[发明专利]一种判断发动机中气缸状态的判断装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于判断发动机中气缸状态的判断装置和方法。

背景技术

近来，为满足发动机燃气混合比高精度控制的要求，多种动力设备的发动机都具有电控燃油喷射技术以及电控顺序点火技术，如汽车。这样，在发动机的工作过程中，在气缸运作的所有位置都能对空气和汽油的混合进行最佳控制，从而使发动机的动力性、经济性最优，同时能降低排放的污染。

然而，发动机在启动时，首先面临的问题就是需要判断多个气缸中的哪个即将或已经达到上止点，从而能准确地按照正确的顺序进行燃油喷射和点火，这就是发动机的判缸。

传统的判断发动机中气缸状态的方法一般有两种，一种是通过进气压力进行判缸，另一种是通过曲轴和凸轮轴的位置来进行判缸，前一种方法需要对发动机的进气歧管进行改造，安装空气压力传感器，使得本来较为狭窄的进气歧管变得更小，不利于进气，因而大多采用通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器采集曲轴和凸轮轴的位置信号，并将该位置信号传送到电子控制单元(ECU)后，由ECU按照设定的程序进行判缸。

然而，在发动机刚刚启动时，发动机由启动马达带动运转，此时，曲轴和凸轮轴的转速较低，而且转速存有较大的波动，很不稳定，使曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器所采集到的信号失真严重，因而，一般情况下，在刚刚启动时，ECU不以此时曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器测得的信号进行判缸，而是根据预定的启动程序进行燃油喷射及点火控制。当曲轴转速达到较高速度之后，ECU才根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器所采集到的信号，按照设定的程序进行燃油喷射以及点火控制。

但是，发动机启动时，各个气缸中活塞的位置千差万别，按照同一个预定的启动程序进行燃油喷射及点火控制，启动时很难确保发动机能获得最佳燃气混合比以及较短的启动时间，因而发动机的经济性及排放较差。而且由于冷启动时发动机不能快速启动，发动机从启动到达到最佳的运行状态需要一个相对较长的时间。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的发动机中在启动时不能快速准确判断发动机中气缸状态的缺陷，而提供一种能在启动时实现快速准确判断发动机中气缸状态的装置和方法。

本发明提供了一种判断发动机气缸状态的判断装置，该装置包括检测装置和信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括电阻盘，所述电阻盘具有绝缘部分和沿电阻盘圆周方向分布且首尾断开的电阻部分，所述绝缘部分用于将电阻盘固定连接于凸轮轴；所述检测装置包括探针，所述探针用于与所述电阻部分接触，以使电流能流经所述探针和电阻部分；所述信号处理装置用于通过探针采集电阻盘的有效电阻、流经探针的电流、电阻盘两端的电压中的一种，并根据电阻盘的有效电阻、流经探针的电流、电阻盘两端的电压中的一种判断凸轮轴的旋转位置，进而根据凸轮轴的旋转位置判断发动机气缸状态。

本发明还提供了一种判断发动机中气缸状态的判断方法，其中，该判断方法包括：将电阻盘固定安装于所述凸轮轴，所述电阻盘具有绝缘部分和沿电阻盘圆周方向分布且首尾断开的电阻部分，所述绝缘部分用于将电阻盘固定连接于凸轮轴；将电阻盘的电阻部分与探针接触，电阻盘的电阻部分与探针之间具有电位差；通过探针采集电阻盘的有效电阻、流经探针的电流、电阻盘两端的电压中的一种，并将采集的电阻盘的有效电阻、流经探针的电流、电阻盘两端的电压中的一种与预定参考值比较，从而判断凸轮轴的旋转位置，进而根据凸轮轴的旋转位置判断发动机气缸状态。

根据本发明提供的判断发动机气缸状态的判断装置，在该判断装置中，与凸轮轴固定连接的电阻盘具有沿电阻盘圆周方向分布且首尾断开的电阻部分，探针可与该电阻部分电接触，以使电流能流经所述探针和电阻部分，因而，电阻盘会随凸轮轴的旋转而具有不同的旋转位置，当探针与位于不同旋转位置的电阻盘的电阻部分电接触时，由于电阻部分的有效电阻不同，流经探针的电流以及电阻部分两端的电压均不同。这样，可以通过判断电阻部分的有效电阻、流经探针的电流或电阻部分两端的电压的变化来判断电阻盘的旋转位置，而电阻盘的旋转位置与凸轮轴的旋转位置相同，从而得到凸轮轴的旋转位置，进而可以根据发动机完成一个工作循环时凸轮轴旋转360度的特性，判断出发动机中各个气缸的状态。