[發明專利]一種轉速信號自診斷裝置以及方法

在審

• 申請號: 201410370622.3
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104181333A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 謝小娟;孫振宇;王婷
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G01P21/02
• 分類號: G01P21/02
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

技術領域

本發明涉及轉速信號的診斷領域，尤其涉及一種通過識別多齒或少齒診斷轉速信號是否正確的方法。

背景技術

轉速信號對于包括汽車在內的許多機電控制領域里，往往是一個非常重要的信號，對轉速信號的可靠性要求很高。但現有的轉速傳感器一般是磁電式的，通過磁電效應產生變化的電壓信號，從而轉換成相應的轉速信號。常見的做法有通過一個轉速信號輪，信號輪上有幾十個信號齒，每個齒以相同的間距排布。磁電式的轉速傳感器安裝在信號輪上方，信號輪旋轉時，信號齒依次通過轉速傳感器，由于每個信號齒的齒頂和齒底和轉速傳感器的距離不一樣，在轉速傳感器中感應出不同的電勢差，這個電勢差對應于每一個齒信號的角度，計算出這個角度對應的時間，即可算出轉速。但由于磁電式的轉速傳感器容易受到其他電磁信號的干擾，信號輪本身的毛刺也可能會造成信號失真，轉速傳感器導致讀取到的齒信號多一個齒或少一個齒。對于一些對轉速信號要求很高的應用，轉速信號多一個齒或少一個齒，會造成控制功能紊亂。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是實現一種能夠識別多齒或少齒轉速信號的診斷方法，并能及時糾正轉速信號偏差的自診斷裝置以及方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種轉速信號自診斷裝置，包括被診斷的信號輪，所述信號輪一側設有測量信號輪上每一個信號齒轉速的轉速傳感器，所述轉速傳感器輸出轉速信號至信號處理單元。

一種轉速信號自診斷方法，包括以下步驟：

步驟1、采集信號輪每一個信號齒的角速度；

步驟2、通過相鄰信號齒角速度計算角加速度；

步驟3、通過判斷角加速度是否處于預設閥值區間內，判定信號齒輪是否出現故障。

進一步的，信號輪帶有N個均勻分布的信號齒，每個齒角度Ang為M度,其中M＝360°/N，每一個信號齒經歷的時間記為齒周期；

前一個齒周期記錄為T1，則前一個齒的齒周期內的平均角速度為V1，V1＝Ang/T1；

當前齒周期記為T2，則當前齒的齒周期內的平均角速度為V2，V2＝Ang/T2；

則當前信號齒的角加速度a2＝(V2-V1)/T2；

若a2小于預設下限閥值a_min，則認為轉速下降速度不合理，發出缺齒信號的故障；若a2大于預設上限閥值a_max，則認為轉速上升速度不合理，發出多齒信號故障；若在閥值區間內，則循環進行檢測。

進一步的，所述a_min和a_max進行動態調整；當轉速處于加速狀態時，a_min和a_max適當增加，當轉速處于減速狀態時，a_min和a_max適當減小。

本發明的優點在于由于轉速信號是機械結構產生的信號，其變化必然是連續的，不可能跳變，如果由于電磁干擾或信號輪毛刺的影響，導致信號齒轉換過來的齒信號發生缺齒或多齒故障時，通過檢測計算相鄰齒信號的轉速加速度，就可以發現不合理的加速度變化，從而檢測出缺齒或多齒的故障。

實際運行中，轉速加速度本身就會發生變化，該方法可以用于檢測不合理加速度變化的限值范圍，并通過查表的方式進行動態調整，使得故障的檢測更加準確，從而能夠識別多齒或少齒的轉速信號，及時糾正轉速信號偏差，防止控制功能發生紊亂。

附圖說明

下面對本發明說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為轉速信號自診斷裝置結構示意圖；

圖2為讀取的齒信號波形圖；

圖3為自診斷方法流程圖；

上述圖中的標記均為：1、轉速傳感器；2、信號輪；3、信號齒；4、齒角度；5、齒信號；6、齒周期。

具體實施方式

參見圖1可知，該裝置就是在被診斷的信號輪2的一側增加一個轉速傳感器1，該轉速傳感器1測量信號輪2上每一個信號齒3的轉速，并將采集的轉速信號輸出至信號處理單元，通過處理單元判斷轉速傳感器1獲得的信號輪2的轉速是否處于正常狀態，即能夠識別多齒或少齒轉速信號的診斷方法，及時糾正轉速信號偏差，防止控制功能發生紊亂。

基于上述裝置，如圖3所示，其處理器在接收到信號后的處理方法如下：

信號輪2旋轉時，通過轉速傳感器1，記錄每一個齒信號5經歷的時間，即齒周期6。信號輪2上的所有信號齒3以相同間隔分布，因此每個齒信號5對應的角度都是一樣的，設為Ang，信號輪2帶有N個均勻分布的信號齒3，記Ang為M度,則M＝360°/N；

前一個齒周期6記錄為T1，計算前一個齒的齒周期6內的平均轉速為V1，V1＝Ang/T1；