CN201568145U - 机动装置及其曲轴位置信号系统和信号齿盘 - Google Patents

机动装置及其曲轴位置信号系统和信号齿盘 Download PDF

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刘均
常玉玺
王书兴
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Abstract

本实用新型公开了一种机动装置及其曲轴位置信号系统和信号齿盘。所述信号齿盘包括：飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。本实用新型可以使曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度提高，减少或避免曲轴位置信号错误的情况，提高机动装置的运行性能和安全性能。

Description

机动装置及其曲轴位置信号系统和信号齿盘
技术领域
本实用新型涉及机动装置及其曲轴位置信号系统和信号齿盘。
背景技术
电子控制燃料喷射系统的应用使发动机的有害物排放得到良好的控制，发动机的燃油经济性得到显著地提高。为使得电喷系统能够正常工作，一般采用曲轴位置信号系统来对电喷系统进行控制。利用曲轴位置信号系统可以测得发动机运转时的各种工作参数，使得电子控制单元(ECU)能精确控制系统的喷油时间、喷油量和点火时刻。
曲轴位置信号系统由信号齿盘和曲轴位置传感器(CKP)组成，测量的工作参数包括发动机上止点信号、转速信号和曲轴转角信号。ECU得到这些信号后通过相应的计算，可以精确控制发动机的喷油和点火。
参阅图1，传统磁电式曲轴位置传感器的信号齿盘由导磁材料制成，包括飞轮盘以及飞轮盘上均匀分布的若干个齿牙，并且在特定位置为缺齿结构。例如60减2齿信号盘：即在信号盘上均匀分布60个齿牙，并减去其中2个连续的齿牙，则信号盘上的实际齿数为58齿。常见的发动机曲轴位置信号齿盘有：60-2齿，36-2齿，30-1齿，24-1齿等结构。所述缺齿部位即减去齿牙的飞轮盘边缘缺口较宽，称为“大缺齿”，以所述大缺齿为起点，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上的最后齿牙和最先齿牙。
用导磁材料制成的信号齿盘转动时，在某个齿牙接近CKP时，CKP周围的磁场逐步增强，在CKP内的线圈上会感应出某个方向的电压；当该齿牙离开CKP时，CKP周围的磁场逐渐减弱，其内的线圈上会感应出反方向电压。如果信号齿盘有36-2齿，则从一个齿牙到下一个齿牙信号齿盘要转10度。因此每转一周可产生34个电压、频率相等且方向均周期变化的感应信号给ECU；当旋转180度时，产生18个信号；当转过90度，产生9个信号。
ECU根据CKP的信号数，可精确识别曲轴专角和发动机转速。信号齿盘的大缺齿(缺2个齿)设在活塞压缩行程上止点，当缺齿处扫过CKP时，会产生一个电压和频率不同的信号(上止点信号或点火正时信号)并输送给ECU，ECU以此信号来计算并发出最佳点火时刻指令即点火提前角。其中，采用磁电式曲轴位置传感器在连续齿处输出的正常波形如图2-A，经ECU信号处理后的正常波形如图2-B。
参阅图3，申请人经过长期的实验发现，应用上述结构的曲轴信号齿盘，且使用磁电式曲轴位置传感器的系统时，在发动机高速转动的情况下，磁电式曲轴位置传感器的信号会在大缺齿与第一齿牙过渡时，由于磁滞效应导致输出信号畸变，实际的第一齿信号过早出现，使大缺齿后第一齿牙与第二齿牙的输出信号合为一个齿的信号输出，经过ECU信号整形输出后，实际的第二齿被ECU认为是信号的第一齿，导致缺少一个齿信号，从而得到的脉冲方波信号数量与实际齿数不符，即脉冲方波信号数量比实际齿数少。ECU则认为曲轴位置信号错误，造成ECU工作和计算错误，严重影响车辆的驾驶。在转速越高或齿盘尺寸越小的情况下，这种“丢齿”现象越严重。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种机动装置及其曲轴位置信号系统和信号齿盘，所述信号齿盘的设计可以使曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度提高，减少或避免曲轴位置信号错误的情况，提高机动装置的运行性能和安全性能。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种曲轴位置信号系统的信号齿盘，包括：飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种曲轴位置信号系统，包括：信号齿盘和与所述信号齿盘对应设置的磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器；所述信号齿盘包括飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的又一个技术方案是：提供一种机动装置，包括：发动机和曲轴位置信号系统；所述曲轴位置信号系统包括位于发动机曲轴位置的信号齿盘和与所述信号齿盘对应设置的磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器，所述磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器连接所述发动机；所述信号齿盘包括飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度不高导致在高速时曲轴位置信号错误的情况，所述信号齿盘的最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大，因此即使由于磁滞效应影响最后齿牙，但最后齿牙的导磁效应大能抵消这部分磁滞效应，使其输出信号的畸变减少，使大缺齿后第一齿牙与第二齿牙的输出信号能单独分开两个齿的信号输出，该设计可以使曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度提高，减少或避免曲轴位置信号错误的情况，提高机动装置的运行性能和安全性能。
附图说明
图1是为现有技术一种曲轴位置信号齿盘的结构示意图；
图2是采用现有技术一种磁电式曲轴位置传感器在信号齿盘连续齿处输出的正常波形以及经ECU信号处理后的正常波形示意图；
图3是为采用现有技术一种磁电式曲轴位置传感器在信号齿盘大缺齿处输出的实际波形示意图；
图4是本实用新型曲轴位置信号系统的信号齿盘实施例的示意图；
图5是图4中的部分示意图；
图6是采用本实用新型一种曲轴位置信号系统在信号齿盘大缺齿处输出的实际波形示意图。
具体实施方式
一起参阅图4和图5，本实用新型曲轴位置信号系统的信号齿盘实施例包括：
飞轮盘1和所述飞轮盘1上均匀分布的若干齿牙2，所述若干齿牙2之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘1上还包括所述若干齿牙2间的大缺齿3，与大缺齿3相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿3为起点的最后齿牙4和最先齿牙，所述最后齿牙4和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；
所述最后齿牙4的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
区别于现有技术曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度不高导致在高速时曲轴位置信号错误的情况，所述信号齿盘的最后齿牙4的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大，因此即使由于磁滞效应影响最后齿牙4，但最后齿牙4的导磁效应大能抵消这部分磁滞效应，使其输出信号的畸变减少，使大缺齿3后第一齿牙与第二齿牙的输出信号能单独分开两个齿的信号输出。参阅图6，该设计可以使曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度有效提高，减少或避免曲轴位置信号错误的情况，提高机动装置的运行性能和安全性能。
此曲轴位置信号齿盘可根据发动机的具体安装形式可制作成为独立的曲轴位置信号盘或者与飞轮盘1合并为一体式。
在本实用新型中所述最后齿牙4的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大这个技术有多个实施例，比如：
所述最后齿牙4的磁感应面积比其余齿牙的磁感应面积大，能够使所述最后齿牙4的导磁效应增大。
或者所述最后齿牙4的宽度向所述大缺齿3方向延伸，也能够使所述最后齿牙4的导磁效应增大。
这个实施例中，所述最后齿牙4的宽度可以与所述第二间距相同，这种结构可以至少达到如下效果：
1)使信号齿盘在发动机高速运转时也可保证磁电式曲轴位置传感器输出的波形信号完美，ECU中微调算法即可保障电子控制燃油喷射系统控制器有效地执行控制，防止因信号丢失导致发动机控制失效；经实验验证，本实用新型方案甚至可使得发动机转速超过10000rpm时，也不出现信号丢失现象；
2)此信号齿盘的各种生产工艺和材料与原有齿盘没有差别，不需要大规模改动生产设备即可解决原有曲轴位置信号丢失现象，成本低。
当然，最后齿牙4的宽度可以与所述第二间距不相同，比如所述最后齿牙4的宽度与其余齿牙的宽度比例范围为：大于1并且小于5。
又或者，所述最后齿牙4比其余齿牙高，也能增大磁感应面积大，能够使所述最后齿牙4的导磁效应增大。
又或者，所述最后齿牙4的导磁率比其余齿牙的导磁率大，能够使所述最后齿牙4的导磁效应增大。
所述齿盘为60-2齿、36-2齿、30-1齿或24-1齿等结构。
本实用新型还提供一种曲轴位置信号系统实施例，包括：
信号齿盘和与所述信号齿盘对应设置的磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器；
所述信号齿盘包括飞轮盘1和所述飞轮盘1上均匀分布的若干齿牙2，所述若干齿牙2之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘1上还包括所述若干齿牙2间的大缺齿3，与大缺齿3相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿3为起点的最后齿牙4和最先齿牙，所述最后齿牙4和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；
所述最后齿牙4的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
上述曲轴位置信号系统可适合各种内燃式发动机的电控燃油喷射系统。
本实用新型还提供一种机动装置实施例，包括：
发动机和曲轴位置信号系统；
所述曲轴位置信号系统包括位于发动机曲轴位置的信号齿盘和与所述信号齿盘对应设置的磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器，所述磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器连接所述发动机；
所述信号齿盘包括飞轮盘1和所述飞轮盘1上均匀分布的若干齿牙2，所述若干齿牙2之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘1上还包括所述若干齿牙2间的大缺齿3，与大缺齿3相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿3为起点的最后齿牙4和最先齿牙，所述最后齿牙4和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；
所述最后齿牙4的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
该设计可以使曲轴位置信号系统的输出信号波形规则度提高，减少或避免曲轴位置信号错误的情况，提高机动装置比如车辆的运行性能和安全性能。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种曲轴位置信号系统的信号齿盘，包括：
飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；
其特征在于：
所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
2.根据权利要求1所述的齿盘，其特征在于：所述最后齿牙的磁感应面积比其余齿牙的磁感应面积大。
3.根据权利要求2所述的齿盘，其特征在于：所述最后齿牙的宽度向所述大缺齿方向延伸。
4.根据权利要求3所述的齿盘，其特征在于：所述最后齿牙的宽度与所述第二间距相同。
5.根据权利要求3所述的齿盘，其特征在于：所述最后齿牙的宽度与其余齿牙的宽度比例范围为：大于1并且小于等于5。
6.根据权利要求2所述的齿盘，其特征在于：所述最后齿牙比其余齿牙高。
7.根据权利要求1所述的齿盘，其特征在于：所述最后齿牙的导磁率比其余齿牙的导磁率大。
8.根据权利要求1至7任一项所述的齿盘，其特征在于：所述齿盘为60-2齿、36-2齿、30-1齿或24-1齿结构。
9.一种曲轴位置信号系统，包括：
信号齿盘和与所述信号齿盘对应设置的磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器；
所述信号齿盘包括飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；
其特征在于：
所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
10.一种机动装置，包括：
发动机和曲轴位置信号系统；
所述曲轴位置信号系统包括位于发动机曲轴位置的信号齿盘和与所述信号齿盘对应设置的磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器，所述磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器连接所述发动机；
所述信号齿盘包括飞轮盘和所述飞轮盘上均匀分布的若干齿牙，所述若干齿牙之间的均匀间距为第一间距，所述飞轮盘上还包括所述若干齿牙间的大缺齿，与大缺齿相邻的两齿牙分别为在旋转方向上以所述大缺齿为起点的最后齿牙和最先齿牙，所述最后齿牙和最先齿牙之间的间距为第二间距，所述第二间距比第一间距大；
其特征在于：
所述最后齿牙的导磁效应比其余齿牙的导磁效应大。
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