[发明专利]发动机位置管理系统及控制方法

权利要求书

1.一种发动机位置管理系统，其特征在于，使用增强型时间处理单元eTPU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。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：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跳变沿时，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。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：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出现的位置，并检测凸轮轴特征齿出现时凸轮轴位置信号电平跳变前、后的持续信号是否正常；电平检测后，在预估的凸轮轴特征齿出现位置，凸轮轴位置信号电平跳变边沿跳变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。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：发动机同步过程包括5个阶段，分别是：曲轴寻齿阶段，曲轴位置信号校验阶段，凸轮轴位置信号寻齿阶段，发动机位置同步完成阶段和发动机位置半同步阶段；

所述曲轴寻齿阶段，是指发动机控制当中，在系统初始化时对曲轴位置信号起动波形进行检测前的消抖和滤波处理，在对起动波形滤波完成后，将同步状态量信号转入曲轴位置信号校验阶段；除了在初始化时进入初始的曲轴寻齿阶段外，在发动机同步过程的其它阶段中一旦出现曲轴位置信号校验异常的严重错误时，也将重新转入曲轴寻齿阶段；

所述曲轴位置信号校验阶段，是指在发动机起动前对曲轴位置信号能够正常检测，进入该状态说明发动机曲轴位置信号已经能够被识别，能利用每齿的曲轴位置信号电平跳变边沿产生的中断，进行角度的估算和计算，并能计算出发动机转速；校验方式是对缺齿的识别和校验，当曲轴缺齿信号校验成功后将同步状态量信号转入凸轮轴位置信号寻齿阶段；

所述凸轮轴位置信号寻齿阶段，是指在发动机起动前对凸轮轴位置信号的检测和校验，进入该阶段说明发动机曲轴位置信号良好，并且能够提供基于发动机机械角度的时钟信号进行凸轮轴位置信号电平跳变边沿采集和校验；校验方式是采用电平检测和电平跳变边沿检测相结合，当凸轮轴位置信号校验成功后将同步状态量信号转入发动机位置同步完成阶段；

所述发动机位置同步完成阶段，是指发动机控制单元已经完成了对曲轴位置信号和凸轮轴位置信号的检测和校验；进入该阶段说明发动机曲轴位置信号和凸轮轴位置信号正常且时序正确，此时发动机会进入同步状态，标志着已经可以进行正常的喷油动作；在此阶段后若在运转过程中凸轮轴位置信号出现异常的情况，导致凸轮轴位置信号检测异常则会将发动机的同步状态量信号转入发动机位置半同步阶段；

所述发动机位置半同步阶段，是指在发动机同步后的运转过程中凸轮轴位置信号出现异常的情况，进入该阶段说明凸轮轴位置信号不正确，并给系统层预警告，确定是否需要做出对应的降级策略；发动机位置半同步状态标志着曾经同步过，并不需要执行停机操作；若在发动机位置半同步阶段中后续又在正确的检测范围检测到正确的凸轮轴位置信号，则会将发动机的同步状态量信号重新转入发动机位置同步完成阶段。