本發(fā)明涉及汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)裝置及其方法。

背景技術(shù)：

伴隨著汽車工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，電子點(diǎn)火技術(shù)及其產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用。點(diǎn)火線圈作為汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能直接影響整車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及排氣凈化品質(zhì)等指標(biāo)。為保證整車的動(dòng)力性能與環(huán)保性能，需要模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工況，在點(diǎn)火線圈大批量連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行在線全檢。因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代點(diǎn)火線圈檢測(cè)系統(tǒng)，不僅可以嚴(yán)格控制產(chǎn)品品質(zhì)，并可用于對(duì)點(diǎn)火線圈的工藝研究，準(zhǔn)確判斷其性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)失控的原因，進(jìn)而對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行及時(shí)調(diào)整來(lái)消除失控現(xiàn)象，達(dá)到保證產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程的目的。

目前汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)需借助發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架與傳統(tǒng)示波器，員工需要更換待測(cè)點(diǎn)火線圈，運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)觀察是否存在缺缸現(xiàn)象，然后通過(guò)示波器采集初級(jí)電源及電流信號(hào)進(jìn)行判斷，操作復(fù)雜且測(cè)試參數(shù)不全面，效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)裝置及方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一、汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)裝置（簡(jiǎn)稱裝置）

包括點(diǎn)火線圈；

設(shè)置有信號(hào)采集單元、高壓負(fù)載單元、點(diǎn)火線圈電源控制單元、點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生單元和信號(hào)控制及檢測(cè)單元；

所述的點(diǎn)火線圈包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈；

所述的信號(hào)采集單元包括PV-型高壓探極、PI-型電流探極、示波器、電流鉗和100倍衰減探頭；

所述的點(diǎn)火線圈電源控制單元包括電壓可調(diào)電源和數(shù)碼管電壓表；

所述的點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生單元包括PIC單片機(jī)和點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管；

所述的信號(hào)控制及檢測(cè)單元包括LABVIEW人機(jī)交互界面和數(shù)據(jù)庫(kù)；

其連接關(guān)系是：

電壓可調(diào)電源與初級(jí)線圈連接，提供點(diǎn)火線圈的工作電壓，電壓可調(diào)電源與數(shù)碼管電壓表連接實(shí)時(shí)顯示調(diào)節(jié)后的電壓值；

LABVIEW人機(jī)交互界面、PIC單片機(jī)、點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管和初級(jí)線圈依次連接，通過(guò)LABVIEW人機(jī)交互界面進(jìn)行設(shè)置可提供點(diǎn)火線圈指定占空比及頻率的點(diǎn)火信號(hào)，使點(diǎn)火線圈工作在特定的測(cè)試狀態(tài)下；

示波器設(shè)置有4個(gè)輸入通道和一個(gè)串口輸出端；

示波器的第1輸入通道、PV-型高壓探極和高壓負(fù)載單元依次連接，測(cè)量次級(jí)線圈和高壓負(fù)載單元的電壓；

示波器的第2輸入通道和PI-型電流探極的示波器輸出端連接，次級(jí)線圈（02）與PI-型電流探極（12）的電流輸入端（12-3）連接，測(cè)量次級(jí)線圈和高壓負(fù)載單元的電流；

示波器的第3輸入通道、100倍衰減探頭和初級(jí)線圈依次連接，測(cè)量初級(jí)線圈的電壓；

示波器的第4輸入通道、電流鉗初級(jí)線圈依次連接，初級(jí)線圈電流經(jīng)過(guò)電流鉗轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入示波器的第4輸入通道；

LABVIEW人機(jī)交互界面與示波器的串口輸出端連接，實(shí)時(shí)讀取4個(gè)示波器輸入通道采集的數(shù)據(jù)；

PI-型電流探極的電流輸出端和高壓負(fù)載單元連接提供點(diǎn)火線圈測(cè)試條件下的各種負(fù)載組合；

LABVIEW人機(jī)交互界面與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和追蹤。

二、汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)方法（簡(jiǎn)稱方法）

本檢測(cè)方法包括下列步驟：

①設(shè)定點(diǎn)火信號(hào)的頻率及占空比，并根據(jù)點(diǎn)火線圈技術(shù)要求接入高壓負(fù)載單元；

②調(diào)整點(diǎn)火電壓，開(kāi)始點(diǎn)火；

③讀取點(diǎn)火線圈初、次級(jí)電壓電流信號(hào)并根據(jù)次級(jí)電壓電流信號(hào)計(jì)算次級(jí)能量，對(duì)比點(diǎn)火線圈技術(shù)要求，確認(rèn)測(cè)試結(jié)果是否正常；

④將點(diǎn)火線圈相關(guān)測(cè)試信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)；

⑤關(guān)閉點(diǎn)火完成測(cè)試。

本發(fā)明具有下列有點(diǎn)和積極效果：

1、檢測(cè)數(shù)據(jù)全面且精準(zhǔn)；

2、高壓負(fù)載可隨意組合；

3、具有信息的存儲(chǔ)及查詢等數(shù)據(jù)庫(kù)功能，方便產(chǎn)品追蹤。

總之，本發(fā)明是一種低成本的點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)方案，適用于各類汽車點(diǎn)火線圈性能檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；

圖2是本方法的工作流程圖。

圖中：

00—點(diǎn)火線圈，

01—初級(jí)線圈，

02—次級(jí)線圈；

10—信號(hào)采集單元，

11—PV-型高壓探極，

12—PI-型電流探極，

12-1—電流輸出端，12-2—示波器輸出端，12-3—電流輸入端，

13—示波器，

13-1、13-2、13-3、13-4—第1、2、3、4輸入通道，

13-5—串口輸出端，

14—電流鉗，

15—100倍衰減探頭；

20—高壓負(fù)載單元；

30—點(diǎn)火線圈電源控制單元，

31—電壓可調(diào)電源，

32—數(shù)碼管電壓表；

40—點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生單元，

41—PIC單片機(jī)，

42—點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管；

50—信號(hào)控制及檢測(cè)單元，

51—LABVIEW人機(jī)交互界面，

52—數(shù)據(jù)庫(kù)。

英譯漢：

1、LABVIEW：是NI公司的圖形編程語(yǔ)言，可以方便工程師編寫虛擬儀器人機(jī)界面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明：

一、總體

如圖1，本裝置包括工作對(duì)象——點(diǎn)火線圈00；

設(shè)置有信號(hào)采集單元10、高壓負(fù)載單元20、點(diǎn)火線圈電源控制單元30、點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生單元40和信號(hào)控制及檢測(cè)單元50；

所述的點(diǎn)火線圈00包括初級(jí)線圈01和次級(jí)線圈02；

所述的信號(hào)采集單元10包括PV-型高壓探極11、PI-型電流探極12、示波器13、電流鉗14和100倍衰減探頭15；

所述的點(diǎn)火線圈電源控制單元30包括電壓可調(diào)電源31和數(shù)碼管電壓表32；

所述的點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生單元40包括PIC單片機(jī)41和點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管42；

所述的信號(hào)控制及檢測(cè)單元50包括LABVIEW人機(jī)交互界面51和數(shù)據(jù)庫(kù)52；

其連接關(guān)系是：

電壓可調(diào)電源31與初級(jí)線圈01連接，提供點(diǎn)火線圈00的工作電壓，電壓可調(diào)電源31與數(shù)碼管電壓表32連接實(shí)時(shí)顯示調(diào)節(jié)后的電壓值；

LABVIEW人機(jī)交互界面51、PIC單片機(jī)42、點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管41和

初級(jí)線圈01依次連接，通過(guò)LABVIEW人機(jī)交互界面51進(jìn)行設(shè)置可提供點(diǎn)火線圈00指定占空比及頻率的點(diǎn)火信號(hào)，使點(diǎn)火線圈00工作在特定的測(cè)試狀態(tài)下；

示波器13設(shè)置有4個(gè)輸入通道和一個(gè)串口輸出端；

示波器13的第1輸入通道13-1、PV-型高壓探極11和高壓負(fù)載單元20依次連接，測(cè)量次級(jí)線圈02和高壓負(fù)載單元20的電壓；

示波器13的第2輸入通道13-2和PI-型電流探極12的示波器輸出端12-2連接，次級(jí)線圈02與PI-型電流探極12的電流輸入端12-3連接，測(cè)量次級(jí)線圈02和高壓負(fù)載單元20的電流；

示波器13的第3輸入通道13-3、100倍衰減探頭15和初級(jí)線圈01依次連接，測(cè)量初級(jí)線圈01的電壓；

示波器13的第4輸入通道13-4、電流鉗14和初級(jí)線圈01依次連接，初級(jí)線圈01電流經(jīng)過(guò)電流鉗14轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入示波器13的第4輸入通道13-4；

LABVIEW人機(jī)交互界面51與示波器13的串口輸出端13-5連接，人機(jī)交互界面51實(shí)時(shí)讀取4個(gè)示波器輸入通道采集的數(shù)據(jù)；

PI-型電流探極12的電流輸出端12-1和高壓負(fù)載單元20連接提供點(diǎn)火線圈00測(cè)試條件下的各種負(fù)載組合；

LABVIEW人機(jī)交互界面51與數(shù)據(jù)庫(kù)52連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和追蹤。

其工作原理是：

信號(hào)控制及檢測(cè)單元40調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈00信號(hào)的頻率及占空比，使點(diǎn)火線圈00工作在特定工況下，點(diǎn)火線圈00的次級(jí)線圈02接入特定的高壓負(fù)載單元20，通過(guò)信號(hào)采集單元10采集點(diǎn)火線圈00的初、次級(jí)電流電壓信號(hào)并計(jì)算點(diǎn)火能量對(duì)比點(diǎn)火線圈00的技術(shù)要求，判斷點(diǎn)火線圈00性能是否正常。

二、功能塊

0、點(diǎn)火線圈00

點(diǎn)火線圈00是被檢測(cè)對(duì)象，包括初級(jí)線圈01和次級(jí)線圈02。

1、信號(hào)采集單元10

信號(hào)采集單元10包括PV-型高壓探極11、PI-型電流探極12、示波器13、電流鉗14和100倍衰減探頭15；

* PV-型高壓探極11

PV-型高壓探極11為一種高壓探頭，將高壓負(fù)載單元20的高壓通過(guò)第1輸入通道13-1在示波器13顯示；

* PI-型電流探極12

PI-型電流探極12是隔離式、有源的動(dòng)態(tài)瞬變電流通用測(cè)試探極。其典型應(yīng)用是汽油內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的，可以采集次級(jí)線圈02的電流信號(hào)并通過(guò)第2輸入通道13-2在示波器13顯示。

* 示波器13

示波器13是OWON的一款虛擬示波器，擁有4個(gè)輸入通道（第1、2、3、4輸入通道13-1、13-2、13-3、13-4）和1個(gè)串口輸出端13-5；

4個(gè)輸入通道通過(guò)PV-型高壓探極11、PI-型電流探極12、電流鉗14和100倍衰減探頭15采集點(diǎn)火線圈00的初、次級(jí)圈01、02電壓以及電流信號(hào)，并通過(guò)串口輸出端13-5傳送到人機(jī)交互界面51分析。

* 電流鉗14

電流鉗14為一種基于霍爾效應(yīng)原理的一種電流信號(hào)采集裝置，可以將流經(jīng)電流鉗的電流信號(hào)按一定比例轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸入示波器通道。

* 100倍衰減探頭15

100倍衰減探頭15可以采集到的電壓信號(hào)固定衰減100倍，由于點(diǎn)火初級(jí)電壓的峰值一般較高，超過(guò)示波器量程，所以需要高倍數(shù)的衰減探頭。

2、高壓負(fù)載單元20

高壓負(fù)載單元20包括1個(gè)5KV齊納二極管、1個(gè)1KV齊納二極管、1個(gè)50PF電容、1個(gè)25PF電容和兩個(gè)1MΩ電阻，這些組件獨(dú)立存在，可以通過(guò)接線頭連接組成檢測(cè)所需要的負(fù)載組合，靈活方便。

3、點(diǎn)火線圈電源控制單元30

點(diǎn)火線圈電源控制單元30包括電壓可調(diào)電源31和數(shù)碼管電壓表32;

電壓可調(diào)電源31的電壓可調(diào)范圍：0～30V，可以滿足點(diǎn)火線圈00的測(cè)試需求；

數(shù)碼管電壓表32和電壓可調(diào)電源31連接，可實(shí)時(shí)顯示電壓可調(diào)電源31的電壓數(shù)值。

4）點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生單元40

點(diǎn)火線圈產(chǎn)生單元40由兩路點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管41和1個(gè)PIC單片機(jī)42組成；

PIC單片機(jī)42的輸入端通過(guò)RS232接收點(diǎn)火信號(hào)頻率及占空比等參數(shù)，輸出端通過(guò)通用I\O口控制兩路點(diǎn)火線圈低邊驅(qū)動(dòng)晶體管41提供測(cè)試點(diǎn)火線圈00的所需信號(hào)。

5、信號(hào)控制及檢測(cè)單元50

信號(hào)控制及檢測(cè)單元50包括人機(jī)交互界面51和數(shù)據(jù)庫(kù)52；

人機(jī)交互界面51由美國(guó)NI公司的LABVIEW程序編寫的控制和顯示界面，提供點(diǎn)火信號(hào)控制以及點(diǎn)火線圈初、次級(jí)電壓電流信號(hào)以及通過(guò)次級(jí)電壓、電流的周期性積分運(yùn)算獲取次級(jí)能量信號(hào)，完成點(diǎn)火線圈檢測(cè)；

數(shù)據(jù)庫(kù)52是一種通用的功能部件，采用免費(fèi)的ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，具有點(diǎn)火線圈流水號(hào)跟蹤、點(diǎn)火線圈檢測(cè)參數(shù)保存和自動(dòng)記錄檢測(cè)人員工號(hào)，方便點(diǎn)火線圈00的跟蹤。