多功能电控内燃发动机故障诊断装置制造方法及图纸

技术编号:15029502 阅读:98 留言:0更新日期:2017-04-05 07:38
一种多功能电控内燃发动机的故障诊断装置,由中央处理器11,正时信号处理器10,数据库存储器12,用户界面13,正时信号输入接口14,正时信号输出接口15,模拟电压信号模块17和模拟信号输入接口16构成。该装置的功能包括:通过分析输入的正时信号格式并与数据库12中预存的格式比对实现正时信号的故障诊断;通过分析输入一台新发动机的正时信号将其特征参数存入数据库12,留待今后诊断同型号发动机故障;通过输出正时信号,激活ECU,以便于对一台无法运转的发动机故障诊断;以及对发动机ECU执行器驱动信号和传感器信号的故障检测并显示波形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多功能的电子控制内燃机的故障诊断装置。
技术介绍
现代内燃发动机广泛采用电子控制控技术(简称电控)。附图1所示为一台典型的电控内燃发动机。图1中的1为电控发动机。2为控制计算机ECU。3为电控执行器,例如电控喷油器的电磁阀、电控喷油泵的电磁阀,废气再循环(EGR)的电控电磁阀等。5为测量发动机各种物理量的传感器,例如压力传感器,温度传感器,和空气流量传感器等。4为发动机同步转速传感器又称正时传感器。发动机正时传感器4安装在以曲轴转速或者凸轮轴转速旋转的齿盘周边很近的位置,齿盘周边有若干个凸齿或者凹齿。齿盘旋转时,传感器输出与齿盘凸凹齿相位一致的正时信号。该传感器主要有磁电式和霍尔效应式。磁电正时传感器输出的浮动过零电压信号,见附图2,其信号电压幅值随发动机转速的增高而增加,发动机转速100转/分时,信号电压幅值在100毫伏量纲,发动机转速5000转/分时,信号电压幅值可以超过100伏。该信号输入ECU后需要将其整形为方波。原信号过零点经整形后成为每个方波脉冲的前沿,以便于信号处理。霍尔效应正时传感器的输出信号为幅值为+5V的方波电压信号,可以直接进行信号处理。正时传感器是电控发动机最重要的传感器。正常工作的正时传感器是确保发动机ECU可以产生信号驱动与发动机运转同步的执行器的必要条件。绝大多数电控发动机采用二个正时传感器的“冗余”设计,即当一个正时传感器出现故障时,另一个正时传感器仍然可以保持ECU与发动机同步工作。但是发动机的性能将不可避免的受到影响,通常只能以“跛行”方式运行,限制功率输出。二路正时信号均出现故障将直接导致发动机无法运转。通常一个正时传感器对发动机曲轴转速齿盘发生正时信号,另一个正时传感器对凸轮轴转速齿盘发生正时信号。有的发动机上的二个正时传感器都利用同一个凸轮轴转速齿盘发生正时信号。电控发动机正时信号的格式很多,通常是由均布齿和特殊齿构成。特殊齿可以分为,没有特殊齿;减齿,附图3中的6为减一齿位置;加齿,附图4中的7为加一齿位置;位移齿,附图5中的8为位移一齿位置。绝大多数电控内燃发动机的电控执行器是电磁阀。其中最常见的是控制喷油器和喷油泵的电磁阀。喷油器和喷油泵电磁阀与发动机运转同步工作,直接控制燃油喷射时刻,喷油量和喷油规律,对发动机燃油经济性和废气排放的起着关键作用。喷油器和喷油泵电磁阀响应速度很快,从100微妙到1毫秒。为了达到这样的响应速度,电磁阀需要较大的驱动电流,从5安培到超过20安培,以及严格设计的电流波形。一般采用电流卡钳来测量这种动态电流。电流卡钳是一种将电流信号转换为电压信号的测量探头,因为包括示波器在内的电信号波形采集设备的输入端只能接收电压输入信号,不能直接输入电流信号。而电流卡钳无需改动电路接线,只需要卡住二根待测信号线中的一根,就可以方便的进行电流测量,同时不干扰信号线对电磁阀的驱动特性。目前电控发动机故障诊断的主要工具包括发动机ECU故障解码器,通用万用电表,电流卡钳,和通用电子示波器。电控发动机故障诊断可以分为两个阶段,第一阶段通过发动机ECU解码器读取ECU记录的自诊断故障代码。由于ECU自诊断功能只能指出发动机故障的大致方向,而难以确定出现故障的具体零部件。例如,ECU故障代码指出某一只喷油器故障,但是造成该故障代码的可能是喷油器电磁阀故障,也可能是连接线束故障,还可能是ECU驱动电路故障。因此在读取ECU故障代码后,还需要进行第二阶段的故障诊断,找出真正的故障零部件。目前第二阶段的发动机诊断,维修人员只能凭经验和通用万用电表逐个零件排查,很多时候还需要采用拆掉怀疑有问题的旧零件,安装新零件来确定故障零件。在发动机生产厂研发新发动机时,如果故障发动机还可以运转,广泛采用电流卡钳采集和通用示波器显示电磁阀驱动电流动态波形来诊断喷油器电磁阀和喷油泵电磁阀故障以及ECU驱动线路故障。实践证明,这是一种非常有效的故障诊断方法。由于通用示波器价格高,对使用技能要求较高,而维修行业从业人员的技术技能相对较低,因此在售后维修行业,基本上没有人采用电流卡钳和示波器诊断发动机故障,而更多的是依靠经验,手工操作,逐个零件排查。在发动机生产厂以及ECU维修厂商,经常需要脱离发动机,单独调试检修控制计算机ECU。这时通常采用发动机正时信号发生器,产生模拟的发动机正时信号来激活ECU,这样,ECU就可以发出驱动执行器的信号,实现了ECU的脱机调试。由于应用发动机正时信号发生器激活发动机ECU需要较高的技术技能,目前这种技术还没有在发动机故障维修行业得到应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多功能电子控制内燃发动机故障诊断装置,具有如下功能:发生模拟发动机正时传感器信号,激活发动机ECU。测量ECU发出的驱动各个执行器的电信号,并在屏幕上显示信号波形,据此判断发动机ECU故障和电控执行器故障。还可以通过检测发动机正时传感器信号,诊断与正时信号的相关故障。还可以检测压力传感器和温度传感器信号,诊断各种传感器的相关故障。本专利技术的技术方案是附图6所示为本专利技术的多功能电控内燃发动机故障诊断装置。9为本专利技术。10为正时信号处理器,用来产生发动机正时信号以驱动激活ECU以及对发动机正时传感器信号的识别。15为正时信号处理器的二路正时信号输出。14为发动机二个正时传感器的输入正时信号。17为数字/模拟转换器AD模块,用来采集发动机传感器信号以及ECU发出的执行器驱动信号。16为模拟电压信号输入,该信号可以是发动机ECU发出的执行器驱动信号,也可以是发动机上的温度传感器信号或者压力传感器信号。11为中央数据处理器。12为存储器,13为用户界面,包括显示屏幕和键盘。正时信号处理器10主要有二个工作模式,工作模式一,发生并输出模拟发动机正时传感器的正时信号,用以激活发动机ECU;工作模式二,输入并识别来自发动机正时传感器的正时信号。发动机正时信号存放在存储器12的数据库中,以发动机型号为存储单元,每单元存储一组二种正时信号。数据库预存了多种发动机的正时信号组的特征参数。所有正时信号均以发动机工作循环为周期,对于四冲程内燃发动机的工作循环周期是720曲轴度,对于二冲程内燃发动机是360曲轴度。下面的论述以最广泛应用四冲程内燃发动机为准。这些特征参数包括:发动机类型,1为二冲程,2为四冲程;正时传感器类型,1为磁电式,2为霍尔效应式;均布齿间隔曲轴角度;特殊齿类型,0为没有特殊齿,1为减齿,2为加一齿,3为移位一齿;特殊齿在发动机工作循环周期内出现的频次;特殊齿为减齿时,在每个位置上的减齿数目;加齿或者移位齿时,特殊齿距下一个正常齿的曲轴角度;每组二种正时信号之间的曲轴角度相位差。在电控内燃发动机出现故障,不能运转时,将本专利技术设置为输出正时信号的工作模式,输出二路模拟发动机正时传感器的正时信号,激活发动机ECU,然后就可以诊断ECU以及各个电控执行器的故障。附图7为正时信号输出模式框图,正时信号发生模块18,输出波形整形模块19,20以及开关21,22都是正时信号处理器10的一部分。操作者通过用户界面13输入被测发动机型号和设定的发动机转速。中央处理器11从数据库中读取该发动机的正时信号特征参数。正时信号发生模块18根据特征参数和本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种多功能电子控制内燃发动机故障诊断装置,由中央处理器、正时信号处理器、数字/模拟转换器AD模块,数据库存储器、用户界面、正时信号输入接口,正时信号输出接口,和模拟电压信号输入接口构成。其特征在于:各种电控发动机的二路正时信号的多种格式用统一的特征参数来表达,包括发动机类型,1为二冲程,2为四冲程;传感器类型,1为磁电式,2为霍尔式;均布齿间隔曲轴角;特殊齿类型,0为没有特殊齿,1为减齿,2为加一齿,3为移位一齿;特殊齿在一个发动机工作周期内出现的频次;特殊齿为减齿时,在每个位置上的减齿数目;加一齿或者移位一齿时,特殊齿距下一个正常齿的曲轴角度;每组二种正时信号之间的曲轴角度相位差。

【技术特征摘要】
1.一种多功能电子控制内燃发动机故障诊断装置,由中央处理器、正时信号处理器、数字/模拟转换器AD模块,数据库存储器、用户界面、正时信号输入接口,正时信号输出接口,和模拟电压信号输入接口构成。其特征在于:各种电控发动机的二路正时信号的多种格式用统一的特征参数来表达,包括发动机类型,1为二冲程,2为四冲程;传感器类型,1为磁电式,2为霍尔式;均布齿间隔曲轴角;特殊齿类型,0为没有特殊齿,1为减齿,2为加一齿,3为移位一齿;特殊齿在一个发动机工作周期内出现的频次;特殊齿为减齿时,在每个位置上的减齿数目;加一齿或者移位一齿时,特殊齿距下一个正常齿的曲轴角度;每组二种正时信号之间的曲轴角度相位差。2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:其数据库以特征参数形式存储多种发动机型号的正时信号。3.如权利要求1所述的装置,其特征在于:在输入的二路发动机正时信号的各个脉冲前沿时刻对正时信号处理器中的一个计时器进行时间采样,并分别记录在二个时间序列数组中。对这二个数组进行数据处理,得到这二路正时信号的特征参数。4.如权利要求1所述的装置,其特征在于:将实测的新发动机正时信号特征参数,添加入数据库中新建立的存储单元,供同型号发动机的故障诊断。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜禾
申请(专利权)人:北京因极技术有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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