阅读说明：本技术 一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置 (Engine oil pressure temperature sensor fault simulation device ) 是由 颜燕 凌健 李菁元 王亚飞 汪晓伟 闫峰 仲崇智 邹雄辉 付铁强 李勇 张泰钰 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置,包括电源模块、单片机模块、脉冲故障设定模块、电路故障设定模块、故障模式控制模块、信号输入接口、信号模式控制模块及信号输出接口。本发明一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置,可以模拟发动机机油压力温度传感器PWM信号以及电路故障状态信号,能够满足发动机机油压力温度传感器故障的PVE测试,同时可以在压力温度传感器的实际信号状态和模拟信号状态中进行自由切换,有效简化了试验操作过程,减低了人力和时间成本,提高了发动机机油压力温度传感器信号故障的PVE测试效率及质量。(The invention provides a fault simulation device for an engine oil pressure and temperature sensor of an engine, which comprises a power supply module, a single chip microcomputer module, a pulse fault setting module, a circuit fault setting module, a fault mode control module, a signal input interface, a signal mode control module and a signal output interface. The fault simulation device for the engine oil pressure and temperature sensor can simulate PWM signals and circuit fault state signals of the engine oil pressure and temperature sensor, can meet PVE (physical vapor infiltration) tests of engine oil pressure and temperature sensor faults, can freely switch between an actual signal state and an analog signal state of the pressure and temperature sensor, effectively simplifies test operation processes, reduces labor and time costs, and improves PVE test efficiency and quality of engine oil pressure and temperature sensor signal faults.)

一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置

技术领域

本发明属于汽车测试技术领域，尤其是涉及一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置。

背景技术

发动机机油压力温度传感器广泛应用于汽车领域，其作用是实时检测发动机的机油压力和机油温度，以保证发动机正常工作。一旦机油压力过低，发动机就会因为缺少机油润滑而造成强烈的摩擦，这样就会导致发动机严重磨损以及发热，进而可能会损坏发动机，机油压力温度传感器利用压力及热敏电阻温度传感技术输出电信号，信号被汽车电控单元采集从而实现测量机油压力和机油温度的功能。作为电子元件，机油压力温度传感器故障类型主要表现为信号不连续、缺失、灵敏度下降和不能准确反映实际参数值等，导致ECU控制发动机进入跛行回家状态，降低发动机转速和限制发动机输出功率等，并可能使其熄火进行自我保护。

因此，汽车电控单元中的车载诊断系统可以实时检测发动机机油压力温度传感器的工作状态和性能，及时发现发动机机油压力温度传感器存在的故障。例如：如果机油压力或机油温度超出或低于规定的数值范围时，车载诊断系统就确认该信号出现故障，发出报警信号，并点亮驾驶室仪表盘上的故障灯，从而提醒驾驶员注意检查发动机状态，并在系统中生成相应的故障码以供修理人员调取使用。

依据GB 18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的要求，车辆生产企业需要在车辆上安装车载诊断系统，以监测机动车实际运行中的排放，并且要求对安装车载诊断系统的量产车辆进行PVE测试，主要是对汽车电控单元的OBD故障码进行测试与验证。

在现有技术条件下，发动机机油压力温度传感器输出的是脉冲宽度调制PWM信号，汽车电控单元接收PWM信号，同时车载诊断系统对PWM信号进行监测，并生成相应的OBD故障码。目前市场上缺少发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，常规的信号发生器不具备所需的PWM信号生成功能，并且设备价格昂贵，使用复杂，不能满足涉及发动机机油压力温度传感器故障的相关PVE测试试验。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，配合使用电源模块、单片机模块、脉冲故障设定模块、电路故障设定模块及故障模式控制模块，可以模拟发动机机油压力温度传感器PWM信号以及电路故障状态信号，能够满足发动机机油压力温度传感器故障的PVE测试，同时可以在压力温度传感器的实际信号状态和模拟信号状态中进行自由切换，有效简化了试验操作过程，减低了人力和时间成本，提高了发动机机油压力温度传感器信号故障的PVE测试效率及质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，包括电源模块、单片机模块、脉冲故障设定模块、电路故障设定模块、故障模式控制模块、信号输入接口、信号模式控制模块及信号输出接口；

电源模块为单片机模块供电；脉冲故障设定模块输出电压信号到单片机模块的不同的ADC采集通道；单片机模块根据电压输入ADC采集通道的不同，输出对应的PWM信号到故障模式控制模块的脉冲信号接口；电路故障设定模块选择输出开路信号、对地短路信号及对5V电源短路信号其中之一到故障模式控制模块的电路信号接口；故障模式控制模块选择脉冲信号或电路信号其中之一输出到信号模式控制模块的模拟信号输入端，发动机机油压力温度传感器输出信号经信号输入接口输入到信号模式控制模块的实际信号输入端，信号模式控制模块选择模拟信号或实际信号其中之一经信号输出接口与汽车电控单元连接。

进一步的，电源模块是XL6019可调升压电源模块，XL6019可调升压电源模块输入9-36V直流电源，XL6019可调升压电源模块输出12V直流与单片机模块的VCC接口连接。

进一步的，单片机模块是ATmega32u4型号单片机，脉冲故障设定模块是七档位旋转式波段开关，七档位旋转式波段开关对应接地和5V电压，七档位旋转式波段开关的触点分别对应与ATmega32u4型号单片机的PF0/ADC0管脚、PF1/ADC1管脚、PF4/ADC4管脚、PF5/ADC5管脚、PF6/ADC6管脚、PF7/ADC7管脚及PD4/ADC8管脚连接。

进一步的，电路故障设定模块是三档位旋转式波段开关，故障模式控制模块是第一两档拨动开关；三档位旋转式波段开关三个触点分别连接开路、接地及5V电压；三档位旋转式波段开关输出连接第一两档拨动开关的电路输入触点，ATmega32u4型号单片机的PD0/PWM管脚连接第一两档拨动开关的脉冲输入触点；信号模式控制模块是第二两档拨动开关；第一两档拨动开关的输出连接第二两档拨动开关的模拟信号触点，发动机机油压力温度传感器输出信号经信号输入接口连接第二两档拨动开关的实际信号触点，第二两档拨动开关的输出经信号输出接口与汽车电控单元连接。

相对于现有技术，本发明一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，具有以下优势：

本发明一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，配合使用电源模块、单片机模块、脉冲故障设定模块、电路故障设定模块及故障模式控制模块，可以模拟发动机机油压力温度传感器PWM信号以及电路故障状态信号，能够满足发动机机油压力温度传感器故障的PVE测试，同时可以在压力温度传感器的实际信号状态和模拟信号状态中进行自由切换，有效简化了试验操作过程，减低了人力和时间成本，提高了发动机机油压力温度传感器信号故障的PVE测试效率及质量。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置原理示意图；

图2为本发明实施例一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置电路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-2所示，一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，包括电源模块、单片机模块、脉冲故障设定模块、电路故障设定模块、故障模式控制模块、信号输入接口、信号模式控制模块及信号输出接口；

电源模块为单片机模块供电；脉冲故障设定模块输出电压信号到单片机模块的不同的ADC采集通道；单片机模块根据电压输入ADC采集通道的不同，输出对应的PWM信号到故障模式控制模块的脉冲信号接口；电路故障设定模块选择输出开路信号、对地短路信号及对5V电源短路信号其中之一到故障模式控制模块的电路信号接口；故障模式控制模块选择脉冲信号或电路信号其中之一输出到信号模式控制模块的模拟信号输入端，发动机机油压力温度传感器输出信号经信号输入接口输入到信号模式控制模块的实际信号输入端，信号模式控制模块选择模拟信号或实际信号其中之一经信号输出接口与汽车电控单元连接。

如图1-2所示，电源模块是XL6019可调升压电源模块，XL6019可调升压电源模块输入9-36V直流电源，XL6019可调升压电源模块输出12V直流与单片机模块的VCC接口连接。

如图1-2所示，单片机模块是ATmega32u4型号单片机，脉冲故障设定模块是七档位旋转式波段开关，七档位旋转式波段开关对应接地和5V电压，七档位旋转式波段开关的触点分别对应与ATmega32u4型号单片机的PF0/ADC0管脚、PF1/ADC1管脚、PF4/ADC4管脚、PF5/ADC5管脚、PF6/ADC6管脚、PF7/ADC7管脚及PD4/ADC8管脚连接。

如图1-2所示，电路故障设定模块是三档位旋转式波段开关，故障模式控制模块是第一两档拨动开关；三档位旋转式波段开关三个触点分别连接开路、接地及5V电压；三档位旋转式波段开关输出连接第一两档拨动开关的电路输入触点，ATmega32u4型号单片机的PD0/PWM管脚连接第一两档拨动开关的脉冲输入触点；信号模式控制模块是第二两档拨动开关；第一两档拨动开关的输出连接第二两档拨动开关的模拟信号触点，发动机机油压力温度传感器输出信号经信号输入接口连接第二两档拨动开关的实际信号触点，第二两档拨动开关的输出经信号输出接口与汽车电控单元连接。

在本发明的实际应用中，在现有技术条件下，模拟发动机机油压力温度传感器的PWM信号被划分为三个固定周期信号：第一个周期信号为同步和诊断高电平信号，第二个周期信号为机油温度高电平信号，第三个周期信号为机油压力高电平信号，进一步，ATmega32u4型号单片机根据脉冲故障设定模块的七档位旋转式波段开关，输出电压模拟信号进入ADC管脚的不同，对应生成七种不同的PWM信号，以模拟七种不同的脉冲故障，而上述七种脉冲故障对应的PWM信号所包含的三个固定周期信号组成形式，属于现有技术中的公知常识，具有相应的对应标准，并且依照相应的标准在ATmega32u4型号单片机内进行预设存储也属于本领域惯用技术手段。

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障4，模拟发动机机油压力温度传感器的传感器诊断硬件故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.640ms，机油温度信号高电平持续时间T1为1.344ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.549ms；

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障5，模拟发动机机油压力温度传感器的传感器诊断压力测量故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.384ms，机油温度信号高电平持续时间T1为1.344ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.549ms；

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障6，模拟发动机机油压力温度传感器的传感器诊断温度测量故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.512ms，机油温度信号高电平持续时间T1为1.344ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.549ms；

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障7，模拟发动机机油压力温度传感器的机油压力高于上限故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.256ms，机油温度信号高电平持续时间T1为1.344ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.914ms；

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障8，模拟发动机机油压力温度传感器的机油压力低于下限故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.256ms，机油温度信号高电平持续时间T1为1.344ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.366ms；

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障9，模拟发动机机油压力温度传感器的机油温度高于上限故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.256ms，机油温度信号高电平持续时间T1为2.122ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.549ms；

七档位旋转式波段开关设定脉冲故障状态为故障10，模拟发动机机油压力温度传感器的机油温度低于下限故障，ATmega32u4型号单片机输出的PWM信号是：同步和诊断信号高电平持续时间S1为0.256ms，机油温度信号高电平持续时间T1为0.192ms，机油压力信号高电平持续时间T2为0.549ms；

进一步的，电路故障设定模块的三档位旋转式波段开关对应的是：故障1，模拟发动机机油压力温度传感器故障的开路；故障2，模拟发动机机油压力温度传感器故障的对地短路；故障3，模拟发动机机油压力温度传感器故障3的电源短路。

在实施例中，在一辆运动型实用汽车SUV上进行实际应用。该汽车为紧凑型SUV，车身结构为5门5座SUV，燃料为95号汽油，发动机排量为2.0L，进气形式为涡轮增压，配气机构为双顶置式凸轮轴及双气门正时调整机构，供油方式为燃油缸内直喷，变速箱为7挡双离合变速箱，最高车速为205km/h，最大功率为140kW，最大功率转速为4700r/min，最大扭矩为300N·m，最大扭矩转速为1400-4000r/min。

首先断开发动机机油压力温度传感器与汽车电控单元的连接线束，接入本发明公开的发动机机油压力温度传感器故障模拟装置，通过信号输入接口连接机油压力温度传感器，再通过信号输出接口连接汽车电控单元，最后在汽车电控单元接口连接德国RA咨询有限责任公司的OBD扫描工具Silver Scan-Tool，用于检测汽车故障码。

启动汽车发动机后处于怠速状态，将故障模式控制模块设置为电路故障模式时，将信号模式控制模块设置为模拟模式，调节三档位旋转式波段开关旋钮至故障1，OBD扫描工具检测出故障码P055A，表示传感器信号开路故障；调节三档位旋转式波段开关旋钮至故障2，OBD扫描工具检测出故障码P055C，表示传感器信号对地短接故障；调节三档位旋转式波段开关旋钮至故障3，OBD扫描工具检测出故障码P055D，表示传感器信号对电源短接故障，本发明所公开的发动机机油压力温度传感器故障模拟装置具备良好的实际应用效果。

启动汽车发动机后处于怠速状态，将故障模式控制模块设置为脉冲故障模式时，将信号模式控制模块设置为模拟模式，调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障4，OBD扫描工具检测出故障码P055B，表示传感器诊断硬件故障；调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障5，OBD扫描工具检测出故障码P055F，表示传感器诊断压力测量故障；调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障6，OBD扫描工具检测出故障码P1184，表示传感器诊断温度测量故障；调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障7，OBD扫描工具检测出故障码P0521，表示机油压力高于上限故障；调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障8，OBD扫描工具检测出故障码P0521，表示机油压力低于下限故障；调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障9，OBD扫描工具检测出故障码P0196，表示机油温度高于上限故障；调节七档位旋转式波段开关旋钮至故障10，OBD扫描工具检测出故障码P0196，表示机油温度低于下限故障,本发明所公开的发动机机油压力温度传感器故障模拟装置具备良好的实际应用效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。