专利名称：一种飞轮信号齿加工误差的检测方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种飞轮信号齿加工误差的检测方法和系统。
背景技术：
飞轮是安装在发动机的回转轴上、具有较大转动惯量的轮状蓄能器，发动机的飞轮有两个主要作用。第一，因汽车发动机属于间歇燃烧式的动力装置，各缸传递到曲轴的能量不是稳定和连续的，飞轮的作用就是存储一定的能量，使曲轴结构具有较大的转动惯量，带动整个曲轴结构越过上、下止点，保证发动机曲轴旋转的惯性旋转的均匀性和输出扭矩的均匀性，借助于本身旋转的惯性力，帮助克服起动时气缸中的压缩阻力、维持短期超载时发动机继续运转。第二，在飞轮的周向加工信号齿，并且在飞轮壳上安装检测部件，可以在发动机转动过程中检测每个信号齿的瞬时转速，进而获取发动机的瞬时转速，以供发动机其他的控制程序所用。然而，如果飞轮周向的信号齿在加工过程中存在误差较大，例如，相邻两个信号齿之间的距离设置的不均匀，则采集到的瞬时转速会产生问题，导致发动机其他的控制程序产生错误。因此，判断飞轮信号齿的加工误差大�。欠⒍讨幸桓鲋匾幕方�。由此可见，亟待针对上述技术问题，设计一种飞轮信号齿加工误差的检测方法和检测系统，检测飞轮信号齿的加工误差，避免对发动机其他控制程序造成影响，提高发动机控制的精确度。
发明内容
本发明的目的为提供一种飞轮信号齿加工误差的检测方法和检测系统，其能够检测飞轮的具体哪一个或哪几个信号齿具有加工误差，便于后续飞轮的再加工或维修，且避免对发动机其他控制程序造成影响，提高发动机控制的精确度。为解决上述技术问题，本发明提供一种飞轮信号齿加工误差的检测方法，包括如下步骤:I)检测所述飞轮上的每个信号齿在所述飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间，根据所述瞬时转速和所述时间获取每个信号齿的加速度；2)判断每个所述信号齿的加速度是否大于预设加速度，若是，进入步骤3);若否，进入步骤4)；3)将满足步骤2)中条件的信号齿确定为误差齿；4)结束检测。优选地,所述步骤I)在至少两圈内检测所述瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间；所述步骤3)具体为:31)记录所有满足步骤2)中条件的信号齿的齿号；32)判断每相邻两圈的对应齿号的差值是否等于飞轮的信号齿个数，若是，进入步骤33);若否进入步骤4)；33)将满足步骤32)的对应齿号所对应的信号齿记录为误差齿。优选地，所述步骤I)之前还包括步骤:011)检测飞轮平均转速和飞轮转速的波动量；012)判断飞轮平均转速是否小于预设转速，且所述飞轮平均转速的波动量在预设转速波动范围内；若是，执行步骤I)，若否，执行步骤04)；04)保持当前状态不变。优选地，所述步骤012)中判断为是之后、进入步骤I)之前还包括步骤:021)检测发动机喷油量和喷油量的波动量；022)判断发动机喷油量是否大于预设喷油量，且所述喷油量的波动量在预设喷油量波动范围内；若是，执行步骤I)，若否，执行步骤04)。优选地，所述步骤022)中判断为是之后、进入步骤I)之前还包括步骤:031)检测发动机的水温和发动机已启动的时间；032)判断发动机的水温是否大于预设水温，且所述发动机已启动预设时间，若是，执行步骤I)，若否，执行步骤04)。上述检测方法通过对信号齿瞬时转速的检测能够简单、方便地实现对飞轮加工误差的检测，不仅具有较强的操作性，且具有较高的检测精度。本发明还提供一种飞轮信号齿加工误差的检测系统，包括:检测装置，用于检测所述飞轮上的每个信号齿在所述飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间；控制器，与所述检测装置连接，用于根据所述瞬时转速和所述时间获取每个信号齿的加速度，判断每个所述信号齿的加速度是否大于预设加速度，并当判断结果为是时，发出将该信号齿确定为误差齿的控制命令；输出装置，与所述控制器连接，用于接收并输出所述控制器的控制命令。优选地，所述检测装置用于在至少两圈内检测所述瞬时转速和相邻两个信号齿之间的时间；所述控制器还用于在记录所述齿号后，再判断每相邻两圈的对应齿号的差值是否等于飞轮的信号齿个数，当判断结果为是时，输出将满足该条件的对应齿号所对应的信号齿记录为误差齿的控制命令。优选地，所述检测装置还用于检测所述飞轮平均转速和飞轮平均转速的波动量；所述控制器还用于判断飞轮平均转速是否小于预设转速，且所述飞轮平均转速的波动量在预设转速波动范围内，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。优选地，所述检测装置还用于检测发动机喷油量和喷油量的波动量；所述控制器还用于判断发动机喷油量是否大于预设喷油量，且所述喷油量的波动量在预设喷油量波动范围内，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。优选地，所述检测装置还用于检测发动机的水温和发动机启动后的时间；所述控制器还用于判断发动机的水温是否大于预设水温，且所述发动机已启动预设时间，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。由于上述检测方法具有上述技术效果，因此，与该检测方法对应的检测系统也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。
图1为本发明所提供检测方法的一种具体实施方式
的流程框图；图2为飞轮信号齿加工异常的瞬时转速曲线图；图3为本发明所提供检测方法的另一种具体实施方式
的流程框图；图4为本发明所提供检测系统的一种具体实施方式
的结构示意图。其中，图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:检测装置11 ;控制器12 ;输出装置13。
具体实施例方式本发明的核心为提供一种飞轮信号齿加工误差的检测方法和检测系统，其通过判断信号齿的加速度是否大于预设加速度，从而确定该信号齿是否为误差齿，避免了加工误差带来的检测误差，从而避免了对发动机控制程序的影响，提高了发动机控制准确度。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本发明所提供检测方法的一种具体实施方式
的流程框图。在一种具体实施方式
中，如图1所示，本发明提供一种飞轮信号齿加工误差的检测方法，包括如下步骤:Sll:检测飞轮上的每个信号齿在飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间，根据瞬时转速和上述时间获取每个信号齿的加速度。由于信号齿是设于飞轮周向的齿，因此，只有当飞轮转动至少一圈，才能够保证所有信号齿都被检测，从而保证了检测的全面性。这里可以具体在飞轮的壳体上设置角速度传感器，飞轮转动的过程中，该角速度传感器能够检测到与之距离最近的一个信号齿的角速度，随着飞轮转动一圈，该角速度传感器能够检测所有信号齿的瞬间角速度。另外，通过对速度传感器输出信号的时间间隔确定检测到每相邻两个信号齿的时间。当然，上述检测方法还可以采用线速度传感器检测各个信号齿的线速度。具体地，步骤Sll根据检测出的信号齿的角速度、以及传感器检测到相邻两个信号齿之间的时间，通过公式:α = Δ ω/Δ = 2*Pi*(当前齿的瞬时速度-上一个齿的瞬时速度)/(60*两齿之间的时间)计算信号齿的角加速度α。S12:判断每个信号齿的加速度是否大于预设加速度，若是，进入步骤S13 ;若否，进入步骤S14 ；当飞轮上不存在加工有误差的信号齿，则根据飞轮的工作原理可知，在飞轮跟随曲轴转动的过程中，所有信号齿的转速应当呈缓慢 上升或者缓慢下降的轨迹发生改变。如图2所示，图2为飞轮信号齿加工异常的瞬时转速曲线图。当某个信号齿的加工误差较大时(例如分布不均匀，即某信号齿与其一侧信号齿之间的距离大于与其另一侧信号齿之间的距离)，则在上述检测过程中，该信号齿相对于其相邻的信号齿会产生较大的加速度，即发生加速度突变。由此可知，上述步骤S12正是通过误差齿造成的加速度突变来辨别哪个或哪些信号齿为加工有误差的信号齿，从而实现对误差齿的准确检测。需要说明的是，上述步骤中“信号齿的加速度”指的是该信号齿相对于上一个信号齿的加速度，“每相邻两个信号齿之间的时间”指的是在飞轮转动的过程中，检测装置11检测到的每相邻两个信号齿的时间。上述“预设加速度”可以通过发动机低怠速运行时的平均加速度加上安全阈值来确定，具体可以直接采用通过多次试验获取的经验值。S13:将满足步骤S12中条件的信号齿确定为误差齿；S14:结束检测。综上，上述检测方法通过对信号齿瞬时转速的检测能够简单、方便地实现对飞轮加工误差的检测，不仅具有较强的操作性，且具有较高的检测精度。请参考图3，图3为本发明所提供检测方法的另一种具体实施方式
的流程框图。在另一种具体实施方式
中，如图3所示，上述检测方法可以具体包括:S21:检测飞轮上的每个信号齿在至少两圈内的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间，根据瞬时转速和上述时间获取每个信号齿的加速度；S22:判断每个信号齿的加速度是否大于预设加速度，若是，进入步骤S23 ;若否，进入步骤S24 ；S231:记录所有满足步骤S22中条件的信号齿的齿号；S232:判断每相邻两圈的对应齿号的差值是否等于飞轮的信号齿个数，若是，进入步骤S233 ;若否进入步骤S24 ；S233:将满足上述条件的对应齿号所对应的信号齿记录为误差齿；S24:结束检测。下面以4冲程4缸发动机、飞轮上设有60个信号齿的机构为例，具体介绍上述检测方法的具体过程:第一实施例:如果飞轮上只有一个信号齿有加工误差，步骤S21检测每个信号齿在10个工作循环内的瞬时转速，即凸轮轴转动10圈、飞轮转动20圈，速度传感器在飞轮转动20圈的过程中实时检测每个信号齿的瞬时转速；步骤S22判断飞轮转动20圈过程中每一个信号齿是否有加速度突变；步骤231记录飞轮转动的第一圈中加速度突变的信号齿的齿号为21，第二圈中齿号为81，第三圈中齿号为141...，步骤S232判断每一圈的齿号与其前一圈的齿号的差值均为60，等于飞轮的信号齿的个数，步骤S233则记录飞轮的21号齿为误差齿。第二实施例:如果飞轮上有两个信号齿有加工误差，步骤S21和步骤S22与第一实施例相同。如果步骤S231记录飞轮转动的第一圈中加速度突变的信号齿的齿号为21、35，第二圈中齿号为81、95，第三圈中齿号为141、155...，步骤S232判断21、81、141每相邻两个齿号的差值为60，等于飞轮的齿数，并判断35、95、155每相邻两个齿号的差值也为60，等于飞轮的齿数，则步骤S233记录飞轮的21号齿和35号齿均为误差齿。如果步骤S231记录飞轮转动的第一圈中加速度突变的信号齿的齿号为21、35，第二圈中齿号为81、93，第三圈中齿号为141、150...，步骤S232判断21、81、141每相邻两个齿号的差值为60，等于飞轮的齿数，并判断35、93、150每相邻两个齿号的差值不都等于60，不等于飞轮的齿数，步骤S233则记录飞轮的21号齿为误差齿。如果飞轮上有三个或者更多数目的信号齿有加工误差，其检测过程与第二实施例类似，在此不再赘述。由上述工作过程可知，该检测方法在检测到加速度突变确定误差齿的基础上，再通过多圈检测、核实的方法，确保误差齿所在位置的准确性，避免在单圈检测时，将受其他外界因素的影响导致的加速度突变所对应的信号齿误认为是误差齿，进一步保证了检测结果的准确性。需要说明的是，上述“对应齿号”至的是前后的位置基本对应的齿号，例如上述是实例中，“21、81、141”为对应齿号，“35、95、155”为对应齿号，“35、93、150”为对应齿号。在另一种具体实施方式
中，上述检测方法在步骤S21之前还可以包括步骤:S2011:检测飞轮平均转速和飞轮平均转速的波动量；S2012:判断飞轮平均转速是否小于预设转速，且飞轮平均转速的波动量在预设转速波动范围内；若是，执行步骤S21，若否，执行步骤S204 ；S204:保持当前状态不变。这样，保证上述检测方法在飞轮转速达到一定稳定状态时进行，保证检测结果的准确性，提高检测方法的效率。这里“预设转速”、“预设转速波动范围”可以根据发动机低怠速运行时的平均转速具体设定，例如，对于IOL 12L机型的发动机来说，可以将预定转速设定为600r/min,将预定转速波动范围设定为2r/min 5r/min。进一步的方案中，上述检测方法在步骤S2012中判断为是之后、进入步骤S21之前还可以包括步骤:S2021:检测发动机喷油量和喷油量的波动量；S2022:判断发动机喷油量是否大于预设喷油量，且喷油量的波动量在预设喷油量波动范围内；若是，执行步骤S21，若否，执行上述步骤S204。采用上述步骤，能够保证上述检测方法在发动机的喷油量达到一定稳定状态时才进行，更进一步保证检测结果的准确性。这里“预设喷油量”、“预设喷油量波动范围”可以根据发动机低怠速运行时的平均喷油量具体设定，例如，对于IOL 12L机型的发动机来说，可以将预定喷油量设定为8mg/r,将预设喷油量波动范围设定为-2mg/r 2mg/r。更具体地，上述检测方法在步骤S2022中判断为是之后、进入步骤S21之前还可以包括步骤:S2031:检测发动机的水温和发动机已启动的时间；S2032:判断发动机的水温是否大于预设水温，且发动机已启动的时间大于预设时间，若是，执行步骤S21，若否，执行上述步骤S204。这样，能够保证上述检测方法在发动机已达到非常稳定的工作状态时才进行，更进一步保证检测结果的准确性。同样，这里“预设水温”、“预设时间”可以根据发动机低怠速运行时的平均水温具体设定，例如可以将预定水温设定为70°C -80°C，将预设时间设定为3s。请参考图4，图4为本发明所提供飞轮信号齿误差检测系统的一种具体实施方式
的结构示意图。如图4所示，在一种具体实施方式
中，本发明还提供一种飞轮信号齿误差检测系统，该系统包括检测装置11、控制器12和输出装置13。检测装置11，用于检测飞轮上的每个信号齿在飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间。控制器12与检测装置11连接，用于根据瞬时转速和时间计算每个信号齿的加速度，对每个信号齿判断其加速度是否大于预设加速度，并当判断结果为是时，输出记录所有满足该条件的信号齿的齿号，发出将该信号齿确定为误差齿的控制命令。输出装置13与控制器12连接，用于接收并输出所述控制器12的控制命令。这里检测装置11可以包括设于飞轮壳体上的角速度传感器，用于在飞轮转动过程中检测飞轮的角速度。当然，该检测装置11也可以包括线速度传感器，用于检测飞轮的线速度。在另一种具体实施方式
中，上述检测系统的检测装置11还用于在至少两圈内检测瞬时转速和相邻两个信号齿之间的时间。控制器12还用于在记录齿号后，判断每相邻两圈的对应齿号的差值是否为信号齿个数，当判断结果为是时，输出满足上述条件的所有对应齿号所对应的信号齿记录为误差齿的控制命令。在另一种具体实施方式
中，上述检测系统的检测装置11还用于检测飞轮平均转速和飞轮平均转速的波动量。控制器12还用于判断飞轮平均转速是否小于预设转速，且飞轮平均转速的波动量在预设转速波动范围内，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。此外，上述检测装置11还用于检测发动机喷油量和喷油量的波动量。例如，检测装置11可以具体包括设于发动机上的油温传感器，用于检测喷油量和喷油量波动量。控制器12还用于判断发动机喷油量是否大于预设喷油量，且喷油量的波动量在预设喷油量波动范围内，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。更进一步地，上述检测装置11还用于检测发动机的水温和发动机已启动的时间。例如，检测还可以包括设于发动机水箱上的水温传感器，用于检测发动机的水温，还可以包括计时器，将其设定为与发动机同步启动，用于检测发动机已启动的时间。控制器12还用于判断发动机的水温是否大于预设水温，且发动机已启动预设时间，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。由于上述检测方法具有上述技术效果，因此，与该检测方法对应的检测系统也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。以上对本发明所提供的一种飞轮信号齿加工误差的检测方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种飞轮信号齿加工误差的检测方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)检测所述飞轮上的每个信号齿在所述飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间，根据所述瞬时转速和所述时间获取每个信号齿的加速度； 2)判断每个所述信号齿的加速度是否大于预设加速度，若是，进入步骤3);若否，进入步骤4)； 3)将满足步骤2)中条件的信号齿确定为误差齿； 4)结束检测。
2.根据权利要求1所述的飞轮信号齿加工误差的检测方法，其特征在于，所述步骤I)在至少两圈内检测所述瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间； 所述步骤3)具体为: 31)记录所有满足步骤2)中条件的信号齿的齿号； 32)判断每相邻两圈的对应齿号的差值是否等于飞轮的信号齿个数，若是，进入步骤33);若否，进入步骤4)； 33)将满足步骤32)的对应齿号所对应的信号齿记录为误差齿。
3.根据权利要求2所述的飞轮信号齿加工误差的检测方法，其特征在于，所述步骤I)之前还包括步骤: 011)检测飞轮平均转速和飞轮转速的波动量； 012)判断飞轮平均转速是否小于预设转速，且所述飞轮平均转速的波动量在预设转速波动范围内；若是，执行步骤I)，若否，执行步骤04)； 04)保持当前状态不变。
4.根据权利要求3所述的飞轮信号齿加工误差的检测方法，其特征在于，所述步骤012)中判断为是之后、进入步骤I)之前还包括步骤: 021)检测发动机喷油量和喷油量的波动量； 022)判断发动机喷油量是否大于预设喷油量，且所述喷油量的波动量在预设喷油量波动范围内；若是，执行步骤I)，若否，执行步骤04)。
5.根据权利要求4所述的飞轮信号齿加工误差的检测方法，其特征在于，所述步骤022)中判断为是之后、进入步骤I)之前还包括步骤: 031)检测发动机的水温和发动机已启动的时间； 032)判断发动机的水温是否大于预设水温，且所述发动机已启动的时间大于预设时间，若是，执行步骤I)，若否，执行步骤04)。
6.一种飞轮信号齿加工误差的检测系统，其特征在于，包括: 检测装置(11)，用于检测所述飞轮上的每个信号齿在所述飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间； 控制器(12)，与所述检测装置(11)连接，用于根据所述瞬时转速和所述时间获取每个信号齿的加速度，判断每个所述信号齿的加速度是否大于预设加速度，并当判断结果为是时，发出将该信号齿确定为误差齿的控制命令； 输出装置(13)，与所述控制器连接，用于接收并输出所述控制器(12)的控制命令。
7.根据权利要求6所述的飞轮信号齿加工误差的检测系统，其特征在于，所述检测装置(11)用于在至少两圈内检测所述瞬时转速和相邻两个信号齿之间的时间；所述控制器(12)还用于在记录所述齿号后，再判断每相邻两圈的对应齿号的差值是否等于飞轮的信号齿个数，当判断结果为是时，输出将满足该条件的对应齿号所对应的信号齿记录为误差齿的控制命令。
8.根据权利要求7所述的飞轮信号齿加工误差的检测系统，其特征在于， 所述检测装置(11)还用于检测所述飞轮平均转速和飞轮平均转速的波动量； 所述控制器(12)还用于判断飞轮平均转速是否小于预设转速，且所述飞轮平均转速的波动量在预设转速波动范围内，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。
9.根据权利要求8所述的飞轮信号齿加工误差的检测系统，其特征在于， 所述检测装置(11)还用于检测发动机喷油量和喷油量的波动量； 所述控制器(12)还用于判断发动机喷油量是否大于预设喷油量，且所述喷油量的波动量在预设喷油量波动范围内，并当判断结果为是时输出开始检测的控制命令。
10.根据权利要求9所述的飞轮信号齿加工误差的检测系统，其特征在于， 所述检测装置(11)还用于检测发动机的水温和发动机已启动的时间； 所述控制器(12)还用于判断发动机的水温是否大于预设水温，且所述发动机已启动的时间大于预设时间，并当 判断结果为是时输出开始检测的控制命令。
全文摘要
本发明公开了一种飞轮信号齿加工误差的检测方法，包括如下步骤首先检测所述飞轮上的每个信号齿在所述飞轮转动至少一圈的过程中的瞬时转速和每相邻两个信号齿之间的时间；然后根据所述瞬时转速和所述时间获取每个信号齿的加速度，并判断所述信号齿的加速度是否大于预设加速度，若是，将与满足该条件的信号齿确定为误差齿；若否，结束检测。该方法通过对信号齿瞬时转速的检测能够简单、方便地实现对飞轮加工误差的检测，不仅具有较强的操作性，且具有较高的检测精度。本发明还公开一种与上述检测方法对应的检测系统，具有相同技术效果。
文档编号G01B21/00GK103206935SQ20131014786
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者刘兴义, 李大明, 蔺海艳, 闫立冰 申请人:潍柴动力股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
