[发明专利]基于射频辨识技术的绝对角位置检测系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于使用射频辨识(RFID)来确定旋转 轮的位置的系统和方法，且更具体地涉及用于使用RFID标签来确定发 动机曲轴/凸轮轴位置的系统和方法，其中，所述标签围绕曲轴轮和/ 或凸轮轴轮的周边定位。

背景技术

如本领域熟知的那样，内燃机包括曲轴，曲轴通过活塞在 气缸中的移动而旋转以提供驱动功率。内燃机也包括每个气缸一个或 多个进气阀和排气阀，其在开启和关闭之间的位置由一个或多个凸轮 轴确定。发动机控制器需要知晓发动机的位置，即曲轴和凸轮轴的位 置，使得它知晓何时将燃料和火花在适当的时间精确地输送给每个气 缸。

当前内燃机通常采用安装到曲轴后端的曲轴位置检测轮 和安装到凸轮轴前端的凸轮轴轮。曲轴轮和凸轮轴轮包括预定数量的 齿，所述齿具有预定宽度，在所述齿之间具有空间。磁阻传感器或霍 耳效应传感器相对于所述轮定位，且在所述轮上的每个齿的上升沿和 下降沿上提供电信号。采用计数来自于传感器的脉冲的算法，以提供 发动机位置的精确指示。以这种方式确定曲轴轮和凸轮轴轮的位置的 过程有时称为模式识别。通常，去除至少两个齿，使得传感器将提供 指示发动机循环开始的参考的信号，从而针对每个气缸的每个进气、 排气和点火恰当地定向。

在车辆启动时，发动机控制器需要在可以启动将燃料和火 花输送给气缸之前知晓循环的开始。因而，曲轴由发动机启动系统旋 转，使得当曲轴位置检测轮在去除的齿处的位置由传感器检测到时， 发动机控制器知晓循环可以启动。然而，这有时需要曲轴旋转一整转。 此外，传感器可能具有故障，不会即时获取曲轴轮的参考位置的第一 指示。

由于发动机的位置以这种方式通过模式识别来确定，在发 动机点火时不即时启动发动机，因为发动机控制器必须首先从去除的 轮齿确定发动机的位置。

发明内容

根据本发明的教导，公开了使用RFID来确定旋转轮的位 置的系统和方法。在一个实施例中，所述系统提供内燃机的曲轴/凸轮 轴的位置的即时确定。所述系统包括安装到发动机的曲轴和凸轮轴之 一或两者上的位置检测轮、多个RFID标签围绕所述轮以预定间隔布 置，且RFID收发器靠近所述轮定位。当所述轮旋转时，所述RFID收 发器发送询问RFID标签的信号，所述RFID标签然后传输编码信号给 所述收发器，所述编码信号辨识轮相对于收发器的位置。因而，不管 轮处于什么位置，所述RFID收发器都能够询问最靠近的RFID标签且 即时知晓发动机的位置，从而发动机控制器能够尽可能快地提供燃料 和火花给气缸。

本发明的附加特征将从以下说明和所附权利要求结合附 图显而易见。

附图说明

图1是内燃机的简化平面图；

图2是图1所示的发动机的轮的视图，包括RFID标签；

图3是相对于RFID标签定位的RFID收发器的透视图； 和

图4是询问两个相邻轮上的RFID标签的RFID收发器的 平面图。

具体实施方式

涉及使用RFID收发器和RFID标签来确定曲轴/凸轮轴位 置的系统的本发明的实施例的以下讨论本质上仅仅是示例性的，且决 无意图限制本发明或其应用或使用。例如，本发明的用于确定轮位置 的RFID标签询问系统可以用于在除了确定发动机位置之外的其他系 统中在车辆运行和关闭时确定旋转轮的位置。

图1是内燃机10的简化平面图，内燃机10包括四个气缸 12，每个气缸包括活塞14。活塞14联接到曲轴16，且曲轴16联接到 传动带18。曲轴轮20安装到曲轴16的与传动带18相对的端部。每个 气缸12包括进气阀22和排气阀24，进气阀22和排气阀24的位置由 凸轮轴26控制。凸轮轴26的一端联接到带18，且凸轮轴26的相对端 联接到凸轮轴轮28。

如本领域熟知的那样，燃料喷射到气缸12中，空气通过 空气进气阀22引导到气缸12中且来自于火花塞30的火花点火燃料/ 空气混合物，从而驱动活塞14向下并旋转曲轴16。当曲轴16旋转时， 在排气阀14开启以将排气驱出气缸12时活塞14然后被往回向上驱动 到气缸12中，使得该过程可以重复。该过程以周期性方式重复，以操 作发动机10。开启阀22和24、将燃料喷射到气缸12中和提供火花给 气缸12需要准确定时。