CN115450773B - 车辆及其发动机的相位同步方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其发动机的相位同步方法、装置。其中，该方法包括：响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点；基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号；基于曲轴特征点对应的电平信号，确定发动机的相位。本发明解决了因发动机正时***的开发测试进度，对发动机应用的开发和测试进度产生影响的技术问题。

Description

车辆及其发动机的相位同步方法、装置

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，具体而言，涉及一种车辆及其发动机的相位同步方法、装置。

背景技术

发动机正时***是发动机控制的核心基础，发动机的油耗控制、动力性控制、排放性控制，归根结底都是对喷油器、点火线圈、高压油泵都核心执行器的精确控制。而精准的控制，需要提供精准的角度基础和时间基础。发动机的角度基础是通过发动机正时***建立起来的，更进一步说，发动机正时***的建立是基于曲轴自同步、凸轮自同步的。

但由于曲轴码盘和凸轮码盘的型号很多，使得通过传感器采集得到的曲轴电信号和凸轮电信号的形式也是多样的。在开发新的发动机项目或更换曲轴码盘、凸轮码盘时，发动机正时***需得重新开发、测试和验证，导致对发动机应用的开发和测试进度产生影响。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种车辆及其发动机的相位同步方法、装置，以至少解决因发动机正时***的开发测试进度，对发动机应用的开发和测试进度产生影响的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种发动机相位同步方法，包括：响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点，其中，曲轴特征点用于表征曲轴上豁口的位置，曲轴配置信息包括：曲轴码盘上每个曲轴齿的第一编号、第一类型、第一标记信息和第一中断标志位，第一标记信息用于表征曲轴齿是否处于豁口处，第一中断标志位用于表征曲轴齿是否触发中断；基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号，其中，凸轮配置信息包括：凸轮码盘上每个凸轮沿的第二编号、历史电平信号、齿周期比例、齿长度、曲轴豁口的数量、曲轴豁口的第二类型、齿形模式和第二中断标志位，历史电平信号用于表征凸轮沿之前的电平信号，齿周期比例用于表征凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮沿对应的齿周期的比例，曲轴豁口的数量用于表征凸轮沿和上一个凸轮沿之间对应的曲轴信号中的豁口的数量，第二中断标志位用于表征凸轮沿是否触发中断；基于曲轴特征点对应的电平信号，确定发动机的相位。

可选地，基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点，包括：响应于曲轴信号出现电平跳变，获取电平跳变沿对应的第一时间戳；获取第一时间戳与历史时间戳的差值，得到曲轴码盘的当前曲轴齿的当前周期值；响应于存在历史周期值，获取当前周期值与历史周期值的比值，得到周期比例；响应于周期比例处于第一预设区间，查询曲轴配置信息，确定当前曲轴齿为曲轴特征点。

可选地，在确定当前曲轴齿为曲轴特征点之后，该方法还包括：确定当前曲轴齿之后的第一曲轴齿的预测值；基于曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定第一曲轴齿的实际值；基于预测值和实际值对新曲轴齿进行校验，得到第一校验结果；响应于第一校验结果为校验失败，则基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的新曲轴特征点。

可选地，响应于第一校验结果为校验成功，基于曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定第一曲轴齿之后的第二曲轴齿的实际值。

可选地，基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号，包括：确定凸轮信号中的多个凸轮沿；获取多个凸轮沿对应的时间戳和电平信号；基于多个凸轮沿对应的时间戳，确定目标齿周期比例；基于目标齿周期比例和电平信号，从凸轮配置信息中获取目标第二编号；响应于已经识别出曲轴特征点，确定目标第二编号对应的电平信号为曲轴特征点对应的电平信号。

可选地，在确定目标第二编号对应的电平信号为曲轴特征点对应的电平信号之后，该方法还包括：响应于凸轮信号中多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到第一凸轮沿的当前预测结果；将当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；响应于第二校验结果为校验成功，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新。

可选地，响应于第二校验结果为校验失败，或发动机停止工作，则响应于凸轮信号中多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到第一凸轮沿的当前预测结果；将当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；响应于第二校验结果为校验通过，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新。

可选地，响应于第二校验结果为校验失败，或发动机停止工作，停止确定曲轴特征点对应的电平信号。

可选地，该方法还包括：基于发动机的机械结构，确定曲轴信号和凸轮信号的相位关系；基于相位关系构建曲轴配置信息和凸轮配置信息。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种发动机相位同步装置，包括：获取模块，用于响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；第一确定模块，用于基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点，其中，曲轴特征点用于表征曲轴上豁口的位置，曲轴配置信息包括：曲轴码盘上每个曲轴齿的第一编号、第一类型、第一标记信息和第一中断标志位，第一标记信息用于表征曲轴齿是否处于豁口处，第一中断标志位用于表征曲轴齿是否触发中断；第二确定模块，用于基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号，其中，凸轮配置信息包括：凸轮码盘上每个凸轮沿的第二编号、历史电平信号、齿周期比例、齿长度、曲轴豁口的数量、曲轴豁口的第二类型、齿形模式和第二中断标志位，历史电平信号用于表征凸轮沿之前的电平信号，齿周期比例用于表征凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮沿对应的齿周期的比例，曲轴豁口的数量用于表征凸轮沿和上一个凸轮沿之间对应的曲轴信号中的豁口的数量，第二中断标志位用于表征凸轮沿是否触发中断；第三确定模块，用于基于曲轴特征点对应的电平信号，确定发动机的相位。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括一个或多个处理器、存储装置，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的发动机相位同步方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的发动机相位同步方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的发动机相位同步方法。

在本发明实施例中，首先响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点，其中，曲轴特征点用于表征曲轴上豁口的位置，曲轴配置信息包括：曲轴码盘上每个曲轴齿的第一编号、第一类型、第一标记信息和第一中断标志位，第一标记信息用于表征曲轴齿是否处于豁口处，第一中断标志位用于表征曲轴齿是否触发中断；基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号，其中，凸轮配置信息包括：凸轮码盘上每个凸轮沿的第二编号、历史电平信号、齿周期比例、齿长度、曲轴豁口的数量、曲轴豁口的第二类型、齿形模式和第二中断标志位，历史电平信号用于表征凸轮沿之前的电平信号，齿周期比例用于表征凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮沿对应的齿周期的比例，曲轴豁口的数量用于表征凸轮沿和上一个凸轮沿之间对应的曲轴信号中的豁口的数量，第二中断标志位用于表征凸轮沿是否触发中断；基于曲轴特征点对应的电平信号，确定发动机的相位。容易想到的是，可以通过曲轴配置信息和凸轮配置信息来适配不同的曲轴码盘和凸轮码盘，进而可以采用通用的识别方法实现发动机同步，无需针对不同的曲轴码盘和凸轮码盘，对发动机正时***进行重新开发、测试和验证，进而解决了因发动机正时***的开发测试进度，对发动机应用的开发和测试进度产生影响的技术问题。从而实现了快速完成不同发动机的发动机正时适配，提升了代码的复用度和移植的灵活性，并大大提升了控制方法的稳定性，降低了不同发动机适配过程中的测试工作量，使得发动机控制方法的移植时间大大缩短，控制方法的质量也得到有效保证的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种发动机相位同步方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的典型的曲轴电信号形式的示意图；

图3是根据本发明实施例的典型的凸轮电信号形式的示意图；

图4是根据本发明实施例的GDI发动机的曲轴和凸轮相位关系的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种发动机相位同步装置的示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种发动机相位同步方法，通过曲轴配置信息和凸轮配置信息来适配不同的曲轴码盘和凸轮码盘，进而可以采用通用的识别方法实现发动机同步，无需针对不同的曲轴码盘和凸轮码盘，对发动机正时***进行重新开发、测试和验证，进而解决了因发动机正时***的开发测试进度，对发动机应用的开发和测试进度产生影响的技术问题。从而实现了快速完成不同发动机的发动机正时适配，提升了代码的复用度和移植的灵活性，并大大提升了控制方法的稳定性，降低了不同发动机适配过程中的测试工作量，使得发动机控制方法的移植时间大大缩短，控制方法的质量也得到有效保证的技术效果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，由于曲轴码盘的型号众多，使得通过曲轴传感器得到的曲轴信号的形式也是多样的。如图2所示，图2为典型的曲轴电信号形式的示意图，其中，典型的曲轴电信号包括但不限于如下所述：①36-6形式，此形式对应的曲轴码盘一周有36个齿，为了用于发动机角度的定位，在曲轴码盘的某一位置，打掉两颗齿，做成了豁口1；在相隔180°左右的位置，制造连续两个豁口(连续两个豁口之间保留一个正常齿)；②60-2形式，与120-5形式本质上一致，通过齿数配置、豁口配置，可以使用一套代码进行处理；③60-6形式，在曲轴一圈中，等间隔的制造3个一样的豁口；④齿群模式的曲轴码盘和电信号比较少见，齿盘的加工工艺要求高，程序控制较为复杂；⑤无豁口形式，在周期一圈上，所有的齿都一样，没有做豁口等特殊的标记点；⑥双豁口形式，与60-6形式类似，但两个豁口并不完全一致，一个是高电平的豁口，另外一个是低电平的豁口；⑦齿编码形式，齿分为A齿形和B齿形，根据不同齿形的顺序排列，可获取曲轴对应的位置，此形式对曲轴码盘的加工工艺要求较高，对程序的控制要求较高。

同理，凸轮码盘的型号存在多种多样，使得通过凸轮传感器得到的凸轮信号的形式多样。如图3所示，图3为典型的凸轮电信号形式的示意图，其中，典型的曲轴电信号包括但不限于如下所述：①两大两小形式，此形式对应的凸轮码盘一周有4个齿，两个大齿，两个小齿，通过连续齿之间的周期比值，可确定凸轮所在的实际位置；②N+1形式，凸轮一圈有正常的N个齿，在特殊位置，额外增加一个定位齿；③N-1形式，在凸轮一圈中，等间隔的制造N个齿，然后敲掉其中一颗齿，作为定位齿；④单大齿模式，最简单的凸轮形式，提供的电平信息即可用于发动机正时***的建立；⑤单小齿模式，较简单的凸轮形式；⑥三小一大形式，需要判断连续凸轮齿之间的模式组合，当大齿到来时，即可确定当前凸轮所在的位置；⑦三齿模式，凸轮上有三个大小不一的凸齿，根据连续齿形之间的齿周期检查，可得到凸轮所在的实际位置；⑧齿群形式，此模式下对于凸轮码盘的加工工艺要求高，对程序控制的要求高。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种发动机相位同步方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种发动机相位同步方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；

具体而言，发动机正时***是发动机控制的核心基础，而发动机正时***的建立是基于曲轴自同步、凸轮自同步的。其中，曲轴是点S状连的形状部位，是活塞连杆驱动上下运动带动曲轴扭曲转动的，从而把活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，由原来的活塞的平均转换成曲轴的转动，从而输出发动机的动力。

凸轮轴是一根上面有凸起的轴，凸起来的部位是用来顶气门的，凸轮顶动气缸的进气门、排气门来控制气门的开闭，实现驱动气门。当发动机启动时，可通过安装在曲轴码盘附近的曲轴传感器，将曲轴码盘的形状信息转变为曲轴信号，同时，通过安装在凸轮码盘附近的凸轮传感器，识别凸轮码盘的形状，并将凸轮码盘的形状信息转换为凸轮信号。进而，发动机的控制单元可基于曲轴信号和凸轮信号，建立发动机的正时信息。

由上述可知，曲轴信号和凸轮信号的形式多样，在本发明中，通过对多种曲轴信号和凸轮信号进行信息收集、归纳总结，对曲轴齿数据、凸轮齿数据进行抽象和平台化设计，同时对控制逻辑和控制数据进行剥离，通过对曲轴信号数据、凸轮信号数据进行配置，能够快速完成不同发动机的发动机正时适配。

步骤S104，基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点，其中，曲轴特征点用于表征曲轴上豁口的位置，曲轴配置信息包括：曲轴码盘上每个曲轴齿的第一编号、第一类型、第一标记信息和第一中断标志位，第一标记信息用于表征曲轴齿是否处于豁口处，第一中断标志位用于表征曲轴齿是否触发中断；

其中，步骤S104包括：响应于曲轴信号出现电平跳变，获取电平跳变沿对应的第一时间戳；获取第一时间戳与历史时间戳的差值，得到曲轴码盘的当前曲轴齿的当前周期值；响应于存在历史周期值，获取当前周期值与历史周期值的比值，得到周期比例；响应于周期比例处于第一预设区间，查询曲轴配置信息，确定当前曲轴齿为曲轴特征点。

具体而言，上述的曲轴配置信息，为通过对多种样式的曲轴信号进行信息收集、归纳总结，从而配置得到的曲轴配置表。

如表1所示，表1为曲轴配置的曲轴信号配置表格。具体包含如下内容：①齿编号(toothNum)，当前曲轴齿的编号；②齿类型(toothType)，当前曲轴齿的类型，在普通的曲轴信号中，不需要关注齿的类型；但是在曲轴齿编码类型的曲轴信号中，需要区分每个齿的齿形，分为A型齿和B型齿。齿形的判断，是基于齿的高电平时间/低电平时间得出的比值来+3进行定义的；③豁口标识(gapIndex)，标志当前齿是否为豁口处的齿，如果配置为0，则代表是正常齿，如果配置为1，则代表为豁口处的齿；④中断配置字(irqMask)。在大部分曲轴齿的情况下，是不需要程序进行额外处理的，但是在豁口、特殊点等齿时，需要触发中断，告知上层应用，特殊事件到来，为上层应用提供了中断处理的机制和能力。

表1曲轴配置的曲轴信号配置表格

上述的曲轴特征点，可理解为曲轴的豁口位置，在明确曲轴的豁口位置之后，发动机控制器即可预测后续的所有齿形。

上述的第一编号，为对曲轴的每一个齿对应的编号。

上述的第一类型，为曲轴中每一个齿的类型，可对不同齿形进行不同编号，即00代表A型齿，01代表B型齿，11代表不区分齿形。

上述的第一标记信息，为对曲轴齿的豁口信息进行标记，如果曲轴齿处于豁口处，可用1进行标的，反之，则用0标的正常齿。

上述的第一中断标志位，用于表示当前曲轴齿是否触发中断，若第一中断标志位为0，则代表不产生中断，若第一中断标志位为1，则代表产生中断。

具体的，在确定曲轴信号的曲轴特征点时，发动机控制器还无法确定豁口位置对应的是发动机的压缩上止点，还是排气上止点。此时还需要借助凸轮信号的形状来综合判断发动机的相位。本发明中，以GDI发动机(Gasoline Direct Injection)为例进行论述说明,GDI发动机是一款用于汽车行业的设备，可实现低的燃油消耗、实现高的功率输出。。

曲轴自同步的大致工作流程如下：①曲轴自同步程序，根据曲轴配置表里的配置，得知曲轴齿的toothType均为11，也就是说无需对齿形进行额外判定，程序自动屏蔽齿形判断逻辑；②当曲轴信号电平跳变时，通过硬件引脚的电平跳变，触发曲轴自同步程序；③曲轴自同步程序，获取当前电平跳变沿对应的时间戳，并与上一次的时间戳进行减法操作，获取当前齿的周期值。

上述的第一时间戳，为当前的电平跳变沿对应的时间点。

上述的历史事件戳，为当前时间点之前的电平跳变沿对应的时间节点。

上述的当前周期值，为当前时间节点减掉上一次时间节点的时间差，即为当前周期值。

④曲轴自同步程序，判断是否存在上一周期的周期值，如果有，则计算相邻两个齿周期的比值。如果比值落在[0.75-1.25]之间，则判定当前齿和前一个齿的长短一致，当前齿对应的沿并不是特征点；⑤每有一个齿的信号跳变，则会触发曲轴自同步程序进行上述过程，直到豁口后的第一齿到来，此时齿周期的比例约为3，曲轴自同步程序找到了曲轴特征点，也就是豁口的位置；⑥此时发动机自同步程序查找曲轴配置表，发现有两个特征点，仍然无法进行唯一位置的确定，此时曲轴自同步程序去查询凸轮信号的电平信号(如图4所示，图4为GDI发动机的曲轴和凸轮相位关系的示意图，gap0对应的凸轮信号为低电平，gap1对应的为高电平)，若电平为低电平，则确定了曲轴的唯一特征点为gap0，对应的发动机角度建立，齿编号也锁定下来。

上述的周期比例，对应于当前曲轴齿周期与上一曲轴齿周期的比值。

上述的第一预设区间，可理解为当前曲轴齿周期与上一曲轴齿周期的比值区间，一般要求约为3，需要基于豁口情况进行确定，在此可以[2.75，3.25]为例进行区间判断，此处的第一预设区间可以根据需求自行设定。

示例性的，若当前曲轴齿周期为6，上一曲轴齿周期为2，两者比例为3，满足上述的第一预设区间，因此，则将当前曲轴齿确定为曲轴特征点，即曲轴豁口处。

步骤S106，基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号，其中，凸轮配置信息包括：凸轮码盘上每个凸轮沿的第二编号、历史电平信号、齿周期比例、齿长度、曲轴豁口的数量、曲轴豁口的第二类型、齿形模式和第二中断标志位，历史电平信号用于表征凸轮沿之前的电平信号，齿周期比例用于表征凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮沿对应的齿周期的比例，曲轴豁口的数量用于表征凸轮沿和上一个凸轮沿之间对应的曲轴信号中的豁口的数量，第二中断标志位用于表征凸轮沿是否触发中断。

步骤S108，基于曲轴特征点对应的电平信号，确定发动机的相位。

其中，步骤S108包括：确定凸轮信号中的多个凸轮沿；获取多个凸轮沿对应的时间戳和电平信号；基于多个凸轮沿对应的时间戳，确定目标齿周期比例；基于目标齿周期比例和电平信号，从凸轮配置信息中获取目标第二编号；响应于已经识别出曲轴特征点，确定目标第二编号对应的电平信号为曲轴特征点对应的电平信号。

具体而言，上述的凸轮配置信息可以是通过对多种样式的凸轮信号进行信息收集、归纳总结，从而配置得到的凸轮配置表。

如表2所示，表2为凸轮配置的凸轮信号配置表格。具体包含如下内容：①edgeNum，凸轮齿的沿编号，因为凸轮上的齿比较少，且凸轮的上升沿、下降沿、电平信号，都是极为重要的特征信息，所以对凸轮齿的处理，细化到上升沿、下降沿的程度，edgeNum代表凸轮沿的编号；②signalLevle，此凸轮沿之前的电平的信号，01代表高电平、00代表低电平，在某些形式的凸轮形式下，不需要考虑电平信息，则设置为11；③toothRatio，代表此凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮齿周期的比值，比值和凸轮实际齿形有关，可配置为1/3,1/2,3等值；④toothLength，标志该凸轮齿的相对长短，L代表长齿、M代表中齿、S代表短齿。在有的凸轮齿形中，齿没有大小和长短之分，则配置为N，代表忽略齿的长短信息；⑤gapNum，表示当前凸轮主沿和上一个凸轮主沿之间，对应的曲轴信号中有几个豁口，配置为具体的数字，如0代表无豁口，1代表有1个豁口，一次类推；⑥gapType，对应曲轴豁口的类型配置，一般配置为0，其余数值用于预留；⑦camPattern，当前凸轮沿对应的齿形模式，用于程序对凸轮齿形进行二次校验；⑧iqrMask，当前凸轮沿的中断标志为，0代表不产生中断，1代表产生中断，为上层应用提供中断反馈机制和后续处理机制。

上述的电平信号可以为曲轴豁口处的电平信号。

上述的第二编号可以为每个凸轮齿的沿编号，由于凸轮电平信号可作为重要的豁口定为特征，因此，可对每个凸轮齿进行细化处理，细化到上升沿、下降沿等。

上述的历史电平信号可以为当前凸轮沿之前的电平信号，将高电平标的为01，低电平标的为00，忽略电平标的为11。

表2凸轮配置的凸轮信号配置表格

上述的齿周期比例可以为当前凸轮沿对应的齿周期与上一齿周期的比值，可配置为具体的数值。

上述的齿长度可以为每个凸轮齿的长度，分别用L代表长齿、M代表中齿、S代表短齿、N代表忽略齿形。

上述的曲轴豁口的数量，对应于当前凸轮主沿距离上一个凸轮主沿之间，对应的曲轴信号中的豁口数量。

上述的曲轴豁口的第二类型可以为曲轴豁口的类型配置。

上述的齿形模式可以为当前凸轮沿对应的齿形模式，用于对当前凸轮齿的形状进行校验。

上述的第二中断标志位可以为当前凸轮沿的中断标志位，即表征当前凸轮沿是否触发中断。

具体的，凸轮自同步的最主要目的，是快速进行凸轮特征点的判定，尽快辅助曲轴完成曲轴的自同步。由于凸轮的齿形较大，更容易提供一些特征识别点。所以将凸轮的上升沿、下降沿全部配置到硬件寄存器中，电平的上升沿和下降沿均会触发凸轮自同步程序。

凸轮自同步程序的执行步骤大致如下：①发动机启动后，第一到来的凸轮沿，触发凸轮自同步程序，此时程序只能获取第一个沿对应的时间戳，已知第一个沿对应的凸轮信号电平，但无法做任何后续处理，程序直接退出；②第二个沿到来时，凸轮自同步程序，获取第二个沿对应的时间戳，通过计算得到第一个齿的周期、对应的凸轮电平信号，但此时通过查表，仍然无法确定凸轮沿的具体编号，程序退出；③第三个沿到来时，此时凸轮自同步程序通过计算得到了之前两个齿的周期，对两个齿的周期进行比值操作，得到toothRatio值，此时根据toothRatio及凸轮电平信息查找凸轮配置表，有可能会获取唯一的凸轮的沿编号，也有可能依然无法获得唯一的凸轮沿编号；此时通过查找曲轴自同步状态，看是否已经识别到了豁口，此时豁口信息可能有助于凸轮建立自同步状态；

上述的多个凸轮沿可以为凸轮信号中出现的第一凸轮沿、第二凸轮沿、第三凸轮沿等。

上述的时间戳，可理解为第一凸轮沿对应的第一时间节点、第二凸轮沿对应的第二时间节点，以此类推。

上述的电平信号可以为各个凸轮沿对应的电平的上升沿或下降沿、以及对应的高电平、低电平数据。

上述的目标齿周期比例可以为在当前凸轮沿到来时，利用凸轮自同步程序计算得到的当前凸轮沿到来之前的两个凸轮齿的周期，通过对两个凸轮齿的周期进行比值操作，可得到周期比值。

上述的目标第二编号，为根据周期比值和凸轮电平信号，对凸轮配置表查找进行查找得到的唯一的凸轮的沿编号。进而，通过查找曲轴的自同步状态，当已经识别出曲轴豁口处时，可将上述的唯一的凸轮的沿编号对应的电平信号确定为曲轴豁口对应的电平信号。进而利用电平信号，确定曲轴的当前形状，进而确定出发动机的相位角度，从而监测发动机的工作状态是否正常。

示例性的，以上述的GDI发动机的曲轴配置信息为例进行说明，如表3所示，表3为GDI发动机的曲轴信号配置表：①对于60-2的曲轴形式，每一个齿的形式都一样，不需要区分A型齿或者B型齿，toothType统一设置为11；②把豁口后的第一个齿定义为1号齿，并以此类推，为了加强对豁口处的事件处理，将豁口前后的两个齿做特殊标记，允许产生中断，相应的irqMask置位为1；③1号齿和59号齿为豁口的第一个齿，将gapIndex置位为1。

表3 GDI发动机的曲轴信号配置表

toothNum	toothType	gapIndex	irqMask
				1	11	1	1
2	11	0	0
				。。	11	0	0
58	11	0	1
				59	11	1	1
60	11	0	0
				61	11	0	0
。。	11	0	0
				116	11	0	1

GDI发动机的凸轮配置信息如表4所示，表4为GDI发动机的凸轮信号配置表：①edgeNum代表是凸轮沿的编号，在发动机安装完毕后，凸轮信号沿和上止点的关系就已经锁死，以图4中的编号顺序为凸轮的沿进行编号；②signalLevle，根据凸轮各个沿之前的电平信号，进行配置；③toothRatio，以第4号沿为例，toothRatio＝T34/T23＝3(此例中长齿的长度是短齿的3倍，凸轮表在配置时，需要根据实际凸轮的长短情况进行配置)。其他齿的toothRatio使用同样的计算方式；④toothLength配置，L代表长齿，S代表短齿；⑤gapNum的配置，以6号沿为例，6号沿和上一个沿，也就是5号沿，这个区间内对应的曲轴信号中，有一个豁口，所以将gapNum设置为1，其他沿的情况按照图形进行配置即可；⑥此例中所有的gapType统一处理，因为所有的豁口均为长度为2个曲轴齿的豁口，是最常见的豁口形式；⑦camPattern，指的是此沿之前的三个凸轮齿的形状组合模式，以5号沿为例，往前数3个齿，对应的形状分别为短-长-短，缩写为SLS；⑧根据实际需要，在相应的沿出设置中断使能位，置位的沿可产生中断事件，供上层应用进行额外处理。

表4 GDI发动机的凸轮信号配置表

具体而言，在确定当前曲轴齿为曲轴特征点之后，曲轴自同步程序可预测后续所有的齿形，当新的齿到来时，使用预测值与实际值进行校验，如果校验通过，则进行下一齿的预测，若校验不通过，说明程序可能存在异常。发动机曲轴自同步程序进行初始化恢复，重新启动上述过程，重新寻找特征点。

上述的预测值可以为当前曲轴齿之后的第一个曲轴齿的预测数值。

上述的实际值可以为通过曲轴配置表，对当前曲轴信号进行识别得到的第一个曲轴齿的实际值。

上述的第一校验结果包含两种情况，一种是校验成功、一种是校验失败。

上述的第二曲轴齿，即为第一曲轴齿之后的曲轴齿。

上述的新曲轴特征点可以为对曲轴自同步程序进行初始化恢复之后，重启得到的新的曲轴特征点。

可选地，在步骤S106之后，该方法还包括：响应于凸轮信号中多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到第一凸轮沿的当前预测结果；将当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；响应于第二校验结果为校验成功，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新；响应于第二校验结果为校验失败，或所述发动机停止工作，则响应于凸轮信号中多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到第一凸轮沿的当前预测结果；将当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；响应于第二校验结果为校验通过，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新；响应于第二校验结果为校验失败，或发动机停止工作，停止确定曲轴特征点对应的电平信号。

具体而言，在确定目标第二编号对应的电平信号为曲轴特征点对应的电平信号之后，即已经确定了凸轮的沿编号，则进行齿周期、齿模式的校验，校验通过，则进行后续的齿形预测、齿编号预测；如果之前还未建立凸轮自同步的状态，也就是未确定唯一的凸轮沿编号，则凸轮自同步通过连续三个齿的模式判别，结合电平信息，可确定当前沿的唯一编号；然后凸轮自同步程序进行后续齿的模式预测、齿周期预测、沿计数预测等操作。

后续凸轮沿到来之后，凸轮自同步程序首先确认新齿的周期、toothRatio、电平、camPattern等信息，并与之前预测的结果进行比对校验，如果一致，说明程序运行健壮，更新状态信息、齿数信息、预测信息等。

后续凸轮每到一个沿，都会重复执行上述动作，直到发动机停机，或者凸轮信息校验出错，凸轮自同步程序重新初始化为止。

上述的第一凸轮沿可以为凸轮信号中当前凸轮沿之后的第一个凸轮沿。

上述的当前预测结果可以为第一个凸轮沿的齿形预测结果、沿编号预测结果。

上述的第二校验结果包含两种情况，即校验成功、校验失败。

可选地，该方法还包括：基于发动机的机械结构，确定曲轴信号和凸轮信号的相位关系；基于相位关系构建曲轴配置信息和凸轮配置信息。

具体而言，曲轴运动用于输出发动机的动力，凸轮可对气缸的气门进行驱动。发动机正时***的建立是基于曲轴自同步、凸轮自同步的。发动机在安装完成之后，曲轴、凸轮和发动机各缸压缩上止点的位置均锁定。根据发动机的机械设计，可获得曲轴信号、凸轮信号的设计关系，根据此设计关系，对曲轴配置表、凸轮配置表进行全方位配置。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种发动机相位同步装置，该装置可以执行上述实施例1中提供的发动机相位同步方法，具体实现方式和优选应用场景与上述实施例1相同，在此不做赘述。

图5是根据本发明实施例的一种发动机相位同步装置的示意图，如图5所示，该装置包括：

获取模块502，用于响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；

第一确定模块504，用于基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的曲轴特征点，其中，曲轴特征点用于表征曲轴上豁口的位置，曲轴配置信息包括：曲轴码盘上每个曲轴齿的第一编号、第一类型、第一标记信息和第一中断标志位，第一标记信息用于表征曲轴齿是否处于豁口处，第一中断标志位用于表征曲轴齿是否触发中断；

第二确定模块506，用于基于凸轮码盘的凸轮配置信息对凸轮信号进行识别，确定曲轴特征点对应的电平信号，其中，凸轮配置信息包括：凸轮码盘上每个凸轮沿的第二编号、历史电平信号、齿周期比例、齿长度、曲轴豁口的数量、曲轴豁口的第二类型、齿形模式和第二中断标志位，历史电平信号用于表征凸轮沿之前的电平信号，齿周期比例用于表征凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮沿对应的齿周期的比例，曲轴豁口的数量用于表征凸轮沿和上一个凸轮沿之间对应的曲轴信号中的豁口的数量，第二中断标志位用于表征凸轮沿是否触发中断；

第三确定模块508，用于基于曲轴特征点对应的电平信号，确定发动机的相位。

可选地，第一确定模块包括：第一获取单元，用于响应于曲轴信号出现电平跳变，获取电平跳变沿对应的第一时间戳；第二获取单元，用于获取第一时间戳与历史时间戳的差值，得到曲轴码盘的当前曲轴齿的当前周期值；第三获取单元，用于响应于存在历史周期值，获取当前周期值与历史周期值的比值，得到周期比例；第一确定单元，用于响应于周期比例处于第一预设区间，查询曲轴配置信息，确定当前曲轴齿为曲轴特征点。

可选地，第一确定单元包括：第二确定单元，用于确定当前曲轴齿之后的第一曲轴齿的预测值；第三确定单元，用于基于曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定第一曲轴齿的实际值；第一校验单元，用于基于预测值和实际值对新曲轴齿进行校验，得到第一校验结果；第四确定单元，用于响应于第一校验结果为校验失败，则基于曲轴码盘的曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定曲轴信号中的新曲轴特征点；第五确定单元，用于响应于第一校验结果为校验成功，基于曲轴配置信息对曲轴信号进行识别，确定第一曲轴齿之后的第二曲轴齿的实际值。

可选地，第二确定模块包括：第六确定单元，用于确定凸轮信号中的多个凸轮沿；第四获取单元，用于获取多个凸轮沿对应的时间戳和电平信号；第七确定单元，用于基于多个凸轮沿对应的时间戳，确定目标齿周期比例；第五获取单元，用于基于目标齿周期比例和电平信号，从凸轮配置信息中获取目标第二编号；第八确定单元，用于响应于已经识别出曲轴特征点，确定目标第二编号对应的电平信号为曲轴特征点对应的电平信号。

可选地，第八确定单元包括：第一预测单元，用于响应于凸轮信号中多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到第一凸轮沿的当前预测结果；第二校验单元，用于将当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；第一更新单元，用于响应于第二校验结果为校验成功，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新。

可选地，第八确定单元还包括：第二预测单元，用于响应于第二校验结果为校验失败，或发动机停止工作，则响应于凸轮信号中多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到第一凸轮沿的当前预测结果；第三校验单元，用于将当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；第二更新单元，用于响应于第二校验结果为校验通过，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新；识别暂停单元，用于响应于第二校验结果为校验失败，或发动机停止工作，停止确定曲轴特征点对应的电平信号。

可选地，该装置还包括：第四确定模块，用于基于发动机的机械结构，确定曲轴信号和凸轮信号的相位关系；构建模块，用于基于相位关系构建曲轴配置信息和凸轮配置信息。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种车辆，包括一个或多个处理器、存储装置，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的发动机相位同步方法。

实施例4

根据本发明实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的发动机相位同步方法。

实施例5

根据本发明实施例，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的发动机相位同步方法。

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。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种发动机相位同步方法，其特征在于，包括：

响应于发动机启动，获取曲轴码盘的曲轴信号和凸轮码盘的凸轮信号；

基于所述曲轴码盘的曲轴配置信息对所述曲轴信号进行识别，确定所述曲轴信号中的曲轴特征点，其中，所述曲轴特征点用于表征曲轴上豁口的位置，所述曲轴配置信息包括：所述曲轴码盘上每个曲轴齿的第一编号、第一类型、第一标记信息和第一中断标志位，所述第一标记信息用于表征所述曲轴齿是否处于所述豁口处，所述第一中断标志位用于表征所述曲轴齿是否触发中断，其中，基于所述曲轴码盘的曲轴配置信息对所述曲轴信号进行识别，确定所述曲轴信号中的曲轴特征点，包括：响应于所述曲轴信号出现电平跳变，获取所述电平跳变沿对应的第一时间戳；获取所述第一时间戳与历史时间戳的差值，得到所述曲轴码盘的当前曲轴齿的当前周期值；响应于存在历史周期值，获取所述当前周期值与所述历史周期值的比值，得到周期比例；响应于所述周期比例处于第一预设区间，查询所述曲轴配置信息，确定所述当前曲轴齿为所述曲轴特征点；

基于所述凸轮码盘的凸轮配置信息对所述凸轮信号进行识别，确定所述曲轴特征点对应的电平信号，其中，所述凸轮配置信息包括：所述凸轮码盘上每个凸轮沿的第二编号、历史电平信号、齿周期比例、齿长度、曲轴豁口的数量、所述曲轴豁口的第二类型、齿形模式和第二中断标志位，所述历史电平信号用于表征所述凸轮沿之前的电平信号，所述齿周期比例用于表征所述凸轮沿对应的齿周期和上一个凸轮沿对应的齿周期的比例，所述曲轴豁口的数量用于表征所述凸轮沿和上一个凸轮沿之间对应的曲轴信号中的豁口的数量，所述第二中断标志位用于表征所述凸轮沿是否触发中断，其中，基于所述凸轮码盘的凸轮配置信息对所述凸轮信号进行识别，确定所述曲轴特征点对应的电平信号，包括：

确定所述凸轮信号中的多个凸轮沿获取所述多个凸轮沿对应的时间戳和电平信号；基于所述多个凸轮沿对应的时间戳，确定目标齿周期比例；基于所述目标齿周期比例和所述电平信号，从所述凸轮配置信息中获取目标第二编号；响应于已经识别出所述曲轴特征点，确定所述目标第二编号对应的电平信号为所述曲轴特征点对应的电平信号；

基于所述曲轴特征点对应的电平信号，确定所述发动机的相位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述当前曲轴齿为所述曲轴特征点之后，所述方法还包括：

确定所述当前曲轴齿之后的第一曲轴齿的预测值；

基于所述曲轴配置信息对所述曲轴信号进行识别，确定所述第一曲轴齿的实际值；

基于所述预测值和所述实际值对新曲轴齿进行校验，得到第一校验结果；

响应于所述第一校验结果为校验失败，则基于所述曲轴码盘的曲轴配置信息对所述曲轴信号进行识别，确定所述曲轴信号中的新曲轴特征点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，响应于所述第一校验结果为校验成功，基于所述曲轴配置信息对所述曲轴信号进行识别，确定所述第一曲轴齿之后的第二曲轴齿的实际值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述目标第二编号对应的电平信号为所述曲轴特征点对应的电平信号之后，所述方法还包括：

响应于所述凸轮信号中所述多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对所述第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到所述第一凸轮沿的当前预测结果；

将所述当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；

响应于所述第二校验结果为校验成功，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，响应于所述第二校验结果为校验失败，或所述发动机停止工作，则

响应于所述凸轮信号中所述多个凸轮沿之后的第一凸轮沿到达，对所述第一凸轮沿进行齿形和第二编号预测，得到所述第一凸轮沿的当前预测结果；

将所述当前预测结果与历史预测结果进行校验，得到第二校验结果；

响应于第二校验结果为校验通过，对状态信息、齿数信息和预测结果进行更新。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，响应于所述第二校验结果为校验失败，或所述发动机停止工作，停止确定所述曲轴特征点对应的电平信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述发动机的机械结构，确定所述曲轴信号和所述凸轮信号的相位关系；

基于所述相位关系构建所述曲轴配置信息和所述凸轮配置信息。

8.一种车辆，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述发动机相位同步方法。