[發明專利]凸輪軸信號輪最佳物理角度的確定方法及四沖程發動機

在審

• 申請號: 202110571838.6
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN115387921A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 李兆建;朱國華
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D13/02
• 代理公司: 上海音科專利商標代理有限公司 31267
• 代理人: 孫靜

本發明公開了一種凸輪軸信號輪最佳物理角度的確定方法及四沖程發動機，通過凸輪軸信號輪的可變氣門正時系統的調節角度γ、曲軸信號輪的相位初始參考點BM0到第一缸壓縮上止點的曲軸信號輪圓心角的角度α以及進氣凸輪軸信號輪初始安裝位置的角度ε確定凸輪軸信號輪最佳物理角度。其中相位初始參考點BM0為第一缸壓縮上止點前曲軸信號輪齒缺后第2個齒的下降沿，凸輪軸信號輪最佳物理角度為凸輪軸信號輪的小齒的下降沿到進氣凸輪軸信號輪初始安裝位置的圓心角的角度。通過凸輪軸信號輪的最佳物理角度設定可進一步使得曲軸與凸輪軸的同步關系的安全余量最優，并使得現有發動機位置管理模塊不受可變氣門正時調節范圍變更的影響。

技術領域

本發明涉及發動機控制核心策略領域，特別涉及一種凸輪軸信號輪最佳物理角度的確定方法及四沖程發動機。

背景技術

四沖程發動機是汽車上常用的發動機類型，對于四沖程發動機，發動機每次啟動時，發動機控制單元(ECU)是通過凸輪軸位置信號來判斷哪個缸先噴油、點火，因此凸輪軸的位置設置是發動機性能的重要影響因素。

曲軸是汽車發動機上重要的零部件，它的作用是把活塞、連桿傳來的推力轉變為扭力，將活塞的直線運動轉化為曲軸的旋轉運動，相當于動力輸出部件。凸輪軸是活塞發動機里的一個部件，它的作用是控制氣門的開啟和閉合動作。凸輪軸與曲軸之間的常見傳動方式包括齒輪傳動、鏈條傳動以及齒形膠帶傳動。

發動機在高轉速運轉時，每次沖程時間很短，因此排氣和燃燒不充分，可變氣門正時系統調節(VVT調節)能夠調節發動機進氣排氣系統的重疊時間與正時(其中一部分或者全部)，降低油耗并提升效率。

對于帶可變氣門正時調節的發動機，可變氣門正時調節時，凸輪軸信號輪與曲軸信號輪的相對位置會發生變化。凸輪軸信號輪安裝于凸輪軸的一端，并且還設置有凸輪軸信號傳感器檢測凸輪軸信號輪和凸輪軸的相位；曲軸信號輪安裝于曲軸的一端，并且還設置有曲軸相位傳感器檢測曲軸信號輪和曲軸的相位。凸輪軸信號傳感器和曲軸相位傳感器與發動機控制單元信號連接，可變氣門正時調節時，凸輪軸信號輪與曲軸信號輪的相對位置會發生變化。

發動機相位計算時，以第一缸壓縮上止點前曲軸信號輪缺齒后第2個齒的下降沿作為初始參考點BM0，曲軸信號輪再轉一圈后對應的缺齒后第2個齒的下降沿為第二參考點BM1。當初始參考點BM0處的凸輪軸信號為低電平時，對應第一缸壓縮沖程；當第二參考點BM1的凸輪軸信號為高電平時，對應第四缸壓縮沖程。

當可變氣門正時調節超過一定位置時，會引起發動機位置管理模塊(ECM)對凸輪軸相位信號高低電平的誤斷，導致發動機產生熄火風險。現有技術中的凸輪軸信號輪在安裝時，安裝位置較難確定，升級、驗證軟件模塊需要較長時間，影響項目進度，在優化發動機燃燒系統時，需要改變可變氣門正時系統調節范圍，若此時曲軸與凸輪軸同步關系對應的初始設計安全余量不足，則容易出現上述情況。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中凸輪軸信號輪在安裝時無法確定最佳物理角度，在后期改進和升級時無法保證曲軸與凸輪軸具有最優的安全余量的問題。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式公開了一種凸輪軸信號輪最佳物理角度的確定方法，通過凸輪軸信號輪的可變氣門正時系統的調節角度γ、曲軸信號輪的相位初始參考點BM0到第一缸壓縮上止點的曲軸信號輪圓心角的角度α以及進氣凸輪軸信號輪初始安裝位置的角度ε確定凸輪軸信號輪最佳物理角度；其中相位初始參考點BM0為第一缸壓縮上止點前曲軸信號輪齒缺后第2個齒的下降沿，凸輪軸信號輪最佳物理角度為凸輪軸信號輪的小齒的下降沿到進氣凸輪軸信號輪初始安裝位置的圓心角的角度。