CN102477927A - 汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路，包括2个共同开关、2a个端口开关、a-1个采集开关和a个采样电阻，其中a为喷油器所具有的回路数量。2个共同开关为串联的一个单极双位开关和一个单极单位开关。在a路喷油器回路的2a个端口处都串联一个端口开关；这2a个端口开关均为单极双位开关。每路喷油器回路中都串联一个采样电阻，采集a路采样电流。所述a-1个采集开关均为单极双位开关，这a-1个采集开关相互之间级联，并连接a路采样电流。本发明结构简单，控制方便，在使用最少数量开关的前提下实现了对发动机喷油器所有可能出现的故障状态进行模拟、以及对所有喷油器回路的驱动电流进行采集。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机的测试和诊断装置。
背景技术
汽车发动机实际运行过程中，发动机喷油器端口可能出现以下几种故障：开路、对电源短路、对地短路、高低边短路。在汽车发动机ECU(电子控制单元)的研发过程中，经常需要模拟此类故障，并实时采集喷油器的驱动电流。
现有的汽车发动机喷油器故障模拟一般采用手动方式进行，在喷油器端口处增加导线，手动模拟各种故障状态，费时、费力，并且无法在ECU的长期运行中自动模拟。
现有的喷油器驱动电流采集一般采用电流钳，用示波器观察电流波形，该方法需要通过手动切换需要观察的喷油器回路，且电流钳和示波器成本较高，不方便移动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路，可以自动地模拟喷油器的各种故障状态，并可方便地采集各个喷油器回路的驱动电流。
为解决上述技术问题，本发明汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路包括2个共同开关、2a个端口开关、a-1个采集开关和a个采样电阻，其中a为喷油器所具有的回路数量；
所述2个共同开关为串联的一个单极双位开关和一个单极单位开关，其中单极双位的共同开关的一个静触点连接电源，另一个静触点接地；
每路喷油器回路都具有高、低两个端口，在a路喷油器回路的2a个端口处都串联一个端口开关；这2a个端口开关均为单极双位开关，且均为一个静触点连接喷油器负载，另一个静触点连接单极单位的共同开关；
每路喷油器回路中都串联一个采样电阻，采集这a个采样电阻两端电压并除以采样电阻的阻值后得到a路采样电流；
所述a-1个采集开关均为单极双位开关，第一采集开关的动触点连接到第二采集开关的一个静触点、第二采集开关的动触点连接到第三采集开关的一个静触点、……、第a-2采集开关的动触点连接到第a-1采集开关的一个静触点；第一采集开关的两个静触点、以及其余采集开关的各一个静触点分别连接a路采样电流。
本发明汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路的结构简单，控制方便，在使用最少数量开关的前提下实现了对发动机喷油器所有可能出现的故障状态进行模拟、以及对所有喷油器回路的驱动电流进行采集。
附图说明
图1是本发明汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路的一个实施例的电路结构示意图；
图2是单极双位开关的示意图；
图3是单极单位开关的示意图。
图中附图标记说明：
Rc1、Rc2分别为共同开关一、共同开关二；Rp1～Rp8分别为端口开关一至端口开关八；Rg1～Rg3分别为采集开关一至采集开关三；R1～R4分别为采样电阻一至采样电阻四。
具体实施方式
请参阅图1，这是本发明汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路的一个实施例，该实施例中喷油器具有4路回路。所述故障模拟和驱动电流采集电路包括2个共同开关Rc1、Rc2；8个端口开关Rp1～Rp8；3个采集开关Rg1～Rg3；以及4个采样电阻R1～R4。
其中，2个共同开关为串联的一个单极双位开关Rc1和一个单极单位开关Rc2，其中单极双位的共同开关Rc1的一个静触点连接电源，另一个静触点接地。
单极双位开关如图2所示，包括一个动触点a和两个静触点b、c。在不通电时，动触点a和静触点c断开，但和静触点b闭合。在通电时，动触点a和静触点b断开，但和静触点c闭合。
单极单位开关如图3所示，包括一个动触点a和一个静触点b。在不通电时，动触点a和静触点b断开(或闭合)。在通电时，动触点a和静触点b闭合(或断开)。
汽车发动机喷油器的每路回路都具有高、低两个端口，图1中喷油器有4路回路，因此有8个端口。在每个端口处都串联一个端口开关，就总共有8个端口开关Rp1～Rp8。这8个端口开关Rp1～Rp8均为单极双位开关，且均为一个静触点连接喷油器负载，另一个静触点连接单极单位的共同开关Rc2。
在每路喷油器回路中都串联一个采样电阻，就总共有4个采样电阻R1～R4。将这4个采样电阻R1～R4两端的电压分别除以这4个采样电阻R1～R4的阻值就分别得到了4个采样电流。所述采样电阻R1～R4例如为10mΩ。
其中，所述3个采集开关Rg1～Rg3均为单极双位开关，第一采集开关Rg1的动触点连接到第二采集开关Rg2的一个静触点、第二采集开关Rg2的动触点连接到第三采集开关Rg3的一个静触点。第一采集开关Rg1剩下两个静触点未连接，其余采集开关各有一个静触点未连接，总共4个未连接的静触点正好分别连接a路采样电流。在4个采样电阻R1～R4两端到各个采集开关Rg1～Rg3的静触点之间还可以具有信号放大电路(未图示)。第三采集开关Rg3(最上层的采集开关)的动触点连接到上位机，用于将采样电流送入上位机作进一步分析处理。
图1所示为具有四路回路的喷油器，对于具有六路路、八路回路的喷油器，共同开关仍为2个，端口开关的数量为2a，采集开关的数量为a-1，采集开关之间仍采用与图1类似的级联方式。其中a为喷油器的回路数量。
本发明所述电路中总共有3a+1个开关，其中包括3a个单极双位开关和一个单极单位开关。显然，单极双位开关可以采用转换型继电器来实现，单极单位开关可以采用常开型或常闭型继电器来实现。
本发明所述电路中，喷油器每路回路中的两个端口开关可以用来模拟该路回路的开路、高低边短路两种故障。喷油器每路回路中的两个端口开关与两个共同开关相结合，可以用来模拟该路回路的每个端口对电源短路、对地短路总共四种故障。
下面以图1中的喷油器回路一为例，介绍本发明所述电路实现喷油器故障模拟的过程，其余喷油器回路的故障模拟与之类似。假设各开关均为继电器，图1所示为各继电器未通电时的状态。
1、模拟喷油器回路一开路：端口开关一Rp1或端口开关二Rp2中任何一个通电，其余开关不通电；
2、模拟喷油器回路一高低边短路：端口开关一Rp1和端口开关二Rp2同时通电，其余开关不通电；
3、模拟喷油器回路一的高端口(高边)对电源短路：共同开关一Rc1、共同开关二Rc2和端口开关二Rp2同时通电，其余开关不通电；
4、模拟喷油器回路一的高端口对地短路：共同开关二Rc2和端口开关二Rp2同时通电，其余开关不通电；
5、模拟喷油器回路一的低端口(低边)对电源短路：共同开关一Rc1、共同开关二Rc2和端口开关一Rp1同时通电，其余开关不通电；
6、模拟喷油器回路一的低端口对地短路：共同开关二Rc2和端口开关一Rp1同时通电，其余开关不通电。
本发明所述电路中，各个采集开关相结合，可以用来采集任何喷油器回路的驱动电流。需要采集某个喷油器回路的驱动电流时，与该喷油器回路相连的采集开关直至最上层采集开关的动触点的一条(且仅为一条)通路开启，其余采集开关的其余通路全部关闭。
下面以图1为例，介绍本发明所述电路实现喷油器驱动电流采集的过程。假设各开关均为继电器，图1所示为各继电器未通电时的状态。
1、采集喷油器回路一的驱动电流时，采集开关Rg1～Rg3均不通电；
2、采集喷油器回路二的驱动电流时，采集开关Rg1通电，采集开关Rg2～Rg3不通电；
3、采集喷油器回路三的驱动电流时，采集开关Rg2通电，采集开关Rg1、Rg3不通电；
4、采集喷油器回路四的驱动电流时，采集开关Rg3通电，采集开关Rg1、Rg2不通电。
需要注意的是，本发明所述电路在同一时刻只能模拟喷油器的一路回路的一种故障状态。在同一时刻也只能采集喷油器的一路回路的驱动电流。例如，上位机采用分时复用的方法采集喷油器各个回路的驱动电流，
本发明汽车发动机喷油器故障模拟及驱动电流采集电路，可以模拟发动机喷油器各端口的各种故障模式，还可对喷油器各回路的驱动电流进行采集，满足ECU对喷油电路的调试需求。
Claims (4)
1.一种汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路，其特征是，包括2个共同开关、2a个端口开关、a-1个采集开关和a个采样电阻，其中a为喷油器所具有的回路数量；
所述2个共同开关为串联的一个单极双位开关和一个单极单位开关，其中单极双位的共同开关的一个静触点连接电源，另一个静触点接地；
每路喷油器回路都具有高、低两个端口，在a路喷油器回路的2a个端口处都串联一个端口开关；这2a个端口开关均为单极双位开关，且均为一个静触点连接喷油器负载，另一个静触点连接单极单位的共同开关；
每路喷油器回路中都串联一个采样电阻，采集这a个采样电阻两端电压并除以采样电阻的阻值后得到a路采样电流；
所述a-1个采集开关均为单极双位开关，第一采集开关的动触点连接到第二采集开关的一个静触点、第二采集开关的动触点连接到第三采集开关的一个静触点、……、第a-2采集开关的动触点连接到第a-1采集开关的一个静触点；第一采集开关的两个静触点、以及其余采集开关的各一个静触点分别连接a路采样电流。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路，其特征是，所述单极双位开关采用转换型继电器实现，所述单极单位开关采用常开型继电器或常闭型继电器实现。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路，其特征是，喷油器每路回路中的两个端口开关用来模拟该路回路的开路、高低边短路的故障，喷油器每路回路中的两个端口开关与两个共同开关相结合用来模拟该路回路的每个端口对电源短路、对地短路的故障。
4.根据权利要求1所述的汽车发动机喷油器故障模拟和驱动电流采集电路，其特征是，当采集某个喷油器回路的驱动电流时，与该喷油器回路相连的采集开关直至最上层采集开关的动触点的一条通路开启，其余采集开关的其余通路全部关闭。
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