一种跛行信息处理系统及发动机电子控制系统技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种发动机控制系统及发动机电子控制
系统。
背景技术
发动机是一种为汽车提供动力源的动力系统，其性能的好坏在很大程度上取决于
发动机电子控制系统的完善程度。而发动机电子控制系统是否能够很好的提高发动机的性
能主要由发动机位置管理单元决定。
具体的，发动机位置管理单元是根据曲轴信号和凸轮轴信号，以获取发动机转速、
发动机的状态量(例如发动机缸号、操作模式状态等)，将获取发动机转速、发动机的状态量
(例如发动机缸号、操作模式状态等)提供给发动机控制单元，发动机控制单元经过数据处
理，就可以控制发动机的喷油和点火，而当曲轴传感器无法向发动机位置管理单元提供信
号时，发动机控制单元就无法控制发动机的喷油和点火，导致发动机无法正常工作。
为了解决这个问题，人们一般在发动机位置管理单元中内置跛行回家控制模块，
使发动机能够在曲轴信号出现故障的情况下，能够在跛行回家模式下进行工作，以实现曲
轴信号和凸轮轴信号正常情况下，发动机位置管理单元所能实现的功能，保证曲轴信号出
现故障后，能够将汽车开回家或修理厂进行检修。但是，目前的跛行回家控制模块无法采集
跛行速度，使得跛行回家模式下时，发动机电子控制系统不能很好的控制发动机的喷油和
点火。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种跛行信息处理系统，以在跛行回家模式下， 采集
到跛行转速，使发动机电子控制系统能够更好的控制发动机的喷油和点火。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种跛行信息处理系统，包括凸轮轴信号轮、增强型定时处理单元、跛行合理性单
元、跛行位置单元、中断信息控制单元以及处理单元，所述凸轮轴信号轮中带有作为同步标
识的同步边沿；
所述增强型定时处理单元用于从所述凸轮轴信号轮中获取能够虚拟曲轴边沿信
号的凸轮轴边沿信号以进行缓存，当所述凸轮轴边沿信号中断后，虚拟出的第一个曲轴边
沿信号中断时，将得到的缓存边沿信息发送给所述跛行合理性单元；
所述跛行合理性单元用于从所述缓存边沿信息中获取所述同步标识对应的同步
边沿信号；将所述同步边沿信号以及所述缓存边沿信息发送给所述跛行位置单元；
所述跛行位置单元根据所述同步边沿信号获取凸轮轴绝对位置后，根据所述同步
边沿信号和所述缓存边沿信息，获取当前凸轮轴边沿电平值对应的当前凸轮轴边沿实际角
度α0、时间偏差△t0、齿段时间△t以及与所述齿段时间△t对应的齿段角度△α；根据所述齿
段角度△α和所述齿段时间△t，获取跛行转速ν，根据当前凸轮轴边沿实际角度α0、跛行转
速ν以及时间偏差△t0，获取凸轮轴中断角度α；
其中，α＝α0+Δν×Δt0；
所述时间偏差△t0是指从所述凸轮轴边沿信号中断到所述虚拟出的第一个曲轴
边沿信号中断的时间差；
所述齿段时间△t是指所述凸轮轴信号轮上相邻两个轮齿对应的电平信号的下降
沿之间的时间间隔；
所述齿段角度△α是指所述凸轮轴信号轮上相邻两个轮齿的电平信号的下降沿对
应的角度差；
所述中断信息控制单元用于激活跛行状态、存储预设同步中断角度以及获 取中
断角度，且在凸轮轴绝对位置的触发后，根据获取的中断角度的类型确定跛行中断状态，以
及判断获取的所述中断角度对应的中断源是否为同步中断；如果否，则更新预设同步中断
角度，使更新的预设同步中断角度与获取的中断角度相等，根据更新的同步中断角度预估
下一次出现的同步中断角度以发送给所述增强型定时处理单元控制凸轮轴边沿信号中断；
如果是，则根据同步中断角度β预估下一次出现的同步中断角度，以发送给增强型定时处理
单元；其中，
所述中断角度为凸轮轴中断角度α或同步中断角度β；所述凸轮轴中断角度α对应
的中断源为凸轮轴中断，所述同步中断角度β对应的中断源为同步中断；
所述处理单元用于获取发动机的转速信息和发动机的状态量；且所述发动机的转
速信息是根据所述跛行转速ν获取的，所述发动机的状态量是在获取的所述跛行中断状态
正常时获取的。
优选的，所述跛行合理性单元包括同步边沿获取模块和合理性判定模块；
所述同步边沿获取模块用于存储预设同步边沿信息，根据所述预设同步边沿信息
从所述缓存边沿信息中获取所述同步标识对应的同步边沿信号；
所述合理性判定模块用于存储所述凸轮轴边沿实际信息，以根据所述凸轮轴边沿
实际信息判定所述缓存边沿信息中每个凸轮轴边沿信号是否合理，将判定结果发送给所述
跛行位置模块，且在所述凸轮轴边沿信号不合理时复位；
所述跛行位置模块根据同步边沿信号和所述判定结果跳转到位置找到状态和位
置未找到状态。
较佳的，所述跛行位置单元包括位置状态判定模块、参数获取模块、跛行转速运算
模块和凸轮轴中断角度运算模块；
所述位置状态判定模块用于接收到初始化指令、所述判定结果为所述缓存边沿信
息中任意一个所述凸轮轴边沿信号不合理，或未接收到所述同步边沿信号时跳转至所述位
置未找到状态；
所述位置状态判定模块还用于在接收到所述同步边沿信号，和所述判定结果为所
述缓存边沿信息中每个凸轮轴边沿信号合理时，跳转到所述位置找到状 态，且在所述位置
找到状态上，根据所述同步边沿信号，获取凸轮轴绝对位置，并发送执行指令给参数获取模
块、跛行转速运算模块和凸轮轴中断角度运算模块；
所述参数获取模块用于存储所述凸轮轴边沿实际角度数组，在接收到所述同步边
沿信号后，根据所述同步边沿信号和所述缓存边沿信息，获取所述凸轮轴边沿时刻，以得到
齿段时间△t和时间偏差△t0；以及根据所述同步边沿信号、所述凸轮轴边沿信号中断对应
的时刻、齿段时间△t，从所述凸轮轴边沿实际角度数组中找到当前凸轮轴边沿实际角度α0
和所述齿段角度△α；
所述跛行转速运算模块用于根据所述段角度Δα和段时间Δt，得到跛行转速ν；
所述凸轮轴中断角度运算模块用于根据当前凸轮轴边沿实际角度α0、跛行转速ν
以及时间偏差△t0，获取凸轮轴中断角度α。
进一步的，所述跛行位置单元还包括虚拟齿周期运算模块；
所述虚拟齿周期运算模块用于接收执行指令，根据所述段时间Δt，以及所述齿段
对应的曲轴的齿数n，得到虚拟齿周期T，以发送给所述增强型定时处理单元，使虚拟齿周期
T控制所述凸轮轴边沿信号虚拟所述曲轴边沿信号；且
较佳的，所述凸轮轴中断角度运算模块包括实际边沿角度采集模块和中断角度运
算模块；
所述实际边沿角度采集模块用于存储所述凸轮轴边沿实际角度数组，在接收到所
述同步边沿信号后，从所述凸轮轴边沿实际角度数组中找到与当前所述凸轮轴边沿采集角
度α1相匹配的当前凸轮轴边沿实际角度α0；
所述中断角度运算模块根据当前所述凸轮轴边沿实际角度α0、当前所述凸轮轴边
沿采集角度α1和所述凸轮轴边沿中断采集角度α2，得到凸轮轴中断角度α。
优选的，所述中断信息控制单元包括跛行激活判定模块、跛行中断协调模 块和中
断管理模块；且所述跛行中断协调模块包括用于表示跛行中断状态异常的初始状态，以及
用于表示跛行中断状态正常的凸轮轴中断状态、同步中断状态以及等待状态；
所述跛行激活判定模块用于判定是否达到跛行激活条件，以在达到跛行激活条件
时发送初始化指令；
所述中断管理模块用于获取同步中断角度β，以及根据获取的同步中断角度β预估
下一次出现同步中断信号的角度，以控制同步信号的中断；
所述跛行中断协调模块用于存储所述预设同步中断角度以及获取所述凸轮轴中
断角度α；
所述跛行中断协调模块还用于在初始状态下，获取到所述凸轮轴绝对位置时，将
所述初始状态作为所述跛行中断状态发送给所述处理单元，以及根据所述凸轮轴绝对位置
和预设同步中断角度协调下一个中断源类型，当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断时，
跳转至所述凸轮轴中断状态，当协调出的下一个中断源为同步中断时，跳转至所述同步中
断状态；
所述跛行中断协调模块还用于在所述凸轮轴中断状态下，获取的所述中断角度为
所述凸轮轴中断角度α时，将所述凸轮轴中断状态作为跛行中断状态发送给所述处理单元，
以及更新所述预设同步中断角度，使更新的预设同步中断角度与获取的中断角度相等，所
述中断管理模块根据更新的同步中断角度预估下一次出现的同步中断角度以发送给增强
型定时处理单元；
所述跛行中断协调模块还用于在所述凸轮轴中断状态下，获取的所述中断角度为
所述同步中断角度β时，跳转至等待状态，将所述等待状态作为跛行中断状态发送给所述处
理单元；
所述跛行中断协调模块还用于在所述等待状态下，将所述等待状态作为所述跛行
中断状态发送给所述处理单元；以及设定所述等待时间，在所述等待时间内，接收到的中断
角度为同步中断角度β时，出现超时中断，跳转至所述初始状态，在所述等待时间内，接收到
的中断角度为所述凸轮轴中断角度α时，根据所述凸轮轴中断角度α和所述预设同步中断角
度协调下一个中断源的类型， 当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断时，跳转至所述凸轮
轴中断状态，当协调出的下一个中断源为同步中断时，跳转至所述同步中断状态；
所述跛行中断协调模块还用于在所述同步中断状态下，获取的所述中断角度为所
述同步中断角度β时，将所述同步中断状态作为所述跛行中断状态发送给所述处理单元，获
取的中断角度为凸轮轴中断角度α时，跳转至凸轮轴中断状态。
较佳的，所述跛行中断协调模块还用于在所述同步中断状态下，获取的中断角度
为凸轮轴中断角度α时，跳转至所述凸轮轴中断状态，获取的所述中断角度为所述同步中断
角度β时，根据所述同步中断角度β和所述预设同步中断角度协调下一个中断源类型，当协
调出的下一个中断源为凸轮轴中断时，跳转至所述凸轮轴中断状态，当协调出的下一个中
断源为同步中断时，维持所述同步中断状态；
所述跛行中断协调模块还用于在所述凸轮轴中断状态下，获取的中断角度为α时，
根据所述凸轮轴中断角度α和所述预设同步中断角度协调下一个中断源类型，当协调出的
下一个中断源为凸轮轴中断时，维持所述凸轮轴中断状态，当协调出的下一个中断源为同
步中断时，跳转至所述同步中断状态；其中，
当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断，且下一个获取的中断角度为同步中断角
度β时，跳转至所述等待状态。
优选的，所述应用信息处理单元包括速度信息处理模块和运行模式模块；
所述速度信息处理模块用于根据跛行转速ν获取发动机的转速信息；
所述运行模式模块用于在跛行中断状态正常时，获取发动机的状态量。
相对于现有技术，本发明所述的跛行信息处理系统具有以下优势：
本发明提供的跛行信息处理系统中，通过中断信息控制单元激活跛行状态后，增
强型定时处理单元能够获取到凸轮轴信号轮提供的凸轮轴边沿信号以进行缓存，由于这种
凸轮轴信号能够模拟曲轴边沿信号，因此，在凸轮轴边沿信号中断后，后续获取到的凸轮轴
信号模拟出的第一个曲轴边沿信号中断时，能够将得到的缓存边沿信息发送给跛行合理性
单元进行处理；由于凸轮轴信号轮 中带有作为同步标识的同步边沿；因此，跛行合理性单
元能够通过缓存边沿信息获取到同步标识对应的同步边沿信号；而跛行位置单元能够在该
同步边沿信号的触发下，能够以同步边沿信号的所在位置作为参照的凸轮轴绝对位置，根
据缓存边沿信息中获取到当前凸轮轴边沿电平值对应的当前凸轮轴边沿实际角度α0、时间
偏差△t0、齿段时间△t以及与齿段时间△t对应的齿段角度△α，然后得到跛行转速ν和凸
轮轴中断角度α，从而使处理单元能够利用跛行转速ν计算发动机的转速信息，供发动机控
制单元进行数据处理，实现跛行回家模式下，对发动机喷油和点火的控制；
而中断信息控制单元能够在凸轮轴绝对位置的触发下，根据获取的中断角度对应
的中断源是否为同步中断，如果否，更新预设同步中断角度，并利用更新的预设同步中断角
度预估下一次出现的同步边沿中断角度以控制增强型定时处理单元中凸轮轴边沿信号的
中断，如果是，则根据同步中断角度β以及类型预估下一次出现的同步中断角度和类型，以
发送给增强型定时处理单元控制凸轮轴边沿信号的中段；而且，中断信息控制单元还能利
用获取的中断角度对应的中断源类型，确定跛行中断状态，以发送给处理单元，确保发动机
的状态量的计算，供发动机控制单元进行数据处理，实现跛行回家模式下，控制发动机的喷
油和点火。可见，本发明提供的跛行信息处理系统中，中断信息控制单元不仅能够为处理单
元提供跛行中断状态，保证发动机的状态量的计算，而且还能为增强型定时处理单元提供
触发指令参照，以便控制跛行合理性单元获取缓存边沿信息的时间。所以，本发明实施例提
供的跛行信息处理系统中的各个单元彼此关联，缺少其中任何一个单元都无法实现跛行转
速ν和凸轮轴中断角度α的获取的。
通过上述分析可知，本发明提供的跛行信息处理系统能够在未增加硬件投入的前
提下，使原有的凸轮轴信号轮中带有作为同步标识的同步边沿，并通过各个单元的相互协
作，获取用于计算跛行转速ν的齿段的齿段参数，以及控制凸轮轴信号中断的下一个凸轮轴
中断角度α，从而使跛行回家模式下，既可以 获取跛行中断状态，也可以获取跛行转速ν，使
得发动机控制单元能够更好的控制发动机的喷油和点火。
本发明的另一目的在于提出一种发动机电子控制系统，以在跛行回家模式下，采
集到跛行转速，使发动机电子控制系统能够更好的控制发动机的喷油和点火。为达到上述
目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机电子控制系统，所述发动机电子控制系统中设有上述技术方案所述的
跛行信息处理系统。
相对于现有技术，本发明所述的发动机电子控制系统具有以下优势：
所述发动机电子控制系统与上述跛行信息处理系统相对于现有技术所具有的优
势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例提供的跛行信息处理系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的跛行信息处理系统的具体工作流程图；
图3为本发明实施例中的凸轮轴信号轮的结构示意图；
图4为图3的凸轮轴信号轮的电平信号图；
图5为本发明实施例中凸轮轴信号轮的电平信号中同步标识所在位置的示意图；
图6为本发明实施例中跛行合理性单元的具体工作流程图；
图7为本发明实施例中跛行合理性单元与跛行位置单元之间的关系图；
图8为本发明实施例中跛行位置单元的具体工作流程图；
图9为本发明实施例中跛行中断协调模块在各个状态的跳转流程图；
附图标记说明：
1-凸轮轴信号轮， 2-增强型定时处理单元；
3-跛行合理性单元， 31-同步边沿获取模块；
32-合理性判定模块， 4-跛行位置单元；
41-位置状态判定模块， 42-参数获取模块；
43-跛行转速运算模块， 44-凸轮轴中断角度运算模块；
45-虚拟齿周期运算模块； 5-中断信息控制单元；
51-跛行激活判定模块， 52-跛行中断协调模块；
53-中断管理模块； 6-处理单元；
61-速度信息处理模块； 62-运行模式模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参阅图1，本发明实施例提供的跛行信息处理系统，包括凸轮轴信号轮1、增强型
定时处理单元2、跛行合理性单元3、跛行位置单元4、中断信息控制单元5以及处理单元6，凸
轮轴信号轮1中带有作为同步标识的同步边沿；
增强型定时处理单元2用于从凸轮轴信号轮1中获取能够虚拟曲轴边沿信号的凸
轮轴边沿信号以进行缓存，当凸轮轴边沿信号中断后，在凸轮轴边沿信号中虚拟出的第一
个曲轴边沿信号中断时，将得到的缓存边沿信息发送给跛行合理性单元3；
跛行合理性单元3用于从缓存边沿信息中获取同步标识对应的同步边沿信号；将
同步边沿信号以及缓存边沿信息发送给跛行位置单元4；
跛行位置单元4根据同步边沿信号获取凸轮轴绝对位置后，根据同步边沿信号和
缓存边沿信息，获取当前凸轮轴边沿电平值对应的当前凸轮轴边沿实际角度α0、时间偏差
△t0、齿段时间△t以及与齿段时间△t对应的齿段角度△α；根据齿段角度△α和齿段时间
△t，获取跛行转速ν，根据当前凸轮轴边沿实际角度α0、跛行转速ν以及时间偏差△t0，获取
凸轮轴中断角度α；
其中，α＝α0+Δν×Δt0；
时间偏差△t0是指从所述凸轮轴边沿信号中断到所述虚拟出的第一个曲轴边沿
信号中断的时间差；
齿段时间△t是指所述凸轮轴信号轮1上相邻两个轮齿对应的电平信号的下降沿
之间的时间间隔；且相邻两个轮齿中，一个轮齿的边沿长，一个轮齿的边沿短；
齿段角度△α是指凸轮轴信号轮1上相邻两个轮齿的电平信号的下降沿对应的角
度差；
中断信息控制单元5激活跛行状态、存储预设同步中断角度以及获取中断角度，且
在凸轮轴绝对位置的触发后，根据获取的中断角度的类型确定跛行中断状态，以及判断获
取的中断角度对应的中断源是否为同步中断；如果否，则更新预设同步中断角度，使更新的
预设同步中断角度与获取的中断角度相等，根据更新的同步中断角度预估下一次出现的同
步中断角度以发送给增强型定时处理单元2控制凸轮轴边沿信号中断；如果是，则根据同步
中断角度以及类型预估下一次出现的同步中断角度和类型，以发送给增强型定时处理单元
2控制凸轮轴边沿信号中断；其中，
所述中断角度为凸轮轴中断角度α或同步中断角度β；所述凸轮轴中断角度α对应
的中断源为凸轮轴中断，所述同步中断角度β对应的中断源为同步中断；
处理单元6用于获取发动机的转速信息和发动机的状态量；且发动机的转速信息
是根据所述跛行转速ν获取的，发动机的状态量是在获取的跛行中断状态正常时获取的。
下面结合图1和图2对上述实施例提供的跛行信息处理系统的具体工作流程进行
说明。
S1：增强型定时处理单元从凸轮轴信号轮1中获取能够虚拟曲轴边沿信号的凸轮
轴边沿信号以进行缓存；当凸轮轴边沿信号中断后，虚拟出的第一个曲 轴边沿信号中断
时，将得到的缓存边沿信息发送给跛行合理性单元3；
S2：跛行合理性单元3从缓存边沿信息中获取所述同步标识对应的同步边沿信号；
将同步边沿信号以及缓存边沿信息发送给所述跛行位置单元4；
S3：跛行位置单元4根据同步边沿信号获取凸轮轴绝对位置后，根据同步边沿信号
和缓存边沿信息，获取当前凸轮轴边沿电平值对应的当前凸轮轴边沿实际角度α0、时间偏
差△t0、齿段时间△t以及与齿段时间△t对应的齿段角度△α；
S4：根据齿段角度△α和齿段时间△t，获取跛行转速ν，根据当前凸轮轴边沿实际
角度α0、跛行转速ν以及时间偏差△t0，获取凸轮轴中断角度α；
S5：中断信息控制单元5激活跛行状态，存储预设同步中断角度以及获取中断角
度，且在凸轮轴绝对位置的触发下，根据获取的中断角度的类型确定跛行中断状态，以及判
断获取的所述中断角度对应的中断源是否为同步中断；如果否，则更新预设同步中断角度，
使更新的预设同步中断角度与获取的中断角度相等，根据更新的同步中断角度预估下一次
出现的同步中断角度以发送给增强型定时处理单元2控制凸轮轴边沿信号中断；如果是，则
根据同步中断角度β预估下一次出现的同步中断角度，以发送给增强型定时处理单元2；
S6：处理单元6用于获取发动机的转速信息和发动机的状态量；且发动机的转速信
息是根据跛行转速ν获取的，发动机的状态量是在获取的跛行中断状态正常时获取的。
通过上述具体工作流程可知，本发明实施例提供的跛行信息处理系统中，通过中
断信息控制单元5激活跛行状态后，增强型定时处理单元2能够获取到凸轮轴信号轮1提供
的凸轮轴边沿信号以进行缓存，由于这种凸轮轴信号能够模拟曲轴边沿信号，因此，在凸轮
轴边沿信号中断后，后续获取到的凸轮轴信号模拟出的第一个曲轴边沿信号中断时，能够
将得到的缓存边沿信息发送给跛行合理性单元3进行处理；由于凸轮轴信号轮1中带有作为
同步标识的同步边沿；因此，跛行合理性单元3能够通过缓存边沿信息获取到同步标识对应
的同步边沿信号；而跛行位置单元4能够在该同步边沿信号的触发下，能够以同步 边沿信
号的所在位置作为参照的凸轮轴绝对位置，根据缓存边沿信息中获取到当前凸轮轴边沿电
平值对应的当前凸轮轴边沿实际角度α0、时间偏差△t0、齿段时间△t以及与齿段时间△t对
应的齿段角度△α，然后得到跛行转速ν和凸轮轴中断角度α，从而使处理单元6能够利用跛
行转速ν计算发动机的转速信息，供发动机控制单元进行数据处理，实现跛行回家模式下，
对发动机喷油和点火的控制；
而中断信息控制单元5能够在凸轮轴绝对位置的触发下，根据获取的中断角度对
应的中断源是否为同步中断，如果否，更新预设同步中断角度，并利用更新的预设同步中断
角度预估下一次出现的同步边沿中断角度以控制增强型定时处理单元2中凸轮轴边沿信号
的中断，如果是，则根据同步中断角度β以及类型预估下一次出现的同步中断角度和类型，
以发送给增强型定时处理单元2控制增凸轮轴边沿信号的中段；而且，中断信息控制单元5
还能利用获取的中断角度对应的中断源类型，确定跛行中断状态，以发送给处理单元6，确
保发动机的状态量的计算，供发动机控制单元进行数据处理，实现跛行回家模式下，控制发
动机的喷油和点火。可见，本发明实施例提供的跛行信息处理系统中，中断信息控制单元5
不仅能够为处理单元6提供跛行中断状态，保证发动机的状态量的计算，而且还能为增强型
定时处理单元2提供触发指令参照，以便控制跛行合理性单元2获取缓存边沿信息的时间。
所以，本发明实施例提供的跛行信息处理系统中的各个单元彼此关联，缺少其中任何一个
单元都无法实现跛行转速ν和凸轮轴中断角度α的获取的。
通过上述分析可知，本发明实施例提供的跛行信息处理系统能够在未增加硬件投
入的前提下，使原有的凸轮轴信号轮1中带有作为同步标识的同步边沿，并通过各个单元的
相互协作，获取用于计算跛行转速ν的齿段的齿段参数，以及控制凸轮轴信号中断的下一个
凸轮轴中断角度α，从而使跛行回家模式下，既可以获取跛行中断状态，也可以获取跛行转
速ν，使得发动机控制单元能够更好的控制发动机的喷油和点火。
值得注意的是，上述中断信息控制单元5判断获取的中断角度对应的中断源是否
为同步中断的方法是：将获取的中断角度和预设同步中断角度进行匹配，如果匹配，则代表
接收的中断角度为同步中断角度；而中断角度的正确与否，是根据以下条件进行判断。
当中断角度大于等于预设同步中断角度时，可认为中断角度和预设同步中断角度
匹配，中断角度对应的中断源为同步中断。而由于中断管理模块53中预估的下一个中断角
度是按照整齿设置(这与它的曲轴驱动模块的工作方式有关)，因此，当获取的中断角度对
应的齿段不是整齿的时候，剩余的部分再按照半个整齿以上加1，半个整齿以下减1的原则
进行处理，因此，在判断中断角度时就需要考虑半个齿的误差。所以，当中断角度对应的齿
段不是整齿的时候，需要在获取的中断角度加半个段角度大于/等于预设的中断角度，可认
为中断角度和预设同步中断角度匹配，中断角度对应的中断源为同步中断。
请参阅图3，值得注意的是，上述实施例中的凸轮轴信号轮1的种类很多，例如：Z+1
齿跛行回家信号轮(变量Z代表发动机缸的数目)、用来跛行回家和快速起动的3齿信号轮或
用来跛行回家和快速起动4齿信号轮。下面以图3所示的4齿凸轮轴信号轮为例说明凸轮轴
信号采集的原理：
图3中给出了具有4个轮齿的凸轮轴信号轮，且以A、B、C、D、E、F、G、H这八个字母代
表4个轮齿对应的8个边沿。以图3所示的凸轮轴信号轮采集凸轮轴信号时，凸轮轴信号轮输
出的信号以图4所示的凸轮轴信号轮输出的凸轮轴边沿电平信号图；图4中的A’、B’、C’、D’、
E’、F’、G’、H’这八个字母所代表的边沿信号与图3中凸轮轴信号轮的4个轮齿的边沿A、B、C、
D、E、F、G、H对应。表1给出了图4的凸轮轴信号轮的电平信号图对应的各个边沿电平信息。
表1凸轮轴信号轮的电平信号图对应的各个边沿电平信息
从表1可以看出，根据边沿电平信号的波形与边沿信号对应的实际角度是具有对
应关系的，上述实施例就是在此基础上，跛行位置单元4根据同步边沿信号获取凸轮轴绝对
位置后，以作为同步标识的同步边沿对应的同步边沿信号为参照，得到凸轮轴边沿对应的
电平信号所在时刻，然后根据凸轮轴边沿对应的电平信号所在时刻找到当前凸轮轴边沿实
际角度α0、时间偏差△t0、齿段时间△t以及与齿段时间△t对应的齿段角度△α。
需要说明的是，上述同步标识的数量一般是在两个，即凸轮轴信号轮1上设置两个
带有同步标识的同步边沿，这种凸轮轴信号轮所输出的电平信号如图5所示，其中电平信号
的下降沿的箭头代表同步标识对应的同步边沿信号；上述实施例中的齿段是指图5中的齿
段L。
请参阅图1和图6，而上述实施例中的跛行合理性单元3包括同步边沿获取模块31
和合理性判定模块32；
同步边沿获取模块31用于存储预设同步边沿信息，根据预设同步边沿信息从缓存
边沿信息中获取同步标识对应的同步边沿信号；
请参阅图1和图6-7，为了确保获取齿段参数、当前凸轮轴边沿采集角度α1以及凸
轮轴边沿中断采集角度α2的真实性，需要对跛行合理性单元3中的缓存边沿信息中每个凸
轮轴边沿信号进行合理性校验；因此，跛行合理性单元3还包括合理性判定模块32，用于存
储所述凸轮轴边沿实际信息，以根据凸轮轴边 沿实际信息判定缓存边沿信息中每个凸轮
轴边沿信号是否合理，将判定结果发送给所述跛行位置模块4，且在凸轮轴边沿信号不合理
时复位，恢复初始化状态。
下面结合图6和图7对上述实施例中的跛行合理性单元3的具体工作流程进行描
述：
S31：同步边沿获取模块31存储预设同步边沿信息，根据预设同步边沿信息从缓存
边沿信息中获取同步标识对应的同步边沿信号；
S32：合理性判定模块32存储凸轮轴边沿实际信息，以根据凸轮轴边沿实际信息判
定缓存边沿信息中每个凸轮轴边沿信号是否合理，将判定结果发送给跛行位置模块4，且在
所述凸轮轴边沿信号不合理时，恢复初始化状态。
S4：跛行位置模块4根据同步边沿信号和判定结果跳转到位置找到状态和位置未
找到状态。
通过上述实施例中的跛行合理性单元3的具体实施过程可知，由于跛行合理性单
元3所包含的合理性判定模块32中存储有凸轮轴边沿实际信息，因此，可以根据凸轮轴边沿
实际信息判定缓存边沿信息中每个凸轮轴边沿信号是否合理，且在不合理时，使合理性判
定模块32恢复初始化状态，从而重新接受下一次的缓存边沿信息，以保证当前缓存边沿信
息中每个凸轮轴边沿信号在合理的前提下进行后续运算。
请参阅图1和图8，上述实施例中的跛行位置单元4包括位置状态判定模块41、参数
获取模块42、跛行转速运算模块43和凸轮轴中断角度运算模块44；位置状态判定模块41用
于接收到初始化指令、判定结果为缓存边沿信息中任意一个所述凸轮轴边沿信号不合理，
或未接收到所述同步边沿信号时跳转至所述位置未找到状态；位置状态判定模块41用于在
接收到所述同步边沿信号，和判定结果为缓存边沿信息中每个凸轮轴边沿信号合理时，跳
转到位置找到状态，且在位置找到状态上，根据同步边沿信号，获取凸轮轴绝对位置，并发
送执行指令给参数获取模块42、跛行转速运算模块43和凸轮轴中断角度运算模块44；参数
获取模块42用于存储凸轮轴边沿实际角度数组，在接收到同步边沿信号后， 根据同步边沿
信号和缓存边沿信息，获取凸轮轴边沿时刻，以得到齿段时间△t和时间偏差△t0；以及根
据同步边沿信号、凸轮轴边沿信号中断对应的时刻、齿段时间△t，从凸轮轴边沿实际角度
数组中找到当前凸轮轴边沿实际角度α0和齿段角度△α；跛行转速运算模块43用于根据段
角度Δα和段时间Δt，得到跛行转速ν；凸轮轴中断角度运算模块44用于根据当前凸轮轴边
沿实际角度α0、跛行转速ν以及时间偏差△t0，获取凸轮轴中断角度α。由于位置状态判定模
块41能够在接收到同步边沿信号后，获取凸轮轴位置状态，并向参数获取模块42、跛行转速
运算模块43和凸轮轴中断角度运算模块44分别发送执行指令，以启动参数获取模块42、跛
行转速运算模块43和凸轮轴中断角度运算模块44，从而通过参数获取模块42采集用于计算
跛行转速ν和凸轮轴中断角度α的参数，以进一步利用跛行转速运算模块43获取跛行转速ν；
凸轮轴中断角度运算模块44获取凸轮轴中断角度α；可见，跛行位置单元4中的位置状态判
定模块41相当于参数获取模块42、跛行转速运算模块43和凸轮轴中断角度运算模块44的任
务执行开关，其是在同步边沿信号的激发下，向参数获取模块42、跛行转速运算模块43和凸
轮轴中断角度运算模块44发送执行指令的，这样就保证了凸轮轴中断角度运算模块42和跛
行转速运算模块43在执行过程中所用到的数据有一个共同的参考标准，减少数据处理过程
中的误差。而且，位置状态判定模块41还可以通过获取同步边沿信号，得到凸轮轴绝对位
置；可见，同步边沿信号不仅可以激发位置状态判定模块41向参数获取模块42、跛行转速运
算模块43和凸轮轴中断角度运算模块44发送执行指令，还可以使激发位置状态判定模块41
找到凸轮轴绝对位置，使凸轮轴中断角度运算模块42和跛行转速运算模块43的执行过程在
位置找到状态进行。
请参阅图1和图8，而上述实施例中的跛行位置单元4还可以增加虚拟齿周期运算
模块44，在接收执行指令后，使虚拟齿周期运算模块44根据所述段时间Δt，以及所述齿段
对应的曲轴的齿数n，得到虚拟齿周期T，以发送给增强型定时处理单元2控制凸轮轴边沿信
号虚拟曲轴边沿信号；且由于通 过虚拟齿周期运算模块44可以获得虚拟齿周期T，
增强型定时处理单元2就可以利用获取的该虚拟齿周期T，控制凸轮轴边沿信号虚拟成曲轴
边沿信号，以使凸轮轴边沿信号中断出现后，凸轮轴边沿信号虚拟出的第一个曲轴边沿信
号中断所出现的时间，进一步精确控制缓存边沿信息的触发时间。
下面结合图7和图8对上述实施例中的跛行位置单元4的具体工作流程进行详细描
述。
下面结合图1和图8对跛行位置单元4的工作过程进行详细说明。
S41：位置状态判定模块41接收到初始化指令、判定结果为缓存边沿信息中任意一
个所述凸轮轴边沿信号不合理，或未接收到所述同步边沿信号时跳转至所述位置未找到状
态；
位置状态判定模块41在接收到所述同步边沿信号，和判定结果为缓存边沿信息中
每个凸轮轴边沿信号合理时，跳转到位置找到状态，且在位置找到状态上，根据同步边沿信
号，获取凸轮轴绝对位置，并发送执行指令给参数获取模块42、跛行转速运算模块43和凸轮
轴中断角度运算模块44；
S42：参数获取模块42存储凸轮轴边沿实际角度数组，在接收到同步边沿信号后，
根据同步边沿信号和缓存边沿信息，获取凸轮轴边沿时刻，以得到齿段时间△t和时间偏差
△t0；以及根据同步边沿信号、凸轮轴边沿信号中断对应的时刻、齿段时间△t，从凸轮轴边
沿实际角度数组中找到当前凸轮轴边沿实际角度α0和齿段角度△α；
S43：跛行转速运算模块43用于根据段角度Δα和段时间Δt，得到跛行转速ν；凸轮
轴中断角度运算模块44用于根据当前凸轮轴边沿实际角度α0、跛行转速ν以及时间偏差△
t0，获取凸轮轴中断角度α；虚拟齿周期运算模块44根据所述段时间Δt，以及所述齿段对应
的曲轴的齿数n，得到虚拟齿周期T，以发送给增强型定时处理单元2，使虚拟齿周期T控制凸
轮轴边沿信号虚拟曲轴边沿信号。
请参阅图7，值得注意的是，上述实施例中的位置状态判定模块41包括位 置找到
状态和位置未找到状态；其中，位置找到状态时，位置状态判定模块41接收到所述同步边沿
信号，且接收到的所述缓存边沿信息中每个凸轮轴边沿信号合理，在此基础上根据同步边
沿信号获取凸轮轴绝对位置，以及向凸轮轴中断角度运算模块42、跛行转速运算模块43和
虚拟齿周期运算模块44发送执行指令。而位置未找到状态时，位置状态判定模块41接收到
的判定结果为所述缓存边沿信息中任意一个所述凸轮轴边沿信号不合理，或未接收到同步
边沿信号。而且，位置未找到状态也可以是在接收到显示跛行初始化指令时位置状态判定
模块41所处的状态。
请参阅图1和图9，而上述实施例中的中断信息控制单元5具体可以包括跛行激活
判定模块51、跛行中断协调模块52和中断管理模块53；中断管理模块53包括初始状态、凸轮
轴中断状态、同步中断状态以及等待状态。
跛行激活判定模块51用于判定是否达到跛行激活条件，以在达到激活条件时发送
初始化指令；中断管理模块53用于获取同步中断角度β，以及根据获取的同步中断角度β预
估下一次出现同步中断信号的角度，以控制同步信号的中断；跛行中断协调模块52用于存
储预设同步中断角度以及获取凸轮轴中断角度α；
跛行中断协调模块52还用于在初始状态下，获取到凸轮轴绝对位置后，将所述初
始状态作为所述跛行中断状态发送给处理单元6，以及根据该凸轮轴绝对位置和预设同步
中断角度协调下一个中断源类型，当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断时，跳转至凸轮
轴中断状态，当协调出的下一个中断源为同步中断时，跳转至该同步中断状态；
跛行中断协调模块52还用于在凸轮轴中断状态下，获取的中断角度为凸轮轴中断
角度α时，将凸轮轴中断状态作为跛行中断状态发送给处理单元6，以及更新预设同步中断
角度，使更新的预设同步中断角度与获取的中断角度相等，中断管理模块53根据更新的同
步中断角度预估下一次出现的同步中断角度以发送给增强型定时处理单元2；
跛行中断协调模块52还用于在凸轮轴中断状态下，获取的中断角度为同步 中断
角度β时，跳转至等待状态，将所述等待状态作为跛行中断状态发送给处理单元6；
跛行中断协调模块52还用于在等待状态下，将等待状态作为跛行中断状态发送给
处理单元6；以及设定所述等待时间，在等待时间内，接收到的中断角度为同步中断角度β
时，出现超时中断，跳转至初始状态；在所述等待时间内，接收到的中断角度为所述凸轮轴
中断角度α时，根据所述凸轮轴中断角度α和所述预设同步中断角度协调下一个中断源的类
型，当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断时，跳转至凸轮轴中断状态，当协调出的下一个
中断源为同步中断时，跳转至同步中断状态；
跛行中断协调模块52还用于在同步中断状态下，获取的中断角度为同步中断角度
β时，将同步中断状态作为跛行中断状态发送给处理单元6，获取的中断角度为凸轮轴中断
角度α时，跳转至凸轮轴中断状态。
下面结合图1和图9说明上述实施例中的中断信息控制单元5的具体工作流程。
S61：跛行激活判定模块51判定是否达到激活条件，以在达到激活条件时发送初始
化指令；该步骤中，跛行激活条件包括匹配开关打开、发动机运转正常以及曲轴信号故障这
三个，为了判断这三个条件是否符合，一般会通过发动机诊断模块诊断发动机的运转，通过
曲轴信号诊断模块诊断曲轴信号是否出现异常(如曲轴传感器电压故障，曲轴信号完全丢
失、曲轴信号出现干扰等)，通过匹配诊断模块检查凸轮轴边沿信号中断时对应的当前凸轮
轴边沿采集角度是否与预设中断角度匹配。如果满足这三个条件，就代表系统处在跛行回
家模式下，跛行激活判定模块51就会发送初始化指令给整个跛行信息处理系统中各个需要
出示化的模块发送的；
S62：跛行中断协调模块52在初始状态下，获取到凸轮轴绝对位置后，将所述初始
状态作为所述跛行中断状态发送给处理单元6，根据该凸轮轴绝对位置和预设同步中断角
度协调下一个中断源类型，当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断时，跳转至凸轮轴中断
状态，当协调出的下一个中断源为同步中断时， 跳转至该同步中断状态；
S63：跛行中断协调模块52在同步中断状态下，获取的中断角度为同步中断角度β
时，将同步中断状态作为跛行中断状态发送给处理单元6，获取的中断角度为凸轮轴中断角
度α时，跳转至凸轮轴中断状态；
跛行中断协调模块52在凸轮轴中断状态下，获取的中断角度为凸轮轴中断角度α
时，将凸轮轴中断状态作为跛行中断状态发送给处理单元6，且更新预设同步中断角度，使
更新的预设同步中断角度与获取的中断角度相等，中断管理模块53根据更新的同步中断角
度预估下一次出现的同步中断角度以发送给增强型定时处理单元2；
跛行中断协调模块52在凸轮轴中断状态下，获取的中断角度为同步中断角度β时，
跳转至等待状态，将等待状态作为跛行中断状态发送给处理单元6；
跛行中断协调模块52在等待状态下，将等待状态作为跛行中断状态发送给处理单
元6；且设定所述等待时间，在等待时间内，接收到的中断角度为同步中断角度β时，出现超
时中断，跳转至初始状态；在所述等待时间内，接收到的中断角度为所述凸轮轴中断角度α
时，根据所述凸轮轴中断角度α和所述预设同步中断角度协调下一个中断源的类型，当协调
出的下一个中断源为凸轮轴中断时，跳转至凸轮轴中断状态，当协调出的下一个中断源为
同步中断时，跳转至同步中断状态；
该步骤中的跛行中断协调模块52和中断管理模块53在运行过程是相辅相成的，一
方面跛行中断协调模块52接收同步中断角度β，跛行中断协调模块52接收凸轮轴中断角度
α，同时跛行中断协调模块52还判断接收到的中断角度是否为同步中断角度β，如果是凸轮
轴中断角度α，就更新预设同步中断角度，这样预设中断角度就能根据发动机的真是状态进
行更新，在根据更新的预设同步中断角度预估下一次出现的同步中断角度时，能够提高预
估的下一次出现的同步中断角度的真实性，以能够更加精确的控制跛行回家模式；另一方
面中断协调模块52又能够根据自身所述出的状态得到跛行中断状态，以发送给处理单元6
以确保发动机的状态量的生成。而且，由于跛行中断管理模块53必须在凸轮 轴绝对位置的
触发下才能运行，以得到跛行中断协调模块52所要发送的跛行中断状态。
另外，为了使跛行中断协调模块52在不同状态下跳转时，所述跛行中断协调模块
52还用于在同步中断状态下，获取的中断角度为凸轮轴中断角度α时，跳转至所述凸轮轴中
断状态，获取的中断角度为同步中断角度β时，维持所述凸轮轴中断角度；跛行中断协调模
块52还用于在同步中断状态下，获取的中断角度为凸轮轴中断角度α时，跳转至凸轮轴中断
状态，获取的中断角度为同步中断角度β时，根据同步中断角度β和预设同步中断角度预估
下一个出现的中断源，当预估的下一个出现的中断源为同步中断时，维持所述同步中断状
态；当预估的下一个出现的所述中断源为凸轮轴中断时，跳转至凸轮轴中断状态。
跛行中断协调模块52还用于在所述凸轮轴中断状态下，获取的中断角度为α时，根
据凸轮轴中断角度α和预设同步中断角度协调下一个中断源类型，当协调出的下一个中断
源为凸轮轴中断时，维持凸轮轴中断状态，当协调出的下一个中断源为同步中断时，跳转至
同步中断状态；其中，当协调出的下一个中断源为凸轮轴中断，且下一个获取的中断角度为
同步中断角度β时，跳转至等待状态。
从上述跛行中断协调模块52在不同状态下的工作过程描述可以看出，由于在凸轮
轴中断状态下时，接收到的中断角度为凸轮轴中断角度α，根据该凸轮轴中断角度α协调出
的下一个中断源为凸轮轴中断时，如果下一个中断源对应的中断角度不是所期望的凸轮轴
中断角度α，而是同步中断角度β时，发动机有可能减速或停转，但是由于不确定，因此会跳
转到等待状态，通过设定等待时间，在等待时间内如果仍然没有获取到所需要的凸轮轴中
断角度α，而获取的是同步中断角度β或者未接收到中断角度时，就代表发动机减速或停转
已经发生，跛行中断协调模块52从等待状态跳转到初始状态。而且，本实施例中的跛行中断
协调模块52能够根据跛行中断协调模块52获取的凸轮轴绝对位置后，通过协调下一个中断
源，以使跛行中断协调模块52根据预估的下一个中断源跳转到相应的状态，然后根据跛行
中断协调模块52再次获取的中断角度的类型跳 转相应的状态，或留在与获取的中间角度
相对应的状态中。而跛行中断协调模块52又能够将获取的中断角度最终所处的状态作为跛
行中断状态发送给处理单元6提供能够反映实际跛行中断状态的跛行中断状态。可见，本实
施例提供的跛行信息处理系统中，不仅能够在跛行回家模式下实现发动机的喷油和点火，
还能够监控到发动机减速或停转。
而上述实施例中的应用信息处理单元6包括速度信息处理模块61和运行模式模块
62；速度信息处理模块61用于根据跛行转速ν获取发动机的转速信息；运行模式模块62用于
在跛行中断状态正常时，获取发动机的状态量，这些状态量可以是操作模式状态、缸号等。
如果状态量为同步状态时，可以利用凸轮轴中断角度α得到。
需要说明的是，跛行中断状态正常是指跛行中断协调模块52处在凸轮轴中断状
态、同步中断状态或等待状态。跛行中断状态异常是指跛行中断协调模块52处在初始状态。
本发明实施例还提供了一种发动机电子控制系统，所述发动机电子控制系统中设
有上述技术方案提到的跛行信息处理系统。
相对于现有技术，本实施例所述的发动机电子控制系统具有以下优势：
所述发动机电子控制系统与上述跛行信息处理系统相对于现有技术所具有的优
势相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。