[发明专利]一种确定发动机曲轴位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机曲轴位置的检测方法，特别涉及一种用于发动机停机过程中曲轴位置的预测方法。

背景技术

发动机曲轴位置检测与信号同步是发动机燃油喷射和点火控制的基础，尤其是在发动机起动过程中，发动机控制器越早判断出曲轴位置，起动质量越好，起动过程中的排放量越低。发动机控制器通过发动机曲轴传感器检测曲轴位置信号轮触发的信号，构成发动机运行控制最基本的信号逻辑基础，如果在发动机启动过程中，发动机控制器能够在点火钥匙关闭后，在发动机控制器非易失性存储器中记忆上一次运行停机的准确位置，则可使发动机控制器缩短起动同步的判断时间，即缩短曲轴位置传感器检测到曲轴信号轮触发信号后曲轴转过的角度，可在曲轴转动后的第一个适宜的缸进行喷油点火，从而大大缩短发动机起动时间，提高起动的可靠性。

但在发动机停机过程通常伴随着曲轴反转的现象，且此时由于曲轴转速过低，普通曲轴位置传感器(磁电式或霍耳式)检测的曲轴信号无法判断转速，更无法判断是否出现曲轴反转，以及反转的角度。所以停机过程末期的位置预测是确定发动机停机位置的最关键部分。

简言之，现有技术无法准确判断是否出现曲轴反转以及反转的角度，也无法准确确定曲轴停止位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定发动机曲轴位置的方法，在常规的曲轴位置传感器进行检测的基础上，进一步计算曲轴上的摩擦阻力扭矩和缸内充量扭矩，并准确确定曲轴的可能反转位置，并可以进一步确定曲轴的停止位置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

在使用原有非方向性判断曲轴位置传感器(non-directional)的条件下，引入发动机摩擦扭矩、缸内充量扭矩概念、在此基础上计算发动机动能变化趋势，在所有动能为零的时刻，即为可能出现曲折反转的位置，再通过核算此可能反转点前后的转速信号脉冲间隔，最终确定是否出现反转，以及反转的具体时刻，该方法能够最大限度地判断出停机过程中曲轴旋转方向切换的次数，能够确定在不同旋转方向上转过的角度。从而最终准确判断发动机曲轴停止位置。

具体技术方案如下：

一种确定发动机曲轴位置的方法，使用曲轴位置传感器，并计算曲轴上的摩擦阻力扭矩和缸内充量扭矩，得出发动机动能的变化趋势，从而确定曲轴的可能反转位置；计算上述可能反转位置前后的转速信号脉冲间隔，并确定曲轴是否出现反转和反转角度。

采用如下步骤：

(1)使用曲轴位置传感器检测曲轴位置；

(2)计算作用在曲轴上的摩擦阻力扭矩和缸内充量扭矩及其变化规律；

(3)由步骤(2)中的计算结果得出发动机动能变化趋势，并查找发动机动能为零的位置；

(4)核算步骤(3)中该位置前后的转速信号脉冲间隔；

(5)由步骤(4)中的该转速信号脉冲间隔确定曲轴是否出现反转以及反转的具体时刻。

在进行曲轴的可能反转位置检测之前，判断是否需要进行反转检测。

判断是否进行反转检测的步骤为：判断发动机转速是否进入停机临界条件，和/或检测点火信号为高/低。

发动机转速的计算方法为：输入曲轴位置信号脉冲和点火开关状态，按下降沿计算曲轴位置信号脉冲的时间间隔，计算得到发动机转速。

判断需要进行反转检测后，计算摩擦阻力扭矩和缸内充量扭矩。

根据储存的发动机参数计算摩擦阻力扭矩和缸内充量扭矩并查找发动机动能为零的位置，所述参数可以包括：进气门开相位IVO、进气门闭相位IVC、排气门开相位EVO、排气门闭相位EVC、单变量转速摩擦功二次曲线表格Fn、发动机转动惯量J、缸径B、冲程S、压缩比ε、发动机上止点与曲轴缺口信号转换关系角θ。

详细来说，采用如下步骤：

(1)输入曲轴位置信号脉冲和点火开关状态；

(2)按下降沿计算曲轴位置信号脉冲的时间间隔，计算得到发动机转速；

(3)判断发动机转速是否进入停机临界条件；

(4)检测到点火信号是否应该进入反转测试；

(5)进入停机位置检测状态；

(6)进入反转检测的模型，通过储存的发动机参数计算停机过程中发动机扭矩；

(7)计算发动机动能的变化，计算出作用在曲轴上的摩擦阻力扭矩和缸内充量扭矩变化规律，查找发动机动能为零的位置；

(8)预测的下一个时间步长后发动机动能是否为零；

(9)判断后确定发动机曲轴的停止位置。

附图说明

图1：步骤程序运行框图；

图2：动能零点与反转计算点之间的关系时序图；