CN220336977U - 一种齿信号预处理电路和发动机系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种齿信号预处理电路和发动机系统，涉及发动机打火技术领域。本齿信号预处理电路包括：齿信号传感器、第一电阻、第二电阻和假负载模块。齿信号传感器的第一端连接第一电阻的第一端；齿信号传感器的第二端连接第二电阻的第一端；假负载模块连接于齿信号传感器的第一端和第二端之间；第一电阻的第二端和第二电阻的第二端用于连接差分信号处理电路。假负载模块起到了重要作用，增大了齿信号传感器产生的感应电流，增大了该感应电流对应的磁场，使该信号不容易受到其他电磁场产生的干扰，即削弱了干扰信号，避免了信号错误。

Description

一种齿信号预处理电路和发动机系统

技术领域

本申请涉及发动机打火技术领域，尤其涉及齿信号预处理电路和发动机系统。

背景技术

发动机系统中设置有MCU，用来喷油和点火。为了判断合适的喷油和点火的时机，通常在转动的轴上安装一个用于产生信号的齿轮，例如是一个24个齿轮去掉一个齿的形状，在旁边固定一个齿信号传感器，这个齿信号传感器是用齿轮的齿经过时产生一个感应电动势的原理来产生信号，通过缺齿的位置可以检测轴是否转动了一周，通过每个齿可以检测轴转动的角度。

如图1，两个电阻为齿信号预处理电路，现有的齿信号传感器产生的信号通过两个电阻直接到差分信号处理电路里，然后差分信号处理电路的输出端形成规整的方波信号串，输出给MCU芯片使用，以判定正时点火位置、喷油时刻、发动机转速等。

针对不同的永磁发电机，可以修改R1、R2参数值，改变衰减量，达到较好的滤波效果，改善齿信号传感器形成的波形质量。

但是，由于大排量摩托车的齿信号传感器是与摩托车整车的永磁发电机做在一体的，特别是永磁发电机采用开关式调节器、或者负载突变频繁时，会产生更大量的干扰磁场通过发电机壳体串进齿信号传感器磁路中，形成强大的干扰信号输出。因为永磁发电机壳体是齿信号传感器与发电机线圈共同的磁场回路，这就容易导致发电机端的磁场变化藕合进齿信号传感器中，形成干扰信号。

当干扰信号幅值超过该预处理电路限值时，干扰信号将无法被滤除干净，就会形成带有干扰信号的变形脉冲串输出，出现缺齿或者多齿信号，这会导致后期MCU无法判缸，无法正常喷油和点火，造成发动机熄火。

因此，如何避免干扰信号造成的信号错误，是需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种齿信号预处理电路和发动机系统，以解决现有技术中干扰信号造成的信号错误的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采取了如下技术方案。

第一方面，本申请实施例提供一种齿信号预处理电路，包括齿信号传感器、第一电阻、第二电阻和假负载模块。具有以下连接关系：

所述齿信号传感器的第一端连接所述第一电阻的第一端；

所述齿信号传感器的第二端连接所述第二电阻的第一端；

所述假负载模块连接于所述齿信号传感器的第一端和第二端之间，或所述假负载模块连接于所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端之间；

所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端用于连接差分信号处理电路。

可选地，所述假负载模块包括第三电阻，所述第三电阻连接于所述齿信号传感器的第一端和第二端之间，或所述第三电阻连接于所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端之间。

可选地，所述第三电阻为1kΩ电阻。

可选地，所述齿信号预处理电路还包括电容，所述电容连接于所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端之间。

可选地，所述电容为1nF电容。

可选地，所述齿信号预处理电路还包括第四电阻和第五电阻；

所述齿信号传感器的第一端通过所述第四电阻连接所述第一电阻的第一端；

所述齿信号传感器的第二端通过所述第五电阻连接所述第二电阻的第一端；

所述假负载模块连接于所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端之间。

可选地，所述齿信号预处理电路还包括第六电阻和第七电阻；

所述第一电阻的第二端通过所述第六电阻连接所述差分信号处理电路；

所述第二电阻的第二端通过所述第七电阻连接所述差分信号处理电路。

可选地，所述齿信号预处理电路还包括可变增益差分信号处理电路，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻第二端连接于所述可变增益差分信号处理电路的两输入端。

可选地，所述可变增益差分信号处理电路为MC33814芯片。

第二方面，本申请实施例提供一种发动机系统，所述发动机系统包括第一方面的齿信号预处理电路。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的齿信号预处理电路中，假负载模块起到了重要作用，增大了齿信号传感器产生的感应电流，增大了该感应电流对应的磁场，使该信号不容易受到其他电磁场产生的干扰，即削弱了干扰信号，避免了信号错误。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的齿信号预处理电路示意图；

图2为本申请实施例提供的一种齿信号预处理电路示意图；

图3为本申请实施例提供的一种假负载模块包括第三电阻的齿信号预处理电路示意图；

图4为本申请实施例提供的一种还包括电容的齿信号预处理电路示意图；

图5为本申请实施例提供的一种包括第三电阻和电容的齿信号预处理电路示意图；

图6为在图5中的第三电阻R0的左端添加电阻的示意图；

图7为在图5中的第一电阻R1和第二电阻R2的右端添加电阻的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种包括MC33814芯片的齿信号预处理电路示意图。

附图标记说明：

100-齿信号预处理电路

101-齿信号传感器

102-假负载模块

R1-第一电阻

R2-第二电阻

R0-第三电阻

C0-电容

R4-第四电阻

R5-第五电阻

R6-第六电阻

R7-第七电阻

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

现有的齿信号预处理电路容易产生较大的干扰信号，造成后续信号错误。

为了克服以上问题，可参阅图2，本申请实施例提供了一种齿信号预处理电路100，包括齿信号传感器101、第一电阻R1、第二电阻R2和假负载模块102。

为了方便用文字描述器件之间的连接关系，对器件的各端做出以下命名：

图中齿信号传感器101有两个输出端，较上方的输出端为第一端，较下方的输出端为第二端；

图中第一电阻R1有左右两端，第一电阻R1的左边为第一端，第一电阻R1的右边为第二端；

类似于第一电阻R1，图中第二电阻R2也有左右两端，第二电阻R2的左边为第一端，第二电阻R2的右边为第二端；

假负载模块102有上下两端，假负载模块102的上端为第一端，假负载模块102的下端为第二端。

基于上述对各端的命名，描述连接关系如下：

齿信号传感器101的第一端连接第一电阻R1的第一端；

齿信号传感器101的第二端连接第二电阻R2的第一端；

假负载模块102的第一端和第二端连接于齿信号传感器101的第一端和第二端之间，或者说假负载模块102连接于第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端之间；

第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端用于连接差分信号处理电路。

其中假负载模块起到了重要作用，增大了齿信号传感器产生的感应电流，增大了该感应电流对应的磁场，使该信号不容易受到其他电磁场产生的干扰，即削弱了干扰信号，避免了信号错误。这是本申请实施例的有益效果所在。

图3展示了一种假负载模块102包括第三电阻R0的实施方式，第三电阻R0连接于齿信号传感器101的第一端和第二端之间。

用一个电阻实现假负载模块102的功能，结构得到了最大的简化。

经申请人测试，选用1kΩ的电阻作为假负载模块102可以很好地实现抗干扰效果。

在测试过程中，可以使用可调电阻代替图中的假负载模块102的位置，即可调电阻的两端连接于齿信号传感器101的第一端和第二端之间，或假负载模块连接于第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端之间。

还可以再在第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端之间增加一个电容C0，如图4的实施方式中，齿信号预处理电路包括齿信号传感器101、第一电阻R1、第二电阻R2、假负载模块102和电容C0。

为了方便用文字描述器件之间的连接关系，对器件电容C0的各端做出以下命名：图中电容C0有上下两端，电容C0的上端为第一端，电容C0的下端为第二端。

基于上述对电容C0各端的命名，描述连接关系如下：电容C0的第一端连接于第一电阻R1的第二端，电容C0的第二端连接于第二电阻R2的第二端。或者描述为电容C0连接于第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端之间。

经申请人测试，选用1nF的电容作为电容C0可以很好地实现抗干扰效果。

图5展示了一种将上述第三电阻R0和电容C0均设置于齿信号预处理电路的实施方式。

增加了第三电阻R0和电容C0，第三电阻R0作为齿信号传感器的输出假负载，降低了后级差分处理电路的输入阻抗，同时也增大了齿信号传感器的输出电流。由于齿信号传感器的输出电流变大，根据法拉第电磁感应定律，使得同样大小的干扰磁场产生的干扰信号幅值将减小，再配以随后的电容C0、第一电阻R1和第二电阻R2组成的滤波网络进一步滤除干扰，输出信号会有较明显的改善。适当选取R0和C0的值，可以大大降低由于永磁发电机使用的各式调节器，尤其是开关调节器带来的强干扰，改善差分信号处理电路的输出端的输出波形，改善点火正时、喷油效果，增加了发动机可靠性与稳定性。

在调试的过程中，为了起到类似上述的效果，还可能通过以下方式：

1、图中在第三电阻R0或假负载模块102的左端可能会添加电阻，如图6的第四电阻R4、第五电阻R5；

2、在第一电阻R1和第二电阻R2的右端也可能增加电阻，如图7的第六电阻R6、第七电阻R7。

图中的差分信号处理电路可以是可变增益差分信号处理电路，可以由MC33814芯片实现，如图8。

申请人做出了以下具体验证：

A、实验室实车测试，使用改进电路时，使用示波器观察，齿信号输出波形规整，缺齿位明显，无丢齿、多齿现象。

B、原整体式MT05i-ECU(齿信号这里为本申请背景技术所描述的原电路)在嘉鹏125车(该车使用的是开关式电压调节器)上实测，原控制器在发动机转速达到7000r/min以上时，很容易出现熄火现象。如果更换开关式调节器为可控硅短路式调节器时，熄火现象没有发生。将原ECU修改成改进型电路后，再次在嘉鹏125车(还是使用开关式电压调节器)上实测，在整个转速范围内，再也没有发生过熄火现象了。同样更换开关式调节器为可控硅短路调节器后，也没有发生熄火现象，证明本申请的电路改进是有效的。

经过理论分析，实际测量，实车验证，批量使用，认为此改进电路有独到的思路，用在摩托车发动机电喷控制器上，对齿信号传感器的输出波形进行预处理，是有效的，很好的减小了因永磁发电机的电压调节器、负载变化等产生的叠加干扰的影响，提高了发动机的可靠性与稳定性。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种发动机系统，发动机系统包括上述的齿信号预处理电路。

以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种齿信号预处理电路，其特征在于，包括齿信号传感器、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和假负载模块；

所述齿信号传感器的第一端连接所述第一电阻(R1)的第一端；

所述齿信号传感器的第二端连接所述第二电阻(R2)的第一端；

所述假负载模块连接于所述齿信号传感器的第一端和第二端之间；

所述第一电阻(R1)的第二端和所述第二电阻(R2)的第二端用于连接差分信号处理电路。

2.如权利要求1所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述假负载模块包括第三电阻(R0)，所述第三电阻(R0)连接于所述齿信号传感器的第一端和第二端之间。

3.如权利要求2所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述第三电阻(R0)为1kΩ电阻。

4.如权利要求1所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述齿信号预处理电路还包括电容(C0)，所述电容(C0)连接于所述第一电阻(R1)的第二端和所述第二电阻(R2)的第二端之间。

5.如权利要求4所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述电容(C0)为1nF电容。

6.如权利要求1所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述齿信号预处理电路还包括第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；

所述齿信号传感器的第一端通过所述第四电阻(R4)连接所述第一电阻(R1)的第一端；

所述齿信号传感器的第二端通过所述第五电阻(R5)连接所述第二电阻(R2)的第一端；

所述假负载模块连接于所述第一电阻(R1)的第一端和所述第二电阻(R2)的第一端之间。

7.如权利要求1所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述齿信号预处理电路还包括第六电阻(R6)和第七电阻(R7)；

所述第一电阻(R1)的第二端通过所述第六电阻(R6)连接所述差分信号处理电路；

所述第二电阻(R2)的第二端通过所述第七电阻(R7)连接所述差分信号处理电路。

8.如权利要求1所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述齿信号预处理电路还包括可变增益差分信号处理电路，所述第一电阻(R1)的第二端和所述第二电阻(R2)第二端连接于所述可变增益差分信号处理电路的两输入端。

9.如权利要求8所述的齿信号预处理电路，其特征在于，所述可变增益差分信号处理电路为MC33814芯片。

10.一种发动机系统，其特征在于，所述发动机系统包括如权利要求1-9任一项所述的齿信号预处理电路。