[发明专利]快速识别曲轴位置的方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种多缸四冲程发动机的发动机控制器识别曲轴位置的方法。

背景技术

汽车发动机通常采用往复活塞式内燃机，包括汽油机、柴油机等。这些发动机的每个工作循环都由进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程所组成，也称四冲程发动机。在每个工作循环中，曲轴转动720度，凸轮轴转动360度。

汽车上实际应用的是多缸四冲程发动机，它是由若干个相同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力，常见的有四缸、六缸、八缸等。在曲轴转动720度的过程中，各缸都完成一个工作循环。

为了执行喷油、点火、控制进气门和排气门的开度等操作，汽车发动机控制器需要获取曲轴和凸轮轴的转角。曲轴位置传感器用来获取曲轴位置，即曲轴的转角。发动机控制器根据曲轴的转角就可以得知各缸的活塞上止点位置、以及曲轴的转速（这也是通常意义上的发动机转速）。凸轮轴位置传感器用来获取凸轮轴位置，即凸轮轴的转角。发动机控制器根据凸轮轴的转角就可以得知各缸处于工作循环中的哪个行程。

一种现有的曲轴位置传感器采用霍尔传感器（即磁感应式传感器），在曲轴信号轮10上均匀分布有多个正常齿11，但具有至少一个缺齿位置12，如图1所示。曲轴霍尔传感器检测到正常齿11例如输出长度为t1的高电平，检测到两个正常齿11之间的间隙相应地例如输出长度为t2的低电平，那么t1+t2就构成了一个正常齿的方波周期。当检测到缺齿位置12时，曲轴霍尔传感器输出长度为t3的低电平。假设缺齿位置12相当于缺少两个正常齿11，那么t3=2*(t1+t2)。

一种现有的凸轮轴位置传感器也采用霍尔传感器，在凸轮轴信号轮20上或者仅具有一个凸齿（未图示）、或者具有多个凸齿21、22、23，如图2所示。凸轮轴霍尔传感器检测到凸齿时例如输出高电平，未检测到凸齿时相应地输出低电平。

美国授权专利US4998522A（授权日：1991年3月12日）公开了一种在发动机起动过程中识别曲轴位置的方法。该方法是先找到曲轴信号轮上的缺齿位置，然后再根据此刻凸轮轴信号的电平状态来识别出曲轴位置。该方法对于凸轮轴信号轮具有多个凸齿的情况下并不是最优的。这是由于具有多个凸齿的凸轮轴信号轮在安装完成后，每个凸齿的边沿必定与曲轴信号轮有具有固定的位置对应关系。只要充分利用这些位置对应关系，就可能做到在找到曲轴信号轮的缺齿前即确定曲轴位置。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种在发动机起动过程中快速识别曲轴位置的方法，可以提高起动速度，改善车辆起动性能。

为解决上述技术问题，本申请快速识别曲轴位置的方法，要求曲轴信号轮上均匀分布有多个正常齿、且具有至少一处缺齿，要求凸轮轴信号轮上具有三个凸齿；

第1步，发动机控制器采集曲轴信号和凸轮轴信号；

第2步，当发动机控制器检测到曲轴信号的一个下降沿，判断上一个方波周期内的曲轴信号是否为低电平；

如果是，再根据此时凸轮轴信号为低电平或高电平，分别识别当前曲轴位置为0度或360度；

如果否，且当前的凸轮轴信号相对于上一个方波周期内的凸轮轴信号未发生电平变化，则重复第2步；

如果否，且当前的凸轮轴信号相对于上一个方波周期内的凸轮轴信号发生了电平变化，则进行第3步；

第3步，当发动机控制器检测到曲轴信号的下一个下降沿时，判断上一个方波周期内的曲轴信号是否为低电平；

如果是，再根据此时凸轮轴信号为低电平或高电平，分别识别当前曲轴位置为0度或360度；

如果否，且当前的凸轮轴信号相对于上一个方波周期内的凸轮轴信号发生了电平变化；或者未发生电平变化、且当前距离凸轮轴信号上次发生电平变化的位置＜T2角度，则重复第3步；

如果否，且当前的凸轮轴信号相对于上一个方波周期内的凸轮轴信号未发生电平变化、且当前距离凸轮轴信号上次发生电平变化的位置≥T2角度，则进行第4步；

180度-T2角度，表征凸轮轴信号中第一凸齿所产生的上升沿距离曲轴信号的0度的偏移；

第4步，如果此时凸轮轴信号为高电平，则当前曲轴位置为180度；否则为540度。