[发明专利]发动机曲轴传感系统

说明书

本发明涉及检测一个机械元件的转动特性的系统，更确切地说，但不仅仅是，涉及一种用于检测一个发动机曲轴的转动特性的传感器组件。

随着电子控制内燃机的出现，检测发动机曲轴的转动的装置已日益普遍。比如，经常检测曲轴的角度位置或“曲柄转角”来控制发动机的燃料供应、点火和排气。通过曲轴的转动速度体现出来的发动机的速度也经常作为一个重要的参数出现在各种的发动机控制系统图中。由Carpenter等人提出的No.5476082，Kowalski提出的No.5361630以及Deutsch等人提出的No.4936277等的美国专利中都提供了基于曲轴转动的测量的各种电子发动机控制系统的有关背景资料。

为满足内燃机机动车的日益增长的精确的排放水准，需要对曲柄转角进行高精度的测量。提供所需精度的方法之一就是使用一个具有一个传感器和一个与该传感器相邻的曲轴一同转动的参考元件的曲柄转角检测系统。传感器用来检测该参考元件的转动。

一种形式的检测系统的参考元件沿其周边具有多个有一定角度间隔的指示器，或“角度标识”，这些指示器的结构能够改变一个磁场。当这些指示器中的每一个通过传感器时，传感器就检测出相应的该磁场的变化，并产生一个检测脉冲。通过以一个已知方式改变指示器的布置间隔就可以提供一个曲轴相关角度位置的分度。这些脉冲的速率也可以用来确定曲轴的转动速度。由Koelle等人提出的No.5520043，Ott等人提出的No.5469823，Ott等人提出的No.5460134，Schreiber等人提出的No.4760827，Kondo等人提出的No.4442822以及由Stiller等人提出的No.4365602等美国专利中都提供了各种类型的曲柄转角度检测系统的例子。

在一个曲柄转角度检测系统装置中，参考盘与发动机外部的传动飞轮相连。而不便的是此参考盘的外部布置使得针对每一个给定发动机设计的传动装置的不同类型都要进行单独设计。因此在很多实例中，希望提供的参考盘作为发动机的一部分。然而将参考盘直接连接到曲轴上，需要加长曲轴以提供一个合适的连接位置。

由Kowalski提出的美国专利No.5361630公开了解决上述问题的一种尝试，它是在一曲轴配重上整体地提供一个指示器槽，而后此曲轴配重作为转动参考元件使用。但不便的是此方法仍需要对曲轴进行大范围的重新设计。此外，如果还需要替换或调节参考元件，则整个配重的设计还要求曲轴的拆开。

因此，仍然有需要提供一种能够适应不同结构的发动机的曲轴转动检测系统。本发明正是满足此需要的。

本发明涉及一种检测一发动机曲轴的转动特性的系统。本发明各方面内容具有新颖性，非显而易见性，且有多种优点。虽然本发明的实际特征只能由所附的权利要求来确定，但这里可以对所公开的发明的某些特性进行简略的描述。

本发明的特性之一是一个内燃机系统，它包括一个具有多个曲臂的发动机曲轴。该曲轴在发动机运行过程中转动。一个参考环固定到曲臂中的一个上，随之一同转动。该环围住曲轴的一部分，并有多个按一定角度间隔设置的指示器。所述系统还包括一个与所述环相邻的传感器，它能够检测所述指示器并提供相应于所述曲轴的转动特性的传感器信号。将所述环安装到所述曲臂上，这样就提供了一个参考结构，而无需进行曲轴的进一步再设计。

本发明的另一个特性是提供一个具有一个带有多个曲臂的发动机曲轴和一个转动参考装置的系统，该转动参考装置包括至少两个安装到所述曲臂中的一个上的可分离部件。一个传感器，其位置与所述曲轴相邻，并能够对所述参考装置的移动作出反应，提供相应于所述曲轴的转动特性的传感器信号。所述系统提供的参考结构也避免了对曲轴的进一步再设计。