[发明专利]基于状态机的曲轴信号流程式处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于状态机的曲轴信号流程式处理方法及装置，尤其是一种基于状态机的电控柴油发动机曲轴信号流程式处理方法及曲轴信号获取装置，属于柴油发动机电控系统的机电控制技术领域。

背景技术

曲轴信号传感器是柴油机电控系统中最重要的传感器之一，用于检测曲轴转角位移或转速。由于发动机曲轴信号盘机加工误差、信号盘污损带来的信号误差、偶然的高频信号干扰、曲轴实际转速瞬变（常温/低温启动、随机的加速/减速、单缸做功不均）等，均可对曲轴信号的稳定性、可靠性产生较大影响。但现有已公布方法及装置中，均未能针对上述问题，实现曲轴信号处理过程的全面解决方案设计或系统化的合理处理状态流程设计。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于状态机的曲轴信号流程式处理方法及装置，使用状态机对多种状态、不同模式下曲轴信号进行控制处理，实现曲轴信号合理准确高效地运算及输出，并提高曲轴信号状态判断的可靠性，增加了系统的容错能力。

按照本发明提供的技术方案，所述曲轴信号获取装置，其特征是：包括曲轴信号盘、曲轴信号传感器和发动机电控单元ECU，曲轴信号盘的边缘为齿圈，曲轴信号传感器设置于曲轴信号盘的一侧，曲轴信号传感器通过发动机线束连接发动机电控单元ECU；所述曲轴信号盘的齿圈的总齿数为m，该m个齿中具有n个连续的缺齿，m－n个正常齿。

所述基于状态机的曲轴信号流程式处理方法，其特征是，处理方法如下：

（1）发动机钥匙上电待机，赋予曲轴信号模块初值参数，状态机进入暂停状态；

（2）启动发动机，状态机由暂停状态进入等待信号沿状态，检测曲轴信号沿；

（3）状态机检测到一个曲轴信号沿后，进入消抖状态；

（4）ECU中时钟计时经过消抖时间，状态机进入忽略消抖后首个信号沿状态；

（5）消抖后检测到信号沿，进入忽略数个信号沿状态，记录单齿齿宽，计算发动机瞬时转速；

（6）在忽略数个信号沿状态下，ECU中计数器记录获取的信号沿个数大于等于设置的忽略信号沿个数时，进入等待缺齿状态；

（7）首次发现缺齿时，进入发现缺齿状态；运行工况下，无曲轴信号故障时，状态机最终处于发现缺齿状态。

在所述等待缺齿状态下，曲轴信号滤波方法如下：

①使用低通滤波时间滤波，若单齿齿宽小于此转速下的低通滤波时间，则认为此信号为高频干扰信号，予以滤除；

②使用合理性窗口滤波，通过上一次的齿宽数据来预测下一有效边沿发生的时刻，并在该时刻前后各设置一时间而形成窗口；若曲轴信号沿不在窗口内，则认为此信号沿出现是不合理的，予以滤除。

所述等待缺齿状态下结合曲轴信号滤波进行正常齿、缺齿判断流程如下：

进行S402低通滤波算法：当前单齿齿宽＞当前转速下低通滤波时间；满足，则进行S403正常齿合理性窗口滤波及判断算法；否，则进行S404，为高频干扰信号，记录错误，过滤；

S403正常齿合理性窗口滤波及判断算法为：前一齿单齿齿宽×正常齿窗口下限系数＜当前单齿齿宽＜前一齿单齿齿宽×正常齿窗口上限系数；满足，则记录为S405正常齿；否，则进行S406缺齿齿合理性窗口滤波及判断算法；

S406缺齿齿合理性窗口滤波及判断算法为：前一齿单齿齿宽×缺齿窗口下限系数＜当前单齿齿宽＜前一齿单齿齿宽×缺齿窗口上限系数；满足，则进行S407缺齿验证算法；否，则进行S408，为不合理信号，记录错误，过滤；

S407缺齿验证算法为：当前单齿齿宽/前一齿单齿齿宽＞此机型阀值1，且后一齿单齿齿宽/当前单齿齿宽＜此机型阀值2；满足，则记录为S409缺齿；否，则进行S410，为不合理信号，记录错误，过滤。

在所述发现缺齿状态下，由凸轮轴判缸信号配合确定曲轴绝对齿号，进行S402低通滤波算法，正常齿执行S403正常齿合理性窗口滤波及判断算法，其中缺齿后第一个正常齿合理性窗口由缺齿齿宽/（n+1）×正常齿窗口上下限系数组成，记录正常齿个数；缺齿执行S406缺齿合理性窗口滤波及判断算法，并运用S407缺齿验证算法在缺齿处验证，记录缺齿个数。

在所述等待缺齿、发现缺齿状态下，对获得的正常齿或缺齿按如下流程操作，输出单齿齿宽、正常齿齿数、缺齿齿数、精确的曲轴转角角度、单齿瞬时转速、发动机平均转速等曲轴信号特征参数；具体流程为：

通过S405正常齿进行S501正常齿计数、S502正常齿细分和S505正常齿齿宽；通过S409缺齿进行S503缺齿细分、S506缺齿齿宽和S504缺齿计数；