CN101419110B - 一种失火发生装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种失火发生装置和方法，该装置包括失火设定模块和失火逻辑判断模块，所述失火设定模块与失火逻辑判断模块电连接，所述失火设定模块用于进行参数设置，所述参数至少包括失火率；其中，所述失火逻辑判断模块用于根据点火信号和设定的失火率判断是否需要制造失火并根据判断结果，输出是否对初级点火线圈的电压进行钳制的信号。使用该失火发生装置测试发动机失火检测功能时，由于只有在需要制造失火时才对初级点火线圈的电压进行钳制，在不需要制造失火时，发动机ECU中的点火驱动模块仍然起到驱动点火线圈的作用，因此本失火发生装置的接入并不会影响到原点火系统的工作方式，这样便能够非常准确地测试发动机ECU的失火检测功能。

Description

一种失火发生装置和方法

技术领域

本发明涉及一种测试发动机电子控制单元(ECU)的失火检测功能的装置和方法，具体地说，本发明涉及一种失火发生装置和方法。

背景技术

当发动机点火系统发生损坏时，吸入气缸内的混合气体不能被及时点燃，从而油气混合物没有正常燃烧便被直接排入发动机排气系统，这样可能会引发多种危害，例如，混合气体在尾管内燃烧会损坏排气系统；使三化催化系统快速老化，从而降低对有害气体的净化能力；导致污染排放物大幅增加。基于失火导致的巨大危害，现在发动机电子控制单元(ECU)均具有失火检测功能，当发动机失火率过高时，发动机ECU点亮故障报警指示灯(MIL)，提示用户发动机发生了失火故障。其中所述失火率为发动机失火次数占总点火次数的百分比，每个制造商都会给出排放超出车载诊断系统(OBD)限值的失火百分比。

在对发动机ECU的失火检测功能进行测试时，需要外加失火发生装置，该失火发生装置以一确定的失火率控制发动机失火，从而测试者可以通过观察故障报警指示灯的状态即可确定ECU的失火检测功能是否正常。

如图1所示，现有的失火发生装置以串联方式接入到点火系统中，该失火发生装置包括失火设定模块1、失火逻辑判断模块2和点火驱动模块11，所述失火设定模块1用于设定至少包括失火发生装置的失火率的参数。所述失火逻辑判断模块2用于直接检测发动机ECU 9的点火信号，并以所设定的失火率控制点火驱动模块11制造失火，例如该失火逻辑判断模块2每检测到9次点火信号后控制点火驱动模块11停止驱动初级点火线圈6，从而制造1次失火。所述点火驱动模块11用于在失火逻辑判断模块2的控制下驱动初级点火线圈6，从而使次级点火线圈7产生感应电流以提供电能给火花塞8，造成点火。

使用该失火发生装置测试发动机ECU的失火检测功能时，由于发动机ECU 9中的驱动电路10并没有直接连接到初级点火线圈6，而是使用点火驱动模块11来驱动初级点火线圈6，这样在点火时刻ECU 9的驱动端不会有感应电压产生，从而可能产生以下问题：(1)点火时ECU 9可能因为不能检测到初级点火线圈6的感应电压而判断点火系统线路出现故障，这样会由于故障检测的不准确而引起系统逻辑异常；(2)该失火发生装置中的点火驱动模块11与ECU 9自身的驱动电路10的特性有差异，简单的替代增加了测试发动机ECU 9的不可靠因素。

发明内容

本发明针对现有的失火发生装置可能引起测试结果不准确、测试时线路接入较为繁琐的缺陷，提供了一种能够准确测试发动机ECU的失火检测功能且测试时线路接入简单的失火发生装置以及失火发生方法。

本发明提供的失火发生装置包括失火设定模块和失火逻辑判断模块，所述失火设定模块与失火逻辑判断模块电连接，所述失火设定模块用于进行参数设置，所述参数至少包括失火率；其中，所述失火逻辑判断模块用于根据点火信号和设定的失火率判断是否需要制造失火并根据判断结果，输出是否对初级点火线圈的电压进行钳制的信号。

本发明还提供一种失火发生方法，该方法包括以下步骤：设定失火参数，所述参数至少包括失火率；采集点火信号；根据所采集的点火信号和失火率判断是否需要制造失火并根据判断结果，决定是否需要对初级点火线圈的电压进行钳制。

使用本发明提供的失火发生装置和失火发生方法对发动机ECU的失火检测功能进行测试时，所述失火逻辑判断模块根据点火信号和失火设定模块所设定的失火率判断是否需要制造失火，如果需要制造失火，则对初级点火线圈的电压进行钳制，例如钳制在150伏以下，从而抑制次级点火线圈产生足够击穿火花塞点火的能量；如果不需要制造失火时，该失火发生装置不起任何作用，点火系统以自身原来的方式实现点火。

在使用本发明提供的失火发生装置时不需要对点火线路作截断处理，发动机ECU中的点火驱动模块仍然起到驱动点火线圈的作用，本失火发生装置的接入并不会影响到原点火系统的工作方式。因此无论是在正常点火时或是在制造失火时，发动机ECU的驱动端均会有感应电压产生，从而ECU可以不受失火发生装置的影响而进行如下判断：当失火率大于预定极限值时，判断失火故障，则故障报警指示灯变亮。进行测试时，如果失火发生装置中设定的失火率大于预定极限值，并且在该失火发生装置工作一段时间后故障报警指示灯仍未变亮，则证明ECU的失火检测功能异常，如果变亮则证明ECU的失火检测功能正常。

附图说明

图1为现有技术的失火发生装置及其与点火系统的连接关系的图示；

图2为本发明的失火发生装置的一种实施方式的结构图；

图3为本发明的失火发生装置的另一种实施方式的结构图；

图4为本发明的失火发生装置与点火系统的连接关系的图示；

图5为正常点火时初级点火线圈中的电压情况示意图；

图6为正常点火时次级点火线圈中的电压情况示意图；

图7为失火发生时初级点火线圈中的电压情况示意图；

图8为本发明的失火发生装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图具体描述本发明。

本发明提供了一种失火发生装置，该装置包括失火设定模块1和失火逻辑判断模块2，所述失火设定模块1与失火逻辑判断模块2电连接，所述失火设定模块1用于进行参数设置，所述参数至少包括失火率；其中，所述失火逻辑判断模块2用于根据点火信号和设定的失火率判断是否需要制造失火并根据判断结果，输出是否对初级点火线圈的电压进行钳制的信号。

其中，所述失火设定模块1用于对本失火发生装置进行参数设定，所设定的参数至少包括失火率，还可以包括点火线圈的类型。该失火设定模块1还可以控制失火发生装置的开启和关闭。

如图2和图4所示，所述失火发生装置还可以包括电压钳位模块4和驱动模块5，所述驱动模块5分别与失火逻辑判断模块2和电压钳位模块4电连接；所述驱动模块5用于接收所述失火逻辑判断模块2发出的控制信号，并在该控制信号的控制下激活或禁用电压钳位模块4；所述电压钳位模块4具有用于连接到点火系统中的点火线的一端，当所述电压钳位模块4被激活时将该端的电压钳制以使点火系统中初级点火线圈的电压处于使点火系统失火的电压范围内。

所述电压钳位模块4可以为各种电压钳位管，例如二极管钳位器、稳压管等等，这里该电压钳位模块为稳压管，该稳压管的正端与所述驱动模块5漏极或源极电连接，用于将输送到初级点火线圈6的电压钳制在使次级点火线圈7不能感应出足够的电压以击穿火花塞8的电压范围内。在点火系统正常点火的情况下，如图5和图6所示，初级点火线圈6具有400伏左右的电压，次级点火线圈7相应地感应出30KV的电压，此时次级点火线圈6的感应能量足以击穿火花塞8产生放电火花。在需要制造失火时，如图7所示，该电压钳位模块4将初级点火线圈的电压钳制在150V以下，抑制次级点火线圈7产生足够大的能量击穿火花塞8点火，从而制造失火。

所述驱动模块5可以为MOS晶体管、IGBT管等等，这里所述驱动模块5为IGBT管，该IGBT管的栅极与失火逻辑判断模块2的输出端电连接，源极和漏极中的一者与电压钳位模块4的一端电连接，源极和漏极中的另一者接地。该驱动模块5通过连通或断开与电压钳位模块4电连接的支路而激活或禁用电压钳位模块4。

其中，如图3和图4所示，该装置还可以包括点火信号采集模块3，该点火信号采集模块3与失火逻辑判断模块2电连接，该点火信号采集模块3具有用于连接到点火系统的点火线的采集端，用于采集点火信号并将所采集的点火信号转化为失火逻辑判断模块2可接收的信号后再将该转化后的点火信号输出到失火逻辑判断模块2。为了能够将点火线路上的电流转化为失火逻辑判断模块2可接收的信号，点火信号采集模块3将点火线上电流作降压和整形处理，即将400V电压转换为5V电压并将正弦波转化为脉冲，然后将转换得到的信号输出到失火逻辑判断模块2。该点火信号采集模块3的具体实现为本领域技术人员所公知，这里不再赘述。所述失火逻辑判断模块2接收所述点火信号采集模块3所采集的点火信号，计算点火次数，并根据失火设定模块1中设定的失火率判断是否需要制造失火，如果需要制造失火，则控制驱动模块5导通。

本发明还提供了一种失火发生方法，该方法包括以下步骤：设定失火参数，所述参数至少包括失火率；采集点火信号；根据点火信号和设定的失火率判断是否需要制造失火并根据判断结果，决定是否需要对初级点火线圈的电压进行钳制。

其中，所述步骤还包括电压钳位步骤，该步骤包括当判断结果为需要制造失火时，将输送到初级点火线圈的电压钳制在使次级点火线圈上的感应电压不足以击穿火花塞的电压范围内；当判断结果为不需要制造失火时，不对输送到初级点火线圈的电压进行钳制。

其中，所述电压范围可以为0-150伏。所述参数还可以包括点火线圈的类型。

下面参考图7和图8描述本发明的失火发生方法的流程。

在使用该失火发生装置时，将该失火发生装置中的点火信号采集模块3的采集端和电压钳位模块4中未连接驱动模块5的一端与点火系统中的点火线电连接，通过失火设定模块1对失火发生装置的相关参数进行设置，使失火发生装置启动。然后点火信号采集模块3采集点火系统中的点火信号，并将所采集的点火信号输出到失火逻辑判断模块2。失火逻辑判断模块2判断是否制造失火，如果需要制造失火，使驱动模块5导通，电压钳位模块4工作，将初级点火线圈的电压钳制在150V以下，从而抑制次级点火线圈7产生足够大的能量击穿火花塞8点火；如果不需要制造失火，使驱动模块5断开，点火系统正常点火。然后判断失火发生装置是否被关闭，如果没有被关闭，则继续返回执行点火信号采集步骤以及后续步骤。

由于使用本发明提供的失火发生装置和失火发生方法后，发动机ECU 9的驱动端在点火时刻照常产生感应电压和电流，因此该ECU 9可以准确判断点火线路的状态，计算点火次数和失火次数，并当失火率大于预定极限值时，控制故障报警指示灯的发亮，所述预定极限值为制造商根据国家相关排放标准指定的值，一般为2.5％。如果失火发生装置中设定的失火率大于预定极限值，在发动机经历3个跑车工况循环后，如果故障报警指示灯未发亮，则证明ECU 9的失火检测功能异常，否则证明ECU 9的失火检测功能正常。

本发明的失火发生和失火发生方法不会影响到点火系统的工作方式，可以很好地实现对发动机电子控制单元的失火检测功能的准确测试。

Claims (8)

1.一种失火发生装置，该装置包括失火设定模块(1)和失火逻辑判断模块(2)，所述失火设定模块(1)与失火逻辑判断模块(2)电连接，所述失火设定模块(1)用于进行参数设置，所述参数至少包括失火率；所述失火逻辑判断模块(2)用于根据点火信号和设定的失火率判断是否需要制造失火，并根据判断结果，输出是否对初级点火线圈的电压进行钳制的信号，

其特征在于，所述装置还包括电压钳位模块(4)和驱动模块(5)，所述驱动模块(5)分别与失火逻辑判断模块(2)和电压钳位模块(4)电连接；

所述驱动模块(5)用于接收所述失火逻辑判断模块(2)发出的控制信号，并在该控制信号的控制下激活或禁用电压钳位模块(4)；

在保全点火系统的点火线的情况下，所述电压钳位模块(4)连接到点火系统中的点火线上，当所述电压钳位模块(4)被激活时，将该端的电压钳制以使点火系统中初级点火线圈的电压处于使点火系统失火的电压范围内。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动模块(5)为IGBT管，该IGBT管的栅极与失火逻辑判断模块(2)的输出端电连接，源极和漏极中的一者与电压钳位模块(4)的一端电连接，源极和漏极中的另一者接地。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电压钳位模块(4)为稳压管，该稳压管的正端与所述驱动模块(5)的源极或漏极电连接。

4.根据权利要求1所述的装置，所述使点火系统失火的电压范围为0-150V。

5.根据权利要求1所述的装置，所述驱动模块(5)通过连通或断开与电压钳位模块(4)电连接的支路而激活或禁用电压钳位模块(4)。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括点火信号采集模块(3)，该点火信号采集模块(3)与失火逻辑判断模块(2)电连接，该点火信号采集模块(3)具有用于连接到点火系统的点火线的采集端，用于采集点火信号并将所采集的点火信号转化为失火逻辑判断模块(2)可接收的信号后再将该转化后的点火信号输出到失火逻辑判断模块(2)。

7.一种失火发生方法，该方法包括以下步骤：

设定失火参数，所述参数至少包括失火率；

采集点火信号；

根据所采集的点火信号和失火率判断是否需要制造失火，并根据判断结果，决定是否需要对初级点火线圈的电压进行钳制，

其中，所述方法还包括电压钳位步骤，该步骤包括：

当判断结果为需要制造失火时，在保全点火系统的点火线的情况下，将输送到初级点火线圈的电压钳制在使次级点火线圈上的感应电压不足以击穿火花塞的电压范围内；

当判断结果为不需要制造失火时，不对输送到初级点火线圈的电压进行钳制。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述不足以击穿火花塞的电压范围为0-150伏。

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