点火线圈故障诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种点火线圈故障诊断系统及方法，点火线圈故障诊断系统包括电源故障监测电路、驱动故障监测电路、微处理器和与所述微处理器连接的故障显示装置。电源故障监测电路、驱动故障监测电路和故障显示装置分别与微处理器连接。所述故障显示装置包括指示灯和语音报警器，还可以包括液晶显示屏。本发明专利技术的结构原理简单，用于教学实验箱上能够让学生更容易掌握点火线圈故障原理，便于理论结合实践式的高效教学。而且，它应用在汽车上时，具有成本低，监测准确的优点，可在车辆行驶过程中对点火线圈进行实时监测。

Ignition coil fault diagnosis system and method

The present invention provides a system and method for fault diagnosis of ignition coil, ignition coil fault diagnosis system includes power failure monitoring circuit, driving circuit, microprocessor and display fault monitoring and fault connection of the microprocessor device. The power failure monitoring circuit, the drive fault monitoring circuit and the fault display device are respectively connected with the microprocessor. The fault display device comprises an indicating lamp and a voice alarm, and can also include a liquid crystal display screen. The structure principle of the invention is simple and can be used in the teaching experiment box, which can make the students more easily grasp the principle of the ignition coil fault and facilitate the efficient teaching of the combination of theory and practice. Moreover, when applied to the automobile, it has the advantages of low cost and accurate monitoring. It can monitor the ignition coil in real time during the running of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
点火线圈故障诊断系统及方法
本专利技术涉及一种点火线圈故障诊断系统及方法。
技术介绍
目前，对点火线圈的诊断可以通过驾驶经验判断，拆下每个点火线圈，通过测量电压的方法确定哪个点火线圈出现故障；还有点火线圈故障检测模块根据曲轴信号计算气缸的半圈周期信息及发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障。第一种方法较为通用，但是这种方法不能在车辆行驶过程中进行，必须停车拆卸点火线圈进行检测，结果不一定准确。授权公告号CN102852693B的中国专利技术专利公开了一种点火线圈故障诊断系统及其诊断方法，它根据曲轴信号计算气缸的半圈周期信息及发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障，它虽然能判断出故障，但无法区分是点火线圈自身故障还是点火线圈连接线故障，而且，整个系统结构原理复杂，设计成本较高。在教学方面，传统点火线圈教学设备只是将原车发动机电脑和点火线圈展示出来，但点火线圈的故障诊断电路被集成到发动机电脑中，不对外开放，学生无法知晓点火线圈故障诊断的方法，理论与实践无法结合，不便于深入教学。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述的问题，本专利技术提出一种结构原理简单，能够区分点火线圈自身故障还是点火线圈连接线故障的点火线圈故障诊断系统及方法。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种点火线圈故障诊断系统，它包括电源故障监测电路、驱动故障监测电路、微处理器和与所述微处理器连接的故障显示装置，所述电源故障监测电路包括短路保护单元和信号监测端，所述短路保护单元包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、二极管D1和电容C1，所述三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极串接二极管D1，三极管Q1的发射极连接输入电源+12V；所述三极管Q2的基极串接电阻R2后与负载端连接，三极管Q2的发射极接地；所述电阻R1连接在输入电源+12V和负载端之间；所述电容C1的一端连接在负载端，另一端接地；所述信号监测端一端连接在负载端另一端连接所述微处理器，信号监测端包括电阻R3和钳位二极管D2；所述驱动故障监测电路包括信号处理单元，用于产生点火线圈驱动电压VDRV；电压比较单元，用于比较信号处理单元输出的电压是否在参考电压范围内；故障输出使能控制单元，用于控制故障输出是否有效，故障输出使能控制单元的输出端连接所述微处理器。进一步的，所述信号处理单元包括连接在驱动信号输入端DRV的电阻R4和电阻R5，所述电压比较单元包括比较器U1、比较器U2和电阻R6，所述故障输出使能控制单元包括或非门U3；所述比较器U1的负输入端和比较器U2的正输入端连接所述信号处理单元的输出电压；所述比较器U1的正输入端连接参考电压REF-H，比较器U2的负输入端连接参考电压REF-L；比较器U1和比较器U2的输出端连接或非门U3的一个输入端，或非门的另一个输入端为使能端EN，或非门U3的输出端连接所述微处理器。进一步的，当REF-L<VDRV<REF-H，电压比较单元输出逻辑1；当VDRV>REF-H，VDRV>REF-L，电压比较单元输出逻辑0；当VDRV<REF-H，VDRV<REF-L，电压比较单元输出逻辑0；当VDRV>REF-H，VDRV>REF-L，电压比较单元输出逻辑0。进一步的，所述电压比较单元的比较器U1和比较器U2的输出端分别与所述微处理器的IO引脚连接，所述微处理器根据或非门U3的输出逻辑值和比较器U1和比较器U2的逻辑值判断故障类别。进一步的，所述故障显示装置包括指示灯和语音报警器。本专利技术提出的基于上述点火线圈故障诊断系统的点火线圈故障诊断方法，包括以下步骤：S1、采集电源电压信号和驱动信号线电压信号；S2、设参考电压REF-L和REF-H，点火线圈驱动电压为VDRV；在停止点火时，使能端EN为低电平；S3、当电源电压为零时，输出“电源短路”；当REF-L<VDRV<REF-H，输出“驱动信号正常”；当VDRV>REF-H，VDRV>REF-L，且电源电压正常时，输出“驱动信号线断路”；当VDRV<REF-H，VDRV<REF-L，输出“驱动信号线和地短路”；当VDRV>REF-H，VDRV>REF-L，且电源电压为零时，输出“驱动信号线与电源短路”。本专利技术的有益效果是：它对电源和驱动信号线路进行实时监测，由比较器实现点火线圈驱动电压和参考电压的比较，从而判断驱动信号线路的各种故障并显示；而电源故障监测电路不仅实现了对电源信号的实时监测，而且短路保护单元可以在点火线圈驱动电源短路时提供电源短路保护，信号监测端的钳位二极管D2用于保护后级故障检测单元。本专利技术的结构原理简单，用于教学实验箱上能够让学生更容易掌握点火线圈故障原理，便于理论结合实践式的高效教学。而且，它应用在汽车上时，具有成本低，监测准确的优点，可在车辆行驶过程中对点火线圈进行实时监测。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明：图1为本专利技术的系统原理示意图；图2为本专利技术的电源故障监测电路原理图；图3为本专利技术的驱动故障监测电路原理图。具体实施方式下面结合图1-图3对本专利技术的具体实施例做详细描述：本专利技术的点火线圈故障诊断系统包括电源故障监测电路、驱动故障监测电路、微处理器和与所述微处理器连接的故障显示装置。电源故障监测电路、驱动故障监测电路和故障显示装置分别与微处理器连接。所述故障显示装置包括指示灯和语音报警器，还可以包括液晶显示屏。如图2所示，所述电源故障监测电路包括短路保护单元和信号监测端。所述短路保护单元包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、二极管D1和电容C1，所述三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极串接二极管D1，三极管Q1的发射极连接输入电源+12V。所述三极管Q2的基极串接电阻R2后与负载端(12V)连接。三极管Q2的发发射极接地。所述电阻R1连接在输入电源+12V和负载端(12V)之间。所述电容C1的一端连接在负载端(12V)，另一端接地。信号监测端包括电阻R3和钳位二极管D2，所述信号监测端的电阻R3一端连接在负载端(12V)另一端(PWR-FAULT接口)连接所述微处理器。钳位二极管D2连接在PWR-FAULT接口处。电源故障监测电路的原理为：电源在正常情况下，由“+12V”进入，再通过电阻R1、电阻R2到达三极管Q2的基极，将三极管Q2导通，进而导通三极管Q1，“+12V”通过三极管Q1、二极管D1，经过电容C1滤波，输出“12V”，最终提供给点火线圈驱动电源。“12V”经过电阻R3限流和二极管D2钳位限压到5V后，电源短路故障诊断信号从“PWR_FAULT”接口输出，即电源正常则输出5V高电平。在电源短路情况下，即“12V”和地短路，左侧“+12V”通过电阻R1到达右侧“12V”，由于此时“12V”和地短路，电阻R1右侧电压为0V，此时三极管Q2不导通，进而三极管Q1不导通，左侧“+12V”就不会通过三极管Q1和二极管D1而造成短路，从而保护了电源，此时PWR_FAULT接口输出0V。所述驱动故障监测电路包括信号处理单元，用于产生点火线圈驱动电压VDRV；电压比较单元，用于比较信号处理单元输出的电压是否在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火线圈故障诊断系统，其特征在于：它包括电源故障监测电路、驱动故障监测电路、微处理器和与所述微处理器连接的故障显示装置，所述电源故障监测电路包括短路保护单元和信号监测端，所述短路保护单元包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、二极管D1和电容C1，所述三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极串接二极管D1，三极管Q1的发射极连接输入电源+12V；所述三极管Q2的基极串接电阻R2后与负载端连接，三极管Q2的发射极接地；所述电阻R1连接在输入电源+12V和负载端之间；所述电容C1的一端连接在负载端，另一端接地；所述信号监测端一端连接在负载端另一端连接所述微处理器，信号监测端包括电阻R3和钳位二极管D2；所述驱动故障监测电路包括信号处理单元，用于产生点火线圈驱动电压VDRV；电压比较单元，用于点火线圈驱动电压VDRV与参考电压比较，然后输出逻辑值；故障输出使能控制单元，根据电压比较单元输出的逻辑值控制故障输出是否有效，故障输出使能控制单元的输出端连接所述微处理器。

【技术特征摘要】
1.一种点火线圈故障诊断系统，其特征在于：它包括电源故障监测电路、驱动故障监测电路、微处理器和与所述微处理器连接的故障显示装置，所述电源故障监测电路包括短路保护单元和信号监测端，所述短路保护单元包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、二极管D1和电容C1，所述三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q1的集电极串接二极管D1，三极管Q1的发射极连接输入电源+12V；所述三极管Q2的基极串接电阻R2后与负载端连接，三极管Q2的发射极接地；所述电阻R1连接在输入电源+12V和负载端之间；所述电容C1的一端连接在负载端，另一端接地；所述信号监测端一端连接在负载端另一端连接所述微处理器，信号监测端包括电阻R3和钳位二极管D2；所述驱动故障监测电路包括信号处理单元，用于产生点火线圈驱动电压VDRV；电压比较单元，用于点火线圈驱动电压VDRV与参考电压比较，然后输出逻辑值；故障输出使能控制单元，根据电压比较单元输出的逻辑值控制故障输出是否有效，故障输出使能控制单元的输出端连接所述微处理器。2.根据权利要求1所述的点火线圈故障诊断系统，其特征在于：所述信号处理单元包括连接在驱动信号输入端DRV的电阻R4和电阻R5，所述电压比较单元包括比较器U1、比较器U2和电阻R6，所述故障输出使能控制单元包括或非门U3；所述比较器U1的负输入端和比较器U2的正输入端连接所述信号处理单元的输出电压；所述比较器U1的正输入端连接参考电压REF-H，比较器U2的负输入端连接参考电压REF-L；比较器U1和比较器U2的输出端连接或非门U3的一个输入端，或非门的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗映，魏彦波，罗全巧，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37