CN104792382A - 一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，主要包括单片机（1），被测动力平台，以及设置在被测动力平台上的被测发动机，与单片机（1）相连接的测控仪（4）和功率分析仪（2），与测控仪（4）相连接的油门驱动仪（5），与功率分析仪（2）相连接的电机控制器（3），与被测发动机相连接的燃油信号采集系统（6），该测控仪（4）还与被测发动机相连接；其特征在于：在燃油信号采集系统（6）和单片机（1）之间还设置有四阶低通滤波处理系统（7）；本发明的四阶低通滤波处理系统，可以对采集来的信号进行彻底的滤波处理，避免信号受到外界因素的干扰，提高油耗测试系统的精度。

Description

一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统

技术领域

本发明涉及发动机测试领域，具体是指一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统。

背景技术

人们对汽车的可靠性、安全性和绿色性等方面的要求不断提高，而发动机作为汽车的心脏部件，其技术水平直接影响到其动力性、经济性和排放等性能指标，发动机发生故障的频率也是最高的。而发动机综合性能测试是判定发动机技术状况好坏的主要手段，也是汽车检测和维修工作的重要内容，因此发动机性能测试越来越受到人们的重视。另外，燃油消耗量是评价发动机经济性的重要指标，是发动机的重要测量参数之一。因此燃油消耗量的测量是发动机性能试验的重要组成部分，其测量精度直接影响发动机实际性能指标、各项技术参数确定和主要附件的选配及调整等。然而传统的发动机油耗测试系统在对燃油信号进行处理时，其滤波处理并不彻底，导致信号容易受到外界因素的干扰造成油耗测试精度不高，这就给发动机性能评估带来了很大的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的发动机油耗测试系统对燃油信号进行处理时，其滤波处理并不彻底，导致油耗测试精度不高的缺陷，提供一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，主要包括单片机，被测动力平台，以及设置在被测动力平台上的被测发动机，与单片机相连接的测控仪和功率分析仪，与测控仪相连接的油门驱动仪，与功率分析仪相连接的电机控制器，与被测发动机相连接的燃油信号采集系统，该测控仪还与被测发动机相连接；在燃油信号采集系统和单片机之间还设置有四阶低通滤波处理系统；所述的四阶低通滤波处理系统由放大器P2，放大器P3，三极管VT5，三极管VT6，单向晶闸管D6，正极顺次经电阻R10和电阻R9以及电阻R8后接地、负极接地的电容C2，P极与放大器P2的输出端相连接、N极经电容C1后与电阻R9和电阻R10的连接点相连接的二极管D4，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端经电阻R11后接地的电阻R12，P极与放大器P2的负极相连接、N极与三极管VT5的集电极相连接的二极管D5，负极与三极管VT5的发射极相连接、正极与三极管VT6的集电极相连接的电容C3，正相输入端与三极管VT5的发射极相连接、反相输出端则顺次经电阻R13和非门Q2后与单向晶闸管D6的控制极相连接的非门Q1，正极与放大器P3的负极相连接、负极接地的电容C4，以及串接在放大器P3的正极和输出端的电阻R14组成；所述放大器P2的正极与电阻R11和电阻R12的连接点相连接、负极还与电容C2的正极相连接；所述三极管VT5的基极和发射极均与放大器P2的输出端相连接、集电极接地；三极管VT6的集电极与二极管D4的P极相连接、其发射极接地、基极则与非门Q1的反相输出端相连接；放大器P3的正极与二极管D4的P极相连接、其输出端则与单向晶闸管D6的P极相连接；所述单向晶闸管D6的N极作为电路输出端的同时接地。

进一步的，所述的燃油信号采集系统由流量传感器，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，放大器P1，P极与流量传感器的输出端相连接，N极则顺次经电阻R1和电阻R2后接地的二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端与放大器P1的正极相连接的电阻R4，N极与放大器P1的正极相连接、P极接地的稳压二极管D2，P极经电阻R7后与放大器P1的正极相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D3，以及一端与三极管VT2的基极相连接、另一端顺次经电阻R5和电阻R6后与三极管VT3的基极相连接的电阻R3组成；所述三极管VT1的基极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、发射极与三极管VT2的发射极相连接、集电极与三极管VT2的基极相连接，三极管VT2的集电极与电阻R5和电阻R6的连接点相连接、发射极与三极管VT3的集电极相连接，三极管VT3的发射极与基极均与三极管VT4的集电极相连接，放大器P1的负极与三极管VT2的集电极相连接、输出端与三极管VT4的基极相连接。

所述的流量传感器为V4OEM系列油耗流量传感器。

所述的单向晶闸管D6为TYN0512RG型单向晶闸管。

所述电阻R13的阻值为25KΩ。

所述的二极管D4和二极管D5均为1N4148型高速开关二极管。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明的燃油信号采集系统对燃油信号的采集效率高，反应迅速。

（2）本发明的四阶低通滤波处理系统，可以对采集来的信号进行彻底的滤波处理，避免信号受到外界因素的干扰，提高油耗测试系统的精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的四阶低通滤波处理系统电路结构示意图；

图3为本发明的燃油信号采集系统电路结构示意图。

以上附图中的附图标记名称为：

1—单片机，2—功率分析仪，3—电机控制器，4—测控仪，5—油门驱动仪，6—燃油信号采集系统，7—四阶低通滤波处理系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明包括被测动力平台，固定在被测动力平台上的被测发动机。为了对被测发动机的油耗进行检测，本发明还包括有单片机1，与单片机1相连接的测控仪4和功率分析仪2，与测控仪4相连接的油门驱动仪5，与功率分析仪2相连接的电机控制器3，与被测发动机相连接的燃油信号采集系统6，以及与燃油信号采集系统6相连接的四阶低通滤波处理系统7；该四阶低通滤波处理系统7通过RS232通讯线与单片机1相连接，该测控仪4还与被测发动机相连接。

其中，单片机1作为本发明的控制系统，电机控制器3用于控制被测发动机的启停，功率分析仪2则用于检测被测发动机的输出功率，油门驱动仪5用于为被测发动机提供燃油，并通过测控仪4来显示和控制其燃油输送量。燃油信号采集系统6用于采集被测发动机的燃油流动信号，该燃油流动信号经过四阶低通滤波处理系统7的滤波处理后由RS232通讯线输送给单片机1，由单片机1根据燃油流动信号对被测发动机的燃油消耗进行计算并显示。

如图3所示，所述的燃油信号采集系统6由设置在被测发动机进油管上的流量传感器，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，放大器P1，P极与流量传感器的输出端相连接，N极则顺次经电阻R1和电阻R2后接地的二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端与放大器P1的正极相连接的电阻R4，N极与放大器P1的正极相连接、P极接地的稳压二极管D2，P极经电阻R7后与放大器P1的正极相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D3，以及一端与三极管VT2的基极相连接、另一端顺次经电阻R5和电阻R6后与三极管VT3的基极相连接的电阻R3组成。所述三极管VT1的基极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、发射极与三极管VT2的发射极相连接、集电极与三极管VT2的基极相连接，三极管VT2的集电极与电阻R5和电阻R6的连接点相连接、发射极与三极管VT3的集电极相连接，三极管VT3的发射极与基极均与三极管VT4的集电极相连接，放大器P1的负极与三极管VT2的集电极相连接、输出端与三极管VT4的基极相连接。所述三极管VT4的集电极作为电路的输出端，而电阻R3和电阻R5的连接点与5V电压相连接。

当启动被测发动机时，燃油则会从进油管输送到被测发动机的燃烧室，这时流量传感器则会检测燃油的输送量并把它转变为相应的电信号输出。为了更好的实施本发明，该流量传感器优选为上海瓷熙仪器仪表有限公司的V4OEM系列油耗流量传感器，其最大的误差为±1%。

所述的四阶低通滤波处理系统7为本发明的重点，其可以对燃油流动信号进行彻底的滤波处理，使燃油流动信号免受到来自外界的因素干扰。如图2所示，其由放大器P2，放大器P3，三极管VT5，三极管VT6，单向晶闸管D6，正极顺次经电阻R10和电阻R9以及电阻R8后接地、负极接地的电容C2，P极与放大器P2的输出端相连接、N极经电容C1后与电阻R9和电阻R10的连接点相连接的二极管D4，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端经电阻R11后接地的电阻R12，P极与放大器P2的负极相连接、N极与三极管VT5的集电极相连接的二极管D5，负极与三极管VT5的发射极相连接、正极与三极管VT6的集电极相连接的电容C3，正相输入端与三极管VT5的发射极相连接、反相输出端则顺次经电阻R13和非门Q2后与单向晶闸管D6的控制极相连接的非门Q1，正极与放大器P3的负极相连接、负极接地的电容C4，以及串接在放大器P3的正极和输出端的电阻R14组成；所述放大器P2的正极与电阻R11和电阻R12的连接点相连接、负极还与电容C2的正极相连接；所述三极管VT5的基极和发射极均与放大器P2的输出端相连接、集电极接地；三极管VT6的集电极与二极管D4的P极相连接、其发射极接地、基极则与非门Q1的反相输出端相连接；放大器P3的正极与二极管D4的P极相连接、其输出端则与单向晶闸管D6的P极相连接；所述单向晶闸管D6的N极作为电路输出端的同时接地。其中，电阻R8和电阻R9的连接点作为电路的输入端。为了更好的实施本发明，所述的单向晶闸管D6优选为TYN0512RG型单向晶闸管，其控制极的触发电流为5mA，并且具有很好的散热功能。而电阻R13的阻值设定为25KΩ。二极管D4和二极管D5均优选为1N4148型高速开关二极管来实现，其反应迅速，可以提高滤波效率。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (6)

1.一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，主要包括单片机（1），被测动力平台，以及设置在被测动力平台上的被测发动机，与单片机（1）相连接的测控仪（4）和功率分析仪（2），与测控仪（4）相连接的油门驱动仪（5），与功率分析仪（2）相连接的电机控制器（3），与被测发动机相连接的燃油信号采集系统（6），该测控仪（4）还与被测发动机相连接；其特征在于：在燃油信号采集系统（6）和单片机（1）之间还设置有四阶低通滤波处理系统（7）；所述的四阶低通滤波处理系统（7）由放大器P2，放大器P3，三极管VT5，三极管VT6，单向晶闸管D6，正极顺次经电阻R10和电阻R9以及电阻R8后接地、负极接地的电容C2，P极与放大器P2的输出端相连接、N极经电容C1后与电阻R9和电阻R10的连接点相连接的二极管D4，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端经电阻R11后接地的电阻R12，P极与放大器P2的负极相连接、N极与三极管VT5的集电极相连接的二极管D5，负极与三极管VT5的发射极相连接、正极与三极管VT6的集电极相连接的电容C3，正相输入端与三极管VT5的发射极相连接、反相输出端则顺次经电阻R13和非门Q2后与单向晶闸管D6的控制极相连接的非门Q1，正极与放大器P3的负极相连接、负极接地的电容C4，以及串接在放大器P3的正极和输出端的电阻R14组成；所述放大器P2的正极与电阻R11和电阻R12的连接点相连接、负极还与电容C2的正极相连接；所述三极管VT5的基极和发射极均与放大器P2的输出端相连接、集电极接地；三极管VT6的集电极与二极管D4的P极相连接、其发射极接地、基极则与非门Q1的反相输出端相连接；放大器P3的正极与二极管D4的P极相连接、其输出端则与单向晶闸管D6的P极相连接；所述单向晶闸管D6的N极作为电路输出端的同时接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，其特征在于：所述的燃油信号采集系统（6）由流量传感器，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，放大器P1，P极与流量传感器的输出端相连接，N极则顺次经电阻R1和电阻R2后接地的二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端与放大器P1的正极相连接的电阻R4，N极与放大器P1的正极相连接、P极接地的稳压二极管D2，P极经电阻R7后与放大器P1的正极相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D3，以及一端与三极管VT2的基极相连接、另一端顺次经电阻R5和电阻R6后与三极管VT3的基极相连接的电阻R3组成；所述三极管VT1的基极与电阻R1和电阻R2的连接点相连接、发射极与三极管VT2的发射极相连接、集电极与三极管VT2的基极相连接，三极管VT2的集电极与电阻R5和电阻R6的连接点相连接、发射极与三极管VT3的集电极相连接，三极管VT3的发射极与基极均与三极管VT4的集电极相连接，放大器P1的负极与三极管VT2的集电极相连接、输出端与三极管VT4的基极相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，其特征在于：所述的流量传感器为V4OEM系列油耗流量传感器。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，其特征在于：所述的单向晶闸管D6为TYN0512RG型单向晶闸管。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，其特征在于：所述电阻R13的阻值为25KΩ。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于四阶低通滤波处理的发动机油耗检测系统，其特征在于所述的二极管D4和二极管D5均为1N4148型高速开关二极管。