凸轮轴位置传感轮以及用于求取凸轮轴位置的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及凸轮轴位置传感轮以及用于求取凸轮轴位置的方法和装置。凸轮轴位置传感轮在其周缘上以不均等角距具有多个齿，并且凸轮轴位置传感轮至少在其周缘的0°、90°、120、180°、240°和270°处分别具有齿腹。此外，本发明涉及用于求取凸轮轴位置的装置。在该装置中，所述凸轮轴位置传感轮与带有至少一个气缸的四冲程燃烧动力机械的凸轮轴抗扭转地连接并且凸轮轴位置传感器构建为检测凸轮轴位置传感轮的齿腹的位置。为了借助该装置确定凸轮轴的位置，对凸轮轴的每满转和对燃烧动力机械的每气缸要么仅给凸轮轴位置传感轮的负的齿腹的位置分配凸轮轴位置要么给凸轮轴位置传感轮的正的或负的齿腹的位置分配凸轮轴位置。
【专利说明】凸轮轴位置传感轮以及用于求取凸轮轴位置的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种凸轮轴位置传感轮。此外本发明涉及一种用于求取凸轮轴位置的装置，该装置包括凸轮轴位置传感轮。此外本发明还涉及两种用于借助根据本发明的装置确定凸轮轴位置的方法。另外本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序在其运行在计算设备上时执行根据本发明的方法的所有步骤。最后本发明涉及一种带有程序代码的计算机程序产品，程序代码存储在机器可读的载体上用以在程序于计算机或控制设备上执行时实施该方法。
【背景技术】
[0002]其喷射控制机构并非以机械方式耦合到发动机位置上的内燃机除了需要在曲轴上的曲轴角度传感器之外还需要在凸轮轴上的相位传感器，利用相位传感器能确立发动机的接下来达到上死点(OT)的气缸中的哪个气缸正处于做功冲程中。附加地，在带有凸轮轴调整的发动机中，凸轮轴的当前位置通过比较在凸轮轴位置传感轮的周缘上的齿的等距齿腹关于曲轴的位置来求取。在如使用在能快速起动的柴油机和汽油机中的目前常用的传感轮中，每凸轮轴满转有四个这样的齿腹可用。在4缸发动机中，因此针对每个气缸提供凸轮轴位置信息。但在具有3、6或8缸的发动机中，凸轮轴位置信息不均等地分配，这对所计算的凸轮轴位置的精度有负面影响并且因此对气缸的填充和内燃机的排气有负面影响。其他所谓的Z+1凸轮轴位置传感轮针对每个气缸使用一个齿并且使用附加的齿以传达相位信息。这些传感轮因此必须在其齿数方面专门地与传感轮要使用于其中的发动机匹配。
【发明内容】
[0003]根据本发明的凸轮轴位置传感轮在其周缘处以非均等的角距具有多个齿，该凸轮轴位置传感轮至少在其周缘的0°、90°、120°、180°、240°和270°处分别具有齿腹。
[0004]理想情况下，针对燃烧动力机械的每个气缸每凸轮轴满转确定凸轮轴的位置至少一次。这借助根据本发明的用于具有1、2、3或4缸的4冲程燃烧动力机械的凸轮轴位置传感轮来实现。优选地，凸轮轴位置传感轮也在其周缘的60°和300°处分别具有齿腹。这能够实现针对具有6缸的燃烧动力机械的每个气缸对每凸轮轴满转确定凸轮轴位置。特别优选地，凸轮轴位置传感轮也在其周缘的45°、135°、225°和315°处分别具有齿腹。这也对于具有8缸的燃烧动力机械而言对于每个气缸每凸轮轴满转求取凸轮轴的位置一次。
[0005]为了求取凸轮轴位置，设置根据本发明的装置，其包括根据本发明的凸轮轴位置传感轮。这与带有至少一个气缸的4冲程燃烧动力机械的凸轮轴抗扭转地连接。凸轮轴位置传感器构建为检测凸轮轴位置传感轮的齿腹的位置。在根据本发明的一种优选的实施形式中，凸轮轴位置传感器构建为仅检测凸轮轴位置传感轮的负齿腹的位置。就此而言，凸轮轴位置传感轮用作脉冲传感轮。在根据本发明的装置的另一种优选的实施形式中，凸轮轴位置传感器构建为检测凸轮轴位置传感轮的正的和负的齿腹的位置。在该实施形式中，凸轮轴位置传感轮用作分段传感轮(Segmentgeberrad)。
[0006]当凸轮轴位置选传感轮用作脉冲传感轮时，在用于确定凸轮轴的位置的方法中对凸轮轴的每满转和对燃烧动力机械的每个气缸给凸轮轴位置传感轮的负的齿腹上的位置分配凸轮轴位置。为了借助凸轮轴位置传感轮实现相位编码，优选的是，凸轮轴位置传感轮的其他负的齿腹分别分配有一个凸轮轴相位。为此，凸轮轴位置传感轮可以除了那些能够在I缸、2缸、3缸或4缸发动机中亦或在6缸或8缸发动机中具有其用于确定凸轮轴位置的可用性的齿腹之外具有其他负的齿腹。
[0007]当凸轮轴位置传感轮用作区段传感轮时，在用于求取凸轮轴的位置的方法中对凸轮轴的每满转和对燃烧动力机械的每个气缸给凸轮轴位置传感轮的正的齿腹或负的齿腹分配凸轮轴位置。为了借助凸轮轴周围传感轮实现相位编码，在此优选的是，为在凸轮轴位置传感轮的正的齿腹与负的齿腹之间的至少一个间距分配有凸轮轴相位。
[0008]负的齿腹根据本发明理解为在凸轮轴位置传感轮周缘处的齿腹，在该齿腹处在凸轮轴位置传感轮的旋转方向上进行了从高电平到低电平的过渡。作为正的齿腹描述的是齿的这样的齿腹，在该齿腹处，在凸轮轴位置传感轮的旋转方向上进行了从低电平到高电平的过渡。在根据本发明的方法中被分配了凸轮轴位置或凸轮轴相位的齿腹可以称作有效的齿腹。
[0009]根据本发明的计算机程序在其运行在控制设备或计算设备上时执行根据本发明的方法的所有步骤。为了在既有控制设备中实现根据本发明的方法的实施而不必对其进行结构改变，设置带有程序代码的根据本发明的计算机程序产品，其存储在机器可读的载体上并且用于当程序在计算机或控制设备上执行时实施根据本发明的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]在附图中示意性示出本发明的实施例并且在以下的描述中对本发明的实施例予以进一步阐述。
[0011]图1示出了根据本发明的一种实施形式的用于求取凸轮轴的位置的装置；
[0012]图2示出了在根据本发明的实施形式的方法中凸轮轴角度和曲轴角度与凸轮轴位置传感轮的齿腹的分配关系；
[0013]图3示意性示出了在本发明的多个实施形式中在凸轮轴位置传感轮周缘上的齿的布置。
【具体实施方式】
[0014]在图1中示意性地示出了根据本发明的实施形式的用于求取凸轮轴的位置的装置的截取部分。实施为直列发动机的燃烧动力机械I具有四个气缸11、12、13、14。为这些气缸11、12、13、14分配了两个可调节的凸轮轴2。在每个凸轮轴2布置一个凸轮轴位置传感轮3，该凸轮轴位置传感轮抗扭转地与凸轮轴2连接。凸轮轴位置传感轮在其周缘上以非均等的角距具有多个齿31、32、33、34。每个齿31、32、33、34具有正的齿腹311和负的齿腹312。凸轮轴位置传感器4为此构建为检测凸轮轴位置传感轮3的齿腹311、312的位置。凸轮轴位置传感器4将检测到的信息提供给控制设备5。
[0015]为了针对燃烧动力机械I的每个气缸11、12、13、14能够确定凸轮轴2对每凸轮轴满的位置，对于带有不同数目气缸的燃烧动力机械I有如下要求:
[0016]I缸发动机对每凸轮轴满转需要凸轮轴位置信息最少一次，即满720°曲轴；
[0017]2缸发动机对每凸轮轴满转需要凸轮轴位置信息最少两次，即满360°曲轴；
[0018]3缸发动机对每凸轮轴满转需要凸轮轴位置信息最少三次，即满240°曲轴；
[0019]4缸发动机对每凸轮轴满转需要凸轮轴位置信息最少四次，即满180°曲轴；
[0020]6缸发动机对每凸轮轴满转需要凸轮轴位置信息最少六次，即满120°曲轴；
[0021]8缸发动机对每凸轮轴满转需要凸轮轴位置信息最少八次，即满90°曲轴。
[0022]在图2中示出:凸轮轴位置传感轮3必须具有哪些齿腹位置，以便能够用于带有I缸、2缸、3缸、4缸、6缸和8缸的燃烧动力机械I。由于在4冲程燃烧动力机械I中凸轮轴2对曲轴(未示出)的每两满转完成一满转，在视图中360°的凸轮轴角度NW对应于720°的曲轴角度KW。
[0023]图3示意性地示出根据本发明的不同实施形式的用于凸轮轴位置传感轮的边缘分布。凸轮轴位置传感轮(a)至(C)在此可针对带有所有上面所提及的气缸数目的燃烧动力机械I用作脉冲传感轮。凸轮轴位置传感轮(a)在此情况下用作不带相位编码的基本脉冲传感轮。对凸轮轴2的每满转和对燃烧动力机械I的每气缸在此情况下为凸轮轴位置传感轮3的负的齿腹的位置分配了凸轮轴位置。如果相位编码要通过凸轮轴位置传感轮3实现为脉冲传感轮，则在实施例(b)和(C)中可以设置凸轮轴位置传感轮的其他负的齿腹，为其分别分配有凸轮轴相位。在实施例(b)中，在此借助附加的齿腹在实施例(a)的齿腹之间的长区段上进行相位编码。在实施例(C)中，通过布置齿腹进行相位编码，所述齿腹在凸轮轴位置传感器4的传感器信号中造成不对称的脉冲停顿。
[0024]实施例(d)示出了带有通过电平和区段长度进行的相位编码的区段传感轮的齿腹分部，其可以用于带有所有上述气缸数目的燃烧动力机械I。为了确定凸轮轴的位置，对凸轮轴2的每满转和对燃烧动力机械I的每气缸给凸轮轴位置传感轮3的正的或负的齿腹的位置分配凸轮轴位置。为了相位编码，至少在凸轮轴位置传感轮的正的齿腹和负的齿腹之间的间距中分配凸轮轴相位。
[0025]实施形式(e)示出了根据实施例(d)的区段传感轮的齿腹分布的简化版本，其具有较少的齿腹并且由此只适用于使用在带有1、2、3、4或6缸的燃烧动力机械I中，而不使用在带有8缸的燃烧动力机械中。
【权利要求】
1.凸轮轴位置传感轮(3)，所述凸轮轴位置传感轮在其周缘上以不均等的角距具有多个齿(31、32、33、34)，其特征在于，所述凸轮轴位置传感轮至少在其周缘的0°、90°、120、180°、240°和270°处分别具有齿腹(311、312)。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴位置传感轮，其特征在于，所述凸轮轴位置传感轮在其周缘的60°和300°处分别具有齿腹(311、312)。
3.根据权利要求2所述的凸轮轴位置传感轮，其特征在于，所述凸轮轴位置传感轮在其周缘的45°、135°、225°和315°处分别具有齿腹(311、312)。
4.用于求取凸轮轴(2)的位置的装置，其包括根据权利要求1至3之一所述的凸轮轴位置传感轮(3)，所述凸轮轴位置传感轮与带有至少一个气缸(11、12、13、14)的四冲程燃烧动力机械(I)的凸轮轴(2)抗扭转地连接，并且所述装置包括凸轮轴位置传感器(4)，所述凸轮轴位置传感器构建为检测凸轮轴位置传感轮(3)的齿腹(311、312)的位置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述凸轮轴位置传感器(4)构建为仅检测所述凸轮轴位置传感轮(3)的负的齿腹(311)的位置。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述凸轮轴位置传感器(4)构建为检测所述凸轮轴位置传感轮(3)的正的和负的齿腹(311、312)的位置。
7.用于借助根据权利要求5所述的装置确定凸轮轴(2)的位置的方法，其中对凸轮轴(2)的每满转和对燃烧动力机械(I)的每个气缸(11、12、13、14)给所述凸轮轴位置传感轮(3)的负的齿腹(311)的位置分配凸轮轴位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，给所述凸轮轴位置传感轮(3)的其他的负的齿腹(311)分别分配凸轮轴相位。
9.用于借助根据权利要求6所述的装置确定凸轮轴(2)的位置的方法，其中对凸轮轴(2)的每满转和对燃烧动力机械(I)的每个气缸(11、12、13、14)给所述凸轮轴位置传感轮(3)的正的或负的齿腹(311、312)的位置分配凸轮轴位置(2)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为所述凸轮轴位置传感轮(3)的正的和负的齿腹(311、312)之间的至少一个距离分配凸轮轴相位。
11.计算机程序，该计算机程序在于计算设备或控制设备(5)上运行时执行根据权利要求7至10之一所述的方法的所有步骤。
12.计算机程序产品，其具有程序代码，所述程序代码存储在机器可读的载体上，用于当程序在计算设备或控制设备(5)上执行时实施根据权利要求7至10之一所述的方法。
【文档编号】F01L1/46GK104234768SQ201410353930
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2013年6月11日
【发明者】C·德林格, P·施图克特, R·德雷舍尔, U-M·内夫策 申请人:罗伯特·博世有限公司