CN102852693B - 一种点火线圈故障诊断系统及其诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种点火线圈故障诊断系统及其诊断方法，点火线圈故障诊断系统包括：发动机控制模块和点火线圈故障检测模块；发动机控制模块采集发动机曲轴信号，点火线圈故障检测模块根据曲轴信号计算气缸的半圈周期信息及发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障，与现有技术相比无需拆卸点火线圈，具有较高的准确性和安全性。

Description

一种点火线圈故障诊断系统及其诊断方法

技术领域

本发明涉及一种汽车诊断系统，尤其涉及一种发动机点火线圈故障诊断系统及其诊断方法。

背景技术

点火线圈作为发动机点火单元的关键零部件，对发动机是否能正常运转起着决定性的作用，一旦点火线圈输出故障，就会导致严重的失火，从而可能导致三元催化器的烧毁和发动机的损坏。

目前，对点火线圈的诊断可以通过驾驶经验判断，拆下每个点火线圈，通过测量电压的方法确定哪个点火线圈出现故障；还有的驾驶员手持点火线圈，不断的启动车辆，通过观察点火线圈对导体的放电情况来判断哪个点火线圈输出故障。第一种方法较为通用，但是这种方法不能在车辆行驶过程中进行，必须停车拆卸点火线圈进行检测，结果不一定准确，第二种方法不但不准确，而且容易造成人触电。

发明内容

为解决现有技术通过拆卸点火线圈测量电压的方法判断点火线圈是否故障的不准确性，以及观察点火线圈放电情况判断点火线圈是否存在故障的安全隐患，本发明提供一种点火线圈故障诊断系统及其诊断方法，可以准确的检测点火线圈是否发生故障，并且具有较高的安全性。

一种点火线圈故障诊断系统，所述点火线圈故障诊断系统包括：发动机控制模块和点火线圈故障检测模块，所述发动机控制模块用于采集发动机的曲轴信号并储存发动机的运转信息，并将曲轴信号和运转信息传递给所述点火线圈故障检测模块，所述点火线圈故障检测模块用于根据曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，以及根据半圈周期信息和发动机运转信息判断点火线圈的是否出现故障。

进一步地，所述发动机控制模块包括：曲轴信号采集单元和发动机信息储存单元，所述曲轴信号采集单元用于采集发动机的曲轴信号并将所述曲轴信号传递给点火线圈故障检测模块，所述发动机信息储存单元用于储存发动机的运转信息并将所述运转信息传递给点火线圈故障检测模块。

进一步地，所述点火线圈故障检测模块包括：半圈周期计算单元、半圈周期差值比较单元、结果判定单元和缸号判定单元；所述半圈周期计算单元用于接收曲轴信号，根据曲轴信号计算半圈周期并比较半圈周期的大小，以及将比较结果送入半圈周期差值比较单元；半圈周期差值比较单元用于根据比较结果对半圈周期进行差值计算和比较，并将差值比较结果送入结果判定单元，所述缸号判定单元用于接收发动机的运转信息，根据运转信息判断当前做功气缸的缸号，以及将缸号信息传递给结果判定单元，所述结果判定单元用于根据输入的差值比较结果和缸号信息判断点火线圈是否出现故障。

进一步地，所述点火线圈故障诊断系统还包括发动机故障管理模块，所述发动机故障管理模块用于接收来自结果判定单元的故障信息。

进一步地，所述发动机故障管理模块与所述结果判定单元通过串行通信总线连接。

进一步地，所述点火线圈故障诊断系统还包括与发动机的各个气缸一一对应的故障指示灯，所述故障指示灯与所述发动机故障管理模块电连接。

一种点火线圈故障诊断方法，所述点火线圈故障诊断方法包括：

步骤a、发动机控制模块采集发动机的曲轴信号并储存发动机的运转信息，并将所述曲轴信号和发动机运转信息传递给点火线圈故障检测模块；

步骤b、点火线圈故障检测模块根据所述曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，并根据半圈周期信息和发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障。

进一步地，所述发动机控制模块还包括：曲轴信号采集单元和发动机信息储存单元，所述步骤a包括：曲轴信号采集单元采集发动机曲轴信号，并将曲轴信号传递给点火线圈故障检测模块，所述发动机信息储存单元储存发动机运转信息，并将运转信息传递给点火线圈故障检测模块。

进一步地，所述点火线圈故障检测模块包括：半圈周期计算单元，半圈周期差值比较单元、结果判定单元和缸号判定单元，所述步骤b包括步骤b1：半圈周期计算单元接收来自曲轴信号采集单元的曲轴信号，根据曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，并将半圈周期进行比较，再将比较结果送入半圈周期差值比较单元，半圈周期差值比较单元根据比较结果进行差值计算和比较，将差值比较结果送入所述结果判定单元。

进一步地，所述步骤b包括与步骤b1同时进行的步骤b2：发动机信息储存单元检测发动机运转信息，将运转信息发送给缸号判定单元，缸号判定单元判定当前做功气缸的缸号，并将缸号信息传递给结果判定单元，

进一步地，所述步骤b还包括在步骤b1和步骤b2之后进行的步骤b3：所述结果判定单元根据差值比较结果和发动机当前做功缸号判断当前做功的气缸内的点火线圈是否故障。

进一步地，结果判定单元串行通信总线与发动机故障管理模块连接，所述结果判定单元将故障信息生成相应的故障码，将所述故障码输入到发动机故障管理模块，发动机故障管理模块根据故障码生成相应的指令。

进一步地，所述发动机故障管理模块与故障指示灯电连接，发动机故障管理模块发送相应的指令控制对应的故障指示灯点亮。

本发明通过曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，根据半圈周期信息和发动机运转信息判断点火线圈是否故障，具有较高的准确性，无需通过拆卸点火线圈检测电压或观察点火线圈判断点火线圈是否故障，具有较高的安全性。

附图说明

图1为本发明提供的一种点火线圈故障诊断系统示意图。

图2为本发明提供的一种点火线圈故障诊断系统优选实施例的示意图。

图3为本发明提供的一种点火线圈故障诊断方法的流程图。

图4为本发明提供的一种点火线圈故障诊断方法优选实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1所示，一种点火线圈故障诊断系统，包括：发动机控制模块10和点火线圈故障检测模块20，发动机控制模块10采集发动机曲轴信号并储存发动机运转信息，并将曲轴信号和发动机运转信息传递给点火线圈故障诊断模块20，点火线圈故障检测模块20根据曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，并根据半圈周期信息和发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障。

进一步地，如附图2所示，发动机控制模块10包括：曲轴信号采集单元101、发动机信息储存单元102，曲轴信号采集单元101采集发动机曲轴信号并将曲轴信号传递给点火线圈故障检测模块20，所述发动机信息储存单元102储存发动机运转信息并将运转信息传递给点火线圈故障检测模块。

进一步地，点火线圈故障检测模块20包括：半圈周期计算单元201、半圈周期差值比较单元202、结果判定单元203和缸号判定单元204；曲轴信号采集单元101与半圈周期计算单元201电连接，半圈周期计算单元201与半圈周期差值比较单元202电连接，半圈周期差值比较单元202与结果判定单元203电连接，发动机信息储存单元102与所述缸号判定单元204电连接，所述缸号判定单元204与结果判定单元203电连接。

半圈周期计算单元201接收曲轴信号并计算半圈周期，半圈周期差值比较单元202计算半圈周期的差值并进行比较，缸号判定单元204将当前做功气缸缸号传递给结果判定单元203，结果判定单元203根据输入的信号判断点火线圈是否出现故障。

进一步地，点火线圈故障诊断系统还包括发动机故障管理模块30，所述发动机故障管理30模块用于接收来自结果判定单元203的故障信息。

进一步地，发动机故障管理模块30与结果判定单元203通过串行通信总线连接。

进一步地，点火线圈故障诊断系统还包括故障指示灯40，故障指示灯40与发动机各个气缸的缸号一一对应，故障指示灯40与发动机故障管理模块30电连接，如果点火线圈出现故障则发动机故障管理模块驱动对应的故障指示灯点亮，提醒驾驶人员点火线圈出现故障。

如附图3所示，一种点火线圈故障诊断方法，包括：

步骤a、发动机控制模块10采集发动机的曲轴信号并储存发动机运转信息，并将曲轴信号和发动机运转信息传递给点火线圈故障检测模块20；

步骤b、点火线圈故障检测模块20根据所述曲轴信号和发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障。

具体地，发动机控制模块10包括：曲轴信号采集单元101和发动机信息储存单元102，如附图4所示，所述步骤a还包括：曲轴信号采集单元101采集发动机的曲轴信号，并将曲轴信号传递给点火线圈故障检测模块20，所述发动机信息储存单元102储存发动机的运转信息，并将运转信息传递给点火线圈故障检测模块20。

半圈周期为发动机每一个气缸点火间隔时间，一般地，四行程的发动机曲轴转720度角每个气缸依次点火一次，因此四行程发动机的点火间隔角度为720/i度，i为发动机气缸数，半圈周期为曲轴转过点火间隔角度所用的时间，这为本领域技术人员公知。

点火线圈故障检测模块20包括：半圈周期计算单元201，半圈周期差值比较单元202、结果判定单元203和缸号判定单元204，所述步骤b还包括步骤b1：半圈周期计算单元201接收曲轴信号，并根据曲轴信号和发动机气缸数计算发动机的半圈周期，并将每一个气缸的半圈周期进行比较，如果其中某个气缸的点火线圈失火，则该气缸被其他气缸带动做功，半圈周期将会长于其他气缸的半圈周期，半圈周期计算单元201将比较结果输入到半圈周期差值计算单元202。

半圈周期差值计算单元202将输入的半圈周期进行差值计算，再将差值进行比较，根据不同型号的发动机失火后半圈周期差值规律，就可以判断点火线圈故障类型，是单缸还是多缸的点火线圈故障。

进一步地，所述步骤b还包括与步骤b1同时进行的步骤b2：发动机信息储存单元102存储发动机的运转信息，并将当前发动机运转信息发送给缸号判定单元204，缸号判定单元204根据发动机运转信息确定当前做功气缸的缸号，并将缸号输入到结果判定单元203。

进一步地，步骤b还包括在步骤b1和步骤b2进行之后的步骤b3：结果判定单元根据半圈周期差值比较结果和发动机当前做功缸号判断当前做功的气缸内的点火线圈是否故障。

结果判定单元203将故障信息生成相应的故障码，并通过串行通信总线输入到发动机管理模块30，发动机管理模块30根据故障码生成相应的指令控制对应的故障指示灯40点亮，提醒驾驶人员哪一个气缸的点火线圈发生故障。

下面以三缸发动机为例，对本实施例作进一步详细说明。

曲轴信号采集单元101采集发动机的曲轴信号，并将曲轴信号传递给半圈周期计算模块201。

三缸发动机的点火间隔角度为240度，半圈周期为曲轴每转过240度所用的时间，半圈周期计算模块201根据曲轴信号计算出三缸发动机的1缸、2缸、3缸点火线圈正常工作下的半圈周期为T1、T2、T3。

半圈周期计算单元201对T1、T2、T3进行比较，以单缸失火为例，如果1缸失火，那么T1会变大，半圈周期计算单元201比较T1、T2、T3的大小，满足T1>T2且T1>T3，半圈周期计算单元201将比较结果输入到半圈周期差值计算单元202，半圈周期差值计算单元202将T1、T2、T3进行差值计算，满足｜T2-T1｜>1.5*｜T3-T2｜,并将差值比较结果输入到结果判定单元203；缸号判定单元204根据发动机运转信息判定当前做功气缸的缸号，并将当前做功气缸的缸号输入到结果判定单元203，结果判定单元203根据差值比较结果和当前气缸做功信息判断点火线圈是否故障，如果每次轮到1缸做功都满足T1>T2、T1>T3且｜T2-T1｜>1.5*｜T3-T2｜，则判定1缸的点火线圈出现故障。

同理也可以判断2缸或者3缸点火线圈是否故障。

出现多缸失火的情况：以3缸发动机为例，最多失火缸数为2。

如果1缸和2缸失火，那么T1和T2都会增大，半圈周期计算单元201比较T1、T2、T3的大小，满足T2>T1>T3，半圈周期计算单元201将比较结果输入到半圈周期差值计算单元202，半圈周期差值计算单元202将T1、T2、T3进行差值计算，满足2*｜T3-T2｜>｜T2-T1｜>｜T3-T2｜, 并将差值比较结果输入到结果判定单元203；缸号判定单元204 将当前做功的气缸缸号输入到结果判定单元203，结果判定单元203根据差值比较结果和当前气缸做功信息判断点火线圈是否故障，如果每次轮到2缸做功都满足T2>T1>T3且2*｜T3-T2｜>｜T2-T1｜>｜T3-T2｜，就能判定2缸和它的上一缸（1缸）的点火线圈出现故障。

同理也可以判定2缸和3缸、3缸和1缸点火线圈是否故障。

当点火线圈出现故障，结果判定单元203将故障信息生成相应的故障码，将所述故障码输入到发动机故障管理模块30，发动机故障管理模块30根据故障码生成相应的指令。发动机故障管理模块30驱动对应的故障指示灯40点亮，提醒驾驶人员哪一个气缸的点火线圈出现故障。

在发动机气缸不失火的情况下，其半圈周期的差值不满足以上规律，这保证了不会误诊失火。

以上只是以3缸发动机为例，其半圈周期关系也只适用于3缸发动机，对于其他类型的发动机失火后每个缸的半圈周期特性需要厂商提供或者通过实验标定出来，虽然每一款发动机的特性不同，但是失火后每个缸的半圈周期会存在一个相对可靠的数值关系，根据这一数值关系就能够判定点火线圈是否故障。

通过以上实施例，利用半圈周期差值规律判断点火线圈是否故障，具有较高的准确性，无需拆卸点火线圈检测电压和观察点火线圈，具有较高的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1. 一种点火线圈故障诊断系统，其特征在于，所述点火线圈故障诊断系统包括：发动机控制模块和点火线圈故障检测模块，所述发动机控制模块用于采集发动机的曲轴信号并储存发动机的运转信息，并将曲轴信号和运转信息传递给所述点火线圈故障检测模块，所述点火线圈故障检测模块用于根据曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，以及根据半圈周期信息和发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障，所述点火线圈故障检测模块包括：半圈周期计算单元、半圈周期差值比较单元、结果判定单元和缸号判定单元；所述半圈周期计算单元用于接收曲轴信号，根据曲轴信号计算半圈周期并比较半圈周期的大小，以及将比较结果送入半圈周期差值比较单元；半圈周期差值比较单元用于根据比较结果对半圈周期进行差值计算和比较，并将差值比较结果送入结果判定单元，所述缸号判定单元用于接收发动机的运转信息，根据运转信息判断当前做功气缸的缸号，以及将缸号信息传递给结果判定单元，所述结果判定单元用于根据输入的差值比较结果和缸号信息判断点火线圈是否出现故障。

2.根据权利要求1所述的点火线圈故障诊断系统，其特征在于，所述发动机控制模块包括：曲轴信号采集单元和发动机信息储存单元，所述曲轴信号采集单元用于采集发动机的曲轴信号并将所述曲轴信号传递给点火线圈故障检测模块，所述发动机信息储存单元用于储存发动机的运转信息并将所述运转信息传递给点火线圈故障检测模块。

3.根据权利要求2所述的点火线圈故障诊断系统，其特征在于，所述点火线圈故障诊断系统还包括发动机故障管理模块，所述发动机故障管理模块用于接收来自结果判定单元的故障信息。

4.根据权利要求3所述的点火线圈故障诊断系统，其特征在于，所述发动机故障管理模块与所述结果判定单元通过串行通信总线连接。

5.根据权利要求3所述的点火线圈故障诊断系统，其特征在于，所述点火线圈故障诊断系统还包括与发动机的各个气缸一一对应的故障指示灯，所述故障指示灯与所述发动机故障管理模块电连接。

6.一种点火线圈故障诊断方法，其特征在于，所述点火线圈故障诊断方法包括：

步骤a、发动机控制模块采集发动机的曲轴信号并储存发动机的运转信息，并将所述曲轴信号和发动机运转信息传递给点火线圈故障检测模块；

步骤b、点火线圈故障检测模块根据所述曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，并根据半圈周期信息和发动机运转信息判断点火线圈是否出现故障，

所述点火线圈故障检测模块包括：半圈周期计算单元，半圈周期差值比较单元、结果判定单元和缸号判定单元，所述步骤b包括步骤b1：半圈周期计算单元接收曲轴信号，根据曲轴信号计算发动机气缸的半圈周期，并将半圈周期进行比较，再将比较结果送入半圈周期差值比较单元，半圈周期差值比较单元根据比较结果进行差值计算和比较，将差值比较结果送入所述结果判定单元。

7.根据权利要求6所述的点火线圈故障诊断方法，其特征在于，所述发动机控制模块包括：曲轴信号采集单元和发动机信息储存单元，所述步骤a包括：曲轴信号采集单元采集发动机的曲轴信号，并将曲轴信号传递给点火线圈故障检测模块，所述发动机信息储存单元储存发动机的运转信息，并将运转信息传递给点火线圈故障检测模块。

8.根据权利要求7所述的点火线圈故障诊断方法，其特征在于，所述步骤b还包括与步骤b1同时进行的步骤b2：发动机信息储存单元检测发动机运转信息，将运转信息发送给缸号判定单元，缸号判定单元判定当前做功气缸的缸号，并将缸号信息传递给结果判定单元。

9.根据权利要求8所述的点火线圈故障诊断方法，其特征在于，所述步骤b还包括在步骤b1和步骤b2之后进行的步骤b3：结果判定单元根据差值比较结果和当前做功气缸的缸号判断当前做功的气缸内的点火线圈是否出现故障。

10.根据权利要求9所述的点火线圈故障诊断方法，其特征在于，结果判定单元通过串行通信总线与发动机故障管理模块连接，所述结果判定单元将故障信息生成相应的故障码，并将所述故障码输入到发动机故障管理模块，发动机故障管理模块根据故障码生成相应的指令。

11.根据权利要求10所述的点火线圈故障诊断方法，其特征在于，所述发动机故障管理模块与故障指示灯电连接，发动机故障管理模块发送相应的指令控制对应的故障指示灯点亮。