点火角度测量系统及其实现的位置校正或角度测量的方法技术方案

本发明专利技术提供点火角度测量系统及其实现的位置校正或角度测量的方法。所述系统包括点火角度测量装置、点火信号采集模块、位置信号采集模块和上位机，所述点火信号采集模块、位置信号采集模块和所述上位机均与所述点火角度测量装置通信连接。本发明专利技术克服了目前市场上模拟式和数字式点火正时枪无法准确测量发动机点火角度，并且无法显示发动机每圈点火角度等问题，在发动机开发调试过程的应用中具有非常实用的价值。

【技术实现步骤摘要】
点火角度测量系统及其实现的位置校正或角度测量的方法
本专利技术涉及发动机点火角度测试领域，尤其涉及点火角度测量系统及其实现的位置校正或角度测量的方法。
技术介绍
在发动机的压缩冲程终了，活塞达到行程的顶点时，点火系统向火花塞提供高压火花以点燃气缸内的压缩混合气作功，这个时间就是点火正时。为使点火能量最大化，点火正时一般要提前一定的量，所以是在活塞即将到达上止点（TDC）的那一刻点火，而不是正好达到上止点时才点火，这个提前量叫点火提前角（点火角度）。传统的小型汽油机点火角度主要是通过点火正时枪来测量，目前市面上的点火正时抢主要有模拟式和数字式两种，这两类点火正时枪都是通过采集高压点火信号控制正时枪内的闪光灯闪烁，从而测得点火提前角。两种点火正时枪的原理以及存在的技术问题分析如下：（1）模拟式点火正时枪：模拟式点火正时枪需要预先在发动机旋转曲轴上做好角度刻度标记，然后根据闪光灯闪烁时显示的刻度得到发动机的点火提前角。模拟式点火正时枪需要人眼去读预先标记好的角度刻度，读数存在很大的差异性，特别在角度波动比较大的情况下，很难准确测得发动机实际角度。（2）数字式点火正时枪：数字式点火正时枪只要预先在曲轴上标记好与发动机活塞运动的上止点（TDC）位置相对应的点，通过调节正时枪上的角度加减按钮，正时枪根据当前发动机转速，延时控制闪光输出，直到标记线与TDC位置吻合，就得到了发动机的点火提起角。数字式点火正时枪需要经过计算处理，延时效应会比模拟式点火正时大的多，另外由于闪光延时是根据发动机运行的当前转速来确定，在发动机转速波动很大时，很难找到标记线和TDC位置吻合的点，因而也很难准确得到发动机的点火提前角。此外，两点火正时枪都存在低速下由于闪光频率过低，导致无法测量角度的问题。并且都存在无法测得发动机当圈转速下的点火角度值，对发动机运行中的角度变化情况只能做粗略的分析，特别像发动机刚启动时的点火角度变化根本无法测量，因而无法验证发动机的启动角度的准确性的技术问题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出点火角度测量系统及其实现的位置校正或角度测量的方法。本专利技术是以如下技术方案实现的：一种点火角度测量系统，包括点火角度测量装置、点火信号采集模块、位置信号采集模块和上位机，所述点火信号采集模块、位置信号采集模块和所述上位机均与所述点火角度测量装置通信连接。进一步地，所述点火信号采集模块的输出值和位置信号采集模块的输出值为所述点火角度测量装置的输入，所述上位机与所述点火角度测量装置双向通信。进一步地，所述点火角度测量系统中的点火角度测量装置包括电源接口、与上位机进行通信的通信接口、电源指示灯、上止点位置指示灯和点火指示灯；还设置有若干备用的输出接口、位置信号采集模块的接入接口和点火信号采集模块接入接口。进一步地，所述点火角度测量装置包括：校正单元，用于实现上止点位置的校正；信号切换单元，用于输出方向控制信号，实现正反信号的切换功能，以适应不同发动机转向不同的情况；点火角度计算单元，用于计算当前发动机的点火角度。通信单元，用于将发动机当前的运行转速、点火角度和转速数据发上位机处理。一种TDC位置校正或角度测量的方法，所述方法由上述中的一种点火角度测量系统实现，其特征在于，包括：S1.点火角度测量装置上电后进行数据初始化；S2.点火角度测量装置等待上位机命令；S3.点火角度测量装置响应于上位机发出的TDC校正命令，进入TDC校正子程序；或响应于上位机发出的角度测量命令，进入角度测量子程序；S4.点火角度测量装置当TDC位置校正或角度测量完成后返回继续等待上位机命令。进一步地，在步骤S2中的TDC校正环节，点火角度测量装置一方面等待上位机命令的到来，另一面实时将发动机的曲轴位置脉冲数据发送给上位机。进一步地，在步骤S2中的角度测量环节，点火角度测量装置等待点火信号或零位信号的到来；当零位信号捕获时，计算当前发动机的转速；当点火信号捕获时，则计算出当前发动机的点火角度。进一步地，在上位机中，用户通过点火角度测量装置发上来的发动机曲轴位置脉冲数据，设定TDC校正值，并发给点火角度测量装置进行TDC校正，或根据发动机的转动方向将方向切换命令发给点火角度测量装置。进一步地，在上位机中，根据点火角度测量装置发送上来的速度和点火角度数据，实时的通过XY散点图进行显示，并将数据进行保存。进一步地，在上位机中，对速度采集数据进行分析，计算平均转速和标准差，以对转速的波动性进行分析。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供点火角度测量系统及其实现的位置校正或角度测量的方法，克服了目前市场上模拟式和数字式点火正时枪无法准确测量发动机点火角度（特别在的低速状态下），并且无法显示发动机每圈点火角度等问题。该系统可以测得发动机启动和运行过程中每圈所对应的转速值和角度值，通过通信线路实时上传到电脑上进行显示，供工程师实际开发分析使用。本专利技术的测量结果不受转速波动的影响，抗干扰性强，可靠性高，在发动机开发调试过程的应用中具有非常实用的价值。附图说明图1是本实施例提供的点火角度测量系统的整体结构示意图；图2是本实施例提供的点火信号采集模块逻辑示意图；图3（1）是本实施例提供的高压感应电路的信号示意图；图3（2）是本实施例提供的单稳态触发电路的信号示意图；图4（1）是本实施例提供的天线感应式（开式）的电路示意图；图4（2）是本实施例提供的线圈感应式（闭式）的电路示意图；图5是本实施例提供的波形变换示意图；图6是本实施例提供的点火角度测量装置逻辑示意图；图7是本实施例提供的位置信号处理模块逻辑示意图；图8是本实施例提供的信号示意图；图9是本实施例提供的进行TDC位置校正或角度测量的方法流程图；图10是本实施例提供的TDC校正环节方向切换方法流程图；图11是本实施例提供的TDC校正环节曲轴位置获取方法流程图；图12是本实施例提供的角度测量方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。实施例1：一种用于小型汽油机的点火角度测量系统，其能够广泛应用于小型内燃式汽油发动机，如园林工具领域里的割草机、割灌机、绿篱机、油锯等的点火角度测量。本实施例中点火角度测量系统的整体结构如图1所示，包括点火角度测量装置1、点火信号采集模块2、位置信号采集模块3和上位机4，所述点火信号采集模块2、位置信号采集模块3和所述上位机4均与所述点火角度测量装置1通信连接，其中，所述点火信号采集模块2的输出值和位置信号采集模块3的输出值为所述点火角度测量装置1的输入，所述上位机4与所述点火角度测量装置1双向通信。具体地，点火信号采集模块2通过感应点火器的高压输出，转变为相应的数字信号，并将所述数字信号输出至点火角度测量装置1；位置信号采集模块3将发动机运行过程中的曲轴实际位置通过编码脉冲发给点火角度测量装置1；点火角度测量装置1对点火信号和位置信号进行相应计算处理得到发动机的运行转速和点火角度，并发给上位机4处理；上位机4通过散点图实时显示当前转速和当前角度，并进行相应数据保存，以供后续分析使用。实施例2：本实施例相较于实施例1，进一步公开点火信号采集模块2和位置信号采集模块3的技术方案。如图2所示，点火信号采集模块2包括高压感应电路20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火角度测量系统，其特征在于：包括点火角度测量装置、点火信号采集模块、位置信号采集模块和上位机，所述点火信号采集模块、位置信号采集模块和所述上位机均与所述点火角度测量装置通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种点火角度测量系统，其特征在于：包括点火角度测量装置、点火信号采集模块、位置信号采集模块和上位机，所述点火信号采集模块、位置信号采集模块和所述上位机均与所述点火角度测量装置通信连接。2.根据权利要求1所述的点火角度测量系统，其特征在于：所述点火信号采集模块的输出值和位置信号采集模块的输出值为所述点火角度测量装置的输入，所述上位机与所述点火角度测量装置双向通信。3.根据权利要求1所述的点火角度测量系统，其特征在于：所述点火角度测量系统中的点火角度测量装置包括电源接口、与上位机进行通信的通信接口、电源指示灯、上止点位置指示灯和点火指示灯；还设置有若干备用的输出接口、位置信号采集模块的接入接口和点火信号采集模块接入接口。4.根据权利要求3所述的点火角度测量系统，其特征在于，所述点火角度测量装置包括：校正单元，用于实现上止点位置的校正；信号切换单元，用于输出方向控制信号，实现正反信号的切换功能，以适应不同发动机转向不同的情况；点火角度计算单元，用于计算当前发动机的点火角度；通信单元，用于将发动机当前的运行转速、点火角度和转速数据发上位机处理。5.一种TDC位置校正或角度测量的方法，所述方法由权利要求1中的点火角度测量系统实现，其特征在于，包括：S1.点火角度测量装置上电后进行数据初始化；S2.点火角度测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旺福，张斌，郑梅君，李江，
申请(专利权)人：浙江锋龙电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33