用于检测接地短路故障的系统和方法_2

文档序号:9563500阅读:来源:国知局
132和第二选择开关134可与第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的第一端子136连接,并且可控制地将第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114与电源124连接和断开。驱动电路116的位于第一端子136侧的低侧可对应于第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的低侧输出部。此外,驱动电路116可包括配置在高侧一一亦即分别地第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114与电源124的正极端子之间一一的多路开关138。多路开关138与第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的第二端子140连接,以可控制地将第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114与电源124连接和分离。
[0017]在本发明的一个实施例中,第一选择开关132和第二选择开关134是具有分别与第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114连接的漏极的场效应晶体管(FET)。类似地,多路开关138也可以是具有与第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114连接的漏记的场效应晶体管(FET)。特别地,电源124、多路开关138以及第一开关132和第二开关134可选择性地与第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的高侧和低侧一起形成闭环电路。在另一实施例中,本发明的驱动电路116可使用η型M0SFET作为开关132、134、138。在各种实施方案中,燃料喷射系统108的喷射器列110共用低侧,亦即,各喷射器列110与相同的第一选择开关132和第二选择开关134连接。此外,各喷射器列110中的第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114可在它们位于电源与燃料喷射器的高侧共用多路开关138。
[0018]在一个实施例中,驱动电路116可包括配置在第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的低侧的二极管142。在各种其它实施例中,可以不设置二极管142。但是,在第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114在低侧共用单个喷射器开关(未示出)的情况下,二极管142可防止电流从第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的其中一个流到另一个燃料喷射器。在一个实施例中,驱动电路116包括用于控制燃料喷射系统108的控制器146。一般而言,控制器146可以是但不限于处理器、只读存储器、随机存取存储器、逻辑电路等的组合。控制器146可主要控制第一选择开关132和第二选择开关134以及多路开关138,以控制从驱动电路116通过的电流,并因此控制第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114以用于喷射燃料。
[0019]控制器146可操作成通过在使第一选择开关132和第二选择开关134在接通和断开状态下交替地操作时关闭多路开关来在期望时点选择性地触发第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114,由此在第一时间段向第一燃料喷射器112供给第一平均强度的电流并且在紧随第一时间段之后的第二时间段向第二燃料喷射器114供给第二平均强度的电流。因此,第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114基于来自控制器146的信号而工作或不工作。在一个实施例中,控制器146可与操作员界面(未示出)可通信地耦接。操作员界面可包括一个或多个按钮、操纵杆、显示器等,以接收各种操作员输入并向操作员传达驱动电路116的输出状态。
[0020]在图2的实施例中,设置了故障检测系统200以检测驱动电路116中的电阻性接地短路故障。故障检测系统200可包括状态检测模块202、上拉模块204和输出模块206。状态检测模块202可与第一燃料喷射器112的低侧输出部上的第一选择开关132操作性地连接。状态检测模块202可检测第一燃料喷射器112的状态,亦即第一燃料喷射器112是工作还是不工作。如图2所示,状态检测模块202包括与第一选择开关132操作性地连接的第一开关208。此外,第一开关208可在驱动电路116处于不工作状态时提供高状态输出。第一开关208在驱动电路116的第一燃料喷射器112处于工作状态时提供低状态输出。因此,第一开关208可起逻辑NOT门的作用。在各种实施例中,第一开关208可包括一个或多个电子元件以实施逻辑NOT操作。如果驱动电路116不工作或被禁用,则第一燃料喷射器121和第二燃料喷射器114两者都会不工作。因此,状态检测模块202可替代地与对应于第二燃料喷射器114的第二选择开关134连接,以检测驱动电路116的不工作状态。
[0021]故障检测系统200还包括与状态检测模块202操作性地耦接的上拉模块204。上拉模块204包括第一开关装置210和第二开关装置212。在图2的实施例中,第一开关装置210和第二开关装置212中的每一者都可以是双极结晶体管(BJT)。第一开关装置210可以是NPN晶体管,而第二开关装置212可以是PNP晶体管。在各种替代实施例中,第一开关装置210和第二开关装置212可选自其它类型的电子开关装置,例如MOSFET、IGBT等。
[0022]第一开关装置210可包括与状态检测模块202的第一开关208操作性地耦接成接收第一开关208的输出的基极区。第一开关装置210的发射极区可接地,而其集电极区可与第二开关装置212的基极区耦接。第二开关装置212包括可接收上拉电压Vp的发射极区。上拉电压Vp可由各种电压源一一例如与发动机系统100的ECM 118相关联的电压供给源一一提供。在一个实施例中,控制器146可构造成启用或停用上拉电压Vp。此外,控制器146还可构造成调节上拉电压Vp的值。控制器146可基于经由操作员界面接收的使用者输入来控制上拉电压Vp。替代地,控制器146可基于存储在控制器146可访问的存储器中的预定指令来控制上拉电压Vp。第二开关装置212的集电极区可与二极管214电子地耦接。在一个实施例中,第一开关装置210在基极区从状态检测模块202的第一开关208接收高状态输出的情况下可允许电流从其中通过。类似地,第二开关装置212在来自第一开关装置210的集电极区的高状态输出被馈送到第二开关装置212的基极区的情况下允许电流从其中通过。第一开关装置210和第二开关装置212在各者的基极区接收低状态输出的情况下两者不会允许电流通过。
[0023]如图2所示,二极管214还以串联构型与上拉电阻器216连接。二极管214可允许电流从第二开关装置212的集电极区单向流向上拉电阻器216。上拉电阻器216还在点217处与第一燃料喷射器112的低侧输出连接。点217配置在第一燃料喷射器112与二极管142之间。如图2所示,在点217与地面之间存在接地短路电阻Rs。接地短路电阻札可被视为驱动电路116中的示例性电阻性接地短路故障。接地短路电阻Rs仅出于说明的目的被示出,并且在不存在接地短路故障的情况下可以不存在接地短路电阻Rs。大地可被视为可充当用于驱动电路116内的所有信号的基准的电接地。
[0024]在本发明的各种实施方案中,上拉电压Vp的值和上拉电阻器216的电阻值可至少部分基于第一燃料喷射器112的低侧输出部与大地之间的接地短路电阻&的期望检测量。上拉电阻器216可以是可通过与控制器146相关联的操作员界面来调节其电阻值的可变电阻器。
[0025]上拉模块204的第一开关装置210和第二开关装置212仅在驱动电路116处于不工作状态时才可选择性地实现上拉电阻器216两侧的上拉电压\。此外,上拉模块204可确定位于上拉电阻器216与点217之间的点219处的交点电压Vf,所述点217位于第一燃料喷射器112的低侧输出部上。如图2所示的点219在性质上是示例性的,且点219可位于上拉电阻器216与点217之间的任何地方。在一个实施例中,交点电压Vf可被测定为视为电阻性接地短路故障的接地短路电阻札两侧的电压降。上拉电阻器216和接地短路电阻Rs可共同构成用于上拉电压V p的分压器。因此,交点电压V f可基于接地短路电阻R
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