CN111207929B - 一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法及系统，包括：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；根据识别后的键相脉冲信号上升沿，计算获得基础偏置角和首缸缸号；根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取；本发明避免数据拼接，可以无损截取‑360°CA～360°CA的整循环的缸压曲线。

Description

一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法及系统

技术领域

本发明涉及发动机的测试标定领域，具体地，涉及一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法及系统。

背景技术

发动机目前作为主要动力装置之一，普遍应用于国民经济的各个行业及国防领域，随着经济的高速发展，对发动机的环保性、经济性、状态监测与故障诊断等方面均提出了更加严格的需求，而燃烧过程状态监控为性能调整、故障判断提供了有效的监控窗口，用户可通过调整诸如进排气策略、喷油时刻、喷射方式改善燃烧性能，通过相关燃烧参数评价气缸气密性、单缸失火、各缸工作一致性，参与燃烧闭环控制，实现分缸平衡调节等等。

缸压曲线由于发动机往复工作的特性是基于角度域的信号，角度域信号的获取有外部时钟触发和内时钟触发两种形式，外部时钟是根据角编码脉冲进行外部触发采样，在相应角度时刻硬件触发采样并取得相应角度域下的曲线数据，内部时钟是通过时域采集曲线后再转换为角域的方法获得角域曲线数据，无须专门的角标器，因而使用场景更加灵活、方便。使用内部时钟采集缸压曲线时，通常的方法是同步采集飞轮齿信号/独立安装的键相传感器和缸压传感器信号，根据键相信号脉冲截取循环缸压数据，通过预先计算出的偏置角度重新拼接获取-360～360°CA的完整角度域波形。如图1所示，该方法在右侧的拼接补偿处由于使用上一循环已发生过的循环数据拼接在下一循环处，容易造成接点处不平滑且对曲线的真实性、完整性都有影响。

专利文献CN207832451U(申请号：201721647874.1)本发明公开了一种发动机缸压信号采集处理装置，包括缸压传感器、电荷放大器、旋转编码器、信号采集卡以及上位机。本实用新型通过旋转编码器和缸压传感器分别采集发动机曲轴转角和发动机缸内压力信号，上位机通过LabVIEW结合以上两种信号生成并显示发动机示功图，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法及系统。

本发明提供的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，包括：

步骤M1：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；

步骤M2：根据识别后的键相脉冲信号上升沿和基于上升沿截取的相邻预设值循环缸压曲线，计算获得基础偏置角和首缸缸号；

步骤M3：根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；

步骤M4：根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；

步骤M5：根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取。

优选地，所述步骤M1包括：

键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平进行防抖计算，确认有效键相脉冲信号。

优选地，所述步骤M2包括：

步骤M2.1：在发动机不发火状态下，以吹车或单缸断油方式，以键相脉冲信号上升沿为基准按发动机循环连续采集并截取预设数量循环的数据；

步骤M2.2：计算出循环数据中各缸最大爆发压力点位置；

步骤M2.3：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，最小位置值缸的缸号为首个达到最大爆发压力的缸号，即为首缸缸号；

步骤M2.4：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，取预设次数循环最小位置值的平均值，获得基础偏置角。

优选地，所述步骤M4包括：

步骤M4.1：分配动态缓存存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸动态缓存内的采样数量，使用定时计数器计算两个键相脉冲信号的长度，即循环长度；

步骤M4.2：中高速发动机由于惯性，相邻两循环转速无明显变动，默认当前循环长度与上一循环长度相等，将截取偏置角根据前一循环的循环长度按预设比例转换为相应目标计数数值；转换方式为：

目标计数数值＝前一循环长度*截取偏置角/720。

优选地，所述步骤M5包括：

步骤M5.1：截取缸压曲线，判断缸压曲线在-360～360°CA上是否为“碗型”，当缸压曲线在预设范围上是“碗型”，则触发自动波形修正，经过自动波形修正后，执行步骤M5.2；当缸压曲线在预设范围上不是“碗型”，则直接执行步骤M5.2；

步骤M5.2：使用定时计数器从识别到的键相脉冲上升沿处开始自加，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，根据修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后对应缸号新的缸压采样数值从动态缓存的头部重新开始填充；

当前循环结束后，计数器清零，重新开始下一个循环的截取比较；

所述自动波形修正包括：更换参考的键相脉冲使截取缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线。

本发明提供的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，包括：

模块M1：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；

模块M2：根据识别后的键相脉冲信号上升沿和基于上升沿截取的相邻预设值循环缸压曲线，计算获得基础偏置角和首缸缸号；

模块M3：根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；

模块M4：根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；

模块M5：根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取。

优选地，所述模块M1包括：

键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平进行防抖计算，确认有效键相脉冲信号。

优选地，所述模块M2包括：

模块M2.1：在发动机不发火状态下，以吹车或单缸断油方式，以键相脉冲信号上升沿为基准按发动机循环连续采集并截取预设数量循环的数据；

模块M2.2：计算出循环数据中各缸最大爆发压力点位置；

模块M2.3：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，最小位置值缸的缸号为首个达到最大爆发压力的缸号，即为首缸缸号；

模块M2.4：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，取预设次数循环最小位置值的平均值，获得基础偏置角。

优选地，所述模块M4包括：

模块M4.1：分配动态缓存存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸动态缓存内的采样数量，使用定时计数器计算两个键相脉冲信号的长度，即循环长度；

模块M4.2：中高速发动机由于惯性，相邻两循环转速无明显变动，预设当前循环长度与上一循环长度相等，将截取偏置角根据前一循环的循环长度按预设比例转换为相应目标计数数值；转换方式为：

目标计数数值＝前一循环长度*截取偏置角/720。

优选地，所述模块M5包括：

模块M5.1：截取缸压曲线，判断缸压曲线在-360～360°CA上是否为“碗型”，当缸压曲线在预设范围上是“碗型”，则触发自动波形修正，经过自动波形修正后，触发模块M5.2执行；当缸压曲线在预设范围上不是“碗型”，则直接触发模块M5.2执行；

模块M5.2：使用定时计数器从识别到的键相脉冲上升沿处开始自加，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，根据修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后对应缸号新的缸压采样数值从动态缓存的头部重新开始填充；

当前循环结束后，计数器清零，重新开始下一个循环的截取比较；

所述自动波形修正包括：更换参考的键相脉冲使截取缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、避免数据拼接，可以无损截取-360°CA～360°CA的整循环的缸压曲线；

2、内时钟触发，采样可靠性高。缸压曲线波形碗形时可自动修正。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为时域转角域信号的拼接和角度化示意图；

图2为直列六缸机的键相和缸压信号示意图；

图3为基础偏置角和首缸缸号获取流程；

图4为基础偏置角和首缸缸号计算方法示意图；

图5为缸压曲线分缸截取流程；

图6为缸压曲线转移过程.

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

目前针对发动机缸压信号的截取方法中主要存在以下缺点：

1、截取每循环缸压数据时采用数据拼接的方法造成曲线失真。

2、键相信号偶发丢失后曲线变碗形。

本发明涉及一种对实时采集的发动机缸压信号实时截取的处理技术，利用本方法可以获得多缸发动机每循环中-360～360°CA相位下的时域缸压曲线，再经过角度化处理转为角域缸压曲线，为后续基于缸压曲线的燃烧特征参数计算提供数据基础。

本方法支持在PC端/嵌入式平台上实现，所需外部输入为一路键相信号(每转一个脉冲信号)，多缸发动机的缸压信号，发动机发火顺序及发火间隔角。

根据本发明提供的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，包括：

步骤M1：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；

具体地，所述步骤M1包括：

键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平进行防抖计算，确认有效键相脉冲信号。

步骤M2：根据识别后的键相脉冲信号上升沿，计算获得基础偏置角和首缸缸号；

具体地，所述步骤M2包括：

步骤M2.1：以键相脉冲信号上升沿为基准连续采集并截取预设数量循环的数据；

步骤M2.2：计算出循环数据中各缸最大爆发压力点位置；

步骤M2.3：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，最小位置值缸的缸号为首个达到最大爆发压力的缸号，即为首缸缸号；

步骤M2.4：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，取多次循环平均，获得基础偏置角。

步骤M3：根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；

步骤M4：根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；

具体地，所述步骤M4包括：

步骤M4.1：分配动态缓存存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸动态缓存内的采样数量，使用定时计数器计算两个键相脉冲信号的长度，即循环长度；

步骤M4.2：中高速发动机由于惯性，相邻两循环转速无明显变动，当当前循环长度与上一循环长度相等时，将截取偏置角根据前一循环的循环长度按预设比例转换为相应目标计数数值；转换方式为：

目标计数数值＝截取偏置角*前一循环长度/720(1)；

步骤M5：根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取；

具体地，所述步骤M5包括：

步骤M5.1：截取缸压曲线，判断缸压曲线在-360～360°CA上是否为“碗型”，当缸压曲线在预设范围上是“碗型”，则触发自动波形修正，经过自动波形修正后，执行步骤M5.2；当缸压曲线在预设范围上不是“碗型”，则执行步骤M5.2；

步骤M5.2：使用定时计数器从识别到的键相脉冲上升沿处开始自加，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，根据修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后对应缸号新的缸压采样数值从动态缓存的头部重新开始填充；

当前循环结束后，计数器清零，重新开始下一个循环的截取比较；

所述自动波形修正包括：更换参考的键相脉冲使截取缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线。

根据本发明提供的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，包括：

模块M1：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；

具体地，所述模块M1包括：

键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平进行防抖计算，确认有效键相脉冲信号。

模块M2：根据识别后的键相脉冲信号上升沿，计算获得基础偏置角和首缸缸号；

具体地，所述模块M2包括：

模块M2.1：以键相脉冲信号上升沿为基准连续采集并截取预设数量循环的数据；

模块M2.2：计算出循环数据中各缸最大爆发压力点位置；

模块M2.3：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，最小位置值缸的缸号为首个达到最大爆发压力的缸号，即为首缸缸号；

模块M2.4：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，取多次循环平均，获得基础偏置角。

模块M3：根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；

模块M4：根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；

具体地，所述模块M4包括：

模块M4.1：分配动态缓存存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸动态缓存内的采样数量，使用定时计数器计算两个键相脉冲信号的长度，即循环长度；

模块M4.2：中高速发动机由于惯性，相邻两循环转速无明显变动，当当前循环长度与上一循环长度相等时，将截取偏置角根据前一循环的循环长度按预设比例转换为相应目标计数数值；转换方式为：

目标计数数值＝截取偏置角*前一循环长度/720(1)；

模块M5：根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取；

具体地，所述模块M5包括：

模块M5.1：截取缸压曲线，判断缸压曲线在-360～360°CA上是否为“碗型”，当缸压曲线在预设范围上是“碗型”，则触发自动波形修正，经过自动波形修正后，触发模块M5.2执行；当缸压曲线在预设范围上不是“碗型”，则触发模块M5.2执行；

模块M5.2：使用定时计数器从识别到的键相脉冲上升沿处开始自加，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，根据修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后对应缸号新的缸压采样数值从动态缓存的头部重新开始填充；

当前循环结束后，计数器清零，重新开始下一个循环的截取比较；

所述自动波形修正包括：更换参考的键相脉冲使截取缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线。

以下优选例对本发明作进一步说明：

优选例1：

1、将发动机每缸安装缸压传感器，在飞轮上安装键相传感器，每转发出一个键相脉冲信号，四冲程发动机每一工作循环是两转，故在一循环内产生两个键相信号分别编号“键相脉冲1”和“键相脉冲2”；

2、缸压传感器和键相传感器接至缸压模块的采集通道；

3、设定程序，程序指利用本专利所述的方法在某嵌入式平台上实现该过程所编的程序，下面的参数是后面的特征参数计算过程等需要的结构参数，所需要的参数表单如下：

表1某型发动机相关参数设定表

参数名称	数值	备注
			缸数	16
曲柄半径	***mm
			连杆长度	***mm
缸径	***mm
			冲程	***mm
压缩比	***
			K值	***
发火顺序	***
			发火间隔角	***
传感器灵敏度	0.5mA/bar

上述参数是通过客户端软件的TCP/IP协议发送至模块代表缸压模块，上表内的参数通过通信的形式传输至缸压模块程序中使用和保存；

4、发动机运行后在某一稳定转速下，此处的发动机是多缸机，我们可以任意选择需要标定的缸，保持转速不变并通过单缸断油的方式获取基础偏置角，软件自动根据“发火顺序”、“发火间隔角”计算出截取偏置角和截取缸序列；

5、根据“键相脉冲1”或“键相脉冲2”，上面第4步中“获取基础偏置角”的过程会使用键相脉冲，可能是1/2。此处在使用“截取偏置角和截取缸序列”这两个参数时如果参考的键相脉冲序号和第4步中的不同，就会截取到“碗形”的缸压曲线，需要通过自动波形修正纠正，通过截取偏置角和截取缸序列逐缸进行缸压信号截取，再通过后续的滤波、插值、热力学计算等过程，获得爆压、爆压相位、压缩压力、平均指示压力、最大压升率、最大压升率相位、5％、50％、90％放热点等特征参数；

6、先关闭自动波形修正功能，断开键相传感器并重新接入直至使键相参考信号改变，此处使用的是键相脉冲1还是2，每次传感器重接缸压模块首次识别的可能为1也可能为2，造成差别，此时截取缸压曲线为碗形，如果与断油标定基础偏置角时使用的键相脉冲不同，就会发生此情况，开启自动波形修正功能进行验证，软件会自动更换参考的键相脉冲使缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线；

7、缸压模块程序存储了发动机有效循环数、各缸缸压曲线截取次数、各缸特征值计算次数、各缸特征值等参数。通过对比以上参数均相等，验证了循环截取的有效性、实时性，并未有循环漏截取、漏处理。

优选例2

以转速识别范围200～2000rpm发动机为例，四冲程发动机一个工作循环为2转720°CA，即一个循环按0.5°CA角分辨率需要缸压数据为1440个，以最高转速边界来计算需求的采样率下限，即1440×(2000/2)/60＝24kHz，冗余系数使用1.25，设计硬件采样率30KHz。多缸机的截取处理方法相同，此处以直列6缸机为例说明。如图2所示：

键相脉冲信号每转一个，四冲程发动机每一工作循环产生两个脉冲信号分别编号“键相脉冲1”和“键相脉冲2”，每两个脉冲内各缸均会完成一个完整工作循环，以键相脉冲1/2为参考，结合发火顺序和发火间隔角(发火顺序和发火间隔角是预先设定的)完成各缸缸压曲线的的无损截取。

1、首先进行键相脉冲信号上升沿识别，识别过程为键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平信号进行防抖计算，确认有效键相信号的到来。识别后对键相脉冲信号编号“键相脉冲1”和“键相脉冲2”。

2、计算键相信号后根据第1步中识别的“键相脉冲1”和“键相脉冲2”，计算键相脉冲信号后的首个发火缸偏置角(称为基础偏置角)，此过程在发动机不发火状态下以吹车/倒拖等方式进行。计算过程为：以键相信号(此处是随机选择的，可以是“键相脉冲1”和“键相脉冲2”，但只会是其中一个。选择不同的键相信号会导致不同的修正后发火序列结果，但不影响后续应用过程)上升沿为基准连续采集并截取数十循环的数据，计算出循环内首先到达最大爆发压力的缸号和偏置角度(这里根据前述内容是已经有了截取到的数十循环数据，假设缸压模块采集一个循环的数据长度为L_cycle,计算出该循环数据中各缸最大爆发压力点位置L_X#,比较所有缸的位置值并找出最小值，假设最小值为L_min,则基础偏置角为L_min*720/L_cycle。最小位置缸的缸号即首个达到最大爆发压力的缸号，再根据这个缸号和用户设置的发动机发火顺序和发火间隔角，以这个缸号为首重新排序即得到修正后发火序列和截取偏置角，计算流程如图3、图4所示；

1、这两个值是后续分缸截取要用到的。2、修正后的发火序列和截取偏置角就按前述进行计算。3、发火顺序是由用户预先设定的，修正后的发火序列是根据键相信号后的首个发火缸号，再结合发火顺序重新排序的(排序方法就是以键相信号后的首个发火缸号为首，按照发火顺序重新排序一下。比如发火顺序是1-3-4-2，首个发火缸号是4，那修正后的发火序列就是4-2-1-3)

3、进行分缸截取。(分缸截取的过程首先是识别键相脉冲信号，识别到之后根据修正后的发火序列和截取间隔角，使用计数器计数的方式进行比较)分配动态缓存用于存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸缓存内的采样数量。使用定时计数器计算两个键相脉冲间的长度，即循环的长度(以计数长度表示)，如图5所示；

中高速发动机由于惯性相邻两循环转速无明显变动，基于此假设前提下则当前循环与上一循环长度相等，先将截取偏置角根据前一循环的循环长度按比例转换为相应目标计数数值，转换方式为“截取偏置角*循环长度/720”，以第3步为例则分别为64*L_cycle/720、184*L_cycle/720、304*L_cycle/720、424*L_cycle/720、544*L_cycle/720、664*L_cycle/720，

以键相信号为参考基准，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，按照修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后该缸新的缸压采样数值从缓存的头部重新开始填充，如图6所示；

以4#缸为例，在连续运行后动态缓存的头部存储的即为该缸-360°CA转角对应位置缸压采样值，随着采集过程的进行，数据一个一个填充至动态缓存之中并进行填充长度跟踪，当计数器值到达某个目标计数点时，相应缸工作循环结束，发出转移指令并根据该缸缓存长度将动态缓存内的完整缸压曲线转移至静态缓存中供后续处理，同时立即释放动态缓存用于接下来该缸的循环采样缓存。每缸均执行此过程，依次向后直至将循环内全部缸完全转移完成，在循环结束键相脉冲到来时置零计数变量为新的循环截取做好准备。以上一个完整的截取过程结束，后续重复此过程即可获得多缸发动机各缸-360～360°CA的时域缸压曲线，静态缓存的曲线再经过角度化、特征值计算等就可获得发动机燃烧状态的相关特征参数，并可用于后续的通信、存储等等。

4、在以此方法进行曲线截取时有如下问题，在计算基础偏置角和首个发火缸时参考的是1或2中固定的一个，而转入连续采集过程之后由于1和2并无身份标签在随机选取一个作为参考时可能会选到与前面计算过程不同的键相信号，这时截取的曲线由于相位相差360°CA正好是“碗型”，如图5所示，可以看出当我们参考的为“键相脉冲2”时可准确截取4#缸，如果参考的为“键相脉冲1”去截取4#缸则会取到“碗型”，此处我们设计添加一个自动波形修正的方法，当截取的曲线最大爆发压力不在-180°CA～180°CA范围时，自动更换换参考的键相信号，这样后续的截取过程即会均为正常。

具体流程如下：

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，其特征在于，包括：

步骤M1：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；

步骤M2：根据识别后的键相脉冲信号上升沿和基于上升沿截取的相邻循环缸压曲线，计算获得基础偏置角和首缸缸号；

步骤M3：根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；

步骤M4：根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；

步骤M5：根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取。

2.根据权利要求1所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，其特征在于，所述步骤M1包括：

键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平进行防抖计算，确认有效键相脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，其特征在于，所述步骤M2包括：

步骤M2.1：在发动机不发火状态下，以吹车或单缸断油方式，以键相脉冲信号上升沿为基准按发动机循环连续采集并截取预设数量循环的数据；

步骤M2.2：计算出循环数据中各缸最大爆发压力点位置；

步骤M2.3：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，最小位置值缸的缸号为首个达到最大爆发压力的缸号，即为首缸缸号；

步骤M2.4：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，取预设次数循环最小位置值的平均值，获得基础偏置角。

4.根据权利要求1所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，其特征在于，所述步骤M4包括：

步骤M4.1：分配动态缓存存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸动态缓存内的采样数量，使用定时计数器计算两个键相脉冲信号的长度，即循环长度；

步骤M4.2：中高速发动机由于惯性，相邻两循环转速无明显变动，默认当前循环长度与上一循环长度相等，将截取偏置角根据前一循环的循环长度按预设比例转换为相应目标计数数值；转换方式为：

目标计数数值＝前一循环长度*截取偏置角/720。

5.根据权利要求1所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的方法，其特征在于，所述步骤M5包括：

步骤M5.1：截取缸压曲线，判断缸压曲线在-360～360°CA上是否为“碗型”，当缸压曲线在预设范围上是“碗型”，则触发自动波形修正，经过自动波形修正后，执行步骤M5.2；当缸压曲线在预设范围上不是“碗型”，则直接执行步骤M5.2；

步骤M5.2：使用定时计数器从识别到的键相脉冲上升沿处开始自加，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，根据修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后对应缸号新的缸压采样数值从动态缓存的头部重新开始填充；

当前循环结束后，计数器清零，重新开始下一个循环的截取比较；

所述自动波形修正包括：更换参考的键相脉冲使截取缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线。

6.一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，其特征在于，包括：

模块M1：识别键相脉冲信号上升沿，对识别后的键相脉冲信号进行编号，标记为键相脉冲信号1和键相脉冲信号2；

模块M2：根据识别后的键相脉冲信号上升沿和基于上升沿截取的相邻循环缸压曲线，计算获得基础偏置角和首缸缸号；

模块M3：根据首缸缸号和预设发动机发火顺序重新排序得到修正后发火序列；根据基础偏置角和预设发动机发火间隔角得到截取偏置角；

模块M4：根据固定频率的计数脉冲表示的发动机循环长度，将截取偏置角转换为对应的目标计数数值；

模块M5：根据目标计数数值，结合修正后发火序列，根据识别的键相脉冲进行分缸截取。

7.根据权利要求6所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，其特征在于，所述模块M1包括：

键相通道的采样信号前一个值为低电平，当前值为高电平，并对高电平进行防抖计算，确认有效键相脉冲信号。

8.根据权利要求6所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，其特征在于，所述模块M2包括：

模块M2.1：在发动机不发火状态下，以吹车或单缸断油方式，以键相脉冲信号上升沿为基准按发动机循环连续采集并截取预设数量循环的数据；

模块M2.2：计算出循环数据中各缸最大爆发压力点位置；

模块M2.3：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，最小位置值缸的缸号为首个达到最大爆发压力的缸号，即为首缸缸号；

模块M2.4：比较所有缸最大爆发压力点位置中最小位置值，取预设次数循环最小位置值的平均值，获得基础偏置角。

9.根据权利要求6所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，其特征在于，所述模块M4包括：

模块M4.1：分配动态缓存存储各缸缸压曲线的实时采样值，同时跟踪每缸动态缓存内的采样数量，使用定时计数器计算两个键相脉冲信号的长度，即循环长度；

模块M4.2：中高速发动机由于惯性，相邻两循环转速无明显变动，默认当前循环长度与上一循环长度相等，将截取偏置角根据前一循环的循环长度按预设比例转换为相应目标计数数值；转换方式为：

目标计数数值＝前一循环长度*截取偏置角/720。

10.根据权利要求6所述的一种对实时采集的发动机缸压信号截取的系统，其特征在于，所述模块M5包括：

模块M5.1：截取缸压曲线，判断缸压曲线在-360～360°CA上是否为“碗型”，当缸压曲线在预设范围上是“碗型”，则触发自动波形修正，经过自动波形修正后，触发模块M5.2执行；当缸压曲线在预设范围上不是“碗型”，则直接触发模块M5.2执行；

模块M5.2：使用定时计数器从识别到的键相脉冲上升沿处开始自加，当计数器数值到达相应缸的目标计数值时，根据修正后发火顺序将对应缸号动态缓存内的数组转移出来，数据转移后对应缸号新的缸压采样数值从动态缓存的头部重新开始填充；

当前循环结束后，计数器清零，重新开始下一个循环的截取比较；

所述自动波形修正包括：更换参考的键相脉冲使截取缸压曲线为-360～360°CA相位下波形曲线。

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