內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路及其診斷方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路，所述內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)是在車(chē)輛的ECU內(nèi)部設(shè)有微控制器、電阻一和開(kāi)關(guān)器件；微控制器的一個(gè)輸出端通過(guò)電阻一連接開(kāi)關(guān)器件的柵極；開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極連接初級(jí)線圈的一端。所述故障診斷電路是在所述ECU內(nèi)部還包括有采樣電阻、比較器、串聯(lián)電阻、反饋電阻；開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極一方面通過(guò)采樣電阻接地，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻接地；反饋電阻連接比較器的第一輸入端和輸出端；比較器的輸出端連接微控制器的一個(gè)輸入端。本申請(qǐng)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火診斷，保護(hù)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片和ECU，減少售后維護(hù)成本，獲得經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的雙重效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】?jī)?nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路及其診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的電控點(diǎn)火系統(tǒng)，特別是涉及其中的點(diǎn)火線圈的故障診斷電路以及診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的電控技術(shù)已逐步發(fā)展為綜合性的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)，其主要包括電控燃油噴射(EFI)、電控點(diǎn)火(ESA)等。其中的電控點(diǎn)火系統(tǒng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元(ECU)采集安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位上的各種傳感器信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，選擇最理想的點(diǎn)火提前角使點(diǎn)火線圈進(jìn)行點(diǎn)火，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程。
[0003]在電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，E⑶通過(guò)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生比較大的驅(qū)動(dòng)電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火線圈的驅(qū)動(dòng)。目前，點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)可以集成在一塊芯片上，稱(chēng)為點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片。按照點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片的所在位置，可以將電控點(diǎn)火系統(tǒng)分為內(nèi)驅(qū)和外驅(qū)兩種。內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)是指點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片集成在ECU內(nèi)部；外驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)是指點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片集成在點(diǎn)火線圈內(nèi)部。點(diǎn)火線圈一旦發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流的故障，在外驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)會(huì)將點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片燒毀，在內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)會(huì)將點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片燒毀從而使得整個(gè)ECU報(bào)廢，因而有必要對(duì)點(diǎn)火線圈進(jìn)行故障診斷。
[0004]請(qǐng)參閱圖la，這是一種現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的原理性示意圖。點(diǎn)火線圈2主要采用變壓器結(jié)構(gòu)，包括纏繞在鐵芯23上的初級(jí)線圈21和次級(jí)線圈22。初級(jí)線圈21和次級(jí)線圈22的一端均連接車(chē)載直流電源1，次級(jí)線圈22的另一端連接火花塞4的一個(gè)電極，火花塞4的另一個(gè)電極接地。在發(fā)動(dòng)機(jī)的E⑶5的內(nèi)部包括有微控制器(MCU)51、電阻一 52和開(kāi)關(guān)器件53。其中的電阻一 52和開(kāi)關(guān)器件53共同構(gòu)成了點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片。開(kāi)關(guān)器件53例如為MOS晶體管、IGBT器件等。MCU51的一個(gè)輸出端通過(guò)電阻一 52連接開(kāi)關(guān)器件53的柵極或基極。開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極連接初級(jí)線圈21的另一端。開(kāi)關(guān)器件53的源極或發(fā)射極接地。
[0005]不工作時(shí)，MCU51向開(kāi)關(guān)器件53的柵極或基極輸出低電平，開(kāi)關(guān)器件53處于關(guān)斷狀態(tài)相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。
[0006]工作時(shí)，MCU51向開(kāi)關(guān)器件53的柵極或基極輸出高電平，開(kāi)關(guān)器件53處于導(dǎo)通狀態(tài)相當(dāng)于一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)。此時(shí)車(chē)載直流電源I接通初級(jí)線圈21。如無(wú)外界操作，通過(guò)初級(jí)線圈21的電流(即初級(jí)電流)將從零增長(zhǎng)到一個(gè)穩(wěn)定值，該穩(wěn)定值由車(chē)載直流電源I的電壓值和初級(jí)線圈21的電阻值所決定。隨著初級(jí)電流增長(zhǎng)，初級(jí)線圈21產(chǎn)生的電磁能量存儲(chǔ)在鐵芯23中。當(dāng)初級(jí)電流達(dá)到一定值(該一定值<穩(wěn)定值)時(shí)，MCU51改為向開(kāi)關(guān)器件53的柵極或基極輸出低電平，開(kāi)關(guān)器件53由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，這使初級(jí)線圈回路瞬間斷開(kāi)。初級(jí)線圈回路的電場(chǎng)突變?cè)斐闪顺跫?jí)線圈21的磁場(chǎng)迅速衰減,從而在次級(jí)線圈22的兩端感應(yīng)出高壓電動(dòng)勢(shì)。該高壓電動(dòng)勢(shì)擊穿火花塞4的兩個(gè)電極之間的空隙，產(chǎn)生電弧以點(diǎn)燃汽油與空氣的混合氣。
[0007]請(qǐng)參閱圖lb，這是另一種現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的原理性示意圖。點(diǎn)火線圈2仍采用變壓器結(jié)構(gòu)，包括纏繞在鐵芯23上的初級(jí)線圈21和次級(jí)線圈22?；鸹ㄈ?采用雙火花塞結(jié)構(gòu)，由火花塞一 41和火花塞二 42所組成。次級(jí)線圈22的兩端分別連接火花塞一41、火花塞二 42的一個(gè)電極，火花塞一 41、火花塞二 42的另一個(gè)電極均接地。圖1b的其余結(jié)構(gòu)均與圖1a相同，工作原理也與圖1a相同，只是次級(jí)線圈22的兩端感應(yīng)出的高壓電動(dòng)勢(shì)會(huì)同時(shí)擊穿火花塞一 41、火花塞二 42的兩個(gè)電極之間的空隙。
[0008]請(qǐng)參閱圖lc，這是又一種現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的原理性示意圖。點(diǎn)火線圈2仍采用變壓器結(jié)構(gòu)，包括纏繞在鐵芯23上的初級(jí)線圈21和次級(jí)線圈22。次級(jí)線圈22的一端接地，另一端連接火花塞4的一個(gè)電極，火花塞4的另一個(gè)電極接地。圖1c的其余結(jié)構(gòu)均與圖1a相同，工作原理也與圖1a相同，
[0009]請(qǐng)參閱圖2，同一型號(hào)的點(diǎn)火線圈在相同的工作電壓下從開(kāi)始充電到初級(jí)電流到達(dá)特定電流值(例如為3A，該特定電流值< MCU51向開(kāi)關(guān)器件53的柵極或基極改變輸出電平狀態(tài)時(shí)的一定值)的時(shí)間基本相同，如曲線A所示。當(dāng)發(fā)生了點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片的過(guò)流故障，其初級(jí)電流與充電時(shí)間的關(guān)系如曲線B所示。當(dāng)發(fā)生了點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片的開(kāi)路故障，則初級(jí)線圈無(wú)電流。根據(jù)該特性可以設(shè)計(jì)出針對(duì)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片的故障診斷方案。
[0010]一種現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片診斷方案采用硬件手段，為點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片中的開(kāi)關(guān)器件53專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)外圍診斷電路，將故障信息反饋給MCU51，MCU51讀取對(duì)應(yīng)的故障信息識(shí)別故障。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有多缸，例如四缸，每一缸都對(duì)應(yīng)著獨(dú)立的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片。這種方案為每個(gè)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片都要設(shè)計(jì)復(fù)雜的診斷電路，同時(shí)要為每個(gè)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片分配ECU的資源用來(lái)讀取故障信息，實(shí)現(xiàn)成本比較昂貴。
[0011]另一種現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片診斷方案采用軟件手段，在點(diǎn)火線圈2充電的同時(shí)觸發(fā)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)快速地采集點(diǎn)火線圈2的初級(jí)電流，MCU51根據(jù)采集值計(jì)算出從充電開(kāi)始到達(dá)特定電流值的時(shí)間，并將該時(shí)間與正常的點(diǎn)火線圈的充電時(shí)間進(jìn)行比較進(jìn)而判斷出點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片的故障。這種方案耗費(fèi)更多的MCU資源，同時(shí)也增加了軟件復(fù)雜度和風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈的故障診斷電路。為此，本申請(qǐng)還要提供所述故障診斷電路的診斷方法。
[0013]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路。所述內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)是在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU內(nèi)部設(shè)有微控制器、電阻一和開(kāi)關(guān)器件；微控制器的一個(gè)輸出端通過(guò)電阻一連接開(kāi)關(guān)器件的柵極或基極；開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極接地；開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極連接初級(jí)線圈的第一端；初級(jí)線圈的第二端連接車(chē)載直流電源；
[0014]所述故障診斷電路是在所述E⑶內(nèi)部還包括有采樣電阻、比較器、反饋電阻和兩個(gè)串聯(lián)電阻；反饋電阻連接比較器的第一輸入端和輸出端；比較器的輸出端連接微控制器的一個(gè)輸入端；其余部件采用如下三種連接方式之一；
[0015]第一種連接方式:將“開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極接地”改為開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極一方面通過(guò)采樣電阻接地，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二接地；[0016]第二種連接方式:將“開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極連接初級(jí)線圈的第一端”改為初級(jí)線圈的第一端一方面通過(guò)采樣電阻連接開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二連接開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極；
[0017]第三種連接方式:將“初級(jí)線圈的第二端連接車(chē)載直流電源”改為車(chē)載直流電源一方面通過(guò)采樣電阻連接初級(jí)線圈的第二端，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二連接初級(jí)線圈的第二端。
[0018]本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法是:采樣電阻將點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流轉(zhuǎn)換為電壓值輸入給比較器的第一輸入端；所述比較器將第一輸入端的電壓值與閾值電壓相比較，當(dāng)?shù)谝惠斎攵说碾妷褐递^小則輸出第一電平狀態(tài)，否則輸出第二電平狀態(tài);MCU從向開(kāi)關(guān)器件的柵極發(fā)送信號(hào)使其導(dǎo)通開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至比較器由輸出第一電平狀態(tài)改為輸出第二電平狀態(tài)停止計(jì)時(shí)，所得的時(shí)長(zhǎng)與預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)相比較，判斷是否發(fā)生了故障；
[0019]如果MCU從向開(kāi)關(guān)器件的柵極發(fā)送高電平使其導(dǎo)通開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至MCU改為向開(kāi)關(guān)器件的柵極發(fā)送低電平的時(shí)間區(qū)段內(nèi)，比較器始終輸出第一電平狀態(tài)，則表明點(diǎn)火線圈發(fā)生了開(kāi)路故障；
[0020]如果所得時(shí)長(zhǎng)明顯小于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，則表明點(diǎn)火線圈發(fā)生了過(guò)流故障；
[0021]否則，表明點(diǎn)火線圈工作正常。
[0022]本申請(qǐng)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火診斷和保護(hù)，保護(hù)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片不被燒壞，也防止因?yàn)辄c(diǎn)火芯片的損壞導(dǎo)致整個(gè)ECU報(bào)廢，減少售后維護(hù)成本，獲得經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的
雙重效益。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1a?圖1c是現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流與充電時(shí)間的關(guān)系曲線示意圖；
[0025]圖3a?圖3c是本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路的三種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法的示意圖；
[0027]圖5是本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法的流程圖；
[0028]圖6是四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的正常點(diǎn)火(不重疊)的示意圖。
[0029]圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0030]I為車(chē)載直流電源；2為變壓器；21為初級(jí)線圈；22為次級(jí)線圈；23為鐵芯；3為開(kāi)關(guān)；4為火花塞；41為火花塞一 ；42為火花塞二 ；5為E⑶；51為MCU ；52為電阻一 ；53為開(kāi)關(guān)器件；54為采樣電阻；55為比較器；56為反饋電阻；57為串聯(lián)電阻一 ；58為串聯(lián)電阻二。
【具體實(shí)施方式】
[0031]請(qǐng)參閱圖3a，這是本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路的實(shí)施例一。該實(shí)施例一是在如圖1a所示的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU5的內(nèi)部新增了采樣電阻54、比較器55、反饋電阻56、串聯(lián)電阻一 57和串聯(lián)電阻二 58，它們共同構(gòu)成了故障診斷電路。所述反饋電阻56、串聯(lián)電阻一 57和串聯(lián)電阻二 58例如采用可調(diào)電阻?，F(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)器件53的源極或發(fā)射極接地。本申請(qǐng)則改為使開(kāi)關(guān)器件53的源極或發(fā)射極一方面通過(guò)采樣電阻54接地，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一 57連接比較器55的第一輸入端。比較器55的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二 58接地。反饋電阻56連接比較器55的第一輸入端和輸出端。比較器55的輸出端連接微控制器51的一個(gè)輸入端。同樣地，該實(shí)施例一也可在如圖lb、圖1c所不的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU5的內(nèi)部新增如圖3a所示的故障診斷電路。
[0032]請(qǐng)參閱圖3b，這是本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路的實(shí)施例二。該實(shí)施例二是在如圖1a所示的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU5的內(nèi)部新增了采樣電阻54、比較器55、反饋電阻56、串聯(lián)電阻一 57和串聯(lián)電阻二 58，它們共同構(gòu)成了故障診斷電路。所述反饋電阻56、串聯(lián)電阻一 57和串聯(lián)電阻二 58例如采用可調(diào)電阻?，F(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，初級(jí)線圈21的未連接車(chē)載直流電源I的那一端連接開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極。本申請(qǐng)則改為使初級(jí)線圈21的未連接車(chē)載直流電源I的那一端一方面通過(guò)采樣電阻54連接開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一 57連接比較器55的第一輸入端。比較器55的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二 58連接開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極。反饋電阻56連接比較器55的第一輸入端和輸出端。比較器55的輸出端連接微控制器51的一個(gè)輸入端。同樣地，該實(shí)施例二也可在如圖lb、圖1c所示的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU5的內(nèi)部新增如圖3b所示的故障診斷電路。
[0033]請(qǐng)參閱圖3c，這是本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路的實(shí)施例三。該實(shí)施例三是在如圖1a所示的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU5的內(nèi)部新增了采樣電阻54、比較器55、反饋電阻56、串聯(lián)電阻一 57和串聯(lián)電阻二 58，它們共同構(gòu)成了故障診斷電路。所述反饋電阻56、串聯(lián)電阻一 57和串聯(lián)電阻二 58例如采用可調(diào)電阻?，F(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，車(chē)載直流電源I連接初級(jí)線圈21的未連接開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極的那一端。本申請(qǐng)則改為使車(chē)載直流電源I 一方面通過(guò)采樣電阻54連接初級(jí)線圈21的未連接開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極的那一端，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一 57連接比較器55的第一輸入端。比較器55的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二 58連接初級(jí)線圈21的未連接開(kāi)關(guān)器件53的漏極或集電極的那一端。反饋電阻56連接比較器55的第一輸入端和輸出端。比較器55的輸出端連接微控制器51的一個(gè)輸入端。同樣地,該實(shí)施例三也可在如圖lb、圖1c所示的現(xiàn)有的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU5的內(nèi)部新增如圖3c所示的故障診斷電路。
[0034]汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有多缸，例如四缸，每一缸都對(duì)應(yīng)著獨(dú)立的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片。本申請(qǐng)將所有點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片都連接到同一個(gè)故障診斷電路，而不需要為每個(gè)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)置單獨(dú)的故障診斷電路，從而使得故障診斷電路最簡(jiǎn)化。
[0035]請(qǐng)參閱圖4和圖5，本申請(qǐng)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法為:采樣電阻54將點(diǎn)火線圈2的初級(jí)電流轉(zhuǎn)換為電壓值輸入給比較器55的第一輸入端。所述比較器55將第一輸入端的電壓值與比較器55內(nèi)置的閾值電壓相比較。當(dāng)?shù)谝惠斎攵说碾妷褐递^小則輸出第一電平狀態(tài)，例如低電平。否則輸出第二電平狀態(tài)，例如高電平。MCU51從向開(kāi)關(guān)器件53的柵極發(fā)送高電平使其導(dǎo)通(即ECU5向點(diǎn)火線圈2發(fā)送低電平使初級(jí)線圈回路接通)開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至比較器55由輸出第一電平狀態(tài)改為輸出第二電平狀態(tài)停止計(jì)時(shí)，所得的時(shí)長(zhǎng)t與預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)T相比較，判斷是否發(fā)生了故障。所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)T是正常的點(diǎn)火線圈從充電開(kāi)始到初級(jí)電流達(dá)到特征電流值(所述閾值電壓與采樣電阻54的阻值之商)的時(shí)長(zhǎng)。在所得時(shí)長(zhǎng)t被成功記錄的前提下，如果所得時(shí)長(zhǎng)t明顯小于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)T，例如t ( T/2，優(yōu)選為t ( T/10，則表明點(diǎn)火線圈2發(fā)生了過(guò)流故障；否則表明點(diǎn)火線圈2工作正常。如果MCU51從向開(kāi)關(guān)器件53的柵極發(fā)送高電平使其導(dǎo)通開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至MCU51改為向開(kāi)關(guān)器件53的柵極發(fā)送低電平的時(shí)間區(qū)段內(nèi)，比較器55始終輸出第一電平狀態(tài)，即時(shí)長(zhǎng)t無(wú)法被成功記錄到，則表明點(diǎn)火線圈2發(fā)生了開(kāi)路故障。
[0036]請(qǐng)參閱圖6，正常情況下，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸(以四個(gè)氣缸為例)的點(diǎn)火是相互錯(cuò)開(kāi)的。然而，也存在著點(diǎn)火重疊的故障，即不同氣缸的點(diǎn)火線圈的充電時(shí)間段有重疊。一旦發(fā)生點(diǎn)火重疊的故障，那么在某一段時(shí)間內(nèi)就有兩個(gè)點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流疊加到同一個(gè)采樣電阻上，從而影響后續(xù)判斷過(guò)程。本申請(qǐng)由ECU監(jiān)控各個(gè)氣缸之間是否發(fā)生點(diǎn)火重疊的故障，一旦檢測(cè)到該故障則停止執(zhí)行診斷方法，直至該故障消失再恢復(fù)執(zhí)行診斷方法。
[0037]實(shí)踐中，當(dāng)MCU51首次判斷出某一個(gè)點(diǎn)火線圈發(fā)生了某一種故障時(shí)，可以立即確認(rèn)故障并采取處理措施，也可以等待并計(jì)數(shù)直至該點(diǎn)火線圈的同一種故障重復(fù)發(fā)生多次后再確認(rèn)故障并采取處理措施。所述處理措施包括:屏蔽掉出現(xiàn)故障的缸的點(diǎn)火功能(例如是MCU51始終向開(kāi)關(guān)器件53輸出低電平，即ECU5始終向點(diǎn)火線圈2發(fā)送高電平，以使對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火線圈2始終不點(diǎn)火)，以保護(hù)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片；同時(shí)屏蔽掉出現(xiàn)故障的缸的噴油功能，以防止淹缸。所述處理措施只在發(fā)動(dòng)機(jī)本次工作期間內(nèi)進(jìn)行，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，則所述處理措施結(jié)束但存在故障的點(diǎn)火線圈被記錄下來(lái)。
[0038]在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)上次工作期間內(nèi)被記錄有某種故障的某一個(gè)點(diǎn)火線圈正常工作，可以立即清除該點(diǎn)火線圈的該種故障記錄，也可以等待并計(jì)數(shù)直至該點(diǎn)火線圈正常工作重復(fù)發(fā)生多次后再清除該種故障記錄。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0040]其一，實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火診斷和保護(hù)，解決由于點(diǎn)火線圈的故障燒壞ECU內(nèi)部的點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)而使整個(gè)ECU報(bào)廢的問(wèn)題。
[0041]其二，使用同一個(gè)故障診斷電路來(lái)對(duì)所有缸的點(diǎn)火線圈進(jìn)行故障診斷。相比于為每個(gè)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)一套外圍診斷電路而言，電路結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，更能節(jié)省成本。
[0042]其三，可以廣泛適用于I缸、3缸、4缸、6缸、8缸等市場(chǎng)上所有的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0043]以上僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本申請(qǐng)。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路，所述內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)是在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的ECU內(nèi)部設(shè)有微控制器、電阻一和開(kāi)關(guān)器件；微控制器的一個(gè)輸出端通過(guò)電阻一連接開(kāi)關(guān)器件的柵極或基極；開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極接地；開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極連接初級(jí)線圈的第一端；初級(jí)線圈的第二端連接車(chē)載直流電源； 其特征是，所述故障診斷電路是在所述ECU內(nèi)部還包括有采樣電阻、比較器、反饋電阻和兩個(gè)串聯(lián)電阻；反饋電阻連接比較器的第一輸入端和輸出端；比較器的輸出端連接微控制器的一個(gè)輸入端；其余部件采用如下三種連接方式之一； 第一種連接方式:將“開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極接地”改為開(kāi)關(guān)器件的源極或發(fā)射極一方面通過(guò)采樣電阻接地，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二接地； 第二種連接方式:將“開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極連接初級(jí)線圈的第一端”改為初級(jí)線圈的第一端一方面通過(guò)采樣電阻連接開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二連接開(kāi)關(guān)器件的漏極或集電極； 第三種連接方式:將“初級(jí)線圈的第二端連接車(chē)載直流電源”改為車(chē)載直流電源一方面通過(guò)采樣電阻連接初級(jí)線圈的第二端，另一方面通過(guò)串聯(lián)電阻一連接比較器的第一輸入端；比較器的第二輸入端通過(guò)串聯(lián)電阻二連接初級(jí)線圈的第二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路，其特征是，所述開(kāi)關(guān)器件為MOS晶體管、或IGBT器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的故障診斷電路，其特征是，所述反饋電阻、串聯(lián)電阻一和串聯(lián)電阻二中的部分或全部為可調(diào)電阻。
4.一種內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法，其特征是，采樣電阻將點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流轉(zhuǎn)換為電壓值輸入給比較器的第一輸入端；所述比較器將第一輸入端的電壓值與閾值電壓相比較，當(dāng)?shù)谝惠斎攵说碾妷褐递^小則輸出第一電平狀態(tài)，否則輸出第二電平狀態(tài);MCU從向開(kāi)關(guān)器件的柵極發(fā)送信號(hào)使其導(dǎo)通開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至比較器由輸出第一電平狀態(tài)改為輸出第二電平狀態(tài)停止計(jì)時(shí)，所得的時(shí)長(zhǎng)與預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)相比較，判斷是否發(fā)生了故障； 如果MCU從向開(kāi)關(guān)器件的柵極發(fā)送高電平使其導(dǎo)通開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至MCU改為向開(kāi)關(guān)器件的柵極發(fā)送低電平的時(shí)間區(qū)段內(nèi)，比較器始終輸出第一電平狀態(tài)，則表明點(diǎn)火線圈發(fā)生了開(kāi)路故障； 如果所得時(shí)長(zhǎng)明顯小于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，則表明點(diǎn)火線圈發(fā)生了過(guò)流故障； 否則，表明點(diǎn)火線圈工作正常。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法，其特征是，所述“所得時(shí)長(zhǎng)明顯小于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)”是指所得時(shí)長(zhǎng)<二分之一的預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法，其特征是，當(dāng)MCU首次判斷出某一個(gè)點(diǎn)火線圈發(fā)生了某一種故障時(shí)，或者立即確認(rèn)故障并采取處理措施，或者等待并計(jì)數(shù)直至該點(diǎn)火線圈的同一種故障重復(fù)發(fā)生多次后再確認(rèn)故障并采取處理措施。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法，其特征是，所述處理措施包括:屏蔽掉出現(xiàn)故障的缸的點(diǎn)火和噴油；所述處理措施只在發(fā)動(dòng)機(jī)本次工作期間內(nèi)進(jìn)行；一旦發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，則所述處理措施結(jié)束但存在故障的點(diǎn)火線圈被記錄下來(lái)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法，其特征是，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)上次工作期間內(nèi)被記錄有故障的點(diǎn)火線圈正常工作，或者立即清除該點(diǎn)火線圈的該種故障記錄，或者等待并計(jì)數(shù)直 至該點(diǎn)火線圈正常工作重復(fù)發(fā)生多次后再清除該種故障記錄。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)驅(qū)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法，其特征是，ECU監(jiān)控各個(gè)氣缸之間是否發(fā)生點(diǎn)火重疊的故障，一旦檢測(cè)到該故障則停止執(zhí)行診斷方法，直至該故障消失再恢復(fù)執(zhí)行診斷方法。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103941720SQ201410111338
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】付逢春, 彭琴, 陸獻(xiàn)忠, 于垂順, 王帥, 於仕達(dá) 申請(qǐng)人:聯(lián)合汽車(chē)電子有限公司