專利名稱：無相位傳感器識別三缸發(fā)動機1缸壓縮上止點的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機電控燃油噴射技術，特別涉及一種無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
發(fā)動機電控燃油噴射系統(tǒng)以其精確的控制和快速的響應，成為當今發(fā)動機電控技術的主流。四沖程發(fā)動機的電控燃油噴射系統(tǒng)包括ECU (電子控制單元)、傳感器和執(zhí)行器三部分，其中普遍采用磁感應傳感器來測量轉速信息和曲軸位置信息。磁感應傳感器配合脈沖盤以測量曲軸位置，脈沖盤安裝在曲軸上，隨曲軸轉動而轉動，脈沖盤有均勻分布的輪齒(通常為60個),但有幾個(通常為2個)輪齒空缺,脈沖盤上 的輪齒對磁感應傳感器的磁力線產(chǎn)生切割作用，在磁感應傳感器線圈兩端產(chǎn)生一定頻率的交變電壓信號，輸出給ECU ;而當脈沖輪上的缺齒位置(BM)每通過磁感應傳感器一次，便在磁感應傳感器感應線圈中產(chǎn)生一個畸變的交變電壓信號，ECU據(jù)此就可計算出發(fā)動機的轉速和曲軸位置。在一次工作循環(huán)中，曲軸旋轉兩圈，磁感應傳感器的信號可使ECU辨別出I缸的上止點兩次，但無法區(qū)分此上止點是壓縮上止點還是排氣上止點。這就需要凸輪軸相位傳感器與磁感應傳感器相互配合，為ECU提供曲軸相位信息，從而準確判斷出I缸的壓縮上止點和排氣上止點。凸輪軸相位傳感器是霍爾傳感器，配合一信號輪(半圓形、I個或4個齒的永磁體)，此信號輪安裝在凸輪軸上，隨凸輪軸轉動而轉動。隨著信號輪的轉動，根據(jù)霍爾效應，霍爾傳感器內部磁場發(fā)生變化，從而輸出變化的電信號給ECU。在一次工作循環(huán)中，凸輪軸旋轉一圈，而曲軸旋轉兩圈，凸輪軸相位傳感器在I缸壓縮上止點和I缸排氣上止點的輸出的電信號正好相反，據(jù)此，ECU可準確判斷出I缸的壓縮上止點和排氣上止點，從而與發(fā)動機正確同步，實現(xiàn)燃油順序噴射。當前已有多種無凸輪軸相位傳感器的識別四缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的方法。DELPHI公司研究出了一種通過進氣壓力進行判缸的方法(源自《EMS發(fā)動機管理系統(tǒng)中智能標定系統(tǒng)的研究》)。氣缸在進氣行程進氣門突然打開時，靠近進氣門附近的歧管壓力會有IkPa左右的急劇壓降，如圖I所示。ECU對此信號通過高通濾波和低通濾波進行分離處理，高通濾波處理發(fā)動機相關供油邏輯，而低通濾波通過軟件處理實現(xiàn)判缸。一般情況下進氣壓力變化規(guī)律在一個范圍內重復出現(xiàn)，當進氣門突然開啟時，其附近壓力迅速下降，排除偶然現(xiàn)象，當ECU檢測到5次這種壓降即可實現(xiàn)準確判缸。這種方法不足的是為實現(xiàn)此功能，進氣壓力傳感器需安裝在第I缸或第4缸歧管靠近進氣門的位置。中國專利200710094027公開了一種“無相位傳感器識別I缸壓縮上止點的方法”，該方法首先在無相位傳感器的情況下采用成組噴射或順序噴射起動發(fā)動機，在發(fā)動機成功起動轉速沖高回落到怠速的過程中，主動切斷I缸的噴油，根據(jù)發(fā)動機轉速的波動規(guī)律來識別I缸壓縮上止點。所述的發(fā)動機轉速的波動規(guī)律是在主動切斷I缸的噴油后，如果ECU檢測到I缸連續(xù)出現(xiàn)失火，則可以判定ECU與發(fā)動機之間的原同步狀態(tài)正確；如果ECU檢測到4缸連續(xù)出現(xiàn)失火，則可以判定E⑶與發(fā)動機之間的原同步狀態(tài)錯誤。四缸汽油發(fā)動機氣缸數(shù)為偶數(shù)，同一循環(huán)內各缸相差180° CA(1° CA表示曲軸轉動360度中的一度)，如圖2所示，四缸汽油發(fā)動機工作的每一時刻，進氣、壓縮、做功、排氣沖程都有一缸在進行。三缸汽油發(fā)動機的氣缸數(shù)為奇數(shù)，同一個工作循環(huán)內各缸相差240° CA點火一次，如圖3所示，三缸機在工作的每個時刻，僅有三個沖程在進行，各缸并非處于對稱位置。故而兩種發(fā)動機在沒有凸輪軸相位傳感器的前提下，各種信號的規(guī)律是不同的，運用的策略也是截然不同的，實驗證明，以上兩種現(xiàn)有的無相位傳感器識別汽油發(fā)動機I缸壓縮上止點的方法，無法適用于三缸汽油發(fā)動機
發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，邏輯簡潔，硬件實現(xiàn)方便。為解決上述技術問題，本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，包括曲軸位置傳感器、脈沖盤、蓄電池電壓采集模塊、判缸模塊；所述脈沖盤，安裝在曲軸上，隨曲軸轉動而轉動，脈沖盤有均勻分布的輪齒，但有一個或多個相鄰輪齒空缺；所述曲軸位置傳感器，隨著所述脈沖盤的轉動產(chǎn)生同脈沖盤輪齒對應的瞬時峰值電壓，脈沖輪上的缺齒位置每通過一次，曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓便發(fā)生一個
畸變；所述蓄電池電壓采集模塊，用于采集輸出為所述發(fā)動機供電的蓄電池的電壓到所述判缸模塊；所述判缸模塊，工作步驟為一 上電并初始化；二 .檢測所述曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓；三.如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變，進行步驟四，否則進行步驟二；四.如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的瞬時峰值電壓個數(shù)大于等于E，E為脈沖輪總齒數(shù)的40%到60%的正整數(shù)，進行步驟五，否則進行步驟二 ；五.瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第E個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，減去瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第F個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，得到一差值，F(xiàn)為小于脈沖輪總齒數(shù)的10%的自然數(shù)，該差值如果大于排氣閥值，則輸出排氣上止點信號；如果小于壓縮閥值，則輸出壓縮上止點信號；如果在排氣閥值到壓縮閥值之間，則進行步驟二；其中，排氣閥值為正數(shù)，壓縮閥值為負數(shù)。較佳的，E為脈沖輪總齒數(shù)的45%到55%的正整數(shù)，F(xiàn)為小于脈沖輪總齒數(shù)的5%的自然數(shù)。較佳的，所述判缸模塊，在步驟一之后，當車鑰匙轉到啟動位置，使啟動機拖動發(fā)動機轉動，如果曲軸位置傳感器及所述蓄電池電壓采集模塊工作正常，進行步驟二，否則進行步驟一。本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，借助于蓄電池電壓的梯度與曲軸位置傳感器信號完成判缸，實現(xiàn)了無相位傳感器的三缸汽油機發(fā)動機I缸壓縮上止點的正確判斷，邏輯簡潔，計算簡單，由于采集的是蓄電池電壓，除曲軸位置傳感器外無需其他傳感器，故無須硬件改動，硬件實現(xiàn)方便，具有很高的可行性和實用價值。


為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面對本發(fā)明所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是DELPHI公司公開的一種通過進氣壓力進行判缸的方法示意圖；圖2是四缸汽油發(fā)動機工作過程示意圖；圖3是三缸汽油發(fā)動機工作過程示意圖； 圖4是本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸汽油發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)一實施方式示意圖；圖5是本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸汽油發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)一實施例中的判缸模塊的工作過程示意圖；圖6三缸汽油發(fā)動機同步前蓄電池電壓變化示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。無相位傳感器識別三缸汽油發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)一實施方式如圖4所示，包括曲軸位置傳感器、脈沖盤、蓄電池電壓采集模塊、判缸模塊；所述脈沖盤，安裝在曲軸上，隨曲軸轉動而轉動，脈沖盤有均勻分布的輪齒(通常 為60個),但有一個或多個(通常為2個)相鄰輪齒空缺；所述曲軸位置傳感器，隨著所述脈沖盤的轉動產(chǎn)生同脈沖盤輪齒對應的瞬時峰值電壓，脈沖輪上的缺齒位置每通過一次，曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓便發(fā)生一個
畸變；所述蓄電池電壓采集模塊，用于采集輸出為所述汽油發(fā)動機供電的蓄電池的電壓到所述判缸模塊；所述判缸模塊，工作步驟如圖5所示一.當車鑰匙轉到點火開關的上電位置(0N)，使E⑶上電、初始化的同時，判缸模塊上電并初始化邏輯量；二 .當車鑰匙轉到點火開關的啟動位置，使啟動機拖動發(fā)動機轉，如果曲軸位置傳感器及所述蓄電池電壓采集模塊工作正常，進行步驟三，否則進行步驟一；三.檢測所述曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓；四.如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變，進行步驟五，否則進行步驟三；五.如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的瞬時峰值電壓個數(shù)大于等于E，E為脈沖輪總齒數(shù)的40%到60%的正整數(shù)，進行步驟六，否則進行步驟三；六.瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第E個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，減去瞬 時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第F個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，得到一差值，F(xiàn)為小于脈沖輪總齒數(shù)的10%的自然數(shù)，該差值如果大于排氣閥值，則輸出排氣上止點信號；如果小于壓縮閥值，則輸出壓縮上止點信號；如果在排氣閥值到壓縮閥值之間，則進行步驟二 ；其中，排氣閥值為正數(shù)，壓縮閥值為負數(shù)；較佳的，E為脈沖輪總齒數(shù)的45%到55%的正整數(shù)，F(xiàn)為小于脈沖輪總齒數(shù)的5%的自然數(shù)。例如脈沖輪總齒數(shù)為60，其中有2個缺齒，E可以為25、26、27、28、29、30、31、32、33,34或35，F(xiàn)可以為5、4、3、2或I。例如，E為25且F為5，或者E為25且F為3，或者E為25且F為1，或者E為30且F為5，或者E為30且F為2，或者E為30且？為1，或者E為35且F為4，或者E為35且F為3，或者E為35且F為I。本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，當車鑰匙轉到點火開關的啟動位置使啟動機拖動發(fā)動機轉動，曲軸位置傳感器輸出同脈沖盤各轉動角度輪齒相對應的瞬時峰值電壓，在一次工作循環(huán)中，曲軸旋轉兩圈，瞬時峰值電壓會因脈沖盤缺齒出現(xiàn)兩次畸變，其中一畸變發(fā)生時對應于I缸的壓縮上止點，另一畸變發(fā)生時對應于I缸的排氣上止點。當發(fā)動機正常運作時，假設點火缸序為I 一 2 — 3，如圖6所示，當I缸壓縮上止點前的脈沖盤缺齒位置BMO來臨時，三缸對應的沖程分別為壓縮、進氣和排氣，而I缸排氣上止點前的脈沖盤缺齒位置BMl來臨時，三缸對應的沖程分別為排氣、做功和壓縮，由此可見，在一次工作循環(huán)中，曲軸旋轉兩圈產(chǎn)生兩次上止點，兩次上止點前對應的為發(fā)動機供電的蓄電池的電壓的波動性肯定是不一樣的。啟動機拖動發(fā)動機轉動時蓄電池電壓UB隨時間T變化，由圖6可見，脈沖盤轉動720度，兩次畸變發(fā)生前對應的蓄電池電壓變化規(guī)律正好相反，以畸變發(fā)生(轉動到缺齒位置)之前的設定個數(shù)輪齒所對應的蓄電池電壓作為分析的對象，瞬時峰值電壓發(fā)生畸變之前的設定個數(shù)輪齒對應設定個數(shù)的瞬時峰值電壓，瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第E個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，減去瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第F個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，得到一差值，E約為脈沖輪總輪齒數(shù)的一半，F(xiàn)遠小于E，該差值如果大于正數(shù)排氣閥值，則判定該瞬時峰值電壓畸變時所對應曲軸位置為I缸排氣上止點；如果小于負數(shù)壓縮閥值，則判定該瞬時峰值電壓發(fā)生畸變時所對應曲軸位置為I缸壓縮上止點；如果介于兩者之間時，則無法辨別當前的狀態(tài)，需要曲軸再轉一圈帶動脈沖盤到下一個缺口位置來重新識別。如果以畸變發(fā)生(轉動到缺齒位置)之前的曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓個數(shù)小于E，則需要曲軸再轉一圈帶動脈沖盤到下一個缺口位置來重新識別。其中E、F、壓縮閥值、排氣閥值可根據(jù)具體項目進行標定。ECU根據(jù)本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)識別的當前發(fā)動機I缸壓縮上止點，就與發(fā)動機完成了同步，接下來發(fā)動機控制系統(tǒng)EMS就能進行正確的噴油點火。啟動機拖動發(fā)動機轉動時，因為三缸發(fā)動機的氣缸噴油點火是不對稱的，如果識別I缸上止點錯誤，ECU與發(fā)動機未完成同步，發(fā)動機是無法點火成功的，所以如果還未能識別I缸的壓縮上止點，ECU與發(fā)動機未完成同步，則發(fā)動機控制系統(tǒng)EMS控制暫停噴油和點火。
本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，借助于蓄電池電壓的梯度與曲軸位置傳感器信號完成判缸，實現(xiàn)了無相位傳感器的三缸汽油機發(fā)動機I缸壓縮上止點的正確判斷，邏輯簡潔，計算簡單，由于采集的是蓄電池電壓，除曲軸位置傳感器外無需其他傳感器，故無須硬件改動，硬件實現(xiàn)方便，具有很高的可行性和實用價值。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內。
權利要求
1.一種無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，包括曲軸位置傳感器、脈沖盤； 所述脈沖盤，安裝在曲軸上，隨曲軸轉動而轉動，脈沖盤有均勻分布的輪齒，但有ー個或多個相鄰輪齒空缺； 所述曲軸位置傳感器，隨著所述脈沖盤的轉動產(chǎn)生同脈沖盤輪齒對應的瞬時峰值電壓，脈沖輪上的缺齒位置每通過一次，曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓便發(fā)生ー個畸變； 其特征在于，還包括蓄電池電壓采集模塊、判缸模塊； 所述蓄電池電壓采集模塊，用于采集輸出為所述發(fā)動機供電的蓄電池的電壓到所述判缸模塊； 所述判缸模塊，工作步驟為 一.上電并初始化； ニ.檢測所述曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓； 三.如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變，進行步驟四，否則進行步驟ニ； 四.如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的瞬時峰值電壓個數(shù)大于等于E，E為脈沖輪總齒數(shù)的40%到60%的正整數(shù)，進行步驟五，否則進行步驟ニ ； 五.瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第E個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，減去瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第F個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，得到一差值，F(xiàn)為小于脈沖輪總齒數(shù)的10%的自然數(shù)，該差值如果大于排氣閥值，則輸出排氣上止點信號；如果小于壓縮閥值，則輸出壓縮上止點信號；如果在排氣閥值到壓縮閥值之間，則進行步驟ニ；其中，排氣閥值為正數(shù)，壓縮閥值為負數(shù)。
2.根據(jù)權利要求I所述的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，其特征在干， E為脈沖輪總齒數(shù)的45%到55%的正整數(shù)。
3.根據(jù)權利要求I所述的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，其特征在干， F為小于脈沖輪總齒數(shù)的5%的自然數(shù)。
4.根據(jù)權利要求I所述的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，其特征在干， 脈沖輪總齒數(shù)為60，其中有2個相鄰輪齒空缺，E為25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或 35，F(xiàn) 為 5、4、3、2 或 I。
5.根據(jù)權利要求4所述的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，其特征在干， E為25且F為5，或者E為25且F為3，或者E為25且F為1，或者E為30且F為5，或者E為30且F為2，或者E為30且F為1，或者E為35且F為4，或者E為35且F為3，或者E為35且F為I。
6.根據(jù)權利要求I到4任一項所述的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機I缸壓縮上止點的系統(tǒng)，其特征在于， 所述判缸模塊，在步驟一之后，當車鑰匙轉到啟動位置，使啟動機拖動發(fā)動機轉動，如果曲軸位置傳感器及所述蓄電池電壓采集模塊工作正常，進行步驟ニ，否則進行步驟一 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無相位傳感器識別三缸發(fā)動機1缸壓縮上止點的系統(tǒng)，包括曲軸位置傳感器、脈沖盤、蓄電池電壓采集模塊、判缸模塊；蓄電池電壓采集模塊用于采集輸出蓄電池的電壓到判缸模塊；判缸模塊檢測曲軸位置傳感器產(chǎn)生的瞬時峰值電壓；如果瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變，瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第E個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓，減去瞬時峰值電壓產(chǎn)生畸變之前的第F個瞬時峰值電壓產(chǎn)生時刻所對應的蓄電池電壓,得到一差值，根據(jù)該差值同正數(shù)排氣閥值、負數(shù)壓縮閥值的比較，輸出壓縮上止點信號或排氣上止點信號。本發(fā)明的無相位傳感器識別三缸發(fā)動機1缸壓縮上止點的系統(tǒng)，邏輯簡潔，硬件實現(xiàn)方便。
文檔編號F02D43/00GK102678362SQ20121015359
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權日2012年5月16日
發(fā)明者栗工, 王帥, 黃曉攀 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司