[实用新型]一种电喷发动机角标装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机电子控制技术，尤其是单缸活塞式发动机的燃油喷射及点火电子控制技术。 

背景技术

电控燃油/燃气喷射技术（发动机电子管理技术，也简称为电喷技术）是控制火花点火发动机有害气体排放和提高发动机性能的主要技术之一。采用闭环反馈电控燃油/燃气喷射技术和废气三元催化转换技术，能够按照三元催化转换器的要求精确控制发动机的空燃比和点火提前角，从而使CO、HC和NOx这三种有害气体排放量同时得到大幅度降低。 

在控制发动机点火及喷油的过程中，需要准确确定点火及喷油过程发生的发动机循环相位，因此角标传感装置是必不可少的。在多缸四冲程发动机上，为了确定活塞/曲轴在循环中的相位，一般需要两个传感器分别测量曲轴角标和凸轮轴角标。但对于二冲程发动机和单缸四冲程发动机，一个曲轴角标传感器就能够工作。只是对于单缸四冲程发动机，现有技术一般是使用多齿编码的曲轴角标转盘设计，例如36-2角标齿的曲轴角标转盘设计，即设计34个间隔10度的角标齿，在第一个和第34个角标齿之间的齿间隔为30度，从而可以通过测量连续三个角标齿产生的角标信号之间的时间突变程度来确定第一个齿的位置。另外通过不同角标齿测量的转速的差异，能够判断出压缩冲程和换气冲程。

然而，对于单缸四冲程发动机，这样的角标系统较为复杂，不仅曲轴角标转盘成本较高，而且角标信号计算处理也比较复杂。

发明内容

本发明的目的就是要设计简单的磁电机（飞轮）角标装置以降低系统的成本，同时保证能够准确地确定循环相位和点火相位，也能够比较准确地确定喷油等相位。 

本发明通过以下技术方案实现上述目的，即：

一种电喷发动机角标装置，包括发动机本体、转子、角标传感器、电控单元（ECU），所述转子为一磁电机或一飞轮，与发动机曲轴同轴固定且包括由导磁材料制成的外圆柱体，所述外圆柱体包括两段半径不同的同轴圆柱形外表面，在两段圆柱形外表面的圆周方向过渡处形成两个台阶，发动机曲轴每转一圈，在确定的曲轴转角位置，所述台阶转过所述角标传感器的感应部位，分别产生一正一负两个符号相反的角标脉冲信号，输入给所述电控单元（ECU），所述ECU包括处理正的和负的角标脉冲信号的电路，从而感知发动机曲轴及工作循环相位。

根据本发明之技术方案，磁电机或飞轮产生角标的结果最为简单，相当于一个长单齿角标码盘，但角标齿（凸台或缺口）的前沿和后沿都会给出有用的角标信号，即曲轴每转一圈，都产生一个正的和一个负的脉冲信号，因此其对应的曲轴相位可以直接确定，不需要复杂处理计算，也不会出现判断错误。而通过两段圆柱表面（圆弧段）转过的时间可以计算瞬时转速，并与通过两个相邻正脉冲或负脉冲的时间间隔计算的转过一整圈的转速相比，从而在转过1圈到2圈的时间内就能够判断出活塞/曲轴在发动机工作循环中的相位。

对本发明的进一步改进或限定包括，所述磁电机或飞轮上两段半径不同的圆柱形外表面的半径相差1.5mm以上，最佳2.5mm。这样脉冲信号强度就不会太小，有利于抗干扰。

进一步，所述磁电机或飞轮上两段半径不同的圆柱形外表面分别为：半径较小的圆柱形外表面在圆周方向的长度较长，而半径较大的圆柱形外表面在圆周方向的长度较短。这样短的圆柱表面弧形就形成一个磁电机或飞轮上的凸台，在凸台前沿通过所述角标传感器的感应部位时产生一个正的脉冲信号，而在凸台后沿通过所述角标传感器的感应部位时产生一个负的脉冲信号。

或所述磁电机或飞轮上两段半径不同的圆柱形外表面分别为：半径较大的圆柱形外表面在圆周方向的长度较长，而半径较小的圆柱形外表面在圆周方向的长度较短。这样，短的圆柱表面弧形就形成一个磁电机或飞轮上的缺口（凹坑），在缺口前沿通过所述角标传感器的感应部位时产生一个正的脉冲信号，而在凸台后沿通过所述角标传感器的感应部位时产生一个负的脉冲信号（可以通过将所述角标传感器的输出正负极调换得到与凸台磁电机或凸台飞轮相同的输出结果）。

对本发明的进一步改进或限定还包括，所述磁电机或飞轮旋转时产生的正的角标脉冲信号对应于发动机曲轴转角在上止点前35-80度范围内之某一个角度，最佳为45-60度，而所述磁电机或飞轮旋转时产生的负的角标脉冲信号对应于发动机曲轴转角在上止点前5-20度范围内之某一个角度，最佳为10-15度。