專利名稱：：一種判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的判斷裝置和方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的判斷裝置和方法。技術背景近來，為滿足發(fā)動機燃氣混合比高精度控制的要求，多種動力設備的發(fā)動機都具有電控燃油噴射技術以及電控順序點火技術，如汽車。這樣，在發(fā)動機的工作過程中，在氣缸運作的所有位置都能對空氣和汽油的混合進行最佳控制，從而使發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性最優(yōu)，同時能降低排放的污染。然而，發(fā)動機在啟動時，首先面臨的問題就是需要判斷多個氣缸中的哪個即將或已經(jīng)達到上止點，從而能準確地按照正確的順序進行燃油噴射和點火，這就是發(fā)動機的判缸。傳統(tǒng)的判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的方法一般有兩種，一種是通過進氣壓力進行判缸，另一種是通過曲軸和凸輪軸的位置來進行判缸，前一種方法需要對發(fā)動機的進氣歧管進行改造，安裝空氣壓力傳感器，使得本來較為狹窄的進氣歧管變得更小，不利于進氣，因而大多采用通過曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器采集曲軸和凸輪軸的位置信號，并將該位置信號傳送到電子控制單元(ECU)后，由ECU按照設定的程序進行判缸。然而，在發(fā)動機剛剛啟動時，發(fā)動機由啟動馬達帶動運轉，此時，曲軸和凸輪軸的轉速較低，而且轉速存有較大的波動，很不穩(wěn)定，使曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器所采集到的信號失真嚴重，因而，一般情況下，在剛剛啟動時，ECU不以此時曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器測得的信號進行判缸，而是根據(jù)預定的啟動程序進行燃油噴射及點火控制。當曲軸轉速達到較高速度之后，ECU才根據(jù)曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器所采集到的信號，按照設定的程序進行燃油噴射以及點火控制。但是，發(fā)動機啟動時，各個氣缸中活塞的位置千差萬別，按照同一個預定的啟動程序進行燃油噴射及點火控制，啟動時很難確保發(fā)動機能獲得最佳燃氣混合比以及較短的啟動時間，因而發(fā)動機的經(jīng)濟性及排放較差。而且由于冷啟動時發(fā)動機不能快速啟動，發(fā)動機從啟動到達到最佳的運行狀態(tài)需要一個相對較長的時間。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的發(fā)動機中在啟動時不能快速準確判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的缺陷，而提供一種能在啟動時實現(xiàn)快速準確判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的裝置和方法。本發(fā)明提供了一種判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，該裝置包括檢測裝置和信號處理裝置，其特征在于，所述裝置還包括電阻盤，所述電阻盤具有絕緣部分和沿電阻盤圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分，所述絕緣部分用于將電阻盤固定連接于凸輪軸；所述檢測裝置包括探針，所述探針用于與所述電阻部分接觸，以使電流能流經(jīng)所述探針和電阻部分；所述信號處理裝置用于通過探針采集電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種，并根據(jù)電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種判斷凸輪軸的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。本發(fā)明還提供了一種判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的判斷方法，其中，該判斷方法包括將電阻盤固定安裝于所述凸輪軸，所述電阻盤具有絕緣部分和沿電阻盤圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分，所述絕緣部分用于將電阻盤固定連接于凸輪軸；將電阻盤的電阻部分與探針接觸，電阻盤的電阻部分與探針之間具有電位差；通過探針釆集電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種，并將采集的電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種與預定參考值比較，從而判斷凸輪軸的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，在該判斷裝置中，與凸輪軸固定連接的電阻盤具有沿電阻盤圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分，探針可與該電阻部分電接觸，以使電流能流經(jīng)所述探針和電阻部分，因而，電阻盤會隨凸輪軸的旋轉而具有不同的旋轉位置，當探針與位于不同旋轉位置的電阻盤的電阻部分電接觸時，由于電阻部分的有效電阻不同，流經(jīng)探針的電流以及電阻部分兩端的電壓均不同。這樣，可以通過判斷電阻部分的有效電阻、流經(jīng)探針的電流或電阻部分兩端的電壓的變化來判斷電阻盤的旋轉位置，而電阻盤的旋轉位置與凸輪軸的旋轉位置相同，從而得到凸輪軸的旋轉位置，進而可以根據(jù)發(fā)動機完成一個工作循環(huán)時凸輪軸旋轉360度的特性，判斷出發(fā)動機中各個氣缸的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明提供的判斷方法，首先將電阻盤安裝完畢，然后通過探針釆集電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種，由于當探針與位于不同旋轉位置的電阻盤的電阻部分電接觸時，由于電阻部分的有效電阻不同，流經(jīng)探針的電流以及電阻部分兩端的電壓均不同。因而可以根據(jù)采集的電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種判斷凸輪軸的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。按照本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置和方法，當需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時，探針與電阻盤的電阻部分立即電接觸，從而能即刻判斷出發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)，然后，發(fā)動機再根據(jù)該判斷結果按照正確的順序迅速啟動，從而有效地縮短了發(fā)動機從啟動至正常運轉的間隔時間。圖1為本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置的連接示意圖；圖3為圖2中判斷裝置的電阻盤的示意圖；圖4為當探針與電阻盤電連接時形成的電流回路示意圖；圖5圖3中的電阻盤應用于四缸發(fā)動機時，探針和電阻盤的接觸位置與發(fā)動機氣缸狀態(tài)的對比關系示意圖；圖6為本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機狀態(tài)的判斷方法的示意圖。具體實施方式下面參考附圖對本發(fā)明進行詳細地描述。如圖l、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的用于判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置1包括檢測裝置和信號處理裝置3，其中，所述裝置還包括電阻盤6，所述電阻盤6具有絕緣部分12和沿電阻盤圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分11，所述絕緣部分12用于將電阻盤6固定連接于凸輪軸4;所述檢測裝置包括探針7，所述探針7用于與所述電阻部分11接觸，以使電流能流經(jīng)所述探針7和電阻部分11。由于所述探針7與所述電阻部分ll之間具有電位差，當二者接觸時，有電流流過；所述信號處理裝置用于通過探針7采集電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種，并根據(jù)采集的電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種判斷凸輪軸4的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸4的旋轉位置判斷發(fā)動機的氣缸狀態(tài)。本發(fā)明的判斷裝置1的原理為由于發(fā)動機具有每完成一個工作循環(huán)，則凸輪軸只旋轉一周(曲軸旋轉兩周)的特性，因而可以通過檢測凸輪軸4的旋轉位置而直接判斷發(fā)動機中氣缸5的狀態(tài)。在本發(fā)明的判斷裝置1中，如圖3所示，電阻盤6包括絕緣部分12和沿電阻盤圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分11，所述電阻部分11用于與探針7電接觸，所述絕緣部分12用于將電阻盤6固定連接于凸輪軸4。由于電阻盤6與凸輪軸4固定連接，因而，當發(fā)動機剛剛啟動或處于運轉過程中，電阻盤6與凸輪軸4同步轉動，也就是說，電阻盤6與凸輪軸4的旋轉狀態(tài)是完全相同的。電阻盤6可以為多種形狀，如正方形、長方形或圓盤形等，優(yōu)選情況下，如圖3所示，電阻盤6為與凸輪軸4同軸的圓盤形，從而可以盡量消除電阻盤6在旋轉時產(chǎn)生的慣性力對凸輪軸4的不利影響，以盡量保持凸輪軸4以及電阻盤6旋轉的平穩(wěn)性。電阻盤6可以通過多種方法制得，例如可以使用絕緣材料(如樹脂)制成盤狀，然后再將電阻材料(如石墨)覆在該絕緣材料上以形成電阻部分；或者將絕緣材料與電阻材料粘合在一起，從而制成整個電阻盤6。電阻盤6的電阻部分11的作用為與探針7可實現(xiàn)電接觸，而探針7相對于發(fā)動機機座為固定的，因而，探針7與電阻盤6的電阻部分11接觸點的軌跡為與凸輪軸4同軸的圓形。電阻盤6的重量不能太大，如果太大則會增加整個曲軸的負荷，因而，電阻盤6應選擇較薄的厚度，以能滿足實際使用即可。當探針7與電阻部分ll接觸時，如果構成電阻部分ll材料的電阻率分布不均勻，則很容易造成提取的電信號誤差較大，從而不利于準確判斷凸輪軸的旋轉位置。因而，優(yōu)選地，電阻部分11為首尾斷開的環(huán)形電阻膜，且膜狀的電阻部分11具有均勻一致的表面電阻率。之所以電阻部分ll為首尾斷開的形狀，是因為如果電阻部分ll為封閉的環(huán)形，則探針7圍繞整個環(huán)形電阻部分11的圓周方向而與電阻部分11電接觸時，難以保證包括電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓的線性變化(線性變大或線性變小)，從而難以確定與當發(fā)動機的各個氣缸分別均處于上止點或下止點時相對應的參考值。進而，也不能判斷出凸輪軸4的旋轉位置。作為電阻部分11的電阻膜可以由任何導電的材料制成，優(yōu)選地，為了保證電阻部分11工作的可靠性，選擇石墨或金屬材料制成電阻部分11。環(huán)形的電阻部分11在徑向方向上的寬度以能與探針7保持可靠電接觸即可，該寬度的范圍為l-5mm。絕緣部分12的作用為將電阻盤6固定連接于凸輪軸4，從而確保電阻盤6與凸輪軸4能保持同步旋轉。絕緣部分12可以為電阻盤6上除電阻部分ll之外的所有部分或部分，便于將電阻盤6固定連接于凸輪軸4即可。電阻盤6可以通過多種方式與凸輪軸4固定連接，如通過粘合劑，或通過軸承等，滿足電阻盤6與凸輪軸4同步旋轉即可。絕緣部分12可以為任何能起到絕緣作用的材料，優(yōu)選情況下，選用具有較高硬度以及耐腐蝕、耐高溫的絕緣材料，如各種合成樹脂材料等，以能支撐電阻盤6即可。在本發(fā)明提供的判斷裝置1中，探針7與電阻部分11之間具有電位差，而當探針7與電阻部分11電接觸后，在二者之間會有電流形成。該電流的大小取決于探針7與電阻部分11之間的電位差以及電阻部分11的有效電阻。在本發(fā)明中，需要對電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種進行測量，從而確定凸輪軸4的旋轉位置。當探針7與電阻部分11接觸于不同接觸點時，為了滿足上述電位差、電阻部分11的有效電阻以及上述電流具有足夠的靈敏度，在優(yōu)選情況下，探針7與電阻部分11之間的電位差的數(shù)值以及電阻部分11的最大電阻值處于同一個數(shù)量級，進一步優(yōu)選地，電阻部分11的最大電阻值為10-50KQ，探針7與電阻部分11之間的電位差的范圍為3-10V，為了方便與現(xiàn)有的電子設備(如ECU)連接，優(yōu)選為5V。如圖1和圖3所示，電阻部分11為首尾斷開的環(huán)形，當探針7與電阻部分ll電接觸時，由于電阻部分11所在的電阻盤隨凸輪軸4一起旋轉，因而，探針7會沿環(huán)形的圓周方向與電阻部分11接觸于不同的接觸點，由于電阻部分ll首尾斷開，因而，電阻部分ll的有效電阻也不同。這樣，電阻部分11實際上相當于一個滑動變阻器的作用。具體的說，探針7與電阻部分11的接觸點不同，則電阻部分11的有效電阻不同，流經(jīng)探針7的電流不同，且電阻盤6兩端的電壓也不同，而且，所有這些電信號的變化均為線性的。因而，可以通過檢測電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種，確定凸輪軸4的旋轉位置，繼而確定發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)。探針7與電阻部分11之間存有電位差，這樣，當探針7與電阻部分11接觸時，才會在探針7與電阻部分11之間產(chǎn)生電流，從而可以測量電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種。探針7與電阻部分11之間電位差的實現(xiàn)可以通過多種方式，如將電阻部分ll的一端接地，同時使探針7具有高于零電位的高電位；或者使電阻部分ll的一端具有高于零電位的高電位，同時使探針7接地；或將探針7與電阻部分11的一端分別連接于電源的正極和負極等?？紤]到電阻部分11要隨凸輪軸4一同旋轉，因而，為了便于連接電阻部分ll，優(yōu)選地，電阻部分ll的一端通過導電部分13與凸輪軸4電連接，且凸輪軸4的電位為零(接地)，同時使探針7具有高于零的較高電位。這樣，實現(xiàn)了探針7與電阻部分11的電位差。當按如上連接電阻部分ll與探針7時，探針7的電位即為電阻盤6兩端的電壓(電阻盤6—端的電位為零，另一端的電位與探針7的電位相同)。電阻部分11與凸輪軸4的電連接可通過導電部分13，也可以通過導線等多種方式，以實現(xiàn)二者的電連接即可。如圖3所示，探針7的作用為與電阻部分11電接觸。探針7由電的良導體的金屬材料制成，如鋼、合金鋼、鋁、銅等。優(yōu)選用合金鋼或高強度的鋁合金等，以保證探針7具有較高的使用壽命，并有助于實現(xiàn)探針7與電阻部分11之間的可靠電接觸。探針7可以具有多種形狀，如桿狀、壓板狀等，優(yōu)選為桿狀，以便于與電阻部分11電接觸。探針7的材料以及形狀可以根據(jù)探針7的具體應用場合加以確定。探針7可以總是與電阻部分11接觸，僅當需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時，需要檢測探針7的電位或電阻部分11的有效電阻，提取該信號即可。但是，需要判斷氣缸的狀態(tài)的情形僅占有發(fā)動機運行過程中較少的時間段，如汽車剛剛啟動時，而在汽車正常運行的大多數(shù)時間內(nèi)，不需要判斷氣缸的狀態(tài)。如果探針7總是與電阻部分11接觸，則很容易使探針7在較短時間內(nèi)嚴重磨損，減少了探針7的使用壽命。因而，在優(yōu)先情況下，所述檢測裝置還包括探針控制器8，用以控制探針7與電阻部分11是否電接觸。在探針控制器8的控制下，當不需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時(如發(fā)動機正常運轉或發(fā)動機停止時)，探針7與電阻部分ll不接觸；只有當進行判斷動作時(如發(fā)動機剛剛啟動時)，探針7與電阻部分ll電接觸，以實現(xiàn)電流的通路。探針控制器8可以具有多種形式，例如探針控制器8可以為電磁鐵、機械裝置(如彈簧)等。優(yōu)選情況下，探針控制器8為電磁鐵，探針7具有鐵磁性，如圖1所示，電阻盤6位于探針控制器8與探針7之間。當不需要判斷氣缸狀態(tài)時，電磁鐵不通電，金屬材料制成的探針7在自身剛性的作用下與電阻盤6的電阻部分11保持適度間距；當需要判斷氣缸狀態(tài)時，線圈通電，線圈會產(chǎn)生電磁力，從而吸引探針7，使探針7與電阻部分11電接觸。如圖1所示，電磁鐵由開關2通過線纜9控制，開關2可以為汽車的啟動開關，這樣，當汽車一啟動，就可以對發(fā)動機氣缸的狀態(tài)進行判斷。開關2還可以由ECU控制，或者為手動開關等其他的開關設備，可以根據(jù)判斷氣缸狀態(tài)的需要而定。如圖l所示，探針7通過電阻R連接于電源的正極，電源的負極連接于凸輪軸4，而凸輪軸4電連接于電阻部分11，因而，當探針7與電阻部分11接觸時，可以立即形成回路，如圖4所示。在圖4中，Vcc高電位端通過保護電阻R連接于滑動變阻器Rl，Rl繼而連接于VBD低電位端，其中，滑動變阻器Rl即為電阻盤6的電阻部分ll，滑動變阻器Rl的最大電阻值即為電阻盤6的電阻部分11的最大電阻值。如圖2所示，檢測裝置的探針7通過信號線10連接于信號處理裝置3。信號處理裝置3用于通過探針7提取電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種，并根據(jù)采集的電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓中的一種判斷出凸輪軸4的旋轉位置，進而判斷出發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)。信號處理裝置3可以為任何能進行數(shù)據(jù)處理的裝置，如單片機、電子控制單元(ECU)或可編程邏輯控制器等。信號處理裝置3包括信號接收單元和信號分析單元。信號接收單元通過探針7與所述電阻部分11電連接，用于通過探針7采集電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流、電阻盤6兩端的電壓中的一種，并將采集的電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流、電阻盤6兩端的電壓中的一種發(fā)送給信號分析單元。信號分析單元用于將電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流、電阻盤6兩端的電壓中的一種與預定參考值比較，根據(jù)比較結果，判斷凸輪軸4的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸4的旋轉位置判斷發(fā)動機的氣缸狀態(tài)。信號處理裝置3可以為一個單一的集成芯片，而且該集成芯片具有編程接口，以向信號處理裝置的信號分析單元輸入處理模式的程序。信號處理裝置3的信號接收單元和信號分析單元還可以單獨設置，通過數(shù)據(jù)線將二者連接在一起即可。至于信號處理裝置3的選擇可以根據(jù)具體的實際應用來確定。在發(fā)動機的一個工作循環(huán)內(nèi)，凸輪軸的旋轉位置與氣缸狀態(tài)對應，而且當探針7與電阻盤6接觸時凸輪軸的旋轉位置還與電阻盤6的有效電阻(流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓)對應，因而，可以在電阻盤6的有效電阻與氣缸狀態(tài)之間建立對應關系。設置預定參考值的目的在于在電阻盤6的有效電阻(流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓)與氣缸狀態(tài)之間建立相互比較的基準，這樣，當獲取隨機的電阻盤6的有效電阻值時，可以通過與該基準進行比較，從而判斷出此時發(fā)動機的氣缸的狀態(tài)。由于在發(fā)動機的一個工作循環(huán)中，各個氣缸的點火間隔為均勻一致的，因而，當發(fā)動機中的各個氣缸依次到達相同的狀態(tài)時(如各個氣缸分別達到上止點時)，各個時刻之間的間隔為均勻一致的，也就是說，凸輪軸4旋轉過的角度也是均勻一致的。因而，在發(fā)動機的一個工作循環(huán)中，凸輪軸4旋轉360度，則發(fā)動機中的各個氣缸分別達到相同狀態(tài)的時刻將凸輪軸4旋轉的360度按照氣缸的點火順序均勻分開。例如，在四缸發(fā)動機中，點火順序為1-3-4-2，假設第1缸處于上止點時刻，凸輪軸4開始旋轉(旋轉角度為0);則第3缸處于上止點時，凸輪軸4旋轉過90度；第4缸處于上止點時，凸輪軸4又旋轉過90度(一共旋轉過180度)；第2缸處于上止點時，凸輪軸4又旋轉過90度(一共旋轉過270度)；完成本次循環(huán)時，第l缸又處于上止點，凸輪軸又旋轉過90度(總共旋轉了360度)。這樣，與發(fā)動機中的各個氣缸分別達到相同狀態(tài)的時刻相對應的，探針7與電阻盤6接觸于不同的觸點時，此時的電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓分別將電阻盤6的最大電阻、流經(jīng)探針7的最大電流或電阻盤6兩端的最大電壓均勻分開。因而，預定參考值為電阻盤6的最大電阻、流經(jīng)探針7的最大電流或電阻盤6兩端的最大電壓中一種的K/N且偏差不大于5%，N為發(fā)動機中氣缸的個數(shù)，K為大于等于1且小于等于N的整數(shù)，例如，對于六缸發(fā)動機來說，N=6，K為1、2、3、4、5或6。在優(yōu)選情況下，當各個氣缸分別處于上止點或下至點的狀態(tài)時，測量此時對應的電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓，并將測量的電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓作為預定參考值?？紤]到對電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓進行測量時，不可避免地會存在準確度問題，因而，將該預定參考值的偏差設定為5%，從而既能保證檢測的精度，又不會影響本發(fā)明提供的判斷裝置1的正常工作。在發(fā)動機的一個工作循環(huán)內(nèi)，凸輪軸4轉動一周，同時，發(fā)動機的各個氣缸按照點火順序依次達到上止點或下止點。這樣，按照發(fā)動機中的每個氣缸依照點火順序而依次到達上止點或下止點的時刻，可以將凸輪軸4的旋轉一周分為相等的等份，該等份的數(shù)目等于發(fā)動機的氣缸數(shù)目，如四缸發(fā)動機可以分為四個等份；六缸發(fā)動機可以分為六個等份。而當凸輪軸4旋轉而使探針7與電阻部分11接觸于不同位置時，此時電阻部分11的有效電阻必定位于上述數(shù)個參考值的某兩個參考值之間或即為某個參考值(探針7的電位以及流經(jīng)探針7的電流與電阻部分11的有效電阻類似)，從而可以容易地根據(jù)上述比較，得知此時凸輪軸4的旋轉位置。下面，詳細描述本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的判斷方法，其中，該判斷方法包括將電阻盤6固定安裝于所述凸輪軸4，所述電阻盤6具有絕緣部分12和沿電阻盤6圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分11，所述絕緣部分12用于將電阻盤6固定連接于凸輪軸4;將電阻盤6的電阻部分11與探針7接觸，電阻盤6的電阻部分11與探針7之間具有電位差；通過探針7采集電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流、電阻盤6兩端的電壓中的一種，并將采集的電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流、電阻盤6兩端的電壓中的一種與預定參考值比較，從而判斷凸輪軸4的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸4的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。在本發(fā)明提供的方法中，首先將電阻盤6安裝好，以用于隨后的實際使用。電阻盤6具有絕緣部分12和沿電阻盤6圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分11，所述絕緣部分12用于將電阻盤6固定連接于凸輪軸4。這樣，當探針7圍繞整個環(huán)形電阻部分11的圓周方向而與電阻部分11電接觸時，電阻盤的有效電阻、流經(jīng)探針的電流、電阻盤兩端的電壓為線性變化(線性變大或線性變小)。絕緣部分12的作用為將電阻盤6固定連接于凸輪軸4，從而確保電阻盤6與凸輪軸4能保持同步旋轉。電阻盤6的電阻部分11與探針7之間具有電位差，因而，當電阻盤6的電阻部分11與探針7接觸時，會產(chǎn)生電流，從而實現(xiàn)圖4所示的電路。形成電路時，通過探針7采集電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓中的一種，并將采集的電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流、電阻盤6兩端的電壓中的一種與預定參考值比較，從而判斷凸輪軸4的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸4的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。預定參考值為電阻盤6的最大電阻、流經(jīng)探針7的最大電流或電阻盤6兩端的最大電壓中一種的K/N且偏差不大于5%，N為發(fā)動機中氣缸的個數(shù)，K為大于等于1且小于等于N的整數(shù)。關于預定參考值的確定上面己經(jīng)加以詳細描述說明，在此不再進行描述。優(yōu)選情況下，當發(fā)動機中的各個氣缸分別處于上止點或下止點時，檢測電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓中的一種，將采集的采集電阻盤6的有效電阻、流經(jīng)探針7的電流以及電阻盤6兩端的電壓中的一種設定為參考值。優(yōu)選情況下，由于檢測探針7的電位更加準確、方便，因而，在電阻盤6的一端電連接于電位為零的凸輪軸4，且探針7的電位高于零的情況下，當發(fā)動機中的各個氣缸分別處于上止點或下止點時，檢測探針7的電位，將探針7的電位設定為參考值，并將該參考值發(fā)送并儲存至信號處理裝置。優(yōu)選情況下，探針7為桿狀，由電的良導體的金屬制成，以便于與電阻部分ll電接觸。當需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時，探針7與電阻部分11電連接，信號處理裝置接收探針7的電位，并判斷所述探針7的電位與所述參考值的關系，從而得到分析結果，并根據(jù)該分析結果發(fā)出指令信號，該指令信號又傳遞至發(fā)動機。在發(fā)動機中，氣缸的點火順序與凸輪軸的旋轉線性對應。因而，上述參考值的排列順序與發(fā)動機中各個氣缸的點火順序相同。換句話說，每個參考值與各自相應的氣缸的狀態(tài)對應。如上所述，本發(fā)明的原理在于通過檢測凸輪軸4的旋轉位置而直接判斷發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)。而在本發(fā)明中，凸輪軸4的旋轉位置通過檢測上述回路中的電信號而確定。眾所周知，發(fā)動機中的氣缸的點火順序各有不同，如直列四缸發(fā)動機中，點火順序可以為l一3—4一2;直列式六缸發(fā)動機中，點火順序可以為l一5—3—6—2—4。而在一個工作循環(huán)內(nèi)，凸輪軸旋轉一周的這一特性，與發(fā)動機的排列方式(直列、V型或W型)以及發(fā)動機中氣缸的數(shù)目(四缸、六缸或八缸)均無關。因而，本發(fā)明提供的用于判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的判斷裝置以及方法均適用于上述任何一種發(fā)動機。以四缸發(fā)動機為例，如圖5所示，若凸輪軸4刻度起點從A(0度)開始順時針旋轉，此時，第l、4缸位于上止點(或下止點)；到達B(旋轉過90度)時，第3、2缸位于上止點(或下止點)；到達C(旋轉過180度)時，第4、1缸位于上止點(或下止點)；到達D(旋轉過270度)時，第2、3缸位于上止點(或下止點)；當又回到A(旋轉過360度)時，發(fā)動機完成一個工作循環(huán)。具體地說，如圖3和圖5所示，當探針7與電阻部分11的接觸點位于A時，此時，第l、4缸處于上止點或下止點，由于探針7幾乎與延伸部分13直接電連接，因而，此時電阻部分ll的有效電阻最??；當探針7與電阻部分11的接觸點位于B時，此時第3、2缸處于上止點或下止點，電阻部分11的有效電阻為電阻部分ll的BC段、CD段以及DA段的總和；當探針7與電阻部分ll的接觸點位于C時，此時第4、l缸處于上止點或下止點，此時電阻部分11的有效電阻為CD段加上DA段的總和；當探針7與電阻部分ll的接觸點位于D時，此時第2、3缸處于上止點或下止點，此時電阻部分ll的有效電阻為DA段。由上可知，當探針7與電阻部分11的不同部位接觸時，電阻部分11的有效電阻也不同，而且電阻部分11的有效電阻的變化與凸輪軸4的旋轉位置為線性對應關系，從而電阻部分11的有效電阻的變化也與發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)線性對應。而且，當探針7與電阻部分11的接觸點位于AB之間、BC之間、CD之間或DA之間時，氣缸的狀態(tài)分別為第1缸處于上止點或下止點與第3缸處于上止點或下止點之間、第3缸處于上止點或下止點與第4缸處于上止點或下止點之間、第4缸處于上止點或下止點與第2缸處于上止點或下止點之間，或第2缸處于上止點或下止點與第1缸處于上止點或下止點之間。如圖3、圖4以及圖5所示，當探針7與電阻部分11的接觸點位于A時，則探針7的電位最小，此時氣缸l位于上止點或下止點；當探針7與電阻部分11的接觸點超過A而位于絕緣部分12時，圖4中的電路斷路，則探針7的電位等于探針7與電阻部分11的電位差；當探針7與電阻部分11的接觸點位于絕緣部分12與B之間時，探針7的電位較大，但小于探針7與電阻部分ll的電位差；依此類推，探針7的電位逐漸下降，直至探針7又與電阻部分11接觸于A。如上所述，當各個氣缸按照點火順序依次位于各自的上止點或下止點時，探針7的各個電位值將所述探針7的電位范圍劃分為各自對應的區(qū)域。綜上所述，可以很容易地確定電阻部分11的有效電阻與發(fā)動機氣缸狀態(tài)的對應關系，因而探針7的電位與發(fā)動機的氣缸狀態(tài)之間也具有線性對應關系。即，在如圖4所述的電路中，電阻部分11的有效電阻與探針7的電位為線性對應關系，因而可以容易地確定探針7的電位與發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的線性對應關系，從而可以容易地根據(jù)探針7的電位值直接確定發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)。在上述描述中，以直列四缸發(fā)動機為例加以說明，然而，在本發(fā)明中，對于發(fā)動機中氣缸的排列方式、氣缸數(shù)目以及氣缸點火順序沒有限定，本領域的普通技術人員都應該明白，本發(fā)明提供的判斷裝置l以及判斷方法適用于任何滿足發(fā)動機完成一個工作循環(huán)則凸輪軸旋轉一周的發(fā)動機。本發(fā)明的判斷裝置l進行判斷的過程如下(如圖l、圖2和圖6所示)當需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時，判斷開關2是否接通，如果沒有接通，則判缸裝置不工作，不進行判缸；如果開關2接通，則探針7與電阻盤6的電阻部分11吸合(電接觸)，測得探針7與電阻部分11的該位置電接觸時探針7的電位，然后該電位信號通過信號線10傳輸給信號處理裝置3;在信號處理裝置3中，測得的探針7的電位與信號處理裝置3預先儲存的參考電位值進行比對，并根據(jù)探針7的電位與氣缸狀態(tài)的線性對應關系判斷出凸輪軸4的旋轉位置，進而確定出發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)；然后信號處理裝置3再對發(fā)動機發(fā)出正確的點火指令，同時發(fā)出使探針7與電阻部分11電分離的信號；探針7與電阻盤6的電阻部分11分離，以便進行下一次的判斷。根據(jù)本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)的判斷裝置以及判斷方法，可以通過檢測探針7的電位立即判斷出氣缸狀態(tài)，從而克服了現(xiàn)有技術的發(fā)動機在啟動時不能快速準確判缸的缺陷。實施例下面以比亞迪483型發(fā)動機為例說明本發(fā)明的一種具體實施方式。比亞迪483型發(fā)動機為4缸發(fā)動機，點火順序是1-3-4-2，凸輪軸4為順時針旋轉。電阻盤6為圓盤形，電阻盤6的直徑為60mm，厚度為3mm，由FBX玻纖增強酚醛模塑料制成。電阻盤6具有首尾斷開的環(huán)形的電阻部分11,電阻部分ll內(nèi)邊緣的半徑為20mm，外邊緣的半徑為25mm，因而，電阻部分11的電阻盤6徑向方向上的寬度為5mm，電阻部分11斷開部分的間隙寬度為lmm。電阻部分11通過導線13電連接于電位為零的凸輪軸4。電阻部分ll由石墨制成，通過將石墨材料覆蓋在電阻盤6上而制得。電阻部分ll的厚度為lmm。電阻部分11的電阻值為30KQ。由于電阻部分11與電位為零的凸輪軸4電連接，因而，電阻部分ll的電位為零。在電阻盤6上，除了電阻部分11外的剩余部分為絕緣部分12，絕緣部分12的材料為耐高溫高硬度樹脂。絕緣部分12具有中心孔，凸輪軸4從該中心孔穿過，絕緣部分12通過RITELOK軸承固定連接于凸輪軸4上，從而實現(xiàn)絕緣部分12與凸輪軸4的固定連接，將電阻盤6固定連接于凸輪軸4。探針7為桿狀，由45鋼制成。探針7的電位為5V。信號處理裝置為ECU3(RenesasM32176F4VFP)。啟動發(fā)動機，發(fā)動機的凸輪軸4開始旋轉，同時固定連接于凸輪軸4的電阻盤6隨凸輪軸4一同旋轉。此時，點火開關2接通，電磁鐵8通電，產(chǎn)生電磁力，吸引探針7，使探針7與電阻部分11電連接。如圖5所示，當探針7與電阻部分11分別接觸于A、B、C和D時，電阻部分11的有效電阻為(如下表1):<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表l當探針7與電阻部分分別接觸于A、B、C和D時，探針7的電位值為(如下表):<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表2當需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時，開關2接通，則探針7與電阻盤6的電阻部分11吸合(電接觸)，測得探針7與電阻部分11的該位置電接觸時探針7的電位為2.02V;然后將該電位信號(探針7的電位為2.02V)通過信號線10傳輸給ECU3;在ECU3中，將該電位信號(探針7的電位為2.02V)與表2中的參考電位值進行比對，由于1.16(C)<2.02<2.5(D)，因而，此時發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)為第3缸中的活塞位于上止點與下止點之間，并會向繼續(xù)下止點移動，而且，第4缸中的活塞位于上止點與下止點之間，并會繼續(xù)向上止點移動；然后ECU3根據(jù)上述判斷結果對發(fā)動機發(fā)出正確的點火指令，同時發(fā)出使探針7與電阻部分11電分離的信號；探針7與電阻盤6的電阻部分11分離，以便進行下一次的判斷。權利要求1.一種判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，該裝置包括檢測裝置和信號處理裝置，其特征在于，該裝置還包括電阻盤(6)，所述電阻盤(6)具有絕緣部分(12)和沿電阻盤(6)圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分(11)，所述絕緣部分(12)用于將電阻盤(6)固定連接于凸輪軸(4)；所述檢測裝置包括探針(7)，所述探針(7)用于與所述電阻部分(11)接觸，以使電流能流經(jīng)所述探針(7)和電阻部分(11)；所述信號處理裝置用于通過探針(7)采集電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種，并根據(jù)采集的電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種判斷凸輪軸(4)的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸(4)的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。2.根據(jù)權利要求1所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述電阻盤(6)為與凸輪軸(4)同軸的圓盤形。3.根據(jù)權利要求1所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述電阻部分(11)為首尾斷開的環(huán)形電阻膜，所述電阻部分(11)的表面電阻率均勻一致。4.根據(jù)權利要求3所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述電阻部分(11)的材料為石墨或金屬。5.根據(jù)權利要求3所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述電阻部分(11)在電阻盤(6)徑向方向上的寬度為1-5毫米。6.根據(jù)權利要求3所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述電阻部分(11)的電阻大小為10-50千歐，所述探針(7)與電阻部分(11)之間具有的電位差為3-10伏特。7.根據(jù)權利要求3或6所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述電阻部分(11)的一端與電位為零的凸輪軸(4)電連接，所述探針(7)的電位高于零。8.根據(jù)權利要求1所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述檢測裝置還包括探針控制器(8)，該探針控制器(8)用于控制探針(7)與電阻盤(6)的電阻部分(11)是否電接觸。9.根據(jù)權利要求8所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述探針控制器(8)為電磁鐵，所述探針(7)具有鐵磁性。10.根據(jù)權利要求1所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述信號處理裝置為單片機、電子控制單元或可編程邏輯控制器。11.根據(jù)權利要求1或10所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述信號處理裝置包括信號接收單元和信號分析單元；所述信號接收單元通過探針(7)與所述電阻部分(11)電連接，用于通過探針(7)采集電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種，并將采集的電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種發(fā)送給信號分析單元；所述信號分析單元用于將電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種與預定參考值比較，根據(jù)比較結果，判斷凸輪軸(4)的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸(4)的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。12.根據(jù)權利要求11所述的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置，其中，所述預定參考值為電阻盤(6)的最大電阻、流經(jīng)探針(7)的最大電流或電阻盤(6)兩端的最大電壓中一種的K/N且偏差不大于5X，N為發(fā)動機中氣缸的個數(shù)，K為大于等于1且小于等于N的整數(shù)。13.—種發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷方法，其中，該方法包括將電阻盤(6)固定安裝于所述凸輪軸(4)，所述電阻盤(6)具有絕緣部分(12)和沿電阻盤(6)圓周方向分布且首尾斷開的電阻部分(11)，通過將所述絕緣部分(12)套裝在凸輪軸(4)上，使電阻盤(6)固定安裝于所述凸輪軸(4);將電阻盤(6)的電阻部分(11)與探針(7)接觸，電阻盤(6)的電阻部分(11)與探針(7)之間具有電位差；通過探針(7)采集電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種，并將采集的電阻盤(6)的有效電阻、流經(jīng)探針(7)的電流、電阻盤(6)兩端的電壓中的一種與預定參考值比較，從而判斷凸輪軸(4)的旋轉位置，進而根據(jù)凸輪軸(4)的旋轉位置判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)。14.根據(jù)權利要求13所述的判斷方法，其中，所述電阻部分(11)為首尾斷開的環(huán)形電阻膜，所述電阻部分(11)的表面電阻率均勻一致。15.根據(jù)權利要求13所述的判斷方法，其中，所述電阻部分(11)的一端電連接于電位為零的凸輪軸(4)，且探針(7)的電位高于零。16.根據(jù)權利要求13所述的判斷方法，其中，所述預定參考值為電阻盤(6)的最大電阻、流經(jīng)探針(7)的最大電流或電阻盤(6)兩端的最大電壓中一種的K/N且偏差不大于5X，N為發(fā)動機中氣缸的個數(shù)，K為大于等于1且小于等于N的整數(shù)。全文摘要本發(fā)明提供了一種判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置以及判斷方法，按照本發(fā)明提供的判斷發(fā)動機氣缸狀態(tài)的判斷裝置和方法，當需要判斷發(fā)動機中氣缸狀態(tài)時，探針與電阻盤的電阻部分立即電接觸，從而能即刻判斷出發(fā)動機中氣缸的狀態(tài)，然后，發(fā)動機再根據(jù)該判斷結果按照正確的順序迅速啟動，從而有效地縮短了發(fā)動機從啟動至正常運轉的間隔時間。文檔編號F02D43/00GK101255826SQ200710000499公開日2008年9月3日申請日期2007年2月28日優(yōu)先權日2007年2月28日發(fā)明者付逢春,杰侯,強沈,車金偉申請人:比亞迪股份有限公司