電噴發動機判缸信號模擬器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電噴發動機判缸信號模擬器，屬于汽車發動機診斷技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經濟的飛速發展和科學技術的全面進步，汽車事業和計算機事業的飛速 發展，電噴發動機是采用電子控制裝置，取代傳統的機械系統（如化油器)來控制發動機的 供油過程。正是由于電噴發動機的廣泛應用，對于發動機的故障診斷尤為重要。電噴發動機 判缸模擬是利用軟件和硬件相結合的方法對電噴發動機常見傳感器信號進行采集、模擬， 對于電噴發動機故障機理分析、診斷W及教學試驗的方面都是十分有意義的。除此之外，目 前國內很多汽車維修企業的維修人員對于電噴發動機因電控系統引起的故障只能靠經驗 和元件替換來進行診斷和維修，因此，開發利用計算機運種先進的設備對電噴發動機進行 故障分析和診斷是形勢發展的需要，也是汽車故障診斷技術未來發展的必然趨勢。
[0003] 電噴發動機根據曲軸位置傳感器或曲軸位置傳感器結合凸輪軸位置傳感器判斷 發動機是哪一個氣缸什么時刻需要噴油點火。因此對于電噴系統發動機曲軸位置傳感器信 號和凸輪軸位置傳感器信號被稱為判缸信號。判缸信號是發動機運轉的先決條件之一。在 發動機出現故障不能運轉時，修理過程中往往要多次起動發動機來判斷發動機電子控制單 元(ECU)是否正常控制噴油與點火。由于起動過程中需要消耗大量的蓄電池電量，汽車蓄電 池電量會很快耗盡，必須更換蓄電池或重新充電，該過程費時費力。本課實用新型基于實際 應用，根據發動機曲軸與凸輪軸信號邏輯關系模擬曲軸位置傳感器及凸輪軸位置傳感器信 號，在不需發動機運轉的情況下可令ECU進行噴油點火控制，從而對其進行檢測。該模擬器 可廣泛應用于發動機ECU診斷維修及電噴ECU系統開發。
【發明內容】
[0004] 為了解決發動機出現故障不能運轉時，修理過程中往往要多次起動發動機來判斷 發動機電子控制單元(ECU)是否正常控制噴油與點火，費時費力的問題，本實用新型提供電 噴發動機判缸信號模擬器。
[0005] 本實用新型所述電噴發動機判缸信號模擬器，包括單片機、信號驅動模塊和人機 對話模塊，
[0006] 單片機包括數據處理模塊、PWM脈寬調制模塊和顯示控制模塊，
[0007] 信號驅動模塊包括曲軸位置傳感器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路，
[000引人機對話模塊包括輸入設置電路和單色點陣液晶顯示模塊，
[0009]單片機是本系統中的核屯、，其中的數據處理模塊接收來自人機對話模塊輸入設置 電路的信號，通過運算處理并控制PWM脈寬調制模塊輸出相應的激勵脈沖到曲軸位置傳感 器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路模擬與原電噴發動機傳感器相同的信號；同時， 其中的數據處理模塊將所模擬的發動機轉速、傳感器信號類型通過單色點陣液晶顯示模塊 顯示。
[0010] 本實用新型還包括電源模塊，該模塊將汽車12V或24V供電轉換成5V為單片機、信 號驅動模塊和人機對話模塊供電;LM2940-5.0為電源模塊主控忍片。
[0011] 單片機的型號為MC9S08AW16。
[0012] 曲軸位置傳感器模擬電路的核屯、器件為L9110H和隔離變壓器。
[0013] 有益效果:將本實用新型一種電噴發動機判缸信號模擬器分別與電噴發動機ECU 的曲軸位置傳感器接口和凸輪軸位置傳感器接口連接并接通電源，能判斷發動機電子控制 單元(ECU)是否正常控制噴油與點火，實現發動機曲軸位置信號缺齒模擬、曲軸位置傳感器 正弦波信號模擬、凸輪軸位置信號模擬，具有方便快捷的優點;完全避免現有技術修理過程 中往往要多次起動發動機來判斷發動機電子控制單元(ECU)是否正常控制噴油與點火的缺 陷。
【附圖說明】
[0014] 圖1是典型電噴發動機判缸傳感器工作示意圖。
[0015] 圖2是典型電噴發動機判缸傳感器信號波形。
[0016] 圖3是本實用新型的判缸信號模擬電路原理圖。
[0017] 圖4是雙極性PWM正弦波模擬原理圖。
[0018] 圖5是單片機及其外圍電路原理圖。
[0019] 圖6是電源模塊原理圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0020] 一：下面結合圖1、圖2、圖3說明本實施方式，典型的電噴發動機如 圖1所示，依靠曲軸觸發盤4處的曲軸位置傳感器3與凸輪軸觸發盤2處的凸輪軸傳感器1判 斷發動機曲軸角度，從而準確判斷需要噴油點火的氣缸;也有的電噴發動機只依靠曲軸傳 感器進行判缸；曲軸傳感器信號與凸輪軸信號，如圖2所示，曲軸轉兩圈（0~720°)發動機完 成一個工作循環，曲軸位置傳感器內部為一個電磁線圈其輸出信號為接近正弦的波形，感 應齒盤一般采用60缺2的方式。凸輪軸位置傳感器輸出高低變化的信號指示曲軸位于0~ 360°內還是360~720°范圍內。
[0021] 曲軸位置傳感器模擬電路在H橋忍片L9110H的驅動下產生正負變化的波形，通過 隔離變壓器禪合后再由RC濾波整形輸出正負變化的正弦波形；凸輪軸位置傳感器模擬電路 為=極管集電極開路輸出，配合曲軸位置傳感器缺齒信號輸出0~5V的方波指示曲軸位置。
[0022] 【具體實施方式】二：下面結合圖4、圖5說明本實施方式，單片機中的PWM脈寬調制模 塊產生頻率為200Ifflz的PWM，在一個曲軸信號的正弦周期內PWM占空比按照正弦規律變化， 運樣的P麗信號稱為SP麗;在正半周，P麗1輸出方波，PWM2輸出低電平，在負半周，P麗2輸出 方波，PWM3輸出低電平;在半個曲軸信號周期內，200KHZ的PWM占空比計算公式為：
，n = 0到k的整數。
[0024] 式中，DUTY為PWM占空比，RPM為發動機轉速。
[0025] 數據處理模塊處理輸入設置電路輸入的模擬轉速數據，數據處理模塊將輸入信號 轉換成發動機轉速800至2000轉每分四種，由于曲軸感應齒盤齒數為60缺2,因此發動機轉 速多少轉每分就對應多少赫茲的曲軸轉速信號頻率，只模擬800至2000轉每分的轉速目的 是確保一定的模擬精度。
【具體實施方式】 [0026] 下面結合圖6說明本實施方式，單片機、信號驅動模塊和人機對 話模塊工作電壓均為5V，汽車供電電壓為12V或24V;電源模塊中的LM2950-5.0可W將外部7 ~36V的直流輸入轉換為穩定的5V輸出供上述使用，并具備IA的帶負載能力，完全滿足本實 用新型需求。
[0027] 將本實用新型一種電噴發動機判缸信號模擬器分別與電噴發動機ECU的曲軸位置 傳感器接口和凸輪軸位置傳感器接口連接并接通電源，此時發動機ECU獲得了與原傳感器 一樣的信號，發動機ECU應正常工作。
[00%]其驗證方法有W下兩種。
[0029] 方法一:直接觀測，拔出一根點火線露出金屬部分靠近發動機缸體金屬部分約2mm (注意不能接觸缸體）。若ECU工作正常工作，此時可W看到點火線與發動機缸體之間有明顯 的并按一定頻率放電的電火花。該方法可W初步判斷發動機ECU是否正常工作。
[0030] 方法二：儀器檢測，將發動機診斷電腦與發動機0抓接口連接。若ECU工作正常工 作，從診斷電腦上讀得的發動機轉速與模擬設置的發動機轉速應該一致。該方法可W準確 判斷發動機ECU是否正常工作。
【主權項】
1. 電噴發動機判缸信號模擬器，其特征在于，它包括單片機、信號驅動模塊和人機對話 模塊， 單片機包括數據處理模塊、PWM脈寬調制模塊和顯示控制模塊， 信號驅動模塊包括曲軸位置傳感器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路， 人機對話模塊包括輸入設置電路和單色點陣液晶顯示模塊， 單片機是本系統中的核心，其中的數據處理模塊接收來自人機對話模塊輸入設置電路 的信號，通過運算處理并控制PWM脈寬調制模塊輸出相應的激勵脈沖到曲軸位置傳感器模 擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路模擬與原電噴發動機傳感器相同的信號；同時，其中 的數據處理模塊將所模擬的發動機轉速、傳感器信號類型通過單色點陣液晶顯示模塊(3-2)顯示。2. 根據權利要求1所述的電噴發動機判缸信號模擬器，其特征在于，它還包括電源模 塊，該模塊將汽車12V或24V供電轉換成5V，為單片機、信號驅動模塊和人機對話模塊供電； LM2940-5.0為電源模塊主控芯片。3. 根據權利要求1或2所述的電噴發動機判缸信號模擬器，其特征在于，單片機的型號 為MC9S08AW16。4. 根據權利要求1或2所述的電噴發動機判缸信號模擬器，其特征在于，曲軸位置傳感 器模擬電路的核心器件為L9110H和隔離變壓器。
【專利摘要】本實用新型提供了電噴發動機判缸信號模擬器，包括單片機、信號驅動模塊和人機對話模塊，信號驅動模塊包括曲軸位置傳感器模擬電路和凸輪軸位置傳感器模擬電路，單片機是本系統中的核心。上述電噴發動機判缸信號模擬器的模擬方法，包括發動機曲軸位置信號缺齒模擬、曲軸位置傳感器正弦波信號模擬、凸輪軸位置信號模擬。將本實用新型一種電噴發動機判缸信號模擬器分別與電噴發動機ECU的曲軸位置傳感器接口和凸輪軸位置傳感器接口連接并接通電源，實現發動機曲軸位置信號缺齒模擬、曲軸位置傳感器正弦波信號模擬、凸輪軸位置信號模擬，能判斷發動機電子控制單元（ECU）是否正常控制噴油與點火，具有方便快捷的優點。
【IPC分類】F02D45/00
【公開號】CN205243657
【申請號】CN201521025953
【發明人】呂科, 楊正才, 石振東, 姚勝華
【申請人】湖北汽車工業學院
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月12日