專利名稱：汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，特別涉及一種汽車發(fā)動 機狀態(tài)在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。(二)
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動機是一個十分復(fù)雜的機、電、液系統(tǒng)，由兩大機構(gòu)(曲柄連 桿機構(gòu)、配氣機構(gòu))和五大系統(tǒng)(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(xiàn)象與原因之間的關(guān)系也是紛 繁復(fù)雜，可能是一對多、多對一或者多對多的關(guān)系。不同的故障以不同的 方式表現(xiàn)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(shù)據(jù)處理是狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷要解決的主要問題。傳統(tǒng)的發(fā)動機性能檢測是對發(fā)動機各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如點火、噴油、 電控系統(tǒng)和傳感元件以及進排氣系統(tǒng)和機械工作狀態(tài)等的靜態(tài)和動態(tài)參 數(shù)進行分析，為發(fā)動機狀態(tài)判斷和故障診斷提供科學(xué)依據(jù)。隨著汽車的普及，汽車電子技術(shù)的發(fā)展，利用電子設(shè)備實時監(jiān)測汽車 發(fā)動機的工作狀態(tài)是一個必然趨勢。因為汽車發(fā)動機工作狀況的好壞直接 關(guān)系到發(fā)動機的效率以及排氣的污染程度問題；而且及時地監(jiān)測發(fā)動機發(fā) 生故障前的工況對發(fā)動機的合理保養(yǎng)維護乃至汽車安全行駛都有重要的 意義。目前的發(fā)動機綜合性能測試的測試點和監(jiān)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(huán)境惡劣，系 統(tǒng)通用性差等原因，難以獲得實際的應(yīng)用。同時由于現(xiàn)有發(fā)動機的檢測、 診斷系統(tǒng)，其信號源主要取自發(fā)動機起動過程參數(shù)、點火波形、進氣歧管 真空度波形、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、缸體振動、電控噴油過程參數(shù)以及排氣成分等 等，致使發(fā)動機綜合性能測試需檢測的參數(shù)多達70多項，使用傳感器較 多，系統(tǒng)比較龐大復(fù)雜，需配備計算機及其相關(guān)測評軟件，只有專業(yè)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(jiān)測。為了 實現(xiàn)發(fā)動機的在線監(jiān)測，如何以較少的檢測項目實現(xiàn)準確的發(fā)動機監(jiān)測和 故障診斷是實現(xiàn)高效車載系統(tǒng)首先需要解決的問題。(三) 發(fā)明內(nèi)容-本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的汽車發(fā)動機檢測方法中測試點和監(jiān)測量過 多、傳感器安裝困難、無法實現(xiàn)車載在線監(jiān)控等問題。通過分析發(fā)動機排 氣系統(tǒng)內(nèi)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(fā)動機運行之間的關(guān)系；在記錄和分析排氣系統(tǒng)的波動的基礎(chǔ)上，得出一種采用極少的檢測項目便能夠準確地實現(xiàn)汽車發(fā)動機的在線監(jiān)測的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。本發(fā)明所公開的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法，通過對發(fā)動機在正常 狀態(tài)的排氣波動信號進行處理、分離或提取出特征量作為判定參數(shù)記錄在 計算機中，用于建立一個正常狀態(tài)的排氣波動信號數(shù)據(jù)庫。在汽車運行時， 在線采集發(fā)動機在工作過程中的排氣波動信號，并將所采集到信號處理、 分離或提取出特征量作為特征參數(shù)輸入計算機進行模式識別，即將特征參 數(shù)與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中的發(fā)動機正常狀態(tài)的排氣波動信號的判定參 數(shù)進行比較。當特征參數(shù)與判定參數(shù)相符時，判定發(fā)動機工作正常；當特 征參數(shù)與判定參數(shù)不相符時，判定發(fā)動機工作不正常。作為改進，本發(fā)明還包括對應(yīng)于不同故障狀態(tài)的發(fā)動機排氣波動信號 數(shù)據(jù)庫。預(yù)先對發(fā)動機在不同故障下的排氣波動信號進行處理、分離或提 取出特征量作為不同故障狀態(tài)的判定參數(shù)，記錄在故障狀態(tài)的發(fā)動機排氣 波動信號數(shù)據(jù)庫中。當判定發(fā)動機工作不正常時，啟動復(fù)雜模式識別過程， 即將特征參數(shù)與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中預(yù)存的不同故障下的判定參數(shù)進 行逐個比較，當特征參數(shù)與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中存儲的某一故障的判定 參數(shù)相符時，則判定發(fā)動機出現(xiàn)該故障。當特征參數(shù)與排氣波動信號數(shù)據(jù) 庫中存儲的故障的判定參數(shù)均不相符時，則將該排氣波動信號記錄到計算 機中以備排氣波動信號數(shù)據(jù)庫擴展時用。管道氣體的氣體流的動力學(xué)性能可以直接地反映出流體經(jīng)過的管道 或者腔體的狀況。發(fā)動機排出的廢氣的動力學(xué)特性受到混合氣體燃燒過程 及其流經(jīng)的腔體和排氣管道的邊界條件的影響，它能直接反映發(fā)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(tài)特性去分 析產(chǎn)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(fā)動機工作狀況，從而使得發(fā)動機的監(jiān)測從技術(shù) 上更容易實現(xiàn)車載在線監(jiān)控。合理選取信號源，經(jīng)過一定的信號處理，分離或提取特征量，是實現(xiàn) 準確的發(fā)動機故障診斷的關(guān)鍵。排氣波動信號源取自汽車排氣管道的內(nèi) 側(cè)，可以大大減小了信號采集裝置的安裝難度、降低了對信號采集裝置的 要求。但是排氣管道的前端距離發(fā)動機較近、溫度相對較高、容易造成信 號的干擾和器件損壞，因而排氣波動信號源最好取自汽車排氣管道內(nèi)側(cè)的 中部或排氣管道內(nèi)側(cè)的末端。汽車發(fā)動機的動力學(xué)特性可以由溫度、或壓力、或結(jié)合排氣成分方便 地提取。由于壓力的提取相對容易，同時相比其它檢測方式成本較低，因 而作為優(yōu)選。所述排氣波動信號為排氣壓力波，該排氣壓力波包括隨著發(fā) 動機工作狀態(tài)而改變的頻率和幅值。根據(jù)上述方法所設(shè)計的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括如下模塊構(gòu)成數(shù)據(jù)采集模塊包括用于發(fā)動機在工作過程中的采集排氣波動信號的 傳感器；^數(shù)k處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連，對數(shù)據(jù)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(shù)或判定參數(shù)，輸出到模式識別模 塊；排氣波動信號數(shù)據(jù)庫包括發(fā)動機在正常狀態(tài)的排氣波動的判定參、H數(shù)；模式識別模塊分別與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸出端相連，通過比較數(shù)據(jù)處理模塊所得的特征參數(shù)和排氣波動信號數(shù)據(jù)庫的判定參數(shù)，得出判定結(jié)果；控制模塊控制協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)工作，并負責(zé)輸出判定結(jié)果。作為改進，所述系統(tǒng)的模式識別模塊還包括故障檢測模塊，與之對應(yīng) 的排氣波動信號數(shù)據(jù)庫內(nèi)還包括發(fā)動機在不同故障狀態(tài)的排氣波動信號 的判定參數(shù)；故障檢測模塊用于判斷發(fā)動機在故障狀態(tài)的故障類型。作為進一步改進，所述系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)中；或懸空，留待 后期系統(tǒng)升級時進行信號提取。所述排氣波動氣體流的動力學(xué)性通過壓力傳感器進行采集。為了能夠 有效的采集發(fā)動機排氣波動信號，所述傳感器位于汽車排氣管道的內(nèi)側(cè)。 為進一步降低對傳感器的要求，降低傳感器安裝和維護難度，使得選取的 檢測點能夠獲得更為準確的監(jiān)測量，所述傳感器設(shè)置于汽車排氣管道內(nèi)側(cè) 的中部或排氣管道內(nèi)側(cè)的末端。排氣管道的內(nèi)側(cè)設(shè)有消噪器，如為了提高 傳感器的檢測能力，可將壓力傳感器位于消噪器之前；如為了降低成本、 方便傳感器的安裝，可將壓力傳感器位于消噪器之后。所述壓力傳感器采集的排氣波動信號為排氣壓力波，該排氣壓力波包 括隨著發(fā)動機工作狀態(tài)在改變的頻率和幅值。本發(fā)明汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)所述控制模塊的輸出端還接有 報警裝置和/或擴展接口 。報警裝置在出現(xiàn)緊急故障時可以自動報警并且停 車，在出現(xiàn)嚴重故障時報警，在出現(xiàn)需關(guān)注故障時提示并記錄相關(guān)參數(shù)。所述擴展接口包括使系統(tǒng)與汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)相連的人機接口和/或 與遠程診斷中心通訊的總線接口 。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為1、 氣體流的動力學(xué)性能可以方便地提取，相比其它檢測方式更容易 實現(xiàn)，成本也更低；2、 傳感器的安裝更方便，同時有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳感器所處工作環(huán)境惡劣而造成的系統(tǒng)穩(wěn)定性差等問題；3、 可以以較少的檢測量獲取較全面的發(fā)動機工況，緊湊的系統(tǒng)設(shè)計 易于實現(xiàn)為車載系統(tǒng)；4、 系統(tǒng)還通過總線技術(shù)與發(fā)動機集中控制器等其它汽車電子控制系 統(tǒng)互連，成為汽車內(nèi)部網(wǎng)的一個單元；5、 系統(tǒng)不僅可以作為發(fā)動機優(yōu)化控制的有力工具，還可適通過軟件 移植，用于其它類型的發(fā)動機和不同應(yīng)用場合；6、 系統(tǒng)接口類型可按需求設(shè)置，因而使得系統(tǒng)的通用性更強，在內(nèi) 燃機的故障診斷、優(yōu)化控制和汽車發(fā)動機的噪音控制方面有長遠的應(yīng)用前 景。(四)


圖1為本發(fā)明一種實施實施方式的系統(tǒng)組成圖；圖2為一種發(fā)動機正常狀態(tài)的排氣壓力波示意圖；圖3為一種發(fā)動機3#汽缸缺火故障狀態(tài)的排氣壓力波示意圖；圖4為一種發(fā)動機在運行過程中采集到的排氣壓力波示意圖。(五)
具體實施例方式如圖1所示為本發(fā)明汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)一種實施實施方式 的系統(tǒng)組成圖。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、排氣壓力波動頻 譜庫、模式識別模塊、故障檢測模塊以及控制模塊。下面對本發(fā)明汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)一種實施實施方式的系 統(tǒng)組成及工作原理進行詳細說明數(shù)據(jù)采集模塊是一個由位于汽車排氣管道的內(nèi)側(cè)的壓力傳感器。該壓 力傳感器如位于消噪器和催化轉(zhuǎn)換器的前端，可以靈敏的捕捉到壓力波動 的信號，有效提高系統(tǒng)的檢測能力；如壓力傳感器位于消噪器和催化轉(zhuǎn)換 器等部件之后，可以方便安裝，降低成本。本系統(tǒng)采取壓力傳感器位于消 噪器和催化轉(zhuǎn)換器之間的方式，這樣即可以保證壓力傳感器的監(jiān)測能力， 使得系統(tǒng)能夠判別較小的故障，同時對傳感器的要求也相對較低，因而使 得成本也相應(yīng)降低、安裝也相應(yīng)容易。壓力傳感器將采集到的將排氣壓力 波的初始信號轉(zhuǎn)化為易于處理的信號輸出到數(shù)據(jù)處理模塊中進行信號處 理。數(shù)據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)采集模塊送入信號的頻譜成分處理，分離或提取 出特征量作為判定參數(shù)或特征參數(shù)。在系統(tǒng)建立之初，預(yù)先在嵌入式系統(tǒng)中建立一個排氣壓力波動頻譜 庫。其具體步驟通過分析發(fā)動機排氣系統(tǒng)內(nèi)壓力波的形成和傳播，研究排 氣壓力波動頻譜與發(fā)動機運行之間的關(guān)系。首先通過壓力傳感器采集發(fā)動 機廢氣的排氣壓力波，通過數(shù)據(jù)采集模塊的分析和信號處理將排氣系統(tǒng)在 正常狀態(tài)的排氣壓力波動頻譜以及發(fā)動機在氣缸的失火、排氣閥磨損等故障狀態(tài)的排氣壓力波動頻譜，并將排氣壓力波動頻譜輸入數(shù)據(jù)處理模塊。 數(shù)據(jù)處理模塊對頻譜進行信號處理、分離或提取特征量作為判定參數(shù)后記 錄在嵌入式系統(tǒng)中。該判定參數(shù)包括發(fā)動機在正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下的判 定參數(shù)故障狀態(tài)下的判定參數(shù)的判定參數(shù)。排氣壓力波動頻譜庫內(nèi)的判定 參數(shù)的建立的過程是一個逐漸積累過程，根據(jù)故障的嚴重程度，預(yù)先采集 的頻譜首先要包括發(fā)動機個別氣缸失火，個別排氣閥的工作序列和磨損等 發(fā)動機常見故障時的判定參數(shù)。隨著汽車的運行，逐漸增加判定參數(shù)，以 擴充系統(tǒng)可判別的故障的類型。當汽車運行時，在線采集發(fā)動機在工作過程中的排氣壓力波，并將所 采集到排氣壓力波在數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊進行信號處理，分離或 提取出特征參數(shù)后輸入模式識別模塊進行模式識別。所述模式識別過程即 通過比較特征參數(shù)與判定參數(shù)，判定發(fā)動機的工況。它包括簡單模式識別 過程和復(fù)雜模式識別過程。簡單模式識別過程是判定發(fā)動機正常過不正常 的過程，其具體步驟是將排氣壓力波的特征參數(shù)與排氣壓力波動頻譜庫中 發(fā)動機正常狀態(tài)的排氣壓力波動頻譜的判定參數(shù)進行比較。通過比較，發(fā) 現(xiàn)特征參數(shù)與判定參數(shù)不相符時，系統(tǒng)判定發(fā)動機工作不正常。接著將排 氣壓力波送入到故障檢測模塊進行故障類型的判別，并同時啟動復(fù)雜模式 識別過程。復(fù)雜模式識別過程是判定發(fā)動機存在何種故障的過程，其具體 步驟是將排氣壓力波進一步進行信號處理、分離或提取出特征量作為特征 參數(shù)，并將再次處理后的特征參數(shù)與排氣壓力波動頻譜庫中預(yù)存的氣缸的 失火和排氣閥磨損兩種故障狀態(tài)的判定參數(shù)進行逐個比較。當特征參數(shù)與 排氣壓力波動頻譜庫中存儲的某一故障的判定參數(shù)相符時，則判定發(fā)動機出現(xiàn)該故障；當特征參數(shù)與排氣壓力波動頻譜庫中存儲的任何故障的判定 參數(shù)均不相符時，則將該排氣壓力波記錄到嵌入式系統(tǒng)的存儲模塊中，留 待后期的進一步分析研究，以用于擴充排氣壓力波動頻譜庫中的故障類 型。所述存儲模塊的輸出端可以懸空或與控制模塊的輸出端相連。本實施 方式的存儲模塊的輸出端懸空，通過定期對存儲模塊中存儲的無法判定的 排氣壓力波進行進一步分析，分離或提取出判定參數(shù)后植入排氣壓力波動 頻譜庫，使得排氣壓力波動頻譜庫所存儲的可判定的故障類型逐步增多。數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端還與控制模塊相連?？刂茀f(xié)調(diào)整個系統(tǒng)工作， 并負責(zé)輸出判定結(jié)果。系統(tǒng)的控制模塊的輸出端還接有報警裝置和擴展接 口。報警裝置在出現(xiàn)緊急故障時可以自動報警并且停車，在出現(xiàn)嚴重故障 時報警，在出現(xiàn)需關(guān)注故障時提示并記錄相關(guān)參數(shù)。擴展接口包括人機接 口和總線接口，使系統(tǒng)與汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)和遠程診斷中心通訊相連，使 之成為汽車內(nèi)部網(wǎng)的 一個單元。結(jié)合上述工作原理，下面對本發(fā)明汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)一種 實施實施方式的工作過程進行簡要說明本實施方式的系統(tǒng)建立初期，壓力傳感器分別采集發(fā)動機正常狀態(tài)的個汽缸缺火故障狀態(tài)的排氣壓力波，如圖3， 用于建立排氣壓力波動頻譜庫。首先，將上述兩排氣壓力波分別送入到數(shù) 據(jù)采集模塊中進行信號處理，將壓力傳感器采集到的初始壓力電信號其轉(zhuǎn) 化為易于處理的電信號輸出到數(shù)據(jù)處理模塊中。其次，數(shù)據(jù)處理模塊對信 號的頻譜成分進行處理，分離出特征量作為判定參數(shù)后存入嵌入式系統(tǒng) 中，建立一個包含有發(fā)動機正常狀態(tài)的排氣壓力波動頻譜和各個汽缸缺火 故障狀態(tài)的排氣壓力波動頻譜的排氣壓力波動頻譜庫。當發(fā)動機運行時，壓力傳感器采集發(fā)動機在運行過程中的排氣壓力 波，如圖4。首先，將排氣壓力波送入到數(shù)據(jù)采集模塊中進行信號處理， 將壓力傳感器采集到的初始壓力電信號其轉(zhuǎn)化為易于處理的電信號輸出 到數(shù)據(jù)處理模塊中。其次，信號在數(shù)據(jù)處理模塊中進行頻譜成分處理，通 過信號變換和采樣后，提取出特征量作為特征參數(shù)，送入模式識別模塊和 故障檢測模塊。再次，通過比較特征參數(shù)和排氣波動壓力波動頻譜庫中的 正常狀態(tài)的判定參數(shù)，模式識別模塊發(fā)現(xiàn)特征參數(shù)和判定參數(shù)不相符，因 此判定發(fā)動機存在故障。此時啟動復(fù)雜模式識別過程，即對運行過程中采 集到的排氣壓力波進行進一步的信號頻譜成分處理，提取出故障狀態(tài)特征 參數(shù)。然后，在故障檢測模塊中，將故障狀態(tài)特征參數(shù)與排氣壓力波動頻 譜庫中各個汽缸缺火故障狀態(tài)的特征參數(shù)進行逐個比較，發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)特 征參數(shù)與3#汽缸缺火故障相符，此時判定發(fā)動機3#汽缸存在缺火故障。 最后，將判定結(jié)果輸出到控制模塊中，該控制模塊的輸出端接有的報警裝 置發(fā)出報警，并通過與發(fā)動機控制模塊的輸出端接有的人機接口與汽車內(nèi) 部的控制系統(tǒng)，控制汽車停車。上述實施方式并非本發(fā)明汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的窮舉。本發(fā) 明還可以結(jié)合其它的排氣檢測傳感器(比如氧傳感器等)，通過檢測排氣 成分的波動來檢測發(fā)動機的燃燒情況，形成一個綜合的發(fā)動機智能監(jiān)控系 統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法，其特征在于通過對發(fā)動機在正常狀態(tài)的排氣波動信號進行處理、分離或提取出特征量作為判定參數(shù)記錄在計算機中，用于建立一個正常狀態(tài)下的排氣波動信號數(shù)據(jù)庫；在汽車運行時，在線采集發(fā)動機在工作過程中的排氣波動信號，并將所采集到信號處理、分離或提取出特征量作為特征參數(shù)輸入計算機進行模式識別，即將特征參數(shù)與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中的發(fā)動機正常狀態(tài)的排氣波動信號的判定參數(shù)進行比較；當特征參數(shù)與判定參數(shù)相符時，判定發(fā)動機工作正常；當特征參數(shù)與判定參數(shù)不相符時，判定發(fā)動機工作不正常。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法，其特征在 于還包括對應(yīng)于不同故障狀態(tài)的發(fā)動機排氣波動信號數(shù)據(jù)庫，即預(yù)先對 發(fā)動機在不同故障狀態(tài)的排氣波動信號進行處理、分離或提取出特征量作 為不同故障狀態(tài)的判定參數(shù)，記錄在發(fā)動機故障時的排氣波動信號數(shù)據(jù)庫 中；當判定發(fā)動機工作不正常時，啟動復(fù)雜模式識別過程，即將特征參數(shù) 與發(fā)動機故障狀態(tài)的排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中預(yù)存的不同故障狀態(tài)的判定 參數(shù)進行逐個比較，當特征參數(shù)與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中存儲的某一故障 的判定參數(shù)相符時，則判定發(fā)動機出現(xiàn)該故障。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法，其特征在于 當特征參數(shù)與發(fā)動機故障狀態(tài)時的排氣波動信號數(shù)據(jù)庫中存儲的故障的 判定參數(shù)均不相符時，則將該排氣波動信號記錄到計算機中以備排氣波動 信號數(shù)據(jù)庫擴展時用。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方 法，其特征在于所述排氣波動信號源取自汽車排氣管道的內(nèi)側(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法，其特征在 于所述排氣波動信號源取自汽車排氣管道內(nèi)側(cè)的中部或排氣管道內(nèi)側(cè)的 末端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方 法，其特征在于所述排氣波動信號為排氣壓力波。
7、 汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括 數(shù)據(jù)采集模塊包括用于發(fā)動機在工作過程中的采集排氣波動信號的傳感器；數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連，對數(shù)據(jù)采集模塊輸出信號進行 處理，分離或提取特征量作為特征參數(shù)或判定參數(shù)，輸出到模式i口、別模塊；排氣波動信號數(shù)據(jù)庫包括發(fā)動機在正常狀態(tài)的排氣波動信號的判定 參數(shù)；模式識別模塊分別與排氣波動信號數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸 出端相連，通過比較特征參數(shù)和排氣波動信號數(shù)據(jù)庫的判定參數(shù)，得出判 定結(jié)果；控制模塊控制協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)工作，并負責(zé)輸出判定結(jié)果。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述模式識別模塊中還包括故障檢測模塊，與之對應(yīng)的排氣波動信號 數(shù)據(jù)庫內(nèi)還包括發(fā)動機在不同故障狀態(tài)的排氣波動信號的判定參數(shù)；故障 檢測模塊用于判斷發(fā)動機的故障類型。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述模式識別模塊的輸出端還接有用于存儲無法檢測出故障類型的排 氣波動信號數(shù)據(jù)的存儲模塊。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述傳感器為壓力傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或10所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述傳感器位于汽車排氣管道的內(nèi)側(cè)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征 在于所述傳感器設(shè)置于汽車排氣管道內(nèi)側(cè)的中部或排氣管道內(nèi)側(cè)的末 端，該排氣管道的內(nèi)側(cè)設(shè)有消噪器，壓力傳感器位于消噪器之前或之后。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器采集的信號為排氣壓力波。
14、 根據(jù)權(quán)利要求7 9中任意一項所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測 系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊的輸出端還接有報警裝置和/或擴展接口。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征 在于所述擴展接口包括使系統(tǒng)與汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)相連的人機接口和/或與遠程診斷中心通訊的總線接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。通過分析發(fā)動機排氣系統(tǒng)內(nèi)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(fā)動機運行之間的關(guān)系；在記錄和分析排氣系統(tǒng)的波動的基礎(chǔ)上，得出一種采用極少的檢測項目便能夠準確地實現(xiàn)汽車發(fā)動機的在線監(jiān)測的汽車發(fā)動機狀態(tài)在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。系統(tǒng)能以較少的檢測量獲取較全面的發(fā)動機工況，檢測和診斷汽車發(fā)動機的故障，從而實現(xiàn)汽車發(fā)動機的在線監(jiān)測。該智能波動檢測系統(tǒng)可以作為發(fā)動機優(yōu)化控制的有力工具，在內(nèi)燃機的故障診斷、優(yōu)化控制和汽車發(fā)動機的噪音控制方面有長遠的應(yīng)用前景。
文檔編號G01M15/00GK101251441SQ20081007350
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者張向文, 樊永顯, 明 潘, 勇 許, 陳溢文 申請人:桂林電子科技大學(xué)