柴油机曲轴相位信号采集方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明的柴油机曲轴相位信号采集方法，设置临界转速值Vc，启动柴油机后，实时监测曲轴转速信号V，当V＜Vc时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大；当V≥Vc时，按先滤波、后放大的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较小。根据柴油机转速工况选择不同的通道来采集曲轴相位信号，极大提高了电喷系统的适应能力和可靠性，使单通路技术方案的系统匹配复杂问题得到简化。既能在启机、低转速情况下灵敏地检测出曲轴相位信号，也大幅度提高了高转速情况下的抗干扰能力。软、硬件都比较简单，通用性强，可适用于同机型不同序号或不同机型的柴油机。
【专利说明】柴油机曲轴相位信号采集方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种柴油机曲轴相位信号采集方法及装置，属于柴油机制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电子燃油喷射(EFI)技术，由于可以极大地增强柴油机的柔性控制能力，有助于提高柴油机整机的经济性和动力性，优化排放水平，正逐步在现代柴油机上得到推广应用。EFI系统的主要功能，是根据检测的曲轴相位信号，控制喷油电磁阀在正确的时刻开启与关闭，精确地完成喷油动作。显然，正确地检测判断曲轴相位是EFI系统正常工作的基础。
[0003]在现有技术中，主要是通过曲轴齿盘或凸轮轴齿盘上的齿位向磁电传感器发送相位信号。这存在以下问题:低转速时的低频率导致磁电传感器信号幅值过低，需要较大的信号放大系数，才能使控制器得到相应信号；高转速时喷油电磁阀驱动回路的大负荷工作容易在信号电路中产生电磁脉冲干扰，过大的放大系数会将脉冲干扰误认为是正常信号，导致系统同步失准，EFI工作异常。
[0004]为解决上述问题，一种方法是尝试在控制软件代码中增加相应的校验机制，通过软件算法进行优化。这种方法会增加控制器的工作负荷，控制算法需要进行反复实机验证。而在某些极限情况下，仍然不能精确处理曲轴、凸轮轴同步信号。另一种方法是优化信号采集、放大电路，在保证起机、低转速信号能够被采集的放大系数情况下，增加前级滤波电路，过滤高转速、大负荷情况下的脉冲干扰信号。这种方法滤波电路的相关元件参数需要大量计算和实机验证。同时滤波电路的增加，还会进一步降低启动、低转速情况下信号的幅值，恶化启动性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是克服上述现有技术之不足，提供一种检测灵敏度高、抗干扰、不增加控制器工作负荷的柴油机曲轴相位信号采集方法及装置。
[0006]本发明的目的是这样实现的:一种柴油机曲轴相位信号采集方法，其特征在于采取下列步骤:
[0007]A.设置临界转速值Vc ；
[0008]B.启动柴油机；
[0009]C.实时监测曲轴转速信号V ；
[0010]D.当V < V。时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大；
[0011]E.当V > V。时，按先滤波、后放大的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较小；
[0012]F.当转速下降，再次V < V。时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大；
[0013]G.返回步骤C。
[0014]为了更好地实现本发明的目的，所述步骤A为:设置临界转速值V。及其宽限阈值AVC；
[0015]所述步骤F为:当转速下降，再次V<火且￥< (Vc- Δ Vc)时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大。
[0016]一种实现上述柴油机曲轴相位信号采集方法的装置，包括齿盘齿位、磁电传感器及频率量采集通道，其特征在于所述频率量采集通道包括高、低转速两条通道:
[0017]低转速通道用于柴油机低转速工况时曲轴相位信号的采集，其电路构成顺序为放大系数值较大的放大电路、滤波电路、整形电路、隔离电路及发动机控制单元的频率量输入端口 ；
[0018]高转速通道用于柴油机高转速工况时曲轴相位信号的采集，其电路构成顺序为滤波电路、放大系数值较小的放大电路、整形电路、隔离电路及发动机控制单元的频率量输入端口 ；
[0019]发动机控制单元根据柴油机的转速控制高、低转速通道间的切换。
[0020]本发明的技术方案，根据柴油机转速工况选择不同的通道来采集曲轴相位信号，极大提高了电喷系统的适应能力和可靠性，使单通路技术方案的系统匹配复杂问题得到简化。既能在启机、低转速情况下灵敏地检测出曲轴相位信号，也大幅度提高了高转速情况下的抗干扰能力。软、硬件都比较简单，通用性强，可适用于同机型不同序号或不同机型的柴油机。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例的柴油机曲轴相位信号采集装置原理框图。
[0022]图2为本发明实施例的柴油机曲轴相位信号采集方法流程框图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]参看附图1，本实施例的柴油机曲轴相位信号采集装置，包括齿盘齿位、磁电传感器(图中未示出)及高、低转速两条频率量采集通道。
[0025]低转速通道用于柴油机低转速工况时曲轴相位信号的采集，其电路构成顺序为放大系数较大的放大电路、滤波电路、整形电路、隔离电路及发动机控制单元的频率量端口。柴油机低转速工况时，磁电传感器产生的信号幅值很低，通常为0.1-0.2V，需要通过较大放大系数(例如200倍以上)放大才能被发动机控制单元ECU识别。但此时，系统电磁脉冲干扰较弱。因此磁电传感器信号首先通过放大电路2，有利于信号的识别；反之，如果将滤波电路前置，将进一步减弱信号幅值，不利于信号的识别。通过放大电路2后，再通过滤波电路2，过滤系统干扰。最后通过整形电路、隔离电路后，进入发动机控制单元ECU频率量输入端口 FI2。
[0026]高转速通道用于柴油机高转速工况时曲轴相位信号的采集，其电路构成顺序为滤波电路、放大系数较小的放大电路、整形电路、隔离电路及发动机控制单元的频率量端口。柴油机高转速工况时，磁电传感器产生的信号幅值范围1-3V，通过较小放大系数(例如20倍)放大就可以被发动机控制单元E⑶识别。因此，将滤波电路前置有利于过滤脉冲干扰，并将滤波电路的通频带宽设置为满足怠速?发动机最高转速，放大电路的放大系数设置为小放大系数(满足怠速、临界转速信号识别即可)，通过整形电路、隔离电路后，进入发动机控制单元E⑶频率量输入端口 FII。
[0027]参看图2，本发明实施例的柴油机曲轴相位信号采集方法，从框I开始。进入框2，设置临界转速值V。及其宽限阈值Λ V。。进入框3，启动柴油机。进入框4，实时监测曲轴转速信号V。进入判断框5，看是否V < V。，如果是，则进入框6，在关闭高转速通道的同时，启用低转速通道，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大(例如200倍以上)，然后返回框5;如果否，则进入框7，在关闭低转速通道的同时，启用高转速通道，按先滤波、后放大的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较小(例如20倍)。然后进入框8，监测曲轴转速信号。再进入判断框9。在判断框9，看是否V < V。且V< (V。-Λ V。)，如果否，则返回框7;如果是，则进入框10，在关闭高转速通道的同时，启用低转速通道，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大(例如200倍以上)，然后返回框4。
[0028]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种柴油机曲轴相位信号采集方法，其特征在于采取下列步骤: A.设置临界转速值V。； B.启动柴油机； C.实时监测曲轴转速信号V; D.当V< V。时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大； E.当V> V。时，按先滤波、后放大的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较小; F.当转速下降，再次V< Vc时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大； G.返回步骤C。
2.根据权利要求1所述的柴油机曲轴相位信号采集方法，其特征在于所述步骤A为:设置临界转速值V。及其宽限阈值Λ Vc ； 所述步骤F为:当转速下降，再次V <火且V < (Vc- Δ Vc)时，按先放大、后滤波的顺序处理磁电传感器测得的信号，且放大系数值较大。
3.一种实现权利要求1、2所述柴油机曲轴相位信号采集方法的装置，包括齿盘齿位、磁电传感器及频率量采集通道，其特征在于所述频率量采集通道包括高、低转速两条通道: 低转速通道用于柴油机低转速工况时曲轴相位信号的采集，其电路构成顺序为放大系数值较大的放大电路、滤波电路、整形电路、隔离电路及发动机控制单元的频率量输入端Π ； 高转速通道用于柴油机高转速工况时曲轴相位信号的采集，其电路构成顺序为滤波电路、放大系数值较小的放大电路、整形电路、隔离电路及发动机控制单元的频率量输入端Π ； 发动机控制单元根据柴油机的转速控制高、低转速通道间的切换。
【文档编号】F02D45/00GK104314697SQ201410427854
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】管明华, 姜捷, 付学光 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司