[发明专利]一种发动机点火提前角的检测系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及汽车或其他领域中使用的发动机，尤其涉及一种发动机点火提前角的检测系统及方法。

【背景技术】

汽油发动机的正常运转需要高压电或脉冲来点燃混合气，由于需要在活塞运行到上止点时气缸内的可燃气燃烧完，并使气缸中的气体加热膨胀到最大体积需要一定的时间，因此，必须在活塞到达上止点之前一定的角度就开始点火，这个提前的角度，通常被称为发动机点火提前角。具体到汽车中使用的发动机，同样要求具有一定的点火提前角，最佳的点火提前角就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，振动最小，温升最低。汽车的发动机点火提前角与发动机的运转工况有关，不同的工况具有不同的点火提前角。影响点火提前量最大的因素是转速。随着转速的上升，转过同样角度的时间变短，只有更大的提前角才能得到相应的提前时间。点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨损加剧，这是应该防止的。点火过迟，气体做功效率低，排气声大。点火提前角是否符合要求，需要对发动机点火提前角进行检测，并根据检测出的点火提前角对已经存储在汽车ECU(即电控单元)中的点火提前角的值进行标定。目前国内外汽车维修及检测领域中，点火提前角的测量手段多为手持闪光式、模拟指针式，还有一些采用数字电路组成点火测量仪，但这些点火提前角的检测装置制造成本较高，测量范围窄，测量精度也不高。而产品研发部门对汽车电喷系统匹配时，所采用的检测点火提前角的方法也很复杂，需要有专门的采集系统与控制软件，这些增加了实验室试验的操作难度和对试验人员的技术要求，也增加了整个试验系统的设备。

【发明内容】

本发明的主要目的就是解决现有技术中的技术问题，提供一种发动机点火提前角的检测系统及方法，检测系统的制造成本低，测量精度高，并且操作简单。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机点火提前角的检测系统，包括：用于感应发动机气缸内压力变化并输出压力信号的压力传感器；用于采集电喷系统的点火信号的信号引出装置；用于响应压力传感器和信号引出装置的输出信号的处理装置，所述处理装置根据压力传感器的输出信号生成压力曲线、根据信号引出装置的输出信号生成点火曲线，所述处理装置根据压力曲线和点火曲线计算点火提前角。

所述处理装置根据压力曲线和点火曲线检测出压力曲线的周期及其一个周期内的上止点的位置，并检测出点火曲线在该周期内的点火脉冲的上升沿的位置，计算点火脉冲的上升沿和上止点的时间差值，根据时间差值计算点火提前角。

在本发明的一种优选实施例中，还包括用于感应发动机曲轴位置并输出与曲轴位置相对应的位置信号的位置传感器，所述处理装置根据位置传感器的输出信号生成曲轴位置曲线，所述处理装置根据压力曲线检测出一个周期内的上止点位置，根据点火曲线检测出点火曲线在该周期内的点火脉冲的上升沿的位置，并将上止点和点火脉冲的上升沿对应到曲轴位置曲线上，根据上止点和点火脉冲的上升沿在曲轴位置曲线上所对应的两点之间的时间差对应于曲轴旋转的角度来计算点火提前角。

其中，所述点火提前角α的计算公式为，

其中，t_|A′B′|为上止点和点火脉冲的上升沿在曲轴位置曲线上所对应的两点之间的时间差，k为将上止点和点火脉冲的上升沿在曲轴位置曲线上所对应的两点包含在内的、且脉冲数最少的脉冲的数量，t_|M′N′|为k个脉冲所占的时间，m为曲轴的飞轮盘齿数。

所述压力传感器设置在发动机的至少一个气缸的火花塞的位置处，所述信号引出装置为导电连接线。

为实现上述目的，本发明还同时提供一种发动机点火提前角的检测方法，包括以下步骤：

A1、设置压力传感器以感应发动机气缸内的压力变化并输出压力信号；

B1、通过信号引出装置采集电喷系统的点火信号；

C1、将压力传感器和信号引出装置的输出信号输出至处理装置，所述处理装置根据压力传感器的输出信号生成压力曲线、根据信号引出装置的输出信号生成点火曲线，所述处理装置根据压力曲线和点火曲线计算点火提前角。

为实现上述目的，本发明还同时提供一种发动机点火提前角的检测方法，包括以下步骤：

A2、设置压力传感器以感应发动机气缸内的压力变化并输出压力信号；

B2、通过位置传感器感应发动机曲轴位置并输出与曲轴位置相对应的位置信号；

C2、通过信号引出装置采集电喷系统的点火信号；