一种COP点火信号探测器及测试系统的制作方法

本发明涉及发动机点火信号测试领域，尤其涉及一种COP点火信号探测器，还涉及一种包括该COP点火信号探测器的测试系统。

背景技术：

随着汽车工业的飞快发展，作为汽车的心脏，发动机也随之迅速发展。先前，使用传统高压线传递高压电进行点火的发动机，由于其高压电能的传递损失大和对无线电的干扰大，所以在汽车市场中逐渐被淘汰了，取而代之是可以使高压电能的传递损失和对无线电的干扰降低到最低水平的独立点火(COP)方式的发动机。

虽然汽车发动机的不断地发展，不断地在更新换代，就独立点火(COP)方式的发动机也更新换代了好几次，但是汽车发动机点火信号的检测技术却没有能够和发动机一样得到同步的发展和提高，现在市场上大部分的发动机分析仪还是只能够检测传统的带有高压线的分电器、无分电器点火发动机的点火信号，却无法检测独立点火(COP)方式发动机的点火信号。

有部分发动机分析仪是通过高压点火延长线转接的方法来检测独立点火(COP)方式发动机的点火信号，这种检测方法其实就是利用检测传统的带有高压线的分电器、无分电器点火发动机的点火信号的方法来检测独立点火(COP)方式发动机的点火信号，关于这种检测方法，有以下3个明显缺点：

(1)发动机要解体，操作比较麻烦；

(2)由于独立点火(COP)方式的发动机和传统的带有高压线的分电器、无分电器点火的发动机这两种发动机的点火系统是完全不同的，采用高压点火延长线来转接可能会对独立点火(COP)方式的发动机有一定的伤害，甚至会导致有些发动机根本无法正常启动，也就根本无法进行正常的检测；

(3)采用这种方法采集到的点火波形，有很多都是失真状态，检测效果很不理想。

只有很少一部分检测仪器是不需要通过高压点火延长线转接，而是通过感应探头接触独立点火(COP)方式发动机的点火线圈表面获取点火信号。这些检测仪器也有缺点，即能够准确测试的独立点火(COP)方式发动机不是很多，对于一些高压电能量泄漏少、屏蔽效果好的独立点火(COP)方式发动机，该检测仪器基本上都是无法检测。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种COP点火信号探测器，还提供了一种包括该COP点火信号探测器的测试系统。

本发明COP点火信号探测器包括探测接头、与探测接头连接的探测信号处理电路、用于输出所述探测信号处理电路处理过的信号输出端，所述探测信号处理电路包括信号输入接口、主控模块、电源模块、前端信号处理模块、信号极性判断模块、极性选择模块、信号调理模块、信号输出接口，所述主控模块分别与所述前端信号处理模块、信号极性判断模块、极性选择模块和信号调理模块相连，所述探测接头探测的信号分别经过信号输入接口、前端信号处理模块、信号极性判断模块、极性选择模块、信号调理模块处理后，从所述信号输出接口输出，所述电源模块用于为所述探测信号处理电路供电。

本发明作进一步改进，所述探测信号处理电路还包括同步信号处理模块，所述同步信号处理模块分别与所述主控模块、前端信号处理模块和信号输出接口相连，能够完成一缸同步信号的采集，并输出给汽车发动机综合分析检测组件主机，满足必须要接一缸同步信号才能测试COP点火类型的发动机综合分析组件的测试需求。对于COP点火类型的发动机，汽车发动机综合分析检测组件主机所要用的一缸同步信号必须由COP点火信号探测器提供，而对于传统的分电器点火类型的发动机，汽车发动机综合分析检测组件主机所要用的一缸同步信号可以由COP点火信号探测器提供，也可原来的方式获取。

本发明作进一步改进，所述COP点火信号探测器整体为笔状，所述探测接头设置在笔头端，所述信号输出端设置在与笔头相对的顶端，结构简单，易操作。

本发明作进一步改进，所述探测接头为设有金属感应片的可更换的金属感应探头，所述金属感应片外侧设有绝缘层。

本发明作进一步改进，所述探测接头包括点火信号探测前端和金属感应片安装部，所述点火信号探测前端与所述金属感应片安装部呈0-180度角。

优选地，所述点火信号探测前端与所述金属感应片安装部呈135度角。

本发明作进一步改进，所述信号输出接口为同轴电缆接口，所述探测接头、探测信号处理电路和信号输出端分别通过同轴电缆连接。

本发明作进一步改进，所述主控模块采用32位处理器控制芯片U14。

本发明作进一步改进，所述电源模块采用线性单电源供电，所述电源模块的电压范围为9-35V，能够兼容12V汽油车和24V柴油车。

本发明还提供了一种包括该COP点火信号探测器的测试系统，包括主机，所述主机内设有综合分析检测组件，所述COP点火信号探测器通过信号输出端与所述综合分析组件的A/D转换器相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：自动识别点火信号的极性，并把经过处理好的点火信号送到相应的通道上，以供汽车发动机综合分析检测组件主机采集；自动对拾取到的点火信号进行放大或缩小，以使点火信号落在合理的范围内，避免信号的失真；通过金属感应片拾取COP点火类型发动机的点火信号，同时兼容传统的分电器点火信号拾取方式，所设计的金属感应片可以适应不同规格的点火线圈；能够完成一缸同步信号的采集，并输出给汽车发动机综合分析检测组件主机，满足必须要接一缸同步信号才能测试COP点火类型的发动机综合分析组件的测试需求。

附图说明

图1为本发明COP点火信号探测器结构示意图；

图2为本发明探测信号处理电路结构示意图；

图3为本发明主控模块电路图；

图4为信号输入接口电路图；

图5为本发明前端信号处理模块、信号极性判断模块和同步信号处理模块电路图；

图6为本发明极性选择模块、信号调理模块、信号输出接口电路图；

图7为本发明测试系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图7所示，本例用于检测汽车发动机3点火信号的测试系统包括COP点火信号探测器1、主机2，所述主机2内设有综合分析检测组件，所述COP点火信号探测器1通过信号输出接口与所述综合分析组件的A/D转换器相连。

本发明在不需要拆汽车发动机3点火线圈的前提下,能够实现对所有COP点火类型的汽车发动机的点火系统进行测试。本例最多能够同时测试6个缸的点火信号。本例COP点火信号探测器1不用汽车发动机的综合分析检测组件主机1控制，是一个独立的模块，它把处理好的次级点火信号和一缸同步信号送给汽车发动机综合分析检测组件主机2。

对于COP点火类型的发动机的点火系统测试，由于每次只需测试一个缸的点火信号，所以主机2的UI界面只需要显示一个缸的点火数据和点火波形即可，无需显示所有缸的点火数据和波形，即无需显示并列波和陈列波。

如图1所示，本例COP点火信号探测器1包括探测接头11、与探测接头连接的探测信号处理电路13、用于输出所述探测信号处理电路13处理过的信号输出端14。本例的COP点火信号探测器1整体为笔状，所述探测接头11设置在笔头端，所述信号输出端14设置在与笔头相对的顶端，本例的顶端为同轴电缆口，通过一根电缆连接信号输出接口J2和主机2，然后再通过一条同轴电缆15连接探测信号处理电路13和探测接头11结构简单，易操作。当然，也可以根据需要设置为其他的形状。

本例探测接头11为设有金属感应片12的可更换的金属感应探头，金属感应探头可从COP点火信号探测器1上取下更换，金属感应探头中的金属感应片12有几种不同大小的规格，可根据检测信号的强弱更换不同大小金属感应片12。所述金属感应片12外侧设有绝缘层，即使在检测时碰到发动机的搭铁层，亦可感应到信号。

通过金属感应片拾取COP点火类型发动机的点火信号，同时兼容传统的分电器点火信号拾取方式，所设计的金属感应片可以适应不同规格的点火线圈。

本例所述探测接头11包括点火信号探测前端111和金属感应片安装部112，所述点火信号探测前端111与所述金属感应片安装部112呈0-180度角，优选所述点火信号探测前端111与所述金属感应片安装部112呈135度角，以便从不同的方位提取信号。

如图2-图6所示，所述探测信号处理电路13包括信号输入接口J1、主控模块、电源模块J4、前端信号处理模块、信号极性判断模块、极性选择模块、信号调理模块、信号输出接口J2，所述主控模块分别与所述前端信号处理模块、信号极性判断模块、极性选择模块和信号调理模块相连，所述探测接头11探测的信号分别经过信号输入接口J1、前端信号处理模块、信号极性判断模块、极性选择模块、信号调理模块处理后，从所述信号输出接口J2输出，所述电源模块J4用于为所述探测信号处理电路供电。

本例自动识别点火信号的极性，并把经过处理好的点火信号送到相应的通道上，以供汽车发动机综合分析检测组件主机采集；自动对拾取到的点火信号进行放大或缩小，以使点火信号落在合理的范围内，避免信号的失真。

此外，所述探测信号处理电路13还包括同步信号处理模块，所述同步信号处理模块分别与所述主控模块、前端信号处理模块和信号输出接口J2相连，能够完成一缸同步信号的采集，并输出给汽车发动机综合分析检测组件主机，满足必须要接一缸同步信号才能测试COP点火类型的发动机综合分析组件的测试需求。对于COP点火类型的发动机，汽车发动机综合分析检测组件主机所要用的一缸同步信号必须由COP点火信号探测器1提供，而对于传统的分电器点火类型的发动机，汽车发动机综合分析检测组件主机所要用的一缸同步信号可以由COP点火信号探测器1提供，也可原来的方式获取。

如图3所示，本例主控模块的主控芯片U14采用32位高速处理器采用32位处理器控制芯片U14，具有16路通道的A/D转换器，处理速度快。

本例电源模块J4采用线性单电源供电，所述电源模块的电压范围为9-35V，能够兼容12V汽油车和24V柴油车，线性电源比开关电源供电要好很多，实测情况下纹波不足20mV，满足我们要求，消除纹波问题；使用单电源供电，更换的IC芯片等元件使电路成本降低很多，处理原理相同，需注意保证信号的完整性。

如图4所示，本例的信号输入接口J1与探测接头11相连，包括6个信号输出引脚，能够支持6个缸的信号采集。

由于COP点火信号探测器1每次只检测一个缸的点火波形，也就是每次只有一个缸的点火信号输入，所以COP点火信号探测器只须保证有一个通道给COP点火信号输入即可。本例电路图以汽车发动机3的第一个缸的信号采集处理为例进行说明：

如图5所示，本例的点火信号COPIN1经所述信号输入接口J1输出后，进入前端信号处理模块，本例保留原有的检测传统的带有高压线的分电器、无分电器点火发动机点火信号的处理电路，保证它能够检测传统的带有高压线的分电器、无分电器点火发动机的点火信号。

此外，点火信号COPIN1经放大器U18A后，第一路信号进入信号极性判断模块，第二路信号进入同步信号处理模块处理后，从信号输出接口J2输出到主机2，本例的同步信号处理模块用于对输入信号幅值大小进行智能识别和幅值调整，不同的汽车发动机3可能感应到信号差异很大，感应到的信号很大的，需经过衰减单元后才能输出给信号输出接口J2，感应到的信号很小的，需经过放大器U18B才能输出给信号输出接口J2。

所述信号极性判断模块,主要的作用是智能判断各通道信号极性，最后把各通道信号按极性区分组合在两个通道上输出。

如图6所示，由于感应到的COP点火信号有正负信号，但输入到主机2的信号必须是正信号，因此需有极性选择模块完成把感应到的COP点火的正负信号自动转换成正信号。

IN+和IN-两个通道上输出的信号经过极性选择模块，最后转换成一路正信号输出，然后通过电阻R69进入信号调理模块调理后通过OUT端输出。

与同步信号处理模块作用相同，信号调理模块的作用是对输入信号幅值大小进行智能识别和幅值调整，因为，不同的汽车发动机3可能感应到信号差异很大，感应到的信号很大的，需经过衰减后才能输出；感应到的信号很小的，需经过放大后才能输出。

即使不同的点火线圈，虽然它们的点火能量相差不是很大，但是也需要经过信号调理电路放大或者衰减后，不同强弱的感应信号均处理成幅值差不多相同的信号才可输出到主机2中的A/D转换器(模数转换器)。

本例的信号调理电路通过峰值检测单元和MCU控制放大和衰减的倍数，把感应到信号的峰值电压送到一个4.5V比较器U12D，如果峰值电压大于4.5V，它就产生一个低电平脉冲送到控制芯片U13，控制芯片U13每接收到一个脉冲，就调整一次衰减、放大级数，直到没有低电平脉冲产生。其中，信号调理模块上电时，电路默认是没有衰减并且是放大到最大状态。

本发明在不需要拆发动机点火线圈的前提下,能够实现对所有COP点火类型的发动机的点火系统进行测试。且对于COP点火类型的发动机的点火系统测试，主机2的UI界面保留原有的显示风格，无需更改。能够实现汽车发动机综合分析检测组件主机必须要接一缸同步信号才能测试COP点火类型的发动机综合分析组件，本COP点火信号探测器可以提供一缸同步信号给这类发动机综合分析组件，从而实现这类发动机综合分析组件测试COP点火类型的发动机；能够测试目前市场上95％以上的COP点火类型的发动机。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。