[實用新型]汽車發動機狀態在線監測系統

無效

• 申請號: 200820104142.2
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN201184842Y
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 許勇;張向文;陳溢文;潘明;樊永顯
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 馬蘭

(一)技術領域：

本實用新型涉及一種發動機狀態監測系統，特別涉及一種汽車發動機狀態在線監測系統。

(二)背景技術：

汽車發動機是一個十分復雜的機、電、液系統，由兩大機構(曲柄連桿機構、配氣機構)和五大系統(燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系、啟動系)組成，其故障也是種類繁多，故障現象與原因之間的關系也是紛繁復雜，可能是一對多、多對一或者多對多的關系。不同的故障以不同的方式表現出來，因此，選擇什么樣的檢測對象，檢測哪些參量，以及如何進行信號分析與數據處理是狀態監測和故障診斷要解決的主要問題。

傳統的發動機性能檢測是對發動機各系統的工作狀態，如點火、噴油、電控系統和傳感元件以及進排氣系統和機械工作狀態等的靜態和動態參數進行分析，為發動機狀態判斷和故障診斷提供科學依據。

隨著汽車的普及，汽車電子技術的發展，利用電子設備實時監測汽車發動機的工作狀態是一個必然趨勢。因為汽車發動機工作狀況的好壞直接關系到發動機的效率以及排氣的污染程度問題；而且及時地監測發動機發生故障前的工況對發動機的合理保養維護乃至汽車安全行駛都有重要的意義。

目前的發動機綜合性能測試的測試點和監測量，一般選取缸體(缸蓋)振動、高壓油管壓力波、汽缸壓力和排氣成分等，前人在這些方面做了不少研究也取得了不少成果。但是由于傳感器安裝麻煩，工作環境惡劣，系統通用性差等原因，難以獲得實際的應用。同時由于現有發動機的檢測、診斷系統，其信號源主要取自發動機起動過程參數、點火波形、進氣歧管真空度波形、發動機轉速、缸體振動、電控噴油過程參數以及排氣成分等等，致使發動機綜合性能測試需檢測的參數多達70多項，使用傳感器較多，系統比較龐大復雜，需配備計算機及其相關測評軟件，只有專業的汽車檢測站或大修理廠才使用，不適合于安裝在汽車上進行在線監測。為了實現發動機的在線監測，如何以較少的檢測項目實現準確的發動機監測和故障診斷是實現高效車載系統首先需要解決的問題。

(三)實用新型內容：

本實用新型是為了解決現有的汽車發動機檢測系統中測試點和監測量過多、傳感器安裝困難、無法實現車載在線監控等問題。通過分析發動機排氣系統內排氣波動的形成和傳播，研究排氣波動信號，例如排氣壓力波動信號與發動機運行之間的關系；在記錄和分析排氣系統的波動的基礎上，得出一種采用極少的檢測項目便能夠準確地實現汽車發動機的在線監測的汽車發動機狀態在線監測系統。

本實用新型所設計的汽車發動機狀態在線監測系統，包括如下模塊構成：

數據采集模塊：包括用于發動機在工作過程中的采集排氣波動信號的傳感器；

數據處理模塊：與數據采集模塊相連，對數據采集模塊輸出的信號進行處理，分離或提取特征量作為特征參數或判定參數，輸出到模式識別模塊；

排氣波動信號數據庫：包括發動機在正常狀態的排氣波動的判定參數；

模式識別模塊：分別與排氣波動信號數據庫和數據處理模塊的信號輸出端相連，通過比較數據處理模塊所得的特征參數和排氣波動信號數據庫的判定參數，得出判定結果；

控制模塊：控制協調整個系統工作，并負責輸出判定結果。

管道氣體的氣體流的動力學性能可以直接地反映出流體經過的管道或者腔體的狀況。發動機排出的廢氣的動力學特性受到混合氣體燃燒過程及其流經的腔體和排氣管道的邊界條件的影響，它能直接反映發動機的噴油器、排氣閥、火花塞等附件的工作狀況。利用排氣氣流的動態特性去分析產生源的運動和故障，不僅信號的采集更為方便，而且能夠以較少的檢測量便可獲取較為全面的發動機工作狀況，從而使得發動機的監測從技術上更容易實現車載在線監控。

作為改進，所述系統的模式識別模塊還包括故障檢測模塊，與之對應的排氣波動信號數據庫內還包括發動機在不同故障狀態的排氣波動信號的判定參數；故障檢測模塊用于判斷發動機在故障狀態的故障類型。

作為進一步改進，所述系統的模式識別模塊的輸出端用于存儲無法檢測出故障類型的排氣波動信號的存儲模塊，將無法檢測的信號留待后期進行進一步的信號處理和分析，以作為系統升級之用。存儲模塊的輸出端可與控制模塊相連，將無法檢測的信號直接輸入控制系統中；或懸空，留待后期系統升級時進行信號提取。