[发明专利]发动机位置管理系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机位置检测同步逻辑的控制系统，特别是涉及一种使用eTPU(增强型时间处理单元)单元的快速同步容错发动机位置管理系统。本发明还涉及一种用eTPU单元进行发动机位置管理的控制方法。

背景技术

当代柴油机为了提高其经济性、稳定性和改善其排放性，采用先进的控制单元已经势在必行。发动机的控制重点在于找到发动机的机械位置，以确定活塞的上止点位置进行准确喷油。目前业内主要是通过同时采集曲轴位置信号和凸轮轴位置信号，并将两个信号结合起来计算、判断做为发动机位置测量的主要手段。

发动机底层驱动主要分为两个部分，分别是发动机位置管理模块和发动机喷油管理模块。发动机位置管理模块，主要用于采集和检测曲轴位置传感器反馈的曲轴位置信号和凸轮轴位置传感器反馈的凸轮轴位置信号，并将两组信号整形后送入发动机控制单元(以下简称ECU)进行识别判断，以确定发动机位置，并最终同步上发动机的机械位置。从发动机起动到正常运转的过程长短常常影响着用户的感官享受，若是起动钥匙点火时间过短，导致ECU还没来得及完成同步位置的检测，使得发动机不能正常工作是会引起客户的抱怨的。传统的同步检测方式是在凸轮轴位置信号采集通道设定并捕捉凸轮轴位置信号跳变边沿，但在实际的发动机运行工况下由于信号杂波和噪声影响会引起ECU对凸轮轴位置信号跳变边沿的误判断。虽然可以用检测校验的方法在下一个发动机循环校验同步，但是需要耗费额外的时间，并且会使得用户感觉车辆起动较慢，不能带来很好的用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种发动机位置管理系统，能够快速、稳定地完成发动机同步的过程；为此，本发明还要提供一种发动机位置管理的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的发动机位置管理系统，使用eTPU单元实现快速同步容错的发动机位置管理系统；包括：曲轴信号处理模块、凸轮轴信号处理模块和同步逻辑处理模块；

所述曲轴信号处理模块，对输入的曲轴位置传感器检测的曲轴位置信号的电平跳变边沿进行多次采集并滤除杂波，得到真实有效的曲轴位置信号，输出曲轴状态量信号；

所述凸轮轴信号处理模块，对输入的凸轮轴位置传感器检测的凸轮轴位置信号的电平和电平跳变边沿进行多次的混合采集，并滤除杂波，得到真实有效的凸轮轴位置信号，输出凸轮轴状态量信号；

所述同步逻辑处理模块，根据曲轴信号处理模块输出的曲轴状态量信号和凸轮轴信号处理模块输出的凸轮轴状态量信号进行处理和分析，输出同步状态量信号，实时的改变发动机状态，最终实现曲轴和凸轮轴同步，只有在曲轴和凸轮轴同步的时候，才能认为目前判定的发动机位置有效，允许在正确的喷油角度驱动喷油动作。

所述曲轴信号处理模块，当检测到经过硬件处理后的曲轴位置信号电平跳变边沿时，开始计算曲轴的齿数并查找缺齿的位置；通过窗口方式(在一段时间内进行检测，这段时间被称为“窗口”，该方式即为“窗口方式”)来预估下一次检测曲轴位置信号电平跳变边沿的区间，在该区间内成功捕获到需要检测的曲轴位置信号电平跳变边沿，则认为抓住了下一齿的到来时刻，此时累加齿数，并校验缺齿位置；当所有检测完成，曲轴信号处理模块输出一个曲轴状态量信号。

所述凸轮信号处理模块，当曲轴位置已经确定时，基于曲轴角度在设定范围内开启对凸轮轴位置信号的检测；检测时需预估凸轮轴特征齿的出现位置，并检测凸轮轴特征齿出现时，凸轮轴位置信号电平跳变前、后的电平持续信号是否正常；电平检测后，并在预估的凸轮轴特征齿出现位置，凸轮轴位置信号的电平跳变边沿处设定检测电平跳变信号的窗口范围；当在设定的窗口范围中正确检测到电平跳变信号后，则再一次对电平跳变后的持续电平信号进行检测；当所有检测完成，凸轮轴信号处理模块输出一个当前的凸轮轴状态量信号。

本发明的发动机位置管理的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、曲轴位置传感器检测到发动机的曲轴位置信号后，发送曲轴状态量信号至发动机控制单元；

步骤二、凸轮轴位置传感器检测到发动机凸轮轴位置信号后，发送凸轮轴状态量信号至发动机控制单元；

步骤三、发动机控制单元对接收到的曲轴位置信号和凸轮轴位置信号进行处理、分析；然后，对凸轮轴位置信号滤波，滤除干扰信号并且在凸轮轴位置信号出现后，完成快速识别和同步，使得发动机迅速点火。

上述方法能让用户感觉不到起动延迟，提高驾驶舒适度，起动的稳定性，并能减少起动电机的拖动时间，延长其机械寿命。