發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置，該裝置的凸輪軸信號(hào)盤(pán)安裝固定在凸輪軸上，曲軸信號(hào)盤(pán)安裝固定在曲軸上；凸輪軸信號(hào)盤(pán)邊緣等間隔分布三個(gè)正常齒和一個(gè)增齒，增齒位于兩個(gè)正常齒之間；曲軸信號(hào)盤(pán)的邊緣分布N個(gè)連續(xù)的等間隔齒和一個(gè)缺齒；第一霍爾傳感器和第二霍爾傳感器分別固定于凸輪軸信號(hào)盤(pán)和曲軸信號(hào)盤(pán)的邊緣，第一霍爾傳感器產(chǎn)生的代表凸輪軸相位信息的凸輪軸脈沖信號(hào)和第二霍爾傳感器產(chǎn)生的代表曲軸相位信息的曲軸脈沖信號(hào)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊；發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊對(duì)凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到發(fā)動(dòng)機(jī)相位數(shù)據(jù)；本發(fā)明縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的性能，增強(qiáng)了電控系統(tǒng)的魯棒性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)是電控系統(tǒng)正時(shí)控制的一個(gè)核心內(nèi)容，其是執(zhí)行燃油噴射和點(diǎn)火等控制的基礎(chǔ)，快速和準(zhǔn)確的判定發(fā)動(dòng)機(jī)相位可縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，從而提高電控系統(tǒng)性能。
[0003]在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈凸輪軸旋轉(zhuǎn)一圈，即一個(gè)工作循環(huán)為720°曲軸角度(角度單位統(tǒng)一用曲軸角度表示)。發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，需要根據(jù)輸入的曲軸和凸輪軸信號(hào)的相位關(guān)系確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，從而為燃油噴射和點(diǎn)火的控制提供角度。目前存在多種針對(duì)4、6缸機(jī)曲軸凸輪軸的發(fā)明設(shè)計(jì)，但不能很好的滿(mǎn)足3缸機(jī)的正時(shí)控制需求，而且傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的相位需要一個(gè)工作周期，從而影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能。另外，在傳統(tǒng)的控制方法中，當(dāng)曲軸信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)立即停止工作，為系統(tǒng)的安全帶來(lái)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)曲軸旋轉(zhuǎn)一圈內(nèi)確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，能很好的滿(mǎn)足3缸機(jī)正時(shí)控制需求的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置及檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置包括安裝固定在凸輪軸上的凸輪軸信號(hào)盤(pán)，第一霍爾傳感器，安裝固定在曲軸上的曲軸信號(hào)盤(pán)，第二霍爾傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;所述凸輪軸信號(hào)盤(pán)的邊緣等間隔分布三個(gè)正常齒和一個(gè)增齒，增齒位于兩個(gè)正常齒之間且與相鄰兩個(gè)正常齒的間隔不等；曲軸信號(hào)盤(pán)的邊緣分布N個(gè)連續(xù)的等間隔齒和一個(gè)缺齒;第一霍爾傳感器和第二霍爾傳感器分別固定于凸輪軸信號(hào)盤(pán)和曲軸信號(hào)盤(pán)的邊緣，第一霍爾傳感器產(chǎn)生代表凸輪軸相位信息的凸輪軸脈沖信號(hào)，第二霍爾傳感器產(chǎn)生代表曲軸相位信息的曲軸脈沖信號(hào)，凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊對(duì)凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到發(fā)動(dòng)機(jī)相位數(shù)據(jù);在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，第一霍爾傳感器產(chǎn)生的凸輪軸脈沖信號(hào)包括三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)和一個(gè)增齒脈沖信號(hào)，第二霍爾傳感器產(chǎn)生的曲軸脈沖信號(hào)包括兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)。
[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)系統(tǒng)包括下述模塊:
[0007]初始化模塊:設(shè)置凸輪軸三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)、增齒脈沖信號(hào)和曲軸的兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度;設(shè)置曲軸脈沖的齒數(shù)、缺齒數(shù);設(shè)置曲軸齒脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)值 i2 = 0;
[0008]采集模塊:采集第一霍爾傳感器傳輸?shù)耐馆嗇S脈沖信號(hào)和第二霍爾傳感器傳輸?shù)那S脈沖信號(hào)；
[0009]曲軸脈沖信號(hào)處理模塊:根據(jù)曲軸脈沖的齒數(shù)、缺齒數(shù)計(jì)算曲軸齒的倍頻數(shù);每檢測(cè)到曲軸齒脈沖信號(hào)，比較當(dāng)前齒周期與上一個(gè)齒周期的關(guān)系，若當(dāng)前齒周期和前一個(gè)齒周期的比例大于軟件設(shè)定值，則確定當(dāng)前齒為缺齒位置，曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2清零，同時(shí)曲軸角度清零；否則當(dāng)前齒為等間隔齒位置，曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2加I;根據(jù)曲軸齒的倍頻數(shù)和周期計(jì)算單位角度的周期，之后根據(jù)單位角度的周期產(chǎn)生倍頻的曲軸角度，在O?360°循環(huán)；發(fā)動(dòng)機(jī)相位計(jì)算模塊:計(jì)算曲軸缺齒脈沖信號(hào)與凸輪軸脈沖信號(hào)的角度差，當(dāng)角度差滿(mǎn)足相位識(shí)別的角度范圍，則發(fā)動(dòng)機(jī)相位確定;此后，發(fā)動(dòng)機(jī)角度確定，根據(jù)曲軸周期信號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)角度在O?720°循環(huán)。
[0010]所述發(fā)動(dòng)機(jī)相位計(jì)算模塊根據(jù)下述兩種方法識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)相位。
[0011]方法一
[00?2 ]根據(jù)凸輪軸三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)、增齒脈沖信號(hào)和曲軸的兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度，分別計(jì)算第一缺齒脈沖信號(hào)32-2與前一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度Y:、第二缺齒脈沖信號(hào)32-1與前一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度γ 2;每次檢測(cè)到缺齒脈沖信號(hào)，計(jì)算該缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度與前一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度之間的差值γ ;若丫滿(mǎn)足:T1-A γ < γ < γ ι+Δ γ，則確定相位在第二缺齒處，此時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)角度為360° ;若丫滿(mǎn)足:γ2_Δ γ〈γ〈γ2+Δ γ，則確定相位在第一缺齒處，此時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)角度為0° ;其中△ γ為設(shè)定的角度允許偏差。
[0013]方法二
[00?4]根據(jù)凸輪軸三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)、增齒脈沖信號(hào)和曲軸的兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度，分別計(jì)算第一缺齒脈沖信號(hào)32-1與后一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度、第二缺齒脈沖信號(hào)32-2與后一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度β2;每檢測(cè)到缺齒脈沖信號(hào)，則曲軸角度清零;之后計(jì)算該缺齒脈沖信號(hào)后第一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度β，若滿(mǎn)足βι_ A β〈β〈βι+A β，確認(rèn)此時(shí)為第一缺齒后的第一個(gè)凸輪軸正常齒，此時(shí)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為該凸輪軸正常齒對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度;若滿(mǎn)足β2_ A β〈β〈β2+ Δ β時(shí)，確認(rèn)此時(shí)為第二缺齒后的第一個(gè)凸輪軸正常齒，此時(shí)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為該凸輪軸正常齒對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度。
[0015]進(jìn)一步本發(fā)明還包括凸輪軸脈沖信號(hào)處理模塊、曲軸信號(hào)故障模式發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;所述初始化模塊還設(shè)置凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)器= 0;凸輪軸脈沖信號(hào)處理模塊，每檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)，比較當(dāng)前齒周期與上一個(gè)齒周期的關(guān)系，若當(dāng)前齒周期與上一個(gè)齒周期的比值小于設(shè)定的閾值，則確定當(dāng)前齒為增齒位置，凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值清零，否則凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值idPl;所述曲軸信號(hào)故障模式發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊:在曲軸和凸輪軸脈沖信號(hào)都正常時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)相位已經(jīng)確認(rèn)后，當(dāng)確認(rèn)曲軸信號(hào)故障時(shí)根據(jù)凸輪軸每個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度為起始產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度;在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)確認(rèn)曲軸信號(hào)故障情況下，當(dāng)檢測(cè)到凸輪軸增齒脈沖信號(hào)時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為增齒對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度，此后以每個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度為起始產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度。
[0016]與傳統(tǒng)的控制相比，本發(fā)明的有益效果是:I)實(shí)現(xiàn)曲軸旋轉(zhuǎn)一圈即確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間；2)當(dāng)曲軸信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)凸輪軸信號(hào)確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，并輸出正時(shí)控制需要的發(fā)動(dòng)機(jī)角度。從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的性能，增強(qiáng)了電控系統(tǒng)的魯棒性。【附圖說(shuō)明】:
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]圖1為本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的軟件處理流程圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)相位識(shí)別示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置包括安裝固定在凸輪軸上的凸輪軸信號(hào)盤(pán)I，第一霍爾傳感器2，安裝固定在曲軸上的曲軸信號(hào)盤(pán)3，第二霍爾傳感器4，發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊。
[0022]所述凸輪軸信號(hào)盤(pán)I的邊緣等間隔分布第一、第二、第三正常齒11、12、13和一個(gè)增齒14，增齒14位于第一、第二正常齒11、12之間且靠近第一正常齒11，每個(gè)正常齒間隔240°。
[0023]所述曲軸信號(hào)盤(pán)3采用Ν-α齒的信號(hào)形式(N個(gè)等間隔齒除去相鄰α個(gè)齒，N通常取60、36等值，α通常取1、2、3等值)，即曲軸信號(hào)盤(pán)3的邊緣一圈除分布等間隔齒31外還有一個(gè)缺齒32，則在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)缺齒(第一缺齒和第二缺齒)，第二霍爾傳感器4能夠檢測(cè)到兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)(即圖3中所示的第一缺齒脈沖信號(hào)32-1和第二缺齒脈沖信號(hào)32-2)。
[0024]第一霍爾傳感器2和第二霍爾傳感器4分別固定于凸輪軸信號(hào)盤(pán)I和曲軸信號(hào)盤(pán)3的邊緣，并且兩者的脈沖信號(hào)輸出連接到發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;凸輪軸信號(hào)盤(pán)I和曲軸信號(hào)盤(pán)3旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，第一霍爾傳感器2產(chǎn)生代表凸輪軸相位信息的凸輪軸脈沖信號(hào)，第二霍爾傳感器4產(chǎn)生代表曲軸相位信息的曲軸脈沖信號(hào)，凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊對(duì)凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到發(fā)動(dòng)機(jī)相位數(shù)據(jù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，第一霍爾傳感器2產(chǎn)生的凸輪軸脈沖信號(hào)包括第一、第二、第三正常齒脈沖信號(hào)11’、12’、13’和增齒脈沖信號(hào)14’，第二霍爾傳感器4產(chǎn)生的曲軸脈沖信號(hào)包括第一缺齒脈沖信號(hào)32-1和第二缺齒脈沖信號(hào)32-2。
[0025]所述發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊采用發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中的軟件實(shí)現(xiàn)。
[0026]如圖2所示，在曲軸和凸輪軸正常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊的相位識(shí)別流程如下:
[0027]a)軟件初始化設(shè)置。在初始化中實(shí)現(xiàn)的功能如下:
[0028]I)設(shè)置曲軸和凸輪軸脈沖信號(hào)的特征參數(shù):特征參數(shù)包括曲軸脈沖信號(hào)有效沿類(lèi)型(圖3中示出的曲軸脈沖信號(hào)有效沿為下降沿)、曲軸齒數(shù)、曲軸缺齒數(shù)、曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2 = 0、凸輪軸脈沖信號(hào)有效沿類(lèi)型(圖3中示出的凸輪軸脈沖信號(hào)有效沿為下降沿)、凸輪軸齒數(shù)、凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值ii = 0、凸輪軸脈沖信號(hào)的理論位置、相位識(shí)別的窗口等。當(dāng)曲軸和凸輪軸理論位置確定時(shí)，凸輪軸脈沖信號(hào)的理論位置即已確定。以圖3為例，設(shè)定凸輪軸信號(hào)盤(pán)I的第一、第二、第三正常齒脈沖信號(hào)11’、12’、13’和增齒脈沖信號(hào)14’的對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度(發(fā)動(dòng)機(jī)角度的零點(diǎn)從第一缺齒脈沖信號(hào)32-1開(kāi)始)為α?、α2、α3、α+;曲軸第一缺齒脈沖信號(hào)32-1和第二缺齒脈沖信號(hào)32-2對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度分別為0°和360°。
[0029]2)根據(jù)凸輪軸信號(hào)盤(pán)的第一、第二、第三正常齒脈沖信號(hào)11’、12’、13’和增齒脈沖信號(hào)14’對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度α?、α2、α3、α+，及曲軸信號(hào)盤(pán)第一缺齒脈沖信號(hào)32_1和第二缺齒脈沖信號(hào)32-2對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度，計(jì)算出第二缺齒脈沖信號(hào)32-2與第二正常齒脈沖信號(hào)12’之間的理論角度差γ?，第一缺齒脈沖信號(hào)32-1與第三正常齒脈沖信號(hào)13’之間的理論角度差γ 2，第一缺齒脈沖信號(hào)32-1與第一正常齒脈沖信號(hào)11’之間的理論角度差βι，第二缺齒脈沖信號(hào)32-2與第三正常齒脈沖信號(hào)13’之間的理論角度差β2;同時(shí)設(shè)定第一角度允許偏差A(yù) γ和第二角度允許偏差△ β。(注，角度以曲軸脈沖信號(hào)為基準(zhǔn)，相位判斷至少要檢測(cè)到一個(gè)缺齒脈沖信號(hào))。
[0030]b)曲軸脈沖信號(hào)的處理:根據(jù)曲軸脈沖的齒數(shù)、缺齒數(shù)計(jì)算曲軸等間隔齒31和缺齒32的倍頻數(shù);每檢測(cè)到曲軸脈沖信號(hào)，計(jì)算曲軸當(dāng)前齒的周期(即兩個(gè)相鄰脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間)，比較當(dāng)前齒周期和前一個(gè)齒周期關(guān)系，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前齒周期和前一個(gè)齒周期的比例大于軟件設(shè)定值，即確定當(dāng)前齒為缺齒位置，曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2清零，同時(shí)曲軸角度清零;否則當(dāng)前齒為等間隔齒位置，曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2加I。軟件根據(jù)曲軸齒的倍頻數(shù)和周期計(jì)算單位角度的周期，在每個(gè)脈沖信號(hào)開(kāi)始根據(jù)單位角度的周期產(chǎn)生倍頻的曲軸角度，曲軸的角度在O?360°循環(huán)。
[0031]c)凸輪軸脈沖信號(hào)的處理:每檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)，凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)器^加1，同時(shí)計(jì)算凸輪軸當(dāng)前齒的周期(即兩個(gè)相鄰脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間)。比較當(dāng)前齒周期和前一個(gè)齒周期關(guān)系，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前齒周期和前一個(gè)齒周期的比值小于程序根據(jù)增齒14位置設(shè)定的閾值，則確定當(dāng)前齒為增齒位置，凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)器清零。在曲軸和凸輪軸信號(hào)都正常時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)相位確定之后將凸輪軸第一、第二、第三正常齒脈沖信號(hào)11’、12’、13’和增齒脈沖信號(hào)14’對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度存入ROM中，用于在曲軸故障模式下產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)角度。
[0032]d)相位識(shí)別的判斷策略有如下兩種情況:
[0033]1、在曲軸脈沖信號(hào)缺齒位置檢測(cè)。計(jì)算曲軸脈沖信號(hào)缺齒與凸輪軸脈沖信號(hào)的角度差，當(dāng)角度差滿(mǎn)足相位識(shí)別的角度范圍，則發(fā)動(dòng)機(jī)相位確定。此后，以該角度為起始輸出發(fā)動(dòng)機(jī)角度信息，發(fā)動(dòng)機(jī)角度在O?720°循環(huán)。如圖3所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在凸輪軸第二正常齒12前、第一缺齒后起動(dòng)時(shí)，每次檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)則記錄脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度。設(shè)檢測(cè)到的第二正常齒脈沖信號(hào)12’對(duì)應(yīng)的曲軸角度為γ 12，檢測(cè)到第二缺齒脈沖信號(hào)32-2時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸角度為γ 32-2，計(jì)算兩個(gè)角度之差γ = γ 32-2-γ 12;若γ滿(mǎn)足:γ ι-A γ < γ < γ ι+Δγ，則確定相位在第二缺齒處，此時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)角度為360°。當(dāng)在凸輪軸第三正常齒13前、第二缺齒后起動(dòng)時(shí)，檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)則記錄該脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度。設(shè)檢測(cè)到的第三正常齒脈沖信號(hào)13’對(duì)應(yīng)的曲軸角度為Y 13，檢測(cè)到第一缺齒脈沖信號(hào)32-1時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸角度為γ 32—1，計(jì)算兩個(gè)角度之差γ = γ32—ι-γ?3;若γ滿(mǎn)足:γ2-Α γ<γ<γ2+Α γ，則確定相位在第一缺齒處，此時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)角度為0°。
[0034I 2、在凸輪軸信號(hào)沿位置檢測(cè)。當(dāng)在第一缺齒前、第三正常齒13后起動(dòng)時(shí)，檢測(cè)到第一缺齒脈沖信號(hào)32-1后，曲軸角度清零；當(dāng)檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)時(shí)計(jì)算對(duì)應(yīng)的曲軸角度β，當(dāng)滿(mǎn)足βι_ A IKiKfo+Δ β時(shí)，確認(rèn)此時(shí)為凸輪軸第一正常齒11，此時(shí)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為α?;當(dāng)在第二缺齒前、第二正常齒12后起動(dòng)時(shí)，檢測(cè)到第二缺齒齒脈沖信號(hào)32-2后，曲軸角度清零；當(dāng)檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)時(shí)計(jì)算對(duì)應(yīng)的曲軸角度β，當(dāng)滿(mǎn)足Δ β〈β〈β2+ Δ β時(shí)，確認(rèn)此時(shí)為凸輪軸第三正常齒13，此時(shí)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為α3。
[0035]在曲軸故障模式下，使用凸輪軸信號(hào)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)相位識(shí)別的具體實(shí)施方案如下:
[0036]I)初始化中設(shè)置相關(guān)參數(shù)。包括識(shí)別的凸輪軸脈沖信號(hào)，凸輪軸信號(hào)盤(pán)I的第一、第二、第三正常齒^、^、^和增齒^脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度⑴、“^〗^+。
[0037]2)在曲軸和凸輪軸脈沖信號(hào)都正常并且發(fā)動(dòng)機(jī)相位確認(rèn)后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軟件記錄凸輪軸脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)角度，并且根據(jù)理論角度判斷實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)角度是否處于有效范圍，當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)角度處于有效范圍，則將記錄的角度信息存儲(chǔ)至ROM 中。
[0038]3)發(fā)動(dòng)機(jī)相位的確認(rèn)。當(dāng)檢測(cè)到曲軸信號(hào)故障時(shí)，如果凸輪軸相位已確定則當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)相位確認(rèn)，則每檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)時(shí)，以該信號(hào)在ROM中存儲(chǔ)的角度為起始角生成發(fā)動(dòng)機(jī)角度;如果凸輪軸相位沒(méi)有確定，則檢測(cè)到凸輪軸增齒脈沖信號(hào)時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，之后在每個(gè)脈沖信號(hào)以ROM中存儲(chǔ)的角度為起始生成發(fā)動(dòng)機(jī)角度。
[0039]4)凸輪軸脈沖信號(hào)生成角度的方法。根據(jù)2)中記錄的每個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度計(jì)算當(dāng)前脈沖和之前脈沖的角度差，根據(jù)當(dāng)前脈沖信號(hào)的周期計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的單位角度頻率，并且根據(jù)下一個(gè)脈沖和當(dāng)前脈沖的角度差計(jì)算需要產(chǎn)生的單位角度個(gè)數(shù)。軟件以當(dāng)前脈沖信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度為起始，根據(jù)計(jì)算的角度頻率輸出連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度，并保證兩個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間產(chǎn)生的角度個(gè)數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)裝置，其特征在于包括安裝固定在凸輪軸上的凸輪軸信號(hào)盤(pán)(I)，第一霍爾傳感器(2)，安裝固定在曲軸上的曲軸信號(hào)盤(pán)(3)，第二霍爾傳感器(4)，發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;所述凸輪軸信號(hào)盤(pán)(I)的邊緣等間隔分布三個(gè)正常齒和一個(gè)增齒(14)，增齒(14)位于兩個(gè)正常齒之間且與相鄰兩個(gè)正常齒的間隔不等；曲軸信號(hào)盤(pán)(3)的邊緣分布N個(gè)連續(xù)的等間隔齒(31)和一個(gè)缺齒(32);第一霍爾傳感器(2)和第二霍爾傳感器(4)分別固定于凸輪軸信號(hào)盤(pán)(I)和曲軸信號(hào)盤(pán)(3)的邊緣，第一霍爾傳感器(2)產(chǎn)生代表凸輪軸相位信息的凸輪軸脈沖信號(hào)，第二霍爾傳感器(3)產(chǎn)生代表曲軸相位信息的曲軸脈沖信號(hào)，凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊對(duì)凸輪軸脈沖信號(hào)和曲軸脈沖信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到發(fā)動(dòng)機(jī)相位數(shù)據(jù);在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，第一霍爾傳感器(2)產(chǎn)生的凸輪軸脈沖信號(hào)包括三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)和一個(gè)增齒脈沖信號(hào)，第二霍爾傳感器(4)產(chǎn)生的曲軸脈沖信號(hào)包括兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)。2.一種發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括下述模塊: 初始化模塊:設(shè)置凸輪軸三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)、增齒脈沖信號(hào)和曲軸的兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度;設(shè)置曲軸脈沖的齒數(shù)、缺齒數(shù);設(shè)置曲軸齒脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)值i2=0； 采集模塊:采集第一霍爾傳感器傳輸?shù)耐馆嗇S脈沖信號(hào)和第二霍爾傳感器傳輸?shù)那S脈沖信號(hào)； 曲軸脈沖信號(hào)處理模塊:根據(jù)曲軸脈沖的齒數(shù)、缺齒數(shù)計(jì)算曲軸等間隔齒的倍頻數(shù);每檢測(cè)到曲軸齒脈沖信號(hào)，比較當(dāng)前齒周期與上一個(gè)齒周期的關(guān)系，若當(dāng)前齒周期和前一個(gè)齒周期的比例大于軟件設(shè)定值，則確定當(dāng)前齒為缺齒位置，曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2清零，同時(shí)曲軸角度清零；否則當(dāng)前齒為等間隔齒位置，曲軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值i2加I;根據(jù)曲軸齒的倍頻數(shù)和周期計(jì)算單位角度的周期，之后根據(jù)單位角度的周期產(chǎn)生倍頻的曲軸角度，在O?360°循環(huán)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)相位計(jì)算模塊識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)相位的步驟如下: 根據(jù)凸輪軸三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)、增齒脈沖信號(hào)和曲軸的兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度，分別計(jì)算第一缺齒脈沖信號(hào)(32-1)與前一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度γ:、第二缺齒脈沖信號(hào)(32-2)與前一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度γ 2;每次檢測(cè)到缺齒脈沖信號(hào)，計(jì)算該缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度與前一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度之間的差值γ ;若丫滿(mǎn)足:T1-A γ < γ < γ ι+Δ γ，則確定相位在第二缺齒處，此時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)角度為360° ;若丫滿(mǎn)足:γ2_Δ γ〈γ〈γ2+Δ γ，則確定相位在第一缺齒處，此時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)角度為0° ;其中△ γ為設(shè)定的角度允許偏差。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)相位計(jì)算模塊識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)相位的步驟如下: 根據(jù)凸輪軸三個(gè)正常齒脈沖信號(hào)、增齒脈沖信號(hào)和曲軸的兩個(gè)缺齒脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度，分別計(jì)算第一缺齒脈沖信號(hào)(32-1)與后一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度扮、第二缺齒脈沖信號(hào)(32-2)與后一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)之間的理論角度β2;每檢測(cè)到缺齒脈沖信號(hào)，則曲軸角度清零;之后計(jì)算該缺齒脈沖信號(hào)后第一個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的曲軸角度β，若滿(mǎn)足βι_ A β〈β〈βι+A β，確認(rèn)此時(shí)為第一缺齒后的第一個(gè)凸輪軸正常齒，此時(shí)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為該凸輪軸正常齒對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度;若滿(mǎn)足β2_ A β〈β〈β2+ Δ β時(shí)，確認(rèn)此時(shí)為第二缺齒后的第一個(gè)凸輪軸正常齒，此時(shí)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為該凸輪軸正常齒對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)理論角度。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于還包括凸輪軸脈沖信號(hào)處理模塊、曲軸信號(hào)故障模式發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊;所述初始化模塊還設(shè)置凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)器^ =。；凸輪軸脈沖信號(hào)處理模塊，每檢測(cè)到凸輪軸脈沖信號(hào)，比較當(dāng)前齒周期與上一個(gè)齒周期的關(guān)系，若當(dāng)前齒周期與上一個(gè)齒周期的比值小于設(shè)定的閾值，則確定當(dāng)前齒為增齒位置，凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值h清零，否則凸輪軸齒數(shù)計(jì)數(shù)值idPl;所述曲軸信號(hào)故障模式發(fā)動(dòng)機(jī)相位檢測(cè)模塊:在曲軸和凸輪軸脈沖信號(hào)都正常時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)相位已經(jīng)確認(rèn)后，當(dāng)確認(rèn)曲軸信號(hào)故障時(shí)根據(jù)凸輪軸每個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度為起始產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度；在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)確認(rèn)曲軸信號(hào)故障情況下，當(dāng)檢測(cè)到凸輪軸增齒脈沖信號(hào)時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)相位，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)角度為增齒對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度，此后以每個(gè)凸輪軸脈沖信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度為起始產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)角度。
【文檔編號(hào)】F02D41/00GK105840327SQ201610202700
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】劉時(shí)珍, 呂貴林, 陳濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)第汽車(chē)股份有限公司, 中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司