用于确定转速的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用评价电机的至少一信号确定内燃机曲轴转速的方法。
【背景技术】
[0002]内燃机曲轴的转速是电子式发动机控制器的许多功能的重要输入参数。为了其获得可以在与内燃机曲轴旋转的物体上设有相同角距的标记。可以通过传感器检测由于曲轴旋转扫过标记并作为电信号传递到评价电路。
[0003]这个电路测量在两个标记之间的时间差，并且可以根据已知的两个标记的角距计算角速度。对于轿车或摩托车/助力车例如可以通过金属齿轮、所谓的传感器轮的齿提供标记，它们通过其在传感器中的运动引起磁场变化。一些齿的齿隙可以作为用于识别绝对位置的基准标记。
[0004]对于轿车大多使用60-2齿(均匀地分布60个齿，其中保留两个开槽)，而对于摩托车例如也使用36-2，24-2或12-3齿。
[0005]通过激光检测光学标记一般仅仅应用于专门的检验和校准任务，因为只磁感应的传感器原理足够可靠地用于在机动车中持久地运行。
[0006]在这种由测量两个标记之间的时间差确定转速的间接原理中，通过齿数确定转速信号的分辨率。
[0007]其它用于确定转速的方法利用电磁感应(测速发电机)或者离心力，它们可以部分近似的评价并因此只能给出极为平均的转速。但是它们在现代化的机动车中不能用于确定曲轴转速。
[0008]在各种现代化的具有内燃机的机动车中安装发电机，它通过曲轴旋转驱动并且提供电信号，它们用于为机动车供电并且充电机动车电池。没有这种发电机的机动车不能运行或者只能短时间地按规定运行。
[0009]利用通过曲轴驱动的发电机的电输出参数例如在EP O 664 887 BI中用于确定转速。为此发电机的一个相作为端子供使用，在其上施加脉冲的直流电压。由此不能实现高分辨率的转速确定。
[0010]因此值得期望的是，给出可能性，没有附加的零部件也得到高分辨率的转速信号，它可以用于控制内燃机。
【发明内容】
[0011]按照本发明建议一种具有权利要求1特征的方法。有利的扩展结构是从属权利要求以及下面说明的内容。
[0012]在按照本发明的一种用于确定内燃机、尤其摩托车内燃机曲轴转速的方法中，该曲轴与包括转子和定子的电机直接或减速地(变速地)耦联，由所述电机的一个或多个信号，它们分别具有一个或多个值，它们分别对于转子的每转至少一次地出现，通过计算该值的两个出现时刻之间的时间差尤其是零位计算转速并且用于控制内燃机。
[0013]由此能够直接由电机的内部信号确定高分辨率的信号，它直接与电机的瞬时转速有关并由此也与耦联的曲轴有关。不再需要用于获得转速的具有相应传感器的传感器轮，即，可以节省成本，这尤其在有利的助力车或摩托车方面是有利的。由此可以改善以转速表示的控制功能、例如喷射的位置计算、转矩计算、用于准确确定OT位置等等的学习功能等。
[0014]在计算转速时尤其考虑在时间差期间由电机转子扫过的角度，由此利用已知的关系(直接的，即1:1，或者减速的，即1:X)可以确定由曲轴扫过的角度。如果已知精确的角度，则能够获得准确的转速。由此特别地对于每个电机可以提高转速测量的精度。
[0015]特别有利地可以在摩托车、尤其成本有利的小型和/或轻型摩托车中使用本方法，因为一方面它们没有传感器轮或者传感器轮没有足够的精度。另一方面由此也可以省去传感器轮，这带来成本优势。
[0016]在机动车中电机尤其由发电机、尤其由交流电机构成，在现代化的机动车中也由所谓的启动发电机构成。通过一般三相的发电机可以相应地对于高分辨率的转速信号使用许多信号。
[0017]备选地也可以利用传感器轮和传感器支持现有的转速测量并且提高其分辨率。
[0018]因为在本方法中仅仅利用来自电机的信号，相应地方法步骤也可以在不与内燃机耦联的电机中使用。这尤其在纯电动运行的机动车方面是有利的。
[0019]至少一信号有利地包括至少一电压信号和/或至少一电流信号。因为在电机上、尤其在多相电机中存在不同的信号，例如各个相或两个相的电压信号，或者也存在各个相的相应的电流信号，或者产生的总电流信号，由此能够相应地提高分辨率。
[0020]为了确定曲轴位置有利地利用一选择的信号的选择的值，它由电机的一个相的电压信号构成。通过这种方式也能够计算曲轴的位置，它在现有技术中利用上述的在传感器轮中的齿隙获得。
[0021 ] 备选地通过电机的多个磁激励产生相的电压信号，其中一个磁激励这样与其余磁激励偏差地构成，使由它产生的电压信号段在曲轴每转中在曲轴位置上具有正好一次选择的值。这尤其在所选择的信号的选择的值在曲轴的每转中多次地出现时是有利的。
[0022]有利的是，附加地进行转速曲线(转速变化过程)与内燃机工作循环的已知的转速曲线(转速变化过程)的比较(调整)，它正好具有一个表征曲轴位置的段。在内燃机的工作循环期间、至少在四冲程内燃机中一个曲轴位置两次地出现，尤其是内燃机的缸的上死点，但是它只能一次地用于喷射过程。因此可以区分这种两次出现，这在现有技术中利用传感器轮和传感器都不能实现。
[0023]有利地利用电子电路、尤其施密特触发器处理电机的一个或多个信号。这一方面能够更简单地传递电机的信号到控制器，另一方面更简单地识别一个或多个值。通过数字化地处理还可以减少在许多个信号的情况下所需的导线数量。
[0024]按照本发明的计算单元、例如机动车的控制器尤其程序技术地设计成，执行按照本发明的方法。
[0025]以软件的形式执行本方法也是有利的，因为这带来特别微少的成本，尤其当执行的控制器还用于其他任务并因此本来就存在的时候。用于提供计算机程序的适合的数据载体尤其是软盘、硬盘、闪存、EEPROM，⑶-ROM，DVD等。也能够通过计算机网络(互联网，内部网等)下载程序。
[0026]由说明和附图给出本发明的其它优点和扩展结构。
[0027]当然，上述的和下面还要解释的特征不仅能在各自给出的组合中使用，而且也能在其它组合或单独使用，而不离开本发明的范围。
【附图说明】
[0028]借助于附图中的实施例简示出本发明并且在下面参照附图详细描述。附图中:
图1简示出按照现有技术的用于确定转速的具有传感器的传感器轮，
图2a和2b示出电机的示意图和从属的信号曲线图3简示出电机，具有从属信号的术语(命名)，
图4a和4b示出三相电机的电压曲线，
图5示出通过按照现有技术的传感器轮测得的转速曲线与通过按照本发明的方法确定的转速曲线，
图6示出在启动内燃机时在工作循环期间的转速曲线。
【具体实施方式】
[0029]在图1中简示出传感器轮20和从属的感应的传感器10，它们在现有技术中用于确定转速。在此传感器轮20与内燃机曲轴固定连接并且传感器10位置固定地安置在适合的位置上。
[0030]通常由铁磁材料制成的传感器轮20具有齿22，它们在外侧面上以距离21设置在两个齿22之间。在外侧面的一个位置上传感器轮20具有在给定数量的齿的长度上的齿隙23。这个齿隙23作为基准标记用于识别传感器轮20的绝对位置。
[0031]传感器10具有杆状磁铁11，在其上安置软磁的极销12。极销12又被感应线圈13包围。在传感器轮20旋转时，齿22和在分别位于两个齿之间的空间交替地在传感器10的感应线圈13旁边经过。因为传感器轮20和由此齿22都由铁磁材料制成，因此在旋转时在线圈里面感应信号，由此可以区分齿22与空气隙。
[0032]通过两个齿之间的时间差与这两个齿形成的角度的相互关系可以计算角速度或转速。
[0033]在齿隙23上在感应线圈中的感应信号具有与否则与空间交替的齿22的感应信号不同的曲线。通过这种方式能够识别绝对位置，但是只以曲轴一满圈为准。
[0034]在图2a中简示出电机30，它在这里包括具有激励绕组的转子32和具有定子绕组的定子33。因此涉及外激励电机，它们尤其在机动车中是常见的。但是尤其对于摩托车、在这里尤其是小型或轻型摩托车大多使用具有永久磁铁的转子，即永磁