專利名稱：凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種旋轉(zhuǎn)傳感組件，較具體地涉及一種針對汽車內(nèi)燃機凸輪軸的旋轉(zhuǎn)傳感組件。
隨著汽車內(nèi)燃機先進性的提高，對它的控制也必須跟著進步。為了對內(nèi)燃機進行最大程度的控制，需要得知汽車各個部件，即凸輪軸、活塞、曲軸等等的位置、取向、和轉(zhuǎn)數(shù)。
大多數(shù)內(nèi)燃機采用覆蓋了兩(2)輪內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)的四(4)沖程循環(huán)。由于要求較先進的標準，需要在整個旋轉(zhuǎn)循環(huán)中取得完全的同步，而不僅是對內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)的同步。目前，對此只有一種依賴于軟件的固定的實現(xiàn)。較具體地說，如果采用一種不同的傳感器或傳感器類型，則必須改變硬件和軟件。
這樣，本發(fā)明將針對一種凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，它用來探測汽車內(nèi)燃機的一個至少帶有一個齒的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)。該凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件含有一個凸輪軸傳感器，它通過探測在旋轉(zhuǎn)過程中每一個經(jīng)過它的齒來探測凸輪軸的旋轉(zhuǎn)。凸輪軸傳感器產(chǎn)生凸輪軸傳感器輸出。該凸輪軸傳感器組件還含有一個與凸輪軸傳感器連在一起工作的減法裝置。每當凸輪軸傳感器探測到有一個齒經(jīng)過它時，該減法裝置將進行一次減法計數(shù)。該凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件還含有一個與減法裝置連在一起工作的信號發(fā)生器。該信號發(fā)生器產(chǎn)生一個指明減法裝置已減到一個預定值的信號。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是能夠確定凸輪軸正處于哪一輪旋轉(zhuǎn)中。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，它能根據(jù)多個輸入來確定凸輪軸正處于哪一輪旋轉(zhuǎn)，這樣即使當某一個傳感器失靈時也能使內(nèi)燃機繼續(xù)工作。本發(fā)明的又一個優(yōu)點是能夠?qū)Χ喾N傳感器類型使用同樣的硬件，而不需要改變硬件或軟件。再有一個優(yōu)點是能夠不使用傳感器和控制各個輸入。旋轉(zhuǎn)信息被保持在內(nèi)部，不需要凸輪軸傳感器。
下面將通過例子參考附圖來進一步說明本發(fā)明，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件的一個實施例的原理方框圖；圖2是圖1凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件的減法裝置輸出的時間圖形；圖3是根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件的另一實施例的輸出時間圖形。
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件總的由10表示。該凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件10能探測汽車內(nèi)燃機(未示出)的凸輪軸(也未示出)的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)該看到，該凸輪軸帶有多個齒或一個本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的類似標記。
該凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件含有一個凸輪軸傳感器12。該凸輪軸傳感器12通過探測每個經(jīng)過它的齒12來探測凸輪軸的旋轉(zhuǎn)。雖然對凸輪軸可以使用任何類型的傳感器，但在本凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件的一個實施例中，使用的凸輪軸傳感器12是一個變磁阻傳感器，其中每一個齒以阻斷由凸輪軸傳感器12所產(chǎn)生的磁場磁通線來表明該齒正經(jīng)過傳感器。應(yīng)該指出，雖然這里沒有示出和說明，但可以采用另外的凸輪軸傳感器來取代凸輪傳感器12或作為附加傳感器。
凸輪軸傳感器12的輸出是一個減法裝置14的輸入。減法裝置14連接在凸輪軸傳感器12上工作。每當凸輪軸傳感器12探測到有一個齒經(jīng)過它時，減法裝置14都將進行一次減法計數(shù)。在一個實施例中減法裝置的一次減法計數(shù)是減去一個單位值(1)。
凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件10還含有一個輸入端口16，用于接收獨立于凸輪軸傳感器12輸出的輸入。在一個實施例中，第二輸入端口16所接收的輸入信號是由內(nèi)燃機跟蹤設(shè)計中的另一部分所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動信號。
凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件10還含有一個信號發(fā)生器18。該信號發(fā)生器18連接在減法裝置14上工作。信號發(fā)生器18產(chǎn)生一個表明減法裝置14已減到一個預定值的信號。在一個實施例中，該預定值為零(0)。因為信號發(fā)生器18有可能接收來自多于一個信號源的信號，所以信號發(fā)生器18含有一個能輸出至少兩個輸出信號的多路轉(zhuǎn)接器20。在圖1所示的實施例中，多路轉(zhuǎn)接器20是一個16對2的多路轉(zhuǎn)接器。多路轉(zhuǎn)接器20在其第一輸出端口24處輸出一個同步輸入(SI)信號22(最好見圖2和3)。轉(zhuǎn)接器20還從其第二輸出端口28輸出一個基于由凸輪軸導出的角基準(CAR)26的有限分辨率的支持信號(最好見圖2和3)。根據(jù)圖1所示的各個輸入，多路轉(zhuǎn)接器20能夠從8種不同的同步模式中選擇一種以匹配傳感器信號的類型，得到表明凸輪軸旋轉(zhuǎn)的一致的內(nèi)部信號。
較具體地說，8種可能同步模式中的第一個和最后一個輸入是拒絕輸入，并且由于第一和第八模式的輸入端口30與0V相連，所以這兩個輸入總為零。這種輸入在控制邏輯(未示出)被編程得要拒絕從任何傳感器接收輸入時使用。這一情況可能發(fā)生在起動階段，或者在判定了某一傳感器工作不正常時。這些情況并未包括所有情況，因為還可能有其他希望拒絕從某一特定傳感器接收輸入的情況。連在第二模式上的輸入端口32也是一個拒絕端口，由于它連接在一個恒定電壓源Vdd上，它總是邏輯1或高輸入。如上所述，當判定為了保持內(nèi)燃機的功能需要拒絕各傳感器的輸入時，將使用該第二種模式。第三輸入端口34連接在凸輪軸傳感器12上，在另一個實施例中它是一個霍爾效應(yīng)型傳感器。因此，僅當凸輪軸傳感器12探測到第一輪旋轉(zhuǎn)時輸入端口34才是高電平。第四輸入端口36通過一個“非”門38連接在凸輪軸傳感器12上。第三和第四輸入端口34和36的直接連接(不計“非”門38)使得一個不必過于限定其輸出要求的傳感器得以直接向多路轉(zhuǎn)接器20輸入。因此可以把一個分開的和不同的第三傳感器(未示出)連接到第三和第四輸入端口34和36上。不過，在圖1所示的實施例中，第四輸入端口36處的高輸入表明凸輪軸處于第二輪的旋轉(zhuǎn)中。第五輸入端口40接收減法裝置14的輸出，其中第五輸入端口40處的較多的脈沖表示著第一輪旋轉(zhuǎn)。第六輸入端口42也接收來自減法裝置14的信號。在該第六輸入端口42處，接收到大數(shù)目的脈沖表示第二輪的旋轉(zhuǎn)。第七輸入端口44直接連接在第二輸入端口16和一個邏輯低或零電平上。這使得電路一旦被起動時就可進行凸輪軸的內(nèi)部跟蹤。多路轉(zhuǎn)接器20還含有同步模式輸入端口46。
向第五和第六輸入端口40、42提供輸入的減法裝置14從凸輪軸傳感器12和第二輸入端口16所接收到的信號接收輸入。減法裝置14含有一個存儲裝置48，它用來存儲一個模數(shù)，即一個大于上述預定值的數(shù)。減法裝置14還含有一個減法器50，它從該模數(shù)開始進行減法計數(shù)，直到達到預定值。減法器50的輸出是多路轉(zhuǎn)接器20的第五輸入端口40的直接輸入。減法器50的輸出還通過一個第二“非”門54連接到一個雙穩(wěn)觸發(fā)器52上。在一個實施例中，該雙穩(wěn)觸發(fā)器52是一個負邊緣觸發(fā)T雙穩(wěn)觸發(fā)器。雙穩(wěn)觸發(fā)器52的輸出同時是多路轉(zhuǎn)接器20的第五和第六輸入端口40、42的輸入。減法器50的輸出還通過“非”門54作為門58的輸入，構(gòu)成一個反饋環(huán)56。一旦減法器50達到零，門58將接通，使得減法器50停止繼續(xù)進行操作的減法計數(shù)部分。減法裝置14還含有一個邊緣探測器60，它從第二輸入端口16接收輸入，并向一個第二門62提供輸出。邊緣探測器60使第二門62允許存儲在存儲器48內(nèi)的模數(shù)下載給減法器50。
參見圖2，圖中示出一個代表傳感器輸出的時間圖。較具體地說，凸輪軸傳感器12具有由65所代表的輸出。該輸出是多個脈沖(step)，每個脈沖都表示齒在轉(zhuǎn)動中經(jīng)過凸輪軸傳感器12。在圖2中，模數(shù)等于一(1)，變磁阻傳感器即凸輪軸傳感器12的輸出信號在66處產(chǎn)生一個大于零(0)的部分或脈沖。當VRS(變磁阻傳感器)信號65在66處大于零時，減法器50將從一(1)減去一(1)，在68處變?yōu)榱?0)。觀察兩條點劃線70和72之間的VRS信號65可見，VRS信號65不上升到超過零，因此減法器50不減至零。當減法器50減至零時，SI(同步輸入)信號22從邏輯低變?yōu)檫壿嫺摺I信號22和CAR信號(角基準信號)26的差別是，當?shù)诙斎攵丝?6接收到一個表示新一輪旋轉(zhuǎn)開始的信號時將被邊緣探測器60探測到，進而減法器50將被重新安裝進模數(shù)(本實施例中為一(1))，使SI信號22返回到邏輯低。CAR信號26與SI信號22不同，它不返回到邏輯低。
參見圖3，其中的模數(shù)等于三(3)，與圖2的例子相似，圖中示出，當減法器50把模數(shù)減小到零時SI信號從邏輯低變?yōu)檫壿嫺摺．斶吘壧綔y器60從第二輸入端口16探測到新一輪旋轉(zhuǎn)開始，從而減法器50被存儲器48重新安裝進模數(shù)(該例中為三)時，SI信號2將返回到邏輯低。此外，CRA信號26也與圖2的例子相似，在減法器50被重新安裝時不返回邏輯低。在這兩個例子中，CAR信號26都將在減法器50把模數(shù)減小到零即一個實施例中的上述預定值時才返回到邏輯低。
權(quán)利要求
1.一種用于探測汽車內(nèi)燃機的一個帶有多個齒的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，上述凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件包括一個凸輪軸傳感器(12)，用于通過當各個齒在轉(zhuǎn)動中經(jīng)過它時探測出每個齒來探測凸輪軸的旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)生凸輪軸輸出；一個減法裝置(14)，它連接在上述凸輪軸傳感器(12)上工作，上述減法裝置每當上述凸輪軸傳感器探測到一個經(jīng)過它的齒時都進行一次減法計數(shù)；至少一個拒絕端口(30,32)，用于接收一個拒絕信號以在上述凸輪軸傳感器不正常工作時拒絕凸輪軸輸出；以及一個信號發(fā)生器(18)，它連接在上述減法裝置上工作，上述信號發(fā)生器(18)產(chǎn)生一個表明上述減法裝置已減到一個預定值的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述信號發(fā)生器含有一個多路轉(zhuǎn)接器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述減法裝置含有一個存儲裝置，用于存儲一個大于上述預定值的模數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述減法裝置含有一個減法器，用于從上述模數(shù)開始進行減法計數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述減法裝置含有一個雙穩(wěn)觸發(fā)器，它連接在上述減法器的一個輸出端和上述信號發(fā)生器的一個輸入端之間工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，它含有一個輸入端口，用來接收獨立于上述凸輪軸輸出的輸入信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述減法裝置含有一個邊緣探測器，它連接在上述第二輸入端口和上述減法器之間工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述減法裝置含有一個電連接在上述存儲裝置、上述邊緣探測器和上述減法器之間的門。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，其中上述多路轉(zhuǎn)接器至少含有兩個輸出端。
10.一種用于探測汽車內(nèi)燃機的一個其周邊帶有多個齒的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件，上述凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件包括一個凸輪軸傳感器，用于通過當各個齒在轉(zhuǎn)動中經(jīng)過它時探測出每個齒來探測凸輪軸的旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)生凸輪軸輸出；一個減法裝置，它有連接在上述凸輪軸傳感器上工作的第一和第二輸入端口，上述減法裝置每當上述凸輪軸傳感器探測到一個經(jīng)過它的齒時都進行一次減法計數(shù)；以及一個信號發(fā)生器，它含有一個連接在上述減法裝置上工作的多路轉(zhuǎn)接器，上述信號發(fā)生器產(chǎn)生一個表明上述減法裝置已減到一個預定值的信號，上述多路轉(zhuǎn)接器至少產(chǎn)生兩個輸出信號。
全文摘要
一種用于探測汽車內(nèi)燃機的一個帶有多個齒的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)的凸輪軸旋轉(zhuǎn)傳感組件含有:一個凸輪軸傳感器(12),用于通過當各個齒在轉(zhuǎn)動中經(jīng)過它時探測每一個齒來探測凸輪軸的旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)生凸輪軸傳感器輸出;一個連接在凸輪軸傳感器(12)上工作的減法裝置(14),該減法裝置(14)每當凸輪軸傳感器(12)探測到一個經(jīng)過它的齒時都將進行一次減法計數(shù);以及一個連接在減法裝置(14)上工作的信號發(fā)生器(18),其中信號發(fā)生器(18)產(chǎn)生一個表明減法裝置已減到一個預定值的信號。
文檔編號G01P3/42GK1208467SQ9619988
公開日1999年2月17日 申請日期1996年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月5日
發(fā)明者馬克·S·雷姆塞亞, 魯?shù)婪颉へ愄貭柡Ｄ?申請人:福特汽車公司