CN107356782A - 利用电磁感应装置检测发动机转速的设备及方法 - Google Patents

利用电磁感应装置检测发动机转速的设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一检测发动机转速的设备及其方法，所述设备包括：电磁感应装置；所述电磁感应装置中的感应线圈为平面绕制。所述检测方法包括，通过电磁感应检测所述发动机的转速；其中，所述电磁感应的感应线圈以平面绕制。本发明还涉及一种电磁感应装置，所述装置包括，感应线圈，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠的方式平面绕设在高磁导屏蔽单元的一侧；所述感应线圈为非空心线圈。本发明的检测发动机转速的设备及其方法可以用于没有高压输出线的笔试点火线圈的转速测量。同时感应线圈以及高磁导屏蔽单元的设计使得整体较薄而平整，也具有良好的方向性，可广泛应用于电磁线圈点火发动机的转速检测场合。

Description

利用电磁感应装置检测发动机转速的设备及方法
技术领域
本发明属于发动机性能检测领域，具体涉及一种利用电磁感应装置检测发动机转速的设备及方法。
背景技术
目前测量发动机转速较常见的方式有两种，高压感应夹式测量和电缆接触式测量方式。其中，高压感应夹式测量发动机的转速,一般需要夹住输出高压线才能测量。在过去汽车发动机上为传统的点火装置时，采用如图1所示的结构相对复杂的变压器结构式绕线组。由于这种方式为闭合磁环路感应，可以适应一般的高压感应夹式测量。但是随着现代汽车发动机向高转速、高压缩比、大功率、低油耗和低排放的方向发展的同时，现代汽车发动机多采用笔式点火线圈，其方式是每一个气缸分配一个点火线圈，点火线圈直接安装在火花塞上的顶端，同时还取消了高压线。因此，感应夹式测量的方式便无法应用于这种没有高压线的点火线圈。另外一种方式即是采用电缆接触式测量方式。其主要步骤是：拔掉点火线圈接线端；将测试棒接触到点火线圈的接线端子，或将电缆外表皮刺破并接触电缆导电线后才能测量发动机的转速。但是由于这种测量方式对发动机性能会产生不良现象和安全隐患，不能满足快速测量，且具有破坏性，可能会影响发动机整体性能。因此已经无法适用当今社会高性能、高效率发展的需求。所以，亟待出现一种高效且安全的检测发动机转速的方法及设备。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用电磁感应装置检测发动机转速的设备及方法，用以解决现有技术中传统的发动机转速测量方法所带来的复杂、低效且存在安全隐患等问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明实施例中的一种检测发动机转速的设备，所述设备包括：电磁感应装置；所述电磁感应装置中的感应线圈为平面绕制。
上述检测发动机转速的设备，其中，所述电磁感应装置还包括高磁导屏蔽单元，所述感应线圈绕设在所述高磁导屏蔽单元的一侧。
上述检测发动机转速的设备，其中，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠绕制。
上述检测发动机转速的设备，其中，所述感应线圈为非空心线圈。
上述检测发动机转速的设备，其中，所述设备还包括：整流单元以及滤波单元，连接所述电磁感应装置，用于将所述电磁感应装置感应得到的转速电压信号进行整流及滤波后得到转速信号。
本发明实施例中的一种检测发动机转速的方法，所述方法包括：通过电磁感应检测所述发动机的转速；其中，所述电磁感应的感应线圈以平面绕制。
上述检测发动机转速方法，其中，所述感应线圈绕设在高磁导屏蔽单元的一侧。
上述检测发动机转速方法，其中，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠绕制。
上述检测发动机转速方法，其中，通过电磁感应检测所述发动机的转速进一步包括：感应得到的转速电压信号经过整流及滤波后得到转速信号。
本发明实施例中的一种电磁感应装置，所述装置包括，感应线圈，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠的方式平面绕设在高磁导屏蔽单元的一侧；所述感应线圈为非空心线圈。
本发明实施例提供的利用电磁感应装置检测发动机转速的设备及方法，改变了传统的检测方法。其中，磁感应线圈以平面绕线使线圈薄而平整，可以轻松的与单体点火线圈实现电磁感应，更好的感应笔式点火线圈所产生的电磁信号。而且此线圈具有较高的感应方向性，只能感应某一个方向所传来的电磁信号，能够对其它方向的电磁信号起到很好的屏蔽作用，有利于感应正确的电磁信号。同时，这种转速测量方式快速简单，不会产生破坏性和安全性问题，适用于当前常见的汽车发动机笔式点火线圈的转速测量。同时该设备电路简单、成本低廉、灵活实用、便于量产应用，也可以灵活地应用于其它电子点火线圈式发动机，推动了这一领域的进步。
附图说明
图1是现有技术中变压器结构式绕线组示意图；
图2是本发明实施例所提供的发动机检测设备的结构示意图；
图3是本发明实施例所提供的整流单元以及滤波单元的电路图；
图4是本发明实施例所提供的检测发动机转速的设备侧视图；
图5是本发明实施例所提供的检测发动机转速的设备立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明实施例提供一种检测发动机转速的设备，如图2所示，所述设备包括电磁感应装置10；所述电磁感应装置中的感应线圈101为平面绕制。具体的，如本发明实施例所述的检测设备，所述感应线圈绕设成一层平面，其相较于现有技术中的复杂的绕线方法相比，使得感应线圈的厚度减少且更加平整，不仅减少了使用空间，且可以轻松的与单体笔式点火线圈实现电磁感应。较佳的，所述感应线圈以同心重叠或者同心非重叠绕的制成一个平面，以使得线圈能够紧密且均匀的分布，不仅减少分布空间，线圈不会发生相互缠绕的现象，同时也能够使更好的感应所述线圈上方的磁场。所述感应线圈的绕制形状还可以有多种，例如本发明实施例中所示，也可以有椭圆形、圆形、正方形或长方形等不同外形方式，只要能够以同心重叠或同心非重叠的方式绕制形成一个平面的方式都属于本发明所保护的范围，因此本发明实施例中不再赘述。
本发明实施例提供的一种检测发动机转速的设备，较佳的，如图2及图4所示，所述电磁感应装置还包括高磁导屏蔽单元102，所述感应线圈101绕设在所述高磁导屏蔽单元102的一侧。具体的，由于所述高磁导屏蔽单元不受永磁铁和电磁铁的影响，能隔离来自非测量方向的敏感元件或电池的充电磁通，使得整个感应线圈具有很好的方向性，增加感应电磁场的感应力。较佳的，本发明实施例提供的一种检测发动机转速的设备中所述感应线圈为非空心线圈。
本发明实施例提供的一种检测发动机转速的设备，较佳的，所述设备还包括：整流单元以及滤波单元(图未示)，连接所述电磁感应装置10，用于将所述电磁感应装置感应得到的转速电压信号的输出电流进行整流及滤波后得到转速信号。具体的电路如图3所示，所述整流单元包括一与所述电磁感应装置的感应线圈L串联的小功率电阻器R1，第一二极管D1以及第二二极管D2；所述第一二极管D1正向串联接入所述电磁感应装置L和电阻器R1串联的线路中，所述第二二极管D2反向并联接入所述电磁感应装置L和电阻器R1串联的线路中。其中，串联的所述小功率电阻器R1用以限制感应出的转速电压信号的输出电流值；根据所述第一二极管D1以及第二二极管D2的单向导电性对所述输出电流值进行半波整流后输出转速的正脉冲信号；所述滤波单元包括电阻器R2和电容器C1，所述电阻器R2和电容器C1均并联接入所述电磁感应装置L、小功率电阻器R1和第一二极管D1组成的线路中，其中，所述电阻器R2和电容器C1对转速的正脉冲信号中的杂讯进行滤除，最终在该电路末端引出信号端子线J1输出干净稳定的转速信号。
本发明一较佳的实施例如图2及5所示，所述感应线圈(图未示)与所述高磁导屏蔽单元102固定在一起，整流单元以及滤波单元设置在一PCB线路板103中，所述PCB线路板103与感应线圈(图未示)、所述高磁导屏蔽单元102一起封装。所述PCB线路板103的一端与感应线圈101的两条输出线连接，另一端与信号端子线J1连接，一同构成一检测发动机转速的设备。
本发明实施例还提供一种检测发动机转速的方法，包括：通过电磁感应检测所述发动机的转速；其中，所述电磁感应的感应线圈以平面绕制。如本发明实施例所述的绕制方法可以使得所述感应线圈形成一层平面，其相较于现有技术中复杂的绕线方法相比，使得感应线圈的厚度减少且更加平整，不仅减少了使用空间，且可以轻松的与单体笔式点火线圈实现电磁感应。所述感应线圈的绕制方式还可以有多种，例如本发明实施例中所示，也可以有椭圆形、圆形、正方形或长方形等不同外形方式；只要能够以同心方式重叠或非重叠的绕制形成平面的方式都属于本发明所保护的范围，因此本发明实施例中不再赘述。
本发明实施例提供的一种检测发动机转速方法，较佳的，所述感应线圈绕设在所述高磁导屏蔽单元的一侧。如前所述，由于所述高磁导屏蔽单元不受永磁铁和电磁铁的影响，能隔离来自非测量方向的敏感元件或电池的充电磁通，使得整个感应线圈具有很好的方向性，增加感应电磁场的感应力。
本发明实施例提供的一种检测发动机转速方法，较佳的，通过电磁感应检测所述发动机的转速进一步包括：感应得到的转速电压信号的输出电流经过整流及滤波后得到转速信号。具体的，如图3所示，所述电磁感应装置的感应线圈L串联的小功率电阻器R1，第一二极管D1以及第二二极管D2；所述第一二极管D1正向串联接入所述电磁感应装置L和电阻器R1串联的线路中，所述第二二极管D2反向并联接入所述电磁感应装置L和电阻器R1串联的线路中。其中，串联的所述小功率电阻器R1用以限制感应出的转速电压信号的输出电流值；所述第一二极管D1以及第二二极管D2对所述输出电流值进行半波整流后输出转速的正脉冲信号；电阻器R2和电容器C1均并联接入所述电磁感应装置L、小功率电阻器R1和第一二极管D1组成的线路中，其中，所述电阻器R2和电容器C1对转速的正脉冲信号中的杂讯进行滤波后，最终在该电路末端引出信号端子线J1输出干净稳定的转速信号。
本发明实施例还提供一种电磁感应装置，其特征在于，所述装置包括，感应线圈，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠的方式平面绕设在高磁导屏蔽单元的一侧；所述感应线圈为非空心线圈。较佳的实施例中，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠绕的制成一个平面，其相较于现有技术中的复杂的绕线方法相比，使得感应线圈的厚度减少且更加平整，不仅减少了使用空间，且可以轻松的与单体笔式点火线圈实现电磁感应，因此可以运用在测量发动机转速。所述感应线圈，以使得线圈能够紧密且均匀的分布，不仅减少分布空间，线圈不会发生重叠交叉的现象，同时也能够使更好的感应所述线圈上方的磁场。所述感应线圈的绕制方式还可以有多种，只要能够以同心重叠或同心非重叠的方式绕制形成一个平面的方式都属于本发明所保护的范围，因此本发明实施例中不再赘述。
本发明实施例提供的电磁感应装置的绕线方法使得感应线圈整体较薄而平整，以这种电磁感应装置的发动机转速的检测设备能够更好的感应笔式点火线圈所产生的电磁信号。且所述感应线圈绕设在高磁导屏蔽单元上，具有较高的感应方向性，只能感应某一个方向所传来的电磁信号能够对其它方向的电磁信号起到很好的屏蔽作用，有利于感应正确的电磁信号。同时，将感应线圈感应出来的所需电压信号经过整流后输出转速正脉冲信号，再对杂讯进行进一步滤除，最终得到干净稳定的转速信号。本发明实施例所提供的适配于笔式点火线圈的利用电磁感应装置测量发动机转速的设备及方法非常有针对性，可广泛应用于电磁线圈点火发动机的转速检测场合、简单实用、效率高、不会产生破坏性测量。
综上所述，采用本发明实施例所提供的一种发动机转速的检测设备及方法具有以下的优点：
1、当发动机采用目前较为常见的没有高压输出线的笔试点火线圈情况下，也可以进行转速测量。
2、不需要拔掉点火线圈接线端直接接触接线端子，同样也不需要刺破电缆外绝缘表皮进行量测转速。
3、避免了频繁插拔点火线圈接线端而降低了接线端的牢固可靠性问题，以及刺破电缆带来的线材芯线损坏和降低寿命问题。
4、不影响发动机整体性能和安全性。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测发动机转速的设备，其特征在于，所述设备包括：电磁感应装置；所述电磁感应装置中的感应线圈为平面绕制。
2.根据权利要求1所述的一种检测发动机转速的设备，其特征在于，所述电磁感应装置还包括高磁导屏蔽单元，所述感应线圈绕设在所述高磁导屏蔽单元的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种检测发动机转速的设备，其特征在于，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠绕制。
4.根据权利要求1所述的一种检测发动机转速的设备，其特征在于，所述感应线圈为非空心线圈。
5.根据权利要求1所述的一种检测发动机转速的设备，其特征在于，所述设备还包括：整流单元以及滤波单元，连接所述电磁感应装置，用于将所述电磁感应装置感应得到的转速电压信号进行整流及滤波后得到转速信号。
6.一种检测发动机转速的方法，其特征在于，所述方法包括：通过电磁感应检测所述发动机的转速；其中，所述电磁感应的感应线圈以平面绕制。
7.根据权利要求6所述的一种检测发动机转速方法，其特征在于，所述感应线圈绕设在高磁导屏蔽单元的一侧。
8.根据权利要求6所述的一种检测发动机转速方法，其特征在于，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠绕制。
9.根据权利要求6所述的一种检测发动机转速方法，其特征在于，通过电磁感应检测所述发动机的转速进一步包括：感应得到的转速电压信号经过整流及滤波后得到转速信号。
10.一种电磁感应装置，其特征在于，所述装置包括，感应线圈，所述感应线圈以同心重叠或同心非重叠的方式平面绕设在高磁导屏蔽单元的一侧；所述感应线圈为非空心线圈。
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