)是检测到的沿的时间显著值，且T_n是在索引为n-1的沿和索引为n的沿之间的持续时间，

并且，与检测到的沿的时间显著值相比较的沿的理论显著值由下式限定：

τ_th(n)是检测到的沿的理论显著值，a_n是在索引为n的沿和前一个沿之间的持续时间，前一个沿取决于靶标的旋转方向。

4.根据权利要求2所述的同步方法，其中检测到的沿的时间显著值由下式限定：

从第五个检测到的沿开始，对于每个检测到的沿，由下式限定：

其中，n是检测到的沿的索引，τ_R(n)是检测到的沿的时间显著值，且T_n是在索引为n-1的沿和索引为n的沿之间的持续时间，

并且，与检测到的沿的时间显著值相比较的沿的理论显著值由下式限定：

其中，τ_th(n)是检测到的沿的理论显著值，α_n是索引为n的沿与前一个沿之间的角度，其取决于靶标的旋转方向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的同步方法，其中，当发动机转速下降到预定阈值以下时，与靶标的所述一组沿的理论显著值中的每个理论显著值相关联的容差值范围缩减。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的同步方法，包括，如果在考虑靶标的向前旋转而实施用于识别检测到的沿的方法(100)的过程中没有检测到任何对应，则发送(220)同步故障信号(Wtsyn)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的同步方法，包括：如果考虑到向前旋转，所述检测到的沿被确定为对应于靶标的沿，并且考虑到反向旋转，其不对应于靶标的任何沿(210)，则发送同步信号(Synok)。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的同步方法，其中通过以下各项之间的比较来实施对靶标的旋转方向的评估：

·针对靶标的向前旋转方向，检测到的沿的时间显著值和对应沿的理论显著值之间的比率的第一对数；和

·针对靶标的向后旋转方向，检测到的沿的时间显著值和对应沿的理论显著值之间的比率的第二对数。

9.根据权利要求8所述的同步方法，其中，如果第一对数和第二对数之间的差大于预定的裕度值，则旋转方向被确定为向后旋转方向。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的同步方法，包括：

·如果靶标的旋转方向是向前旋转，则发送同步信号；及

·如果靶标的旋转方向是反向旋转，则发送同步故障信号。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的同步方法，其中，同步信号或同步故障信号的发送也取决于由处理单元发送的先前的同步信号或同步故障信号而执行。

12.根据权利要求11所述的同步方法，其中，所述处理单元适于生成外部同步变量(Vsyn)，所述外部同步变量可以取形成同步信号的第一值(Synok)和形成同步故障信号的第二值(WtSyn)，并且其中，如果当所述靶标的旋转方向被确定为向后(234)时所述外部同步变量(VSyn)取第一值(Synok)，则计数器(cpt)递减，并且仅如果所述计数器达到零值，所述外部同步变量(VSyn)才取第二值(WtSyn)。

13.根据权利要求11所述的同步方法，其中，在丧失同步的情况下，所述处理单元适于仅在检测到被确定为对应于所述靶标的向前旋转的预定数量的连续沿的情况下才发送下一个同步信号。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的同步方法，其由发动机(M)实现，所述发动机包括：

·进气凸轮轴(91)和排气凸轮轴(11)，靶标(1)分别安装在每个轴上，其中至少一个靶标具有旋转不对称性；和

·分别用于感测每个凸轮轴(91)的位置的两个位置传感器(2)；和

·两个处理单元(21)，每个处理单元(21)适于处理由相应的位置传感器(2)生成的数据，所述处理单元(21)适于生成外部同步变量(VSyn)，所述外部同步变量可以取指示同步的第一值(Synok)和指示同步故障的第二值(Wtsyn)，

其中，如果对应于非对称靶标的处理单元(21)在用于确定凸轮轴的旋转方向的步骤完成时生成同步故障信号(WtSyn1)，则另一个处理单元被配置为针对其所对应的凸轮轴生成同步故障信号(WtSyn2)。

15.一种计算机可读介质，在其上存储代码指令，所述代码指令当其由计算机(22)实施时，用于实施如权利要求1至14中任一项所述的同步方法。

16.一种内燃发动机(M)，其包括：

·至少一个凸轮轴(91)，呈轮的形式的靶标(1)安装在所述凸轮轴上，所述轮包括分布在其圆周上的多个齿，每个齿包括上升沿和下降沿，所述轮具有旋转不对称性；

·凸轮轴位置传感器(2)，其适于检测所述靶标的齿的每个上升或下降沿；和

·处理单元(21)，从传感器接收沿的检测信号，并被配置为实施根据权利要求1至14中任一项所述的同步方法。

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