CN109751143A - 用于补偿曲柄传感器的噪声的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于补偿曲柄传感器的噪声的方法。当向曲柄传感器施加噪声时，基于截止到目前输入的信息来预测曲柄的信息，而不取消发动机同步。根据本发明实施方案的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法包括：当曲柄信号的故障判定非连续地发生时，基于点火角度来判定发动机冲程，并且基于相应确定的补偿量来创建曲柄的虚拟信息。

Description

用于补偿曲柄传感器的噪声的方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求2017年11月3日提交的韩国专利申请第10-2017-0146207号的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本申请的实施方案涉及一种用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，并且更具体地涉及这样一种用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，当噪声被施加至曲柄传感器时，基于截止到目前输入的信息预测曲柄的信息而不用取消发动机同步。
背景技术
当噪声被施加至曲柄传感器时，发动机控制单元(ECU)首先基于硬件执行毛刺滤波(glitch filtering)。
如果向曲柄传感器施加的噪声小于毛刺滤波器(glitch filter)的宽度，则毛刺滤波器忽略噪声信号，因此没有信号输入至软件。然而，当施加了大于毛刺滤波器宽度的噪声信号时，软件将其确定为中断，并且将其识别为曲柄齿(crank tooth)。
提供该部分的公开作为本发明的背景。申请人注意到该部分可以包含本申请之前可用的信息。然而，通过提供该部分，申请人不承认该部分所包含的任何信息构成现有技术。
发明内容
当来自曲柄传感器的信号中断时，软件(即发动机位置管理(EPM))总是将该信号与先前的曲柄信号进行比较，然后确定曲柄是否为正常/故障状态。总是确定正常/故障的原因是因为曲柄的周期和输入正时对EPM驱动器中角度的计算有巨大影响。同样地，当确定出曲柄的信号是异常信号(即使仅偏离正常范围一次)时，取消发动机位置的同步，其后恢复同步。
然而，由于燃料喷射和点火在一定的时间段内可能不执行，所以尽管从取消发动机同步的时间到恢复发动机同步的时间的时间量根据每分钟转数(RPM)而改变，也可能无法避免发动机停止的发生。
在解决这种问题的方法中，当曲柄的异常信号输入时，不立即确定为故障，而是利用先前输入的信号，忽略在当前时间输入的信号。
然而，问题在于，尽管故障判定不灵敏，从而可以避免发动机同步的取消，但是由于没有利用曲柄的最新信息，所以可能在发动机同步中发生角度错误。
本发明致力于解决上述问题。本发明的一个方面提供了一种用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，以即使在噪声输入至曲柄信号时，也尽可能准确地计算用于发动机同步的角度，使得计算的角度和实际的发动机角度之间没有显著的差异。
本发明的其它目标和优点可以通过以下描述来理解，并且参考本发明的实施方案而变得明显。此外，对于本发明所属领域的技术人员显然的是，本发明的目标和优点可以通过所要求保护的装置及其组合实现。
根据用于完成上述目标的本发明的一个方面，用于补偿曲柄传感器的噪声的方法包括：当曲柄信号的故障判定非连续地发生时，基于点火角度来判定发动机冲程；并且基于相应确定的补偿量来创建曲柄的虚拟信息。
优选地，90度之前的角度可以判定为加速区域，而90度之后直到180度的角度可以判定为减速区域，然后加速区域的补偿量和减速区域的补偿量可以设定为不同。
优选地，补偿量可以设定为根据每分钟转数(RPM)而改变。
优选地，补偿量可以设定为使得补偿量随着RPM变高而变小。
优选地，补偿量可以通过反映依据发动机的加速和减速特性来设定。
根据本发明实施方案的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法对曲柄的噪声信号(其可以间歇地输入)具有高鲁棒性，使得可以尽可能准确地执行燃料喷射和点火。
应当理解，前面的总体描述和下面的实施方案的详细描述均仅为示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其他优点，在这些附图中：
图1是根据本发明实施方案的执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法的整个系统的框图；
图2是图示了根据本发明实施方案的执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图对根据本发明的实施方案的执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法进行详细的描述。然而，可以省略本技术领域已知的功能和结构的详细描述以避免不必要地模糊本发明的主旨。
公开了用于操作车辆中的内燃机的方法。设置曲轴传感器(曲柄传感器)以监控内燃机中的曲轴的旋转。车辆的至少一个控制器处理来自曲轴传感器(曲轴位置传感器、曲轴角度传感器)的信息，并且控制内燃机的操作。在实施方案中，利用来自曲轴传感器的信号，至少一个控制器控制以下中的至少一个：(1)向发动机气缸喷射燃料(直接喷射)的正时，(2)燃料喷射量，(3)发动机气缸的点火正时。
在实施方案中，发动机内部的燃料喷射和点火可以仅在保证发动机同步时(在燃料喷射和点火中涉及的多个组件中，当曲轴位置/角度正确同步时)执行。由于从发动机同步的取消(识别故障的曲轴传感器)直到使得发动机重新同步(重置)，所以发动机保持旋转而不需要燃料喷射或点火。
在实施方案中，当识别出曲轴传感器故障(断裂齿，crack tooth)时，至少一个控制器开始用于重置(恢复)发动机同步的过程。在实施方案中，当在给定的时间段内，来自曲轴传感器的信号中的噪声分量(噪声水平)大于预先确定的参考多次时(当在参考时间段内噪声水平超出预先确定的参考重复时)，至少一个控制器确定曲轴传感器的故障。响应于曲轴传感器的故障，至少一个控制器在发动机中不执行燃料喷射或点火时进行发动机同步的重置。同样地，发动机同步的重置可以仅当在参考时间段内至少发生两个“断裂齿(cracktooth)”时(持续、重复的错误)进行。
在实施方案中，当在参考时间段内仅识别出单个“断裂齿”而没有重复时(不连续、偶尔的错误)，至少一个控制器进行补偿过程以利用来自曲轴传感器的信号确定曲轴的位置(角度)或转速。图1显示了根据本发明实施方案的执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法的整个系统的框图，以及图2显示了根据本发明实施方案的执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法的流程图。
参考图1，根据本发明的实施方案，执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法的整个系统包括：曲柄传感器1、凸轮传感器2、ECU 3、喷射器4、点火线圈5等等，ECU 3用于接收来自传感器1和2的信号并且计算喷射和点火的信息，喷射器4由ECU 3操作。
ECU 3从曲柄传感器1接收曲柄的信息并且从凸轮传感器2接收凸轮的信息，然后计算发动机同步、发动机角度、发动机转速等等，并且将控制信号输出至喷射和点火单元4和5。
为此，ECU 3包括：硬件(HW)噪声处理部分11、软件(SW)中断处理部分12以及曲柄信号适用性判定部分13，所述硬件(HW)噪声处理部分11基于硬件将从传感器1和2输入的信号中的噪声去除；所述软件(SW)中断处理部分12用于基于软件在去除噪声的信号上创建中断；所述曲柄信号适用性判定部分13用于基于输入中断来判定曲柄的信号是否适用于输入信号。
进一步地，ECU包括：发动机同步处理部分14、发动机角度计算部分15、发动机转速计算部分16、喷射角度计算部分21、点火正时计算部分22、喷射输出部分23、点火角度计算部分31、点火线圈充电正时计算部分32以及点火线圈输出部分33，所述发动机同步处理部分14用于当判定出曲柄信号适用性判定部分13不存在问题时，分别计算发动机同步、发动机角度和发动机转速的信息；所述喷射角度计算部分21、点火正时计算部分22以及喷射输出部分23基于计算的发动机同步、计算的发动机角度和计算的发动机转速来分别计算并输出喷射角度和喷射正时；所述点火角度计算部分31用于计算并输出点火角度和点火线圈的充电正时。在此，发动机转速的信息用于喷射正时的计算，而发动机角度的信息用于喷射角度的计算。类似地，发动机转速用于点火线圈的充电正时的计算，而发动机角度的信息用于点火角度的计算。发动机同步的信息直接用于确定喷射器和点火线圈是否进行输出。
在图1中，附图标记17表示在传感器发生故障时用于车辆的紧急控制的跛行回家(Limp home)处理器。
根据本发明实施方案的执行用于补偿曲柄传感器的噪声的方法即使在噪声施加到曲柄信号时，通过延迟曲柄信号适用性判定来避免由于噪声而引起的频繁的发动机同步，并且补偿发动机角度和发动机转速的计算到正常信号的范围，使得不对燃料喷射和点火造成影响。为此，系统的曲柄信号适用性判定部分13的配置如图2所示。
参考图2，根据本发明实施方案的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法首先在步骤S10从曲柄传感器1接收曲柄信号，并且在步骤S20基于硬件去除毛刺噪声分量。
然后，在步骤S30判定已经去除了毛刺分量的曲柄信号是否具有适用性。结果是，如果曲柄信号判定为正常信号，则过程进行到步骤S40的发动机同步状态的计算，步骤S50的发动机角度的计算以及步骤S60的发动机转速的计算。
另一方面，如果信号判定为异常信号，则在步骤S31，基于曲柄信号的故障是否连续(对于给定的时间段重复)来确定系统是否故障。如果系统判定为发生故障，则在步骤S32进行曲柄信号诊断。
在此，如果判定出曲柄信号的故障是非连续的(偶尔，在给定的时间段内不重复)，且因而系统没有故障，但是需要补偿，则在步骤S33基于点火角度来判定发动机冲程。然后，基于确定的补偿量，在步骤S34创建曲柄的虚拟信息，并且随后基于创建的曲柄的虚拟信息，在步骤S40进行发动机同步状态的计算，在步骤S50进行发动机角度的计算，并且在步骤S60进行发动机转速的计算。
换言之，根据本发明实施方案的用于补偿曲柄传感器的方法判定发动机转速和活塞的方向(即，指向上止点(TDC)或下止点(BDC)的方向)，然后基于最新的点火角度来判定爆炸或压缩进行的程度，并且反过来确定补偿量。
具体地，由于从爆炸发生的时刻到随后基于点火角度90度的时段是加速区域，并且从BDC到下一次爆炸TDC的时段是减速区域，基于点火角度，90度之前的角度判定为加速区域，而90度之后直到180度的角度判定为减速区域，并且将加速区域的补偿量和减速区域的补偿量设定为不同。
此外，由于加速区域的加速从开始到结束变快，而减速区域的减速从开始到结束变慢，所以基于点火角度和当前角度来设定补偿量。
进一步地，用于减速区域/加速区域的补偿量旨在随RPM的增加而改变。由于RPM越高，曲柄齿之间的时间段的量值(基于RPM和角度计算的信息)越小，所以根据压缩/爆炸冲程的变量小。换言之，如果RPM低，则补偿量需要大，然而如果RPM高，则补偿量需要小。
此外，由于加速/减速的量可以根据所考虑的发动机而改变，所以引入了发动机内固有的补偿常数。
通过结合上述条件而确定的补偿量如下：
1)加速区域(0<(x-y)≤90)
t2＝t1×(1/(x-y))×(Nmax/Ncurr)×C1(等式1)
2)减速区域(90<(x-y)≤180)
t2＝t1×(x-y-90)×(Nmax/Ncurr)×C2(等式2)
其中，t2是补偿后的曲柄齿之间的时间段，t1是最后测量的曲柄齿之间的时间段，x是当前角度，y是最新的点火角度，Nmax是最大的RPM，Ncurr是当前的RPM，C1是发动机在加速时的补偿常数，而C2是发动机在减速时的补偿常数。
换言之，在用于补偿曲柄传感器的方法中，在步骤S33，基于点火角度判定发动机冲程，并且在步骤S34，基于依据加速区域或减速区域由等式1或2确定的补偿量来创建曲柄的虚拟信息。
在如上所述根据本发明实施方案的用于补偿曲柄传感器的方法中，即使由于噪声而没有曲柄的信息，也通过利用过去的曲柄的信息、点火角度和发动机转速来预测下一个曲柄信号，从而使得尽可能准确地执行燃料喷射和点火。
结合本文所公开的实施方案所描述的逻辑块、模块或单元可以通过计算设备来执行，所述计算设备具有至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个通信接口。结合本文所公开的实施方案所描述的方法、过程或算法的元件可以直接实施为硬件、由至少一个处理器执行的软件模块、或二者的组合。用于实施结合本文所公开的实施方案所描述的方法、过程或算法的计算机可执行指令可以储存在非易失性计算机可读存储介质中。
本说明书和附图中所公开的实施方案仅用于容易解释和说明本发明的技术构思的目的，而不限制权利要求中阐述的本发明的范围。本领域技术人员将理解可以作出各种修改和等价的其它实施方案，而不脱离本发明的范围。

Claims (8)

1.一种用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其包括：
当曲柄信号的故障判定非连续地发生时，基于点火角度来判定发动机冲程；
根据所述发动机冲程来确定补偿量；
基于所述补偿量来创建曲柄的虚拟信息。
2.根据权利要求1所述的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，基于所述点火角度，90度之前的角度判定为加速区域，而90度之后直到180度的角度判定为减速区域，然后将所述加速区域的补偿量和所述减速区域的补偿量设定为不同。
3.根据权利要求2所述的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，补偿量设定为根据每分钟转数而改变。
4.根据权利要求3所述的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，补偿量设定为使得补偿量随着每分钟转数变高而变小。
5.根据权利要求2所述的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，补偿量通过反映依据发动机的加速和减速特性来设定。
6.根据权利要求2所述的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，所述加速区域的补偿量通过以下等式确定：
t2＝t1×(1/(x-y))×(Nmax/Ncurr)×C1，
其中，t2是补偿后的曲柄齿之间的时间段，t1是最后测量的曲柄齿之间的时间段，x是当前角度，y是最新的点火角度，Nmax是最大每分钟转数，Ncurr是当前每分钟转数，C1是发动机在加速时的补偿常数。
7.根据权利要求2所述的用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其中，所述减速区域的补偿量通过以下等式确定：
t2＝t1×(x-y-90)×(Nmax/Ncurr)×C2，
其中，t2是补偿后的曲柄齿之间的时间段，t1是最后测量的曲柄齿之间的时间段，x是当前角度，y是最新的点火角度，Nmax是最大每分钟转数，Ncurr是当前每分钟转数，C2是发动机在减速时的补偿常数。
8.一种用于补偿曲柄传感器的噪声的方法，其包括：
当曲柄信号的故障判定非连续地发生时，基于点火角度，将90度之前分为加速区域，将90度之后直到180度分为减速区域；
基于通过以下等式确定的补偿量来创建曲柄的虚拟信息：
1)加速区域：0<(x-y)≤90
t2＝t1×(1/(x-y))×(Nmax/Ncurr)×C1，或者
2)减速区域：90<(x-y)≤180
t2＝t1×(x-y-90)×(Nmax/Ncurr)×C2，
其中，t2是补偿后的曲柄齿之间的时间段，t1是最后测量的曲柄齿之间的时间段，x是当前角度，y是最新的点火角度，Nmax是最大每分钟转数，Ncurr是当前每分钟转数，C1是发动机在加速时的补偿常数，并且C2是发动机在减速时的补偿常数。
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