凸輪軸位置傳感輪以及用于求取凸輪軸位置的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及凸輪軸位置傳感輪以及用于求取凸輪軸位置的方法和裝置。凸輪軸位置傳感輪在其周緣上以不均等角距具有多個(gè)齒，并且凸輪軸位置傳感輪至少在其周緣的0°、90°、120、180°、240°和270°處分別具有齒腹。此外，本發(fā)明涉及用于求取凸輪軸位置的裝置。在該裝置中，所述凸輪軸位置傳感輪與帶有至少一個(gè)氣缸的四沖程燃燒動(dòng)力機(jī)械的凸輪軸抗扭轉(zhuǎn)地連接并且凸輪軸位置傳感器構(gòu)建為檢測(cè)凸輪軸位置傳感輪的齒腹的位置。為了借助該裝置確定凸輪軸的位置，對(duì)凸輪軸的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械的每氣缸要么僅給凸輪軸位置傳感輪的負(fù)的齒腹的位置分配凸輪軸位置要么給凸輪軸位置傳感輪的正的或負(fù)的齒腹的位置分配凸輪軸位置。
【專利說明】凸輪軸位置傳感輪以及用于求取凸輪軸位置的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種凸輪軸位置傳感輪。此外本發(fā)明涉及一種用于求取凸輪軸位置的裝置，該裝置包括凸輪軸位置傳感輪。此外本發(fā)明還涉及兩種用于借助根據(jù)本發(fā)明的裝置確定凸輪軸位置的方法。另外本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序在其運(yùn)行在計(jì)算設(shè)備上時(shí)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。最后本發(fā)明涉及一種帶有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，程序代碼存儲(chǔ)在機(jī)器可讀的載體上用以在程序于計(jì)算機(jī)或控制設(shè)備上執(zhí)行時(shí)實(shí)施該方法。

【背景技術(shù)】
[0002]其噴射控制機(jī)構(gòu)并非以機(jī)械方式耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)位置上的內(nèi)燃機(jī)除了需要在曲軸上的曲軸角度傳感器之外還需要在凸輪軸上的相位傳感器，利用相位傳感器能確立發(fā)動(dòng)機(jī)的接下來達(dá)到上死點(diǎn)(OT)的氣缸中的哪個(gè)氣缸正處于做功沖程中。附加地，在帶有凸輪軸調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)中，凸輪軸的當(dāng)前位置通過比較在凸輪軸位置傳感輪的周緣上的齒的等距齒腹關(guān)于曲軸的位置來求取。在如使用在能快速起動(dòng)的柴油機(jī)和汽油機(jī)中的目前常用的傳感輪中，每凸輪軸滿轉(zhuǎn)有四個(gè)這樣的齒腹可用。在4缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，因此針對(duì)每個(gè)氣缸提供凸輪軸位置信息。但在具有3、6或8缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中，凸輪軸位置信息不均等地分配，這對(duì)所計(jì)算的凸輪軸位置的精度有負(fù)面影響并且因此對(duì)氣缸的填充和內(nèi)燃機(jī)的排氣有負(fù)面影響。其他所謂的Z+1凸輪軸位置傳感輪針對(duì)每個(gè)氣缸使用一個(gè)齒并且使用附加的齒以傳達(dá)相位信息。這些傳感輪因此必須在其齒數(shù)方面專門地與傳感輪要使用于其中的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸位置傳感輪在其周緣處以非均等的角距具有多個(gè)齒，該凸輪軸位置傳感輪至少在其周緣的0°、90°、120°、180°、240°和270°處分別具有齒腹。
[0004]理想情況下，針對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械的每個(gè)氣缸每凸輪軸滿轉(zhuǎn)確定凸輪軸的位置至少一次。這借助根據(jù)本發(fā)明的用于具有1、2、3或4缸的4沖程燃燒動(dòng)力機(jī)械的凸輪軸位置傳感輪來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，凸輪軸位置傳感輪也在其周緣的60°和300°處分別具有齒腹。這能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)具有6缸的燃燒動(dòng)力機(jī)械的每個(gè)氣缸對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)確定凸輪軸位置。特別優(yōu)選地，凸輪軸位置傳感輪也在其周緣的45°、135°、225°和315°處分別具有齒腹。這也對(duì)于具有8缸的燃燒動(dòng)力機(jī)械而言對(duì)于每個(gè)氣缸每凸輪軸滿轉(zhuǎn)求取凸輪軸的位置一次。
[0005]為了求取凸輪軸位置，設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的裝置，其包括根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸位置傳感輪。這與帶有至少一個(gè)氣缸的4沖程燃燒動(dòng)力機(jī)械的凸輪軸抗扭轉(zhuǎn)地連接。凸輪軸位置傳感器構(gòu)建為檢測(cè)凸輪軸位置傳感輪的齒腹的位置。在根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，凸輪軸位置傳感器構(gòu)建為僅檢測(cè)凸輪軸位置傳感輪的負(fù)齒腹的位置。就此而言，凸輪軸位置傳感輪用作脈沖傳感輪。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，凸輪軸位置傳感器構(gòu)建為檢測(cè)凸輪軸位置傳感輪的正的和負(fù)的齒腹的位置。在該實(shí)施形式中，凸輪軸位置傳感輪用作分段傳感輪(Segmentgeberrad)。
[0006]當(dāng)凸輪軸位置選傳感輪用作脈沖傳感輪時(shí)，在用于確定凸輪軸的位置的方法中對(duì)凸輪軸的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械的每個(gè)氣缸給凸輪軸位置傳感輪的負(fù)的齒腹上的位置分配凸輪軸位置。為了借助凸輪軸位置傳感輪實(shí)現(xiàn)相位編碼，優(yōu)選的是，凸輪軸位置傳感輪的其他負(fù)的齒腹分別分配有一個(gè)凸輪軸相位。為此，凸輪軸位置傳感輪可以除了那些能夠在I缸、2缸、3缸或4缸發(fā)動(dòng)機(jī)中亦或在6缸或8缸發(fā)動(dòng)機(jī)中具有其用于確定凸輪軸位置的可用性的齒腹之外具有其他負(fù)的齒腹。
[0007]當(dāng)凸輪軸位置傳感輪用作區(qū)段傳感輪時(shí)，在用于求取凸輪軸的位置的方法中對(duì)凸輪軸的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械的每個(gè)氣缸給凸輪軸位置傳感輪的正的齒腹或負(fù)的齒腹分配凸輪軸位置。為了借助凸輪軸周圍傳感輪實(shí)現(xiàn)相位編碼，在此優(yōu)選的是，為在凸輪軸位置傳感輪的正的齒腹與負(fù)的齒腹之間的至少一個(gè)間距分配有凸輪軸相位。
[0008]負(fù)的齒腹根據(jù)本發(fā)明理解為在凸輪軸位置傳感輪周緣處的齒腹，在該齒腹處在凸輪軸位置傳感輪的旋轉(zhuǎn)方向上進(jìn)行了從高電平到低電平的過渡。作為正的齒腹描述的是齒的這樣的齒腹，在該齒腹處，在凸輪軸位置傳感輪的旋轉(zhuǎn)方向上進(jìn)行了從低電平到高電平的過渡。在根據(jù)本發(fā)明的方法中被分配了凸輪軸位置或凸輪軸相位的齒腹可以稱作有效的齒腹。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序在其運(yùn)行在控制設(shè)備或計(jì)算設(shè)備上時(shí)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。為了在既有控制設(shè)備中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施而不必對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變，設(shè)置帶有程序代碼的根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其存儲(chǔ)在機(jī)器可讀的載體上并且用于當(dāng)程序在計(jì)算機(jī)或控制設(shè)備上執(zhí)行時(shí)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]在附圖中示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在以下的描述中對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例予以進(jìn)一步闡述。
[0011]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式的用于求取凸輪軸的位置的裝置；
[0012]圖2示出了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式的方法中凸輪軸角度和曲軸角度與凸輪軸位置傳感輪的齒腹的分配關(guān)系；
[0013]圖3示意性示出了在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施形式中在凸輪軸位置傳感輪周緣上的齒的布置。

【具體實(shí)施方式】
[0014]在圖1中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式的用于求取凸輪軸的位置的裝置的截取部分。實(shí)施為直列發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒動(dòng)力機(jī)械I具有四個(gè)氣缸11、12、13、14。為這些氣缸11、12、13、14分配了兩個(gè)可調(diào)節(jié)的凸輪軸2。在每個(gè)凸輪軸2布置一個(gè)凸輪軸位置傳感輪3，該凸輪軸位置傳感輪抗扭轉(zhuǎn)地與凸輪軸2連接。凸輪軸位置傳感輪在其周緣上以非均等的角距具有多個(gè)齒31、32、33、34。每個(gè)齒31、32、33、34具有正的齒腹311和負(fù)的齒腹312。凸輪軸位置傳感器4為此構(gòu)建為檢測(cè)凸輪軸位置傳感輪3的齒腹311、312的位置。凸輪軸位置傳感器4將檢測(cè)到的信息提供給控制設(shè)備5。
[0015]為了針對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械I的每個(gè)氣缸11、12、13、14能夠確定凸輪軸2對(duì)每凸輪軸滿的位置，對(duì)于帶有不同數(shù)目氣缸的燃燒動(dòng)力機(jī)械I有如下要求:
[0016]I缸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)需要凸輪軸位置信息最少一次，即滿720°曲軸；
[0017]2缸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)需要凸輪軸位置信息最少兩次，即滿360°曲軸；
[0018]3缸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)需要凸輪軸位置信息最少三次，即滿240°曲軸；
[0019]4缸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)需要凸輪軸位置信息最少四次，即滿180°曲軸；
[0020]6缸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)需要凸輪軸位置信息最少六次，即滿120°曲軸；
[0021]8缸發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每凸輪軸滿轉(zhuǎn)需要凸輪軸位置信息最少八次，即滿90°曲軸。
[0022]在圖2中示出:凸輪軸位置傳感輪3必須具有哪些齒腹位置，以便能夠用于帶有I缸、2缸、3缸、4缸、6缸和8缸的燃燒動(dòng)力機(jī)械I。由于在4沖程燃燒動(dòng)力機(jī)械I中凸輪軸2對(duì)曲軸(未示出)的每?jī)蓾M轉(zhuǎn)完成一滿轉(zhuǎn)，在視圖中360°的凸輪軸角度NW對(duì)應(yīng)于720°的曲軸角度KW。
[0023]圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施形式的用于凸輪軸位置傳感輪的邊緣分布。凸輪軸位置傳感輪(a)至(C)在此可針對(duì)帶有所有上面所提及的氣缸數(shù)目的燃燒動(dòng)力機(jī)械I用作脈沖傳感輪。凸輪軸位置傳感輪(a)在此情況下用作不帶相位編碼的基本脈沖傳感輪。對(duì)凸輪軸2的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械I的每氣缸在此情況下為凸輪軸位置傳感輪3的負(fù)的齒腹的位置分配了凸輪軸位置。如果相位編碼要通過凸輪軸位置傳感輪3實(shí)現(xiàn)為脈沖傳感輪，則在實(shí)施例(b)和(C)中可以設(shè)置凸輪軸位置傳感輪的其他負(fù)的齒腹，為其分別分配有凸輪軸相位。在實(shí)施例(b)中，在此借助附加的齒腹在實(shí)施例(a)的齒腹之間的長(zhǎng)區(qū)段上進(jìn)行相位編碼。在實(shí)施例(C)中，通過布置齒腹進(jìn)行相位編碼，所述齒腹在凸輪軸位置傳感器4的傳感器信號(hào)中造成不對(duì)稱的脈沖停頓。
[0024]實(shí)施例(d)示出了帶有通過電平和區(qū)段長(zhǎng)度進(jìn)行的相位編碼的區(qū)段傳感輪的齒腹分部，其可以用于帶有所有上述氣缸數(shù)目的燃燒動(dòng)力機(jī)械I。為了確定凸輪軸的位置，對(duì)凸輪軸2的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械I的每氣缸給凸輪軸位置傳感輪3的正的或負(fù)的齒腹的位置分配凸輪軸位置。為了相位編碼，至少在凸輪軸位置傳感輪的正的齒腹和負(fù)的齒腹之間的間距中分配凸輪軸相位。
[0025]實(shí)施形式(e)示出了根據(jù)實(shí)施例(d)的區(qū)段傳感輪的齒腹分布的簡(jiǎn)化版本，其具有較少的齒腹并且由此只適用于使用在帶有1、2、3、4或6缸的燃燒動(dòng)力機(jī)械I中，而不使用在帶有8缸的燃燒動(dòng)力機(jī)械中。
【權(quán)利要求】
1.凸輪軸位置傳感輪(3)，所述凸輪軸位置傳感輪在其周緣上以不均等的角距具有多個(gè)齒(31、32、33、34)，其特征在于，所述凸輪軸位置傳感輪至少在其周緣的0°、90°、120、180°、240°和270°處分別具有齒腹(311、312)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪軸位置傳感輪，其特征在于，所述凸輪軸位置傳感輪在其周緣的60°和300°處分別具有齒腹(311、312)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凸輪軸位置傳感輪，其特征在于，所述凸輪軸位置傳感輪在其周緣的45°、135°、225°和315°處分別具有齒腹(311、312)。
4.用于求取凸輪軸(2)的位置的裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的凸輪軸位置傳感輪(3)，所述凸輪軸位置傳感輪與帶有至少一個(gè)氣缸(11、12、13、14)的四沖程燃燒動(dòng)力機(jī)械(I)的凸輪軸(2)抗扭轉(zhuǎn)地連接，并且所述裝置包括凸輪軸位置傳感器(4)，所述凸輪軸位置傳感器構(gòu)建為檢測(cè)凸輪軸位置傳感輪(3)的齒腹(311、312)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述凸輪軸位置傳感器(4)構(gòu)建為僅檢測(cè)所述凸輪軸位置傳感輪(3)的負(fù)的齒腹(311)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述凸輪軸位置傳感器(4)構(gòu)建為檢測(cè)所述凸輪軸位置傳感輪(3)的正的和負(fù)的齒腹(311、312)的位置。
7.用于借助根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置確定凸輪軸(2)的位置的方法，其中對(duì)凸輪軸(2)的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械(I)的每個(gè)氣缸(11、12、13、14)給所述凸輪軸位置傳感輪(3)的負(fù)的齒腹(311)的位置分配凸輪軸位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，給所述凸輪軸位置傳感輪(3)的其他的負(fù)的齒腹(311)分別分配凸輪軸相位。
9.用于借助根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置確定凸輪軸(2)的位置的方法，其中對(duì)凸輪軸(2)的每滿轉(zhuǎn)和對(duì)燃燒動(dòng)力機(jī)械(I)的每個(gè)氣缸(11、12、13、14)給所述凸輪軸位置傳感輪(3)的正的或負(fù)的齒腹(311、312)的位置分配凸輪軸位置(2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，為所述凸輪軸位置傳感輪(3)的正的和負(fù)的齒腹(311、312)之間的至少一個(gè)距離分配凸輪軸相位。
11.計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序在于計(jì)算設(shè)備或控制設(shè)備(5)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求7至10之一所述的方法的所有步驟。
12.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有程序代碼，所述程序代碼存儲(chǔ)在機(jī)器可讀的載體上，用于當(dāng)程序在計(jì)算設(shè)備或控制設(shè)備(5)上執(zhí)行時(shí)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求7至10之一所述的方法。
【文檔編號(hào)】F01L1/46GK104234768SQ201410353930
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月11日
【發(fā)明者】C·德林格, P·施圖克特, R·德雷舍爾, U-M·內(nèi)夫策 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司