CN110360046B - 发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架及其信号采集方法 - Google Patents
发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架及其信号采集方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，包括:发动机定位机构,发动机点火线圈接口对接机构,电气柜,操作面板，驱动点火线圈驱动及信号采集电路，其特征在于，使用一种通过驱动点火线圈供电的电源来采信点火信号(高压侧电流信号)，所述内置驱动点火线圈采用一种驱动板断开电源引脚(PIN2)，在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间串入一个P沟道的场效应功率管(Q2),以及在点火线圈的电源引脚(PIN2)与接地极之间并联一个用于取信号的电阻(R1)。根据本发明，不用外置传感器,而是使用一种通过驱动点火线圈供电的电源来采信高压侧电流信号，满足汽油发动机的冷试点火测试的需要，精简机械结构。
Description
技术领域
本发明属于用于汽油发动机测试领域，具体的，本发明涉及一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架及其及其信号采集方法，所述一种发动机内置驱动点火线圈的发动机冷试点火测试台架用于发动机内置驱动点火线圈的信号采集，即通过驱动点火线圈供电的电源来采信点火信号(高压侧电流信号)。
背景技术
发动机的点火测试是发动机出厂检测的重要环节，传统的发动机测试都是基于发动机热试试验，因此无法进行装配线的在线快速检测，而且会产生大量废气和噪音，对环境造成污染。
随着汽车电子点火技术的广泛应用，对电子点火系统各部件的要求也随之提高。点火线圈作为汽车电子点火系统的重要部件，其性能直接关系到汽车的工况，因此必须准确测试点火线圈各项参数，建立严格的产品出厂检验标准。我国汽车点火线圈系统的国产在线测试设备多以老式设备为主，智能检测设备较少，而进口设备价格昂贵，且其智能化程度不高。因此研制出具有自动化、智能化的汽车发动机点火线圈的发动机冷试点火测试系统是努力的方向。
系统组成
汽车发动机点火线圈测试台的原理，汽车点火线圈测试台系统的硬件主要由被测件(线圈、负载)、程控信号源、程控电压源、I/O控制板、数据采集处理系统、工控机等组成。其中负载、程控信号源、程控电压源用于模拟点火线圈的工况；其他部件用于测量以及控制。
根据相关国家标准，点火线圈的各项参数必须在相应的条件下(不同的测试项目，此条件有可能不同)测得，并且不同信号的线圈的测试条件也不尽相同，所以此处给点火线圈提供工作条件的电压源和信号源都是可以由上位机中的系统软件通过串行通信接口来设定的。为了能够测试多头线圈(四头、六头等)的不同次级线包，信号源经过测量控制电路送往被测件。测量控制电路由各种继电器以及输入输出线路组成。
由上述可知，点火线圈测试系统实质就是一个数据采集与处理的问题。
目前大多数汽车制造厂家都已采用笔式点火线圈，其点火正时信号是通过曲轴发信轮和凸轮轴发信轮来给定，PCM通过这些信号来给出确定的点火时序，通过点火线圈增压依次分配到各缸的火花塞中使其击穿，从而达到使油气混合物点燃的目的。由于冷测试过程没有燃油的注入，不存在燃烧，但是其火花塞已被击穿。在整个点火过程中火花塞的点火线圈起到了至关重要的作用，它是一个类似于变压器的结构，有初级和次级两个绕组，通过给初级绕组通断电来实现次级绕组感应出瞬间高压从而击穿火花塞。
在实际的生产过程中，为了及早发现发动机点火系统更多的缺陷，往往采用高压点火和低压点火两种策略，而对于内置放大驱动的点火线圈，由于内部电路工作电压的限制，一般低压会影响内部元件的正常工作，所以低压点火不能采用降低点火电压去实现，在高压点火时往往采用相对较高的EST电压幅值和较长的充电时间，而低压点火时往往采用较低的电压幅值和较短的充电时间，通过这两种点火方式可以更好接地极检测出发动机点火系统中潜在的问题。
当充电时间都相同的情况下，电压幅值的高低将直接决定点火线圈所积蓄能量的多少，因此高压点火积蓄的能量过高，而低压点火线圈所积蓄的能量相对较低，不能击穿正常的火花塞。
通常情况下高压点火可以检测出许多发动机热试所不能发现的问题，这种测试方法可以检测点火系统中线路的连接、较宽的火花塞间隙、点火线圈中潜在的问题等一种或几种故障。
发动机冷试中的点火测试可以尽早的帮助生产线发现点火线路存在的问题，如过宽或过窄的火花塞间隙、点火线圈中初级线圈和次级线圈的匝数问题和点火线圈断路等，比发动机热试具有更高的灵敏度。
另外，一般的发动机内置驱动点火线圈,在信号无法从点火初级或次级引出的情况下,使用外置传感器,置于点火线圈上部,从而检测点火线圈的电磁场变化的信号，由此，需设置传感器及其支架，及相应的定位机构、移动机构、调节机构(如气缸，导向座，调节阀)等，导致机械结构较大,加大传感器等设备的采购费用。
发明内容
为克服所述问题，本发明目的在于，提供一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架及其信号采集方法,根据本发明，形成高压放电回路，激发火花塞的点火线圈。由此可满足汽油发动机的冷试点火测试的需要，无需设置传感器及其支架，及相应的定位机构、移动机构、调节机构等最大化节省机械结构安装，降低成本。
为达到所述目的，本发明技术方案如下：
一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，包括:点火线圈驱动及信号采集电路，其特征在于，所述点火线圈驱动及信号采集电路连接待测点火线圈，所述点火线圈驱动及信号采集电路包括点火电源、场效应功率管和信号采集电阻，所述场效应功率管的栅极连接待测点火线圈的控制引脚(PIN1)，所述场效应功率管的漏极连接待测点火线圈的电源引脚(PIN2)，所述信号采集电阻的一端连接场效应功率管的漏极，所述信号采集电阻的另一端接地，所述场效应功率管的源极连接点火电源的正极，所述点火电源的负极连接待测点火线圈的接地引脚(PIN3)。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，所述场效应功率管的栅极与待测点火线圈的控制引脚(PIN1)之间连接有反相器。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，
在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间串入一个场效应功率管(Q2),在点火线圈的电源引脚(PIN2)与接地极之间并联一个用于取信号的电阻(R1)。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，
场效应功率管(Q2)为P沟道场效应功率管。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，
根据发动机内置点火线圈驱动电路及信号采集电路图,
当ECU控制信号为高电平时,控制信号分成2路,1路控制点火线圈控制引脚(PIN1),另1路经反相器给场效应功率管(Q2)控制端,场效应功率管(Q2)导通,点火电源连接到点火线圈电源引脚(PIN2)端,点火线圈回路正常充电；
当ECU控制信号由高电平转为低电平,点火线圈回路停止充电,同时场效应功率管(Q2)截止,断开点火电源,形成如下的高压放电回路:
接地极---R1---点火线圈的电源引脚(PIN2)---点火线圈回路内部的高压整流二极管---点火线圈回路高压侧的线圈---点火线圈回路中的火花塞电阻---火花塞放电间隙对接地极放电，激发火花塞的点火线圈。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试信号采集方法，其特征在于，
采用点火线圈驱动及信号采集电路，
当ECU控制信号为高电平时,ECU控制信号分成2路,1路控制点火线圈控制引脚(PIN1),另1路经反相器给在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间的场效应功率管(Q2)控制端,场效应功率管(Q2)导通,点火电源连接到点火线圈电源引脚(PIN2)端；
当ECU控制信号由高电平转为低电平,点火线圈回路停止充电,同时场效应功率管(Q2)截止,断开点火电源,形成如下的高压放电回路:
接地极---R1---点火线圈的电源引脚(PIN2)---点火线圈回路内部的高压整流二极管---点火线圈回路高压侧的线圈---点火线圈回路中的火花塞电阻---火花塞放电间隙对接地极放电，激发火花塞的点火线圈。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试信号采集方法，其特征在于，
场效应功率管(Q2)控制端为在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间串入的一个P沟道的场效应功率管,
在点火线圈的电源引脚(PIN2)与接地极之间并联一个用于取信号的电阻(R1)。
根据本发明所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试信号采集方法，其特征在于，
在点火线圈回路高压侧端的线圈设置火花塞电阻，通过火花塞放电间隙对接地极放电,由此形成放电回路，在用于取信号的电阻(R1)上流过高压放电时的电流，即, 最后取得的信号是高压侧放电电流信号。
本发明有益效果
可满足汽油发动机的冷试点火测试的需要，无需设置传感器及其支架，及相应的定位机构、移动机构、调节机构等最大化节省机械结构安装，调整；降低成本；信号稳定。
附图说明
图1为内置驱动点火线圈电路图。
图2为内置驱动点火线圈驱动及信号采集电路图。
具体实施方式
实施例1
如图2内置驱动点火线圈驱动及信号采集电路,包括:点火线圈驱动及信号采集电路，其特征在于，所述点火线圈驱动及信号采集电路连接待测点火线圈，所述点火线圈驱动及信号采集电路包括点火电源、场效应功率管和信号采集电阻，所述场效应功率管的栅极连接待测点火线圈的控制引脚(PIN1)，所述场效应功率管的漏极连接待测点火线圈的电源引脚(PIN2)，所述信号采集电阻的一端连接场效应功率管的漏极，所述信号采集电阻的另一端接地，所述场效应功率管的源极连接点火电源的正极，所述点火电源的负极连接待测点火线圈的接地引脚(PIN3)。
所述场效应功率管的栅极与待测点火线圈的控制引脚(PIN1)之间连接有反相器
，所述点火线圈驱动及信号采集电路，采用一种驱动板断开PIN2脚。
场效应功率管Q2为P沟道场效应功率管。
当ECU控制信号为高电平时,控制信号分成2路,1路控制点火线圈引脚PIN1,另1路经反相器给Q2控制端,Q2导通
点火电源连接到点火线圈引脚PIN2端,点火线圈回路正常充电,
当ECU控制信号由高电平转为低电平,点火线圈回路停止充电,同时Q2截止,断开点火电源,高压放电回路形成:
从接地极到R1,R1到点火线圈的PIN2引脚,到点火线圈回路内部的高压整流二极管,到点火线圈回路高压侧的线圈,到点火线圈回路中的火花塞电阻,到火花塞放电间隙对接地极放电,如图所示的高压端,对接地极放电.形成一个完整的放电回路，，从而，激发火花塞的点火线圈。
在取样电阻R1上流过高压放电时的电流.也就是说,最后取得的信号是高压侧放电电流信号.
根据本发明，相对于一般使用外置传感器检测的方法,是不用外置传感器,而是使用一种通过驱动点火线圈供电的电源来采信点火信号(高压侧电流信号).
根据本发明，可满足汽油发动机的冷试点火测试的需要，无需设置传感器及其支架，及相应的定位机构、移动机构、调节机构等最大化节省机械结构安装，调整；降低成本；信号稳定。
Claims (8)
1.一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，包括点火线圈驱动及信号采集电路，其特征在于，所述点火线圈驱动及信号采集电路连接待测点火线圈，所述点火线圈驱动及信号采集电路包括点火电源、场效应功率管和信号采集电阻，所述场效应功率管的栅极连接待测点火线圈的控制引脚(PIN1)，所述场效应功率管的漏极连接待测点火线圈的电源引脚(PIN2)，所述信号采集电阻的一端连接场效应功率管的漏极，所述信号采集电阻的另一端接地，所述场效应功率管的源极连接点火电源的正极，所述点火电源的负极连接待测点火线圈的接地引脚(PIN3)。
2.如权利要求1所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，所述场效应功率管的栅极与待测点火线圈的控制引脚(PIN1)之间连接有反相器。
3.如权利要求1所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，
在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间串入一个场效应功率管(Q2),在点火线圈的电源引脚(PIN2)与接地极之间并联一个用于取信号的电阻(R1)。
4.如权利要求3所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，
场效应功率管(Q2)为P沟道场效应功率管。
5.如权利要求1所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试台架，其特征在于，
根据发动机内置点火线圈驱动电路及信号采集电路图,
当ECU控制信号为高电平时,控制信号分成2路,1路控制点火线圈控制引脚(PIN1),另1路经反相器给场效应功率管(Q2)控制端,场效应功率管(Q2)导通,点火电源连接到点火线圈电源引脚(PIN2)端,点火线圈回路正常充电；
当ECU控制信号由高电平转为低电平,点火线圈回路停止充电,同时场效应功率管(Q2)截止,断开点火电源,形成如下的高压放电回路:
接地极---R1---点火线圈的电源引脚(PIN2)---点火线圈回路内部的高压整流二极管---点火线圈回路高压侧的线圈---点火线圈回路中的火花塞电阻---火花塞放电间隙对接地极放电，激发火花塞的点火线圈。
6.一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试信号采集方法，其特征在于，
采用点火线圈驱动及信号采集电路，
当ECU控制信号为高电平时,ECU控制信号分成2路,1路控制点火线圈控制引脚(PIN1),另1路经反相器给在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间的场效应功率管(Q2)控制端,场效应功率管(Q2)导通,点火电源连接到点火线圈电源引脚(PIN2)端；
当ECU控制信号由高电平转为低电平,点火线圈回路停止充电,同时场效应功率管(Q2)截止,断开点火电源,形成如下的高压放电回路:
接地极---R1---点火线圈的电源引脚(PIN2)---点火线圈回路内部的高压整流二极管---点火线圈回路高压侧的线圈---点火线圈回路中的火花塞电阻---火花塞放电间隙对接地极放电，激发火花塞的点火线圈。
7.如权利要求6所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试信号采集方法，其特征在于，
场效应功率管(Q2)控制端为在电源的正极与点火线圈的电源引脚(PIN2)之间串入的一个P沟道的场效应功率管,
在点火线圈的电源引脚(PIN2)与接地极之间并联一个用于取信号的电阻(R1)。
8.如权利要求6所述一种发动机内置驱动点火线圈的冷试点火测试信号采集方法，其特征在于，
在点火线圈回路高压侧端的线圈设置火花塞电阻，通过火花塞放电间隙对接地极放电,由此形成放电回路，在用于取信号的电阻(R1)上流过高压放电时的电流，即,最后取得的信号是高压侧放电电流信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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