專利名稱：燃油噴射診斷控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于用汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的、電子控制燃油噴射(EFI)式發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)診斷輔助或控制裝置。
現(xiàn)代汽車大部分都裝有若干廢氣催化凈化器和一發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)能電子控制空氣燃油比(AFR)，它采用了一氧氣傳感器并能以一種稱之為“閉環(huán)”的模式進(jìn)行工作。氧氣讀數(shù)可隨著各種其它參數(shù)一起被傳遞至一發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)(ECU)，并且能進(jìn)行電子控制地調(diào)整，以便對(duì)AFR進(jìn)行反復(fù)地自修正。其意圖是使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)得能以14.751的AFR(也稱為系數(shù)1)進(jìn)行完全燃燒。
但是，這種閉環(huán)工作模式會(huì)出現(xiàn)很多難以進(jìn)行診斷的故障。例如，進(jìn)氣歧管有空氣泄漏的一車輛在ECU根據(jù)從一位于空氣泄漏位置之前的空氣流量計(jì)獲得的不正確讀數(shù)，對(duì)饋送給所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油量加以調(diào)整以試圖進(jìn)行校正補(bǔ)償時(shí)，該車輛將非常不穩(wěn)定地怠速運(yùn)行。由于在大多數(shù)情況中，必須在開始進(jìn)行常規(guī)測(cè)試作業(yè)之前使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，因此這就使得傳統(tǒng)的診斷方法變得較為困難。
一種在解決諸如這種現(xiàn)象之類的故障之前使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的方法是加設(shè)一用來(lái)以一穩(wěn)定的(不波動(dòng)的)速率對(duì)各燃油噴射器的脈動(dòng)進(jìn)行控制的裝置，使車輛擺脫閉環(huán)模式而迫使它以一種開環(huán)模式進(jìn)行運(yùn)行。為了能利用某些類型的燃油控制裝置來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)并隨后能使用一種改變脈動(dòng)的方法，可以人為地對(duì)噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油量進(jìn)行控制。藉助一排氣分析儀的幫助，可以進(jìn)行更多的測(cè)試，諸如當(dāng)一發(fā)動(dòng)機(jī)沒有以系數(shù)1進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過迫使它這樣作并隨后對(duì)廢氣中的有害排出物加以監(jiān)控，可以進(jìn)行廢氣催化凈化器測(cè)試。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的診斷/控制裝置，所述裝置包括一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)具有用來(lái)與一發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃油噴射器和一發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)直接電氣連接的裝置；以及用來(lái)獨(dú)立于所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)噴射器的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種對(duì)燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行測(cè)試的方法，它包括以下步驟提供一控制系統(tǒng)；將它與一取代了與之常規(guī)連接的發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃油噴射器直接電氣連接；并獨(dú)立于所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)，使所述控制器驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)噴射器。
下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)行描述，在各附圖中，

圖1示出了一種傳統(tǒng)型閉環(huán)計(jì)算機(jī)控制燃油噴射系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種燃油噴射系統(tǒng)，它能以一種開環(huán)模式進(jìn)行工作并包括一相連的控制系統(tǒng)。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖1，圖中以標(biāo)記10示出了幾個(gè)四缸內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射器。這些燃油噴射器的控制或脈沖由一ECU11來(lái)提供，所述ECU由車輛蓄電池12饋電，并根據(jù)從一氧氣傳感器13接收到的信號(hào)而進(jìn)行工作，所述氧氣傳感器通常是位于排氣系統(tǒng)內(nèi)，盡可能靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，并位于任一廢氣催化凈化器之前。
ECU 11藉助導(dǎo)線9與各噴射器相連，并藉助導(dǎo)線8與所述氧氣傳感器相連。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖2，標(biāo)記14總的示出了設(shè)置在本發(fā)明中的控制系統(tǒng)，它被引入在ECU 11和各噴射器10之間。因此，普通噴射器插頭15已與噴射器10脫開連接，并且已由另外四根與控制系統(tǒng)14電氣連接的導(dǎo)線16所替代。氧氣傳感器13還在17處與所述控制系統(tǒng)相連。還可以看到的是，其中一個(gè)脫開連接的指示器插頭15a在18處與控制系統(tǒng)14相連，因此，后者也與ECU11相連。
作為這些連接的結(jié)果，控制系統(tǒng)14可與燃油噴射器10直接和可操作地連接，并且可以獨(dú)立于ECU 11對(duì)它們的工作情況加以控制。但是，所述ECU必須與所述控制系統(tǒng)相連以便為程序計(jì)時(shí)提供一基準(zhǔn)信號(hào)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，它將默認(rèn)以一種“直通”模式運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以使ECU 11具有完全控制作用以保持閉環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，現(xiàn)在卻可以對(duì)從ECU 11中閱讀得到的噴射器脈沖加以保存并不斷對(duì)它進(jìn)行再生，并且可以人工地對(duì)它加以修正，以便在開環(huán)模式工作中對(duì)燃油調(diào)整加以完全控制。
以這種模式，氧氣傳感器13的工作情況可以通過在控制系統(tǒng)上設(shè)置兩個(gè)指示燈來(lái)檢查，所述指示燈能顯示出傳感器對(duì)于富油或貧油運(yùn)行情況的響應(yīng)。
由這種模式開始，可以自動(dòng)起動(dòng)工作模式，從而可以使所述控制系統(tǒng)以一種與通常情況下采用ECU 11基本相同的方式、根據(jù)取自氧氣傳感器的讀數(shù)對(duì)噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃油量不斷進(jìn)行調(diào)整。但是，與ECU不同，控制系統(tǒng)14沒有與一傳感器陣列相連，所述傳感器陣列可以在故障情況中給出沖突信息。
除了控制臺(tái)30上的控制鈕3和指示燈4之外，位于控制系統(tǒng)14內(nèi)的主要裝置是一微處理器31、指示器驅(qū)動(dòng)器、電壓調(diào)整抑制和保護(hù)裝置33、一ECU輸入接口34和一氧氣傳感器接口35?？刂葡到y(tǒng)14不能將任何信號(hào)回饋給ECU，因此可以消除對(duì)ECU造成損壞的可能性。
由于所述系統(tǒng)能以開環(huán)模式進(jìn)行工作，因此，可以對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行大量的診斷測(cè)試。例如，通過對(duì)供送至各噴射器的燃油加以控制，可以對(duì)廢氣催化凈化器進(jìn)行測(cè)試，這樣，就可以獲得和保持正確的AFR，因此，采用一氣體分析器，可以對(duì)來(lái)自所述廢氣催化凈化器的一氧化碳或其它有害排出物進(jìn)行檢驗(yàn)。
如前文所指出的那樣，通過謹(jǐn)慎地使所述發(fā)動(dòng)機(jī)富油和貧油，并檢查是否從所述傳感器接收到正確的信號(hào)，可以對(duì)氧氣傳感器13其自身進(jìn)行檢查。
而且，如果采用所述系統(tǒng)來(lái)保證發(fā)動(dòng)機(jī)以系數(shù)1，即AFR為14.75∶1進(jìn)行工作并且發(fā)動(dòng)機(jī)能獨(dú)立于ECU進(jìn)行上述運(yùn)轉(zhuǎn)，如果已排除了其它可能的故障，則可以確認(rèn)ECU出現(xiàn)了故障。
在發(fā)動(dòng)機(jī)加裝燃油和不平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下引入總低真空時(shí)，可能會(huì)檢測(cè)到進(jìn)氣歧管空氣泄漏現(xiàn)象。可以采用所述控制系統(tǒng)以增大噴射器打開時(shí)間，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否能正確運(yùn)轉(zhuǎn)，從而有助于診斷是否存在漏氣現(xiàn)象。同樣，可以增加饋送給一單獨(dú)的氣缸的燃油，以幫助診斷漏氣現(xiàn)象，同時(shí)使ECU控制其余的氣缸。
當(dāng)將各噴射器放置在一清洗槽內(nèi)時(shí)，可以采用所述控制系統(tǒng)以便使各噴射器以一種脈沖模式進(jìn)行工作。
較佳的是，所述系統(tǒng)可以設(shè)置有一些適配器，從而能使它用在具有四個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)上。
所述系統(tǒng)能很方便地為操縱者給出一組指令，以進(jìn)行各種測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果中可以很方便地獲得和/或計(jì)算出這些測(cè)試的結(jié)果。所述裝置的結(jié)構(gòu)極為緊湊，并且重量輕得能用手握住，并且導(dǎo)線外的絕緣套管置具有足夠的長(zhǎng)度，從而可以使操縱者坐在車輛的駕駛座椅上就能進(jìn)行各種測(cè)試。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以永久性地安裝在車輛內(nèi)，并且可以利用從適當(dāng)傳感器接收到信號(hào)來(lái)自動(dòng)確定何時(shí)需要對(duì)各噴射器進(jìn)行控制和何時(shí)需要將這種控制返回給ECU。因此，例如，諸如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以所建立的燃油工況常速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)并且車輛穩(wěn)速行駛時(shí)，所述裝置可以根據(jù)預(yù)定參數(shù)，對(duì)燃油噴射情況加以控制。這種作業(yè)可以由微處理器來(lái)徹底控制，而無(wú)需任何控制開關(guān)或指示燈。因此，所述裝置不會(huì)故障診斷地工作，而是可以作為一能控制和優(yōu)化燃油節(jié)油和排氣污染的裝置。
可以將汽車電氣配線直接接入車輛線路中，并且可以將所述氧氣傳感器安裝于排氣口。因此，這樣一種安裝就可以被有效地用來(lái)將老式的燃油噴射式車輛改良成一用于廢氣監(jiān)控的閉環(huán)系統(tǒng)，以使它能更為經(jīng)濟(jì)的工作，并能減少危險(xiǎn)的有害排放物。
權(quán)利要求
1.一種用于燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的診斷/控制裝置，所述裝置包括一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)具有用來(lái)與一發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃油噴射器和一發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)直接電氣連接的裝置；以及用來(lái)獨(dú)立于所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)噴射器的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)適于藉助使普通發(fā)動(dòng)機(jī)噴射器連接插頭脫開連接并由多根直接電氣連接于各噴射器的導(dǎo)線來(lái)替代而連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)和位于一發(fā)動(dòng)機(jī)上的多個(gè)噴射器之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，它包括用來(lái)與一安裝在所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的氧氣傳感器的控制系統(tǒng)相連的裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，設(shè)置有一用來(lái)將一個(gè)脫開連接的噴射器插頭與所述控制系統(tǒng)相連的裝置，從而可以使所述控制系統(tǒng)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)相連，以為程序計(jì)時(shí)提供一基準(zhǔn)信號(hào)。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括一微處理器。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述微處理器可與所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)相連，從而使各信號(hào)不能反饋至所述計(jì)算機(jī)，從而可以防止計(jì)算機(jī)受損。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括一控制臺(tái)，它具有一控制開關(guān)和指示燈陣列以供操縱者作診斷使用。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它包括能將所述控制系統(tǒng)與所有的發(fā)動(dòng)機(jī)噴射器相連的適配器裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)噴射器具有很多缸體。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置的結(jié)構(gòu)足夠緊湊從而能用手握住，并且導(dǎo)線外的絕緣套管/接線具有足夠的長(zhǎng)度，從而能使操縱者坐在車輛的駕駛座椅上就可以對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行各種測(cè)試。
10.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置適于永久性地安裝在一車輛內(nèi)，并且適于根據(jù)預(yù)定參數(shù)對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行自動(dòng)地控制。
11.一種對(duì)燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，它包括以下步驟提供一控制系統(tǒng)；將它與一取代了與之常規(guī)連接的發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)燃油噴射器直接電氣連接；并獨(dú)立于所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)，使所述控制器驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)噴射器。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制系統(tǒng)被電氣連接和可操作地連接在一發(fā)動(dòng)機(jī)的所有燃油噴射器和一發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)之間，對(duì)來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)的噴射器脈沖讀數(shù)進(jìn)行保存，并對(duì)所述讀數(shù)不斷進(jìn)行再生，并且對(duì)它進(jìn)行修正，以便能以一種開環(huán)工作模式對(duì)燃油調(diào)整作業(yè)加以控制。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，它包括以下步驟在自動(dòng)工作模式中，根據(jù)取自一氧氣傳感器的各讀數(shù)，對(duì)噴射入所述發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃油量不斷進(jìn)行調(diào)整，從而能獲得一預(yù)定的空氣燃油比。
全文摘要
一種用于燃油噴射式內(nèi)燃機(jī)的診斷/控制裝置,它包括:一在與一發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)(11)脫開連接之后可借助導(dǎo)線(16)與各燃油噴射器(10)相連的控制系統(tǒng)(14),各燃油噴射器與控制系統(tǒng)(14)直接連接(于18)。一氧氣傳感器(13)與控制系統(tǒng)(14)相連,從而可以將所述控制系統(tǒng)連接在發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)(11)和各燃油噴射器(10)之間,并且可以以一種閉環(huán)或開環(huán)模式進(jìn)行工作,以便能根據(jù)需要、獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)管理計(jì)算機(jī)(11)對(duì)各噴射器直接加以控制。
文檔編號(hào)F02B75/22GK1268224SQ98808580
公開日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1998年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月27日
發(fā)明者M·V·豪沃思, E·C·齊拉 申請(qǐng)人:第一因素有限公司