CN112888916A - 用于确定机动车辆的曲轴位置的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于确定机动车辆的曲轴位置的方法，所述机动车辆的曲轴设有：旋转靶，所述旋转靶包括在其周边上均匀分布的基标和标记；以及传感器，所述传感器被配置为发送电信号，所述电信号包括在基标或所述标记在传感器前面通过期间出现的一系列沿，其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑对于标记之前的每一个沿，‑确定沿的检测时间，然后根据曲轴的旋转速度估计下一个沿的检测时间，‑确定下一个沿的检测时间,然后计算沿的检测的估计时间和确定时间之间的时间差，‑根据下一个沿的检测时间和时间差来确定角度误差，‑如果确定角度误差的绝对值高于阈值，则确定异常沿的存在，并且将相关联的基标号存储在第一错误列表中，‑在标记通过时，‑如果第二错误列表不存在，则将第一错误列表复制到第二错误列表，‑根据错误列表来调整至少一个出现次数计数器，并且‑如果确定错误不是暂时的，则校正其基标号存储在第二错误列表中的沿，并且根据包括沿的信号发送曲轴位置信号。

Description

用于确定机动车辆的曲轴位置的方法

技术领域

本发明的技术领域是用于控制内燃发动机的方法，且更具体地是能够校正相位的方法。

背景技术

内燃发动机的燃烧循环包括多个阶段，这些阶段在每个气缸中的发生在时间上是岔开的。为了使燃烧循环正常进行，有必要有一个可靠的时间参考，在此基础上确定每个气缸的每个相位。

这种参考借助于与旋转靶（cible rotative）相关联的曲轴传感器获得的，该旋转靶设有分布在其周边上的基标（repère）。基标通常是磁性的，或者是呈齿的形式，或者是埋入靶的主体中。曲轴传感器的作用是根据基标的通过来确定电信号。大多数情况下，它安装在发动机飞轮附近，发动机飞轮用作旋转靶或承载这样的靶。

旋转靶的旋转导致磁通量的周期性变化，这种变化是由于基标的通过引起的，这些变化被传感器转换成电压变化，然后被发送到发动机管理计算机。电压变化包括上升沿和下降沿，它们形成与基标在传感器前面的通过同步的周期性信号。上升沿在基标每次在传感器的前面通过时出现，并且在本说明书的剩余部分中被认为是所讨论的沿。根据电压变化和接连的沿，计算曲轴的旋转速度和角度位置，以便获得确定喷射点和调整点火点提前所需的基本数据。

旋转靶具有标记（signature），也称为间隙或长齿，通常对应于两个缺失的基标，并允许为曲轴位置限定一个参考。这样的标记产生不同于其他基标的信号，从而允许确定旋转靶何时已经完成完整的一圈旋转。

通常使用的旋转靶包括分布在旋转靶周边上的60个基标，以及两个接连的移除的基标以创建标记。这样的靶称为60-2旋转靶。

当使用60-2旋转靶时，传感器每6°（6 °= 360°/60个基标）接收一个信号。在接收每个沿时，发动机的位置增加了6°。在基标之间，通过使用在与前一气缸相同的位置处确定的暂时速度和速度梯度来预测发动机的位置。

在噪声或干扰影响传感器信号的情况下，可能会检测到额外的沿或缺失的沿，导致认为与预期的基标相比，分别存在额外的基标或缺失的基标。可能会由集中在基标凹槽中的铁屑产生额外的沿。在冲击靶的情况下，可能会检测到缺失的沿。

这些额外的沿或缺失的沿扰乱了发动机位置的计算，并因此在该确定中产生不准确性。用于燃烧的参数不再按最佳顺序排列，且可能会产生污染。

当检测到太多缺失的或额外的沿时，发动机位置的计算进入降级模式。在这种情况下，使用由固连至凸轮轴的靶而生成的沿来重新计算发动机的位置。后者不如曲轴旋转靶精确，因为它的基标数量比曲轴旋转靶的基标数量更少。

因此，存在额外的或缺失的沿的延迟检测的问题。

发明内容

本发明的一个目的是更快速地检测额外的或缺失的沿，特别是为了尽可能延迟发动机控制向降级模式的可能的转变。

还存在一个问题，与以下事实有关：即不可能同时检测到缺失的沿和额外的沿的存在。然而，这种情况会使曲轴的在两个出错的沿之间的位置确定发生扭曲。

本发明的主题是一种用于确定机动车辆的曲轴位置的方法，该机动车辆的曲轴设有：旋转靶，该旋转靶包括在其周边上均匀分布的基标和标记；以及传感器，该传感器被配置为发送电信号，该电信号包括在基标或所述标记在传感器前面通过期间出现的一系列沿。该方法包括以下步骤：

·对于旋转靶的每个沿，直到对应于标记的沿，

·确定沿的检测时间，然后根据曲轴的旋转速度和先前沿的历史来估计下一个沿的检测时间，

·确定下一个沿的检测时间，然后计算下一个沿的检测时间的估计值和下一个沿的检测时间的确定值之间的时间差，

·根据下一个沿的检测时间的确定值和时间差来确定角度误差，

·如果确定角度误差的绝对值高于阈值，则确定异常沿的存在，并且将相关联的基标号存储在第一错误列表中，

·在对应于标记的沿的通过期间，如果第二错误列表不存在，则将第一错误列表复制到第二错误列表，

·根据第一错误列表和第二错误列表来调整至少一个出现次数计数器，并且根据所述至少一个出现次数计数器来确定其相关联的基标号被存储在第二错误列表中的至少一个沿是否不是由于暂时的错误，

·如果是这种情况，则校正其相关联的基标号对应于第二错误列表的基标号的至少一个沿，然后重置第二错误列表的与经校正的沿相关联的所述至少一个基标号和所述至少一个出现次数计数器，并且根据包括经校正的沿的信号发送曲轴位置信号。

为了调整出现次数计数器，可以执行以下步骤：

·将第一错误列表与第二错误列表进行比较，

·如果列表对应，则第一错误列表的出现次数计数器递增第一值，然后重置第一错误列表，

·如果列表不对应，则重置第一错误列表和第二错误列表，并且第一错误列表的出现次数计数器递减第二值。

如果第一错误列表的出现次数计数器高于预定的阈值，则可以确定其基标号被存储在第二错误列表中的沿不是由于暂时的错误。

为了调整所述至少一个出现次数计数器，可以执行以下步骤：

·将第一错误列表的基标号与包含在第二错误列表中的基标号进行比较，

·对于存在于第一错误列表且存在于第二错误列表中的每个基标号，将第一错误列表中与所述沿相关联的基标号的出现次数计数器递增第一值，且然后认为至少一个错误不是暂时的，

·对于第一错误列表和第二错误列表中不存在的每个基标号，重置第二错误列表的基标号，并且将第一错误列表中与所述沿相关联的基标号的出现次数计数器递减第二值，并且认为错误是暂时的，然后

·重置第一错误列表。

为了确定其基标号被存储在第二错误列表中的至少一个沿是否不是由于暂时的错误，可以确定第一错误列表中的与所述沿相关联的至少一个基标号的出现次数计数器是否高于预定的阈值。

当确定异常沿的存在时，可以确定时间差的符号，并且在第一错误列表中存储对应于接收到的最后沿的基标号，以及如果时间差是正的，则存储额外的基标的信息或者如果时间差是负的则存储缺失的基标的信息。

为了校正其基标号被存储在第二错误列表中的沿，在待校正的沿下一次出现时，如果相应的基标号与额外的沿的信息相关联，则删除该沿，或者如果基标号与缺失的沿的信息相关联，则在对应于已存储的基标号的新沿的时间的估计值出现时添加一个沿。

附图说明

通过阅读以下作为非限制性示例并且参考附图给出的描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中：

- 图1示出了根据本发明的控制方法的主要步骤，

- 图2示出了针对旋转靶的基标的正常通过而估计和确定的沿，以及

- 图3示出了针对以额外的基标为特征的旋转靶的基标的异常通过而估计和确定的沿。

具体实施方式

本发明所基于的是沿的预测出现时间与根据从传感器接收的信号而确定的曲轴沿的出现时间的比较。

该方法通过为每个值或存储的值列表存储零值来初始化，这些值在下面的步骤中出现。

在第一步骤1中，确定检测到沿的时间T_n-1，然后根据曲轴的旋转速度和先前沿的历史来计算下一个沿的检测时间的估计值T_{n_estimé}。

在第二步骤2中，确定检测到下一个沿的时间T_n，然后计算在下一个沿的检测时间的估计值T_{n_estimé}和检测到下一个沿的时间T_n之间的时间差ΔT。

在第三步骤3中，通过应用以下等式，根据检测到下一个沿的时间T_n和对应于旋转靶的基标的角度偏差Δ°_基标，时间差ΔT被转换成角度误差Err°：

Err°=Δ°_基标*ΔT/T_n （等式1）

应当注意，对于具有60个基标的靶，Δ°_基标等于6°，而对于具有36个基标的靶，Δ°_基标等于10°。

在第四步骤4中，确定角度误差Err°的绝对值是否低于阈值（例如4°）。低于阈值的角度误差Err°的绝对值被认为与曲轴旋转速度的加速度或减速度一致。更高的值则被认为是异常的，且是由于出现了额外的沿或预期沿消失。

当角度误差Err°的绝对值低于阈值时，该方法返回到步骤1。

当不是这种情况时，该方法继续第五步骤5，在该步骤期间，确定时间差ΔT的符号，并且在第一错误列表NrFrontErr1中存储对应于所确定的最后沿的基标号，并且如果时间差ΔT是正的，则存储额外的基标的信息，或者如果时间差ΔT是负的，则存储缺失的基标的信息。

该方法然后继续到第六步骤6，在该步骤期间，确定是否已经检测到对应于标记的沿的通过。

如果不是这种情况，则该方法返回到第一步骤1。如果是这种情况，则该方法继续第七步骤7。因此，对旋转靶的每个曲轴沿重复步骤1至6。

在第七步骤7期间，确定自从标记的前一次通过以来，在第一错误列表NrFrontErr1中是否已经存储有至少一个基标号。为此，确定第一错误列表的至少一个值是否非零。

如果不是这种情况，则该方法返回到步骤1。

如果是这种情况，则确认存在错误，然后将第一错误列表NrFrontErr1的值与包含在第二错误列表NrFrontErr2中的值（如果存在的话）进行比较。

在第一实施例中，如果第二错误列表NrFrontErr2不存在，则将第一错误列表NrFrontErr1复制到第二错误列表NrFrontErr2。

将第一错误列表NrFrontErr1和第二错误列表NrFrontErr2整体进行比较。

如果这些列表对应，则第一错误列表NrFrontErr1的出现次数计数器NrRevMem递增第一值，然后重置第一错误列表NrFrontErr1。第一错误列表的出现次数计数器对应于第一错误列表NrFrontErr1与第二错误列表NrFrontErr2对应的次数的计数器。

如果列表不对应，则重置第一错误列表NrFrontErr1和第二错误列表NrFrontErr2，并且将第一错误列表NrFrontErr1的出现次数计数器NrRevMem递减预定的第二值。

该方法继续到第八步骤8，在该步骤期间，确定第一错误列表NrFrontErr1的出现次数计数器NrRevMem是否高于预定的阈值。

如果不是这种情况，则认为存储在第一错误列表NrFrontErr1中的沿目前是由于暂时的错误。该方法返回第一步骤1。

如果是这种情况，则该方法继续到第九步骤9，在该步骤期间，确定存储在这些错误列表中的沿不是暂时的，并且必须被校正。在对应于其号存储在第二错误列表NrFrontErr2中的基标的沿下一次出现时，校正与已存储的每个基标号相关联的沿的位置。如果基标号与额外的沿的信息相关联，则删除相应的沿。如果基标号与缺失的沿的信息相关联，则在对应于已存储的基标号的新沿的时间的估计值T_{n_estimé}出现时添加一个沿。

重置第二错误列表NrFrontErr2且重置第一错误列表的出现次数计数器NrRevMem。然后该方法返回到步骤1。

旋转靶每转一圈，则重复上述步骤。

在第二实施例中，试图比较每个错误列表中的基标号，而不是以错误列表的整体进行比较。

如果第二错误列表NrFrontErr2不存在，则将第一错误列表NrFrontErr1的基标号复制到第二错误列表NrFrontErr2。

比较第一错误列表NrFrontErr1的基标号和第二错误列表NrFrontErr2的基标号。

对于第一错误列表NrFrontErr1的每个基标号，确定所述基标号是否存在于第二错误列表NrFrontErr2中。

如果是这种情况，则将与所述沿相关联的基标号的出现次数计数器NrFrontRevMem递增第一预设值。

如果不是这种情况，则将与所述沿相关联的基标号的出现次数计数器NrFrontRevMem递减第二预设值，然后从第二错误列表NrFrontErr2中删除该基标号。基标号的出现次数计数器NrFrontRevMem对应于第一错误列表NrFrontErr1中的基标号已存储或出现在第二错误列表NrFrontErr2中的次数的计数器。

一旦第一错误列表NrFrontErr1中的所有基标号已经与第二错误列表NrFrontErr2中的基标号进行了比较，则重置第一错误列表NrFrontErr1。

该方法继续到第八步骤8，在该步骤期间，对于每个基标号，确定相应基标号的出现次数计数器NrFrontRevMem是否高于预定的阈值。

如果任何基标号的出现次数NrFrontRevMem不高于预定的阈值，则认为与其相应的基标号被存储在第一列表中的沿相关联的错误目前是暂时的。该方法返回第一步骤1。

如果至少一个基标号的出现次数NrFrontRevMem高于预定的阈值，则该方法继续到第九步骤9，在该步骤期间，确定针对以下沿而存储的错误不是暂时的，并且必须被校正，所述沿的相应的基标号存储在第一列表中，并且基标号的出现次数NrFrontRevMem高于预定的阈值。在以下沿（该沿对应于其号存储在第二错误列表NrFrontErr2中的基标、且对于其来说基标号的出现次数NrFrontRevMem高于预定的阈值）下一次出现时，校正与已存储的每个基标号相关联的沿的位置。如果基标号与额外的沿的信息相关联，则删除相应的沿。如果基标号与缺失的沿的信息相关联，则在对应于已存储的基标号的新沿的时间的估计值T_{n_estimé}出现时添加一个沿。

重置第二错误列表NrFrontErr2且重置每个基标号的出现次数计数器NrFrontRevMem。法然后该方返回到步骤1。

图2和图3示出了由旋转靶的基标在传感器前面的通过所产生的连续沿。这些图还示出了步骤1至4的确定结果。可以看到对应于基标n的沿通过的估计时间T_{n_estimé}、对应于基标n的沿通过的时间T_n和时间差ΔT。图2特别示出了时间差ΔT低于阈值的情况，对应于被认为正常的沿。

图3说明了时间差ΔT高于阈值且为正的情况，对应于额外的沿。

Claims (7)

1.一种用于确定机动车辆的曲轴位置的确定方法，所述机动车辆的曲轴设有：旋转靶，所述旋转靶包括在其周边上均匀分布的基标和标记；以及传感器，所述传感器被配置为发送电信号，所述电信号包括在基标或所述标记在传感器前面通过期间出现的一系列沿，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

·对于旋转靶的每个沿，直到对应于标记的沿，

·确定（1）沿的检测时间，然后根据曲轴的旋转速度和先前沿的历史来估计下一个沿的检测时间，

·确定（2）下一个沿的检测时间，然后计算下一个沿的检测时间的估计值和下一个沿的检测时间的确定值之间的时间差，

·根据下一个沿的检测时间的确定值和时间差来确定（3）角度误差，

·如果确定（4）角度误差的绝对值高于阈值，则确定（5）异常沿的存在，并且将相关联的基标号存储在第一错误列表中，

·在对应于标记的沿的通过（6）期间，

·如果第二错误列表不存在，则将第一错误列表复制到第二错误列表，

·根据第一错误列表和第二错误列表来调整至少一个出现次数计数器，以及

·根据所述至少一个出现次数计数器来确定（7）（8）其相关联的基标号被存储在第二错误列表中的至少一个沿是否不是由于暂时的错误，以及

·如果是这种情况，则校正（9）其相关联的基标号对应于第二错误列表的基标号的至少一个沿，然后重置第二错误列表的与经校正的沿相关联的至少一个基标号和所述至少一个出现次数计数器，并且根据包括经校正的沿的信号发送曲轴位置信号。

2.根据前一项权利要求所述的确定方法，其中，为了调整出现次数计数器，执行以下步骤：

·将第一错误列表与第二错误列表进行比较，

·如果列表对应，则第一错误列表的出现次数计数器递增第一值，然后重置第一错误列表，

·如果列表不对应，则重置第一错误列表和第二错误列表，并且第一错误列表的出现次数计数器递减第二值。

3.根据权利要求2所述的确定方法，其中，如果第一错误列表的出现次数计数器高于预定的阈值，则确定（8）其基标号被存储在第二错误列表中的沿不是由于暂时的错误。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其中，为了调整所述至少一个出现次数计数器，执行以下步骤：

·将第一错误列表的基标号与包含在第二错误列表中的基标号进行比较，

·对于存在于第一错误列表且存在于第二错误列表中的每个基标号，将第一错误列表中与所述沿相关联的基标号的出现次数计数器递增第一值，且然后认为至少一个错误不是暂时的，

·对于第一错误列表和第二错误列表中不存在的每个基标号，重置第二错误列表的基标号，并且将第一错误列表中与所述沿相关联的基标号的出现次数计数器递减第二值，并且认为错误是暂时的，然后

·重置第一错误列表。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其中，为了确定其基标号被存储在第二错误列表中的至少一个沿是否不是由于瞬时的错误，确定第一错误列表中的与所述沿相关联的至少一个基标号的出现次数计数器是否高于预定的阈值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的确定方法，其中，当确定异常沿的存在时，确定时间差的符号，并且在第一错误列表中存储对应于接收到的最后沿的基标号，以及如果时间差是正的，则存储额外的基标的信息，或者如果时间差是负的则存储缺失的基标的信息。

7.根据前述权利要求中任一项所述的确定方法，其中，为了校正其基标号被存储在第二错误列表中的沿，在待校正的沿下一次出现时，如果相应的基标号与额外的沿的信息相关联，则删除该沿，或者如果基标号与缺失的沿的信息相关联，则在对应于已存储的基标号的新沿的时间的估计值出现时添加一个沿。

Images