CN113588160B

CN113588160B - 信号补偿方法、装置、设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN113588160B
Application number: CN202110871962.4A
Authority: CN
Inventors: 刘亚林; 杨进; 李亚隆; 刘新刚; 李相融; 刘启胜; 李婉笛
Original assignee: Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Commercial Vehicle Co Ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2041-07-30
Also published as: CN113588160A

Abstract

本发明提供一种信号补偿方法、装置、设备及可读存储介质，信号补偿方法包括：监测发动机飞轮转过的齿数；当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；计算所述若干压力信号的平均值。通过本发明根据对发动机飞轮转过齿数的监测来采集压力信号可以保障所采集的压力信号的完整性与信号测量的准确性，并且本发明中基于对所采集的压力信号进行平均值处理可以消除在发动机做功行程中由于空气振荡导致的压力脉动对发动机性能的影响。

Description

信号补偿方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种信号补偿方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

发动机在运行过程中，通过曲柄连杆机构实现工作循环，完成进气、压缩、做功、排气四个做功行程，在这四个做功行程中需要通过气门控制空气通过进气歧管进入气缸与通过排气歧管排出废气，由于每个气缸需要轮流进排气，这样会在进气歧管与排气歧管的管道内产生空气振荡，管道内的空气振荡导致压力脉动的产生，此时进气歧管压力传感器测量到的压力值也会有变化，这时测量到的压力值与正常测量到的压力值有偏差。原有正常无压力脉动时候在进气歧管里面根据进气量的不同会形成不同的压力，采用进气压力传感器计算空气流量，控制系统通过压力传感器传来的数值知道了进气量，从而根据工况的需要调整喷油量的多少，以达到理想的工况。而此时由于压力脉动压力传感器数值有偏差，从而会导致发动机性能下降。例如，当检测到压力值偏大那么控制系统会判断进气量比较多，由于喷油量最主要是根据进气多少来决定，所以进气量多了，那么喷油量就会跟着上来，发动机怠速就会变高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种信号补偿方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决由于压力脉动使压力传感器测量出现偏差从而导致发动机性能下降的技术问题。

第一方面，本发明提供一种信号补偿方法，所述信号补偿方法包括以下步骤：

监测发动机飞轮转过的齿数；

当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；

在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；

计算所述若干压力信号的平均值。

可选的，所述监测发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

当发动机飞轮有齿号标注时，根据所述齿号标注监测发动机飞轮转过的齿数。

可选的，所述当发动机飞轮有齿号标注时，根据所述齿号标注监测发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

当发动机飞轮有齿号标注时，实时读取当前发动机飞轮的齿号标注，读取的齿号标注每变化一次，累加器的数值加1，以累加器的数值作为发动机飞轮转过的齿数。

可选的，所述监测发动机飞轮转过的齿数的步骤还包括：

当发动机飞轮无齿号标注时，以固定的时间间隔读取发动机实时转速，根据发动机实时转速、固定的时间间隔以及发动机飞轮总齿数统计发动机飞轮转过的齿数。

可选的，所述根据发动机实时转速、固定的时间间隔以及发动机飞轮总齿数统计发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

将发动机实时转速、固定的时间间隔以及发动机飞轮总齿数代入第一公式，得到发动机飞轮转过的齿数，所述第一公式如下：

其中，n_i为第i次读取得到的发动机实时转速，单位为r/min；N为发动机飞轮的总齿数；N_i为发动机飞轮转过的齿数；t为固定的时间间隔，单位为ms。

第二方面，本发明还提供一种信号补偿装置，所述信号补偿装置包括：

监测模块，用于监测发动机飞轮转过的齿数；

判断模块，用于当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；

获取模块，用于在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；

计算模块，用于计算所述若干压力信号的平均值。

可选的，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述监测模块，还用于：

可选的，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述信号补偿装置，还包括读取模块，用于：

可选的，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述信号补偿装置，还包括统计模块，用于：

可选的，所述根据发动机实时转速、固定的时间间隔以及发动机飞轮总齿数统计发动机飞轮转过的齿数，所述监测模块，还用于：

第三方面，本发明还提供一种信号补偿设备，所述信号补偿设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的信号补偿程序，其中所述信号补偿程序被所述处理器执行时，实现如上所述的信号补偿方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有信号补偿程序，其中所述信号补偿程序被处理器执行时，实现如上所述的信号补偿方法的步骤。

本发明中，监测发动机飞轮转过的齿数；当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；计算所述若干压力信号的平均值。通过本发明根据对发动机飞轮转过齿数的监测来采集压力信号可以保障所采集的压力信号的完整性与信号测量的准确性，并且本发明中基于对所采集的压力信号进行平均值处理可以消除在发动机做功行程中由于空气振荡导致的压力脉动对发动机性能的影响。

附图说明

图1为本发明实施例方案中涉及的信号补偿设备的硬件结构示意图；

图2为本发明信号补偿方法一实施例的流程示意图；

图3为本发明信号补偿装置一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一方面，本发明实施例提供一种信号补偿设备。

参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的信号补偿设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，信号补偿设备可以包括处理器1001(例如中央处理器Central ProcessingUnit，CPU)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真WIreless-FIdelity，WI-FI接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random accessmemory，RAM)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及信号补偿程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号补偿程序，并执行本发明实施例提供的信号补偿方法。

第二方面，本发明实施例提供了一种信号补偿方法。

参照图2，图2为本发明信号补偿方法一实施例的流程示意图。

在本发明信号补偿方法一实施例中，信号补偿方法包括：

步骤S10，监测发动机飞轮转过的齿数；

本实施例中，因为发动机在做功行程中需要在每缸轮流进排气，所以在每缸进排气时，每缸的进气歧管与排气歧管的管道内会产生空气振荡，空气振荡又会导致压力脉动，所述压力脉动是周期性变化的，此时每个压力脉动对应发动机的每一缸进气歧管上压力传感器的压力变化，而由于发动机的缸数是确定的，做功行程也是确定的，发动机飞轮的总齿数也是固定的，所以根据缸数可以确定所述压力脉动的周期性变化区间内发动机飞轮转过的齿数是一个固定的数值，当发动机飞轮转过这个固定数值的齿数时，每一缸有这样的压力脉动产生，为一个压力脉动周期。因此可以通过监测发动机飞轮转过的齿数来确定采集压力信号的周期。

步骤S20，当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；

本实施例中，基于所述压力脉动的周期性变化区间内发动机飞轮转过的齿数是一个固定的数值计算这个固定数值的一半作为预设齿数值，通过监测从开始采集压力信号起发动机飞轮所转过的齿数的数值是否大于或等于这个预设齿数，来判断采集压力信号的一个周期是否结束。例如，所有缸完成一个四冲程的工作循环，发动机的曲轴连杆机构上的曲轴需要转2圈，即720°转角，当发动机缸数为4缸时，每缸完成一个四冲程工作循环的时间即所述压力信号脉动的周期就是曲轴转过

角度所需的时间，当发动机飞轮齿数为60齿时，每缸完成一个四冲程工作循环的时间即则所述压力信号脉动的周期内发动机飞轮转过的齿数为

齿，则可以以15齿为预设齿数，通过监测从开始采集压力信号起发动机飞轮所转过的齿数的数值是否大于或等于这个预设的15齿来判断采集压力信号的一个周期是否结束，若确定一个周期结束，则清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤。

进一步，一实施例中，所述监测发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

本实施例中，当发动机飞轮的轮齿上有齿号标注时，则可以根据发动机飞轮的轮齿上的齿号标注来监测发动机飞轮转过的齿数从而来判断采集压力信号的一个周期是否结束。其中，所述每个轮齿的齿号标注是一个固定数值，例如，当发动机飞轮有10个轮齿时，所述发动机飞轮的轮齿齿号可以标注为0-9的正整数值。

进一步，一实施例中，所述当发动机飞轮有齿号标注时，根据所述齿号标注监测发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

本实施例中，当发动机飞轮的轮齿上有齿号标注时，则此时可以读取发动机飞轮的每个轮齿上齿号标注的固定数值，以供判断当前监测位置发动机飞轮的齿号标注的固定数值是否有变化，若当前监测位置发动机飞轮的齿号标注的固定数值有变化，则代表发动机飞轮转过的齿数有变化，通过读取到的当前监测位置发动机飞轮的齿号标注的固定数值的变化次数来计算发动机飞轮转过的齿数，其中，所述当前监测位置发动机飞轮的齿号标注的固定数值的变化次数通过累加器1可以计算得到，当读取的当前监测位置发动机飞轮的齿号标注的固定数值每变化一次，那么所述累加器1的数值就加1，以所述累加器1的数值作为发动机飞轮转过的齿数。

本实施例中，当发动机飞轮转过的齿数等于预设齿数，则说明此时采集压力信号的一个周期已经结束，则此时需要将所述累加器1复位，累加器1中的数值清零并重新开始累加计算发动机飞轮转过的齿数以判断采集压力信号的下一个周期是否结束，所述累加计算发动机飞轮转过的齿数的过程，以此类推。

进一步，一实施例中，所述监测发动机飞轮转过的齿数的步骤还包括：

本实施例中，当发动机飞轮的轮齿上没有齿号标注时，则此时不可以通过读取发动机飞轮的每个轮齿上齿号标注的固定数值来计算得到发动机飞轮转过的齿数，但是此时可以通过以固定的时间间隔读取发动机飞轮的实时转速，并基于所读取到的发动机飞轮的实时转速与固定的时间间隔以及发动机飞轮的总齿数统计发动机飞轮转过的齿数。

进一步，一实施例中，所述根据发动机实时转速、固定的时间间隔以以及发动机飞轮总齿数统计发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

将发动机实时转速、固定的时间间隔以以及发动机飞轮总齿数代入第一公式，得到发动机飞轮转过的齿数，所述第一公式如下：

本实施例中，发动机的转速是实时变化的，包括发动机在加速或减速工况下的转速变化，与稳态工况发动机转速不变但是实际运行时会在某固定值上下一定范围内波动的变化，而发动机飞轮的总齿数是固定不变的，根据以固定的时间间隔得到的不同发动机转速及发动机飞轮的总齿数得到的每一不同的发动机转速的情况下发动机飞轮转过的齿数进行统计求和得到采集压力信号的这一周期内发动机飞轮转过的总的齿数。例如，若发动机缸数为4缸，发动机飞轮齿数为60齿时，预设齿数为15齿，以每隔1ms的时间间隔读取发动机飞轮的转速，在采集压力信号的这一周期开始时，发动机转速为1000r/min，但是此时发动机处于加速工况，在读取到第10个1ms时间间隔时，此时转过的齿数为10齿，小于15齿，则这一采集压力信号的周期没有结束，继续压力信号的这周期的采集，但是此时读取到第11个1ms时间间隔时发现转速变化到2000r/min，则当读取到第12个1ms时间间隔时，此时以2000r/min已经转过了4齿，此时将之前以1000r/min转过的10齿与以2000r/min已经转过的4齿统计求和得到发动机飞轮在这一采集压力信号得周期内已经转过了14齿，小于15齿，则这一采集压力信号的周期没有结束，继续压力信号的这周期的采集，此时读取到第13个1ms时间间隔时发现转速仍为2000r/min，此时以2000r/min已经转过了6齿，则在下一个时间间隔开始之前，将之前以1000r/min转过的10齿与以2000r/min已经转过的6齿统计求和得到发动机飞轮在这一采集压力信号得周期内已经转过了16齿，此时因为发动机转速过快会出现跳齿的情况，发动机飞轮的齿数大于15齿时，则可以判断这一采集压力信号的周期已经结束。

步骤S30，在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；

本实施例中，当判断到采集压力信号的一个周期已经结束，则获取当前周期内以及上一周期内采集的若干压力信号的个数值与在压力传感器上对应信号的数值之和，以供对所采集的压力信号进行平均值处理，所述采集的压力信号的数值之和通过累加器累加计算，在采集压力信号的一个周期内，以一个固定频率采集压力信号，每采集到一个压力信号，将累加器2的数值加1，并读取所采集的压力信号在压力传感器上的数值，计入累加器3进行累加计算，当发动机飞轮转过的齿数达到预设齿数时，将累加器2的数值即一个周期内所采集的信号个数值与累加器3的数值即一个周期内所采集的信号在压力传感器上的数值之和取出，并将所述累加器2与累加器3复位，累加器1累加器2与累加器3中的数值清零并重新开始累加计算下一周期内所采集的信号个数值与在压力传感器上的数值之和。

步骤S40，计算所述若干压力信号的平均值。

本实施例中，基于获取的当前周期内以及上一周期内采集的若干压力信号的个数值与在压力传感器上对应信号的数值之和计算所述若干压力信号的平均值，当发动机飞轮转过一个大于或等于预设齿数的齿数数值则可以判断一个周期结束，所述计算的平均值更新。

本实施例中，监测发动机飞轮转过的齿数；当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；计算所述若干压力信号的平均值。通过本发明根据对发动机飞轮转过齿数的监测来采集压力信号可以保障所采集的压力信号的完整性与信号测量的准确性，并且本发明中基于对所采集的压力信号进行平均值处理可以消除在发动机做功行程中由于空气振荡导致的压力脉动对发动机性能的影响。

第三方面，本发明实施例还提供一种信号补偿装置。

参照图3，信号补偿装置一实施例的功能模块示意图。

本实施例中，所述信号补偿装置包括：

监测模块10，用于监测发动机飞轮转过的齿数；

判断模块20，用于当发动机飞轮转过的齿数大于或等于预设齿数时，确定一个周期结束，清零监测数据并返回监测发动机飞轮转过的齿数的步骤；

获取模块30，用于在一个周期结束时，获取所述一个周期内以及上一周期内采集的若干压力信号；

计算模块40，用于计算所述若干压力信号的平均值。

进一步，一实施例中，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述监测模块，还用于：

进一步，一实施例中，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述信号补偿装置，还包括读取模块，用于：

进一步，一实施例中，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述信号补偿装置，还包括统计模块，用于：

进一步，一实施例中，所述根据发动机实时转速、固定的时间间隔以及发动机飞轮总齿数统计发动机飞轮转过的齿数，所述监测模块10，还用于：

其中，n_i为第i次读取得到的发动机实时发动机转速，单位为r/min；N为发动机飞轮的总齿数；N_i为发动机飞轮转过的齿数；t为固定的时间间隔，单位为ms。

其中，上述信号补偿装置中各个模块的功能实现与上述信号补偿方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。

第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。

本发明可读存储介质上存储有信号补偿程序，其中所述信号补偿程序被处理器执行时，实现如上述的信号补偿方法的步骤。

其中，信号补偿程序被执行时所实现的方法可参照本发明信号补偿方法的各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种信号补偿方法，其特征在于，所述信号补偿方法包括：

监测发动机飞轮转过的齿数；

计算所述若干压力信号的平均值。

2.如权利要求1所述的信号补偿方法，其特征在于，所述监测发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

3.如权利要求2所述的信号补偿方法，其特征在于，所述当发动机飞轮有齿号标注时，根据所述齿号标注监测发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

4.如权利要求1所述的信号补偿方法，其特征在于，所述监测发动机飞轮转过的齿数的步骤还包括：

5.如权利要求4所述的信号补偿方法，其特征在于，所述根据发动机实时转速、固定的时间间隔以及发动机飞轮总齿数统计发动机飞轮转过的齿数的步骤包括：

6.一种信号补偿装置，其特征在于，所述信号补偿装置包括：

监测模块，用于监测发动机飞轮转过的齿数；

计算模块，用于计算所述若干压力信号的平均值。

7.如权利要求6所述的信号补偿装置，其特征在于，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述监测模块，还用于：

8.如权利要求6所述的信号补偿装置，其特征在于，所述监测发动机飞轮转过的齿数，所述信号补偿装置，还包括读取模块，用于：

9.一种信号补偿设备，其特征在于，所述信号补偿设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的信号补偿程序，其中所述信号补偿程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的信号补偿方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有信号补偿程序，其中所述信号补偿程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的信号补偿方法的步骤。