基于相位判斷的跛行回家功能實現方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電控發動機的控制技術領域，具體涉及一種基于相位判斷的跛行回家功能實現方法。
【背景技術】
[0002]車輛行駛過程中，有可能會發生轉速傳感器故障，例如連接傳感器的線路短路、斷路、沒有信號產生，在總是找不到信號下降沿的情況下，可判斷出曲軸傳感器有故障。為了避免車輛在行駛過程中趴窩，能以較低轉速下行駛至維修服務點，在不需要其它硬件設備的情況下，利用可用的相位傳感器尋找同步，實現噴油點火，這就是跋行回家(limp-home)的通俗概述。當診斷出轉速傳感器有故障時，為了能實現跛行回家的功能，有兩個必要條件:1)相位傳感器必須是快速啟動相位傳感器，即4個等距下降沿法蘭，在一般的發動機中，每一段等距是180度。2)法蘭即凸輪軸已經完成自學習了，并且轉速傳感器與相位傳感器的相對位置是固定已知的。此時，發動機位置信息只能通過4個相位齒信號獲得。
【發明內容】
[0003]根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種基于相位判斷的跛行回家功能實現方法，通過曲軸故障診斷、相位角度自學習、產生相位中斷、利用相位尋找同步、計算模擬齒周期、產生軟件齒中斷等步驟實現跛行回家功能，控制算法通過軟件的方式集成在單片機中，實現方便，且不增加額外成本。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種基于相位判斷的跛行回家功能實現方法首先進行曲軸位置傳感器的故障診斷，在曲軸位置傳感器出現故障的前提下，利用相位信號尋找同步位置，計算相位信號某一段電平對應的角度值，然后計算出這段電平對應的時間，算出曲軸齒周期和角度增加速率值，來模擬后續角度值，實現噴油點火功會泛。
[0005]具體的，所述曲軸齒周期的計算步驟具體為:步驟一:首先得到發動機配氣相位的下降沿信號，利用相位中斷的產生策略，來計算出相位的第2個和第3個下降沿是否來到；步驟二:利用下降沿得到segment time值，再利用連續3個segment time值計算出一個平均值，用于后續轉速變化的計算；步驟三:利用上述計算出的segment time平均值，采取微分的方法來評估實時轉速的變化；步驟四:用一個segment time平均值除以180度，得到一個曲軸齒周期。
[0006]其中，所述曲軸位置傳感器的故障診斷包括無信號故障診斷，無信號故障診斷存在有故障碼存在于故障路徑中和無故障存在與故障路徑中，有故障碼存在于故障路徑中的判斷方法包括如下步驟:a)檢測到相位信號沿數已達到標定值2，b)未找到曲軸缺齒信號，c)齒中斷數小于標定值5，當同時滿足以上三點則確認曲軸此時是無信號故障，系統就請求跛行控制；無故障存在與故障路徑中的判斷方法包括如下步驟:a)檢測到多次相位沿信號，b)未檢測到曲軸齒信號，當滿足以上兩點，則系統報故障并請求跛行控制。所述曲軸位置傳感器的故障診斷包括信號干擾的故障診斷，信號干擾的故障診斷包括曲軸齒信號存在但無缺齒的故障、曲軸齒信號受干擾或部分損壞的故障及頻繁丟失同步故障。
[0007]其中，所述角度值的計算方法具體為:轉速傳感器正常運行情況下，發動機電控單元檢測相位的上升沿和下降沿，并產生中斷，電控單元獲取此時對應的角度值。所述角度值的計算方法具體為:轉速傳感器正常運行情況下，利用相位信號進行邊沿檢測，計算每一段信號電平的時間周期，選取四段連續的電平值T1、T2、T3、T4，若滿足T1 *T4*KNLSYN〈T2*T3，則此時位于第一同步位置，如果滿足T1*T4>T2*T3*KNLSYN，則此時位于第二同步位置，其中KNLSYN為修正系數。所述信號電平的時間周期的計算方法具體為:電控單元的eTPU模塊的時間軸記錄上升沿和下降沿的時間值，時間差即為該信號電平的時間周期。
[0008]其中，所述角度增加速率值為模擬曲軸齒周期/tick，tick指的是每個曲軸齒對應的等分數。
[0009]本發明有益效果是:通過曲軸故障診斷、相位角度自學習、產生相位中斷、利用相位尋找同步、計算模擬齒周期、產生軟件齒中斷等步驟實現跛行回家功能，控制算法通過軟件的方式集成在單片機中，實現方便，且不增加額外成本。
【附圖說明】
[0010]下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0011]圖1是本發明的【具體實施方式】的相位和曲軸位置對應示意圖。
[0012]圖2是本發明的【具體實施方式】的相位信號圖。
[0013]圖3是本發明的【具體實施方式】的相位同步位置示意圖。
[0014]圖4是本發明的【具體實施方式】的相位跛行模式角度推算示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0016]—、曲軸信號故障診斷
[0017]1、曲軸位置傳感器無信號故障診斷
[0018]1)已經有故障碼存在于故障路徑中，此時系統進行短暫信號檢測，進行一些必要的判斷:a)檢測到相位信號沿數已達到標定值2 ;b)未找到曲軸缺齒信號；c)齒中斷數小于標定值5。當同時滿足以上三點則確認曲軸此時是無信號故障，系統就請求跛行控制。
[0019]2)當故障路徑中無故障存在時，也要進行一些判斷:a)檢測到多次相位沿信號(標準信號輪8次，即系統運行一個循環)；b)未檢測到曲軸齒信號。當滿足以上兩點，則系統報故障并請求跛行控制。
[0020]2、曲軸位置傳感器信號干擾的故障診斷
[0021]具體又可細分為以下三類:
[0022]1)針對曲軸齒信號存在，但無缺齒的故障判斷方法:在齒信號存在的情況下，用一個計數器存儲未發現缺齒的次數，且設置初始值為1，繼而判斷720度的一個循環內是否發現缺齒信號，無則計數器里的值加2，有則將其減1，當計數器的存儲值達到6時，則認為此時發生了缺齒丟失故障，系統請求跛行控制。
[0023]2)針對齒信號受干擾或部分損壞的故障判斷方法:通過數齒，每次發現多一齒或丟一齒都要分別進行計數，并將其分別用計數器存儲起來，當其中任何一個計數器的值達到最大值250，則系統報故障并請求跛行控制。
[0024]3)頻繁丟失同步故障判斷方法:用一個計數器存儲對同步丟失的次數進行計數，當計數值達到預先設定好的某一標定值(例如1400)時，則系統報故障并請求跛行控制。
[0025]以上即為轉速傳感器故障診斷的一般方法概述，無論出現哪類情況的故障，一經被診斷出，就給出一個請求跛行控制的標志位，系統就會自動切換到跛行回家的控制模式下，這也是利用跛行控制系統的開啟條件，也即只有診斷出曲軸出現故障了，才會進行跛行控制。
[0026]二、相位角度自學習
[0027]相位角度自學習必須是在轉速傳感器正常運行的狀況下，且已找到同步，通過單片機檢測相位的上升沿和下降沿產生中斷，軟件在這一時刻將對應角度值保存到相應的變量中，依次完成一個工作循環，即檢測到相位的8個上升沿或下降沿，自學習完成。
[0028]如圖1所示，在一個工作循環內，將相位信號的邊沿依次記作1、2、3、4、5...，設置一個數組Cam_angle_data[8]存儲這8個邊沿的自學自角度值。具體是當曲軸正常工作時，通過單片機可獲知每一時刻的角度值，當檢測到相位的邊沿時，通過中斷將此時對應的角度值記錄到數組Cam_angle_data[8]里，并連續檢測8個