汽车点火线圈性能检测装置及其方法与流程

本发明涉及汽车点火线圈性能检测技术，尤其涉及一种汽车点火线圈性能检测装置及其方法。

背景技术：

伴随着汽车工业现代化进程的加快，电子点火技术及其产品得到了广泛应用。点火线圈作为汽车点火系统的关键部件，其性能直接影响整车的动力性、燃油经济性以及排气净化品质等指标。为保证整车的动力性能与环保性能，需要模拟发动机的各种工况，在点火线圈大批量连续生产过程中,对其性能参数进行在线全检。因此，开发具有自主知识产权的现代点火线圈检测系统，不仅可以严格控制产品品质，并可用于对点火线圈的工艺研究，准确判断其性能指标和技术参数失控的原因，进而对工艺设备进行及时调整来消除失控现象，达到保证产品品质和稳定生产过程的目的。

目前汽车点火线圈性能检测需借助发动机台架与传统示波器，员工需要更换待测点火线圈，运行发动机观察是否存在缺缸现象，然后通过示波器采集初级电源及电流信号进行判断，操作复杂且测试参数不全面，效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种汽车点火线圈性能检测装置及方法。

本发明的目的是这样实现的：

一、汽车点火线圈性能检测装置（简称装置）

包括点火线圈；

设置有信号采集单元、高压负载单元、点火线圈电源控制单元、点火信号产生单元和信号控制及检测单元；

所述的点火线圈包括初级线圈和次级线圈；

所述的信号采集单元包括PV-型高压探极、PI-型电流探极、示波器、电流钳和100倍衰减探头；

所述的点火线圈电源控制单元包括电压可调电源和数码管电压表；

所述的点火信号产生单元包括PIC单片机和点火线圈低边驱动晶体管；

所述的信号控制及检测单元包括LABVIEW人机交互界面和数据库；

其连接关系是：

电压可调电源与初级线圈连接，提供点火线圈的工作电压，电压可调电源与数码管电压表连接实时显示调节后的电压值；

LABVIEW人机交互界面、PIC单片机、点火线圈低边驱动晶体管和初级线圈依次连接，通过LABVIEW人机交互界面进行设置可提供点火线圈指定占空比及频率的点火信号，使点火线圈工作在特定的测试状态下；

示波器设置有4个输入通道和一个串口输出端；

示波器的第1输入通道、PV-型高压探极和高压负载单元依次连接，测量次级线圈和高压负载单元的电压；

示波器的第2输入通道和PI-型电流探极的示波器输出端连接，次级线圈（02）与PI-型电流探极（12）的电流输入端（12-3）连接，测量次级线圈和高压负载单元的电流；

示波器的第3输入通道、100倍衰减探头和初级线圈依次连接，测量初级线圈的电压；

示波器的第4输入通道、电流钳初级线圈依次连接，初级线圈电流经过电流钳转换成电压信号输入示波器的第4输入通道；

LABVIEW人机交互界面与示波器的串口输出端连接，实时读取4个示波器输入通道采集的数据；

PI-型电流探极的电流输出端和高压负载单元连接提供点火线圈测试条件下的各种负载组合；

LABVIEW人机交互界面与数据库连接，实现对测试数据的存储和追踪。

二、汽车点火线圈性能检测方法（简称方法）

本检测方法包括下列步骤：

①设定点火信号的频率及占空比，并根据点火线圈技术要求接入高压负载单元；

②调整点火电压，开始点火；

③读取点火线圈初、次级电压电流信号并根据次级电压电流信号计算次级能量，对比点火线圈技术要求，确认测试结果是否正常；

④将点火线圈相关测试信息写入数据库；

⑤关闭点火完成测试。

本发明具有下列有点和积极效果：

1、检测数据全面且精准；

2、高压负载可随意组合；

3、具有信息的存储及查询等数据库功能，方便产品追踪。

总之，本发明是一种低成本的点火线圈性能检测方案，适用于各类汽车点火线圈性能检测。

附图说明

图1为本装置的结构方框图；

图2是本方法的工作流程图。

图中：

00—点火线圈，

01—初级线圈，

02—次级线圈；

10—信号采集单元，

11—PV-型高压探极，

12—PI-型电流探极，

12-1—电流输出端，12-2—示波器输出端，12-3—电流输入端，

13—示波器，

13-1、13-2、13-3、13-4—第1、2、3、4输入通道，

13-5—串口输出端，

14—电流钳，

15—100倍衰减探头；

20—高压负载单元；

30—点火线圈电源控制单元，

31—电压可调电源，

32—数码管电压表；

40—点火信号产生单元，

41—PIC单片机，

42—点火线圈低边驱动晶体管；

50—信号控制及检测单元，

51—LABVIEW人机交互界面，

52—数据库。

英译汉：

1、LABVIEW：是NI公司的图形编程语言，可以方便工程师编写虚拟仪器人机界面。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明详细说明：

一、总体

如图1，本装置包括工作对象——点火线圈00；

设置有信号采集单元10、高压负载单元20、点火线圈电源控制单元30、点火信号产生单元40和信号控制及检测单元50；

所述的点火线圈00包括初级线圈01和次级线圈02；

所述的信号采集单元10包括PV-型高压探极11、PI-型电流探极12、示波器13、电流钳14和100倍衰减探头15；

所述的点火线圈电源控制单元30包括电压可调电源31和数码管电压表32；

所述的点火信号产生单元40包括PIC单片机41和点火线圈低边驱动晶体管42；

所述的信号控制及检测单元50包括LABVIEW人机交互界面51和数据库52；

其连接关系是：

电压可调电源31与初级线圈01连接，提供点火线圈00的工作电压，电压可调电源31与数码管电压表32连接实时显示调节后的电压值；

LABVIEW人机交互界面51、PIC单片机42、点火线圈低边驱动晶体管41和

初级线圈01依次连接，通过LABVIEW人机交互界面51进行设置可提供点火线圈00指定占空比及频率的点火信号，使点火线圈00工作在特定的测试状态下；

示波器13设置有4个输入通道和一个串口输出端；

示波器13的第1输入通道13-1、PV-型高压探极11和高压负载单元20依次连接，测量次级线圈02和高压负载单元20的电压；

示波器13的第2输入通道13-2和PI-型电流探极12的示波器输出端12-2连接，次级线圈02与PI-型电流探极12的电流输入端12-3连接，测量次级线圈02和高压负载单元20的电流；

示波器13的第3输入通道13-3、100倍衰减探头15和初级线圈01依次连接，测量初级线圈01的电压；

示波器13的第4输入通道13-4、电流钳14和初级线圈01依次连接，初级线圈01电流经过电流钳14转换成电压信号输入示波器13的第4输入通道13-4；

LABVIEW人机交互界面51与示波器13的串口输出端13-5连接，人机交互界面51实时读取4个示波器输入通道采集的数据；

PI-型电流探极12的电流输出端12-1和高压负载单元20连接提供点火线圈00测试条件下的各种负载组合；

LABVIEW人机交互界面51与数据库52连接，实现对测试数据的存储和追踪。

其工作原理是：

信号控制及检测单元40调节点火线圈00信号的频率及占空比，使点火线圈00工作在特定工况下，点火线圈00的次级线圈02接入特定的高压负载单元20，通过信号采集单元10采集点火线圈00的初、次级电流电压信号并计算点火能量对比点火线圈00的技术要求，判断点火线圈00性能是否正常。

二、功能块

0、点火线圈00

点火线圈00是被检测对象，包括初级线圈01和次级线圈02。

1、信号采集单元10

信号采集单元10包括PV-型高压探极11、PI-型电流探极12、示波器13、电流钳14和100倍衰减探头15；

* PV-型高压探极11

PV-型高压探极11为一种高压探头，将高压负载单元20的高压通过第1输入通道13-1在示波器13显示；

* PI-型电流探极12

PI-型电流探极12是隔离式、有源的动态瞬变电流通用测试探极。其典型应用是汽油内燃机点火系统的，可以采集次级线圈02的电流信号并通过第2输入通道13-2在示波器13显示。

* 示波器13

示波器13是OWON的一款虚拟示波器，拥有4个输入通道（第1、2、3、4输入通道13-1、13-2、13-3、13-4）和1个串口输出端13-5；

4个输入通道通过PV-型高压探极11、PI-型电流探极12、电流钳14和100倍衰减探头15采集点火线圈00的初、次级圈01、02电压以及电流信号，并通过串口输出端13-5传送到人机交互界面51分析。

* 电流钳14

电流钳14为一种基于霍尔效应原理的一种电流信号采集装置，可以将流经电流钳的电流信号按一定比例转化为电压信号输入示波器通道。

* 100倍衰减探头15

100倍衰减探头15可以采集到的电压信号固定衰减100倍，由于点火初级电压的峰值一般较高，超过示波器量程，所以需要高倍数的衰减探头。

2、高压负载单元20

高压负载单元20包括1个5KV齐纳二极管、1个1KV齐纳二极管、1个50PF电容、1个25PF电容和两个1MΩ电阻，这些组件独立存在，可以通过接线头连接组成检测所需要的负载组合，灵活方便。

3、点火线圈电源控制单元30

点火线圈电源控制单元30包括电压可调电源31和数码管电压表32;

电压可调电源31的电压可调范围：0～30V，可以满足点火线圈00的测试需求；

数码管电压表32和电压可调电源31连接，可实时显示电压可调电源31的电压数值。

4）点火信号产生单元40

点火线圈产生单元40由两路点火线圈低边驱动晶体管41和1个PIC单片机42组成；

PIC单片机42的输入端通过RS232接收点火信号频率及占空比等参数，输出端通过通用I\O口控制两路点火线圈低边驱动晶体管41提供测试点火线圈00的所需信号。

5、信号控制及检测单元50

信号控制及检测单元50包括人机交互界面51和数据库52；

人机交互界面51由美国NI公司的LABVIEW程序编写的控制和显示界面，提供点火信号控制以及点火线圈初、次级电压电流信号以及通过次级电压、电流的周期性积分运算获取次级能量信号，完成点火线圈检测；

数据库52是一种通用的功能部件，采用免费的ACCESS数据库，具有点火线圈流水号跟踪、点火线圈检测参数保存和自动记录检测人员工号，方便点火线圈00的跟踪。