一种特殊形状飞轮的发动机正时同步方法与流程

1.本发明涉及发动机同步技术领域，尤其涉及一种特殊形状飞轮的发动机正时同步方法。


背景技术：

2.通常情况下，发动机正时同步是根据曲轴信号以及凸轮轴信号进行，主要用于建立发动机实时角度系统，判断发动机当前行程以及缸号，并根据该信息进行喷油、点火等相位和时间的精确控制，常见的曲轴齿形有60-2，36-2等等，常见的凸轮齿形有两长两短，一长一短，单长齿等不同组合。
3.目前的发动机正时同步方法只适用于单缺齿飞轮以及普通凸轮轴齿形，对于多缺齿的飞轮信号或特殊脉冲型凸轮轴信号则无法使用该策略，同步速度较为低下。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种特殊形状飞轮的发动机正时同步方法，于一发动机上预先安装一曲轴位置传感器和一进气凸轮轴位置传感器，预先配置针对特殊形状飞轮的所有样式组合的一样式组合集合，所述发动机连接一发动机控制器，具体包括以下步骤:
5.步骤s1,所述发动机控制器在所述发动机的运转过程中获取所述曲轴位置传感器采集得到的曲轴信号以及在获取所述曲轴信号后获取所述进气凸轮轴位置传感器采集得到的凸轮轴信号；
6.步骤s2，所述发动机控制器根据所述曲轴信号和所述凸轮轴信号处理得到多个按时间顺序排列的凸轮信号样式和对应的曲轴齿数；
7.步骤s3，所述发动机控制器将各所述按时间顺序排列的凸轮信号样式和对应的所述曲轴齿数与所述样式组合集合进行匹配，各所述凸轮信号样式和对应的所述曲轴齿数与所述样式组合集合的其中一样式组合匹配成功时即完成正时同步。
8.优选的，所述曲轴位置传感器安装的曲轴上设有36个曲轴齿，其中包含四个缺齿，则所述曲轴齿数不大于36，并将所述缺齿作为所述曲轴的零度位置。
9.优选的，所述步骤s2包括：
10.步骤s21，所述发动机控制器根据所述曲轴信号处理得到对应的曲轴齿的齿边沿并作为所述曲轴的起点位置，并根据所述凸轮轴信号处理得到当前时刻的凸轮轴位置；
11.步骤s22，所述发动机控制器接收到所述曲轴信号后持续记录所述曲轴和所述凸轮轴的转动过程并结合所述起点位置和所述凸轮轴位置得到各所述按时间顺序排列的凸轮信号样式和各所述凸轮信号样式对应的所述曲轴经历的所述曲轴齿数。
12.优选的，执行所述步骤s3之后还包括：
13.所述发动机控制器根据匹配成功的所述样式组合、所述起点位置和一预设的映射关系得到当前时刻相对于所述零度位置的曲轴角度。
14.优选的，所述发动机控制器提供一配置窗口，用于供外部输入所述样式组合集合。
15.优选的，所述步骤s2中，所述凸轮轴上设有多个凸轮轴齿，将各所述凸轮轴齿分成不同数量凸轮轴齿组成的多个凸轮轴齿区间，所述发动机控制器根据所述曲轴信号与各所述凸轮轴齿区间处理得到所述凸轮信号样式和对应的所述曲轴齿数。
16.优选的，各所述凸轮信号样式和对应的所述曲轴齿数包括：
17.第一信号样式，在识别之初，从所述凸轮轴位置至第一个凸轮轴齿的上升边沿，所述曲轴经历的所述曲轴齿数不大于3；
18.第二信号样式，在识别之初，从所述凸轮轴位置至第一个凸轮轴的上升边沿，所述曲轴经历的所述曲轴齿数大于3；
19.第三信号样式，从上一个所述凸轮轴齿区间的边沿至下一个所述凸轮轴齿区间的边沿，所述曲轴经历的所述曲轴齿数为第一预设值；
20.第四信号样式，从上一个所述凸轮轴齿区间的边沿至下一个所述凸轮轴齿区间的边沿，所述曲轴经历的所述曲轴齿数为第二预设值；
21.第五信号样式，从上一个所述凸轮轴齿区间的边沿至下一个所述凸轮轴齿区间的边沿，所述曲轴经历的所述曲轴齿数为第三预设值；
22.第六信号样式，从上一个所述凸轮轴齿区间的边沿至下一个所述凸轮轴齿区间的边沿，所述曲轴经历的所述曲轴齿数为第四预设值。
23.优选的，所述发动机控制器根据外部输入的一修改指令设置所述第一预设值、所述第二预设值、所述第三预设值和所述第四预设值的数值。
24.优选的，所述样式组合集合包括：
25.第一样式组合，按时间顺序为经历所述第一信号样式后经历所述第三信号样式、所述第四信号样式、所述第五信号样式、所述第六信号样式其中之一；
26.第二样式组合，按时间顺序为经历两次所述第一信号样式后经历所述第三信号样式、所述第四信号样式、所述第五信号样式其中之一；
27.第三样式组合，按时间顺序为经历三次所述第一信号样式后经历所述第四信号样式、所述第五信号样式、所述第一信号样式其中之一；
28.第四样式组合，按时间顺序为经历所述第二信号样式后经历所述第三信号样式；
29.第五样式组合，按时间顺序为经历所述第二信号样式后依次经历所述第一信号样式和所述第六信号样式；
30.第六样式组合，按时间顺序为经历所述第二信号样式后依次经历两次所述第一信号样式和所述第四信号样式；
31.第七样式组合，按时间顺序为经历所述第二信号样式后经历三次所述第一信号样式。
32.上述技术方案具有如下优点或有益效果：本方法可以应用于特殊形状飞轮进行正时同步且在识别出任意一种样式组合时即可完成正时同步，有效提高正时同步速度。
附图说明
33.图1为本发明的较佳的实施例中，本方法的步骤流程图；
34.图2为本发明的较佳的实施例中，曲轴和进气凸轮轴的示意图；
35.图3为本发明的较佳的实施例中，步骤s2的具体流程图；
36.图4为本发明的较佳的实施例中，以第一信号样式为起始的样式组合集合树状图；
37.图5为本发明的较佳的实施例中，以第二信号样式为起始的样式组合集合树状图。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
39.本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种特殊形状飞轮的发动机正时同步方法，于一发动机上预先安装一曲轴位置传感器和一进气凸轮轴位置传感器，预先配置针对特殊形状飞轮的所有样式组合的一样式组合集合，发动机连接一发动机控制器，如图1所示，具体包括以下步骤:
40.步骤s1,发动机控制器在发动机的运转过程中获取曲轴位置传感器采集得到的曲轴信号以及在获取曲轴信号后获取进气凸轮轴位置传感器采集得到的凸轮轴信号；
41.步骤s2，发动机控制器根据曲轴信号和凸轮轴信号处理得到多个按时间顺序排列的凸轮信号样式和对应的曲轴齿数；
42.步骤s3，发动机控制器将各按时间顺序排列的凸轮信号样式和对应的曲轴齿数与样式组合集合进行匹配，各凸轮信号样式和对应的曲轴齿数与样式组合集合的其中一样式组合匹配成功时即完成正时同步。
43.具体地，本实施例中，针对目前发动机正时同步常用的缺齿凸轮信号判定法、试喷转速判定法和歧管压力判定法，缺齿凸轮信号判定法仅适用于单缺齿飞轮以及普通凸轮轴齿形，对于多缺齿的飞轮信号或特殊脉冲型凸轮轴信号则无法使用该策略，试喷转速判定法虽然无需凸轮轴信号，但正时同步速度较为低下，试喷失败的燃油会影响排放，歧管压力判定法虽然无需凸轮轴信号，但仅适用于独立进气歧管布置架构的发动机，且正时同步速度较为低下，因此本方法利用曲轴信号和特殊形状飞轮的凸轮轴信号进行正时同步，设置特殊形状飞轮的所有凸轮样式组合，当识别到其中一种凸轮样式组合时即可完成正时同步，提高正时同步速度。
44.本发明的较佳的实施例中，如图2所示，曲轴位置传感器安装的曲轴1上设有36个曲轴齿，其中包含四个缺齿，则曲轴齿数不大于36，并将缺齿作为曲轴1的零度位置。
45.具体地，本实施例中，发动机的角度从0度到720度，在发动机的工作过程中，曲轴信号需要经历两圈，凸轮轴信号需要经历一圈，因此通常将缺齿的位置作为发动机的零度位置，以方便后续进行发动机角度的计算。
46.本发明的较佳的实施例中，如图3所示，步骤s2包括：
47.步骤s21，发动机控制器根据曲轴信号处理得到对应的曲轴齿的齿边沿并作为曲轴1的起点位置，并根据凸轮轴信号处理得到当前时刻的凸轮轴位置；
48.步骤s22，发动机控制器接收到曲轴信号后持续记录曲轴1和凸轮轴2的转动过程并结合起点位置和凸轮轴位置得到各按时间顺序排列的凸轮信号样式和各凸轮信号样式对应的曲轴经历的曲轴齿数。
49.具体地，本实施例中，当监测到一个曲轴齿的齿边沿时即进行凸轮信号样式识别策略，记录曲轴1和凸轮轴2的转动过程，并结合起点位置和凸轮轴位置得到各个按时间顺
序排列的凸轮信号样式和对应经历的曲轴齿数。
50.本发明的较佳的实施例中，执行步骤s3之后还包括：
51.发动机控制器根据匹配成功的样式组合、起点位置和一预设的映射关系得到当前时刻相对于零度位置的曲轴角度。
52.具体地，本实施例中，当执行凸轮信号样式识别策略后，计算机端会获取各个按时间顺序排列的凸轮信号样式和对应的曲轴齿数并通过映射关系直接得到发动机的角度，该映射关系针对特殊形状飞轮的所有样式组合的样式组合集合进行设置，以保证对于每一种样式组合都能直接得到对应的发动机角度。
53.本发明的较佳的实施例中，发动机控制器提供一配置窗口，用于供外部输入样式组合集合。
54.具体地，本实施例中，样式组合集合由操作人员外部输入，当输入样式组合集合后，对该特殊形状飞轮进行正时同步时，发动机控制器无需再次输入样式组合集合，当需要对另一特殊形状飞轮进行正时同步时，操作人员可以输出相对应的另一样式组合集合。
55.本发明的较佳的实施例中，凸轮轴2上设有多个凸轮轴齿，将各凸轮轴齿分成不同数量凸轮轴齿组成的多个凸轮轴齿区间，发动机控制器根据曲轴信号与各凸轮轴齿区间处理得到凸轮信号样式和对应的曲轴齿数。
56.具体地，本实施例中，特殊形状飞轮上的各个凸轮轴齿区间分别包含1个凸轮轴齿、2个凸轮轴齿、3个凸轮轴齿和4个凸轮轴齿。
57.本发明的较佳的实施例中，各凸轮信号样式和对应的曲轴齿数包括：
58.第一信号样式s，在识别之初，从凸轮轴位置至第一个凸轮轴齿的上升边沿，曲轴经历的曲轴齿数不大于3；
59.第二信号样式l，在识别之初，从凸轮轴位置至第一个凸轮轴齿的上升边沿，曲轴经历的曲轴齿数大于3；
60.第三信号样式l1，从上一个凸轮轴齿区间的边沿至下一个凸轮轴齿区间的边沿，曲轴经历的曲轴齿数为第一预设值；
61.第四信号样式l2，从上一个凸轮轴齿区间的边沿至下一个凸轮轴齿区间的边沿，曲轴经历的曲轴齿数为第二预设值；
62.第五信号样式l3，从上一个凸轮轴齿区间的边沿至下一个凸轮轴齿区间的边沿，曲轴经历的曲轴齿数为第三预设值；
63.第六信号样式l4，从上一个凸轮轴齿区间的边沿至下一个凸轮轴齿区间的边沿，曲轴经历的曲轴齿数为第四预设值。
64.具体地，本实施例中，第一信号样式s可以包含于第二信号样式l中。
65.本发明的较佳的实施例中，发动机控制器根据外部输入的一修改指令设置第一预设值、第二预设值、第三预设值和第四预设值的数值。
66.具体地，本实施例中，操作人员可以根据实际情况修改第一预设值、第二预设值、第三预设值以及第四预设值。
67.本发明的较佳的实施例中，如图4、5所示，样式组合集合包括：
68.第一样式组合，按时间顺序为经历第一信号样式s后经历第三信号样式l1、第四信号样式l2、第五信号样式l5、第六信号样式l4其中之一；
69.第二样式组合，按时间顺序为经历两次第一信号样式s后经历第三信号样式l1、第四信号样式l2、第五信号样式l3其中之一；
70.第三样式组合，按时间顺序为经历三次第一信号样式s后经历第四信号样式l2、第五信号样式l3、第一信号样式s其中之一；
71.第四样式组合，按时间顺序为经历第二信号样式l后经历第三信号样式l1；
72.第五样式组合，按时间顺序为经历第二信号样式l后依次经历第一信号样式s和第六信号样式l4；
73.第六样式组合，按时间顺序为经历第二信号样式l后依次经历两次第一信号样式s和第四信号样式l2；
74.第七样式组合，按时间顺序为经历第二信号样式l后经历三次第一信号样式s。
75.具体地，本实施例中，第一样式组合还包括经历第一信号样式s后经历第三信号样式l1或第六信号样式l4，然后经历第三信号样式l1或第一信号样式s。
76.优选的，针对该特殊形状飞轮的正时同步时，同步表现为最差一圈内完成同步，最差情况为第一样式组合中，经历第一信号样式s后经历第六信号样式l4，然后经历第三信号样式l1。
77.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。