一種大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方法及裝置的製作方法

2023-06-30 20:14:51 7

專利名稱：一種大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種電噴發動機測試儀器，尤其是一種大電流點火系統 電噴發動機失火故障發生方法及裝置。
背景技術：
電噴發動機中的0BD系統對電控汽油噴射發動機(以下簡稱電噴發 動機)失火狀況進行才企測， 一旦發現電噴發動機失火率過高，OBD系統將 會報警。
在以下三種場合下，需要使發動機產生失火故障 一)在開發具有 失火檢測功能的0BD系統時需要發動機有失火故障現象。二)在驗證新 車或在用車的OBD系統是否有效檢測發動機失火故障時，也需要使發動 機產生定量的失火故障。三)研究失火故障對發動機性能及排放的影響 和失火故障診斷技術時需要失火故障現象。這些故障很難在一臺新發動 機上產生，且難以產生定量的失火故障。
根據點火驅動電路的位置不同，目前車輛上使用的點火系統可大致 為兩類 一類是點火驅動電路與ECU(電控單元)集成於一體；另一類是點 火驅動電路與點火線圈集成於一體。點火驅動與ECU集成於一體的點火 系統主要特點是點火驅動電路集成於ECU內部，在點火時，ECU與點火線 圈之間的信號線通過電流較大，稱之為大電流點火系統。點火驅動與點 火線圈集成於一體的點火系統主要特點是點火驅動電路與點火線圈集成 於一體，在點火時，ECU與點火線圈之間的信號線通過電流較小，稱之為 小電流點火系統。
已公開的發明名稱為"電控汽油噴射發動機失火故障發生方法及裝置，，(專利申請號200710051384. X)的發明專利申請，雖然能夠使電控汽 油噴射發動機產生失火故障，但存在可產生的失火模式單一，且對原有點 火系統有所改動而導致系統容易受到幹擾等不足。

發明內容
本發明針對於大電流點火系統電噴發動機，目的是提供一種大電流 點火系統電噴發動機失火故障發生方法及裝置，它可使電噴發動機產生 可變失火率的失火故障，並可設定電噴發動機在指定氣缸產生部分失火 故障、完全失火故障和連續失火故障，並可設定電噴發動機產生隨機部 分失火故障和隨機完全失火故障，並可設定電噴發動機產生多缸部分失 火故障、多缸完全失火故障和多缸連續失火故障，便於0BD系統的開發 和驗證及失火故障對發動機性能及排放的影響和故障診斷技術的研究， 以克服現有技術的不足。
為了實現上述目的，本發明所採用的方法是通過在電噴發動機點 火線圈與ECU之間引出點火信號，將引出的點火信號，接入失火故障發 生裝置，失火故障發生裝置對點火信號進行濾波、整形及光電隔離處理 之後得到標準的方波脈沖信號，失火故障模擬裝置利用經過處理的點火 信號第一次跳變(上升沿或下降沿)進行計數和失火控制，根據預先設定 的失火模式、失火方式、失火率和失火缸來對點火信號進行控制，發出 失火控制信號，驅動失火驅動，進而屏蔽初級點火線圈的點火信號，使 得次級點火線圈無法產生高壓而致使火花塞不能正常點火，從而使發動 機產生失火故障。
上述失火故障模擬裝置由信號處理模塊、信號抗幹擾模塊、失火主 控模塊、失火故障驅動模塊構成，其中信號處理模塊對引入的點火信號 進行濾波和整形處理產生標準的方波脈沖信號，信號抗幹擾模塊由 一組 光電隔離器構成，用於隔離信號處理模塊和失火故障驅動模塊與失火主控模塊，信號處理模塊的輸入端與發動機點火線圏相互連接，失火故障 驅動模塊輸出端與發動機點火線圈相互連接。
上述失火故障發生裝置由信號處理器Ul、光電隔離器U2-U3、電阻 器R1-R7、三極體G1、電容C1、 二極體D1-D2構成，其中
在發動才幾點火線圈與ECU之間引出點火信號Ignition, Ignition通 過電阻器R4與信號處理器Ul的引腳6相接，在R4與信號處理器Ul的 引腳6之間連接電阻器R5和電容Cl,電阻器R5和電容C1的另一端連接 信號處理模塊U1的引腳1，且與電源負極GND1相接，信號處理器U1的 引腳6與信號處理器Ul的引腳2相接，信號處理器的引腳6通過二極體 D2與信號處理器的引腳4和引腳8相連，且與電源相接，信號處理器引 腳5和引腳7懸空；
信號處理器引腳3與光電隔離器U3輸入端正相相接，光電隔離器U3 輸入端的負相通過電阻器R6與電源負極GND1相接，光電隔離器U3輸出 端的正相與電源正極VCC相接，其輸出端的負相通過電阻器R7與電源負 極GND2相接；
在光電隔離器U3輸出端的負相與電阻器R7之間引出信號IC1，與失 火主控制模塊輸入端相接；
失火主控模塊的輸出端與光電隔離器U2輸入端的負相相接，光電隔 離器的輸入端的正相通過電阻器R3與電源正極VCC相接；
光電隔離器U2輸出端的正相通過電阻器R2與電源正極+24V相接， 光電隔離器U2輸出端的負相通過電阻器Rl與電源正極+12V相接，三極 管Gl的發射極與電源正極+12V相接，三極體Gl的基極與光電隔離器U2 輸出端的負相相接，三極體Gl的集電極與二級管Dl的正極相接，二極 管的負極與點火信號Ignition相接。
7由於本發明針對電噴發動機的初級線圈驅動電路集成在ECU中的點 火系統，在ECU和點火線圈之間引出點火信號再接入失火故障發生裝置， 使得本發明可使大電流點火系統的電噴發動機產生可變失火率的失火故 障，並可設定電噴發動機在指定氣缸產生失火故障，便於0BD系統的開 發和驗證。本發明裝置總共有8路信號處理模塊，8路失火驅動，以適應 不同氣缸數(獨立點火方式最多為8缸，共用點火方式最多為16缸)、 不同點火方式的電噴發動機來實現指定氣缸均勻部分失火、隨機部分失 火、多缸部分失火和指定氣缸均勻完全失火、隨機完全失火、多缸完全
失火和指定氣缸連續失火、多缸連續失火等多種失火模式和失火方式的 通用裝置。


圖1為本發明的原理框圖。 圖2為本發明的連接示意圖。 圖3為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但該實施例 不應理解為對本發明的限制。
圖3顯示的是失火故障發生裝置的一路信號處理電路和一路失火驅 動電路，本裝置總共為8路相同的信號處理電路和8路相同的失火驅動 電路(見圖1),因此在圖3中僅列出一路。圖2顯示的是失火故障發生裝 置在大電流共用型點火系統電噴發動機上的典型應用。圖3中Ignition 點連接在ECU和點火線圈之間，經過電阻器R4的分壓和電阻器R5、電容 Cl的濾波後與Ul的引腳6相接，經過U1的整形後，其引腳3輸出標準 的方波月永沖。Igni t ion點和Igni tionl點電位與點火4言號的點位發生同步變化，Ignitionl點電位發生下降和上升，導致光電隔離器U3的輸入 發光二極體發光和熄滅，使得光電隔離器U3的輸出端導通和截止，當 Ignitionl點電位發生從低電平向高電平跳邊時，光電隔離器U3導通， U3輸出端IC1點電位由低變高，利用失火故障發生裝置的主控系統的上 升沿捕捉功能監測IC1點的電平跳邊， 一旦;f企測到上升沿跳邊，主控系 統的輸出端輸出一個低電平脈沖信號，光電隔離器U2的輸入端發光二極 管發光，使得光電隔離器U2的輸出端導通。光電隔離器U2輸出端的負 相控制三極體Gl的導通與截止，光電隔離器U2導通時，三極體Gl導通， 從而使得點火信號被屏蔽，初級線圈無法充電，次級線圈無法產生高壓， 導致火花塞不能正常點火，從而使電噴發動機發生失火故障。
失火故障發生裝置的主控系統通過輸出端輸出低電平脈衝的時間長 短來控制電噴發動機的部分失火、完全失火和連續失火，如果主控系統 輸出低電平脈沖的寬度小於點火脈衝寬度則發生部分失火，如果主控系 統輸出低電平脈沖的寬度大於或等於點火脈沖寬度則發生完全失火，如 果主控系統輸出低電平脈沖寬度大於兩倍點火時間及點火間隔時間之 和，則發生連續失火。
本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現 有技術。
權利要求
1、一種大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方法，其特徵在於在電噴發動機點火線圈與ECU之間引出點火信號，將引出的點火信號，接入失火故障發生裝置，失火故障發生裝置對點火信號進行濾波、整形及光電隔離處理之後得到標準的方波脈衝信號，失火故障模擬裝置利用經過處理的點火信號第一次跳變進行計數和失火控制，根據預先設定的失火模式、失火方式、失火率和失火缸來對點火信號進行控制，發出失火控制信號，驅動失火驅動，屏蔽初級點火線圈的點火信號，使初級點火線圈無法充電，進而使次級點火線圈無法產生高壓而導致火花塞不能正常點火，從而使發動機產生失火故障。
2、 如權利要求1所述的大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方 法，其特徵在於失火故障發生裝置由信號處理模塊、信號抗幹擾模塊、 主控模塊、失火驅動模塊構成，其中信號處理模塊對引入的點火信號進 行濾波和整形處理產生標準的方波脈沖信號，信號抗幹擾模塊由一組光 電隔離器構成，用於隔離信號處理模塊和失火故障驅動模塊與失火主控 模塊，信號處理模塊的輸入端與發動機點火線圏相互連接，失火故障驅 動模塊輸出端與發動機點火線圈相互連接。
3、 如權利要求1所述的大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方 法，其特徵在於失火故障發生裝置的主控系統以IC1點的脈沖信號第 一次電平跳邊為觸發信號來控制輸出端輸出脈衝信號低電平時間的長短 來控制電噴發動機的部分失火、完全失火和連續失火。
4、 如權利要求1所述的大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方法，其特徵在於失火故障發生裝置總共有8路信號處理模塊，8路失火 驅動，以適應不同氣缸數、不同點火方式的電噴發動機來實現指定氣缸 均勻部分失火、隨機部分失火、多缸部分失火和指定氣缸均勻完全失火、 隨機完全失火、多缸完全失火和指定氣缸連續失火、多缸連續失火等多 種失火模式和失火方式的通用裝置。
5、如權利要求1所述的大大電流點火系統電噴發動機失火故障發生 方法，其失火故障發生裝置由信號處理器Ul、光電隔離器U2-U3、電阻 器R1-R7、三極體G1、電容C1、 二極體D1-D2構成，其中在發動機點火線圏與ECU之間引出點火信號Ignition, Ignition通 過電阻器R4與信號處理器Ul的引腳6相接，在R4與信號處理器Ul的 引腳6之間連接電阻器R5和電容C1，電阻器R5和電容C1的另一端連接 信號處理模塊U1的引腳1,且與電源負極GND1相接，信號處理器U1的 引腳6與信號處理器Ul的引腳2相接，信號處理器的引腳6通過二極體 D2與信號處理器的引腳4和引腳8相連，且與+12V電源相接，信號處理 器引腳5和引腳7懸空；信號處理器引腳3與光電隔離器U3輸入端正相相接，光電隔離器U3 輸入端的負相通過電阻器R6與電源負極GND1相接，光電隔離器U3輸出 端的正相與電源正極VCC相接，其輸出端的負相通過電阻器R7與電源負 極GND2相接；在光電隔離器U3輸出端的負相與電阻器R7之間引出信號IC1,與失 火主控制模塊輸入端相接；失火主控模塊的輸出端與光電隔離器U2輸入端的負相相接，光電隔 離器的輸入端的正相通過電阻器R3與電源正極VCC相接；光電隔離器U2輸出端的正相通過電阻器R2與電源正極+24V相接， 光電隔離器U2輸出端的負相通過電阻器Rl與電源正極+12V相接，三極 管Gl的發射極與電源正極+12V相接，三極體Gl的基極與光電隔離器U2 輸出端的負相相接，三極體Gl的集電極與二級管Dl的正極相接，二極 管的負極與點火信號Ignition相接。
6、如權利要求3所述的大電流點火系統電噴發動機失火故障發生裝 置，其特徵在於電阻器Rl的阻值大小為10K, R2的阻值大小為4. 7K， R3的阻值大小為1K， R4的阻值大小為1K， R5的阻值大小為10K, R6的 阻值大小為2K， R7的阻值大小為2K，電容C1的大小為104,信號處理 器Ul為NE555,三極體Gl為GB14C40。
全文摘要
本發明涉及一種大電流點火系統電噴發動機失火故障發生方法及裝置，其特點是在電噴發動機點火線圈與ECU之間引出點火信號，將引出的點火信號，接入失火故障發生裝置，失火故障發生裝置對點火信號進行濾波、整形及光電隔離處理之後得到標準的方波脈衝信號，失火故障模擬裝置利用經過處理的點火脈衝信號第一次跳變來計數和失火控制，根據預先設定的失火模式、失火方式、失火率和失火缸來對點火信號進行控制，發出失火控制信號，驅動失火驅動，屏蔽初級點火線圈的點火信號，使初級點火線圈無法充電，進而使次級點火線圈無法產生高壓而導致火花塞不能正常點火，從而使發動機產生失火故障，便於OBD系統的開發、驗證和研究。
文檔編號F02P17/12GK101476530SQ200910060638
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月23日 優先權日2009年1月23日
發明者虎 楊, 攀 王, 傑 胡, 斌 鄒, 顏伏伍 申請人:武漢理工大學