用于内燃机的编码日和传感器系统技术方案

用于内燃机的高分辨率传感器具有安装在与发动机同步转动的支承板上的对称与非对称的磁编码器。用霍耳传感器件监测编码器的磁场并将其信号传送到电子发动机控制部件上。由磁编码器的位置判断出点火及燃料喷射的定时。该编码器在一装置上磁化，以形成每个极的尺寸、强度及位置。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及一个点火定时控制系统，更具体地说，涉及一个具有相对发动机轴位置定时点火的磁传感能力的系统。事实上现今生产的所有内燃发动机包括一个监视与控制点火定时的电子控制单元。那些曾经通过各种机械联动装置控制的功能愈来愈多地由电子控制单元来控制。利用这种控制装置，发动机的点火定时及每个汽缸阀的燃料喷射功能可以精确地受到控制。这种精确性提供了增大的效率及对于变化的工作条件的发动机相应性能。现今通常使用的分配器传感器对于每个待点火的火花塞产生出一个脉冲或一个上升沿。许多当前使用的分配器不能提供出控制燃料喷射系统所需的信息，此外，这样的系统也不能对电子控制单元提供出指示哪个火花塞将要被点火的信息。电子控制部件利用判断传感器信号之间的发动机速度及在接收到一个传感器信号后延迟一个计算的时间点火，由此来控制相对于阀及燃料喷射定时以前的点火。在美国专利US 4，742，811中，OKada等人公开了一种利用贴在轴上的三个轴向相邻的磁铁柱的点火定时控制系统。每个磁铁柱相对于一个霍耳传感器转动，后者在轴转动的不同角度位置上产生出信号。第一排磁铁是绕柱对称放置的;第二排是非对称放置的;而第三排是对称放置的，但是有一个脉冲与其余的脉冲有区别，其区别在于在该脉冲结束时有一个非常小的反向极点。通过电子控制单元对这三种信号的处理提供出对于系统正确运行所必备的识别能力。在OKada的专利中，磁铁柱一个高于另一个地排列，对于所述的组装，要有一个大体上最小的高度要求。再者，在第一柱中的二十四个对称的磁极表明每个极对应于该柱圆周上的15度角度。角度平分的较宽脉冲限制了该装置的功能的精度。这个不精确性可采用三个磁铁柱来克服，而不采用较少数目的磁铁柱。在Lemen的美国专利US 3，373，729中公开了一种内燃机用的电子点火系统，它应用了一个在其外围上等距离布置了多个磁铁的盘。该盘在垂直于其轴的方向上锯成一个槽，在该槽的两边盘的外围上具有在轴向上极性相反的磁铁。在槽的中间放置了一个霍耳传感器，它根据在盘转动时产生的波动磁场产生出点火信号。这个装置实质上用于取代在标准机械定时点火系统中的分配器的断闭点。该专利技术因而消除了机械的接触点以及它们的缺点，但是它没有改进点火及燃料喷射定时的精确度。以上描述了在现有的装置及方法中的公知限制因素。于是，非常明显，需要提供一种用以直接克服一种或多种前述限制因素的具有优越性的变型。因此，本专利技术在于提出一种合适的变型，它将包含在以下公开的全部技术特征。本专利技术的一个方面在于提供一种内燃机用的高分辨率的传感器系统，它包括第一及第二磁编码环，它们能适当地安装以便与发动机同步地运动;第一及第二信号采集装置，它们位于第一及第二磁编码装置运动路径的附近。本专利技术的磁编码器是在一个充磁装置上制得的，该充磁装置具有放置在一个支承件上的呈平面盘旋路径形状的电导线，并还具有放置在导线环路中间的磁场调整器，用以改变每个形成的磁极的尺寸、强度及位置。上述方面及另外方面从以下结合附图对本专利技术的详细描述中将会变得更加明白。然而显然可以理解，这些附图不是用于限制本专利技术的，而是纯粹为了解释的目的。其附图为附图说明图1该传感器系统的局部剖视图;图2磁场传感器的平面图;图3二个磁编码器的平面图;图4保持架装置的平面图;图5从图4中线5-5所视的保持架的截面图;图6上方驱动盘，支承板及驱动弹簧片的顶视平面图;图7一个磁化装置的放大局部平面图，表示出用于南-北-南循环的单个磁化环路;图8与图7中所示相同的磁化装置部分的一个剖视图;图9由图7及图8的磁化装置产生的非对称磁化;图10磁场传感器从非对称磁编码器检测到的模拟信号及数字信号。在图1上给出了本专利技术一个实施例的局部截面图。最好将该高分辨率传感系统设计安装在现有的汽车分配器的底座上，然而，它也可安装在能被发动机的曲轴或凸轮轴同步驱动的发动机上或发动机内的任何地方。在这个实施例中，可以看到分配器轴1，它用作驱动传感器系统的旋转体，并穿过静止的分配器底座2伸出来，在该底座2上安装了传感器外壳30。高分辨率磁编码器10及低分辨率磁编码器15安装在支承板20上，该支承板20搭放在轴承/隔离块35上。编码器环10及15利用保持架环21连接到支承板上，该保持架环设有伸出的螺栓22，它从支承板20及驱动弹簧片40的孔中穿过。该保持架21的螺栓22是镦锻的，带螺纹的或者是被压紧的，用以紧压住该组件。高分辨率传感器11及低分辨率传感器16被安装在适当的径向位置上，以便各自与高分辨率磁编码器10及低分辨率编码器15对准。这些传感器是霍耳效应传感器，其提供的合适的输出与运动速度无关。在传感器中产生的信号被传送到发动机的电子控制单元。上方的驱动毂盘41与分配器轴1套合并被该轴旋转驱动。驱动弹簧片40从上方驱动毂盘41伸延到支承板20，并在这两盘板间提供驱动连接。驱动弹簧片设计得能适应分配器轴1的少量垂直位移而不至引起在上方驱动盘41与支承板20之间的任何相对转动。该特征对于避免定时的改变是必须的，否则就会由于分配器轴1的垂直运动而引起定时的改变。盖51用来保护传感器系统使其免遭损坏或玷污。附设的密封件52在盖51及分配器轴1以及在传感器外壳30及分配器轴1之间提供了相互连接。该密封件52可以是圆环形件或其它适合的密封装置。盖51放置在壳30上并用粘接剂或其它适合的密封方式紧固。外壳30的下面充填了可铸性密封剂50，用以保护传感器系统的印刷线路板及其它电子部件。高分辨率传感器11及低分辨率传感器16概要地表示在图2中的平面图上。图中可以看出，高分辨率传感器由两个霍耳效应传感器及与它们相连接的电子电路组成。利用在传感器中的响应使倒置在高分辨率磁编码器环10中的每个磁极所产生的信号数目加倍来提供高分辨率。而在低分辨传感器16中仅使用了一个霍耳效应传感器。图3示出一个用以表示高分辨率磁编码器环10及低分辨率磁编码器环15的平面示意图。高分辨率编码器环10具有大量数目的磁极。在该优选实施例中该环具有360个极，但它也可视发动机设计要求而定设置更多的或较少的极。作为例子，对于四缸发动机，低分辨率磁编码器环15如图所示具有16个极。其中有四个集中的强磁性的N极，八个中磁性的S极及四个磁性很弱、很分散的N极。四个集中的强磁性N极，每个用于一个气缸，它们用来指示哪一个气缸需要点火或是需要燃料。这是由于设置了不同角度范围的磁极来达到的。例如，可以设有1度，2度，3度及4度的磁极来指示它们各自被施加的气缸。这样在一个四缸发动机中，3度磁铁相当于第3号气缸。应注意，所有的定时是在磁脉冲的上升沿时形成的。保持架环21表示在图4及5中。由这些图可以看出，磁铁保持架环21是环状的并具有“T”形截面。此外，它还具有多个伸出的用于使环与磁铁紧固到止推板或支承板20上的螺栓22。根据所采用的磁铁安装方式，该保持架环也可以作成一种“L”截面。伸出的螺栓22穿过两个磁铁环10及15中间的间隙，穿过支承板20及穿过驱动弹簧片40。驱动弹簧片40在分配器轴1所套合的上方驱动盘41与支承板20间传递旋转驱动力。它也使得支承板20及轴承/隔离块35之间保持牢固接触。图6表示上方驱动盘41，驱动弹簧片40，下方驱动板42及伸出的螺栓22的平面概图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的传感器系统，其特征在于：第一个环形磁编码器，它具有一系列均匀分布的及相同尺寸的磁极；第二个环形磁编码器，它具有一系列非均匀分布的磁极，由此相邻磁极的强度是不相同的；至少一个可转动的支承件，用于支承所述的第一及第二环形磁编码器；至少一个第一磁场传感器，它位于所述第一环形磁编码器转动路径的附近；一个第二磁场传感器，它位于所述第二环形磁编码器转动路径的附近。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾尔弗雷德J桑扎罗，
申请(专利权)人：托林顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]