[发明专利]柴油机曲轴多齿到缺齿信号的转换装置

说明书

技术领域

本发明属于柴油机技术领域，具体涉及一种柴油机曲轴多齿到 缺齿信号的转换装置。

背景技术

随着柴油机性能的日益增多，传统开发手段无论在开发周期还 是成本上已经不能满足要求，必须采用现代的开发流程。现代开发 流程中重要的一个环节就是快速控制原型仿真，在对柴油机电控单 元进行快速控制原型仿真时，应用的仿真系统能够处理标准的曲轴 缺齿信号，而国内研发的单体泵和高压共轨柴油机，曲轴齿盘信号 有缺齿和多齿两种形式，现在的仿真系统还不能够处理曲轴多齿信 号，必须采用实物产生曲轴多齿信号，来满足转速信号处理程序的 设计和调试，增加了开发周期和成本，所以不能满足柴油机电控单 元的开发需求。综上所述，为使仿真系统能够应用到曲轴齿盘为多 齿信号的柴油机电控单元开发上，需要通过一种能够将多齿信号转 换为仿真系统能够处理的缺齿信号的装置，而目前国内外并没有一 种专门的能够将曲轴多齿信号转换为缺齿信号的装置。

发明内容

本发明的目的是：将曲轴齿盘多齿信号转换为柴油机电控单元 仿真系统能够识别的缺齿信号，使柴油机电控单元仿真系统能够完 成转速信号的采集、角度同步和柴油机控制，而提出一种柴油机曲 轴多齿到缺齿信号的转换装置。

本发明的技术方案是：一种柴油机曲轴多齿到缺齿信号的转换 装置，其硬件电路由CAN(控制器局域网)总线通讯电路、电源处理 电路、转速信号处理电路和16位单片机四部分组成，所述的CAN总 线通讯电路设计了高速和低速两个CAN通讯通道，其中高速CAN用 来实时传输16位单片机对转速信号进行计算和削齿的数据，低速 CAN用来传输外部输入的调参命令，通过发送和接收数据线和16位 单片机交互数据；电源处理电路采用TLE4250芯片，用于产生5V内 部电源，最大供电电流超过1A，为CAN总线通讯电路、转速信号处 理电路、16位单片机供电；转速信号处理电路采用专用的磁电转速 信号调理芯片CS1124，将采集到的曲轴多齿磁电转速信号转换成16 位单片机可以捕捉的TTL电平的转速信号，直接送到16位单片机的 PT3及PT4接口；16位单片机采用MC9S12DJ128单片机，配置了8MHz 的晶振电路，用来判别多齿信号并削齿，在从通过软件判断后的需 要削齿的信号(用虚线表示的部分)到经过单片机进行软件削齿后 的信号的软件削齿过程中存在时间延迟a，经过软件削齿产生柴油机 电控单元仿真系统能够处理的正确的缺齿信号。

16位单片机中运行软件进行多齿到缺齿信号的转换，主要软件 工作流程描述如下：主函数运行后进行系统初始化，如果没有上升 沿中断，那么返回上一级，如果上升沿中断，判断初始标志是否小 于30，如果小于30，那么计算脉宽值与前一次脉宽值累加去平均， 然后返回到判断上升沿是否中断，否则计算脉宽值与前一次脉宽值 的差值，然后计算差值是否大于三分之一脉宽，如果大于三分之一 脉宽，那么输出低电平置多齿标志，然后返回到判断上升沿是否中 断，否则判断多齿标志是否存在，如果存在，则输出低电平、清除 多齿标志、更新脉宽值，然后返回到判断上升沿是否中断，否则输 出高电平、清除标志、更新脉宽值，然后返回到判断上升沿是否中 断；如果有下降沿中断，那么输出低电平，否则返回到判断上升沿 是否中断。

时间延迟a为不同工况下延迟时间，为固定值20us，即在转速 为6×10^-4CA°/us到2.52×10^-2CA°/us范围内延迟角度为0.012CA °到0.504CA°。

本发明的有益效果：本发明的优点是能够正确判别多齿信号， 并将多齿信号转换为缺齿信号。对曲轴齿盘信号为n+1齿，转速信 号为100r/min～4200r/min的范围内的信号都能够进行处理，所以 具有转换的转速范围宽、处理曲轴齿盘类型广的优点。处理后的信 号延迟为固定值20us，通过对仿真系统中转速处理变量进行偏移修 正后，就可以完成柴油机的角度同步，进行快速控制原型试验，来 开展控制算法和控制策略的验证，减少开发周期和开发成本。

附图说明

本发明专利共有3幅附图，其中图2为本发明的最佳实施例， 亦可作说明书摘要的附图。

图1、为柴油机曲轴多齿到缺齿信号的转换装置结构示意图；

图2、为柴油机曲轴多齿到缺齿信号的转换装置主要软件工作流 程图；