電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)診斷技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的全面進(jìn)步，汽車事業(yè)和計(jì)算機(jī)事業(yè)的飛速 發(fā)展，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是采用電子控制裝置，取代傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)（如化油器)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的 供油過程。正是由于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用，對于發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷尤為重要。電噴發(fā)動(dòng)機(jī) 判缸模擬是利用軟件和硬件相結(jié)合的方法對電噴發(fā)動(dòng)機(jī)常見傳感器信號(hào)進(jìn)行采集、模擬， 對于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)故障機(jī)理分析、診斷W及教學(xué)試驗(yàn)的方面都是十分有意義的。除此之外，目 前國內(nèi)很多汽車維修企業(yè)的維修人員對于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)因電控系統(tǒng)引起的故障只能靠經(jīng)驗(yàn) 和元件替換來進(jìn)行診斷和維修，因此，開發(fā)利用計(jì)算機(jī)運(yùn)種先進(jìn)的設(shè)備對電噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行 故障分析和診斷是形勢發(fā)展的需要，也是汽車故障診斷技術(shù)未來發(fā)展的必然趨勢。
[0003] 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)曲軸位置傳感器或曲軸位置傳感器結(jié)合凸輪軸位置傳感器判斷 發(fā)動(dòng)機(jī)是哪一個(gè)氣缸什么時(shí)刻需要噴油點(diǎn)火。因此對于電噴系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器信 號(hào)和凸輪軸位置傳感器信號(hào)被稱為判缸信號(hào)。判缸信號(hào)是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的先決條件之一。在 發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障不能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，修理過程中往往要多次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單 元(ECU)是否正?？刂茋娪团c點(diǎn)火。由于起動(dòng)過程中需要消耗大量的蓄電池電量，汽車蓄電 池電量會(huì)很快耗盡，必須更換蓄電池或重新充電，該過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本課實(shí)用新型基于實(shí)際 應(yīng)用，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與凸輪軸信號(hào)邏輯關(guān)系模擬曲軸位置傳感器及凸輪軸位置傳感器信 號(hào)，在不需發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下可令ECU進(jìn)行噴油點(diǎn)火控制，從而對其進(jìn)行檢測。該模擬器 可廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU診斷維修及電噴ECU系統(tǒng)開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障不能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，修理過程中往往要多次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來判斷 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)是否正?？刂茋娪团c點(diǎn)火，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題，本實(shí)用新型提供電 噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器。
[0005] 本實(shí)用新型所述電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，包括單片機(jī)、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和人機(jī) 對話模塊，
[0006] 單片機(jī)包括數(shù)據(jù)處理模塊、PWM脈寬調(diào)制模塊和顯示控制模塊，
[0007] 信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊包括曲軸位置傳感器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路，
[000引人機(jī)對話模塊包括輸入設(shè)置電路和單色點(diǎn)陣液晶顯示模塊，
[0009]單片機(jī)是本系統(tǒng)中的核屯、，其中的數(shù)據(jù)處理模塊接收來自人機(jī)對話模塊輸入設(shè)置 電路的信號(hào)，通過運(yùn)算處理并控制PWM脈寬調(diào)制模塊輸出相應(yīng)的激勵(lì)脈沖到曲軸位置傳感 器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路模擬與原電噴發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器相同的信號(hào)；同時(shí)， 其中的數(shù)據(jù)處理模塊將所模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、傳感器信號(hào)類型通過單色點(diǎn)陣液晶顯示模塊 顯示。
[0010] 本實(shí)用新型還包括電源模塊，該模塊將汽車12V或24V供電轉(zhuǎn)換成5V為單片機(jī)、信 號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和人機(jī)對話模塊供電;LM2940-5.0為電源模塊主控忍片。
[0011] 單片機(jī)的型號(hào)為MC9S08AW16。
[0012] 曲軸位置傳感器模擬電路的核屯、器件為L9110H和隔離變壓器。
[0013] 有益效果:將本實(shí)用新型一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器分別與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 的曲軸位置傳感器接口和凸輪軸位置傳感器接口連接并接通電源，能判斷發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制 單元(ECU)是否正?？刂茋娪团c點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)缺齒模擬、曲軸位置傳感器 正弦波信號(hào)模擬、凸輪軸位置信號(hào)模擬，具有方便快捷的優(yōu)點(diǎn);完全避免現(xiàn)有技術(shù)修理過程 中往往要多次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)是否正?？刂茋娪团c點(diǎn)火的缺 陷。
【附圖說明】
[0014] 圖1是典型電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸傳感器工作示意圖。
[0015] 圖2是典型電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸傳感器信號(hào)波形。
[0016] 圖3是本實(shí)用新型的判缸信號(hào)模擬電路原理圖。
[0017] 圖4是雙極性PWM正弦波模擬原理圖。
[0018] 圖5是單片機(jī)及其外圍電路原理圖。
[0019] 圖6是電源模塊原理圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0020] 一：下面結(jié)合圖1、圖2、圖3說明本實(shí)施方式，典型的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)如 圖1所示，依靠曲軸觸發(fā)盤4處的曲軸位置傳感器3與凸輪軸觸發(fā)盤2處的凸輪軸傳感器1判 斷發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸角度，從而準(zhǔn)確判斷需要噴油點(diǎn)火的氣缸;也有的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)只依靠曲軸傳 感器進(jìn)行判缸；曲軸傳感器信號(hào)與凸輪軸信號(hào)，如圖2所示，曲軸轉(zhuǎn)兩圈（0~720°)發(fā)動(dòng)機(jī)完 成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸位置傳感器內(nèi)部為一個(gè)電磁線圈其輸出信號(hào)為接近正弦的波形，感 應(yīng)齒盤一般采用60缺2的方式。凸輪軸位置傳感器輸出高低變化的信號(hào)指示曲軸位于0~ 360°內(nèi)還是360~720°范圍內(nèi)。
[0021] 曲軸位置傳感器模擬電路在H橋忍片L9110H的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生正負(fù)變化的波形，通過 隔離變壓器禪合后再由RC濾波整形輸出正負(fù)變化的正弦波形；凸輪軸位置傳感器模擬電路 為=極管集電極開路輸出，配合曲軸位置傳感器缺齒信號(hào)輸出0~5V的方波指示曲軸位置。
[0022] 【具體實(shí)施方式】二：下面結(jié)合圖4、圖5說明本實(shí)施方式，單片機(jī)中的PWM脈寬調(diào)制模 塊產(chǎn)生頻率為200Ifflz的PWM，在一個(gè)曲軸信號(hào)的正弦周期內(nèi)PWM占空比按照正弦規(guī)律變化， 運(yùn)樣的P麗信號(hào)稱為SP麗;在正半周，P麗1輸出方波，PWM2輸出低電平，在負(fù)半周，P麗2輸出 方波，PWM3輸出低電平;在半個(gè)曲軸信號(hào)周期內(nèi)，200KHZ的PWM占空比計(jì)算公式為：
，n = 0到k的整數(shù)。
[0024] 式中，DUTY為PWM占空比，RPM為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0025] 數(shù)據(jù)處理模塊處理輸入設(shè)置電路輸入的模擬轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊將輸入信號(hào) 轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速800至2000轉(zhuǎn)每分四種，由于曲軸感應(yīng)齒盤齒數(shù)為60缺2,因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速多少轉(zhuǎn)每分就對應(yīng)多少赫茲的曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)頻率，只模擬800至2000轉(zhuǎn)每分的轉(zhuǎn)速目的 是確保一定的模擬精度。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 下面結(jié)合圖6說明本實(shí)施方式，單片機(jī)、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和人機(jī)對 話模塊工作電壓均為5V，汽車供電電壓為12V或24V;電源模塊中的LM2950-5.0可W將外部7 ~36V的直流輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V輸出供上述使用，并具備IA的帶負(fù)載能力，完全滿足本實(shí) 用新型需求。
[0027] 將本實(shí)用新型一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器分別與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的曲軸位置 傳感器接口和凸輪軸位置傳感器接口連接并接通電源，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU獲得了與原傳感器 一樣的信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU應(yīng)正常工作。
[00%]其驗(yàn)證方法有W下兩種。
[0029] 方法一:直接觀測，拔出一根點(diǎn)火線露出金屬部分靠近發(fā)動(dòng)機(jī)缸體金屬部分約2mm (注意不能接觸缸體）。若ECU工作正常工作，此時(shí)可W看到點(diǎn)火線與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間有明顯 的并按一定頻率放電的電火花。該方法可W初步判斷發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是否正常工作。
[0030] 方法二：儀器檢測，將發(fā)動(dòng)機(jī)診斷電腦與發(fā)動(dòng)機(jī)0抓接口連接。若ECU工作正常工 作，從診斷電腦上讀得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與模擬設(shè)置的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)該一致。該方法可W準(zhǔn)確 判斷發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是否正常工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，其特征在于，它包括單片機(jī)、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和人機(jī)對話 模塊， 單片機(jī)包括數(shù)據(jù)處理模塊、PWM脈寬調(diào)制模塊和顯示控制模塊， 信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊包括曲軸位置傳感器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路， 人機(jī)對話模塊包括輸入設(shè)置電路和單色點(diǎn)陣液晶顯示模塊， 單片機(jī)是本系統(tǒng)中的核心，其中的數(shù)據(jù)處理模塊接收來自人機(jī)對話模塊輸入設(shè)置電路 的信號(hào)，通過運(yùn)算處理并控制PWM脈寬調(diào)制模塊輸出相應(yīng)的激勵(lì)脈沖到曲軸位置傳感器模 擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路模擬與原電噴發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器相同的信號(hào)；同時(shí)，其中 的數(shù)據(jù)處理模塊將所模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、傳感器信號(hào)類型通過單色點(diǎn)陣液晶顯示模塊(3-2)顯示。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，其特征在于，它還包括電源模 塊，該模塊將汽車12V或24V供電轉(zhuǎn)換成5V，為單片機(jī)、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和人機(jī)對話模塊供電； LM2940-5.0為電源模塊主控芯片。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，其特征在于，單片機(jī)的型號(hào) 為MC9S08AW16。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，其特征在于，曲軸位置傳感 器模擬電路的核心器件為L9110H和隔離變壓器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器，包括單片機(jī)、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和人機(jī)對話模塊，信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊包括曲軸位置傳感器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路，單片機(jī)是本系統(tǒng)中的核心。上述電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器的模擬方法，包括發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)缺齒模擬、曲軸位置傳感器正弦波信號(hào)模擬、凸輪軸位置信號(hào)模擬。將本實(shí)用新型一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)判缸信號(hào)模擬器分別與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的曲軸位置傳感器接口和凸輪軸位置傳感器接口連接并接通電源，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置信號(hào)缺齒模擬、曲軸位置傳感器正弦波信號(hào)模擬、凸輪軸位置信號(hào)模擬，能判斷發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元（ECU）是否正常控制噴油與點(diǎn)火，具有方便快捷的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F02D45/00
【公開號(hào)】CN205243657
【申請?zhí)枴緾N201521025953
【發(fā)明人】呂科, 楊正才, 石振東, 姚勝華
【申請人】湖北汽車工業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月12日