柴油機電噴控制同步信號採集方法
2023-05-05 09:59:01 2
專利名稱：柴油機電噴控制同步信號採集方法
技術領域：
本發明涉及一種柴油機電噴控制同步信號採集方法，屬於柴油機技術領域。
背景技術：
柴油機的電噴控制中同步信號的採集和確認是極為關鍵的。一般電噴控制中都以柴油機的凸輪軸信號作為同步信號，以此作為柴油機轉動的零角度參考和各汽缸發火順序的參考。四衝程柴油機，曲軸每轉兩周凸輪軸才轉一周，凸輪每轉一周只有一個凸起齒可以被採集用做同步信號。現有的主流柴油機一般採用磁電轉換技術檢測曲軸和凸輪的轉動。即在柴油機曲軸端部安裝有具有若干個齒的齒盤，齒盤側面安裝感應式轉速傳感器。齒盤隨曲軸轉動，在傳感器處感應出正弦波形信號。凸輪軸轉動的檢測與曲軸轉動的檢測同理，只是凸輪的齒盤只有一個凸齒。傳感器感應出的信號強度與齒盤凸齒的掃描速度有關:在齒盤齒數相同情況下齒盤旋轉越快感應信號強度越大；在同樣轉速情況下齒盤上的齒數越多感應出的信號強度越大。由於凸輪的齒盤只有一個凸齒，而且凸輪轉速僅為曲軸轉速的1/2，所以凸輪信號的感應強度往往較低。特別是在中低速大功率柴油機上，凸輪軸轉速最低可達30-40rpm，也就是說電噴採集的同步信號頻率最低時只有0.5Hz左右。此時凸輪同步信號感應強度非常低，甚至低於幹擾噪聲的強度。如何排除減少噪聲幹擾，正確的識別凸輪信號就成為電噴控制領域一個重要課題。目前中低速柴油機電噴控制系統一般是在硬體上採用低通或帶通阻容濾波網絡來對凸輪信號進行信噪分離。但是由於凸輪同步信號感應的強度和頻率很低，與噪聲高度接近和重疊，噪聲幹擾極易混進甚至覆蓋真正的信號，因而對濾波網絡的阻容參數要求非常苛刻，甚至元件本身的參數誤差以及焊接工藝的微小差別都會嚴重影響濾波效果。特別是在批量生產的情況下，更因無法保證良好的互換性，而影響生產效率。而且，因為凸輪同步信號的感應強度很低，濾波網絡的門檻電平必須也很低，因此輕鬆超過這一門檻的噪聲是大量的，總是有波長較長的微小強度偶然噪聲信號可以通過濾波網絡被誤檢，而使系統震蕩無法再次恢復正常檢測。
發明內容
本發明的目的就是克服上述現有技術之不足，提供一種柴油機電噴控制同步信號採集方法，在現有硬體濾波網絡技術基礎上，達到較為理想的信噪分離效果，對於偶然的誤檢測噪聲造成的影響可以自行恢復，不會造成系統開環和持續震蕩。本發明的目的是這樣實現的:一種柴油機電噴控制同步信號採集方法，其特徵在於採取下列步驟:A.設置曲軸齒盤總齒數N及以齒數表示的凸輪同步信號檢測窗口長度M，且2 SM
<N ；B.檢測柴油機轉速；C.當柴油機轉速達到發火轉速時，檢測凸輪同步信號；
D.檢測到凸輪同步信號時，確認曲軸齒盤「O」號齒位置，E.計數曲軸齒盤齒號η;F.在曲軸齒盤齒號2Ν-Μ/2≤n≤2Ν+Μ/2期間內檢測凸輪同步信號:如果沒有檢測到凸輪同步信號，返回步驟C ;否則，進入下一步驟；G.確認曲軸齒盤「O」號齒位置及柴油機噴油基準，並噴油；H.返回步驟E。為了更好實現本發明的目的，曲軸齒盤總齒數30 < N。為了更好實現本發明的目的，以齒數表示的凸輪同步信號檢測窗口長度2 ( M
< 3。本發明的技術方案與硬體濾波方法互補完善凸輪同步信號的濾波需求，具備通用性，可以在硬體網絡更改不大甚至不更改的情況下進行互換系統作業。
圖1為本發明實施例的柴油機電噴控制同步信號採集程序流程框圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。參看圖1，本發明實施例的柴油機電噴控制同步信號採集程序從框1.0開始，進入框1.1，設置柴油機曲軸齒盤總齒數N (為保證信號感應強度，30 < N)及以齒數表示的凸輪同步信號檢測窗口長度M(2 < M < 3)。進入框1.2，檢測柴油機轉速:如果還未達到發火轉速，原地返回；否則進入框1.3檢測凸輪同步信號:如果未檢測到凸輪同步信號，原地返回；否則進入框1.4，確認曲軸齒盤「O」齒號位置。進入框1.5，計數曲軸齒盤齒號。進入框
1.6，在曲軸齒盤齒號2Ν-Μ/2 ^ n ^ 2Ν+Μ/2期間內檢測凸輪同步信號:如果未檢測到凸輪同步信號，返回框1.3;否則進入框1.7，確認曲軸齒盤「O」齒號位置，確認柴油機噴油基準並噴油。返回框1.5。考慮到四衝程柴油機的機械原理，柴油機曲軸每旋轉兩周凸輪才旋轉一周，也就是說只有曲軸齒盤上的齒計數達到2倍齒盤總齒數時凸輪得同步齒信號才會到來。但是正常情況下，由於柴油機運轉發生震動和轉速波動，所以凸輪同步信號可能不會在正好2倍曲軸齒盤總齒數計數時刻到來，而是會落在在這個時刻點附近的小區間之內。以此窗口期內檢測到的凸輪同步信號來作為柴油機的運行零位校準和噴油基準，才是正確和需要的。所以如果曲軸齒號計數不在同步信號檢測窗口期，採集到「凸輪同步信號」就可以認定是幹擾造成的，可以忽略掉，這樣就規避了絕大多數誤幹擾引起的錯誤採集。但是理論上仍然可能會有極為巧合的幹擾檢測落入窗口期之內，這種誤檢測發生的概率已經是正常採樣的1/2Ν (N為柴油機曲軸齒盤總齒數)。即使發生了這種誤檢測，由於這種幹擾噪聲是偶然性的不是持續的，不會被連續檢測到，而且由於落在同步信號檢測窗口期，不會對柴油機零位校準和噴油參考造成大角度影響，柴油機不會發生嚴重震蕩。所以可以在下一個周期內，同樣在窗口內再次檢測到真正的凸輪同步信號而自行恢復到正常時序狀態。最後應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技 術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種柴油機電噴控制同步信號採集方法，其特徵在於採取下列步驟:A.設置曲軸齒盤總齒數N及以齒數表示的凸輪同步信號檢測窗口長度1且11<N; B.檢測柴油機轉速； C.當柴油機轉速達到發火轉速時，檢測凸輪同步信號； D.檢測到凸輪同步信號時，確認曲軸齒盤「O」號齒位置， E.計數曲軸齒盤齒號η; F.在曲軸齒盤齒號2Ν-Μ/22Ν+Μ/2期間內檢測凸輪同步信號:如果沒有檢測到凸輪同步信號，返回步驟C ;否則，進 入下一步驟； G.確認曲軸齒盤「O」號齒位置及柴油機噴油基準，並噴油； H.返回步驟Ε。
2.根據權利要求1所述的柴油機電噴控制同步信號採集方法，其特徵在於所述曲軸齒盤總齒數30 < N。
3.根據權利要求1所述的柴油機電噴控制同步信號採集方法，其特徵在於所述以齒數表示的凸輪同步信號檢測窗口長度2 < M < 3。
全文摘要
本發明的柴油機電噴控制同步信號採集方法，設置曲軸齒盤總齒數N及以齒數表示的凸輪同步信號檢測窗口長度M，當檢測到凸輪同步信號時，確認曲軸齒盤「0」號齒位置，並計數曲軸齒盤齒號n，在曲軸齒盤齒號2N-M/2＜n＜2N+M/2期間內檢測凸輪同步信號如果沒有檢測到凸輪同步信號，則忽略前次檢測到的信號；否則，確認曲軸齒盤「0」號齒位置，並噴油，如此循環往復。在現有硬體濾波網絡技術基礎上，可達到較為理想的信噪分離效果，對於偶然的誤檢測噪聲造成的影響可以自行恢復，不會造成系統開環和持續震蕩。
文檔編號F02D41/30GK103216349SQ20131015135
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月26日 優先權日2013年4月26日
發明者魏春光, 付學光, 王昌 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司