專利名稱：可調整式發動機轉速信號處理電路的制作方法
技術領域：
可調整式發動機轉速信號處理電路可作為電控發動機的轉速信號處理電路，實現對電控 發動機轉速輸入信號的整形、保護等功能，屬于電控發動機控制系統中的硬件系統。
背景技術：
通常情況下，發動機轉速信號包括曲軸信號和凸輪軸信號兩部分。根據曲軸信號和凸輪 軸信號提供的相關信息，發動機控制系統可實現發動機相位判斷、燃油噴射參數計算和燃油 噴射控制信號生成等多種功能。以轉速信號為基礎所實現的這些功能是發動機控制系統中必 不可少的組成部分，因此發動機轉速信號也被視為電控發動機最重要的輸入信號之一。
常用轉速傳感器包括磁電式、霍爾式兩種類型。磁電式傳感器的工作原理是電磁感應， 就是利用旋轉的發動機信號盤上的缺口不斷改變磁隙，使得通過感應線圈繞組的磁通也相應 發生變化，從而在線圈兩端產生交變的近似正弦波的感性電動勢，故其輸出信號的是模擬信 號，且幅值和發動機轉速有關，轉速越高，信號幅值越大。霍爾傳感器則是根據霍爾效應實 現的，需要電源供電，其輸出信號是數字信號，通常為方波信號。由于電控發動機控制系統 可處理的轉速信號必須是數字信號，所以常采用一定的處理電路將傳感器輸出的模擬信號轉 化為發動機控制系統可處理的數字信號。為保證處理電路的通用性，轉速信號處理電路常要 求能處理磁電式和霍爾式兩種傳感器信號。
傳統發動機轉速信號處理電路可分為單限比較器處理電路和滯回比較器處理電路兩種。
單限比較器處理電路中比較器的正向輸入端、反向輸入端以及輸出端互相隔離，作為比 較器的運放處于開環狀態。其輸入信號的跳變閾值電壓只有一個，即當輸入信號電壓高于或 低于該唯一的閾值電壓時，對應的輸出信號分別為高、低電平。該類信號處理電路最大的缺 點就是抗干擾能力低，當輸入信號在跳變閾值附近有擾動時，比較器輸出信號容易被錯誤的 觸發信號跳變。
滯回比較器處理電路中將比較器的輸入與輸出端相連，從而構成了反饋電路。這使得該 處理電路的輸入輸出曲線具有了滯回特性，即使輸出由高向低跳變的輸入信號跳變閾值^與 使輸出由低向高跳變的輸入信號跳變閾值Fn不再相同。滯回比較器處理電路的相關內容可參 照專利《一種發動機轉速信號處理電路》(申請號200520023047.6)。相比單限比較器處理 電路，由于滯回比較器處理電路的兩個跳變閾值之間具有一定的間隔，從而使其具有更好的 抗干擾能力，但滯回比較器處理電路仍然有有待改進的缺點。其缺點主要表現在處理模擬信 號時高轉速與低轉速間的相位誤差。
以下結合附圖詳細解釋滯回比較器處理電路的缺點。
見圖1，所示為滯回式比較器處理電路在處理高轉速和低轉速時的模擬信號的工作過程， 圖中^為一個轉速信號周期對應的發動機相位。當采用滯回式比較器處理電路處理高轉速和低轉速這兩種不同情況下的轉速信號時，由于采用了相同的翻轉閾值^。
&2，所以兩種情況下的翻轉電平都是相同的。但是如前所述，磁電式轉速傳感器輸出的模擬信號幅值受發動機轉速的影響，所以高速時處理電路的輸入信號，也就是轉速信號幅值較高，而低速時的轉速信號幅值則較低。這就造成了兩種情況下，處理信號也就是處理電路輸出信號翻轉時轉速信號電平相同，但是對應相位不同。處理信號由低向高翻轉時，高轉速時的對應相位要早于低轉速時的對應相位，兩者誤差為A《；處理信號由高向低翻轉時，高轉速時的對應相位要晚于低轉速時的對應相位，兩者誤差為A^。由于電控發動機控制系統以處理信號的翻轉時刻為基礎判斷發動機相位，所以高轉速和低轉速時，滯回比較器處理電路造成的相位誤差A^和A^將造成控制系統對發動機相位判斷的誤差，從而影響發動機控制效果。發明內容
本發明的目的在于在滯回式比較器處理電路的基礎上提出一種處理精度更高的轉速信號處理電路，該轉速信號處理電路能減小處理高轉速和低轉速時轉速信號的相位誤差。
可調整式發動機轉速信號處理電路包括正向輸入端電路、負向輸入端電路、輸出端電路和比較器四個部分。
比較器即為一單獨的比較器。
正向輸入端電路由兩個電阻、 一個二極管和一個電容組成。其中，兩個電阻串聯， 一端接于電源， 一端接于比較器正向輸入。轉速信號作為輸入信號從串聯電阻的相連點接入。電容與二極管并聯，接于電源地與比較器正向輸入之間，起到保護和濾波的作用。二極管正極接電源地，二極管負極接比較器正向輸入端。
負向輸入端電路由三個電阻、 一個電容和一個三極管組成。其中，三個電阻串聯。第一個電阻一端接電源，另一端接第二個電阻及比較器負向輸入端。第二個電阻一端接第一個電阻及比較器負向輸入端，另一端接三極管集電極及第三個電阻。第三個電阻一端接三極管集電極及第二個電阻，另一端接地。電容接于電源地與比較器負向輸入之間。三極管集電極接第二個電阻與第三個電阻的連接點，發射極接電源地，基極接控制信號。控制信號由發動機控制系統控制，用于配置比較器負向輸入端的參考電壓。
輸出端電路包括兩個電阻和一個電容。其中，電容接于比較器輸入端與電源地之間，一個電阻接于比較器輸出端與正向輸入端之間，另一個電阻一端接比較器輸出端，另一端接輸出信號。
本發明的有益效果為可適應磁電式與霍爾式兩種傳感器，具有較強的抗干擾能力和較高的相位處理精度。
圖1為滯回式比較器處理電路工作過程。
圖2為可調整式發動機轉速信號處理電路原理圖。 圖3為可調整式發動機轉速信號處理電路工作工程。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖詳細描述本發明的具體內容以及工作過程。
見圖l，可調整式轉速信號處理電路包括正向輸入端電路、負向輸入端電路、輸出端電
路和比較器四個部分。其中，t/,為比較器。正向輸入端電路包括電阻《和A， 二極管A和
電容C,。《和A串聯接于電源與^正向端之間，輸入信號接于A和^之間。z ,正向端接電源地，負向端接c/,正向端，C,接于電源地與t/,正向端之間。負向輸入端電路包括電阻及,、i 5
和A，三極管石和電容q。 / 4、 A和&串聯后一端接電源，另一端接電源地。A與A的連接點接"負向輸入端。q接于電源地與c/,負向端之間。7;集電極接A和&的連接點，發射極接電源地，基極接控制信號。輸出端電路包括電阻及3和及7、電容q。 ^一端接f/,正向輸入端，另一端接R輸出端。A—端接tA輸出端，另一端作為輸出信號。
該電路工作時，應根據輸入信號的類型進行配置。當輸入信號為數字信號時，應不使用電阻及,和三極管7;，其余器件正常使用。此時，比較器tA輸入端與輸出端之間并沒有形成反饋回路，比較器的翻轉閾值是唯一的，由電阻及4、及5和及6阻值確定。當輸入的轉速信號為高電平時，比較器正向端也為高電平，且高于負向端的翻轉閾值，所以比較器的輸出為高，對應的輸出信號也為高；當輸入的轉速信號為低電平吋，比較器正向端也為低電平，且低于負向端的翻轉閾值，所以比較器的輸出為低，對應的輸出信號也為低。對輸入高電平、低電平兩種情況的處理實現了對數字輸入信號的處理。
當輸入信號為模擬信號時，應不使用電阻/f,，其余器件正常使用。此時，發動機控制系統可根據發動機轉速調整處理電路的控制信號，使三極管7;處于導通和截止兩種狀態，進而改變了比較器[/,負向輸入端的輸入電壓，并相應的改變了翻轉閾值。通過對高轉速和低轉速時處理電路翻轉閾值的改變將能改變輸出信號的翻轉相位，減少兩種情況下的相位誤差。具體的可調整式發動機轉速信號處理電路工作過程如圖3所示。
圖3中，當發動機轉速較低時，處理電路控制信號為高，三極管《導通，電阻/ 6被短路，
比較器M負向輸入端的電壓f/ 由電阻A和A分壓決定，對應輸出信號高、低電平時的翻轉
閾值分別為K^和F^，相應的輸出處理信號的結果如圖中所示。當發動機轉速較高時，處理電路控制信號為低，三極管7]關斷，比較器f/，負向輸入端的電壓L^由電阻A、 / 6串聯后再和及4分壓決定。此時，負向輸入端的電壓t/ 高于低轉速時三極管導通狀態下的負向輸入端電壓C/ ，并且對應的輸出信號高、低電平時的翻轉閾值F^和f^也分別高于低轉速時三極管導通狀態下的翻轉閾值K^和F^。高轉速時處理電路的實際工作過程中，當輸出的處理信號為低時，利用更高的翻轉閾值K^可延緩處理信號的翻轉時刻，從而獲得與低轉速時一致的翻轉相位。對應的，當輸出的處理信號為高時，利用更高的翻轉閾值P^可使處理信號的翻轉時刻提前，同樣也能獲得與低轉速時一致的翻轉相位。可見，利用控制信號對三極管導通狀態的控制可改變比較器負向輸入端的電壓及翻轉閾值，從而使高轉速、低轉速時處理信號的翻轉時刻都具有相同的發動機相位。
權利要求1、可調整式發動機轉速信號處理電路，包括正向輸入端電路、負向輸入端電路、輸出端電路和比較器四個部分；其特征是負向輸入端電路中包含了三個電阻和一個三極管；其中，三個電阻串聯；第一個電阻一端接電源，另一端接第二個電阻及比較器負向輸入端；第二個電阻一端接第一個電阻及比較器負向輸入端，另一端接三極管集電極及第三個電阻；第三個電阻一端接三極管集電極及第二個電阻，另一端接地；三極管集電極接第二個電阻與第三個電阻的連接點，發射極接電源地，基極接控制信號。
2、 根據權利要求1所述的可調整式發動機轉速信號處理電路，其特征是負向輸入端電路中 的三極管可控，三極管的控制信號使三極管處于導通或截止狀態，可改變電阻的分壓狀態， 進而改變了比較器負向輸入端的輸入電壓，相應的調整了信號跳變的翻轉閾值。
專利摘要可調整式發動機轉速信號處理電路可作為電控發動機的轉速信號處理電路，實現對電控發動機轉速輸入信號的整形、保護等功能，屬于電控發動機控制系統中的硬件系統。該轉速信號處理電路包括正向輸入端電路、負向輸入端電路、輸出端電路和比較器四個部分。工作時，發動機控制系統可根據發動機轉速調整負向輸入端電路中三極管的控制信號，使三極管處于導通或截止狀態，進而改變了比較器負向輸入端的輸入電壓，并相應的改變了信號跳變的翻轉閾值。通過改變處理電路的翻轉閾值可改變輸出信號的翻轉相位，減少兩種情況下的相位誤差。本實用新型的有益效果為可適應磁電式與霍爾式兩種傳感器，具有較強的抗干擾能力和較高的相位處理精度。
文檔編號G01D5/12GK201364164SQ200820180060
公開日2009年12月16日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者劉志罡 申請人:北京易控凌博汽車電子技術有限公司