專利名稱：在轉(zhuǎn)數(shù)傳感器故障情況下緊急起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)傳感器故障情況下緊急起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)、使受限的機(jī)動(dòng)車能夠運(yùn)行的方法。如果轉(zhuǎn)數(shù)傳感器失效，則在機(jī)動(dòng)車起動(dòng)時(shí)缺少相位傳感器的凸輪軸信號(hào)相對(duì)曲軸位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
現(xiàn)有技術(shù)DE 40 26 232涉及一種用于監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的裝置。該裝置包括一個(gè)具有轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的起動(dòng)器，它根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)輸出一個(gè)輸出信號(hào)。還設(shè)有一個(gè)測(cè)量車載電網(wǎng)電壓的裝置及控制裝置，其中將轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的輸出信號(hào)與車載電網(wǎng)電壓相比較并識(shí)別轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的功能故障。為了識(shí)別故障，將對(duì)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)期間的車載電網(wǎng)電壓的變化過(guò)程分析處理。并且僅當(dāng)對(duì)于起動(dòng)過(guò)程識(shí)別出典型的車載電網(wǎng)電壓變化及同時(shí)未識(shí)別出轉(zhuǎn)數(shù)傳感器的輸出電壓時(shí)，才引起故障識(shí)別。
如果對(duì)一個(gè)內(nèi)燃機(jī)曲軸上的發(fā)送輪連續(xù)掃描的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器發(fā)生了故障，機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行還可借助對(duì)相位傳感器的信號(hào)估值來(lái)進(jìn)行。由相位傳感器信號(hào)可復(fù)制出轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)，借助它可使受限制的機(jī)動(dòng)車運(yùn)行(緩行回庫(kù))。如果相反，內(nèi)燃機(jī)用凸輪調(diào)節(jié)工作，則在起動(dòng)時(shí)凸輪的狀態(tài)和位置不能被識(shí)別，并且曲軸的位置因此而不能被識(shí)別，因?yàn)橄辔粋鞲衅魈幱诓淮_定定位的凸輪軸上。它可在40°的曲軸角度范圍內(nèi)變化地調(diào)節(jié)。
在機(jī)動(dòng)車起動(dòng)時(shí)沒(méi)有凸輪軸信號(hào)及相位傳感器與曲軸位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此通過(guò)燃料噴射系統(tǒng)等其它系統(tǒng)既不可能有合適的噴射，又不可能有相應(yīng)的合適的點(diǎn)火。于是當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)傳感器故障時(shí)內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)不可能用凸輪軸調(diào)節(jié)。
基于對(duì)由機(jī)動(dòng)車電池供電的起動(dòng)器的控制，在待起動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)一如4缸或6缸內(nèi)燃機(jī)一的各個(gè)汽缸中將出現(xiàn)周期性重復(fù)的壓縮及減壓的階段。內(nèi)燃機(jī)各個(gè)汽缸的壓縮及減壓的終點(diǎn)基本上被確定在下死點(diǎn)(UT)及上死點(diǎn)(OT)的位置上。由蓄電池供給起動(dòng)器的電池電流則根據(jù)起動(dòng)器在起動(dòng)操作時(shí)由各個(gè)汽缸的壓縮及減壓產(chǎn)生的負(fù)載變化得出一個(gè)變化曲線，由該變化曲線可確定相應(yīng)的上死點(diǎn)及下死點(diǎn)的位置。如果起動(dòng)器驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定的圈數(shù)，就能得到各個(gè)上死點(diǎn)及下死點(diǎn)與求得的電池電壓變化曲線的最大值及最小值的可靠對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果保證了該最大值及最小值與各個(gè)上死點(diǎn)及下死點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，便可以通過(guò)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制而根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制電子部分中確定的噴油及點(diǎn)火序列對(duì)內(nèi)燃機(jī)相應(yīng)的汽缸進(jìn)行噴油及點(diǎn)火。
由電池電壓變化曲線的最大值及最小值求得的上死點(diǎn)及下死點(diǎn)的位置可以通過(guò)重新取得轉(zhuǎn)數(shù)/負(fù)載特性的相應(yīng)對(duì)照表或特性參數(shù)區(qū)來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)，并且為了將來(lái)的使用而長(zhǎng)期保存。
由

圖1所示的曲線圖可以看到在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)階段1及起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)電池電壓的變化曲線。在起動(dòng)器使內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)幾個(gè)整圈期間，起動(dòng)階段1的電平為機(jī)動(dòng)車電池的電壓源供電的第一電壓電平9。第一電壓電平9可能明顯地低于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)成功起動(dòng)后由內(nèi)燃機(jī)上的發(fā)電機(jī)發(fā)出并維持的電壓，這取決于機(jī)動(dòng)車電池的外部溫度、內(nèi)部電阻及充電狀態(tài)。從起動(dòng)階段后電壓值逐漸地接近一個(gè)限值的電壓變化曲線3開(kāi)始，可看到由內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)提供的第二電壓電平10，該電壓電平基本上相應(yīng)于12V的車載電網(wǎng)電壓。第二電壓與充電狀態(tài)、外部溫度及內(nèi)部電阻無(wú)關(guān)，因?yàn)樗蓛?nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)供電并由它來(lái)維持。
根據(jù)圖1所示的實(shí)施例，時(shí)間軸2的時(shí)間跨度大約為4.5秒，在該時(shí)間軸的上方示出了電池電壓變化曲線3及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)變化曲線。由起動(dòng)階段1期間的電壓曲線3可看出，電壓3在最小值4.1-4.n及最大值5.1-5.n之間循環(huán)變化。每個(gè)最大值5.1，5.2，5.3……5.n與一個(gè)下死點(diǎn)UT13相重合，因?yàn)檫@里對(duì)于起動(dòng)器來(lái)說(shuō)其負(fù)載為最小。
如圖所示的最大值5.1，5.2，5.3……5.n表征一個(gè)被起動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的4個(gè)缸或多個(gè)缸的相應(yīng)上死點(diǎn)(OT)12。在達(dá)到內(nèi)燃機(jī)中一個(gè)汽缸的相應(yīng)上死點(diǎn)12的緊前面，將出現(xiàn)作用在起動(dòng)器上的最大負(fù)載，因?yàn)槿紵疑系乃虚y門被關(guān)閉，在燃燒室中形成最高壓力，壓縮階段結(jié)束及從現(xiàn)在開(kāi)始噴射燃料，然后，在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，可進(jìn)行燃料/空氣混合物的點(diǎn)火。噴油及點(diǎn)火使電池電壓產(chǎn)生另外的負(fù)荷，但在這里目前的例子中其影響是次要的。在各個(gè)最大值5.1，5.2，5.3……5.n及最小值4.1，4.2，……4.n之間，電池電壓曲線3具有與各個(gè)缸的壓縮及減壓相對(duì)應(yīng)的上升邊7及下降邊8，從中可獲得用于曲軸定位的信號(hào)。
為了在待起動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)汽缸之間實(shí)現(xiàn)各個(gè)最大值5.1，5.2，5.3……5.n及最小值4.1，4.2，……4.n的對(duì)應(yīng)配置，在起動(dòng)階段期間，起動(dòng)器的操作必需以足夠長(zhǎng)的時(shí)間間隔進(jìn)行。在第一次燃燒時(shí)必需進(jìn)行對(duì)應(yīng)配置，因?yàn)樵诩s40°的曲軸角度范圍的誤差情況下可能出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的反向轉(zhuǎn)動(dòng)或排氣管噼啪聲，而這是絕對(duì)要避免的。
從圖2中可看到6缸內(nèi)燃機(jī)的脈沖信號(hào)，無(wú)論是在起動(dòng)階段1還是在運(yùn)行階段、如空載運(yùn)行階段10。
其中，時(shí)間軸2類似于圖1中所示的時(shí)間軸2，其時(shí)間區(qū)段大約為4.5秒，在該軸上分布著內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段1及第一運(yùn)行階段。在該6缸內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段1期間，在各個(gè)汽缸1-6上以第一脈沖持續(xù)時(shí)間16施加脈沖，而在圖2所示的已起動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的情況下，脈沖17持續(xù)時(shí)間明顯地變短。
由電池電壓曲線3得到的各個(gè)上死點(diǎn)12，下死點(diǎn)13與最小值4.1……4.n及最大值5.1……5.n的相關(guān)性是在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)期間獲得的，它可以存在于轉(zhuǎn)數(shù)/負(fù)載特性曲線的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，并可以在以后的應(yīng)用中再使用，或者可以在存儲(chǔ)器中以表的形式存儲(chǔ)、如存儲(chǔ)在內(nèi)燃機(jī)控制電子部分的環(huán)形緩存器中。
附圖標(biāo)記表1 起動(dòng)階段2 時(shí)間軸3電池電壓變化曲線4.1-4.n 最小值5.1-5.n 最大值6轉(zhuǎn)折點(diǎn)7上升邊8下降邊9第一電壓電平10 穩(wěn)定運(yùn)行的電壓電平11 第一燃燒12 上死點(diǎn)13 下死點(diǎn)14 轉(zhuǎn)速曲線15 點(diǎn)火順序16 汽缸內(nèi)燃機(jī)17 每個(gè)汽缸起動(dòng)器工作的脈沖持續(xù)時(shí)間18 正常運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的脈沖持續(xù)時(shí)間
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)方法，所述的內(nèi)燃機(jī)設(shè)有一個(gè)起動(dòng)器、一個(gè)根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)輸出一個(gè)輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器、以及一個(gè)測(cè)量電池電壓的裝置，后者記錄起動(dòng)階段(1)期間及起動(dòng)階段(1)以后的電池電壓(3)的變化曲線，其特征在于在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段(1)期間在起動(dòng)器工作時(shí)由電池電壓(3)的變化曲線確定出曲軸的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在起動(dòng)器工作階段(1)期間求出電池電壓變化曲線(3)的最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于由電池電壓(3)的變化曲線確定內(nèi)燃機(jī)汽缸的上死點(diǎn)(12)的位置及下死點(diǎn)(13)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)階段(1)期間一直操作內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)器，直到實(shí)現(xiàn)最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)對(duì)內(nèi)燃機(jī)汽缸的上死點(diǎn)(12)及下死點(diǎn)(13)的可靠對(duì)應(yīng)配置時(shí)為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在起動(dòng)器工作時(shí)電池電壓變化曲線(3)處于與外部溫度相關(guān)的第一電壓電平(9)上。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于內(nèi)燃機(jī)汽缸的上死點(diǎn)OT(12)及下死點(diǎn)UT(13)與電池電壓曲線(3)的最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)的相關(guān)性被記錄及存儲(chǔ)在一個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)/負(fù)載特性曲線區(qū)域內(nèi)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于在內(nèi)燃機(jī)汽缸的上死點(diǎn)OT(12)及下死點(diǎn)UT(13)的位置與求得的電池電壓曲線(3)的最大值(5.1至5.n)及最小值(4.1至4.n)的有效對(duì)應(yīng)配置后，進(jìn)行第一次噴油及點(diǎn)火(11)。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于電池電壓的變化曲線被用于轉(zhuǎn)數(shù)傳感器及曲軸傳感器和/或相位傳感器及凸輪軸傳感器的診斷或監(jiān)測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)方法,所述的內(nèi)燃機(jī)設(shè)有一個(gè)起動(dòng)器、一個(gè)根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)輸出一個(gè)輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器;以及一個(gè)測(cè)量電池電壓的裝置,后者記錄起動(dòng)階段(1)期間及起動(dòng)階段(1)以后的電池電壓(3)的變化曲線。在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段(1)期間,在起動(dòng)器工作時(shí)由電池電壓(3)的變化曲線確定出曲軸的位置。
文檔編號(hào)F02N11/08GK1366582SQ01801073
公開(kāi)日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月4日
發(fā)明者米夏埃爾·博伊爾勒, 克勞斯·里斯-米勒 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司