CN1202355C - 在转数传感器故障情况下紧急起动内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机起动方法，所述的内燃机设有一个起动器、一个根据转数输出一个输出信号的转数传感器；以及一个测量电池电压的装置，后者记录起动阶段(1)期间及起动阶段(1)以后的电池电压(3)的变化曲线。在内燃机的起动阶段(1)期间，在起动器工作时由电池电压(3)的变化曲线确定出曲轴的位置。

Description

内燃机起动方法

技术领域

本发明涉及在一个或多个转数传感器故障情况下紧急起动内燃机、使受限的机动车能够运行的方法。如果转数传感器失效，则在机动车起动时缺少相位传感器的凸轮轴信号相对曲轴位置的对应关系。

现有技术

DE 40 26 232涉及一种用于监测转数传感器的装置。该装置包括一个具有转数传感器的起动器，它根据转数输出一个输出信号。还设有一个测量车载电网电压的装置及控制装置，其中将转数传感器的输出信号与车载电网电压相比较并识别转数传感器的功能故障。为了识别故障，将对内燃机起动期间的车载电网电压的变化过程分析处理。并且仅当对于起动过程识别出典型的车载电网电压变化及同时未识别出转数传感器的输出电压时，才引起故障识别。

如果对一个内燃机曲轴上的发送轮连续扫描的转数传感器发生了故障，机动车的运行还可借助对相位传感器的信号估值来进行。由相位传感器信号可复制出转数信号，借助它可使受限制的机动车运行(缓行回库)。如果相反，内燃机用凸轮调节工作，则在起动时凸轮的状态和位置不能被识别，并且曲轴的位置因此而不能被识别，因为相位传感器处于不确定定位的凸轮轴上。它可在40°的曲轴角度范围内变化地调节。

在机动车起动时没有凸轮轴信号及相位传感器与曲轴位置的对应关系。因此通过燃料喷射系统等其它系统既不可能有合适的喷射，又不可能有相应的合适的点火。于是当转数传感器故障时内燃机的起动不可能用凸轮轴调节。

发明概述

根据本发明，在转数传感器故障的情况下可通过起动器操作时对电池电压的估值来求得曲轴位置。

基于对由机动车电池供电的起动器的控制，在待起动的内燃机—如4缸或6缸内燃机—的各个汽缸中将出现周期性重复的压缩及减压的阶段。内燃机各个汽缸的压缩及减压的终点基本上被确定在下死点(UT)及上死点(OT)的位置上。由蓄电池供给起动器的电池电流则根据起动器在起动操作时由各个汽缸的压缩及减压产生的负载变化得出一个变化曲线，由该变化曲线可确定相应的上死点及下死点的位置。如果起动器驱动曲轴转动一定的圈数，就能得到各个上死点及下死点与求得的电池电压变化曲线的最大值及最小值的可靠对应关系。如果保证了该最大值及最小值与各个上死点及下死点的对应关系，便可以通过对电机进行控制而根据发动机控制电子部分中确定的喷油及点火序列对内燃机相应的汽缸进行喷油及点火。

由电池电压变化曲线的最大值及最小值求得的上死点及下死点的位置可以通过重新取得转数/负载特性的相应对照表或特性参数区来暂时存储，并且为了将来的使用而长期保存。

附图的简要说明

以下将借助附图来描述本发明。附图中：

图1是起动器工作期间及内燃机起动后电池电压及发动机转数的变化曲线图；

图2表示起动阶段及内燃机起动后一个6缸内燃机的脉冲信号。

实施方式

图1是起动期间及发动机起动后电池电压及发动机转数的变化曲线图。

由图1所示的曲线图可以看到在内燃机起动阶段1及起动后发动机电池电压的变化曲线。在起动器使内燃机的曲轴转动几个整圈期间，起动阶段1的电平为机动车电池的电压源供电的第一电压电平9。第一电压电平9可能明显地低于当内燃机成功起动后由内燃机上的发电机发出并维持的电压，这取决于机动车电池的外部温度、内部电阻及充电状态。从起动阶段后电压值逐渐地接近一个限值的电压变化曲线3开始，可看到由内燃机的发电机提供的第二电压电平10，该电压电平基本上相应于12V的车载电网电压。第二电压与充电状态、外部温度及内部电阻无关，因为它由内燃机的发电机供电并由它来维持。

根据图1所示的实施例，时间轴2的时间跨度大约为4.5秒，在该时间轴的上方示出了电池电压变化曲线3及内燃机转数变化曲线。由起动阶段1期间的电压曲线3可看出，电压3在最小值4.1-4.n及最大值5.1-5.n之间循环变化。每个最大值5.1，5.2，5.3……5.n与一个下死点UT13相重合，因为这里对于起动器来说其负载为最小。

如图所示的最大值5.1，5.2，5.3……5.n表征一个被起动的内燃机的4个缸或多个缸的相应上死点(OT)12。在达到内燃机中一个汽缸的相应上死点12的紧前面，将出现作用在起动器上的最大负载，因为燃烧室上的所有阀门被关闭，在燃烧室中形成最高压力，压缩阶段结束及从现在开始喷射燃料，然后，在四冲程发动机的情况下，可进行燃料/空气混合物的点火。喷油及点火使电池电压产生另外的负荷，但在这里目前的例子中其影响是次要的。在各个最大值5.1，5.2，5.3……5.n及最小值4.1，4.2，……4.n之间，电池电压曲线3具有与各个缸的压缩及减压相对应的上升边7及下降边8，从中可获得用于曲轴定位的信号。

为了在待起动的内燃机的各个汽缸之间实现各个最大值5.1，5.2，5.3……5.n及最小值4.1，4.2，……4.n的对应配置，在起动阶段期间，起动器的操作必需以足够长的时间间隔进行。在第一次燃烧时必需进行对应配置，因为在约40°的曲轴角度范围的误差情况下可能出现内燃机的反向转动或排气管噼啪声，而这是绝对要避免的。

从图2中可看到6缸内燃机的脉冲信号，无论是在起动阶段1还是在运行阶段、如空载运行阶段10。

其中，时间轴2类似于图1中所示的时间轴2，其时间区段大约为4.5秒，在该轴上分布着内燃机的起动阶段1及第一运行阶段。在该6缸内燃机的起动阶段1期间，在各个汽缸1-6上以第一脉冲持续时间16施加脉冲，而在图2所示的已起动的内燃机的情况下，脉冲17持续时间明显地变短。

由电池电压曲线3得到的各个上死点12，下死点13与最小值4.1……4.n及最大值5.1……5.n的相关性是在内燃机起动期间获得的，它可以存在于转数/负载特性曲线的一个区域内，并可以在以后的应用中再使用，或者可以在存储器中以表的形式存储、如存储在内燃机控制电子部分的环形缓存器中。

                        附图标记表

1    起动阶段

2    时间轴

3        电池电压变化曲线

4.1-4.n  最小值

5.1-5.n  最大值

6        转折点

7        上升边

8        下降边

9        第一电压电平

10       稳定运行的电压电平

11       第一燃烧

12       上死点

13       下死点

14       转速曲线

15       点火顺序

16       汽缸内燃机

17       每个汽缸起动器工作的脉冲持续时间

18       正常运行的内燃机的脉冲持续时间

Claims (8)

1.一种内燃机起动方法，所述的内燃机设有一个起动器、一个根据转数输出一个输出信号的转数传感器、以及一个测量电池电压的装置，后者记录起动阶段(1)期间及起动阶段(1)以后的电池电压(3)的变化曲线，其特征在于：在内燃机的起动阶段(1)期间在起动器工作时由电池电压(3)的变化曲线确定出曲轴的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在起动器工作阶段(1)期间求出电池电压变化曲线(3)的最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：由电池电压(3)的变化曲线确定内燃机汽缸的上死点(12)的位置及下死点(13)的位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在内燃机起动阶段(1)期间一直操作内燃机的起动器，直到实现最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)对内燃机汽缸的上死点(12)及下死点(13)的可靠对应配置时为止。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在起动器工作时电池电压变化曲线(3)处于与外部温度相关的第一电压电平(9)上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于：内燃机汽缸的上死点OT(12)及下死点UT(13)与电池电压曲线(3)的最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)的相关性被记录及存储在一个转数/负载特性曲线区域内。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于：在内燃机汽缸的上死点OT(12)及下死点UT(13)的位置与求得的电池电压曲线(3)的最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)的有效对应配置后，进行第一次喷油及点火(11)。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于：电池电压的变化曲线被用于转数传感器及曲轴传感器和/或相位传感器及凸轮轴传感器的诊断或监测。

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