確定發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及測(cè)量裝置的技術(shù)領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明設(shè)及發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度的測(cè) 量。
【背景技術(shù)】
[0002] 在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，極其重要的是測(cè)量設(shè)及發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的不同參數(shù)。重要測(cè)量參 數(shù)的一個(gè)方面是發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的參數(shù)，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪的角速度。例如，一種類型的 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括四個(gè)缸，每個(gè)缸均容納機(jī)械聯(lián)接到曲軸的相應(yīng)活塞，W將因缸內(nèi)的燃燒而 產(chǎn)生的力傳遞給曲軸本身。飛輪被聯(lián)接到曲軸，W儲(chǔ)存來自發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的能量。
[0003] 用于測(cè)量飛輪角速度的已知方法基于將飛輪上的孔或齒用作測(cè)量點(diǎn)。通過測(cè)量飛 輪旋轉(zhuǎn)一定數(shù)目的孔或齒所耗費(fèi)的時(shí)間而測(cè)得飛輪的角速度。假定孔或齒W等距的方式加 工，旋轉(zhuǎn)角度可W根據(jù)下式計(jì)算：
[0004]
[0005] 當(dāng)轉(zhuǎn)角被確定時(shí)，飛輪的角速度且由此發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度可W根據(jù)下式計(jì)算：
[0006]
[0007] 通過在旋轉(zhuǎn)期間計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)孔或齒的數(shù)量來確定飛輪角速度的缺點(diǎn)在于，飛 輪中的孔或齒之間的距離可能變化。運(yùn)是由于孔或齒的加工精度的公差造成的。在實(shí)踐中， 孔或齒位置的較小公差可能會(huì)引起相當(dāng)大的角速度測(cè)量誤差，運(yùn)被稱為幾何誤差。
[0008] 圖1圖示了用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)（諸如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)）的飛輪101的角速度的已知解決 方案。根據(jù)示例的飛輪包括四個(gè)孔103A-103D。孔103A-103C等距地定位，但孔103D的位 置偏離等距位置，標(biāo)有103D'。飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用傳感器105和傳感器系統(tǒng)測(cè)量，該傳感器 系統(tǒng)被構(gòu)造成在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間檢測(cè)孔。由于孔103D的位置的幾何誤差（在圖1中標(biāo)記為 Ae)，至少部分地基于孔103D的任何角速度測(cè)量都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的速度誤差。每個(gè)孔或齒的 定位公差會(huì)導(dǎo)致類似的不可預(yù)測(cè)的測(cè)量誤差。
[0009] 已經(jīng)存在用于補(bǔ)償角速度測(cè)量的幾何誤差的改進(jìn)方法。所述改進(jìn)方法通常基于 數(shù)學(xué)方法，其中為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的孔或齒的幾何誤差定義了校正系數(shù)。當(dāng)關(guān)于若干孔或齒測(cè) 量飛輪的速度時(shí)，測(cè)量值用相應(yīng)的校正系數(shù)校正。運(yùn)樣的方法的示例公開在US2011029267 中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提出一種用于確定飛輪的角速度的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一目 的在于，所述系統(tǒng)和所述方法提供使角速度確定過程中的幾何誤差最小化的解決方案。
[0011] 本發(fā)明的目的由各自獨(dú)立權(quán)利要求限定的系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)。
[0012] 根據(jù)第一方面，提供了一種用于確定內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪的角速度的系統(tǒng)。所述系 統(tǒng)包括測(cè)量單元和至少一個(gè)傳感器，其中在所述飛輪上限定有至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并且其中 所述測(cè)量單元被構(gòu)造成：在所述飛輪的角運(yùn)動(dòng)期間，當(dāng)所述至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)到 達(dá)所述傳感器的檢測(cè)空間中時(shí)，從所述傳感器接收關(guān)于檢測(cè)的信息；確定檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)； 針對(duì)所述至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)，確定由所述傳感器對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行的首次檢測(cè)與由所 述傳感器對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行的相繼檢測(cè)之間的時(shí)間差，W及通過W所確定的時(shí)間差除360 度，關(guān)于所述至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)來確定所述飛輪的角速度。
[0013] 所述測(cè)量單元可包括處理器，所述處理器被構(gòu)造成識(shí)別由所述傳感器檢測(cè)的所述 測(cè)量點(diǎn)。所述識(shí)別可基于W下中的至少一者：所述測(cè)量點(diǎn)的身份信息；從所述傳感器接收 的檢測(cè)的測(cè)量值；關(guān)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的相繼的測(cè)量值。
[0014] 此外，所述測(cè)量單元可被構(gòu)造成聯(lián)接從所述傳感器接收的每次檢測(cè)的時(shí)間戳。所 述時(shí)間差可基于相繼檢測(cè)的所述時(shí)間戳來確定。所述時(shí)間戳可接收自W下中的至少一者： 所述測(cè)量單元中的時(shí)鐘；外部時(shí)鐘信號(hào)。
[0015] 根據(jù)第二方面，提供了一種用于確定內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪的角速度的方法。所述方 法包括W下步驟：監(jiān)測(cè)所述飛輪的角運(yùn)動(dòng)；在所述飛輪的角運(yùn)動(dòng)期間，當(dāng)布置在所述飛輪 上的至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)到達(dá)所述傳感器的檢測(cè)空間中時(shí)，進(jìn)行檢測(cè)；確定檢測(cè)的 時(shí)間點(diǎn)；針對(duì)所述至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)，確定由所述傳感器對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行的首次檢 巧。與由所述傳感器對(duì)同一測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行的相繼檢測(cè)之間的時(shí)間差，W及通過W所確定的時(shí)間 差除360度，關(guān)于所述至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)來確定所述飛輪的角速度。
[0016] 該專利申請(qǐng)中提出的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式不應(yīng)被解釋為構(gòu)成所附權(quán)利要求 書的適用性的限制。動(dòng)詞"包括"在本專利申請(qǐng)中用作開放性限制，其不排除存在也未記載 的特征。除非另有明確陳述，否則從屬權(quán)利要求中記載的特征可相互自由地組合。
[0017] 考慮為本發(fā)明特點(diǎn)的新穎特征在所附權(quán)利要求書中特別闡述。然而，當(dāng)結(jié)合附圖 閱讀時(shí)根據(jù)【具體實(shí)施方式】的W下描述，本發(fā)明本身關(guān)于其結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行方法兩者連同其另 外的目的和優(yōu)點(diǎn)將得到最好地理解。
【附圖說明】
[0018] 圖1圖示了用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪角速度的現(xiàn)有技術(shù)解決方案；
[0019] 圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示例；化及
[0020] 圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的思想在于W新穎的方式布置發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪或者代表發(fā)動(dòng)機(jī) 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和操作的任何類似元件的角速度測(cè)量。在發(fā)動(dòng)機(jī)的操作內(nèi)，該思想要在發(fā)動(dòng)機(jī) 的飛輪中建立多個(gè)測(cè)量點(diǎn)并且測(cè)量它們的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0022] 圖2中圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例的系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)量單元205和至少一個(gè) 傳感器203。來自至少一個(gè)傳感器203的測(cè)量值被構(gòu)造成由測(cè)量單元205的處理器207讀 取。處理器被構(gòu)造成聯(lián)接從傳感器203接收的每個(gè)測(cè)量值的時(shí)間戳。時(shí)間戳的時(shí)間值可從 布置在測(cè)量單元205中的時(shí)鐘209接收。相應(yīng)時(shí)間戳的測(cè)量值可儲(chǔ)存在測(cè)量單元205內(nèi)的 存儲(chǔ)器211中。替代地或另外地，處理器207可被構(gòu)造成確定代表發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)，諸 如飛輪101的角速度，無需在存儲(chǔ)器211中儲(chǔ)存任何測(cè)量值。此外，處理器207可被構(gòu)造成 將代表發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的確定性參數(shù)儲(chǔ)存至存儲(chǔ)器211。在其最簡(jiǎn)單的形式中，測(cè)量值僅指示 諸如脈沖信號(hào)的檢測(cè)。
[0023] 描述的處理器207可包括緩沖存儲(chǔ)器，來自傳感器203的測(cè)量值被構(gòu)造成被閱讀 并被至少暫時(shí)地儲(chǔ)存到緩沖存儲(chǔ)器中。根據(jù)本發(fā)明的示例的測(cè)量值可包括布置在飛輪101 中的預(yù)定測(cè)量點(diǎn)的檢測(cè)信息。在具有多個(gè)測(cè)量點(diǎn)201A-201H的情況下，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)均可被 識(shí)別。可通過在測(cè)量點(diǎn)中引入標(biāo)記作為識(shí)別物來布置該識(shí)別，然后由傳感器進(jìn)行檢測(cè)。替代 地或另外地，該檢測(cè)可基于飛輪101且特別是用作測(cè)量點(diǎn)時(shí)的孔或齒的結(jié)構(gòu)性實(shí)施方案， 使得每個(gè)測(cè)量點(diǎn)均被布置成在傳感器中產(chǎn)生不同測(cè)量值，該測(cè)量值由處理器207分析。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一些示例，當(dāng)處理器207執(zhí)行已將測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量信息編碼到其中的 計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，測(cè)量點(diǎn)201A-201H的數(shù)量在處理器207中可能是已知的。測(cè)量點(diǎn)的數(shù) 量可W例如是計(jì)算機(jī)程序代碼的參數(shù)，該計(jì)算機(jī)程序代碼在安裝測(cè)量系統(tǒng)時(shí)由操作員插 入。然后，處理器被構(gòu)造成接收來自傳感器203的測(cè)量值并且基于該實(shí)施方案中的測(cè)量點(diǎn) 201A-201H的數(shù)量信息，處理器207被布置成組合來自某一測(cè)量點(diǎn)201A-201H的測(cè)量值。例 如，如果存在布置在飛輪101中的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，則處理器207被構(gòu)造成并且能夠確定W下測(cè) 量點(diǎn)的角速度：每一第二測(cè)量值的第一測(cè)量點(diǎn)W及從傳感器203接收的其它每一第二測(cè)量 值的第二測(cè)量點(diǎn)。由此，不需要對(duì)運(yùn)種布置的測(cè)量點(diǎn)布置任何識(shí)別，而是關(guān)于測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量 通過相繼的（即，順次的）測(cè)量值來布置測(cè)量點(diǎn)的識(shí)別。計(jì)數(shù)器可布置在測(cè)量單元內(nèi)（例 如處理器中），其每次在傳感器中完成檢測(cè)就增加一步。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到等于測(cè)量點(diǎn)數(shù)量的最 大值時(shí)，重啟該計(jì)數(shù)器。W運(yùn)種方式，可W繼續(xù)跟蹤，諸如檢測(cè)脈沖的測(cè)量值來自該測(cè)量點(diǎn)。 [00巧]在本發(fā)明的某一實(shí)施方案中，可W在飛輪上布置一定數(shù)量的測(cè)量點(diǎn)。如果有改進(jìn) 的方式來識(shí)別如上面描述的測(cè)量點(diǎn)，則還可W布置使一些測(cè)量點(diǎn)在操作測(cè)量系統(tǒng)期間放棄 使用或增添使用。運(yùn)可W通過確定當(dāng)時(shí)使用的測(cè)量點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)。換一種說法，處理器可W例 如布置成忽略來自確定性測(cè)量點(diǎn)的某些測(cè)量值。運(yùn)種可調(diào)整的測(cè)量系統(tǒng)能在測(cè)量單元內(nèi)根 據(jù)需要優(yōu)化計(jì)算資源。
[0026] 在圖2中圖示的是，時(shí)鐘209被布置在測(cè)量單元205中。替代地或另外地，用于創(chuàng) 建時(shí)間戳的時(shí)鐘信號(hào)可接收自提供時(shí)鐘信號(hào)功能的外部實(shí)體。
[0027] 如描述的，傳感器203可