[发明专利]一种识别和跟踪发动机曲轴位置的方法

说明书

技术领域

本发明属于电控发动机的控制技术领域，具体的说是涉及电控发动机控制技术领域中的曲轴位置识别和跟踪方法。

背景技术

电控发动机的工作过程由控制单元（ECU）实施管理。ECU运行时，需要知道发动机的曲轴的准确位置以使那些和曲轴位置相关的程序模块（如计算喷油量、开启喷油器和关闭喷油器等）在适当的曲轴位置执行。因此，ECU需要根据所输入的曲轴位置信号识别出曲轴位置并对其实时跟踪。

发动机的曲轴位置信号的生成主要采用如下办法：在发动机的输出轴上安装一个信号盘，信号盘为60-2信号结构，即整个信号盘可产生58个信号，有2个信号故意缺失。该信号盘的信号经过曲轴位置传感器和信号处理电路输入到控制单元的微控制器中。信号盘转360度时产生一个周期的信号，若转速为理想的定值，一个信号周期中，有56个信号间隔相等，称为普通间隔，有一个信号间隔为其它信号间隔的3倍，称为缺口。设置缺口是为了在信号周期中提供参考点，发动机启动时，要尽快识别出缺口位置以获得参考点。参考点确定后，就可跟踪曲轴的位置了。

曲轴位置的识别和跟踪都涉及到参考间隔的选择。该参考间隔用于和当前的间隔比对以判断当前间隔是普通间隔、缺口或是不正常间隔（因滤波不良而出现的过小或过大间隔）。现有的获取参考间隔的方法一般都要对多个间隔进行滤波以获取可靠的间隔。常用的滤波方法是剔除掉不正常的间隔（包括信号缺失处的间隔）后对多个间隔取平均值，得到一个平均间隔。这些方法均需要先得到若干个间隔，因此曲轴位置的识别速度比较慢、跟踪不够灵活、方法比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机的曲轴位置识别和跟踪方法，该方法具有识别速度快、跟踪灵活、实施简单等特点。

本发明中，直接取前一个间隔的值作为参考间隔，以此为基础来识别和跟踪位置。之所以只取一个间隔的值作为参考间隔，是由于发动机具有惯性，任意两个连续间隔的比例必将位于某一个区间内。若是某一间隔中出现干扰信号，使间隔被分割为两个小间隔，则比例超出区间的可能性就很大；信号丢失的原理类似。因此得到两个连续的间隔后，即算出比例，如果该比例位于区间内则判定后一个间隔有效，如果比例超出上下限，则判定后一个间隔无效。比例的区间有三种情形，一种是普通间隔比普通间隔时的结果，第二种是缺口比普通间隔的结果，第三种是普通间隔比缺口的结果，当两个间隔的比例位于第二种区间内时，即可判定当前位置为缺口。

以此方法来识别曲轴位置包括以下步骤：

（1）获取第一个信号间隔，判断其是否合理；

（2）获取第二个信号间隔，计算间隔比例，判断第二个信号间隔是否缺口，若是，则将其定为参考点，发动机曲轴位置得到识别，否则，重复本步骤。

以此方法来跟踪曲轴位置的做法为：使用一个计数器，遇到第一个缺口时，计数器设为0，开始计数，每当经过一个间隔时，判断间隔是否合理，若合理则计数器加1， 当计数的值等于间隔总数时，则认当前间隔是缺口，计算该间隔和上一个间隔的比例，判断其是否符合缺口处的比例要求，如果符合要求，则清零计数器，进入下一个跟踪周期，循环往复。

比例的区间根据发动机的转速波动和转速的高低来计算得出。

本发明的优势在于，识别曲轴位置所需的时间最短。

普通间隔的时间用T_N示，缺口的时间用T_G表示。现有技术需要获得若干个普通间隔以计算参考间隔。假设需要n个普通间隔，则现有技术识别曲轴位置的时间至少为nT_N+T_G ，n>1，n越大，则所需时间越长。本方法计算参考间隔只需要一个普通间隔，因此识别曲轴位置的时间可减少到T_N+T_G。该方法的最短识别时间比现有方法少了(n-1)T_N。

另外，由于现有技术采用了滤波，不可避免会带来滞后效应，使得曲轴位置的跟踪不够灵活。而本技术采用间隔逐个对比法，基本无滞后，跟踪极为灵活，且跟踪效率高。

具体的实施方式：

结合实施图详细描述具体内容。

图1为间隔逐个对比法的示意图。

曲轴信号经处理后为矩形波，一般以波形的下降沿作为信号点，两个下降沿的间隔即为信号间隔。