發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)扭矩檢測(cè)裝置，一般通過(guò)安裝扭矩傳感器10的方式來(lái)測(cè)量，如圖1所示，這樣需要額外安裝扭矩傳感器10，且因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，扭矩傳感器和測(cè)量設(shè)備間無(wú)法直接連線，還需要安裝無(wú)線通訊裝置。
[0003]現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)扭矩檢測(cè)裝置，需要額外增加扭矩傳感器10，既增加了成本，也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，而且一般發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸因?yàn)榭臻g的問(wèn)題，也難以安裝扭矩傳感器。
[0004]另外現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)失火診斷方法，一般通過(guò)在飛輪上安裝曲軸位置傳感器，利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行評(píng)估失火情況，但是對(duì)于安裝了雙質(zhì)量飛輪或者集成了電動(dòng)機(jī)的混動(dòng)系統(tǒng)，該方法因?yàn)槭艿捷S系扭振特性的變化，曲軸減扭器在某些工況下振幅很大，對(duì)瞬時(shí)速度的信號(hào)干擾很大，此時(shí)診斷的可靠性很低?，F(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)失火診斷方法，因?yàn)樗矔r(shí)曲軸轉(zhuǎn)速與失火的相關(guān)性在有些工況下不夠強(qiáng)，需要進(jìn)行復(fù)雜的標(biāo)定，且難以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0005]轉(zhuǎn)速傳感器主要有三種類型:磁電感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式和光電式。
[0006](I)磁電感應(yīng)式:
[0007]磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器和曲軸位置傳感器分上、下兩層安裝在分電器內(nèi)。傳感器由永磁感應(yīng)檢測(cè)線圈和轉(zhuǎn)子(正時(shí)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子)組成，轉(zhuǎn)子隨分電器軸一起旋轉(zhuǎn)。正時(shí)轉(zhuǎn)子有一、二或四個(gè)齒等多種形式，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子為36-2或60-2齒等多種形式。永磁感應(yīng)檢測(cè)線圈固定在分電器體上。若已知轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)和曲軸位置傳感器信號(hào)，以及各缸的工作順序，就可知道各缸的曲軸位置。磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器和曲軸位置傳感器的轉(zhuǎn)子信號(hào)盤(pán)也可安裝在曲軸或凸輪軸上。
[0008](2)霍爾效應(yīng)式:
[0009]霍爾效應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器是一種利用霍爾效應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器?；魻栃盘?hào)發(fā)生器安裝在分電器內(nèi)，與分火頭同軸，由封裝的霍爾芯片和永久磁鐵做成整體固定在分電器盤(pán)上。觸發(fā)葉輪上的缺口數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相同。當(dāng)觸發(fā)葉輪上的葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間，霍爾觸發(fā)器的磁場(chǎng)被葉片旁路，這時(shí)不產(chǎn)生霍爾電壓，傳感器無(wú)輸出信號(hào)；當(dāng)觸發(fā)葉輪上的缺口部分進(jìn)入永久磁鐵和霍爾元件之間時(shí)，磁力線進(jìn)入霍爾元件，霍爾電壓升高，傳感器輸出電壓信號(hào)。
[0010](3)光電式:
[0011]光電式轉(zhuǎn)速傳感器一般裝在分電器內(nèi)，由信號(hào)發(fā)生器和帶光孔的信號(hào)盤(pán)組成。其信號(hào)盤(pán)與分電器軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)盤(pán)外圈有360條光刻縫隙，產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角1°的信號(hào)；稍靠?jī)?nèi)有間隔60°均布的6個(gè)光孔，產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角120°的信號(hào)，其中I個(gè)光孔較寬，用以產(chǎn)生相對(duì)于I缸上止點(diǎn)的信號(hào)。信號(hào)發(fā)生器安裝在分電器殼體上，由二只發(fā)光二極管、二只光敏二極管和電路組成。發(fā)光二極管正對(duì)著光敏二極管。信號(hào)盤(pán)位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間，由于信號(hào)盤(pán)上有光孔，則產(chǎn)生透光和遮光交替變化現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)光二極管的光束照到光敏二極管時(shí)，光敏二極管產(chǎn)生電壓；當(dāng)發(fā)光二極管光束被檔住時(shí)，光敏二極管電壓為O。這些電壓信號(hào)經(jīng)電路部分整形放大后，即向控制器輸送曲軸轉(zhuǎn)角為1°和120°時(shí)的信號(hào)，控制器根據(jù)這些信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置。
[0012]扭轉(zhuǎn)減震器是汽車離合器中的重要元件，主要由彈性元件和阻尼元件等組成，其中彈簧元件用以降低傳動(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之能避開(kāi)由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的激勵(lì);阻尼元件用以有效耗散振動(dòng)能量。
[0013]扭轉(zhuǎn)減震器，從動(dòng)盤(pán)工作時(shí)，兩側(cè)摩擦片所受摩擦力矩首先傳到從動(dòng)盤(pán)本體和減震器盤(pán)上，再經(jīng)若干個(gè)減震器彈簧傳給從動(dòng)盤(pán)轂。這時(shí)彈簧被壓縮，因?yàn)闇p震器彈簧的緩沖作用，傳動(dòng)系統(tǒng)所受的沖擊大大減小。傳動(dòng)系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤(pán)轂相對(duì)于從動(dòng)盤(pán)本體和減震器盤(pán)往復(fù)擺動(dòng)，借助夾在它們之間的阻尼片的摩擦來(lái)消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，使扭轉(zhuǎn)振動(dòng)迅速衰減，減小傳動(dòng)系統(tǒng)所受的交變應(yīng)力。為了更有效地避免傳動(dòng)系統(tǒng)共振，降低傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲，有些汽車離合器從動(dòng)盤(pán)中采用兩組或更多組剛度不同的減震器彈簧，并將裝彈簧的窗口長(zhǎng)度做成尺寸不一，利用彈簧先后起作用的辦法獲得變剛度特性。一種采用兩級(jí)減振裝置從動(dòng)盤(pán)，第一級(jí)為預(yù)減振裝置，它的角剛度很小，主要是減小由于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)而引起的變速器中常嚙合齒輪間的沖擊和噪聲。另外，當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)在小轉(zhuǎn)矩負(fù)荷下工作(包括減速滑行)時(shí)，也能減小變速器和主減速器內(nèi)齒輪和系統(tǒng)內(nèi)其他機(jī)件的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和噪聲。第二級(jí)減震器彈簧用與發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)彈簧同樣的鋼絲制成，剛度較大，它只有在從動(dòng)盤(pán)轂與從動(dòng)盤(pán)本體正向(發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng))轉(zhuǎn)過(guò)5°，或反向(傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))轉(zhuǎn)過(guò)
2.5°時(shí)才起作用。它能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系統(tǒng)接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)固有頻率，使傳動(dòng)系統(tǒng)共振應(yīng)力下降，并改善離合器的接合柔和性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩，不需要額外增加扭矩傳感器，成本低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便于安裝。
[0015]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸依次經(jīng)飛輪、扭轉(zhuǎn)減震器輸出扭矩到變速箱，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置包括第一信號(hào)齒盤(pán)、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二信號(hào)齒盤(pán)、第二轉(zhuǎn)速傳感器、控制器；
[0016]所述第一信號(hào)齒盤(pán)，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或飛輪上；
[0017]所述第一轉(zhuǎn)速傳感器，對(duì)應(yīng)安裝在所述第一信號(hào)齒盤(pán)處；
[0018]所述第二信號(hào)齒盤(pán)，安裝在所述扭轉(zhuǎn)減震器到變速箱之間的變速箱輸入軸上或扭轉(zhuǎn)減震器殼體的變速箱輸入軸側(cè)；
[0019]所述第二轉(zhuǎn)速傳感器，對(duì)應(yīng)安裝在所述第二信號(hào)齒盤(pán)處；
[0020]所述第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器，分別輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)到所述控制器；
[0021]所述控制器，根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器分別輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)，計(jì)算輸出發(fā)動(dòng)機(jī)的指示扭矩。
[0022]較佳的，所述控制器，為發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元。
[0023]較佳的，所述控制器，根據(jù)第一轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)，得到位于所述扭轉(zhuǎn)減震器前側(cè)的曲軸的實(shí)時(shí)角度位置Θ1，并得到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速ω;根據(jù)第二轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)，得到位于所述扭轉(zhuǎn)減震器后側(cè)的變速箱輸入軸的角度位置Θ2;
[0024]所述控制器計(jì)算輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)指示扭矩為:
[0025]M=ff+V,V = J*(d ω /dt)，W=ic*0+Tp+F，0 = 91-02;F = S*C，S = d0/dt;
[0026]其中，M為指示扭矩，W為扭轉(zhuǎn)減震器輸出扭矩，V為慣性力矩，J為發(fā)動(dòng)機(jī)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，K為扭轉(zhuǎn)減震器的扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)，β為扭轉(zhuǎn)減震器的形變角度，Tp為扭轉(zhuǎn)減震器的彈簧預(yù)緊扭矩，F(xiàn)為阻尼力，S為扭轉(zhuǎn)減震器兩側(cè)的相對(duì)角速度，C為扭轉(zhuǎn)減震器的阻尼系數(shù)。
[0027]較佳的，第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器，為雙向霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器。
[0028]本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置，可以用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸到變速箱的扭矩傳動(dòng)路徑位于扭轉(zhuǎn)減震器前側(cè)的中的飛輪作為第一信號(hào)齒盤(pán)，可以用對(duì)應(yīng)飛輪安裝的已有曲軸位置傳感器作為第一轉(zhuǎn)速傳感器，僅需在位于所述扭轉(zhuǎn)減震器后側(cè)到變速箱之間的變速箱輸入軸上安裝第二信號(hào)齒盤(pán)，并對(duì)應(yīng)第二信號(hào)齒盤(pán)安裝第二轉(zhuǎn)速傳感器(如果變速箱輸入軸原本有轉(zhuǎn)速傳感器則可以直接使用)；第一轉(zhuǎn)速傳感器及第二轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)均發(fā)送到控制器，控制器可以是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)或者其他控制單元;控制器通過(guò)對(duì)兩轉(zhuǎn)速信號(hào)處理，可以得到發(fā)動(dòng)機(jī)的指示扭矩，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩檢測(cè)裝置，利