用于由内燃机的凸轮轴信号来模拟内燃机的曲轴信号的方法

摘要

本发明涉及一种用于由内燃机的凸轮轴信号来模拟内燃机的曲轴信号K（z）的方法。在这方面，在所述内燃机的正常运行中针对所述内燃机的至少一个转速范围并且/或者针对所述内燃机的至少一个运行状态获取曲轴位置传感轮的齿z的所有齿时间，并且由所述齿时间针对每个齿z计算用于相应的转速范围和/或运行状态的校正因数F（z），并且在所述内燃机的紧急运行中由凸轮轴信号来确定所述曲轴位置，并且随后模拟所述曲轴信号，方法是：由凸轮轴信号确定所述曲轴位置传感轮的每个齿z的平均的周期持续时间P（z）并且相应地将其与用于该齿z的校正因数F（z）相乘。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由内燃机的凸轮轴信号来模拟内燃机的曲轴信号的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序，当该计算机程序在计算器上运行时该计算机程序执行按照本发明的方法的所有步骤。此外，本发明涉及一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码被保存在机器能读取的载体上，当在计算机或者控制器上执行所述程序时所述计算机程序产品用于实施所述方法。

背景技术

内燃机的曲轴位置可以借助于曲轴传感器来获知，所述曲轴传感器检测与曲轴相连接的曲轴传感轮的齿面。典型的曲轴传感轮以均匀分布的方式具有59个齿和一个齿槽（也被称为60-1齿），这能够实现以6°的分辨率来确定曲轴位置。发动机控制器中的合适的软件还能够实现明显更高的分辨率。通过相应的插值法还可以进一步改进对这种更高的分辨率的模拟。

在曲轴信号丢失时，在内燃机的紧急运行中转换到用于确定曲轴位置的冗余的系统上。为此通常要使用凸轮轴信号。但是，所述凸轮轴位置信号的分辨率明显小于所述曲轴信号的分辨率，因为凸轮轴传感轮为了保证快速起动能力而通常仅仅具有较少的齿面。由此在大多数系统中只能达到180°的分辨率。由于通过压缩、燃烧和换气力矩而作用到内燃机上的动态影响，只能很不精确地由凸轮轴信号来模拟曲轴信号。因此，为了防止发动机损坏，必须在紧急运行中大大限制所述内燃机的最大转矩。

发明内容

在按照本发明的、用于由内燃机的凸轮轴信号来模拟内燃机的曲轴信号的方法中，在所述内燃机的正常运行中，针对所述内燃机的至少一个转速范围并且/或者针对所述内燃机的至少一个运行状态获取（einlernen）所述内燃机的曲轴传感轮的齿的所有齿时间（Zahnzeit），并且由所述齿时间针对每个齿计算用于相应的转速范围和/或运行状态的校正因数。然后，在内燃机的紧急运行中，由所述凸轮轴信号来确定曲轴位置并且随后模拟所述曲轴信号，其中，由凸轮轴信号来确定曲轴位置传感轮的每个齿的平均的周期持续时间，并且相应地将其与用于该齿的校正因数相乘。所述校正因数尤其被存放在内燃机的计算器或者控制器的非易失性的存储器、比如EEPROM或者闪存中。

优选的是，按照公式1针对每个转速范围和/或运行状态计算用于每个齿z的校正因数F（z）：

（公式1）。

在这方面，n表示所述曲轴位置传感轮的齿和齿槽的数目的总和，并且t（z）表示所述曲轴位置传感轮的齿z的齿时间。按照本发明，“齿槽”系指在齿的等距的布置情况下相应地刚好省略一个齿。

优选根据公式2来计算曲轴位置传感轮的每个齿z的所模拟的曲轴信号K（z）:

（公式2）。

在这方面，φ表示凸轮轴位置传感轮的角度，T（φ）表示在角度φ的情况下所述凸轮轴位置传感轮的齿时间，并且表示所述角度φ的份额，在该角度情况下模拟所述曲轴信号K（z）。

优选的是，在所述内燃机的正常运行中针对所述内燃机的多个转速范围获取所述曲轴位置传感轮的齿的所有齿时间，并且由所述齿时间针对每个齿计算用于相应转速范围的校正因数。此外，优选的是，在所述内燃机的正常运行中针对所述内燃机的多个运行状态获取所述曲轴位置传感轮的齿的所有齿时间，并且由所述齿时间针对每个齿计算用于相应运行状态的校正因数。所述运行状态尤其可以是所述内燃机的滑行运行（Schubbetrieb）、空转或者点火。

当按照本发明的计算机程序在计算器或者控制器上运行时，该计算机程序执行按照本发明的方法的所有步骤。为了能够在现存的控制器中实施按照本发明的方法而不必对其进行结构上的改动，设置了按照本发明的、具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码被保存在机器能读取的载体上，并且当在计算机或者控制器上执行所述程序时所述计算机程序产品用于实施按照本发明的方法。

附图说明

在附图中示意性地示出了本发明的实施例并且在下面的描述中对其进行详细解释。

图1是在按照现有技术的方法中由凸轮轴信号来模拟曲轴信号的示意图；

图2是在按照本发明的一种实施方式的方法中由凸轮轴信号来模拟曲轴信号的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了一种传统的、用于在内燃机的紧急运行中由凸轮轴信号来模拟曲轴信号的方法。通过凸轮轴位置传感轮的齿面的布置来预先给定的不同的角度φ₁、φ₂、φ₃在齿时间T（φ₁）、T（φ₂）、T（φ₃）由凸轮轴传感器来识别，所述齿时间取决于相应的角度φ₁、φ₂、φ₃并且取决于凸轮轴的旋转速度。按照公式3由所述角度可以相应地模拟曲轴齿的周期持续时间P（z）：

（公式3）。

在这方面，表示角度φ的份额，在该角度情况下模拟所述周期持续时间P（z）。因此，在图1中/φ可以根据凸轮轴齿时间T（φ₁）具有五个不同的数值并且根据凸轮轴齿时间T（φ₂）具有十二个不同的数值。因为所述周期持续时间P（z）相应地在较长的凸轮轴齿时间T（φ₁）、T（φ₂）、T（φ₃）之内被模拟为相同的增量，所以所述传统的模型没能成功地描绘对所述内燃机的动态影响，因而所模拟的信号不精确。

在按照本发明的方法的一种实施方式中，在所述内燃机的正常运行中针对在图2中示出的转速范围D获取所述曲轴位置传感轮的齿z的所有齿时间t（z）。对于传统的、具有59个齿和一个齿槽（n=60）的曲轴位置传感轮来说，如果所述内燃机是4缸发动机，可以按照公式4来计算平均的齿时间t_mit，对于所述4缸发动机来说凸轮轴旋转一圈相当于曲轴旋转两圈：

（公式4）。

然后，可以按照公式5来计算每个齿z的校正因数F（z）：

（公式5）。

公式4和5也可以简化地被概括为公式1。

为了在所述内燃机的紧急运行中模拟曲轴信号，于是首先以传统的方式按照公式3来计算每个曲轴齿z的周期持续时间P（z）。所述曲轴齿z的号码在图2中相应地在方括号中示出，并且在每个号码的下面示出了校正因数F（z）。然后，将每个周期持续时间P（z）按照公式6与相应的校正因数F（z）相乘，以便模拟所述曲轴信号K（z）：

（公式6）。

为了简化该计算，也可以将公式3和6概括为公式2。

通过按照本发明的这种实施方式的方法的使用，可以比在以传统的方式仅仅将每个曲轴齿的所模拟的周期持续时间用作曲轴信号时更加精确地模拟所述曲轴信号。这尤其能够在紧急运行中在没有曲轴信号的情况下改进内燃机的废气排放值。