CN109723591B - 喷油器检测系统 - Google Patents

Abstract

一种喷油器检测系统，所述检测系统包括物理性能检测模块和电气性能模块；所述物理性能检测模块包括第一控制单元、油压控制单元、观测单元、驱动单元；所述油压控制单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下根据待测喷油器的额定压力控制油泵供油或排油；所述驱动单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下驱动待测喷油器喷射燃油；所述观测单元在所述第一控制单元控制下辅助实现待测喷油器喷射的均匀性/雾化性测试并测量喷油量；所述电气性能检测模块包括基准电压单元、四线电桥单元、ADC模数转换单元和第二控制单元。本发明的喷油器检测系统具有检测功能齐全、使用简便、应用成本低等特点。

Description

喷油器检测系统

技术领域

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种喷油器检测系统。

背景技术

由于燃油直喷技术(GDI)在动力性、燃油经济性和排放环保性方面的优势，其在汽车动力系统领域应用越来越广。喷油器作为其中的核心部件，其生命周期性能直接确定了发动机的生命周期性能。

目前,市场上对普通非直喷喷油器的生命周期性能检测存在较多成熟的方法和设备，但这些方法和设备对于GDI喷油器却无能为力。另外,随着环保要求的提升，液化天然气(Liquid Natural Gas,LNG)/压缩天然气(Compressed Natural Gas,CNG)作为一种环保高效经济的新能源燃料，其应用越来越广泛，CNG内燃机在大功率领域应用也越来越广,现有的检测技术无法解决GDI发动机和CNG发动机的生命周期中喷油器的性能检测问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种喷油器检测系统解决方案，解决现有方案中存在的无法对直喷喷油器和CNG喷油器进行检测的问题，提供了一种喷油器检测系统。

本发明所提出的技术方案如下：

本发明提出了一种喷油器检测系统，所述检测系统包括物理性能检测模块；所述物理性能检测模块包括第一控制单元、油压控制单元、观测单元、驱动单元；所述油压控制单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下根据待测喷油器的额定压力控制油泵供油或排油；所述驱动单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下驱动待测喷油器喷射燃油；所述观测单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下辅助实现待测喷油器喷射的均匀性/雾化性测试并测量喷油量。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述检测系统包括电气特性检测模块，且所述电气特性检测模块包括基准电压单元、四线电桥单元、ADC模数转换单元及第二控制单元；所述基准电压单元连接到所述四线电桥单元并为所述四线电桥单元提供基准电压，所述四线电桥单元分别连接所述ADC模数转换单元及待测喷油器并将待测喷油器的阻抗特性转换为待测电压，且所述ADC模数转换单元根据所述基准电压计算阻抗转换电压，所述ADC模数转换单元连接到所述第二控制单元并向所述第二控制单元输出阻抗转换电压，所述第二控制单元根据阻抗转换电压及待测电压计算待测喷油器的阻抗。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述检测系统包括电气特性检测模块，且所述电气特性检测模块包括基准电压单元、四线电桥单元及ADC模数转换单元；所述基准电压单元连接到所述四线电桥单元并为所述四线电桥单元提供基准电压，所述四线电桥单元分别连接所述ADC模数转换单元及待测喷油器并将待测喷油器的阻抗特性转换为待测电压，且所述ADC模数转换单元根据所述基准电压计算阻抗转换电压，所述ADC模数转换单元连接到所述第一控制单元并向所述第一控制单元输出阻抗转换电压，所述第一控制单元根据阻抗转换电压及待测电压计算待测喷油器的阻抗。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述四线电桥单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻；所述待测喷油器与所述第一电阻串联连接后与所述第二电阻、第三电阻并联连接，且所述第二电阻、第三电阻串联连接；所述第二控制单元根据阻抗转换电压及待测电压以及第一电阻的电阻值、第二电阻的电阻值、第三电阻的电阻值计算所述待测喷油器的阻抗。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述检测系统包括按键单元，所述驱动单元包括多个分别连接到多个不同待测喷油器的驱动支路；所述按键单元连接到所述第一控制单元，且所述第一控制单元根据所述按键单元的输入分别向所述多个驱动支路输出第一控制信号，使所述多个驱动支路输出驱动信号分别控制对应待测喷油器喷射燃油；所述第一控制单元还根据所述按键单元的输入使所述油压控制单元向油泵输出第二控制信号以使所述油泵向所述喷油器提供预设压力的燃油或使所述油泵排空观测单元中的燃油。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述观测单元包括LED照明灯、透明塑料量杯、液体控制阀和喷油器油轨夹具，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入使所述LED照明灯发光以及使所述液体控制阀测量喷油量。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述检测系统包括马达检测单元，所述马达检测单元连接到所述第一控制单元，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入控制所述马达检测单元向所述油泵提供动力。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述检测系统包括液体检测单元，所述液体检测单元连接到所述第一控制单元，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入控制所述液体检测单元的导通。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述驱动信号为电压信号或电流信号，并用于驱动电磁式直喷喷油嘴、CNG/LPG喷油嘴或多点顶喷喷油嘴喷射燃油；所述第一控制信号及第二控制信号均为PWM信号。

在本发明所述的喷油器检测系统中，所述物理性能检测模块还包括指示灯单元、显示单元、警报单元、程序烧录单元，所述指示灯单元、显示单元、警报单元和程序烧录单元分别电性连接所述第一控制单元。

本发明的喷油器检测系统通过电气特性检测模块自动检测待测喷油器工作时的电阻值，并根据电阻值判断待测喷油器是否存在异常。同时，本发明的喷油器检测系统通过物理性能检测模块可同时检测6路喷油器在各种工况下，例如不同的燃油压力和喷油时间条件下，待测喷油器的喷射燃料雾化效果、喷油量等物理性能数据，通过观察或与标准数据对比判断喷油器物理性能是否正常。本发明的喷油器检测系统可实现GDI发动机和CNG发动机的生命周期中喷油器的功能特性、电气特性、机械特性等一体化检测，具有检测功能齐全、使用简便、应用成本低等特点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1示出了本发明的第一实施例的喷油器检测系统的功能模块的示意图；

图2示出了本发明的第二实施例的喷油器检测系统的功能模块的示意图；

图3示出了本发明的电气特性检测模块的电路图；

图4示出了本发明的按键单元的电路图；

图5示出了本发明的第一控制单元的电路图；

图6示出了本发明的六个驱动支路的电路图；

图7示出了的本发明的油压控制单元的电路图；

图8示出了的本发明的马达检测单元的电路图；

图9示出了的本发明的液体检测单元的电路图；

图10示出了的本发明的指示灯单元的电路图；

图11示出了的本发明的显示单元的电路图；

图12示出了的本发明的警报单元的电路图；

图13示出了的本发明的程序烧录单元的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便本领域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，示出了本发明第一实施例的喷油器检测系统的功能模块的示意图。该喷油器检测系统包括物理性能检测模块11及电气特性检测模块12，所述物理性能检测模块11及电气特性检测模块12分别连接到待测喷油器13。上述电气特性检测模块12独立于物理性能检测模块11，即喷油器检测系统可仅通过物理性能检测模块11进行物理性能检测。

物理性能检测模块11包括第一控制单元112、油压控制单元111、观测单元114、驱动单元113；所述油压控制单元111连接到所述第一控制单元112并在所述第一控制单元112控制下根据待测喷油器13的额定压力控制油泵供油。所述驱动单元113连接到所述第一控制单元112并在所述第一控制单元112控制下驱动待测喷油器13喷射燃油；所述观测单元114连接到所述第一控制单元112，观测单元包括LED照明灯、透明塑料量杯、液体控制阀和喷油器油轨夹具，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入使所述LED照明灯发光在所述第一控制单元112控制下辅助实现待测喷油器13喷射的均匀性/雾化性测试，以及使所述液体控制阀测量喷油量。

电气特性检测模块12包括基准电压单元121、四线电桥单元122、ADC模数转换单元123、第二控制单元124，所述基准电压单元121连接到所述四线电桥单元122并为所述四线电桥单元122提供高精度基准电压源，确保测量误差；所述四线电桥单元122分别连接所述ADC模数转换单元123及待测喷油器13并通过电桥等效转换将待测喷油器13的阻抗特性转化为待测电压，且所述ADC模数转换单元123根据所述基准电压计算阻抗转换电压，所述ADC模数转换单元123连接到所述第二控制单元124并向所述第二控制单元124输出阻抗转换电压，所述第二控制单元124根据阻抗转换电压及待测电压计算待测喷油器13的阻抗。如图2所示，示出了本发明第二实施例的喷油器检测系统的功能模块的示意图。该喷油器检测系统包括物理性能检测模块21及电气特性检测模块22，所述物理性能检测模块21及电气特性检测模块22分别连接到待测喷油器23。上述电气特性检测模块22独立于物理性能检测模块21，即喷油器检测系统可仅通过物理性能检测模块11进行物理性能检测。

物理性能检测模块11包括第一控制单元212、油压控制单元211、观测单元214、驱动单元213；所述油压控制单元211连接到所述第一控制单元212并在所述第一控制单元212控制下根据待测喷油器23的额定压力控制油泵供油。所述驱动单元213连接到所述第一控制单元212并在所述第一控制单元212控制下驱动待测喷油器23喷射燃油；所述观测单元214连接到所述第一控制单元212，观测单元包括LED照明灯、透明塑料量杯、液体控制阀和喷油器油轨夹具，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入使所述LED照明灯发光在所述第一控制单元212控制下辅助实现待测喷油器23喷射的均匀性/雾化性测试，以及使所述液体控制阀测量喷油量。

电气特性检测模块22包括基准电压单元221、四线电桥单元222、ADC模数转换单元223，所述基准电压单元221连接到所述四线电桥单元222并为所述四线电桥单元222提供高精度基准电压源，确保测量误差，所述四线电桥单元222分别连接所述ADC模数转换单元223及待测喷油器23并通过所述ADC模数转换单元223将待测喷油器23的阻抗特性转换为待测电压，且所述ADC模数转换单元223根据所述基准电压计算阻抗转换电压，所述ADC模数转换单元223连接到所述第一控制单元212并向所述第一控制单元212输出阻抗转换电压及待测电压，所述第一控制单元212根据阻抗转换电压及待测电压计算待测喷油器23的阻抗。上述喷油器检测系统通过采用物理性能检测模块及电气特性检测模块，自动检测待测喷油器的电阻值及待测喷油器喷射的均匀性/雾化性、测量喷油量，能够有效的提高直喷喷油器检测系统检测效率，实现GDI发动机和CNG发动机的生命周期中喷油器的功能特性、电气特性、机械特性等一体化检测，具有检测功能齐全、使用简便、应用成本低等特点。

如图3所示，为喷油器检测系统电气特性检测模块的电路图。该四线电桥单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；所述待测喷油器Rx与所述第一电阻R1串联连接后与所述第二电阻R2、第三电阻R3并联连接，且所述第二电阻R2、第三电阻R3串联连接。在电桥两端施加电压，根据阻抗转换电压及待测电压以及第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3的电阻值计算所述待测喷油器的阻抗Rx，其中，第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3的电阻值相等阻抗转换电压为ADC模数转换单元根据基准电压计算获得，待测电压为ADC模数转换单元根据待测喷油器的阻抗特性转换获得。

进一步地，所述检测系统包括按键单元，所述驱动单元包括多个分别连接到多个不同待测喷油器的驱动支路；所述按键单元连接到所述第一控制单元，且所述第一控制单元根据所述按键单元的输入分别向所述多个驱动支路输出第一控制信号，使所述多个驱动支路输出驱动信号分别控制对应待测喷油器喷射燃油。

具体地，如图4所示，为喷油器检测系统的按键单元的电路图。所述按键单元包括第一输入端P1-0、第一输出端P1-8、第二输出端P1-9、第三输出端P1-10、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6、第七开关SW7、第八开关SW8、第九开关SW9；所述第一开关SW1、第四开关SW4、第七开关SW7并联连接后串联连接在所述第一输入端P1-0与第三输出端P1-10之间，所述第二开关SW2、第五开关SW5、第六开关SW6并联连接后串联连接在所述第一输入端P1-0与第一输出端P1-8之间，所述第三开关SW3、第八开关SW8、第九开关SW9并联连接后串联连接在所述第一输入端P1-0与第二输出端P1-9之间；所述第一输入端P1-0、第一输出端P1-8、第二输出端P1-9、第三输出端P1-10分别电性连接所述第一控制单元，并在第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6、第七开关SW7、第八开关SW8、第九开关SW9的分别导通时，所述第二控制单元的对应引脚输出控制信号。

具体地，如图5所示，为第一控制单元的电路图。该第一控制单元U1的第76引脚连接按键单元的第一输入端P1-0，第73引脚、第72引脚、第71引脚分别连接按键单元的第一输出端P1-8、第二输出端P1-9、第三输出端P1-10。如图6所示，为六个驱动支路的电路图。在一个实施例中，所述驱动单元包括六个驱动支路，六个驱动支路的输入端P0-0、P0-1、P0-2、P0-3、P0-6、P0-7分别连接第一控制单元U1的第37引脚、第38引脚、第79引脚、第80引脚、第64引脚、第63引脚，且所述六个驱动支路的输出端INJ1、INJ2、INJ3、INJ4、INJ5、INJ6分别与对应的喷油器连接，驱动支路包括光耦隔离器件和大功率MOSFET器件。通过操作按键单元的开关，使与第一控制单元U1对应的引脚向相应的驱动支路输出第一控制信号，驱动支路根据待测喷油器类型向待测喷油器输出驱动信号，以提供需要的电压或者电流打开喷油器电磁阀实现燃油喷射。优选地，所述驱动信号为电压信号或电流信号，所述第一控制信号为PWM信号。

如图7所示，为油压控制单元的电路图。该油压控制单元的输入端P0-8连接所述第一控制单元的第62引脚，通过操作按键单元的开关，使第一控制单元U1的第62引脚控制所述油压控制单元向油泵输出第二控制信号，以使所述油泵向所述喷油器提供预设压力的燃油。优选地，所述第二控制信号为PWM信号。

如图8所示，为马达检测单元的电路图。所述检测系统包括马达检测单元，该马达检测单元的输入端P0-9连接所述第一控制单元的第61引脚，通过操作按键单元的开关，使第一控制单元U1的第61引脚控制所述马达检测单元向所述油泵提供动力。

如图9所示，为液体检测单元的电路图。所述检测系统包括液体检测单元，该液体检测单元的输入端P0-10连接所述第一控制单元U1的第39引脚，通过操作按键单元的开关，使第一控制单元U1的第39引脚控制所述液体检测单元的导通。

如图10所示，为指示灯单元的电路图。所述检测系统包括指示灯单元，该指示灯单元的输入端P0-11、P0-22、P0-25、P0-26、P4-28、P4-29、P1-14、P2-2、P2-3、P2-4、P2-5、P2-6、P2-7分别连接所述第一控制单元U1的第40引脚、第44引脚、第7引脚、第6引脚、第65引脚、第68引脚、第70引脚、第58引脚、第55引脚、第54引脚、第53引脚、第52引脚、第51引脚，所述第一控制单元U1根据上述检测系统的运行情况控制指示灯单元的相应LED等发光。

如图11所示，为显示单元的电路图。所述检测系统包括显示单元，该显示单元的输入端P1-18、P1-19、P1-20、P1-22、P1-23、P1-24、P1-25、P1-26分别连接第一控制单元U1的第25至32引脚，该显示单元的输出端P1-28、P1-29、P2-0、P2-1分别连接第一控制单元U1的第35引脚、第36引脚、第60引脚、第59引脚，该显示单元实时显示检测系统的检测结果。优选地，该显示单元为数码显示器。

如图12所示，为警报单元的电路图。所述检测系统包括警报单元，该警报单元的输入端BEEP连接第一控制单元U1的第69引脚，在喷油器出现异常故障时，警报单元发出警告。优选地，该警报单元为蜂鸣器。

如图13所示，为程序烧录单元的电路图。所述检测系统包括程序烧录单元，该程序烧录单元的输入端FLASH_CS1、FLASH_MISO分别连接到第一控制单元U1的第48引脚、第46引脚，程序烧录单元的输出端FLASH_SCK、FLASH_MOSI分别连接到第一控制单元U1的第47引脚、第45引脚。通过程序烧录单元可拓展和升级检测系统的功能。

上述喷油器检测系统通过多个驱动支路、油压控制单元、观测单元、第一控制单元、基准电压单元、四线电桥单元、第二控制单元等功能模块，可同时检测6路喷油器在各种工况下，例如不同的燃油压力和喷油时间条件下，待测喷油器的喷射燃料雾化效果、喷油量等物理性能数据，通过观察或与标准数据对比判断喷油器物理性能是否正常，实现GDI发动机和CNG发动机的生命周期中喷油器的功能特性、电气特性、机械特性等一体化检测，具有检测功能齐全、使用简便、应用成本低等特点。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种喷油器检测系统，其特征在于，所述检测系统包括物理性能检测模块；所述物理性能检测模块包括第一控制单元、油压控制单元、观测单元、驱动单元；所述油压控制单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下根据待测喷油器的额定压力控制油泵供油或排油；所述驱动单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下驱动待测喷油器喷射燃油；所述观测单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下辅助实现待测喷油器喷射的均匀性/雾化性测试并测量喷油量；

所述检测系统包括电气特性检测模块，且所述电气特性检测模块包括基准电压单元、四线电桥单元、ADC模数转换单元及第二控制单元；所述基准电压单元连接到所述四线电桥单元并为所述四线电桥单元提供基准电压，所述四线电桥单元分别连接所述ADC模数转换单元及待测喷油器并将待测喷油器的阻抗特性转换为待测电压，且所述ADC模数转换单元根据所述基准电压计算阻抗转换电压，所述ADC模数转换单元连接到所述第二控制单元并向所述第二控制单元输出阻抗转换电压，所述第二控制单元根据阻抗转换电压及待测电压计算待测喷油器的阻抗。

2.根据权利要求1所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述四线电桥单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻；所述待测喷油器与所述第一电阻串联连接后与所述第二电阻、第三电阻并联连接，且所述第二电阻、第三电阻串联连接；所述第二控制单元根据阻抗转换电压及待测电压以及第一电阻的电阻值、第二电阻的电阻值、第三电阻的电阻值计算所述待测喷油器的阻抗。

3.根据权利要求1所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述检测系统包括按键单元，所述驱动单元包括多个分别连接到多个不同待测喷油器的驱动支路；所述按键单元连接到所述第一控制单元，且所述第一控制单元根据所述按键单元的输入分别向多个所述驱动支路输出第一控制信号，使多个所述驱动支路输出驱动信号分别控制对应待测喷油器喷射燃油；所述第一控制单元还根据所述按键单元的输入使所述油压控制单元向油泵输出第二控制信号以使所述油泵向所述喷油器提供预设压力的燃油或使所述油泵排空观测单元中的燃油。

4.根据权利要求3所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述观测单元包括LED照明灯、透明塑料量杯、液体控制阀和喷油器油轨夹具，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入使所述LED照明灯发光以及使所述液体控制阀测量喷油量。

5.根据权利要求3所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述检测系统包括马达检测单元，所述马达检测单元连接到所述第一控制单元，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入控制所述马达检测单元向所述油泵提供动力。

6.根据权利要求3所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述检测系统包括液体检测单元，所述液体检测单元连接到所述第一控制单元，所述第一控制单元根据所述按键单元的输入控制所述液体检测单元的导通。

7.根据权利要求3所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述驱动信号为电压信号或电流信号，并用于驱动电磁式直喷喷油嘴、CNG/LPG喷油嘴或多点顶喷喷油嘴喷射燃油；所述第一控制信号及第二控制信号均为PWM信号。

8.根据权利要求1所述的喷油器检测系统，其特征在于，所述物理性能检测模块还包括指示灯单元、显示单元、警报单元、程序烧录单元，所述指示灯单元、显示单元、警报单元和程序烧录单元分别电性连接所述第一控制单元。

9.一种喷油器检测系统，其特征在于，所述检测系统包括物理性能检测模块；所述物理性能检测模块包括第一控制单元、油压控制单元、观测单元、驱动单元；所述油压控制单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下根据待测喷油器的额定压力控制油泵供油或排油；所述驱动单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下驱动待测喷油器喷射燃油；所述观测单元连接到所述第一控制单元并在所述第一控制单元控制下辅助实现待测喷油器喷射的均匀性/雾化性测试并测量喷油量；

所述检测系统包括电气特性检测模块，且所述电气特性检测模块包括基准电压单元、四线电桥单元及ADC模数转换单元；所述基准电压单元连接到所述四线电桥单元并为所述四线电桥单元提供基准电压，所述四线电桥单元分别连接所述ADC模数转换单元及待测喷油器并将待测喷油器的阻抗特性转换为待测电压，且所述ADC模数转换单元根据所述基准电压计算阻抗转换电压，所述ADC模数转换单元连接到所述第一控制单元并向所述第一控制单元输出阻抗转换电压，所述第一控制单元根据阻抗转换电压及待测电压计算待测喷油器的阻抗。