專利名稱：一種車用電磁閥故障診斷裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的故障診斷方法，尤其涉及一種車用電磁閥故障診斷裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的車用電磁閥故障診斷技術(shù)往往針對具體的執(zhí)行器，如電控汽油機(jī)的噴油器電磁閥。故障類型往往簡單的歸為斷路和短路兩類，未對短路故障進(jìn)行更加具體的分析， 造成故障具體原因不明確的后果。且此類診斷技術(shù)通用性差，對于其他類型的電磁閥故障需重新制定診斷措施，應(yīng)用范圍十分有限。此外，此類診斷方法未考慮故障誤判、臨時(shí)性故障等情況，診斷方法有待完善。例如中國專利CN1010337M公開了一種電控汽油機(jī)噴油器故障診斷方法，采取軟件方法判斷噴油系統(tǒng)噴油器機(jī)械系統(tǒng)的故障。此方法先設(shè)定基準(zhǔn)缸， 通過基準(zhǔn)缸點(diǎn)火高壓線上的點(diǎn)火信號傳感器和汽油分配管上的油壓變送器，用計(jì)算機(jī)測量基準(zhǔn)缸點(diǎn)火后汽油分配管腔內(nèi)汽油的動態(tài)壓力，再通過診斷軟件對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得到汽油分配管腔內(nèi)油壓的時(shí)域或波動分量的頻域變化情況，與噴油器技術(shù)狀況正常時(shí)的變化規(guī)律比較，判斷噴油器是否發(fā)生故障，并根據(jù)基準(zhǔn)缸位置，結(jié)合發(fā)動機(jī)的做功順序和噴油規(guī)律，確定故障噴油器的位置。它的特點(diǎn)是針對發(fā)動機(jī)機(jī)械或控制出現(xiàn)問題后的綜合性診斷。但是，電控發(fā)動機(jī)很大比例的故障來自傳感器、執(zhí)行器的故障，此方法不能指明具體的故障部位。而且，軟件開銷大，電控系統(tǒng)的工作環(huán)境復(fù)雜，軟件工作量的增大，勢必增大控制的難度。另一方面，診斷的故障并不全面。首先，此方法主要適用于電控多點(diǎn)進(jìn)氣管噴射汽油機(jī)噴油器故障的診斷，功能單一；其次，診斷的故障類型不全，且都是在故障發(fā)生之后診斷，絲毫沒有起到預(yù)防的效果。若是發(fā)生故障，很可能導(dǎo)致汽油機(jī)電控單元的硬件電路的毀壞或是發(fā)動機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的損毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種車用電磁閥故障診斷裝置及其方法。車用電磁閥故障診斷裝置包括控制器、內(nèi)部短路故障檢測電路、斷路及對電源短路故障檢測電路、對地短路故障檢測電路、電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)Ml和第二采樣模塊；控制器引腳1、2、3、4分別與對地短路故障檢測電路輸出端、斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端、第一控制開關(guān)Ml輸入端、內(nèi)部短路故障檢測電路輸出端相連，電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)Ml、第二采樣模塊、檢測點(diǎn)C 順次連接，對地短路故障檢測電路第一輸入端與電源模塊和第一采樣模塊的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)P相連、第二輸入端與第一采樣模塊和車用電磁閥的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)Q相連，斷路及對電源短路故障檢測電路與車用電磁閥和第一控制開關(guān)Ml的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)Q相連，內(nèi)部短路故障檢測電路第一輸入端與第一控制開關(guān)Ml和第二采樣模塊的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)B相連、第二輸入端與檢測點(diǎn)C相連；控制器引腳3輸出的控制信號Valve_IN為PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)，根據(jù)硬件電路采集的診斷反饋信號Valve_0經(jīng)斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳2，過流監(jiān)測信號Valve_Sl經(jīng)對地短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳1，過流監(jiān)測信號Valve_S2經(jīng)內(nèi)部短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳4。所述的斷路及對電源短路故障檢測電路為電感Ll 一端與電阻Rl —端相連組成電磁閥，電阻Rl另一端經(jīng)電阻R3與驅(qū)動電壓相連，電感Ll另一端與MOS管Ml的D極、電阻R4 —端相連，MOS管Ml的G極與控制器的引腳3相連，MOS管Ml的S極與檢測點(diǎn)B相連，電阻R4的另一端與控制器的引腳2、電阻R5和電容Cl的一端、穩(wěn)壓二極管Dl的陽極相連，電阻R5的另一端接地，Cl的另一端接地，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地；控制器引腳3輸出的控制信號Valve_IN為PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)，根據(jù)硬件電路采集的診斷反饋信號Valve_0經(jīng)斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳2。所述的對地短路故障檢測的電路為第一采樣模塊一端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與電阻R6的一端、差分放大器Ul的正相輸入端相連，電阻R6的另一端接地， 采樣模塊的另一端與電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與電阻R9的一端、差分放大器 Ul的反相輸入端相連，R9的另一端與差分放大器Ul的輸出端相連，差分放大器Ul的輸出端與電阻RlO的一端相連，電阻RlO的另一端與比較器U2的正相輸入端、電阻Rll的一端、 電阻R12的一端、電容C3的一端相連，電阻Rll另一端和電容C3的另一端接地，電阻R12 的另一端與比較器U2的輸出端相連，比較器U2的反相輸出端與參考電平Uc相連，比較器 U2的輸出端與電阻R13的一端、電容C4的一端、反相器U3的輸入端相連，電阻R13的另一端與5V電壓相連，電容C4的另一端接地，反相器U3的輸出端與控制器引腳1、電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端接地；過流監(jiān)測信號信號Valve_Sl經(jīng)反相器U3的輸出端進(jìn)入控制器引腳1。所述的內(nèi)部短路故障檢測的電路為第二采樣模塊一端與電阻R16的一端相連， 電阻R16的另一端與電阻R15的一端、差分放大器U4的正相輸入端相連，電阻R15的另一端接地，采樣模塊的另一端與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端與電阻R18的一端、 差分放大器U4的反相輸入端相連，R18的另一端與差分放大器U4的輸出端相連，差分放大器U4的輸出端與電阻R19的一端相連，電阻R19的另一端與比較器TO的正相輸入端、電阻R20的一端、電阻R21的一端、電容C6的一端相連，電阻R20另一端和電容C6的另一端接地，電阻R21的另一端與比較器TO的輸出端相連，比較器TO的反相輸出端與參考電平Uc 相連，比較器U5的輸出端與電阻R22的一端、電容C7的一端、反相器U6的輸入端相連，電阻R22的另一端與5V電壓相連，電容C7的另一端接地，反相器TO的輸出端與控制器引腳 4、電阻R23的一端相連，電阻R23的另一端接地；過流監(jiān)測信號信號Valve_S2經(jīng)反相器U6 的輸出端進(jìn)入控制器引腳4。所述的車用電磁閥故障診斷方法是在控制電磁閥動作信號輸入之前，控制器讀取斷路及對電源短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)A檢測到的診斷反饋信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)斷路故障，若發(fā)生故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)10次發(fā)生斷路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取對地短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)P、檢測點(diǎn)Q檢測到的過流監(jiān)測信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)對地短路故障，若發(fā)生對地短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生對地短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取電磁閥短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)B、檢測點(diǎn)C檢測到的過流監(jiān)測信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)短路故障，若發(fā)生短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取斷路及對電源短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)A檢測到的診斷反饋信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)對電源短路故障，若發(fā)生對電源短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生對電源短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；同時(shí)，對地短路故障檢測電路也可以用作電磁閥可靠性故障檢測電路，控制器讀取從檢測點(diǎn)P、檢測點(diǎn)Q檢測到的電磁閥驅(qū)動電流特性，判斷電磁閥是否出現(xiàn)可靠性故障，若發(fā)生電磁閥可靠性故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)6次發(fā)生可靠性故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明利用簡單有效的硬件電路設(shè)計(jì)和高效的軟件判斷，達(dá)到對車用電磁閥和噴油器的各種故障的診斷。診斷的對象、故障類型全面，軟件開銷小。且在執(zhí)行器動作之前進(jìn)行基本診斷可避免發(fā)動機(jī)及其電子控制單元的損毀。采用本發(fā)明所述的診斷方法能可靠地對電控燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷。由于硬件電路簡單，成本低。由于軟件開銷小，增加了發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)際工程運(yùn)用中可達(dá)到十分可觀的效果。


圖1是車用電磁閥故障診斷裝置電路框圖； 圖2是本發(fā)明的斷路及對電源短路故障檢測電路； 圖3是本發(fā)明的電磁閥斷路故障診斷流程圖4是本發(fā)明的電磁對電源短路故障診斷流程圖5是本發(fā)明的對地短路故障檢測電路；
圖6是本發(fā)明的內(nèi)部短路故障檢測電路圖7是本發(fā)明的電磁閥內(nèi)部短路故障診斷流程圖8是以油泵電磁閥為例的電磁閥驅(qū)動電流特性圖9是以油泵電磁閥為例的電磁閥可靠性故障診斷流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。如圖1所示，車用電磁閥故障診斷裝置包括控制器、內(nèi)部短路故障檢測電路、斷路及對電源短路故障檢測電路、對地短路故障檢測電路、電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)Ml和第二采樣模塊；控制器引腳1、2、3、4分別與對地短路故障檢測電路輸出端、斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端、第一控制開關(guān)Ml輸入端、內(nèi)部短路故障檢測電路輸出端相連，電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)Ml、第二采樣模塊、檢測點(diǎn)C順次連接，對地短路故障檢測電路第一輸入端與電源模塊和第一采樣模塊的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)P相連、第二輸入端與第一采樣模塊和車用電磁閥的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)Q相連，斷路及對電源短路故障檢測電路與車用電磁閥和第一控制開關(guān)Ml的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)Q 相連，內(nèi)部短路故障檢測電路第一輸入端與第一控制開關(guān)Ml和第二采樣模塊的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)B相連、第二輸入端與檢測點(diǎn)C相連；控制器引腳3輸出的控制信號Valve_IN為PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)，根據(jù)硬件電路采集的診斷反饋信號Valve_0經(jīng)斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳2，過流監(jiān)測信號Valve_Sl經(jīng)對地短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳1，過流監(jiān)測信號Valve_S2經(jīng)內(nèi)部短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳4?？刂破鞯?號接口輸出的控制信號Valve_IN為PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)。Ml打開，電源電壓Vbat加載到電磁閥上，驅(qū)動電流快速上升，Ml關(guān)閉，驅(qū)動電流迅速下降，以此得到系統(tǒng)所需電磁閥的驅(qū)動電流特性。在此驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上加兩個(gè)采樣電阻，5個(gè)檢測點(diǎn)。結(jié)合檢測電路裝置，檢測點(diǎn)P、Q可完成電磁閥對地短路故障及可靠性故障的檢測，檢測點(diǎn)A可完成電磁閥斷路故障和對電源短路故障的檢測，檢測點(diǎn)B、C可完成電磁閥內(nèi)部短路故障的檢測。如圖2所示，斷路及對電源短路故障檢測電路為電感Ll 一端與電阻Rl —端相連組成電磁閥，電阻Rl另一端經(jīng)電阻R3與驅(qū)動電壓相連，電感Ll另一端與MOS管Ml的D 極、電阻R4 —端相連，MOS管Ml的G極與控制器的引腳3相連，MOS管Ml的S極與檢測點(diǎn) B相連，電阻R4的另一端與控制器的引腳2、電阻R5和電容Cl的一端、穩(wěn)壓二極管Dl的陽極相連，電阻R5的另一端接地，Cl的另一端接地，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地；控制器引腳 3輸出的控制信號Valve_IN為PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)，根據(jù)硬件電路采集的診斷反饋信號Valve_0經(jīng)斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳2。在電磁閥工作之前，即控制開關(guān)Ml關(guān)閉時(shí)，采集診斷反饋信號Valve_0。輸入到控制器的信號為高電平時(shí)，表明電磁閥處于正常狀態(tài)。否則，電磁閥可能發(fā)生斷路或者對地短路故障?？刂破髯x取此信號后，可由診斷算法進(jìn)行判斷處理。在電磁閥開始工作時(shí)，即控制開關(guān)Ml打開時(shí)，采集診斷反饋信號Valve_0。輸入到控制器的信號為低電平時(shí)，表明電磁閥處于正常狀態(tài)。否則，電磁閥發(fā)生對電源短路故障。如圖3所示，電磁閥斷路故障診斷流程為在電磁閥工作之前，進(jìn)入步驟Si，采集診斷反饋信號ValveJ)。然后進(jìn)入步驟S2，判斷是否發(fā)生故障。若無故障，則進(jìn)入步驟S6， 故障碼清零后返回。否則，進(jìn)入步驟S3，故障計(jì)數(shù)加1，控制器停止當(dāng)次驅(qū)動。然后，進(jìn)入步驟S4，判斷是否連續(xù)十次發(fā)生斷路或是對地短路故障。若未發(fā)生，則返回。否則，進(jìn)入步驟 S5，斷路或是對地短路故障碼置1。后進(jìn)入步驟S7，控制器完全停止電磁閥驅(qū)動。如圖4所示，電磁對電源短路故障診斷流程為在電磁閥工作之前，進(jìn)入步驟S8， 采集診斷反饋信號Valve_0。然后進(jìn)入步驟S9，判斷是否發(fā)生故障。若無故障，則進(jìn)入步驟 S13，故障碼清零后返回。否則，進(jìn)入步驟S10，故障計(jì)數(shù)加1，控制器停止當(dāng)次驅(qū)動。然后， 進(jìn)入步驟S11，判斷是否連續(xù)4次發(fā)生對電源短路故障。若未發(fā)生，則返回。否則，進(jìn)入步驟 S12，對電源短路故障碼置1。后進(jìn)入步驟S14，控制器完全停止電磁閥驅(qū)動。如圖5所示，對地短路故障檢測電路為第一采樣模塊一端與電阻R7的一端相連， 電阻R7的另一端與電阻R6的一端、差分放大器Ul的正相輸入端相連，電阻R6的另一端接地，采樣模塊的另一端與電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與電阻R9的一端、差分放大器Ul的反相輸入端相連，R9的另一端與差分放大器Ul的輸出端相連，差分放大器Ul的輸出端與電阻RlO的一端相連，電阻RlO的另一端與比較器U2的正相輸入端、電阻Rll的一端、電阻R12的一端、電容C3的一端相連，電阻Rll另一端和電容C3的另一端接地，電阻 R12的另一端與比較器U2的輸出端相連，比較器U2的反相輸出端與參考電平Uc相連，比較器U2的輸出端與電阻R13的一端、電容C4的一端、反相器U3的輸入端相連，電阻R13的另一端與5V電壓相連，電容C4的另一端接地，反相器U3的輸出端與控制器引腳1、電阻R14 的一端相連，電阻R14的另一端接地；過流監(jiān)測信號信號Valve_Sl經(jīng)反相器U3的輸出端進(jìn)入控制器引腳1。在電磁閥工作時(shí)，通過采樣電阻R3，監(jiān)測過流監(jiān)測信號Vavle_Sl。若電磁閥出現(xiàn)對地短路故障，則通過R3的電流瞬間增大，R3兩端電壓差通過放大器后，信號與參考電平進(jìn)行比較后輸入到比較器，比較器輸出高電平。因此若監(jiān)測到過流監(jiān)測信號Vavle_ Sl為高電平則此時(shí)電磁閥出現(xiàn)對地短路故障，應(yīng)停止對應(yīng)電路的驅(qū)動輸出以保護(hù)系統(tǒng)。其中，參考電平由PWM信號控制，大小可調(diào)。此電路亦應(yīng)用于電磁閥可靠性故障檢測。對于電磁閥的可靠性故障檢測，只需在計(jì)時(shí)開始時(shí)改變PWM信號Valve_IN的占空比，通過DA電路得到所需的參考電平。如圖6所示，內(nèi)部短路故障檢測電路為第二采樣模塊一端與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與電阻R15的一端、差分放大器U4的正相輸入端相連，電阻R15的另一端接地，采樣模塊的另一端與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端與電阻R18的一端、差分放大器U4的反相輸入端相連，R18的另一端與差分放大器U4的輸出端相連，差分放大器U4的輸出端與電阻R19的一端相連，電阻R19的另一端與比較器TO的正相輸入端、 電阻R20的一端、電阻R21的一端、電容C6的一端相連，電阻R20另一端和電容C6的另一端接地，電阻R21的另一端與比較器TO的輸出端相連，比較器TO的反相輸出端與參考電平 Uc相連，比較器U5的輸出端與電阻R22的一端、電容C7的一端、反相器TO的輸入端相連， 電阻R22的另一端與5V電壓相連，電容C7的另一端接地，反相器TO的輸出端與控制器引腳 4、電阻R23的一端相連，電阻R23的另一端接地；過流監(jiān)測信號信號Valve_S2經(jīng)反相器U6 的輸出端進(jìn)入控制器引腳4。在電磁閥工作時(shí)，通過采樣電阻R2，監(jiān)測過流監(jiān)測信號Vavle_ S2。若電磁閥出現(xiàn)短路故障，則通過R2的電流瞬間增大，R2兩端電壓差通過放大器后，信號與參考電平進(jìn)行比較后輸入到比較器，比較器輸出高電平。因此若監(jiān)測到過流監(jiān)測信號 Vavle_S2為高電平則此時(shí)電磁閥出現(xiàn)短路故障，應(yīng)停止對應(yīng)電路的驅(qū)動輸出以保護(hù)系統(tǒng)。 其中，參考電平由PWM信號控制，大小可調(diào)。如圖7所示，電磁閥內(nèi)部短路故障診斷流程為對于電磁閥短路故障的診斷，考慮此故障要及時(shí)得到診斷反饋，可以在軟件開發(fā)時(shí)，設(shè)置當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)請求中斷的方式完成。在電磁閥動作時(shí)，若電磁閥發(fā)生短路故障，進(jìn)入步驟S15，故障計(jì)數(shù)加1，停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動。然后，進(jìn)入步驟S16，判斷故障計(jì)數(shù)是否大于2，若不是則返回。否則，進(jìn)入步驟S17，故障碼置1。然后進(jìn)步S18，控制器清除計(jì)數(shù)，停止電磁閥的每次驅(qū)動輸出。以高壓油泵電磁閥為例的電磁閥驅(qū)動電流特性見圖8。電磁閥由MV電源驅(qū)動，維持電流分一級維持和二級維持兩部分。電流波形的上升時(shí)間是由軟件控制的，軟件控制上升的起始端和終止端。由于電磁閥的長期動作，其可靠性受到考驗(yàn)，實(shí)際的電流波形與理論上會有一定的差異。因此，電磁閥電流的拉升時(shí)間Tl、一級維持下降時(shí)間T2、一級維持上升時(shí)間T3、一級維持到二級維持的下降時(shí)間T4、二級維持上升時(shí)間T5、二級維持下降時(shí)間T6以及二級維持到0的下降時(shí)間T7都需要檢測，并且進(jìn)行軟件判斷，以確定電磁閥是否出現(xiàn)可靠性故障。關(guān)于以上各個(gè)時(shí)間參數(shù)的檢測和軟件判斷，原理都類同，因此只舉一例加以說明。以檢測拉升時(shí)間Tl為例，在軟件控制電流拉升的起始時(shí)間點(diǎn)，同時(shí)啟動一個(gè)計(jì)時(shí)器，設(shè)定采樣驅(qū)動電流電路的參考電平值為相應(yīng)的電流上升的終止值。上升的電流通過采樣電阻R3、放大器、比較器，則驅(qū)動電流特性監(jiān)測信號Vavle_Sl在電流上升的終止點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)邊沿脈沖，觸發(fā)計(jì)時(shí)器的停止。捕獲計(jì)時(shí)器的值，即為拉升時(shí)間Tl值，然后比較其是否在相應(yīng)的上限值和下限值之內(nèi)。不在之內(nèi)，則斷定電磁閥出現(xiàn)可靠性故障。如圖9所示，以油泵電磁閥為例的電磁閥可靠性故障診斷流程圖為在軟件使能控制信號Valve_IN開始有效時(shí)，指定的定時(shí)器開始運(yùn)行，即圖中的步驟S19。且設(shè)定定時(shí)器的初始值為0，設(shè)置為外部觸發(fā)停止方式，外部觸發(fā)信號即為監(jiān)測信號Vavle_Sl。步驟S20 為延時(shí)等待程序，等待步驟S21 觸發(fā)信號停止運(yùn)行定時(shí)器。觸發(fā)信號的方式為邊沿觸發(fā)， 若監(jiān)測電流的上升時(shí)間，可設(shè)置監(jiān)測信號由低電平轉(zhuǎn)變到高電平，觸發(fā)定時(shí)器停止運(yùn)行。若監(jiān)測電流的下降時(shí)間，可設(shè)置監(jiān)測信號由高電平轉(zhuǎn)變到低電平，觸發(fā)定時(shí)器停止運(yùn)行。其中，根據(jù)狀態(tài)值Pcoimt判斷電流為上升還是下降。步驟S22為捕捉定時(shí)器值，得電流變化時(shí)間T，已知變化時(shí)間的上限值Tmax和下限值Tmin，則可通過T是否滿足I^mirKIXTmax來判斷可靠性故障。滿足條件則進(jìn)入步驟S23返回0，表示無可靠性故障。若不滿足，則進(jìn)入步驟S25返回1，表示出現(xiàn)可靠性故障，應(yīng)停止對應(yīng)電路的驅(qū)動輸出，寫入故障碼。其中，比較器的參考電平根據(jù)不同時(shí)刻，設(shè)置相應(yīng)的參考電平。具體時(shí)刻由參數(shù)Pcount判斷，Pcount 初始值為1。最后步驟SM為判斷可靠性故障診斷是否完成。由于有7個(gè)時(shí)間參數(shù)需要檢測，每完成一個(gè)參數(shù)檢測時(shí)，Pcount加1，根據(jù)Pcoimt是否大于7可判斷是否完成故障檢測。車用電磁閥的故障診斷方法是在控制電磁閥動作信號輸入之前，控制器讀取斷路及對電源短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)A檢測到的診斷反饋信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)斷路故障，若發(fā)生故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)10次發(fā)生斷路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取對地短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)P、檢測點(diǎn)Q檢測到的過流監(jiān)測信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)對地短路故障，若發(fā)生對地短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生對地短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取電磁閥短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)B、檢測點(diǎn)C檢測到的過流監(jiān)測信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)短路故障，若發(fā)生短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取斷路及對電源短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)A檢測到的診斷反饋信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)對電源短路故障，若發(fā)生對電源短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生對電源短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；同時(shí)，對地短路故障檢測電路也可以用作電磁閥可靠性故障檢測電路， 控制器讀取從檢測點(diǎn)P、檢測點(diǎn)Q檢測到的電磁閥驅(qū)動電流特性，判斷電磁閥是否出現(xiàn)可靠性故障，若發(fā)生電磁閥可靠性故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)6 次發(fā)生可靠性故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動。
權(quán)利要求
1.一種車用電磁閥故障診斷裝置，其特征在于包括控制器、內(nèi)部短路故障檢測電路、 斷路及對電源短路故障檢測電路、對地短路故障檢測電路、電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)Ml和第二采樣模塊；控制器引腳1、2、3、4分別與對地短路故障檢測電路輸出端、斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端、第一控制開關(guān)Ml輸入端、內(nèi)部短路故障檢測電路輸出端相連，電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)Ml、第二采樣模塊、檢測點(diǎn)C順次連接，對地短路故障檢測電路第一輸入端與電源模塊和第一采樣模塊的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)P相連、第二輸入端與第一采樣模塊和車用電磁閥的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn) Q相連，斷路及對電源短路故障檢測電路與車用電磁閥和第一控制開關(guān)Ml的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)Q相連，內(nèi)部短路故障檢測電路第一輸入端與第一控制開關(guān)Ml和第二采樣模塊的連接點(diǎn)即檢測點(diǎn)B相連、第二輸入端與檢測點(diǎn)C相連；控制器引腳3輸出的控制信號Valve_IN為 PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)，根據(jù)硬件電路采集的診斷反饋信號Valve_0經(jīng)斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳2，過流監(jiān)測信號Valve_Sl經(jīng)對地短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳1，過流監(jiān)測信號Valve_S2經(jīng)內(nèi)部短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用電磁閥故障診斷裝置，其特征在于所述的斷路及對電源短路故障檢測電路為電感Ll 一端與電阻Rl —端相連組成電磁閥，電阻Rl另一端經(jīng)電阻R3與驅(qū)動電壓Vbat相連，電感Ll另一端與MOS管Ml的D極、電阻R4 —端相連，MOS 管Ml的G極與控制器的引腳3相連，MOS管Ml的S極與檢測點(diǎn)B相連，電阻R4的另一端與控制器的引腳2、電阻R5和電容Cl的一端、穩(wěn)壓二極管Dl的陽極相連，電阻R5的另一端接地，Cl的另一端接地，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地；控制器引腳3輸出的控制信號Valve_ IN為PWM波，控制MOS管Ml的開關(guān)，根據(jù)硬件電路采集的診斷反饋信號Valve_0經(jīng)斷路及對電源短路故障檢測電路輸出端進(jìn)入控制器引腳2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用電磁閥故障診斷裝置，其特征在于所述的對地短路故障檢測的電路為第一采樣模塊一端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與電阻R6 的一端、差分放大器Ul的正相輸入端相連，電阻R6的另一端接地，采樣模塊的另一端與電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與電阻R9的一端、差分放大器Ul的反相輸入端相連， R9的另一端與差分放大器Ul的輸出端相連，差分放大器Ul的輸出端與電阻RlO的一端相連，電阻RlO的另一端與比較器U2的正相輸入端、電阻Rll的一端、電阻R12的一端、電容 C3的一端相連，電阻Rll另一端和電容C3的另一端接地，電阻R12的另一端與比較器U2 的輸出端相連，比較器U2的反相輸出端與參考電平Uc相連，比較器U2的輸出端與電阻R13 的一端、電容C4的一端、反相器U3的輸入端相連，電阻R13的另一端與5V電壓相連，電容 C4的另一端接地，反相器U3的輸出端與控制器引腳1、電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端接地；過流監(jiān)測信號信號Valve_Sl經(jīng)反相器U3的輸出端進(jìn)入控制器引腳1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用電磁閥故障診斷裝置，其特征在于所述的內(nèi)部短路故障檢測的電路為第二采樣模塊一端與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與電阻 R15的一端、差分放大器U4的正相輸入端相連，電阻R15的另一端接地，采樣模塊的另一端與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端與電阻R18的一端、差分放大器U4的反相輸入端相連，R18的另一端與差分放大器U4的輸出端相連，差分放大器U4的輸出端與電阻R19 的一端相連，電阻R19的另一端與比較器TO的正相輸入端、電阻R20的一端、電阻R21的一端、電容C6的一端相連，電阻R20另一端和電容C6的另一端接地，電阻R21的另一端與比較器U5的輸出端相連，比較器TO的反相輸出端與參考電平Uc相連，比較器TO的輸出端與電阻R22的一端、電容C7的一端、反相器TO的輸入端相連，電阻R22的另一端與5V電壓相連，電容C7的另一端接地，反相器U6的輸出端與控制器引腳4、電阻R23的一端相連，電阻 R23的另一端接地；過流監(jiān)測信號信號Valve_S2經(jīng)反相器U6的輸出端進(jìn)入控制器引腳4。
5. 一種使用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的車用電磁閥的故障診斷方法，其特征在于在控制電磁閥動作信號輸入之前，控制器讀取斷路及對電源短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)A檢測到的診斷反饋信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)斷路故障，若發(fā)生故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)10次發(fā)生斷路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取對地短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)P、檢測點(diǎn)Q檢測到的過流監(jiān)測信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)對地短路故障，若發(fā)生對地短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生對地短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取電磁閥短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)B、檢測點(diǎn)C檢測到的過流監(jiān)測信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)短路故障，若發(fā)生短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；在電磁閥開始動作時(shí)，控制器讀取斷路及對電源短路故障檢測電路從檢測點(diǎn)A檢測到的診斷反饋信號，判斷電磁閥是否出現(xiàn)對電源短路故障，若發(fā)生對電源短路故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)2次發(fā)生對電源短路故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動；同時(shí)，對地短路故障檢測電路也可以用作電磁閥可靠性故障檢測電路，控制器讀取從檢測點(diǎn)P、檢測點(diǎn)Q檢測到的電磁閥驅(qū)動電流特性，判斷電磁閥是否出現(xiàn)可靠性故障，若發(fā)生電磁閥可靠性故障則控制器停止電磁閥當(dāng)次的驅(qū)動，若檢測到電磁閥連續(xù)6次發(fā)生可靠性故障則永久停止電磁閥的驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車用電磁閥的故障檢測裝置和診斷方法。它包括控制器、內(nèi)部短路故障檢測電路、斷路及對電源短路故障檢測電路、對地短路故障檢測電路、電源模塊、第一采樣模塊、車用電磁閥、第一控制開關(guān)M1和第二采樣模塊?？蓹z測和診斷的故障包括對地短路故障、斷路故障、對電源短路及內(nèi)部短路故障和電磁閥可靠性故障等故障。主要是通過設(shè)計(jì)合理的硬件電路以及開發(fā)準(zhǔn)確的軟件去判斷電磁閥的故障。本發(fā)明所述的診斷方法分別在電噴發(fā)動機(jī)啟動前和啟動時(shí)完成，確認(rèn)電磁閥是否發(fā)生故障并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，從而保護(hù)發(fā)動機(jī)及其電控系統(tǒng)。硬件電路簡單有效，可降低成本。軟件開銷小，增加了電噴系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)際工程運(yùn)用中可達(dá)到良好的效果。
文檔編號F02M65/00GK102410122SQ201110327279
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者周文華, 密剛剛, 沈成宇, 簡輝, 臧潤濤, 黃嘯 申請人:浙江大學(xué)