一种发动机气缸工作检测装置的制作方法

1.本实用新型属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种发动机气缸工作检测装置。


背景技术：

2.当前汽车发动机为了获得大的输出功率和降低噪声，绝大多数都是采用多气缸发动机。对于多气缸发动机，当出现某一气缸不工作或工作不良时很难被发现，但工作不良的气缸不但无法输出功率，反而还会消耗功率，产生积碳，严重影响发动机使用寿命。当前检测气缸工作情况需要专业人员和专用工具，并具有一定维修经验，只能定期检测，无法做到每次启动发动机前检测。比如柴油发动机检测是通过在发动机运转状态下，通过依次拆下各气缸上的喷油器后，观察发动机运转是否有变化来判断的。若拆下某一气缸上的喷油器后，发动机无明显变化，说明该气缸工作不良或没有工作。若拆下某一气缸上的喷油器后，发动机运转明显不平稳，说明该气缸工作良好。汽油发动机检测是通过依次拆下火花塞来判断的，也有的通过测量火花塞线的脉冲电压来判断的，但存在火花塞电压正常，不能确定气缸工作正常的情况。以上都需要一定的维修技能和经验，且只能做到定期检测。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种发动机气缸工作检测装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.本实用新型提供一种发动机气缸工作检测装置，包括电子控制单元、显示器和若干温度传感器，各温度传感器分别安装于各气缸排气歧管上，分别用于对各气缸排气歧管进行温度检测信号采集，所述电子控制单元与汽车的汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动时第一次接收各温度传感器的温度检测信号，并在设定间隔时间后第二次接收各温度传感器的温度检测信号，将前后两次各温度传感器对应的温度检测信号进行运算处理，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器，所述显示器用于显示各气缸排气歧管的工作状态检测结果。
6.在一个可能的设计中，所述电子控制单元包括处理器、启动触发器、通道选择电路、采样保持电路、a/d转换电路、时钟电路和减法运算器，所述启动触发器与汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动后生成一次触发信号传输至通道选择电路和处理器，以及接受处理器的控制生成二次触发信号传输至通道选择电路和处理器，所述时钟电路用于为处理器提供时钟信号，所述处理器用于接收时间信号并在设定间隔时间后控制启动触发器生成二次触发信号，所述通道选择电路分别与各温度传感器连接，用于在收到一次触发信号后第一次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，以及在收到二次触发信号后第二次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，并将两次接收的各温度传感器的温度检测信号传输至采样保持电路，所述采样保持电路对各温度传感器前后两次温度检测信号进行采样保持后传输至a/d转换电路进行模数转换，a/d转换电路输出各温度传感器前后两次采样的温度
数字信号至处理器，并处理器传输至减法运算器，所述减法运算器对各温度传感器前后两次采样的温度数字信号进行减法运算，输出差值信号至处理器，所述处理器接收各温度传感器对应的差值信号，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。
7.在一个可能的设计中，所述系统还包括电源转换电路，所述电源转换电路用于接入汽车电源，并对汽车电源进行电源转换后为电子控制单元提供工作电源。
8.在一个可能的设计中，所述电子控制单元包括与处理器连接的读写存储器，所述读写存储器用于供处理器写入或读取各温度传感器前后两次采样的温度数字信号。
9.在一个可能的设计中，所述启动触发器采用d触发器。
10.在一个可能的设计中，所述温度传感器采用电阻式温度传感器，所述显示器采用数字显示器。
11.在一个可能的设计中，所述处理器采用单片机。
12.在一个可能的设计中，所述电子控制单元包括处理器、启动触发器、通道选择电路、采样保持电路、a/d转换电路和时钟电路，所述启动触发器与汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动后生成一次触发信号传输至通道选择电路和处理器，以及接受处理器的控制生成二次触发信号传输至通道选择电路和处理器，所述时钟电路用于为处理器提供时钟信号，所述处理器用于接收时间信号并在设定间隔时间后控制启动触发器生成二次触发信号，所述通道选择电路分别与各温度传感器连接，用于在收到一次触发信号后第一次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，以及在收到二次触发信号后第二次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，并将两次接收的各温度传感器的温度检测信号传输至采样保持电路，所述采样保持电路对各温度传感器前后两次温度检测信号进行采样保持后传输至a/d转换电路进行模数转换，a/d转换电路输出各温度传感器前后两次采样的温度数字信号至处理器，所述处理器接收各温度传感器前后两次采样的温度数字信号进行处理，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。
13.有益效果：本实用新型通过在各气缸排气歧管上安装温度传感器，通过温度传感器在汽车启动时及启动后一定时间后两次采集对应气缸排气歧管的温度数据，来传输给电子控制单元，电子控制单元获取到各气缸排气歧管前后两次的温度检测数据进行运算比对，就可以根据比对结果判定各气缸排气歧管的工作状态，生成各气缸排气歧管的工作状态检测结果传输至显示器进行显示，以便驾驶员直观看到汽车各气缸的工作状态。本实用新型可以利用发动机冷态时与启动一定时间后气缸排气歧管温度的变化，来判定相应发动机气缸的工作状态，有效实现气缸工作状态的自动检测。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为实施例中检测装置的使用示意图；
16.图2为实施例中电子控制单元的结构示意图；
17.图3为实施例中采样保持电路的示意图；
18.图4为实施例中采样保持电路输入输出信号波形示意图；
19.图5为实施例中d触发器的示意图；
20.图6为实施例中减法器的示意图。
具体实施方式
21.在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
22.应当理解，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实施例中的具体含义。
23.在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得实施例不清楚。
24.实施例：
25.本实施例提供了一种发动机气缸工作检测装置，如图1至图2所示，包括电子控制单元、显示器和若干温度传感器，各温度传感器分别安装于各气缸排气歧管上，分别用于对各气缸排气歧管进行温度检测信号采集，所述电子控制单元与汽车的汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动时第一次接收各温度传感器的温度检测信号，并在设定间隔时间后第二次接收各温度传感器的温度检测信号，将前后两次各温度传感器对应的温度检测信号进行运算处理，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器，所述显示器用于显示各气缸排气歧管的工作状态检测结果。
26.所述电子控制单元包括处理器、启动触发器、通道选择电路、采样保持电路、a/d转换电路、时钟电路和减法运算器，所述启动触发器与汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动后生成一次触发信号传输至通道选择电路和处理器，以及接受处理器的控制生成二次触发信号传输至通道选择电路和处理器，所述时钟电路用于为处理器提供时钟信号，所述处理器用于接收时间信号并在设定间隔时间后控制启动触发器生成二次触发信号，所述通道选择电路分别与各温度传感器连接，用于在收到一次触发信号后第一次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，以及在收到二次触发信号后第二次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，并将两次接收的各温度传感器的温度检测信号传输至采样保持电路，所述采样保持电路对各温度传感器前后两次温度检测信号进行采样保持后传输至a/d转换电路进行模数转换，a/d转换电路输出各温度传感器前后两次采样的温度数字信号至处理器，并处理器传输至减法运算器，所述减法运算器对各温度传感器前后两次采样的温度数字信号进行减法运算，输出差值信号至处理器，所述处理器接收各温度传感器对应的差值信号，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。
27.具体实施时，汽车点火时，在发动机冷态下，通道选择电路轮询采样一次各温度传
感器所采集的各气缸排气歧管的温度检测数据，再经采样保持电路进行采样保持，经a/d转换电路进行模数转换，得到各气缸排气歧管的温度数字信号传输至处理器，处理器根据时钟信号在设定时间后，如3分钟后不超过5分钟的时间段内(发动机各气缸若正常工作，在3～5min内气缸排气歧管上的温度会急剧上升，而不工作的气缸的排气歧管温度基本不上升，但时间超过5min，由于各金属排气歧管互相连通存在热传导，会导致判断不准确，因此，要在3～5min内完成判断)，通过触发器驱动通道选择电路再轮询采样一次各温度传感器所采集的各气缸排气歧管的温度检测数据，同样经采样保持电路进行采样保持，经a/d转换电路进行模数转换，得到各气缸排气歧管的温度数字信号传输至处理器，处理器将各气缸排气歧管前后两次的温度数字信号传至减法运算器进行减法运算，实现温度的纵向比较，得到各气缸排气歧管前后的温度差值，处理器再根据各温度传感器对应的前后温度差值，得到各气缸排气歧管的工作状态，并输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器，以便驾驶员直观看到汽车各气缸的工作状态。
28.或者，所述电子控制单元包括处理器、启动触发器、通道选择电路、采样保持电路、a/d转换电路和时钟电路，所述启动触发器与汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动后生成一次触发信号传输至通道选择电路和处理器，以及接受处理器的控制生成二次触发信号传输至通道选择电路和处理器，所述时钟电路用于为处理器提供时钟信号，所述处理器用于接收时间信号并在设定间隔时间后控制启动触发器生成二次触发信号，所述通道选择电路分别与各温度传感器连接，用于在收到一次触发信号后第一次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，以及在收到二次触发信号后第二次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，并将两次接收的各温度传感器的温度检测信号传输至采样保持电路，所述采样保持电路对各温度传感器前后两次温度检测信号进行采样保持后传输至a/d转换电路进行模数转换，a/d转换电路输出各温度传感器前后两次采样的温度数字信号至处理器，所述处理器接收各温度传感器前后两次采样的温度数字信号进行处理，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。
29.具体实施时，汽车点火时，在发动机冷态下，通道选择电路轮询采样一次各温度传感器所采集的各气缸排气歧管的温度检测数据，再经采样保持电路进行采样保持，经a/d转换电路进行模数转换，得到各气缸排气歧管的温度数字信号传输至处理器，处理器根据时钟信号在设定时间后，如3分钟后不超过5分钟的时间段内，通过触发器驱动通道选择电路再轮询采样一次各温度传感器所采集的各气缸排气歧管的温度检测数据，同样经采样保持电路进行采样保持，经a/d转换电路进行模数转换，得到各气缸排气歧管的温度数字信号传输至处理器，处理器对比判定各气缸排气歧管初次采集的温度相差不大时，将各气缸排气歧管二次采集的温度综合在一起进行横向比对，若某个气缸排气歧管的温度与其它气缸排气歧管的温度相差大于设定阈值时，即判定该气缸排气歧管对应的气缸出现故障(比如某一气缸排气歧管上的温度，只有10℃，而其它五个气缸排气歧管上的温度达到30℃以上，说明排气歧管只有10℃的气缸工作异常或不工作)，同时生成各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。
30.进一步地，所述系统还包括电源转换电路，所述电源转换电路用于接入汽车电源(24v直流)，并对汽车电源进行电源转换(24v直流转为5v直流)后为电子控制单元提供工作电源。所述电子控制单元包括与处理器连接的读写存储器，所述读写存储器用于供处理器
写入或读取各温度传感器前后两次采样的温度数字信号。采样保持电路可采用如图3所示的采样保持电路，其输入输出信号波形如图4所示。当输入信号变化较快时，要求输出信号能快速而准确的跟随输入信号的变化进行间隔采用。在两次采用之间保持上一次采样结束时的状态。采样保持电路又称为采样保持放大器。当对模拟信号进行a/d转换时，需要一定的转换时间，在这个转换时间内，模拟信号要保持基本不变，这样才能保证转换精度。采样保持电路即为实现这种功能的电路。
31.进一步地，所述启动触发器采用如图5所示的d触发器。c端在汽车点火装置至“工作”档时带电，为高电平1，断电为低电平0(作为脉冲信号)。d端在汽车点火装置至“启动”档时带电，为高电平1，断电为低电平0。q端为输出端，向通道选择电路和处理器发送信号。对于该触发器：
32.(1)d＝0：当时钟脉冲来到之前，即c＝0时，g3、g4和g6的输出均为“1”，g5因输入全“1”而输出为“0”。这时，触发器的状态不变。当时钟脉冲从“0”上跳“1”时，g6、g5和g3的输出保持原状态未变，而g4因输入端全“1”其输出有“1”变为“0”。这个负脉冲一方面使基本触发器置“0，同时反馈到g6的输入端，使在c＝1期间不论d作何变化，触发器保持“0”态不变(不会空翻)
33.(2)d＝1：当c＝0时，g3和g4的输出为“1”，g6的输出为“0”，g5的输出为“1”。这时，触发器的状态不变。当c＝1时，g3的输出由“1”变为“1”变为“0”。这个负脉冲一方面使基本触发器置“1”，同时反馈到g4和g5的输入端，使在c＝1期间不论d作何变化，只能改变g6的输出状态，而其它门均保持不变，即触发器保持“1”状态。
34.(3)恢复状态：在汽车点火装置由“启动”档回到“工作”档时，恢复为低电平“0”即d＝0状态。
35.(4)d触发器输出端q为高电平时，给通道选择电路发信号，打开温度传感器
→
通道选择电路
→
采样保持电路负端测试通道。此时采集发动机各气缸排气歧管的初始温度。当发动机启动后，d触发器翻转，输出端q为低电平时，打开温度传感器
→
通道选择电路
→
采样保持电路正端测试通道。
36.进一步地，所述减法运算器采用如图6所示的减法器，如果两个输入都有信号，则为差动输入，当r1＝r2和rf＝r3时，则上式为当rf＝r1时，则得：u0＝ui1-ui2。
37.进一步地，所述温度传感器采用电阻式温度传感器，所述显示器采用数字显示器，所述处理器采用单片机。
38.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，包括电子控制单元、显示器和若干温度传感器，各温度传感器分别安装于各气缸排气歧管上，分别用于对各气缸排气歧管进行温度检测信号采集，所述电子控制单元与汽车的汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动时第一次接收各温度传感器的温度检测信号，并在设定间隔时间后第二次接收各温度传感器的温度检测信号，将前后两次各温度传感器对应的温度检测信号进行运算处理，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器，所述显示器用于显示各气缸排气歧管的工作状态检测结果。2.根据权利要求1所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述电子控制单元包括处理器、启动触发器、通道选择电路、采样保持电路、a/d转换电路、时钟电路和减法运算器，所述启动触发器与汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动后生成一次触发信号传输至通道选择电路和处理器，以及接受处理器的控制生成二次触发信号传输至通道选择电路和处理器，所述时钟电路用于为处理器提供时钟信号，所述处理器用于接收时间信号并在设定间隔时间后控制启动触发器生成二次触发信号，所述通道选择电路分别与各温度传感器连接，用于在收到一次触发信号后第一次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，以及在收到二次触发信号后第二次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，并将两次接收的各温度传感器的温度检测信号传输至采样保持电路，所述采样保持电路对各温度传感器前后两次温度检测信号进行采样保持后传输至a/d转换电路进行模数转换，a/d转换电路输出各温度传感器前后两次采样的温度数字信号至处理器，并处理器传输至减法运算器，所述减法运算器对各温度传感器前后两次采样的温度数字信号进行减法运算，输出差值信号至处理器，所述处理器接收各温度传感器对应的差值信号，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。3.根据权利要求2所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述装置还包括电源转换电路，所述电源转换电路用于接入汽车电源，并对汽车电源进行电源转换后为电子控制单元提供工作电源。4.根据权利要求2所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述电子控制单元包括与处理器连接的读写存储器，所述读写存储器用于供处理器写入或读取各温度传感器前后两次采样的温度数字信号。5.根据权利要求2所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述启动触发器采用d触发器。6.根据权利要求2所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述温度传感器采用电阻式温度传感器，所述显示器采用数字显示器。7.根据权利要求2所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述处理器采用单片机。8.根据权利要求1所述的一种发动机气缸工作检测装置，其特征在于，所述电子控制单元包括处理器、启动触发器、通道选择电路、采样保持电路、a/d转换电路和时钟电路，所述启动触发器与汽车点火装置连接，用于在汽车点火装置启动后生成一次触发信号传输至通道选择电路和处理器，以及接受处理器的控制生成二次触发信号传输至通道选择电路和处理器，所述时钟电路用于为处理器提供时钟信号，所述处理器用于接收时间信号并在设定间隔时间后控制启动触发器生成二次触发信号，所述通道选择电路分别与各温度传感器连
接，用于在收到一次触发信号后第一次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，以及在收到二次触发信号后第二次轮询接收各温度传感器的温度检测信号，并将两次接收的各温度传感器的温度检测信号传输至采样保持电路，所述采样保持电路对各温度传感器前后两次温度检测信号进行采样保持后传输至a/d转换电路进行模数转换，a/d转换电路输出各温度传感器前后两次采样的温度数字信号至处理器，所述处理器接收各温度传感器前后两次采样的温度数字信号进行处理，输出各气缸排气歧管的工作状态检测结果至显示器。

技术总结
本实用新型公开了一种发动机气缸工作检测装置，通过在各气缸排气歧管上安装温度传感器，通过温度传感器在汽车启动时及启动后一定时间后两次采集对应气缸排气歧管的温度数据，来传输给电子控制单元，电子控制单元获取到各气缸排气歧管前后两次的温度检测数据进行运算比对，就可以根据比对结果判定各气缸排气歧管的工作状态，生成各气缸排气歧管的工作状态检测结果传输至显示器进行显示，以便驾驶员直观看到汽车各气缸的工作状态。本实用新型可以利用发动机冷态时与启动一定时间后气缸排气歧管温度的变化，来判定相应发动机气缸的工作状态，有效实现气缸工作状态的自动检测。有效实现气缸工作状态的自动检测。有效实现气缸工作状态的自动检测。


技术研发人员：郑天翼 孙飞 赵俊锋 杜铮亚
受保护的技术使用者：张素芳
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/6/28