[發(fā)明專利]柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)及其診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011521462.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112666925B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉峰春;智海峰;冀樹德;孔祥鑫;張勃;毛玉欣;王宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所（天津）
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 蘇沖

本發(fā)明提供了柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)及其診斷方法，包括均位于汽車動(dòng)力倉內(nèi)部的控制系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)，所述控制系統(tǒng)包括FPGA芯片和ARM芯片，所述硬件結(jié)構(gòu)包括加速度傳感器、起動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、復(fù)位按鈕、測速傳感器、車輛總線接口、車輛電池、傳感器供電盒、AD調(diào)理電路、IO調(diào)理電路、脈沖調(diào)理電路、CAN電路、電源供電電路、儲(chǔ)存芯片和顯示終端。本發(fā)明所述的柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)及其診斷方法適用性強(qiáng)、可靠性高，可用于機(jī)械、電控等多種車輛行車中狀態(tài)監(jiān)測，特別滿足于強(qiáng)化動(dòng)力車輛的柴油機(jī)故障早期診斷，本發(fā)明通過硬件定制、故障多維預(yù)警并聯(lián)合背景載荷傳感器降低虛警率，有效提升故障預(yù)警準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)及其診斷方法。

背景技術(shù)

隨著柴油機(jī)大功率、高強(qiáng)化、輕量化發(fā)展，柴油機(jī)單位功率的重量顯著降低，提高了主要結(jié)構(gòu)件的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，導(dǎo)致運(yùn)行中缸蓋、氣門、主軸、傳動(dòng)等主要部件失效問題突出。在面向全地域應(yīng)用要求的設(shè)計(jì)中，由于應(yīng)用環(huán)境變化改變柴油機(jī)運(yùn)行熱狀態(tài)，主要部件的適應(yīng)能力備受考驗(yàn)。在試驗(yàn)室的驗(yàn)證中，受檢測能力和驗(yàn)證手段限制，無法全狀態(tài)模擬實(shí)車環(huán)境，實(shí)車應(yīng)用中的部件結(jié)構(gòu)問題不能提前預(yù)防性改進(jìn)。而在實(shí)車驗(yàn)證中，由于缺乏全面的檢測手段，從故障萌生到顯著動(dòng)力性下降引發(fā)不可修復(fù)故障不能提前預(yù)判，引起嚴(yán)重事故發(fā)生，帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前主流的國內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)診斷系統(tǒng)主要依據(jù)在線發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU控制器)診斷策略和離線油液檢測技術(shù)，通過隨車ECU控制器對柴油機(jī)運(yùn)行過程中的主要熱工參數(shù)識(shí)別，結(jié)合離線油液監(jiān)測技術(shù)，判定故障狀態(tài)和獲得主要故障件位置。而強(qiáng)化柴油機(jī)零部件在故障初期，表現(xiàn)在動(dòng)力性下降不明顯，且離線油液監(jiān)測不能保證故障預(yù)警時(shí)效，導(dǎo)致出現(xiàn)動(dòng)力嚴(yán)重下降時(shí)，柴油機(jī)已出現(xiàn)嚴(yán)重的不可修復(fù)故障，以至于主要承載部件設(shè)計(jì)方案不能充分驗(yàn)證，影響設(shè)計(jì)優(yōu)化，延長驗(yàn)證進(jìn)度。

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)條件的不足，本發(fā)明提供了一種柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)及其診斷方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)，以便于快速檢測強(qiáng)化柴油機(jī)實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)的故障。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種柴油機(jī)車載診斷系統(tǒng)包括均位于汽車動(dòng)力倉內(nèi)部的控制系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)，所述控制系統(tǒng)包括FPGA芯片和ARM芯片，所述硬件結(jié)構(gòu)包括加速度傳感器、起動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、復(fù)位按鈕、測速傳感器、車輛總線接口、車輛電池、傳感器供電盒、AD調(diào)理電路、IO調(diào)理電路、脈沖調(diào)理電路、CAN電路、電源供電電路、儲(chǔ)存芯片和顯示終端，所述加速度傳感器通過AD調(diào)理電路與FPGA芯片連接，所述起動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和復(fù)位按鈕通過IO調(diào)理電路與FPGA芯片連接，所述測速傳感器通過脈沖調(diào)理電路與FPGA芯片連接，所述車輛總線接口通過CAN電路與FPGA芯片連接，所述車輛電池和傳感器供電盒通過電源供電電路與FPGA芯片連接，所述FPGA芯片通過ARM芯片與顯示終端連接，所述ARM芯片還連接儲(chǔ)存芯片。

進(jìn)一步的，所述加速度傳感器包括一號加速度傳感器和多個(gè)二號加速加速度傳感器，一號加速度傳感器和二號加速加速度傳感器均通過AD調(diào)理電路與FPGA芯片連接，所述一號加速度傳感器固定安裝至汽車柴油機(jī)安裝懸置的被動(dòng)端，所述二號加速加速度傳感器固定安裝至柴油機(jī)機(jī)體本體。

進(jìn)一步的，所述一號加速度傳感器和二號加速加速度傳感器均為差分式加速度傳感器。

進(jìn)一步的，所述FPGA芯片包括均為程序邏輯的ADC采樣模塊、變采樣模塊、參數(shù)配置模塊、AXI接口轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換模塊、扭矩轉(zhuǎn)換模塊和CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，且ADC采樣模塊、變采樣模塊、參數(shù)配置模塊、AXI接口轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換模塊、扭矩轉(zhuǎn)換模塊和CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊各個(gè)模塊之間均按FPGA芯片的執(zhí)行流程、條件信號連接。