CN220452035U - 一种发动机故障诊断报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机预警技术领域，具体为一种发动机故障诊断报警系统，包括：ECU、开关部件、传感器部件、执行器部件和故障指示灯；开关部件、传感器部件、执行器部件和故障指示灯均与ECU电连接；传感器部件设置在发动机系统中，用于采集发动机系统中的发动机信息，并发送给ECU；ECU，用于根据发动机信息，控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭；还用于监测开关部件的启闭情况，并根据启闭情况，控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭。本方案能进行故障监测，并对不同故障进行指示，以辅助维修，提高维修效率，降低安全风险。

Description

一种发动机故障诊断报警系统

技术领域

本实用新型涉及发动机预警技术领域，具体为一种发动机故障诊断报警系统。

背景技术

发动机系统(以下简称发动机)作为一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，在众多领域有着广泛的应用，例如：机动车、航空航天、航海器等；

发动机中器件众多，包括：控制面板、节气门体、发动机箱体油底壳、发动机缸头盖、消声器、曲轴飞轮端箱体、油泵、油箱、发动机箱体等；其作为整个系统的动力源，各个器件及其整体的安全运行对整个机器系统安全运行至关重要，因此为了保障发动机安全运行需要对发动机的故障进行及时诊断和预警，但是现有的化油器发动机，并没有设置故障指示，当发动机出现故障时，普通用户无法识别故障，发动机带故障运行，不但影响发动机使用性能及寿命，而且存在一定的安全风险；当发动机出现故障进行维修时，技术人员只能凭经验进行检查，对技术人员要求较高，问题排查费时费力，且存在将正常配件拆装后还原不到位的情况，最终影响发动机性能；现有电喷发动机，故障指示单一，只区分无故障和有故障两种状态，无法辅助技术人员进行维修，还是无法解决技术人员只能凭经验进行检查的问题。

因此现在急需一种发动机故障诊断报警系统，能进行故障监测，并对不同故障进行指示，以辅助维修，提高维修效率，降低安全风险。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种发动机故障诊断报警系统，能进行故障监测，并对不同故障进行指示，以辅助维修，提高维修效率，降低安全风险。

本实用新型提供如下基础方案：一种发动机故障诊断报警系统，包括：ECU、开关部件、传感器部件、执行器部件和故障指示灯；

开关部件、传感器部件、执行器部件和故障指示灯均与ECU电连接；

传感器部件设置在发动机系统中，用于采集发动机系统中的发动机信息，并发送给ECU；

ECU，用于根据发动机信息，控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭；

还用于监测开关部件的启闭情况，并根据启闭情况，控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭。

进一步，所述开关部件，包括：熄火开关、节能开关和调速开关中的一种或多种。

进一步，所述传感器部件，包括：大气温度传感器、进气温度传感器、大气压力传感器、进气压力传感器、TPS传感器、机油压力传感器、燃油液位传感器、缸头温度传感器、氧浓度传感器和曲轴位置传感器中的一种或多种。

进一步，所述熄火开关、节能开关和调速开关均装配在发动机系统的控制面板上。

进一步，所述进气温度传感器和进气压力传感器均集成在发动机系统的节气门体的喉口前端位置上；

所述TPS传感器集成在ECU上；

所述机油压力传感器安装在发动机系统的发动机箱体油底壳上；

所述缸头温度传感器安装在发动机系统的发动机缸头盖上；

所述氧浓度传感器安装在发动机系统的消声器上；

所述曲轴位置传感器安装在发动机系统的曲轴飞轮端箱体上；

所述燃油液位传感器集成在发动机系统的油泵上。

进一步，所述执行器部件，包括：点火线圈、油泵和喷油嘴。

进一步，所述油泵安装在发动机系统的油箱上，且油泵的泵体伸入油箱内；

所述喷油嘴装配在节气门体上，喷油嘴的喷射口位于节气门体的门板内侧；

所述点火线圈装配在发动机系统的发动机箱体背部。

进一步，所述故障指示灯装配在控制面板上。

进一步，所述ECU控制故障指示灯的颜色，包括：

ECU通过调节故障指示灯电流的大小，改变故障指示灯的颜色。

进一步，还包括：通讯接口和步进电机；

通讯接口和步进电机均与ECU电连接；

通讯接口，用于连接外部的系统，使ECU与外部的系统进行通信；

步进电机，用于调节发动机系统中的节气门体的开度。

本方案的有益效果：ECU通过各传感器部件和执行器部件实时监测发动机运行状态(发动机信息和开关部件的启闭情况)，并根据发动机信息和开关部件的启闭情况，识别出发动机是否发生故障，及其具体故障点(故障位置)和故障原因，从而控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以指示发生故障及其故障点，以及执行器部件的启闭，保障发动机系统的安全。其中对于故障点的识别因为传感器部件中包含了设置在发动机系统各个位置的传感器，监测发动机系统的各类信息(发动机信息)，ECU通过判断各发动机信息是否符合预设要求，即可判断出对应的故障点和故障原因。

1、本方案解决了用户识别发动机故障难题，通过可视化故障指示灯技术，控制故障指示灯启闭、颜色和闪烁频次，将发动机系统的故障直观的显示出来，便于用户识别发动机故障，针对不同的故障，采取不同的应对措施(继续使用、保养维护、维修等)，提高用户的使用体验感的同时，可以规避一定的安全风险。

2、本方案解决维修人员故障排查难题，通过可视化故障指示灯技术，控制故障指示灯启闭、颜色和闪烁频次，将发动机系统的故障直观的显示出来。维修人员通过观察故障指示灯显示颜色及闪烁频次，可快速定位故障点并排除故障，从而便于发动机售后维修，一定程度上降低了维修人员的技术要求，规避了维修时拆卸或更换正常配件，降低维修成本，提高维修效率。同时，本方案也可用于用户发动机系统的开发环节，便于开发人员对故障进行排查，简化了开发人员排查故障的繁琐工作，提高开发效率。

3、本方案对故障指示灯进行不同颜色和闪烁频率的设置还可以指示故障的严重程度，从而提示用户进行不同的处理，例如严重故障时，通过故障指示灯提示用户，及时停机，避免发生安全事故。

综上所述，本方案能进行故障监测，并对不同故障进行指示，以辅助维修，提高维修效率，降低安全风险。

附图说明

图1为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例的连接关系示意图；

图2为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例中ECU包括的IC1的电路图；

图3为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例中ECU包括的IC2的电路图；

图4为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例中ECU包括的IC3的电路图；

图5为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例中执行器部件的电路图；

图6为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例中传感器部件的电路图；

图7为本实用新型一种发动机故障诊断报警系统实施例中故障指示灯的脉冲示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：ECU1、开关部件2、传感器部件3、执行器部件4、故障指示灯5、熄火开关201、节能开关202、调速开关203、大气温度传感器301、进气温度传感器302、大气压力传感器303、进气压力传感器304、TPS传感器305、机油压力传感器306、燃油液位传感器307、缸头温度传感器308、氧浓度传感器309、曲轴位置传感器3010、三合一传感器3011、点火线圈401、油泵402、喷油嘴403、电源系统6、通讯接口7、步进电机8。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”、“下”、“左”或“右”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”、“下”、“左”或“右”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”、“下”、“左”或“右”。

实施例基本如附图1所示：一种发动机故障诊断报警系统，包括：ECU1、开关部件2、传感器部件3、执行器部件4和故障指示灯5；其中ECU1为电子控制单元；

开关部件2、传感器部件3、执行器部件4和故障指示灯5均与ECU1电连接；具体地，ECU1包括：IC芯片，如图2、图3和图4所示，本实施例中ECU1包括三块IC芯片：IC1、IC2和IC3，分别采用MC33814AE、STSPIN820和FS32K116LFT0VLFT；其中故障指示灯5与IC1的21号引脚连接，如图5所示；

开关部件2，包括：熄火开关201、节能开关202和调速开关203中一种或多种，本实施例中包括：熄火开关201、节能开关202和调速开关203，且熄火开关201、节能开关202和调速开关203均装配在发动机系统的控制面板上，分别用于进行点火熄火、节能模式的启闭和调速，生成对应的熄火信号、节能信号和调速信号，发送给ECU1，熄火开关201、节能开关202和调速开关203分别与IC3的18号引脚、1号引脚和21号引脚连接，如图4和图6所示；此外，故障指示灯5装配也在控制面板上，便于查看；

传感器部件3设置在发动机系统中，用于采集发动机系统中的发动机信息，并将发动机信息发送给ECU1；

具体地，传感器部件3，包括：大气温度传感器301、进气温度传感器302、大气压力传感器303、进气压力传感器304、TPS传感器305、机油压力传感器306、燃油液位传感器307、缸头温度传感器308、氧浓度传感器309和曲轴位置传感器3010中的一种或多种，本实施例中包括：进气温度传感器302、进气压力传感器304、TPS传感器305、机油压力传感器306燃油液位传感器307、缸头温度传感器308、氧浓度传感器309和曲轴位置传感器3010；

其中大气温度传感器301和进气温度传感器302设置位置相同，在实际应用中二选一，本实施例中采用的进气温度传感器302；同理大气压力传感器303和进气压力传感器304设置位置相同，在实际应用中二选一，本实施例中采用的进气压力传感器304；

具体地，各传感器部件3与IC1和IC3连接，具体连接接口如图2、图4和图6所示，且本实施例中进气温度传感器302、进气压力传感器304和TPS传感器305选用三合一传感器3011，三合一传感器3011采用RD1Y50010B；

进气温度传感器302和进气压力传感器304均集成在发动机系统的节气门体喉口前端位置上，用于采集发动机信息中的进气温度和进气压力，生成对应的温度信号和压力信号，发送给ECU1；

TPS传感器305(节气门位置传感器)集成在ECU1上，用于采集发动机信息中的节气门的开度及开度变化，生成对应的TPS信号，发送给ECU1；RD1Y50010B接入IC3的22号引脚、16号引脚和37号引脚，以分别传输温度信号、压力信号和TPS信号；机油压力传感器306安装在发动机系统的发动机箱体油底壳上，用于采集发动机信息中的机油压力，生成机油信号，发送给ECU1，机油压力传感器306与IC3的20号引脚连接；

缸头温度传感器308安装在发动机系统的发动机缸头盖上，用于采集发动机信息中的缸头温度，生成缸温信号，发送给ECU1，缸头温度传感器308与IC3的19号引脚连接；

氧浓度传感器309安装在发动机系统的消声器上，用于采集发动机信息中的氧浓度，生成氧信号，发送给ECU1，氧浓度传感器309与IC3的38号引脚连接；

曲轴位置传感器3010安装在发动机系统的曲轴飞轮端箱体上，与飞轮间隙2.0±0.5mm，用于采集发动机信息中的曲轴的位置，生成曲轴信号，发送给ECU1，曲轴位置传感器3010与IC1的8号引脚和9号引脚连接；

燃油液位传感器307集成在发动机系统的油泵402上，用于采集发动机信息中的燃油液位，生成燃油液位信号，发送给ECU1，本实施例中未设置燃油液位传感器307，若设置燃油液位传感器307，其与IC3的29号引脚连接。

执行器部件4，包括：点火线圈401、油泵402和喷油嘴403；

其中油泵402安装在发动机系统的油箱上，且油泵402的泵体伸入油箱内；油泵402可选择发动机内置或发动机外置，选用油泵402外置的安装方式，其安装位置应靠近节气门体，使连接油泵402与喷油嘴403的高压油管尽可能短。

喷油嘴403装配在节气门体上，喷油嘴403的喷射口位于门板内侧；

点火线圈401装配在发动机系统的发动机箱体背部；各执行器部件4与ECU1连接的电路如图2和图4所示，其中点火线圈401与IC1的46号引脚连接，油泵402与IC1的41号引脚连接，喷油嘴403与IC1的43号引脚连接。

ECU1，用于根据发动机信息，控制故障指示灯5的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭；

还用于监测开关部件2的启闭情况，并根据启闭情况，控制故障指示灯45的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭；

其他实施例中，ECU1还用于监测执行器部件4的运行情况，并根据运行情况，控制故障指示灯5的启闭、颜色和闪烁频次。

具体地，ECU1将接收到的发动机信息、启闭情况和运行情况，与预设要求进行对比，自动分析出是否发生故障，故障点及其故障原因，例如：缸头温度传感器308发送的发动机信息为缸头温度，当前缸头温度超过预设要求，即预设的缸头温度范围，则当前故障为缸头温度过高，即缸温超温；

若发生故障，则ECU1控制故障指示灯5启动，且根据故障原因不同，控制故障指示灯5的颜色和闪烁频次；考虑到故障指示灯5本身也会出现故障，因此本实施例中发动机系统启动，则故障指示灯5启动，常亮；发生故障，则根据故障原因不同，控制故障指示灯5的颜色和闪烁频次；

本实施例中每个故障类型(即故障原因)都由1-2位数字表示，称为故障码，如下表1所示，一旦发动机系统的故障被诊断到，故障码被存进ECU1，ECU1将故障码转换为对应的闪烁码，同时ECU1会根据闪烁码点亮故障指示灯5。

表1：故障码表

此外，其他实施例中考虑到减少故障对系统功能和发动机的影响，当ECU1检测到输入、输出和零件故障时，将对故障作出相应反映，控制系统进入备用模式；其中传感器部件3生成的传感器信号(如：缸头温度传感器308发送的缸温信号)是ECU1的输入(输入信号)，执行器部件4的控制信号是ECU1的输出信号，ECU将各执行器部件4正常工作时的参数设为预设值，发动机工作时，ECU1将预设值与实际值实时比对，若超出范围，则判定执行器部件4出现零件故障；此外若缺少某个输入信号，ECU1将使用一个默认常量来代替，并根据此故障对应的故障等级对发动机的运行状态进行改变，同时闪烁故障指示灯5。

当故障发生时，ECU1将会按照预设的逻辑顺序闪烁故障指示灯5来指示出现的故障类型；每一个故障类型的闪烁码将按照如下规则闪烁，故障闪码的闪烁规则说明如下：

第一次闪码在故障灯长亮4S熄灭2S后开始闪烁；

单个闪烁码闪烁规则为：十位亮1.2S，灭0.5S，个位亮0.25S，灭0.5S；

每个闪烁码之间灭灯2S；

当所有闪烁码闪烁完毕，经过灭灯4S再亮灯4S过程后又重新开始依次闪烁所有闪烁码；下面举例闪烁码为23，11，2，如图7所示。

对故障分等级进行处理，本实施例中处理措施为：无故障，故障指示灯5绿色常亮；故障等级0，对发动机系统性能影响轻微，可忽略，故障指示灯5亮绿色并闪烁报警，但发动机系统不做处理；故障等级1，对发动机系统性能有一些影响，但不致命，故障指示灯5亮橙色并闪烁报警，系统继续工作；但是故障等级值累计相加＞2时，故障指示灯5亮橙色并闪烁报警，发动机系统断油断火，停止工作；故障等级2，严重故障，故障指示灯5亮红色并闪烁报警，发动机系统断油断火，停止工作。具体的，断油断电为ECU1停止驱动喷油嘴403和点火线圈401。

若未发生故障，则ECU1控制故障指示灯5关闭；同理考虑到故障指示灯5本身也会出现故障，因此本实施例中发动机系统启动，则故障指示灯5启动，常亮；未发生故障则控制故障指示灯5保持常亮；

ECU1对于故障指示灯5进行控制，及对开关部件2和执行器部件4进行监控，其中特别地，ECU1通过调节故障指示灯5电流的大小，改变故障指示灯5的颜色；ECU1和故障指示灯5连接相同的电源系统6，ECU1通过控制电源系统6和故障指示灯5连接线路上开关的通断，控制故障指示灯5的启闭。此外，ECU1还连接有通讯接口7和步进电机8，其中通讯接口7用于连接外部的系统，使ECU1能与外部的系统进行通信；步进电机8，用于调节发动机系统中的节气门体的开度，如图3和图5所示，步进电机8与IC2的7号引脚、8号引脚、11号引脚和12号引脚连接。

ECU1通过各开关部件2、传感器部件3和执行器部件4实时监测发动机运行状态(发动机信息、开关部件2的启闭情况和执行器部件4的运行情况)，并根据发动机信息、启闭情况和执行器部件4的运行情况，识别出发动机是否发生故障，及其具体故障点(故障位置)和故障原因，从而控制故障指示灯5的启闭、颜色和闪烁频次，以指示发生故障及其故障点，将发动机系统的故障直观的显示出来，从而进行故障监测，并对不同故障进行指示，以辅助维修，提高维修效率，降低安全风险。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种发动机故障诊断报警系统，其特征在于，包括：ECU、开关部件、传感器部件、执行器部件和故障指示灯；

开关部件、传感器部件、执行器部件和故障指示灯均与ECU电连接；

传感器部件设置在发动机系统中，用于采集发动机系统中的发动机信息，并发送给ECU；

ECU，用于根据发动机信息，控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭；

还用于监测开关部件的启闭情况，并根据启闭情况，控制故障指示灯的启闭、颜色和闪烁频次，以及执行器部件的启闭。

2.根据权利要求1所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述开关部件，包括：熄火开关、节能开关和调速开关中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述传感器部件，包括：大气温度传感器、进气温度传感器、大气压力传感器、进气压力传感器、TPS传感器、机油压力传感器、燃油液位传感器、缸头温度传感器、氧浓度传感器和曲轴位置传感器中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述熄火开关、节能开关和调速开关均装配在发动机系统的控制面板上。

5.根据权利要求3所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述进气温度传感器和进气压力传感器均集成在发动机系统的节气门体喉口前端位置上；

所述TPS传感器集成在ECU上；

所述机油压力传感器安装在发动机系统的发动机箱体油底壳上；

所述缸头温度传感器安装在发动机系统的发动机缸头盖上；

所述氧浓度传感器安装在发动机系统的消声器上；

所述曲轴位置传感器安装在发动机系统的曲轴飞轮端箱体上；

所述燃油液位传感器集成在发动机系统的油泵上。

6.根据权利要求1所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述执行器部件，包括：点火线圈、油泵和喷油嘴。

7.根据权利要求6所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述油泵安装在发动机系统的油箱上，且油泵的泵体伸入油箱内；

所述喷油嘴装配在发动机系统的节气门体上，喷油嘴的喷射口位于门板内侧；

所述点火线圈装配在发动机系统的发动机箱体背部。

8.根据权利要求1所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述故障指示灯装配在发动机系统的控制面板上。

9.根据权利要求1所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，所述ECU控制故障指示灯的颜色，包括：

ECU通过调节故障指示灯电流的大小，改变故障指示灯的颜色。

10.根据权利要求1所述的发动机故障诊断报警系统，其特征在于，还包括：通讯接口和步进电机；

通讯接口和步进电机均与ECU电连接；

通讯接口，用于连接外部的系统，使ECU与外部的系统进行通信；

步进电机，用于调节发动机系统中的节气门体的开度。