专利名称：一种汽车点火系统电磁兼容的测试装置和方法
技术领域：
本发明属于汽车的电磁兼容技术领域。更确切的说，本发明涉及测试汽车点火系
统电磁兼容的方法和装置。
背景技术：
现有的汽车点火系统电磁兼容一般采用整车测试方法。其缺点为一方面，整车测 试必须在发动机启动后进行，此时发电机和车内众多的电子/电气设备已经开始工作，使 得车内的电磁环境十分复杂，导致整车上点火系统电磁兼容的测试结果，不能准确的体现 其电磁骚扰特性；另一方面，点火系统电磁兼容的整车测试一般要求发动机的转速控制在 1500rad/min左右，由于发动机工作特性的变化以及其它因素的影响，发动机的转速在测试 过程中往往会发生波动，导致点火系统电磁兼容的整车测试结果重复性较差。
发明内容
本发明专利的目的是提供一种重复性好、易于实现的，能对汽车点火系统的电磁 兼容进行准确评估的台架测试方法和相应测试装置。
本发明具体采用以下技术方案 —种汽车点火系统电磁兼容的测试装置，包括蓄电池、人工电源网络、点火控制
器、点火线圈，蓄电池的正极和负极通过导线分别和人工电源网络输入端的正极P1和负极
Gl相连，所述人工电源网络输入端的负极G1还连接到接地金属平板上； 所述人工电源网络输出端负极G2与点火控制器的接地极G相连，人工电源输出端
正极P2与点火线圈的正极IG+相连，所述点火线圈的负极IG-与点火控制器的正极IG相
连； 所述点火线圈的初级绕组连接在点火线圈的正极IG+和负极IG-之间； 所述点火线圈次级绕组的正接线柱S+和负接线柱S-分别通过高压导线与两个相
同的火花塞的中心电极相连，火花塞的放电端通过螺纹孔置入火花塞屏蔽罩中。 测试时，点火控制器按固定的频率控制点火线圈初级回路的导通和断开，此时火
花塞中心电极和侧电极间的间隙被击穿，形成火花放电，实现对汽车点火系统的电磁兼容
领lj试。 本发明通过采用带屏蔽外壳的点火信号控制器，该控制器基于555时基电路制作 出占空比可调的点火信号发生模块，其输出信号经过集成放大电路LM386放大后，驱动基 于IRPF460 M0SFET的开关模块，实现对点火线圈初级电路通断的控制，模拟实车上的发动 机管理系统(EMS)对点火线圈初级回路通断的控制，同时应用火花塞屏蔽罩对点火过程中 火花塞的放电电火花进行电磁屏蔽，以模拟整车测试时汽车发动机汽缸的屏蔽作用。
在点火线圈初级回路受点火信号控制器的控制而断开的瞬间，点火线圈初级绕组 中形成自感电动势，并通过点火线圈初级和次级绕组间的互感，在次级绕组中形成高电压 的互感电动势，从而击穿火花塞间隙，形成火花放电。由于采用固定频率和占空比的方波信
4号对初级回路的通断进行控制，使得火花放电的频率固定，从而测试结果具有良好的可重 复性。 这种汽车点火系统的台架电磁兼容测试方法，有效地避免了其它电器设备的电磁 骚扰对测试结果的影响，从而测试结果能准确地体现点火系统本身的电磁骚扰特性。
本发明专利的优点是所述的测试装置制作简便、所述的测试方法易于实现，对汽 车点火系统电磁兼容的测试结果重复性较好。
图1是本发明的点火系统电磁兼容测试装置的总体布置示意图；
图2是本发明专利点火控制器的电路框图和屏蔽外壳示意图；
图3是本发明专利火花塞屏蔽罩的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。 本发明基于在本技术领域普遍知道的车辆零部件和模块的电磁兼容测试方法和 设备(参见GB18655-2002第三部分车辆零部件和模块的测量)的基础上，通过采用点火 系统电磁兼容测试装置，模拟实车上的发动机管理系统(EMS)对点火线圈初级回路通断的 控制，同时应用火花塞屏蔽罩对点火过程中火花塞的放电电火花进行电磁屏蔽，以模拟整 车测试时汽车发动机汽缸的屏蔽作用。 在点火线圈初级回路受点火信号控制器的控制而断开的瞬间，点火线圈初级绕组 中形成自感电动势，并通过点火线圈初级和次级绕组间的互感，在次级绕组中形成高电压 的互感电动势，从而击穿火花塞间隙，形成火花放电。由于采用固定频率和占空比的方波信 号对初级回路的通断进行控制，使得火花放电的频率固定，从而测试结果具有良好的可重 复性。 参见图l，本发明的测试汽车点火系统电磁兼容的装置，包括蓄电池1、人工电源 网络2、点火控制器3、点火线圈4 ;蓄电池1的正极和负极通过导线分别和人工电源网络2 输入端的正极P1和负极G1相连，Gl极用导线和接地金属平板8相连，人工电源网络2输 出端负极G2与点火控制器3的接地极G相连，人工电源2输出端正极P2与点火线圈4的 正极IG+相连，点火线圈4的负极IG-与点火控制器3的正极IG相连，点火线圈4次级绕 组的正接线柱S+极和负接线柱S-极分别通过高压导线与两个相同的火花塞5的中心电极 相连，火花塞5的放电端通过螺纹孔12置入火花塞屏蔽罩6中。 测试时，开关S闭合，干电池7的开关导通，点火控制器3开始工作，使点火线圈4 的初级回路按固定的频率导通和断开，此时火花塞5中心电极和侧电极间的间隙被击穿， 形成火花放电，从火花塞屏蔽罩6的监测孔13观测到火花塞5正常放电后，使用铜箔胶带 封住监测孔13。按照GB18655-2002的测试方法对台架上点火系统的电磁兼容进行测试。
在测试点火系统的传导电磁骚扰时，人工电源网络2和点火线圈4间的连接导线 不超过200mm，开关S闭合时，点火系统正常工作，测试接收机15通过同轴电缆与人工电源 网路2的测试端口 T相连，获得端口 T处的传导骚扰电压。 在测试点火系统的辐射电磁骚扰时，人工电源网络2和点火线圈4间的连接线束为1500士50mm，接收天线14对准连接线束的中心位置，开关S闭合时，点火系统正常工作， 测试接收机15通过同轴电缆与接收天线14相连，获得接收天线14处的辐射骚扰电场。
参见图2，点火信号控制器3，包括基于555时基集成电路的点火信号发生模块16、 基于MOSFET的开关模块10和屏蔽外壳11组成。其工作原理是点火信号发生模块16采用 555时基集成电路制作，并采用供电电池供电，工作时在555的相应引脚输出频率为25Hz， 占空比为8%的方波信号，并经基于LM386的信号放大模块9对信号进行放大后，驱动基于 IRPF460 MOSFET的开关模块10，实现对点火线圈初级电路通断的控制。
参见图3，火花塞屏蔽罩6由厚约2mm的钢板焊接为六面体形状的腔体，前部中央 有一个螺纹孔12，可把火花塞5的放电部分置入其中，后部中央带有一个圆形监测孔13，可 对火花塞侧电极和中心电极间的放电情况进行监测，测试时可以用铜箔胶带封住孔洞，以 取得良好的屏蔽效果。屏蔽罩的主要作用是对点火过程中火花塞的放电电火花进行电磁屏 蔽，以模拟整车测试时汽车发动机汽缸的屏蔽作用。
权利要求
一种汽车点火系统电磁兼容的测试装置，包括蓄电池(1)、人工电源网络(2)、点火控制器(3)、点火线圈(4)，其特征在于蓄电池(1)的正极和负极通过导线分别和人工电源网络(2)输入端的正极(P1)和负极(G1)相连，所述人工电源网络(2)输入端的负极(G1)还连接到接地金属平板(8)上；所述人工电源网络(2)输出端负极(G2)与点火控制器(3)的接地极(G)相连，人工电源(2)输出端正极(P2)与点火线圈(4)的正极(IG+)相连，所述点火线圈(4)的负极(IG-)与点火控制器(3)的正极(IG)相连；所述点火线圈(4)的初级绕组连接在点火线圈的正极(IG+)和负极(IG-)之间；所述点火线圈(4)次级绕组的正接线柱(S+)和负接线柱(S-)分别通过高压导线与两个相同的火花塞(5)的中心电极相连，火花塞(5)的放电端通过螺纹孔(12)置入火花塞屏蔽罩(6)中。
2. 根据权利要求1所述的汽车点火系统电磁兼容的测试装置，其特征在于 所述点火控制器(3)包括点火信号发生模块(16)、信号放大模块(9)、驱动开关模块(IO)，由处于金属平板(8)上的供电电池(7)供电，经信号放大模块(9)对点火信号发生 模块(16)输出的点火信号进行放大后驱动开关模块(IO)，模拟实车上的发动机管理系统 (EMS)对点火线圈初级回路通断的控制。
3. 根据权利要求1所述的汽车点火系统电磁兼容的测试装置，其特征在于 所述火花塞屏蔽罩(6)由密封完好的金属钢壳组成，在屏蔽钢壳的前部中心位置，有火花塞螺纹孔(12)，在屏蔽钢壳的后部，有火花监测检测孔(13)，火花塞(5)的放电端经火 花塞螺纹孔(12)置入火花塞屏蔽罩(6)中。
4. 根据权利要求1所述的汽车点火系统电磁兼容测试装置，其特征在于 所述测试装置还包括测试接收机(15)，通过同轴电缆与人工电源网路(2)的干扰输出端口 (T)相连，在点火系统传导电磁骚扰的测试过程中，人工电源网络(2)和点火线圈(4)间的连接 导线不超过200mm，当所述点火线圈(4)的初级回路导通时，测试接收机(15)获得干扰输出 端口 (T)处的传导骚扰电压。
5. 根据权利要求1所述的汽车点火系统电磁兼容测试装置，其特征在于 所述测试装置还包括测试接收机(15)、接收天线(14)，在点火系统辐射电磁骚扰的测试过程中，人工电源网络(2)和点水线圈(4)间的连接 线束为1500士50mm，接收天线(14)对准连接线束的中心位置，当所述点火线圈(4)的初级 回路导通时，测试接收机(15)通过同轴电缆与接收天线(14)相连，获得接收天线(14)处 的辐射骚扰电场。
6. 利用权利要求l-5之任一项所述的汽车点火系统电磁兼容测试装置进行测试的方 法，其特征在于测试时，点火控制器按固定的频率控制点火线圈初级回路的导通和断开，此时火花塞 中心电极和侧电极间的间隙被击穿，形成火花放电，实现对汽车点火系统的电磁兼容测试。本方法通过采用带屏蔽外壳的点火信号控制器，该控制器是基于555时基电路制 作出占空比可调的点火信号发生模块，其输出信号经过集成放大电路放大后，驱动基于 IRPF460M0SFET的开关模块，采用固定频率和占空比的方波信号对点火线圈初级电路的通断进行控制，模拟实车上的发动机管理系统对点火线圈初级回路通断的控制，在点火线圈 初级回路受点火信号控制器的控制而断开的瞬间，点火线圈初级绕组中形成自感电动势， 并通过点火线圈初级和次级绕组间的互感，在次级绕组中形成高电压的互感电动势，从而 击穿火花塞间隙，形成火花放电，实现对汽车点火系统的电磁兼容测试。
全文摘要
一种汽车点火系统电磁兼容的测试装置和方法，所述测试装置包括蓄电池、人工电源网络、点火控制器和点火线圈，其通过使用带有屏蔽外壳的点火控制器对点火线圈的通断进行控制，实现点火系统在台架上的正常放电，并用火花塞屏蔽罩对放电火花进行电磁屏蔽，以模拟实车上发动机汽缸对火花塞放电火花的屏蔽作用。本发明的装置和方法简单易行，能够对点火系统本身的电磁兼容特性进行准确的测试，并具有良好的可重复性。
文档编号F02P17/12GK101696669SQ20091019113
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者何举刚, 吴存学, 李旭, 翟建鹏, 蔡恒, 陈立东 申请人:重庆长安汽车股份有限公司;