曲柄角度检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种曲柄角度检测装置，其可包括曲柄齿轮、平衡齿轮和曲柄角度传感器，所述曲柄齿轮设置为与曲轴一起旋转；所述平衡齿轮设置为与平衡轴一起旋转，并与所述曲柄齿轮啮合，使得所述平衡轴根据所述曲轴的旋转而旋转；所述曲柄角度传感器构造为感应所述平衡齿轮或所述曲柄齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
【专利说明】曲柄角度检测装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年12月27日提交的韩国专利申请第10_2012_0155368号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
【技术领域】
[0003]本申请涉及一种曲柄角度检测装置，更特别地涉及一种曲柄角度检测装置，其中省略了用于检测曲柄角度的单独的目标轮。
【背景技术】
[0004]通常，曲柄角度传感器指检测发动机的曲轴的旋转角度或旋转位置的传感器。
[0005]曲轴的旋转角度(曲柄角度)为确定发动机的点火正时的一个重要参数。对于使用曲柄角度传感器检测曲柄角度，存在一种直接检测曲轴的旋转角度的方法和一种由分配器的旋转位置评估曲柄角度的方法。在本文中，分配器为一种用于将在点火线圈中所产生的高电压分配至火花塞以点火的装置。
[0006]检测来自连接至电力系统的分配器的信号的方法是简单的，但是其精确度较低。因此，近年来主要使用直接检测曲柄角度的方法。
[0007]然而，如果将经受曲柄角度传感器的检测的单独的目标轮安装于曲轴上以直接检测曲柄角度，则发动机的尺寸和重量可能增加。另外，由于增加了制造目标轮的工艺和在曲轴处安装目标轮的工艺，发动机的制造过程数量可能增加。此外，需要用于在曲轴处安装目标轮的构件。因此，发动机的制造成本可能最终增加。
[0008]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0009]本发明致力于提供一种曲柄角度检测装置，其中不需要用于检测曲柄角度的另外的构成元件。
[0010]另外，本发明致力于提供一种曲柄角度检测装置，其具有降低发动机的尺寸和重量、简化制造过程和降低制造成本的优点。
[0011]本发明的各个方面提供了一种曲柄角度检测装置，其包括曲柄齿轮、平衡齿轮和曲柄角度传感器，所述曲柄齿轮设置为与曲轴一起旋转；所述平衡齿轮设置为与平衡轴一起旋转，并与所述曲柄齿轮啮合，从而使得所述平衡轴根据所述曲轴的旋转而旋转；所述曲柄角度传感器构造为感应所述平衡齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
[0012]所述曲柄齿轮可包括从所述曲柄齿轮的外周突出的突出部，且所述平衡齿轮可包括从所述平衡齿轮的外周凹形凹进的凹槽，其中所述突出部和所述凹槽设置为根据所述曲柄齿轮和所述平衡齿轮的旋转而彼此接合。
[0013]所述曲柄角度传感器可设置为检测凹槽的位置，可根据凹槽的位置而感应平衡齿轮的位置，并可检测曲轴的旋转角度。
[0014]所述曲柄角度传感器可设置为监测所述突出部与凹槽彼此接合的位置，可根据当突出部与凹槽彼此接合时的时间段而感应平衡齿轮的旋转，并可检测曲轴的旋转角度。
[0015]突出部的数量与凹槽的数量的比率可与曲柄齿轮与平衡齿轮的齿轮比相同。所述突出部和所述凹槽可具有彼此对应的形状。
[0016]本发明的其他方面提供了一种曲柄角度检测装置，其包括曲柄齿轮、平衡齿轮和曲柄角度传感器，所述曲柄齿轮设置为与曲轴一起旋转；所述平衡齿轮设置为与平衡轴一起旋转，并与所述曲柄齿轮啮合，从而使得所述平衡轴根据所述曲轴的旋转而旋转；所述曲柄角度传感器构造为感应所述曲柄齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
[0017]所述曲柄齿轮可包括从所述曲柄齿轮的外周凹形凹进的凹槽，且所述平衡齿轮可包括从所述平衡齿轮的外周突出的突出部，其中所述凹槽和所述突出部设置为根据所述曲柄齿轮和所述平衡齿轮的旋转而彼此接合。
[0018]曲柄角度传感器可设置为检测凹槽的位置，可根据凹槽的位置而感应曲柄齿轮的位置，并可检测曲轴的旋转角度。
[0019]所述曲柄角度传感器可设置为监测所述凹槽与突出部彼此接合的位置，可根据当凹槽与突出部彼此接合时的时间段而感应曲柄齿轮的旋转，并可检测曲轴的旋转角度。
[0020]凹槽的数量与突出部的数量的比率可与曲柄齿轮与平衡齿轮的齿轮比相同。所述凹槽和所述突出部可具有彼此对应的形状。
[0021]通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的【具体实施方式】，本发明的方法和装置所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示出了根据本发明的一个示例性的曲柄角度检测装置。
[0023]图2示出了根据本发明的一个示例性的曲柄齿轮和平衡齿轮。
[0024]图3示出了根据本发明的另一示例性的曲柄齿轮和平衡齿轮。
【具体实施方式】
[0025]下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
[0026]图1为根据本发明各个实施方案的曲柄角度检测装置的构造图。如图1所示，本发明的曲柄角度检测装置包括曲轴10、平衡轴20、曲柄齿轮15、平衡齿轮25和曲柄角度传感器30。
[0027]曲轴10为一种装置，其安装于曲轴箱中，并通过接收活塞的力而将力输出至发动机的外部，所述活塞的力通过每个汽缸的爆发冲程传输。另外，曲轴10将活塞的往复运动转化为旋转运动，并输出转矩。同时，在汽缸中的每一个的吸气冲程、压缩冲程和排气冲程中，活塞根据曲轴10的旋转运动而往复。在本文中，曲轴10和活塞通过连接杆彼此连接。另外，曲轴箱与汽缸体一体形成，或者分开形成为联接至汽缸体。
[0028]曲轴10包括平衡配重12和曲柄销14。形成平衡配重12，以在曲轴10旋转时调节重量平衡。另外，平衡配重12为曲轴10提供额外的旋转惯性。
[0029]曲柄销14旋转连接至连接杆，并连接所述连接杆和平衡配重12。也就是说，曲柄销14联接至所述连接杆的较大的端部。另外，平衡配重12可在曲柄销14的两个端部形成。
[0030]平衡轴20安装于发动机中，活塞在所述发动机中往复。另外，安装平衡轴20，以在一个或多个惯性力减弱的方向上产生载荷，所述一个或多个惯性力由活塞的往复运动和曲轴10的旋转运动产生。此外，根据发动机的汽缸的数量和布置而使用一个或两个平衡轴20，并且所述一个或两个平衡轴20以例如等于曲轴速度的速度或以曲轴速度的两倍的速度在与曲轴相同方向或相反方向上旋转。
[0031]曲轴10和平衡轴20的构造和操作是本领域已知的，因此将省略更详细的描述。
[0032]曲柄齿轮15是指设置于曲轴10处，使得曲轴10与平衡轴20彼此接合的齿轮。另夕卜，曲柄齿轮15与曲轴10 —起旋转。此外，曲柄齿轮15如同一般齿轮那样以圆形形成,且齿轮齿在曲柄齿轮15的外周上形成。
[0033]平衡齿轮25是指设置于平衡轴20处，使得曲轴10与平衡轴20彼此接合的齿轮。另外，平衡齿轮25与平衡轴20 —起旋转。此外，平衡齿轮25如同一般齿轮那样以圆形形成，且齿轮齿在平衡齿轮25的外周上形成。
[0034]曲柄齿轮15的齿轮齿与平衡齿轮25的齿轮齿彼此啮合。也就是说，由于平衡齿轮25与曲柄齿轮15彼此接合，因此平衡轴20根据曲轴10的旋转而旋转。
[0035]同时，在双汽缸发动机中，曲柄齿轮15与平衡齿轮25的通常齿轮比为1:1。另外，在四汽缸发动机中，曲柄齿轮15与平衡齿轮25的通常齿轮比为2:1。
[0036]尽管图1至3显示了其中曲柄齿轮15与平衡齿轮25直接彼此啮合的状态，但曲柄齿轮15与平衡齿轮25可通过额外的齿轮连接，以在彼此相同的方向或相反的方向上旋转。曲柄齿轮15与平衡齿轮25之间的所述连接可易于改变和应用，并且在本发明的精神和范围之内。
[0037]曲柄角度传感器30是指检测曲轴10的旋转角度的传感器。另外，曲柄齿轮15或平衡齿轮25经受曲柄角度传感器30的检测。也就是说，曲柄角度传感器30通过感应曲柄齿轮15或平衡齿轮25的旋转而检测曲轴10的旋转角度。此外，曲柄角度传感器30安装于汽缸体上。同时，曲柄角度传感器30设置于汽缸体上的一个位置，在所述位置处，曲柄角度传感器30可感应曲柄齿轮15或平衡齿轮25的旋转。
[0038]图2示出了根据本发明的各个实施方案的曲柄齿轮和平衡齿轮。作为一个例子，图2示出了双汽缸发动机的曲柄齿轮15和平衡齿轮25。
[0039]如图2所示，双汽缸发动机的曲柄齿轮15和平衡齿轮25具有1:1的齿轮比。另夕卜，曲柄齿轮15包括突出部17，且平衡齿轮25包括凹槽27。
[0040]突出部17在曲柄齿轮15的外周上形成。另外，突出部17为从曲柄齿轮15的外周突出的部分。也就是说，突出部17在曲柄齿轮15的外周的一部分处形成，在该部分处省略齿轮齿。
[0041]凹槽27在平衡齿轮25的外周上形成。另外，凹槽27为从平衡齿轮25的外周凹形凹进的部分。也就是说，凹槽27在平衡齿轮25的外周的一部分处形成，在该部分处省略齿轮齿O
[0042]图2示出了如下状态:其中单个突出部17在曲柄齿轮15处形成，且单个凹槽27在平衡齿轮25中形成。然而，本发明不限于此，突出部17和凹槽27的数量和形状可容易地改变和应用。另外，突出部17的数量与凹槽27的数量的比率为1:1，其与曲柄齿轮15与平衡齿轮25的齿轮比相同。另外，凹槽27可在曲柄齿轮15中形成，而突出部17可在平衡齿轮25处形成。同时，突出部17和凹槽27具有彼此对应的形状。
[0043]在其中单个突出部17和单个凹槽27分别在曲柄齿轮15和平衡齿轮25处形成的情况下，对于曲柄齿轮15和平衡齿轮25的每一次旋转，突出部17和凹槽27可彼此接合一次。上述操作是可能的，这是因为双汽缸发动机的曲柄齿轮15与平衡齿轮25的齿轮比形成为1:1。另外，曲柄齿轮15与平衡齿轮25设置成使得突出部17和凹槽27根据曲柄齿轮15与平衡齿轮25的旋转而彼此接合。
[0044]可设置曲柄角度传感器30用以观察、监测或检测突出部17与凹槽27彼此接合的位置。
[0045]在其中曲柄角度传感器30设置成用以观察、监测或检测突出部17与凹槽27彼此接合的位置的情况下，曲柄角度传感器30根据突出部17与凹槽27彼此接合时的时间段而感应曲柄齿轮15或平衡齿轮25的旋转，并检测曲轴10的旋转角度。
[0046]可设置曲柄角度传感器30以检测突出部17或凹槽27的位置。
[0047]在其中曲柄角度传感器30设置成用以检测突出部17或凹槽27的位置的情况下，曲柄角度传感器30根据突出部17或凹槽27的位置感应曲柄齿轮15或平衡齿轮25的位置，并检测曲轴10的旋转角度。
[0048]图3为示出了根据本发明的各个实施方案的曲柄齿轮和平衡齿轮的视图。另外，图3示出了四汽缸发动机的曲柄齿轮15和平衡齿轮25。
[0049]如图3所示，四汽缸发动机的曲柄齿轮15与平衡齿轮25具有2:1的齿轮比。另夕卜，曲柄齿轮15包括凹槽19，且平衡齿轮25包括突出部29。
[0050]凹槽19在曲柄齿轮15的外周上形成。另外，凹槽19为从曲柄齿轮15的外周凹形凹进的部分。也就是说，凹槽19在曲柄齿轮15的外周的一些部分处形成，在该部分处省略齿轮齿。
[0051]突出部29在平衡齿轮25的外周上形成。另外，突出部29为从平衡齿轮25的外周突出的部分。也就是说，突出部29在平衡齿轮25的外周的一部分处形成，在该部分处省略齿轮齿。
[0052]图3示出了如下状态:其中两个凹槽19在曲柄齿轮15处形成，且单个突出部29在平衡齿轮25处形成。然而，本发明不限于此，两个突出部29可在曲柄齿轮15处形成，而单个凹槽19可在平衡齿轮25处形成。另外，凹槽19和突出部29的数量和形状可由本领域技术人员改变和应用。此外，在曲柄齿轮15处形成的凹槽19或突出部29的数量与在平衡齿轮25处形成的凹槽19或突出部29的数量的比率为2:1，其与曲柄齿轮15与平衡齿轮25的齿轮比相同。同时，凹槽19和突出部29具有彼此对应的形状。
[0053]在其中两个凹槽19在曲柄齿轮15处形成，且一个突出部29在平衡齿轮25处形成的情况下，对于平衡齿轮25的每一次旋转，突出部29可交替地与曲柄齿轮15的两个凹槽19接合。也就是说，在平衡齿轮25的下一旋转之后，已与两个凹槽19中的一个接合的突出部29与两个凹槽19中的另一个接合。上述操作是可能的，这是因为四汽缸发动机的曲柄齿轮15与平衡齿轮25的齿轮比形成为2:1，且两个凹槽19形成为相对于曲柄齿轮15的旋转中心对称。另外，曲柄齿轮15与平衡齿轮25设置成使得凹槽19和突出部29根据曲柄齿轮15与平衡齿轮25的旋转而彼此接合。
[0054]曲柄角度传感器30可设置成用以观察、监测或检测凹槽19与突出部29彼此接合的位置。在其中曲柄角度传感器30设置成用以观察、监测或检测凹槽19和突出部29彼此接合的位置的情况下，曲柄角度传感器30根据凹槽19与突出部29彼此接合时的时间段而感应曲柄齿轮15或平衡齿轮25的旋转，并检测曲轴10的旋转角度。
[0055]曲柄角度传感器30可设置成用以检测凹槽19或突出部29的位置。在其中设置曲柄角度传感器30以检测凹槽19或突出部29的位置的情况下，曲柄角度传感器30根据凹槽19或突出部29的位置感应曲柄齿轮15或平衡齿轮25的位置，并检测曲轴10的旋转角度。
[0056]根据上述本发明的各个实施方案，省略了用于感应曲柄角度的单独的目标轮，曲柄角度传感器30使用曲柄齿轮15或平衡齿轮25直接检测曲柄角度，所述曲柄齿轮15或平衡齿轮25需要连接曲轴10和平衡轴20，作为结果，可降低发动机的尺寸和重量。另外，可简化发动机的制造过程。此外，可降低发动机的制造成本。
[0057]前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
【权利要求】
1.一种曲柄角度检测装置，其包括: 曲柄齿轮，所述曲柄齿轮设置为与曲轴一起旋转； 平衡齿轮，所述平衡齿轮设置为与平衡轴一起旋转，并与所述曲柄齿轮啮合，从而使得所述平衡轴根据所述曲轴的旋转而旋转；以及 曲柄角度传感器，所述曲柄角度传感器构造为感应所述平衡齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的曲柄角度检测装置，其中 所述曲柄齿轮包括从所述曲柄齿轮的外周突出的突出部；且 所述平衡齿轮包括从所述平衡齿轮的外周凹形凹进的凹槽， 其中所述突出部与所述凹槽设置为根据所述曲柄齿轮和所述平衡齿轮的旋转而彼此接合。
3.根据权利要求2所述的曲柄角度检测装置，其中设置所述曲柄角度传感器用以检测所述凹槽的位置，根据所述凹槽的位置而感应平衡齿轮的位置，并检测所述曲轴的旋转角 度。
4.根据权利要求2所述的曲柄角度检测装置，其中设置所述曲柄角度传感器用以监测所述突出部与所述凹槽彼此接合的位置，根据当所述突出部与所述凹槽彼此接合时的时间段而感应所述平衡齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
5.根据权利要求2所述的曲柄角度检测装置，其中所述突出部的数量与所述凹槽的数量的比率与所述曲柄齿轮与所述平衡齿轮的齿轮比相同。
6.根据权利要求2所述的曲柄角度检测装置，其中所述突出部和所述凹槽具有彼此对应的形状。
7.一种曲柄角度检测装置，其包括: 曲柄齿轮，所述曲柄齿轮设置为与曲轴一起旋转； 平衡齿轮，所述平衡齿轮设置为与平衡轴一起旋转，并与所述曲柄齿轮啮合，从而使得所述平衡轴根据所述曲轴的旋转而旋转；以及 曲柄角度传感器，所述曲柄角度传感器构造为感应所述曲柄齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
8.根据权利要求7所述的曲柄角度检测装置，其中 所述曲柄齿轮包括从所述曲柄齿轮的外周凹形凹进的凹槽；且 所述平衡齿轮包括从所述平衡齿轮的外周突出的突出部， 其中所述凹槽与所述突出部设置为根据所述曲柄齿轮和所述平衡齿轮的旋转而彼此接合。
9.根据权利要求8所述的曲柄角度检测装置，其中设置所述曲柄角度传感器用以检测所述凹槽的位置，根据所述凹槽的位置而感应曲柄齿轮的位置，并检测所述曲轴的旋转角度。
10.根据权利要求8所述的曲柄角度检测装置，其中设置所述曲柄角度传感器以监测所述凹槽与突出部彼此接合的位置，根据当所述凹槽与所述突出部彼此接合时的时间段而感应曲柄齿轮的旋转，并检测所述曲轴的旋转角度。
11.根据权利要求8所述的曲柄角度检测装置，其中凹槽的数量与突出部的数量的比率与所述曲柄齿轮与所述平衡齿轮的齿轮比相同。
12.根据权利要求8所述的曲柄角度检测装置，其中所述凹槽与所述突出部具有彼此对应的形状。
【文档编号】F02B77/08GK103899416SQ201310641805
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】安永熏 申请人:现代自动车株式会社