專利名稱：一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，尤其是涉及一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置。
本發(fā)明還涉及一種對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，尤其是涉及一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法。
背景技術：
在現(xiàn)代社會，隨著人們對便利快捷的不斷追求和技術的進步，汽車已經(jīng)幾乎進入了每一個人的生活當中，成為人們不可或缺的交通運輸工具。因此對汽車進行故障檢測的技術也就應運而生了，而對于汽車的核心部分——發(fā)動機的檢測是最重要的。對汽車發(fā)動機的檢測方法有很多種，其中對汽車發(fā)動機點火波形的測試的分析汽車發(fā)動機工況的重要手段，幾乎是不可缺少的。
現(xiàn)在無論是國內(nèi)還是國外，對汽車發(fā)動機點火波形測試的產(chǎn)品和方法都有很多種。但是現(xiàn)有的產(chǎn)品和技術全部使用了20MHZ以上的高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，采用實時測量技術，將發(fā)動機點火波形的全過程采樣數(shù)據(jù)通過高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片轉(zhuǎn)化后送到微處理器中進行處理，微處理器再通過對采樣的數(shù)據(jù)進行濾波、篩選，找到再現(xiàn)發(fā)動機點火波形的特征數(shù)據(jù)，將這些特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標點后送到顯示器件中，這樣便可以將發(fā)動機點火波形和峰值電壓直觀的顯示出來，最好就可以對發(fā)動機工況進行分析。
上述的現(xiàn)有技術雖然可以精確的測量出包括峰值電壓在內(nèi)的發(fā)動機點火波形的全過程，但是也存在一些缺點1、由于汽車發(fā)動機點火時采樣信號的高頻分量較多，而在點火擊穿的瞬間，高頻分量的頻率將達到20-30MHZ，這樣就必須要使用20MHZ以上的高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片才能夠精確測量出點火擊穿瞬間的電壓數(shù)值。不過高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片和其外圍控制電路是極其昂貴的，控制上也較為復雜。由于上述的原因，現(xiàn)有的測量技術絕大多數(shù)都只能運用在大型發(fā)動機分析設備上，而很難應用在便攜式發(fā)動機分析儀器上。
2、現(xiàn)有的技術為了準確測量點火峰值電壓，由于上條所述的原因，要求模/數(shù)轉(zhuǎn)化器件的轉(zhuǎn)化速度很高，任何降低采樣速度的做法，都將造成測量的誤差。
3、由于采用了高速的模/數(shù)轉(zhuǎn)化，使得采樣到的數(shù)據(jù)量急劇增大，相應的要求控制電路必須提高存儲器的容量和處理器的速度，相應的就提高了成本。
4、由于數(shù)據(jù)量增大后，測試設備中的處理器為了處理更多的數(shù)據(jù)，需要耗費比原來更多的時間，使波形顯示的響應速度下降，實時性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，可以滿足體積小、集成度高、成本低的要求，使得這種裝置成為一種便攜式的汽車發(fā)動機點火波形測試裝置；同時，其測試性能一樣的精確。
本發(fā)明的再一個目的是提出一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，應用這種方法可以使得汽車發(fā)動機點火波形單片機測試設備的體積大大小于現(xiàn)有的設備，并且成本較低，集成度高，同時其測試性能也一樣的精確。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，包括主微處理器，存儲器，液晶(LCD)顯示器件，以及點火信號輸入端，點火信號輸入端又包括初級信號輸入端和次級信號輸入端，并且，上述的測試裝置還包括，一峰值處理電路，用于處理計算發(fā)動機初級和次級點火信號的電壓峰值；一點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于處理發(fā)動機火花燃燒期間的低頻波形采集。
同時，上述的峰值處理電路包括，一正向電容儲能電路單元，用于在發(fā)動機點火信號采用正放電點火形式時，初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后，存儲一個周期的點火信號的峰值；一負向電容儲能電路單元，用于在發(fā)動機點火信號采用負放電點火形式時，初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后，存儲一個周期的點火信號的峰值；一用于峰值處理的帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器，通過串行線與主微處理器連接，同時與上述的正向電容儲能電路單元和上述的負向電容儲能電路單元連接。
上述的峰值處理電路還包括，兩個放大器，分別連接在上述的正向電容儲能電路單元以及上述的負向電容儲能電路單元和上述的峰值處理微處理器之間，用于在上述的峰值處理微處理器從上述的正向電容儲能電路單元和上述的負向電容儲能電路單元中讀入點火信號的峰值時進行放大。
上述的峰值處理電路還包括，一模擬開關，連接在發(fā)動機點火信號輸入端、上述的峰值處理微處理器、上述的正向電容儲能電路單元和上述的負向電容儲能電路單元之間。
上述的點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括，一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件，與上述的主微處理器連接，用于將點火信號進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后以直接存儲器存儲方式(DMA)讀入上述的主微處理器。
上述的點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路還包括，一模擬開關，連接在發(fā)動機點火信號輸入端和上述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件之間。
本發(fā)明的再一個目的是這樣實現(xiàn)的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，包括以下步驟，a)設定一正向電容儲能電路單元，在發(fā)動機點火信號采用正放電點火形式時，將發(fā)動機初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后送到該正向電容儲能電路單元，并將峰值存儲；b)設定一負向電容儲能電路單元，在發(fā)動機點火信號采用負放電點火形式時，將發(fā)動機初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后送到該正向電容儲能電路單元，并將峰值存儲；c)利用一帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器，將電容儲能電路單元中存儲的點火信號峰值讀出并經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后再讀入主微處理器，并由主微處理器存入存儲器中；d)利用一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件將發(fā)動機火花燃燒期間的低頻波形進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并按照直接存儲器存儲方式(DMA)讀入主微處理器，并由主微處理器存入存儲器中。
并且，上述的步驟a)還包括，e)在正向電容儲能電路單元與帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器之間連接一放大器。
上述的步驟b)還包括，f)在負向電容儲能電路單元與帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器之間連接一放大器。
上述的步驟c)還包括，g)利用一串行線連接帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器和主微處理器。
上述的步驟c)還包括，h)利用主微處理器對存儲在存儲器中的點火波形峰值和波形數(shù)據(jù)，通過查找特征值并按照預定的算法結(jié)合在一起后送到液晶(LCD)顯示器件。
上述的步驟d)還包括，i)利用主微處理器對存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算轉(zhuǎn)換為坐標值后送到液晶(LCD)顯示器件。
采用了上述的技術方案，就可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。由于本發(fā)明的裝置將點火波形的峰值測試和火花燃燒期間的波形測試分別處理，而峰值測試和火花燃燒期間的波形測試的頻率都比較低，就不需要高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，從而使得本發(fā)明的裝置的體積小、成本低，是一種便攜式的汽車發(fā)動機點火波形測試設備，同時其測試性能一樣精確。
采用了上述的技術方案，也可以實現(xiàn)本發(fā)明的再一個目的。本發(fā)明的方法將點火波形的峰值測試和火花燃燒期間的波形測試分開來處理，由于峰值測試和火花燃燒期間的波形測試的頻率都比較低，不需要高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，使得利用本發(fā)明的方法制造的發(fā)動機工況分析設備體積小，成本低，是一種便攜式的測試設備，同時測試性能精確。


下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的較佳實施例，通過對本發(fā)明較佳實施例的描述，可以更加清楚的看出本發(fā)明的優(yōu)點所在。
圖1本發(fā)明的測試裝置的電路原理框圖；圖2本發(fā)明的測試方法的步驟圖。
具體實施例方式
用點火波形來分析汽車發(fā)動機點火部分故障主要依賴如下數(shù)據(jù)初級和次級點火擊穿電壓、初級和次級點火的點火時間、閉合角。
初級點火的擊穿電壓一般為50～100V，次級點火的擊穿電壓為10KV～20KV，火花時間一般為0.8毫秒，在點火燃燒期間的信號頻率一般為200KHZ～500KHZ。這樣，只要對汽車發(fā)動機點火波形準確測量出點火峰值電壓、火花燃燒時的點火信號波形和火花時間，就可以對發(fā)動機分析提供基本的參考依據(jù)。
因此，在測試設備的硬件電路上，可以把點火波形的峰值測試和火花燃燒期間的波形測試作為兩個相對獨立的電路單元來處理。如上所述，由于點火波形峰值測試和火花信號測試的頻率都比較低，就不再需要使用20MHZ以上的高速模/數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，從而使得測試設備整機成本降低、體積減小，同時根據(jù)以上的分析，其測試性能也一樣的精確。
如圖1，對汽車發(fā)動機進行分析時，初級和次級點火信號分別通過輸入端輸入，輸入后的信號分別由峰值處理電路來處理計算初級和次級點火信號的電壓峰值，以及用點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路來進行火花燃燒期間的低頻波形采樣。
峰值處理電路包括一帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器以及電容儲能電路單元，其中由于汽車發(fā)動機點火信號有正放電和負放電兩種點火形式，所以電容儲能也包括一正向電容儲能電路單元和一負向電容儲能電路單元。發(fā)動機初級或者次級點火信號經(jīng)過正電壓跟隨或者負電壓跟隨后送到電容儲能電路單元，電容儲能電路單元可以將一個周期的點火信號的最大值存儲到電容中，當一個周期的點火信號過后，峰值處理微處理器從電容儲能電路單元中將點火信號的峰值讀入，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過與主微處理器之間的串行線將峰值數(shù)值送到主微處理器，由主微處理器將點火峰值存儲到存儲器中。峰值處理電路還包括兩個放大器，當峰值處理微處理器從正向電容儲能電路單元或者負向電容儲能電路單元中讀出峰值時，分別用于放大峰值。
點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路類似于一般的示波器的功能，其工作是先將點火波形信號進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，主微處理器再通過直接存儲器存儲(DMA)方式將模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號讀入，主微處理器對信號進行濾波后將其存儲到存儲器中。
另外在峰值處理電路的前端有一模擬開關，由峰值處理微處理器控制；在點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的前端也有一模擬開關，由主微處理器控制。
當需要顯示點火波形以對發(fā)動機進行分析時，主微處理器將存儲到存儲器中的點火峰值和波形數(shù)據(jù)通過查找特征值，按照預定的算法轉(zhuǎn)化為坐標值，然后送到液晶(LCD)顯示器件處顯示出來。
如圖2，對于發(fā)動機點火波形的峰值處理，首先是步驟S110，即在發(fā)動機采用正放電點火形式時，初級或者次級點火信號從輸入端輸入，經(jīng)過步驟S112的正電壓跟隨，再是步驟S114送入正向電容儲能電路單元，然后是步驟S116，放大器放大信號；或者是在發(fā)動機采用負放電點火形式時，首先是步驟S118，經(jīng)過步驟S120的負電壓跟隨，再是步驟S122送入負向電容儲能電路單元，然后是步驟S124，放大器放大信號。
經(jīng)過放大器放大的信號接著是步驟S126，由峰值處理微處理器讀入，再是步驟S128送入主微處理器，最后是步驟S130，由主微處理器送入存儲器存儲。
對于低頻采集，首先是步驟也是步驟S110，初級或者次級點火信號從輸入端輸入，接著是步驟S132，由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再接著是步驟S134，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號讀入主微處理器，最后也是步驟S130，將經(jīng)過主微處理器濾波處理的信號送入存儲器存儲。
需要顯示發(fā)動機點火波形以分析發(fā)動機工況時，首先是步驟S136，將存儲器中的點火波形峰值和波形數(shù)據(jù)讀出到主微處理器中，接著是步驟S138，由主微處理器查找特征值并按照預定的算法轉(zhuǎn)化為坐標值，最后是步驟S140，將計算得到的坐標值送到液晶(LCD)顯示器件中顯示出來。這樣就可以根據(jù)顯示出來的波形峰值、波形以及火花時間等分析發(fā)動機的工況。
需要指出的是，根據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)，本領域的普通技術人員可以在本發(fā)明的基礎上作出各種變形或替換，但是所有這些變形或替換，都應當屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，包括主微處理器，存儲器，液晶(LCD)顯示器件，以及點火信號輸入端，點火信號輸入端又包括初級信號輸入端和次級信號輸入端，其特征是所述的測試裝置還包括，一峰值處理電路，用于處理計算發(fā)動機初級和次級點火信號的電壓峰值；一點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于處理發(fā)動機火花燃燒期間的低頻波形采集。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，其特征是所述的峰值處理電路包括，一正向電容儲能電路單元，用于在發(fā)動機點火信號采用正放電點火形式時，初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后，存儲一個周期的點火信號的峰值；一負向電容儲能電路單元，用于在發(fā)動機點火信號采用負放電點火形式時，初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后，存儲一個周期的點火信號的峰值；一用于峰值處理的帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器，通過串行線與主微處理器連接，同時與所述的正向電容儲能電路單元和所述的負向電容儲能電路單元連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，其特征是所述的峰值處理電路還包括，兩個放大器，分別連接在所述的正向電容儲能電路單元以及所述的負向電容儲能電路單元和所述的峰值處理微處理器之間，用于在所述的峰值處理微處理器從所述的正向電容儲能電路單元和所述的負向電容儲能電路單元中讀入點火信號的峰值時進行放大。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，其特征是所述的峰值處理電路還包括，一模擬開關，連接在發(fā)動機點火信號輸入端、所述的峰值處理微處理器、所述的正向電容儲能電路單元和所述的負向電容儲能電路單元之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，其特征是所述的點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括，一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件，與所述的主微處理器連接，用于將點火信號進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后以直接存儲器存儲方式(DMA)讀入所述的主微處理器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的裝置，其特征是所述的點火波形模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路還包括，一模擬開關，連接在發(fā)動機點火信號輸入端和所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件之間。
7.一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，包括a)設定一正向電容儲能電路單元，在發(fā)動機點火信號采用正放電點火形式時，將發(fā)動機初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后送到該正向電容儲能電路單元，并將峰值存儲；b)設定一負向電容儲能電路單元，在發(fā)動機點火信號采用負放電點火形式時，將發(fā)動機初級或次級點火信號經(jīng)過電壓跟隨后送到該正向電容儲能電路單元，并將峰值存儲；c)利用一帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器，將電容儲能電路單元中存儲的點火信號峰值讀出并經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后再讀入主微處理器，并由主微處理器存入存儲器中；d)利用一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器件將發(fā)動機火花燃燒期間的低頻波形進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并按照直接存儲器存儲方式(DMA)讀入主微處理器，并由主微處理器存入存儲器中。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，其特征是所述的步驟a)還包括，e)在正向電容儲能電路單元與帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器之間連接一放大器。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，其特征是所述的步驟b)還包括，f)在負向電容儲能電路單元與帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器之間連接一放大器。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，其特征是所述的步驟c)還包括，g)利用一串行線連接帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換的微處理器和主微處理器。
11.根據(jù)權利要求7所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，其特征是所述的步驟c)還包括，h)利用主微處理器對存儲在存儲器中的點火波形峰值和波形數(shù)據(jù)，通過查找特征值并按照預定的算法結(jié)合在一起后送到液晶(LCD)顯示器件。
12.根據(jù)權利要求7所述的一種利用單片機對汽車發(fā)動機點火波形進行測試的方法，其特征是所述的步驟d)還包括，i)利用主微處理器對存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算轉(zhuǎn)換為坐標值后送到液晶(LCD)顯示器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有穩(wěn)定的可分解車架結(jié)構(gòu)的電動代步車，過去的具有可分解車架結(jié)構(gòu)的電動代步車，都采用車架主桿插接方式，在車架分解或者重新組合后，會出現(xiàn)前后車架繞主軸線回轉(zhuǎn)的問題，組合穩(wěn)定性較差。本發(fā)明采用連接桿結(jié)構(gòu)，利用后車架套筒內(nèi)的插銷與前車架的凸耳連接，以及前后車架上的卡板卡扣連接，從而使前后車架連接。本發(fā)明具有連接穩(wěn)定，便于分解和安裝的優(yōu)點。
文檔編號F02P17/00GK1492142SQ01137768
公開日2004年4月28日 申請日期2001年10月31日 優(yōu)先權日2001年10月31日
發(fā)明者劉均, 王希琳, 鄧德貴, 徐夢雙, 劉 均 申請人:深圳市元征科技股份有限公司