专利名称：一种汽车离合器打滑的检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于单片机的检测系统，特别涉及一种用于检测汽车离合器打滑的检测系统。
背景技术：
目前，汽车离合器打滑使用频闪仪进行检测，频闪仪主要由闪光灯、电阻器、电容器、高压电极和传感器等组成。使用频闪仪时，由汽车发动机的火花塞或某缸点火高压电给仪器内的高压电极输入电脉冲信号，控制闪光灯的闪光时刻，因此，闪光灯的闪光频率与发动机转速成正比。将闪光灯发出的光脉冲投射到传动轴上的某一点，离合器不打滑时使人感觉到传动轴并不转，离合器打滑时使人感觉到传动轴慢慢向相反方向转动，其转动的快慢即可反映离合器打滑的严重程度。这种频闪仪是基于人们的视觉暂留现象制成的，靠检测人员人工目视对离合器打滑程度做出定性估计，不能实现自动检测，不能定量检测打滑率，给准确检测离合器打滑程度造成困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于为了克服现有的汽车离合器打滑检测频闪仪依靠人工目测估计、不能自动、定量检测汽车离合器打滑的不足，提供一种新的用于检测汽车离合器打滑的检测系统。本检测系统不仅能自动测出汽车离合器是否打滑，还能实现定量检测，自动测出打滑率，当打滑率超出限值时能自动报警，从而可以实现汽车离合器打滑的准确定量及自动检测。
为实现这样的目的，本实用新型提供了一种汽车离合器打滑的检测系统，包括单片机系统、发动机转速信号输入单元、驱动轮转速信号输入单元、显示和报警单元、键盘控制单元、PC机通信单元。发动机转速信号输入单元将发动机转速信号输入到单片机系统，驱动轮转速信号输入单元将驱动轮转速信号输入到单片机系统，单片机系统通过对发动机转速输入信号和驱动轮转速输入信号的处理，将离合器打滑率输出到所述显示和报警单元以完成对打滑率的检测，键盘控制单元将单片机系统在计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值时所需的参数输入到单片机系统，以便于单片机系统调用内存数据库中相应的数据来计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值，PC机通信单元与单片机系统互相连接，以便于将新车型的汽车数据输入到单片机系统，完成对单片机系统数据库的扩展。发动机转速信号输入单元包括点火脉冲传感器和处理电路，驱动轮转速信号输入单元包括霍尔传感器和处理电路，PC机通信单元包括PC机和串口通信电路。点火脉冲传感器将发动机转速信号转换成电脉冲信号通过点火脉冲传感器信号处理电路输入到单片机系统，霍尔传感器将驱动轮转速信号转换成电脉冲信号通过霍尔传感器信号处理电路输入到单片机系统，PC机将信息通过串口通信电路输入到单片机系统。
本实用新型的最突出优点在于不依靠检测人员目测和人工估计，可以实现汽车离合器打滑的定量自动测试，同时可方便地给出打滑率和打滑报警信号，使检测精度和效率提高。测控系统采用单片机，体积小、价格低，结构简单，使用简便。
图1是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的结构方框图。
图2是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图。
图3是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的点火脉冲传感器信号处理电路原理图。
图4是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的霍尔传感器信号处理电路原理图。
图5是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的液晶显示电路原理图。
图6是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的蜂鸣器报警电路原理图。
图7是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的薄膜按键电路原理图。
图8是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的PC机串口通信电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
参见附图，图1是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的结构方框图。汽车离合器打滑的检测系统主要包括单片机系统1、发动机转速信号输入单元2、驱动轮转速信号输入单元3、显示和报警单元4、键盘控制单元5和PC机通信单元6共六个部分。发动机转速信号输入单元2包括点火脉冲传感器7和处理电路8，驱动轮转速信号输入单元3包括霍尔传感器9和处理电路10，PC机通信单元6包括PC机11和串口通信电路12。点火脉冲传感器7将发动机转速信号转换成电脉冲信号通过点火脉冲传感器信号处理电路8输入到单片机系统1，霍尔传感器9将驱动轮转速信号转换成电脉冲信号通过霍尔传感器信号处理电路10输入到单片机系统1。单片机系统1通过对发动机转速输入信号和驱动轮转速输入信号的进一步处理，获得发动机转速、驱动轮转速及打滑率，并输出到显示和报警单元4进行显示，同时判断打滑率是否超出限制，如超出则输出到显示和报警单元4进行报警。键盘控制单元5将单片机系统在计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值时所需的参数输入到单片机系统1，以便于单片机系统1调用内存数据库中相应的数据来计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值。PC机11将信息通过串口通信电路12输入到单片机系统1，以便于将新车型的汽车数据输入到单片机系统，完成对单片机系统1数据库的扩展。
参见图2，它是本实用新型的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图。单片机系统1的P11～P17与薄膜按钮直接连接来检测薄膜按钮的按键信号，单片机系统1的外部中断INT1与D触发器U1的Q输出端相连，使由点火脉冲传感器7采集的电脉冲信号经过滤波处理后输入到单片机系统供单片机系统采样用，单片机系统1的外部中断INT0与晶体管Q2的集电极相连，使由霍尔传感器9采集的电脉冲信号经过滤波处理后输入到单片机系统供单片机系统采样用，单片机系统1的P00～P07、P20～P22、P23～P25分别与液晶显示芯片12864的D0～D7、D/I、R/W、E、RST、CS1和CS2连接，用于液晶显示的数据传送和控制功能，单片机系统1的P26端通过电阻R5与晶体管Q3的基极相连，当打滑率超过临界值时，单片机系统1驱动蜂鸣器LS1发出报警声，单片机系统1的X1、X2端外接时钟电路，RESET端外接复位电路，单片机系统1的RXD端与MAX232ACPE芯片U2的R1OUT端相连，单片机系统1的TXD端与MAX232ACPE芯片U2的T1IN端相连，来完成单片机系统1与PC机的数据通信。
参见图3，它是对图2所示的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图中点火脉冲传感器信号处理部分的局部放大电路原理图。点火脉冲传感器7用来采集发动机点火脉冲信号，点火脉冲信号是通过电磁感应原理获得的，检测时将点火脉冲传感器卡在某一个缸的点火高压线上，按发动机工作循环当点火脉冲经过高压线时，点火脉冲传感器就可以感应到一个脉冲信号，从而可以获得点火脉冲的频率，它与发动机转速成正比。由于单片机只能接收数字信号，而点火脉冲传感器采集的信号是有很多毛刺和尖峰的电压信号，故先要将其滤波整形，再用D-Q触发器将其变换成有相同变化规律的数字信号然后再送单片机系统1处理。点火脉冲传感器信号处理电路8包括电阻R1、R2、电容C1、C2、晶体管Q1和D触发器U1。晶体管Q1的基极通过电容C1以交流耦合方式与点火脉冲传感器7的输出端P2相连，且晶体管Q1的基极通过电阻R1与VCC电源正相连，晶体管Q1的发射极直接与VCC电源正相连，滤波电容C2并联接与晶体管Q1的基极与集电极二端，晶体管Q1的集电极通过电阻R2与地相连，且晶体管Q1的集电极与D触发器U1的D输入端相连，D触发器U1的Q输出端与单片机系统1的外部中断INT1相连，使由点火脉冲传感器采集的电脉冲信号经过滤波处理后输入到单片机系统供单片机系统采样用。
参见图4，它是对图2所示的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图中霍尔传感器信号处理部分的局部放大电路原理图。霍尔传感器9用来采集发动机转速信号，霍尔式传感器用标准磁力座夹持垂直置于车轮外侧，传感器与车轮的最大磁感应距离小于20-30mm，被测车轮上吸附4片强磁铁，当车轮转动时，传感器收到感应，产生脉冲信号，它与驱动轮转速成正比。由于霍尔传感器采集到的信号有很多毛刺，这样容易导致单片机误读传感器的信号，故利用晶体管的饱和截止状态和滤波电路来对传感器采集的信号进行处理后再送单片机系统1处理。霍尔传感器信号处理电路10包括电阻R3、R4、电容C3和晶体管Q2，所述晶体管Q2的基极通过电阻R3与霍尔传感器9的输出端P2相连，滤波电容C3并联接与晶体管Q2的基极与发射极二端，晶体管Q2的集电极通过电阻R4与5V电源正相连，并且晶体管Q2的集电极与单片机系统1的外部中断INT0相连，使由霍尔传感器采集的电脉冲信号经过滤波处理后输入到单片机系统供单片机系统采样用，霍尔传感器9的输入端P3和输入端P1分别与12～17V电源正和地相连。
参见图5，它是对图2所示的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图中液晶显示部分的局部放大电路原理图。单片机系统1的P00～P07与液晶显示芯片12864的D0～D7连接用于传送8位数据信号，单片机系统1的P20～P22分别与12864的D/I、R/W和E连接，单片机系统1的P23～P25分别与12864的RST、CS1和CS2连接用于液晶显示的控制功能。
参见图6，它是对图2所示的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图中蜂鸣器报警部分的局部放大电路原理图。单片机系统1的P26端通过电阻R5与晶体管Q3的基极相连，Q3的集电极与电源VCC相连，Q3的发射极通过蜂鸣器LS1与地相连，当打滑率超过临界值时，单片机系统1驱动蜂鸣器LS1发出报警声。
参见图7，它是对图2所示的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图中薄膜按键处理部分的局部放大电路原理图。单片机系统1将P11～P17与薄膜按钮直接连接来检测薄膜按钮的按键信号，使单片机系统1在计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值时所需的车型、贴片数通过薄膜按钮输入到单片机系统1，以便于单片机系统1根据车型调用内存数据库中相应的数据来计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值。
参见图8，它是对图2所示的汽车离合器打滑检测系统实施例的总体电路原理图中PC机串口通信部分的局部放大电路原理图。由于单片机以其体积小、价格低、抗干扰性好等特点，在现代控制系统中常用在操作现场进行数据采集，以及实现现场控制中，但是由于其数据存储容量和数据处理能力都较低，所以一般情况下要通过通信手段使它与PC机相连。在本系统中，PC机中存有大量的各种品牌的汽车车型的相关参数，它通过RS-232协议与单片机通讯，将相关参数下载到单片机系统1中，把所采集到的数据上传到PC机上，再在PC机上进行数据处理，充分发挥两者各自的优势。由于单片机系统1输入、输出电平是TTL电平，而PC机配置的是RS-232标准串行接口，两者的电气规范不一致，因此要完成单片机系统1与PC机的数据通信，必须对单片机系统1输出的TTL电平进行电平转换。串口通信电路12包括MAX232ACPE芯片U2，单片机系统1的RXD端与MAX232ACPE芯片U2的R1OUT端相连，单片机系统1的TXD端与MAX232ACPE芯片U2的T1IN端相连，电容C4、C5分别连接在MAX232ACPE芯片U2的C1+、C1-二端和C2+、C2-二端。MAX232ACPE芯片U2的R1IN、T1OUT分别与RS-232标准串行接口连接。当然本系统除了可以与PC机一起工作外，也可以提前在单片机中预先存储一些汽车车型，单片机通过键盘选择车型等一些参数，通过液晶显示屏实时显示打滑率，这样系统也可以脱离PC机单独工作，使测量工作更方便。
在本实用新型的实施例中，检测系统以汽车蓄电池作为工作电源，单片机采用了Atmel公司的单片机芯片AT89C52处理器，霍尔传感器采用的是NJK-5002。
权利要求1.一种汽车离合器打滑的检测系统，其特征在于该系统包括单片机系统(1)、发动机转速信号输入单元(2)、驱动轮转速信号输入单元(3)、显示和报警单元(4)、键盘控制单元(5)、PC机通信单元(6)，所述发动机转速信号输入单元(2)将发动机转速信号输入到单片机系统(1)，所述驱动轮转速信号输入单元(3)将驱动轮转速信号输入到单片机系统(1)，所述单片机系统(1)通过对所述发动机转速输入信号和驱动轮转速输入信号的处理，将离合器打滑率输出到所述显示和报警单元(4)，所述键盘控制单元(5)将所述单片机系统(1)在计算转速、打滑率及判断打滑率是否超出限值时所需的参数输入到单片机系统，所述PC机通信单元(6)与所述单片机系统(1)互相连接。
2.如权利要求1所述的汽车离合器打滑的检测系统，其特征在于所述发动机转速信号输入单元(2)包括点火脉冲传感器(7)和点火脉冲传感器信号处理电路(8)，所述点火脉冲传感器(7)将发动机转速信号转换成电脉冲信号通过点火脉冲传感器信号处理电路(8)输入到所述单片机系统(1)。
3.如权利要求1所述的汽车离合器打滑的检测系统，其特征在于所述驱动轮转速信号输入单元(3)包括霍尔传感器(9)和霍尔传感器信号处理电路(10)，所述霍尔传感器(9)将驱动轮转速信号转换成电脉冲信号通过霍尔传感器信号处理电路(10)输入到所述单片机系统(1)。
4.如权利要求1所述的汽车离合器打滑的检测系统，其特征在于所述PC机通信单元(6)包括PC机(11)和串口通信电路(12)，PC机(11)将信息通过串口通信电路(12)输入到单片机系统(1)。
5.如权利要求2所述的汽车离合器打滑的检测系统，其特征在于所述点火脉冲传感器信号处理电路(8)包括电阻(R1)、(R2)、电容(C1)、(C2)、晶体管(Q1)和D触发器(U1)，所述晶体管(Q1)的基极通过电容(C1)以交流耦合方式与点火脉冲传感器(7)的第二管脚(P2)相连，且晶体管(Q1)的基极通过电阻(R1)与(VCC)电源相连，晶体管(Q1)的发射极直接与(VCC)电源相连，滤波电容(C2)并联接与晶体管(Q1)的基极与集电极二端，晶体管(Q1)的集电极通过电阻(R2)与地相连，且晶体管(Q1)的集电极与D触发器(U1)的第二管脚(D)输入端相连，D触发器(U1)的第五管脚(Q)输出端与所述单片机系统(1)相连。
6.如权利要求3所述的汽车离合器打滑的检测系统，其特征在于所述霍尔传感器信号处理电路(10)包括电阻(R3)、(R4)、电容(C3)和晶体管(Q2)，所述晶体管(Q2)的基极通过电阻(R3)与霍尔传感器(9)的第二管脚(P2)相连，滤波电容(C3)并联接与晶体管(Q2)的基极与发射极二端，晶体管(Q2)的集电极通过电阻(R4)与电源相连，并且晶体管(Q2)的集电极与所述单片机系统(1)相连，霍尔传感器(9)的第三管脚(P3)和第一管脚(P1)分别与电源和地相连。
专利摘要汽车离合器打滑的检测系统，包括单片机系统(1)、发动机转速信号输入单元(2)、驱动轮转速信号输入单元(3)、显示和报警单元(4)、键盘控制单元(5)、PC机通信单元(6)，所述发动机转速信号输入单元(2)将发动机转速信号输入到单片机系统(1)，所述驱动轮转速信号输入单元(3)将驱动轮转速信号输入到单片机系统(1)，所述单片机系统(1)通过对所述发动机转速输入信号和驱动轮转速输入信号的处理，将离合器打滑率输出到所述显示和报警单元(4)，所述键盘控制单元(5)将所述单片机系统(1)所需的参数输入到单片机系统，所述PC机通信单元(6)与所述单片机系统(1)互相连接。本实用新型可以实现汽车离合器打滑的定量自动测试，同时可方便地给出打滑率和打滑报警信号，使检测精度和效率提高。
文档编号G01M13/00GK2881587SQ20062004006
公开日2007年3月21日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者林军, 何凤琴, 王丽慧 申请人:上海师范大学