本发明涉及发动机电喷技术，特别是涉及一种磁电式双触发电喷发动机转速信号采集系统及方法。
背景技术：
发动机转速是衡量发动机工作状况的重要参数之一，是电喷标定的基础参数。转速信号稍有干扰就会造成发动机的运行不稳定。
在自动化领域中，触发器肩负着信号采集的重要工作，发动机触发器，用于检测发动机曲轴转速，并产生电信号输出给电控单元。现有的发动机转速信号采集系统采用单触发器采集发动机转速，当触发器短路或者断路时，发动机直接熄火，严重影响发动机性能并带来极大的安全隐患。同时，磁电式触发器的信号是一种磁电信号，非常容易被干扰，并造成发动机转速不稳、熄火等各种故障；现有的发动机转速信号采集系统，通过过滤一定时间內，最大或者最小的转速信号，来去除发动机干扰信号，这样的处理方法造成好多干扰信号无法滤除，严重影响发动机转速的准确性，造成发动机喷油及点火的紊乱，严重影响发动机性能。
技术实现要素：
发明目的：本发明的一个目的是提供一种可靠性高、抗干扰能力强以及性能稳定的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集系统。
本发明的另一个目的是提供一种基于上述磁电式双触发电喷发动机转速信号采集系统的采集方法。
技术方案：本发明的发动机转速信号采集系统，包括：电控单元和信号采集机构，信号采集机构包括曲轴连杆、安装支架、感应盘、主触发器和校验触发器，曲轴连杆和安装支架安装在发动机本体上，感应盘安装在曲轴连杆上，随曲轴连杆一起旋转，主触发器和校验触发器安装在安装支架上，主触发器和校验触发器芯轴的中心线与感应盘凸齿中心线在同一平面上，且芯轴与凸齿之间有间隙；主触发器和校验触发器用于间隔采集发动机转速信号，并将转速信号传输给电控单元，电控单元对转速信号进行处理；
电控单元内置单片机、双路转速信号处理芯片、第一滤波电路和第二滤波电路，其中，主触发器输出的转速信号经过第一滤波电路的滤波处理后输入至双路转速信号处理芯片，双路转速信号处理芯片将该信号转换成第一方波信号后输出给单片机；校验触发器输出的转速信号经过第二滤波电路的滤波处理后输入至双路转速信号处理芯片，双路转速信号处理芯片将该信号转换成第二方波信号后输出给单片机进行处理；当主触发器或校验触发器发生故障时，单片机自动切换成单触发器运行模式，确保电控单元能正确识别发动机转速。
本发明的发动机转速信号采集方法，包括以下步骤：
s1、感应盘随曲轴连杆一起旋转，当感应盘上的凸齿通过主触发器和校验触发器时，主触发器和校验触发器会分别产生一个正弦波信号，主触发器和校验触发器按时间先后顺序将各自的正弦波信号发送至电控单元；
s2、电控单元的第一滤波电路和第二滤波电路分别对主触发器和校验触发器输出的正弦波信号进行滤波处理，双路转速信号处理芯片将两路滤波处理后的正弦波信号分别转换成第一方波信号和第二方波信号后输出给电控单元内部的单片机；
s3、主触发器输出的正弦波信号对应第一方波信号的下降沿触发单片机中的第一捕捉定时器的中断程序，中断程序完成感应盘从上一齿旋转到当前齿所需要的时间的采集，并判断校验触发器是否有故障，如果判定到故障，则切换为单主触发器运行模式，同时判断主触发器采集的信号是否是干扰信号，如是干扰信号，则予以过滤；校验触发器输出的正弦波信号对应第二方波信号的下降沿触发单片机中的第二捕捉定时器的中断程序，中断程序完成感应盘从上一齿旋转到当前齿所需要时间的采集，判断主触发器是否有故障，当判断到主触发器发生故障时，则切换为单校验触发器运行模式；中断程序同时判断主触发器输出的正弦波信号是否是干扰信号，并过滤发现的干扰信号；
s4、计算发动机转速。
进一步的，步骤s1中主触发器和校验触发器安装在安装支架上且固定不动，感应盘随曲轴连杆转动，当感应盘上的凸齿通过主触发器或校验触发器时，主触发器或校验触发器内部的芯轴与感应盘上的凸齿之间的间隙变小，并改变主触发器或校验触发器内部线圈中的磁场，变化的磁场在触发器线圈中感应出变化的电场，从而产生正弦波信号；主触发器的正弦波信号产生的第一方波信号被第一捕捉定时器捕捉并处理好后，校验触发器的正弦波信号产生的第二方波信号才进入第二捕捉定时器。
进一步的，步骤s3中在主触发器和校验触发器都不对应感应盘缺齿的情况下，两路触发器的正弦波信号对应的方波信号交替进入电控单元；当主触发器或校验触发器旋转到感应盘缺齿位置时，两路触发器的正弦波信号对应的方波信号不再交替进入电控单元，而是变为不对应缺齿的触发器的正弦波信号对应的方波信号连续进入电控单元。
当主触发器或校验触发器有短路或者断路故障时，故障触发器不能产生正常的触发信号，对应的中断就捕捉不到该故障触发器产生的正弦波信号对应的方波信号的下降沿，所以电控单元接收到的触发信号由两路中断中交替出现的触发信号变为单路触发器产生的连续信号，当电控单元接收到来自同一触发器的5个连续信号时，判断另一个触发器出现故障。
进一步的，步骤s3中当单片机中产生的信号校验标志位er值与正常情况下中断程序中的er值不符合，即单片机接收到的触发器信号，齿序不对，则将齿序错误的信号判断为干扰信号予以剔除（即使该错误信号是因为另一路触发器产生故障而产生的连续非干扰信号，也抛弃5个这样的正常信号，即：电控单元有1/12圈不进行转速信号采集，利用这1/12圈的时间来完成对应触发器的故障判断）。
在两路触发信号都非缺齿的情况下，如果主触发器和校验触发器对应的图5所示的t1及st1的比值不在设定范围内，则作为干扰常信号予以过滤。
进一步的，步骤s3中第一捕捉定时器中断程序中的故障及干扰判断程序，具体为：
s311、主触发器对应非缺齿情况下，判断校验触发器故障标志位per2是否等于1，等于1表示校验触发器有故障，程序自动跳转到主触发器单独运行模式，不再进行校验触发器故障诊断及根据齿序的干扰信号排除；当per2等于0时，开始主触发器信号干扰判断及校验触发器故障诊断；
s312、校验触发器连续信号标志位k2置0，该标志位在校验触发器中断程序中用来判断单片机收到的是否是来自校验触发器的连续信号。校验触发器中断程序中读取到k2=0时，表示进入单片机的上一个信号是主触发器信号，不是来自校验触发器的连续信号；
s313、信号校验标志位er=er 1；er初始值为60，在主触发器中加1，在校验触发器中减1，如果进入单片机的信号是正常的交错信号，则er在主触发器中值为61，在校验触发器中值为60；
s314、判断er值是否是如下三种情况：er=61、i=6且er=62、i=7且er=63，如果是，说明齿序正常，把当前采集的t1值写入转速计算数组sp（i)，齿数计数器i=i 1；如果不是，则作为干扰信号处理，齿数计数器i不加1，t1值不写入转速计算数组sp（i)及t0；
s315、判断主触发器连续信号标志位k是否等于1（k在主触发器中赋值1，在校验触发器中赋值0），如果k=0，则说明单片机接收到的前一个信号来自校验触发器，故判断校验触发器没故障，直接把k赋值1，er赋值61，主触发器非正常连续信号计数器kn赋值0后，跳出中断，返回主程序。如果k=1，则说明单片机接收到的前一个信号也来自主触发器，主触发器非正常连续信号计数器kn加1；
s316、判断主触发器非正常连续信号计数器kn是否等于5，如果kn=5，则说明单片机收到了来自主触发器的5个非正常连续信号，则判断校验触发器无信号输出，把校验触发器标记为故障触发器，校验触发器故障位“per2”置1，跳出中断，返回主程序。
进一步的，步骤s3中第二捕捉定时器中断程序中的故障及干扰判断程序，具体为：
s321、判断主触发器故障标志位per1是否等于1，等于1表示主触发器有故障，程序自动跳转到校验触发器单独运行模式，不再进行主触发器故障诊断及干扰信号判断；当per1等于0时，开始主触发器信号干扰判断及主触发器故障诊断；
s322、信号校验标志位er=er-1；
s323、判断齿数计数器i是否大于等于58，如果大于58，则说明主触发器开始对应缺齿，所以59齿及60齿的计数功能及两齿的间隔时间计算由校验触发器承担，齿数计数器i加1，sp(i)=st1，st0=st1。如i小于58则跳到步骤s324；
s324、判断er值是否是如下三种情况：er=60、i=59且er=59、i=60且er=58；
如果er值正常，继续判断i是否是5、6、59、60中的一个，如果是，则有一个触发器对应缺齿，所以不进行主触发器故障诊断及信号干扰判断，直接跳出诊断，返回主程序；如果i不是5、6、59、60中的一个，则利用0.9≤sp(i)/st(1)≤1.1进行主触发器干扰信号判断；符合不等式条件的是正常信号，不符合不等式条件的是干扰信号；如果是干扰信号，则将主触发器采集的转速计算单元sp(i)置0，齿数计数器退1，不把这个干扰信号计入正常齿数；如不是干扰信号，退出中断，返回主程序；
如果er值不正常，执行步骤s325；
s325、判断校验触发器连续信号标志位k2是否等于1，如果k2=0，则说明单片机接收到的前一个信号来自主触发器，故判断主触发器没故障，直接把k2赋值1，er赋值60，校验触发器非正常连续信号计数器k2n赋值0后，跳出中断，返回主程序；如k2=1，则说明单片机接收到的前一个信号也来自校验触发器，校验触发器非正常连续信号计数器k2n加1；
s326、判断校验触发器非正常连续信号计数器k2n是否等于5，如果k2n=5，则说明单片机收到了来自校验触发器的5个非正常连续信号，则判断主触发器无信号输出，把主触发器标记为故障触发器，校验触发器故障位“per1”置1，跳出中断，返回主程序。
进一步的，步骤s4中发动机转速计算方法为：单片机的两路捕捉定时器有一个共同的时钟信号，当主触发器对应的第一方波信号的下降沿到来时，会触发第一捕捉定时器的中断，第一捕捉定时器记录下信号到达时的时钟信号时刻数new，通过减去记录在存储单元里的上一个信号的时钟信号时刻数old，得到感应盘从前一个齿旋转到这个齿的时长t1=new-old，相邻两齿的夹角是a°，非缺齿时a=6°，缺齿时a=18°，所以此时对应的发动机转速为：
发动机转速计算在主程序中进行，sp(i)，[i=1~60]，当i是10的整数倍时，选取前面10个相邻的sp(i)值，去除其中为0的sp(i)值，再去除一个最大的值和一个最小的值，最后求取剩余sp(i)的平均值，将该平均值带入上式的t1，a取6，求得发动机的转速，感应盘旋转一周，主程序计算10次发动机转速。
有益效果：与现有技术相比，本发明系统采用双触发器结构，两路触发器信号，自动判断两路触发器是否有故障，当一路出现故障时，电控单元自动读取另一路信号，两路信号互为备份，提高了系统的可靠性。通过两路触发信号的相互校验，能大幅度提高电控单元的转速信号抗干扰性能，进一步提高了电喷系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明的信号采集机构示意图；
图2是触发器剖面结构示意图；
图3是主触发器和校验触发器与感应盘安装位置示意图；
图4是电控单元触发信号处理电路原理示意图；
图5是触发信号波形时序示意图；
图6是本发明信号采集方法流程图；
图7是主触发器信号处理程序流程图；
图8是校验触发器信号处理程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明的双触发器系统，电控单元自动判断两路触发器是否有故障，当一路出现故障时，电控单元自动读取另一路信号，两路信号互为备份，提高了系统的可靠性。通过两路触发信号的相互校验，能大幅度提高电控单元的转速信号抗干扰性能，进一步提高了发动机工作的稳定性。
本发明所述的发动机转速信号采集系统，包括电控单元和信号采集机构，信号采集机构包括曲轴连杆1、安装支架2、感应盘3、校验触发器4和主触发器5，曲轴连杆和安装支架安装在发动机本体上，感应盘安装在曲轴连杆上，随曲轴连杆一起旋转，主触发器和校验触发器安装在安装支架上，主触发器和校验触发器芯轴的中心线与感应盘凸齿中心线在同一平面上，且主触发器和校验触发器的芯轴与凸齿之间保持一定的间隙；主触发器和校验触发器用于间隔采集发动机转速信号，并将转速信号传输给电控单元，电控单元对转速信号进行处理；主触发器和校验触发器两个芯轴之间的夹角为6个齿的夹角和一个齿宽，主触发器和校验触发器用于间隔采集发动机转速信号，并将转速信号传输给电控单元，电控单元对转速信号进行处理。
电控单元包括单片机、双路转速信号处理芯片、第一滤波电路和第二滤波电路，其中，主触发器输出的转速信号经过第一滤波电路的滤波处理后输入至双路转速信号处理芯片，双路转速信号处理芯片将该信号转换成第一方波信号后输出给单片机；校验触发器输出的转速信号经过第二滤波电路的滤波处理后输入至双路转速信号处理芯片，双路转速信号处理芯片将该信号转换成第二方波信号后输出给单片机进行处理；当主触发器或校验触发器发生故障时，单片机自动进入单触发器运行模式，确保电控单元能正确识别发动机转速。
如图1和图2所示，感应盘3安装在曲轴连杆1上，随曲轴连杆一起旋转，主触发器5和校验触发器4分别通过两只螺钉6安装在发动机安装支架2上。当感应盘上的凸齿通过触发器时，导致芯轴4-3与感应盘上的凸齿之间的间隙变小，并改变线圈4-2中的磁场，变化的磁场在线圈4-2中感应出变化的电场，从而产生一个正弦波信号，图中4-1为矩形永磁铁。
如图3所示，感应盘是60减2的齿圈（60个均布齿，把其中的两个齿去掉，形成58个均布齿和两个缺齿的齿形）通过过盈配合装配在磁电机的飞轮上，感应盘上的凸齿与主触发器和校验触发器的芯轴保持0.5~0.8毫米的间隙，感应盘随曲轴连杆旋转，当凸齿通过主触发器或校验触发器的芯轴时，触发器线圈内部的磁通量发生改变，从而在触发器上感应出正弦波信号。
主触发器和校验触发器的安装要求如图3所示：当主触发器的芯轴中心线与感应盘凸齿中心线对齐时，校验触发器的芯轴中心落后对应的凸齿一个齿宽，因为两个触发器分别接入单片机的两路捕捉定时器，同一时刻，单片机只能处理一路捕捉定时器的信号，为确保两路捕捉定时器能正常工作，两个触发器的信号在时间上有先后顺序。该设计确保主触发器的信号被第一捕捉定时器捕捉并处理好后，校验触发器的信号才进入第二捕捉定时器。
如图4所示，vr1 、vr1-是主触发器输出的发动机转速信号，vr2 、vr2-是校验触发器输出的发动机转速信号。电控单元接收到主触发器和校验触发器的转速信号后，用如图4所示的电路进行处理。图中，c1、c2、r2、r3、r4、r5、r6构成主触发器输出信号（vr1)的滤波电路；c4、c5、r7、r8、r9、r10、r11构成校验触发器输出信号（vr2)的滤波电路；c3为 5v电源的滤波电容。max9926将vr1及vr2的正弦波信号转换成对应的方波信号后输出给电控单元内部的单片机。
vr1对应的第一方波信号的下降沿触发单片机中的第一捕捉定时器的中断程序，中断程序完成校验触发器故障判断、干扰信号排除、当前凸齿与上一凸齿间隔时间采集、缺齿判断、齿序计数、计算发动机转速的数组sp(i)赋值等工作；vr2对应的第二方波信号的下降沿触发单片机中的第二捕捉定时器的中断程序，中断程序完成主触发器故障判断、主触发器转速干扰信号排除；主触发器发生故障时，完成当前凸齿与上一凸齿间隔时间采集、缺齿判断、齿序计数、发动机转速的数组计算sp(i)赋值等工作。
本发明所述的发动机转速信号采集方法，包括以下步骤：
s1、感应盘随曲轴连杆一起旋转，当感应盘上的凸齿通过主触发器和校验触发器时，主触发器和校验触发器会分别产生一个正弦波信号，主触发器和校验触发器按时间先后顺序将各自的正弦波信号发送至电控单元；
主触发器的正弦波信号产生的第一方波信号被第一捕捉定时器捕捉并处理好后，校验触发器的正弦波信号产生的第二方波信号才进入第二捕捉定时器。
s2、电控单元的第一滤波电路和第二滤波电路分别对主触发器和校验触发器输出的正弦波信号进行滤波处理，双路转速信号处理芯片将两路滤波处理后的正弦波信号分别转换成第一方波信号和第二方波信号后输出给电控单元内部的单片机。
s3、主触发器输出的正弦波信号对应第一方波信号的下降沿触发单片机中的第一捕捉定时器的中断程序，中断程序完成感应盘从上一齿旋转到当前齿所需要的时间的采集，并判断校验触发器是否有故障，如果判定到故障，则切换为单主触发器运行模式，同时判断采集的信号是否是干扰信号，如是干扰信号，则予以过滤；校验触发器输出的正弦波信号对应第二方波信号的下降沿触发单片机中的第二捕捉定时器的中断程序，中断程序完成感应盘从上一齿旋转到当前齿所需要的时间的采集，判断主触发器是否有故障，当判断到故障时，则切换为单校验触发器运行模式；中断程序同时判断主触发器输出的正弦波信号是否是干扰信号，并过滤发现的干扰信号。
在主触发器和校验触发器都不对应感应盘缺齿的情况下，两路触发器的正弦波信号对应的方波信号交替进入电控单元；当主触发器或校验触发器旋转到感应盘缺齿位置时，两路触发器的正弦波信号对应的方波信号不再交替进入电控单元，而是变为不对应缺齿的触发器的正弦波信号对应的方波信号连续进入电控单元。
当主触发器或校验触发器有短路或者断路故障时，故障触发器不能产生正常的触发信号，对应的中断就捕捉不到该故障触发器产生的正弦波信号对应的方波信号的下降沿，所以电控单元接收到的触发信号由两路中断中交替出现的触发信号变为单路触发器产生的连续信号，当电控单元接收到来自同一触发器的5个连续信号时，判断另一个触发器出现故障。
当单片机中产生的信号校验标志位er值与正常情况下中断程序中的er值不符合，即单片机接收到的触发器信号齿序不对，则齿序错误的信号判断为干扰信号予以剔除（即使该错误信号是因为另一路触发器产生故障而产生的连续非干扰信号，也抛弃5个这样的正常信号，即：电控单元有1/12圈不进行转速信号采集，利用这1/12圈的时间来完成对应触发器的故障判断）。
在两路触发信号都非缺齿的情况下，如果图5所示的t1及st1的比值不在设定范围内，则作为干扰常信号予以过滤。
s4、计算发动机转速。
发动机转速计算原理示例（以图5中主触发器的信号5-1为例）：
单片机的两路捕捉定时器有一个共同的时钟信号，当主触发器5的第一方波信号5-1的下降沿到来时，会触发第一捕捉定时器的中断，第一捕捉定时器记录下信号到达时的时钟信号时刻数new，通过减去记录在存储单元里的上一个信号的时钟信号时刻数old（对应图5中的5-0齿），就可以得到感应盘从上个齿旋转到这个齿的时长t1=new-old，相邻两齿的夹角是a°（非缺齿时a=6°，缺齿时a=18°），5-1齿与5-0齿的夹角是18°，所以此时对应的发动机转速（单位为：r/min）为：
发动机转速计算在主程序中进行。sp(i)，（i=1~60），当i=10的整数倍时，选取前面10个相邻的sp(i)值，去除其中为0的sp(i)值（当判断信号是干扰信号时，中断程序将该sp（i)值置0），再去除一个最大的值和一个最小的值（信号滤波），最后求取剩余sp(i)的平均值，将该平均值带入上式的t1，a取6，求得发动机的转速。感应盘旋转一周，主程序计算10次发动机转速。
主触发器中断程序及校验触发器中断程序主要功能如表1和表2：
表1主触发器中断程序（第一捕捉定时器中断程序）功能表
表2校验触发器中断程序（第二捕捉定时器中断程序）功能表
信号校验标志位er赋值原理：
从图5所示的触发信号波形时序示意图上可以看出，在两路触发器都不对应缺齿的情况下，两路触发器对应的第一方波信号和第二方波信号交错进入电控单元（电控单元接收到的触发信号顺序为：第一方波信号的5-1→第二方波信号的4-1→第一方波信号的5-2→第二方波信号的4-2→第一方波信号的5-3→第二方波信号的4-3→......)。利用这个特性，设计触发器信号校验标志位er，当第一捕捉定时器中断的5-1信号到达时，er的初始值置为61，对于后续信号，在主触发器中每捕捉到一次信号，er加1，在辅助触发器中每捕捉到一次信号，er减1，当第一捕捉定时器中断判断到缺齿时，er复位为61，当第二捕捉定时器中断判断到缺齿时，er复位为60。如下表所示，没有缺齿的情况下，在主触发器对应的中断程序中er=61，在校验触发器对应的中断程序中er=60，当感应盘旋转到第5、第6、第59、第60齿时，两路信号不再交替进入电控单元，所以第一捕捉定时器中断中第6、第7齿的er连续 1变为62、63，第二捕捉定时器中断中的第59、第60齿的er连续-1变为59，58。正常情况下感应盘旋转1圈各凸齿对应的er值如表3。
表3正常情况下感应盘旋转1圈各凸齿对应的er值表
故障判断原理：
当触发器有短路或者断路等故障时，故障触发器不能产生正常的触发信号，对应的中断就捕捉不到该故障传感器产生的脉冲信号下降沿，所以电控单元收到的触发信号由两路触发器交替发出的触发信号变为单路触发器产生的连续信号，则触发器信号校验标志位er值会连续增加。当电控单元收到来自同一触发器的5个连续信号时，电控单元把另一个触发器的故障标志位per1（per2）置1。
干扰判断方法有两种：
（a）单片机中产生的er值与表3中的正确值不符合，则判断该触发器信号为干扰信号并予以排除（即使该错误信号是因为另一路触发器产生故障而产生的连续非干扰信号，也抛弃5个这样的正常信号，利用牺牲的这五个连续信号的时间段来完成对应触发器的故障判断）。
（b）如图5触发信号波形示意图可知，非缺齿情况下，主触发器对应的齿与校验触发器对应的齿间隔仅仅是一个齿宽，所以这两个齿的速度基本相同，如果两齿对应的t1及st1的比值不在1±10%范围内，则作为干扰常信号予以剔除。通过两路信号的相互验证，电控单元能滤除一大部分干扰信号。主程序在判断到齿序i是10的整数倍时，进行发动机转速计算。具体的信号处理程序流程见图6、图7、图8。
图6是电控单元处理转速信号的整个流程说明。
电控单元上电后，单片机初始化，各变量初始化后，进入正常的电喷控制程序运行，当发动机开始起动时，感应盘在主触发器中感应出触发信号，经电控单元处理后的第一方波信号下降沿激活第一捕捉定时器的中断程序，进行主触发器转速信号的处理。处理完成后，退出中断，返回主程序，稍后校验触发器产生触发信号，经电控单元处理后的第二方波信号下降沿激活第二捕捉定时器的中断程序，进行校验触发器转速信号处理。处理完成后，退出中断，返回主程序。主程序判断到齿序i是10的整数倍时，选取前面10个相邻的sp(i)值，去除其中为0的sp(i)值，再去除一个最大的值和一个最小的值（信号滤波），最后求取剩余sp(i)的平均值，将该平均值带入公式
图7是第一捕捉定时器中断程序流程图，即主触发器信号处理程序流程图；具体工作步骤如下（下文中（1）、（2）、（3）......（28）等序号指图7所示的程序步骤代码）：
（2）当发动机开始起动时，感应盘的任一齿激活主触发器输出第一个正弦波信号，其对应的第一方波信号的下降沿触发单片机中的第一捕捉定时器的中断程序；（3）中断程序抓取对应的中断时刻new（old的初始值已在主程序中初始化）；（4）通过公式t1=new-old计算前后两齿间隔时间t1；（5）当前中断时刻new写入“old”，用于下一齿计算对应的两齿间隔时间t1；（6）判断发动机起动动标志位run是否等于0；如果run=0表示发动机开始起动，执行步骤（7）电控单元捕捉到的是第一个触发信号，把起动标志位run置1，退出中断，等待下一个齿的到来后进行缺齿判断；如果run≠0，则执行步骤（8）判断缺齿标志位lost_first是否等于1（电控单元处理转速信号，都是从感应盘的第一个缺齿开始，并把第一个缺齿的齿序定义为i=1）；如果第一次缺齿标志位lost_first≠1，则表示电控单元未检测到缺齿，执行步骤（9）根据公式t1>2*t0，（如图5所示，缺齿转动所用时间大于前一齿的两倍以上）进行缺齿判断；如果t1≯2*t0，执行步骤（10）当前齿的转动时间t1写入t0，返回（1）中断等待，等待下一个齿再进行缺齿判断，反复循环到t1>2*t0的齿为止；当t1>2*t0时，表示第一次缺齿判定成功，执行步骤（11）把第一次缺齿标志位lost_first置1，（12）齿数计数器i置1，即缺齿后的第1齿定义为第1齿；（13）信号校验标志位er初始化为61；（14）t1的值赋给t0；（16）t1值赋给发动机转速计算数组sp（i)后退出中断；如果第一次缺齿标志位lost_first=1，说明第一圈的缺齿已经判断成功，执行步骤（17）利用公式t1>2*t0判断现在接受到的信号是不是后续圈的缺齿信号，如果是后续圈的缺齿信号，则运行步骤（12）、（13）、（14）、（16），i及er复位（i=1，er=61），t0=t1，sp(i)=t1后出退出中断；如果第一次缺齿标志位lost_first=1，且当前齿不是缺齿信号，则执行步骤（18）判断校验触发器故障标志位per2是否等于1，per2=1，表示校验触发器有故障，则第一捕捉定时器中断程序进入单主触发器运行状态，不再进行校验触发器的故障判断及根据齿序的干扰信号判断，程序跳到步骤（15）、（14）、（16）、（1），齿序计数器i加1，t0=t1及t1值赋给sp(i)后退出中断程序；以上为校验触发器故障时，主触发器单独运行的流程。
（19）如果校验触发器故障标志位per2=0，说明校验触发器没故障，且当前齿对应的不是缺齿，则运行故障判断程序，校验触发器连续信号标志位k2置0（当校验触发器中断程序读取到k2=0时，表示进入单片机的上一个信号是主触发器信号，不是来自校验触发器的连续信号）；（20）信号校验标志位er=er 1；（21）判断齿序是否正常，当er=61或者i=6且er=62或者i=7且er=63，说明齿序正常，程序运行步骤（15）、（14）、（16）齿序计数器i加1，t0=t1及t1值赋给sp(i)后退出中断程序；当er不是正常值时，执行步骤（22）判断主触发器连续信号标志位k是否等于1（该标志位在校验触发器中置0，当主触发器中断程序读取到k=0时，表示进入单片机的上一个信号是校验触发器信号，k=1则说明入单片机的上一个信号也是主触发器信)；如果k=1，则执行步骤（23）、（24）主触发器非正常连续信号计数器kn加1并判断kn是否等于5；如kn≠5，把当前的主触发器信号当干扰处理后退出中断程序（主触发器干扰信号处理方法：齿数计数器不加1，t1不放入转速计算数组sp(i)）；如果kn=5，执行步骤（25）说明主触发器收到的是连续5个连续信号，把这5个信号当干扰信号处理予以过滤，校验触发器故障位“per2”置1，通知电控单元，校验触发器发生故障，下一次主触发信号到来时，第一捕捉定时器中断程序进入单主触发器运行状态。如果k≠1，说明当前中断收到的不是连续的单一触发器信号，但er值与齿序不匹配，所以把该信号作为干扰信号滤除后；执行步骤（26）k=1、（27）er=61、（28）kn=0后退出中断，复位这些变量的目的是利于下一次的干扰及故障判断。
图8是第二捕捉定时器中断程序流程图，即校验触发器信号处理程序流程图；具体工作步骤如下（下文中[1]、[2]、[3]......[35]等序号指图8所示的程序步骤代码）：
[2]感应盘在校验触发器上感应出一个正弦波信号，其对应的第二方波信号的下降沿触发单片机之第二捕捉定时器的中断程序；[3]中断程序抓取对应的中断时刻new2（old2的初始值已在主程序中初始化）；[4]通过公式st1=new2-old2计算前后两齿间隔时间st1；[5]当前中断时刻new写入“old2”，用于下一齿计算对应的两齿间隔时间st1；[6]判断发动机起动动标志位run是否等于0；run=0表示发动机开始起动，电控单元捕捉到的是第一个触发信号，则执行步骤[7]把起动标志位run置1，然后返回[1]中断等待；如run≠0，则执行步骤[8]判断缺齿标志位lost_first是否等于1；如果第一次缺齿标志位lost_first≠1，则执行步骤[9]利用公式st1>2*st0判断该齿是否为缺齿；如果st1≯2*st0，则执行步骤[10]当前齿的转动时间st1写入st0，然后返回[1]中断等待，等待下一个齿再进行缺齿判断；如果st1>2*st0，表示第一次缺齿判断成功，则执行步骤[11]把第一次缺齿标志位lost_first置1，[12]齿数计数器i置1，即缺齿后的第一个齿，定义为第1齿；[13]st1的值赋给st0；[14]st1值赋给发动机转速计算数组sp（i)后退出中断；在缺齿标志位lost_first等于1的情况下，执行步骤[15]判断per1是否等于1；如果per1等于1，即主触发器有故障时，则执行步骤[16]判断收到的信号对应的是否是后续圈的缺齿；如果不是缺齿，则执行步骤[17]齿序计数器i=i 1，[13]st1的值赋给st0，[14]st1值赋给发动机转速计算数组sp（i)后退出中断；如果per1等于1且当前齿是缺齿，执行步骤[12]、[13]、[14]后退出中断。以上是主触发器有故障，校验触发器单独运行时的程序流程。
当per1≠1，即主触发器没有故障的情况下，中断程序进行齿序59，60计数、计时、主触发器故障判断及干扰判断程序。具体如下：
[18]主触发器连续信号标志位k置0（当主触发器中断程序读取到k=0时，表示进入单片机的上一个信号是校验触发器信号，不是来自主触发器的连续信号）；[19]信号校验标志位er=er-1；[20]判断齿序计数器i是否≥58；如i≥58，则执行步骤[21]齿序计数器i=i 1（当到58齿时，因为主触发器对应到了缺齿，所以在校验触发器中标记第59齿及第60齿）；[22]st1的值赋给st0，用于可能到来的缺齿判断；[23]st1的值赋给sp(i)；[24]通过查询er是否等于60或者i=59且er=59或者i=60且er=58判断该信号是否是正常齿序，[20]中如果i<58时也直接跳转到步骤[24]；如果er不是上述对应的值，则执行步骤[25]判断k2是否等于1，k2是校验触发器非正常连续信号标志位，在主触发器中断程序中置0，如果此时k2=0，说明电控单元收到的上个信号不是来自校验触发器的连续信号，则[26]k2置1，[27]er复位为60，[28]k2n复位为0，[34]主触发器采集的转速计算单元sp(i)置0(当主程序发现sp(i)等于0时，自动过滤该转速计算单元），[35]齿序计数器i减1（去除主触发器采集的这个er值不正常的干扰信号），中断退出；如果k2=1，说明电喷控制单元收到的是来自校验触发器的连续不正常齿序信号，则执行步骤[29]、[30]校验触发器非正常连续信号计数器k2n加1并判断k2n是否等于5；如k2n≠5，则程序跳转到[34]及[35]，把当前存储的主触发器信号当干扰信号处理后退出中断程序；如果k2n=5，说明主触发器收到的是连续5个连续信号，则执行步骤[31]主触发器故障位per1置1，通知电控单元，主触发器发生故障，下一次校验触发信号到来时，第二捕捉定时器中断程序进入单校验触发器工作模式，程序继续转入[34]、[35]把当前存储的主触发器信号当干扰信号处理后退出中断程序。
如果[24]中判定的齿序正常，执行步骤[32]通过查询i是否等于5，6，59，60判断主触发器及校验触发器是否有一个对应缺齿，有缺齿的情况下，不进行干扰判断，直接退出中断程序；在主触发器及校验触发器都不是缺齿时，执行步骤[33]通过公式0.9≤sp(i)/st1≤1.1进行干扰信号判断，符合该公式的是正常信号，主程序直接采用主触发器采集的sp(i)做转速计算单元，退出中断程序，不符合公式的判断为干扰信号，运行步骤[34]、[35]把当前存储的主触发器信号当干扰信号处理后退出中断程序。
1.一种磁电式双触发电喷发动机转速信号采集系统，其特征在于，包括电控单元和信号采集机构，信号采集机构包括曲轴连杆（1）、安装支架（2）、感应盘（3）、校验触发器（4）和主触发器（5），曲轴连杆（1）和安装支架（2）安装在发动机本体上，感应盘（3）安装在曲轴连杆（1）上，随曲轴连杆（1）一起旋转，主触发器（5）和校验触发器（4）安装在安装支架（2）上，主触发器（5）和校验触发器（4）芯轴的中心线与感应盘（3）凸齿中心线在同一平面上，且芯轴与凸齿之间有间隙；主触发器（5）和校验触发器（4）用于间隔采集发动机转速信号，并将转速信号传输给电控单元，电控单元对转速信号进行处理；
电控单元内置单片机、双路转速信号处理芯片、第一滤波电路和第二滤波电路，其中，主触发器（5）输出的转速信号经过第一滤波电路的滤波处理后输入至双路转速信号处理芯片，双路转速信号处理芯片将该信号转换成第一方波信号后输出给单片机；校验触发器（4）输出的转速信号经过第二滤波电路的滤波处理后输入至双路转速信号处理芯片，双路转速信号处理芯片将该信号转换成第二方波信号后输出给单片机进行处理；当主触发器（5）或校验触发器（4）发生故障时，单片机自动切换成单触发器运行模式，确保电控单元能正确识别发动机转速。
2.根据权利要求1所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集系统，其特征在于，感应盘（3）由60-2齿组成，且凸齿均匀分布。
3.一种磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、当感应盘（3）上的凸齿通过主触发器（5）和校验触发器（4）时，主触发器（5）和校验触发器（4）会分别产生一个正弦波信号，主触发器（5）和校验触发器（4）按时间先后顺序将各自的正弦波信号发送至电控单元；
s2、电控单元的第一滤波电路和第二滤波电路分别对主触发器（5）和校验触发器（4）输出的正弦波信号进行滤波处理，双路转速信号处理芯片将两路滤波处理后的正弦波信号分别转换成第一方波信号和第二方波信号后输出给电控单元内部的单片机；
s3、主触发器（5）输出的正弦波信号对应第一方波信号的下降沿触发单片机中的第一捕捉定时器的中断程序，中断程序完成感应盘（3）从上一齿旋转到当前齿所需要的时间的采集，并判断校验触发器（4）是否有故障，如果判定到故障，则切换为单主触发器（5）运行模式，同时判断主触发器（5）采集的信号是否是干扰信号，如是干扰信号，则予以过滤；校验触发器（4）输出的正弦波信号对应第二方波信号的下降沿触发单片机中的第二捕捉定时器的中断程序，中断程序完成感应盘（3）从上一齿旋转到当前齿所需要时间的采集，判断主触发器（5）是否有故障，当判断到主触发器（5）发生故障时，则切换为单校验触发器（4）运行模式；中断程序同时判断主触发器（5）输出的正弦波信号是否是干扰信号，并过滤发现的干扰信号；
s4、计算发动机转速。
4.根据权利要求3所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，步骤s1中主触发器（5）和校验触发器（4）安装在安装支架（2）上且固定不动，感应盘（3）随曲轴连杆（1）转动，当感应盘（3）上的凸齿通过主触发器（5）或校验触发器（4）时，主触发器（5）或校验触发器（4）内部的芯轴与感应盘（3）上的凸齿之间的间隙变小，并改变主触发器（5）或校验触发器（4）内部线圈中的磁场，变化的磁场在触发器线圈中感应出变化的电场，从而产生正弦波信号；主触发器（5）的正弦波信号产生的第一方波信号被第一捕捉定时器捕捉并处理好后，校验触发器（4）的正弦波信号产生的第二方波信号才进入第二捕捉定时器。
5.根据权利要求3所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，步骤s3中在主触发器（5）和校验触发器（4）都不对应感应盘（3）缺齿的情况下，两路触发器的正弦波信号对应的方波信号交替进入电控单元；当主触发器（5）或校验触发器（4）旋转到感应盘（3）缺齿位置时，不对应缺齿的触发器的正弦波信号对应的方波信号连续进入电控单元；
当主触发器（5）或校验触发器（4）有短路或者断路故障时，电控单元接收到的触发信号为单路触发器产生的连续信号，当电控单元接收到来自同一触发器的5个连续信号时，判断另一个触发器出现故障。
6.根据权利要求3所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，步骤s3中当单片机发现接收到的触发器信号齿序不对时，将错误齿序的信号判断为干扰信号予以剔除；
在两路触发信号都非缺齿的情况下，如果主触发器（5）和校验触发器（4）对应的感应盘（3）上的凸齿运动间隔时间t1及st1的比值不在设定范围内，则作为干扰常信号予以过滤。
7.根据权利要求3所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，步骤s3中第一捕捉定时器中断程序中的故障及干扰判断程序，具体为：
s311、主触发器（5）对应非缺齿情况下，判断校验触发器（4）故障标志位per2是否等于1，等于1表示校验触发器（4）有故障，程序自动跳转到主触发器（5）单独运行模式，不再进行校验触发器（4）故障诊断及根据齿序的干扰信号排除；当per2等于0时，开始主触发器（5）信号干扰判断及校验触发器（4）故障诊断；
s312、校验触发器（4）连续信号标志位k2置0，校验触发器（4）中断程序中读取到k2=0时，表示进入单片机的上一个信号是主触发器（5）信号，不是来自校验触发器（4）的连续信号；
s313、信号校验标志位er=er 1；er初始值为60，在主触发器（5）中加1，在校验触发器（4）中减1，如果进入单片机的信号是正常的交错信号，则er在主触发器（5）中值为61，在校验触发器（4）中值为60；
s314、判断er值是否是如下三种情况：er=61、i=6且er=62、i=7且er=63，如果是，说明齿序正常，把当前采集的t1值写入转速计算数组sp（i)，齿数计数器i=i 1；如不是，则作为干扰信号处理，齿数计数器i不加1，t1值不写入转速计算数组sp（i)及t0；
s315、判断主触发器（5）连续信号标志位k是否等于1，如果k=0，则说明单片机接收到的前一个信号来自校验触发器（4），故判断校验触发器（4）没故障，直接把k赋值1，er赋值61，主触发器（5）非正常连续信号计数器kn赋值0后，跳出中断，返回主程序；如k=1，则说明单片机接收到的前一个信号也来自主触发器（5），主触发器（5）非正常连续信号计数器kn加1；
s316、判断主触发器（5）非正常连续信号计数器kn是否等于5，如果kn=5，则说明单片机收到了来自主触发器（5）的5个非正常连续信号，则判断校验触发器（4）无信号输出，把校验触发器（4）标记为故障触发器，校验触发器（4）故障位“per2”置1，跳出中断，返回主程序。
8.根据权利要求3所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，步骤s3中第二捕捉定时器中断程序中的故障及干扰判断程序，具体为：
s321、判断主触发器（5）故障标志位per1是否等于1，等于1表示主触发器（5）有故障，程序自动跳转到校验触发器（4）单独运行模式，不再进行主触发器（5）故障诊断及干扰信号判断；当per1等于0时，开始主触发器（5）信号干扰判断及主触发器（5）故障诊断；
s322、信号校验标志位er=er-1；
s323、判断齿数计数器i是否大于等于58，如果大于58，则说明主触发器（5）开始对应缺齿，所以59齿及60齿的计数功能及两齿的间隔时间计算由校验触发器（4）承担，齿数计数器i加1，sp(i)=st1，st0=st1；如i小于58则跳到步骤s324；
s324、判断er值是否是如下三种情况：er=60、i=59且er=59、i=60且er=58；
如果er值正常，继续判断i是否是5、6、59、60中的一个，如果是，则有一个触发器对应缺齿，直接跳出诊断，返回主程序；如果i不是5、6、59、60中的一个，则利用0.9≤sp(i)/st(1)≤1.1进行主触发器（5）干扰信号判断；符合不等式条件的是正常信号，不符合不等式条件的是干扰信号；如果是干扰信号，则将主触发器（5）采集的转速计算单元sp(i)置0，齿数计数器退1，不把这个干扰信号计入正常齿数；如不是干扰信号，退出中断，返回主程序；
如果er值不正常，执行步骤s325；
s325、判断校验触发器（4）连续信号标志位k2是否等于1，如果k2=0，则说明单片机接收到的前一个信号来自主触发器（5），故判断主触发器（5）没故障，直接把k2赋值1，er赋值60，校验触发器（4）非正常连续信号计数器k2n赋值0后，跳出中断，返回主程序；如k2=1，则说明单片机接收到的前一个信号也来自校验触发器（4），校验触发器（4）非正常连续信号计数器k2n加1；
s326、判断校验触发器（4）非正常连续信号计数器k2n是否等于5，如果k2n=5，则说明单片机收到了来自校验触发器（4）的5个非正常连续信号，则判断主触发器（5）无信号输出，把主触发器（5）标记为故障触发器，校验触发器（4）故障位“per1”置1，跳出中断，返回主程序。
9.根据权利要求3所述的磁电式双触发电喷发动机转速信号采集方法，其特征在于，步骤s4中发动机转速计算方法为：单片机的两路捕捉定时器有一个共同的时钟信号，当主触发器（5）对应的第一方波信号的下降沿到来时，会触发第一捕捉定时器的中断，第一捕捉定时器记录下信号到达时的时钟信号时刻数new，通过减去记录在存储单元里的上一个信号的时钟信号时刻数old，得到感应盘（3）从上一个齿旋转到这个齿的时长t1=new-old，相邻两齿的夹角是a°，非缺齿时a=6°，缺齿时a=18°，所以此时对应的发动机转速为：
发动机转速计算在主程序中进行，sp(i)，[i=1~60]，当i=10的整数倍时，选取前面10个相邻的sp(i)值，去除其中为0的sp(i)值，再去除一个最大的值和一个最小的值，最后求取剩余sp(i)的平均值，将该平均值带入上式的t1，a取6，求得发动机的转速，感应盘（3）旋转一周，主程序计算10次发动机转速。
技术总结