CN111502798B - 基于导电回路机理的管路断开检测系统及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于导电回路机理的管路断开检测系统及汽车。所述基于导电回路机理的管路断开检测系统用于检测曲轴箱通风管路系统是否断开。所述管路断开检测系统包括断开检测线路，所述断开检测线路的两端分别与ECU单元的电源端和接地端相连；所述断开检测线路上设有用于诊断所述断开检测线路是否发生短路的电阻单元。所述汽车包括曲轴箱通风管路系统，所述曲轴箱通风管路系统配有所述基于导电回路机理的管路断开检测系统。本发明能够提高对曲轴箱通风管路系统断开检测的准确性。

Description

基于导电回路机理的管路断开检测系统及汽车
本申请是申请日为2017年09月07日、申请号为201710801651.4、发明创造的名称为“基于导电回路机理的管路断开检测系统”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及汽车管路检测领域，具体涉及到一种基于导电回路机理的管路断开检测系统及汽车。
背景技术
发动机工作时，由于燃烧室内产生的高压，活塞环存在间隙或当活塞环失去一定的密封作用等原因，燃烧室内的废气、未燃净油气、碳烟颗粒及水蒸气等会通过活塞与缸壁间隙串到曲轴箱。
目前发动机大多采用闭式曲轴箱通风系统，主要是为了避免燃油成分挥发到空气中，导致整车蒸发排放超标，而为了抑制曲轴箱内压力的升高，需要间断性的将曲轴箱内的气体抽出，目前主流方案是从空气滤清器干净侧或进气歧管连接管子到发动机缸盖罩或油气分离器，通过负压来抽气，将这段管子称为“曲轴箱通风管路”。
发动机工作过程中的振动、高低温变化、长久使用所导致的材料耐久问题、以及车辆维修保养时都会影响到曲轴箱通风管路的完整性(比如管子断开、接头脱落、接头拔出)，为了确保在管道断开时能够实现在线诊断，需要管子在断开时发出能够让发动机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)系统识别的信号来进行诊断。
曲轴箱通风管路包含有多段结构，比如主管道、两端的接头，或者其他形式的连接结构，在线诊断需要判断主管道是否断开，两端的接头是否拔出或脱落。目前现有方案中在主管路上设置有导电线(断开检测线路)，通过检测导电线是否形成回路来检测曲轴箱通风管路是否断开。
但是，目前用于管道断开在线诊断的、基于导电回路机理的管路断开检测系统，其检测的准确性有待提高。
发明内容
发明人(们)发现，在一些情况下，比如，断开检测线路发生短路(如对地短路或对电源短路)时，即便出现管路断开导致断开检测线路异常断开的情形，目前的基于导电回路机理的管路断开检测系统也无法准确诊断出。
基于此，本发明提供了一种基于导电回路机理的管路断开检测系统及汽车，用于检测曲轴箱通风管路系统是否断开，同时还针对断开检测线路所可能发生的短路现象做出了针对性的设计，使得本发明能够行之有效的监测曲轴箱通风管路系统是否有脱落现象。具体方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于导电回路机理的管路断开检测系统，用于检测曲轴箱通风管路系统是否断开，所述管路断开检测系统包括断开检测线路，所述断开检测线路的两端分别与ECU单元的电源端和接地端相连；所述断开检测线路上设有用于诊断所述断开检测线路是否发生短路的电阻单元。
在一个实施例中，所述曲轴箱通风管路系统包括主管路，所述主管路上接有与发动机曲轴箱或进气系统相连的公接头，所述主管路的端部设有连接端子；
所述断开检测线路设有导电开关，所述导电开关位于所述连接端子内部，或者位于所述公接头与所述连接端子的衔接处；所述公接头与所述连接端子衔接时所述导电开关导通，从而使所述断开检测线路与所述ECU单元形成回路。
在一个实施例中，所述连接端子为快插母接头，所述导电开关设置在所述快插母接头内；将所述公接头插在所述连接端子中，所述公接头触发所述连接端子内部的导电开关导通。
在一个实施例中，所述主管路通过卡箍紧固在所述公接头上，所述连接端子上设有电路插头，所述公接头设有公接头锁环，所述公接头锁环内设有导电结构；
将所述主管路套在所述公接头上的同时，所述电路插头插入所述公接头锁环内，所述公接头锁环的导电结构使所述导电开关导通，从而所述断开检测线路与所述ECU单元形成回路。
在一个实施例中，所述断开检测线路固定在所述主管路上。
在一个实施例中，所述断开检测线路附着在所述主管路的表面，在所述主管路和所述断开检测线路的外面覆盖有绝缘保护层；
或者，所述断开检测线路埋设在所述主管路的材料中，并在所述主管路的端部引出。
在一个实施例中，所述ECU单元设有上位电阻，所述上位电阻位于所述电源端与所述电阻单元之间，以辅助所述断开检测线路实现对地短路的诊断。
在一个实施例中，所述上位电阻包括单个电阻或多个电阻；所述多个电阻串联连接或并联连接。
在一个实施例中，所述ECU单元设有下位电阻，所述下位电阻位于所述接地端与所述电阻单元之间，以辅助所述断开检测线路实现对电源短路的诊断。
在一个实施例中，所述下位电阻包括单个电阻或多个电阻；所述多个电阻串联连接或并联连接。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种汽车，所述汽车包括曲轴箱通风管路系统，所述曲轴箱通风管路系统配有上述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，所述曲轴箱通风管路系统包括主管路，所述主管路与发动机曲轴箱或进气系统相连，所述管路断开检测系统的断开检测线路固定在所述主管路上。
与现有技术相比，本实施方案具有以下优点：
1、断开检测线路的结构更简洁，其正极开始于ECU单元的电源端，负极结束于ECU单元的接地端，因此整个断开检测线路不需要在发动机周边找金属接地；
2、断开检测线路中包含电阻单元，可诊断断开检测线路发生短路的情况，提高对曲轴箱通风管路系统断开的检测的准确性；
3、断开检测线路与ECU单元形成封闭回路，没有暴露在外的电线端，整个回路不受环境影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-2为本发明在两种不同的连接端子情况下的主管路和断开诊断线路的示意图；
图3为本发明的诊断原理图，包含有多于两个连接端子，并且在ECU单元设有上位电阻的情况；
图4为本发明的诊断原理图，包含有一个连接端子，并且在ECU单元设有上位电阻的情况；
图5为本发明在ECU单元设有下位电阻的示意图；
图6为本发明在设有上位电阻情况下对地短路的示意图；
图7为本发明在ECU单元设有上位电阻时在三种情况下电压与时间的关系图；
图8为本发明在设有下位电阻情况下对电源短路的示意图；
图9为本发明在ECU单元设有下位电阻时在三种情况下电压与时间的关系图。
具体实施例
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明在曲轴箱通风管路上设计了一种可以形成电流回路的断开检测线路，用于监测曲轴箱通风管路系统(包括主管路及其连接的其他管路，作为可选项，其他管路通过公接头与主管路连通)有没有产生脱落现象。其中，断开检测线路中包含电阻单元和导电开关，将其他管路配置在主管路上后，断开检测线路上的导电开关随之导通，从而断开检测线路形成回路：导电回路中的电流依次通过ECU单元的电源端、导电开关(可以为多个)再回到ECU单元的接地端。在曲轴箱通风管路系统安装完好的情况下，电路导通，如果其他管路从主管路上脱落，或者主管路中间完全断开，导电回路随之断开，ECU单元能够迅速检测出故障。此外，我们在检测回路中设置有电阻单元，主要针对断开检测线路中连接ECU单元的线束发生对电源短路或对地短路的情况进行诊断，进一步提高对曲轴箱通风管路系统断开检测的精准性。
具体方案如下：
一种基于导电回路机理的管路断开检测系统，可用于检测曲轴箱通风管路系统是否断开，曲轴箱通风管路系统包括主管路1，主管路1上接有与发动机曲轴箱或进气系统相连的公接头，主管路上配置有连接端子；
管路断开检测系统包括固定在主管路1上以及至少一个连接端子上的断开检测线路，连接端子配置在主管路1上，在断开检测线路设有导电开关，导电开关位于连接端子内部或公接头与连接端子的衔接处，在连接端子中插入公接头或者将公接头上的公接头锁环插入连接端子，可导通导电开关。
断开检测线路的两端分别与ECU单元的电源端和接地端相连，且断开检测线路上设有与ECU单元的电源端相连的电阻单元，用于断开检测线路发生对电源短路或对地短路的情况实现诊断。
在本发明一可选的实施例中，连接端子为快插母接头，快插母接头上设有导电开关，将公接头插在连接端子中，藉由公接头触发连接端子内部的导电开关导通。如图1所示，连接端子6具有快接母接头，快接母接头的一端配置在主管路1上，快插公接头3可插入快接母接头的另一端，将快插公接头3插入连接端子6后，快插公接头3能够将导电开关2连通，实现断开检测线路10的导通。现有方案中汽车设有的断开检测线路采用导电线时，气路两端的接头和导电线两端的接头是分离的，在安装时需要先连接好曲轴箱通风管路，再连接导电线接头来实现断开检测线路的导通，安装繁琐。本发明提供的方案中，导电开关设置在快插母接头上，将快插公接头3插入快接母接头后，可使主管路与其他管路连接，同时也使断开检测线路导通，与现有的方案相比，本发明提供的方案，安装更加简单，便于操作。
在本发明一可选的实施例中，如图2所示，主管路1末端为软管并可采用卡箍11紧固在公接头8上，主管路1上的连接端子9上设有电路插头，公接头8上的公接头锁环5内设有导电结构。将主管路1套在公接头8上的同时，连接端子9上的电路插头顺势插入公接头8上的公接头锁环5内，藉由公接头锁环的导电结构使导电开关导通，从而实现断开检测线路的导通。
在另一可选的实施例中，电阻单元用于实现除电路导通和断开诊断之外的异常情况诊断，异常情况为断开检测线路10的线束发生对电源短路或对地短路的情况。
在实际的应用中，我们可以在主管路1一端的连接端子设有导电开关，也可以在主管路1两端的连接端子均设置有导电开关，两端的连接端子的导电开关均导通时，断开检测线路与ECU单元形成回路。此外，如果主管路1上可以配置有三个或以上的连接端子，本发明同样适用，通过增设相应的导电开关数量来保证断开检测线路与ECU单元形成回路。
在本发明一可选的实施例中，参照图3，当ECU单元中采用上位电阻时，断开检测线路10上的电阻单元R_pcv使ECU单元能够分辨正常工作情况和断开检测线路10的正极(即断开检测线路10中与ECU单元的电源端连接的一端)对地短路这一异常情况，上位电阻为ECU单元内部位于ECU单元电源端和电阻单元R_pcv之间的单个或多个电阻R_ecu。其中，在采用多个电阻作为上位电阻时，上位电阻所包含的多个电阻采用串联的方式连接或采用并联的方式连接均可。
在本发明一可选的实施例中，参照图5，当ECU单元中采用下位电阻时，断开检测线路10上的电阻单元R_pcv’使ECU单元分辨正常工作情况和断开检测线路10的负极(即断开检测线路10中与ECU单元的接地端连接的一端)对电源短路这一异常情况，下位电阻为ECU单元内部位于ECU单元的接地端和电阻单元R_pcv之间的单个或多个电阻R_ecu’。其中，在采用多个电阻作为下位电阻时，下位电阻所包含的多个电阻采用串联的方式连接或采用并联的方式连接均可。
在本发明一可选的实施例中，断开检测线路10附着在主管路1的表面，在主管路1和断开检测线路10外面覆盖有绝缘保护层；或者断开检测线路10埋设在主管路1的材料中，并在主管路的端部引出，使得断开检测线路10的金属部分不外露。断开检测线路10的导电线通过集束带4捆绑在一起后连接到ECU单元。
在将曲轴箱通风管路系统的各个连接端子与主管路1接在一起后，藉由公接头的插入来导通各导电开关，使断开检测线路10与ECU单元形成回路。当公接头3从主管路1上脱落后，由于导电开关缺乏使其导通的触发机构，导致断开检测线路发生断路，从而被ECU单元检测到。
在将曲轴箱通风管路系统的各个连接端子与主管路1接在一起后，藉由公接头的插入，连接端子9上的电路插头插入公接头锁环5内，导通各导电开关，使断开检测线路10形成回路。当公接头8从主管路1上脱落或主管路1从公接头8上拔出后，连接端子9上的电路插头与公接头锁环脱开，导致断开检测线路发生断路，从而被ECU单元检测到。
目前一些技术方案中诊断系统采用导电线来诊断曲轴箱通风管路系统的断开。随着使用时间的增长，导电线外部的塑料皮可能会产生磨损，使得内部的金属导线与其他零件接触，这对诊断造成了一些不利影响。本发明提供的管路断开检测系统可提高诊断的精确性。下面将进行具体介绍。
实施例一
随着使用时间的增长，断开检测线路10中连接ECU单元的线路表面的绝缘层被腐蚀或磨损，导致与其他汽车金属零件接触，有可能产生断开检测线路10的正极产生接地(即断开检测线路10中与ECU单元的电源端连接的到电线接地)的情况，我们称之为对地短路。如果ECU单元内部采用上位电阻架构，如图3和4所示当断开检测线路中与ECU单元的电源端连接的导电线对地短路的时候，如图6所示，ECU单元检测到断开检测线路电压U_pcv接近0V。如果检测线路10中无电阻R_pcv，断开检测线路10内部的导电线电阻几乎为零(可视为R_pcv≈0)，则U_pcv电压接近0V；所以在发生正极对地短路的情况下，即使断开检测线路10异常断开，也无法准确诊断出故障。
考虑到上述情况的发生，本发明在断开检测线路10中设置电阻R_pcv，在正常工作状态下，断开检测线路电压U_pcv＝U*R_pcv/(R_ecu+R_pcv)，其中ECU单元的输入电压为U。由于R_pcv自身具有一定的阻值，断开检测线路10正常工作状态下U_pcv不会为0，而是具有一定的幅值，当断开检测线路10发生对地短路的情况，U_pcv＝0，当断开检测线路10发生断开，U_pcv＝U，如图7所示，从而保证了诊断的精准性。
实施例二
随着使用时间的增长，断开检测检测线路10表面的绝缘层被腐蚀或磨损，有可能产生断开检测线路10的负极与电源相连(即断开检测线路10中与ECU单元的接地端连接的导电线与电源相连)的情况，我们称之为对电源短路。如果ECU单元内部采用下位电阻架构，如图5所示，当断开检测线路10的负极的导电线对电源短路的时候，如图8所示，ECU单元检测到断开检测线路电压U_pcv’＝U(ECU单元的输入电压假设为U)；如果检测线路10中无电阻R_pcv’，断开检测线路10内部的导电线电阻几乎为零(R_pcv’≈0V)可视为，则U_pcv’电压接近U，所以在发生负极对电源短路的情况下，即使断开检测线路10异常断开，也无法准确诊断出故障。
考虑到上述情况的发生，本发明在断开检测线路10中设置电阻R_pcv’，正常工作状态下，断开检测线路与ECU单元的接地端连接处的电压U_pcv’＝U*R_ecu’/(R_ecu’+R_pcv’)。由于R_pcv’具有一定的阻值，正常工作状态下U_pcv’不会为U，而是处于U和0V之间，当断开检测线路10发生对电源短路的情况，U_pcv’＝U，当断开检测线路10发生断开，U_pcv’≈0V，如图9所示，从而保证了诊断的精准性。
与现有技术相比，本实施方案具有以下优点：
1、断开检测线路的结构更简洁，其正极开始于ECU单元的电源输入端，负极结束于ECU单元的接地端，因此整个断开检测线路不需要在发动机周边找金属接地；
2、断开检测线路中包含电阻单元，在ECU单元的内部架构为上位电阻的情况，可以区分曲轴箱通风管路系统正常工作的情况、曲轴箱通风管路系统发生断开的情况、和断开检测线路的正极发生对地短路的情况；在ECU单元的内部架构为下位电阻的情况，可以区分曲轴箱通风管路系统正常工作的情况、曲轴箱通风管路系统发生断开的情况、和断开检测线路的负极对电源短路现象；
3、断开检测线路与ECU单元形成封闭回路，没有暴露在外的电线端，整个回路不受环境影响。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种基于导电回路机理的管路断开检测系统，用于检测曲轴箱通风管路系统是否断开，其特征在于，所述管路断开检测系统包括断开检测线路，所述断开检测线路的两端分别与ECU单元的电源端和接地端相连；所述曲轴箱通风管路系统包括主管路及与所述主管路连接的其他管路；所述断开检测线路至少部分设置在所述主管路上；所述主管路与所述其他管路连接后，所述断开检测线路形成回路；所述断开检测线路上设有用于诊断所述断开检测线路是否发生短路的电阻单元。
2.根据权利要求1所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述主管路上接有与发动机曲轴箱或进气系统相连的公接头，所述主管路的端部设有连接端子；
所述断开检测线路设有导电开关，所述导电开关位于所述连接端子内部，或者位于所述公接头与所述连接端子的衔接处；所述公接头与所述连接端子衔接时所述导电开关导通，从而使所述断开检测线路与所述ECU单元形成回路。
3.根据权利要求2所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述连接端子为快插母接头，所述导电开关设置在所述快插母接头内；将所述公接头插在所述连接端子中，所述公接头触发所述连接端子内部的导电开关导通。
4.根据权利要求2所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述主管路通过卡箍紧固在所述公接头上，所述连接端子上设有电路插头，所述公接头设有公接头锁环，所述公接头锁环内设有导电结构；
将所述主管路套在所述公接头上的同时，所述电路插头插入所述公接头锁环内，所述公接头锁环的导电结构使所述导电开关导通，从而所述断开检测线路与所述ECU单元形成回路。
5.根据权利要求2所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述断开检测线路固定在所述主管路上。
6.根据权利要求5所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述断开检测线路附着在所述主管路的表面，在所述主管路和所述断开检测线路的外面覆盖有绝缘保护层；
或者，所述断开检测线路埋设在所述主管路的材料中，并在所述主管路的端部引出。
7.根据权利要求1所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述ECU单元设有上位电阻，所述上位电阻位于所述电源端与所述电阻单元之间，以辅助所述断开检测线路实现对地短路的诊断。
8.根据权利要求7所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述上位电阻包括单个电阻或多个电阻；所述多个电阻串联连接或并联连接。
9.根据权利要求1所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述ECU单元设有下位电阻，所述下位电阻位于所述接地端与所述电阻单元之间，以辅助所述断开检测线路实现对电源短路的诊断。
10.根据权利要求9所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，其特征在于，所述下位电阻包括单个电阻或多个电阻；所述多个电阻串联连接或并联连接。
11.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括曲轴箱通风管路系统，所述曲轴箱通风管路系统配有如权利要求1至10任一项所述的基于导电回路机理的管路断开检测系统，所述曲轴箱通风管路系统包括主管路，所述主管路与发动机曲轴箱或进气系统相连，所述管路断开检测系统的断开检测线路固定在所述主管路上。
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