信号为排气压力波。
[0045]更优选的，所述控制模块600的输出端还接有报警模块610和拓展接口620;所述拓展接口 620包括使系统与汽车内部控制系统相连的人机接口和/或与远程诊断中心通讯的总线接口。
[0046]具体应用时，所述压力传感器分别采集发动机正常状态的排气压力波，和各个汽缸缺火故障状态的排气压力波，用于建立所述排气压力波动频谱库。当发动机运行时，所述压力传感器采集发动机在运行过程中的排气压力波，首先，将排气压力波送入到所述数据采集模块100中进行信号处理，将所述压力传感器采集到的初始压力电信号其转化为易于处理的电信号输出到所述数据处理模块中。其次，信号在所述数据处理模块200中进行频谱成分处理，通过信号变换和采样后，提取出特征量作为特征参数，送入所述模式识别模块400和所述故障检测模块410。再次，通过比较特征参数和所述排气波动压力波动频谱库中的正常状态的判定参数，所述模式识别模块400发现特征参数和判定参数不相符，因此判定发动机存在故障。此时启动复杂模式识别过程，即对运行过程中采集到的排气压力波进行进一步的信号频谱成分处理，提取出故障状态特征参数。然后，在所述故障检测模块410中，将故障状态特征参数与所述排气压力波动频谱库中各个汽缸缺火故障状态的特征参数进行逐个比较，发现故障状态特征参数与3#汽缸缺火故障相符，此时判定发动机汽缸存在缺火故障。最后，将判定结果输出到所述控制模块600中，所述控制模块600的输出端接有的报警装置发出报警，并通过与发动机控制模块600的输出端接有的人机接口与汽车内部的控制系统，控制汽车停车。
[0047]由于不同汽车发电机和蓄电池电压有差异和汽车行驶中发电机提供电流和实际使用电流变化，不能简单的用判断阈值的方法法来判断发动机状态，所以通过所述记忆模块800，采用记忆算法，利用电压变化中最明显也最有规律的点火时候的电压跳变，来记录点火前的电压及点火以后的电压，用来确定下一次熄火的电压，以此使得所述基于汽车电压的发动机状态监测方法更加准确、通用性更强。
[0048]所述利用汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判断的具体步骤包括:把当前的电源电压与所述熄火电压做比较;如果当前的电源电压小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，且之后二十个电源电压都小于所述熄火电压加上所述点火时的电压差的百分之二十五，则判定当前时间为发动机熄火状态;如果不满足熄火状态的条件，即判断为发动机处于点火状态。
[0049]本申请提供的一种汽车发动机在线监测系统，通过总线技术与发动机集中控制器等其它汽车电子控制系统互连，成为汽车内部网的一个单元;系统不仅可以作为发动机优化控制的有力工具，还可适通过软件移植，用于其它类型的发动机和不同应用场合;系统接口类型可按需求设置，因而使得系统的通用性更强，在内燃机的故障诊断、优化控制和汽车发动机的噪音控制方面有长远的应用前景;精确了判断的准确性，同时也减少了设计和使用的成本;另外，其不需要汽车厂商或厂商车型的支持，从而满足了所述基于汽车电压的发动机状态监测方法的通用性。
[0050]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0051]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种汽车发动机在线监测系统，其特征在于，包括: 数据采集模块，包括用于发动机在工作过程中的采集排气波动信号的传感器； 数据处理模块，与所述数据采集模块相连，对所述数据采集模块输出信号进行处理，并分离或提取特征量作为特征参数或判定参数； 排气波动信号数据库，与所述数据处理模块连接，包括发动机在正常状态的排气波动信号的判定参数； 模式识别模块，分别与所述排气波动信号数据库和所述数据处理模块的信号输出端相连，通过比较所述特征参数和所述排气波动信号数据库的所述判定参数，得出判定结果； 模拟数字转化器，与所述模式识别模块连接； 控制模块，分别与所述模拟数字转化器和所述模式识别模块连接，通过所述模拟数字转化器每秒读取一次汽车的电源电压;控制协调整个系统工作，并负责输出所述判定结果； 循环链表，与所述控制模块连接，按照时间的顺序，存储所述电源电压； 记忆模块，与所述循环链表连接，计算并记录汽车发动机的点火电压和熄火电压； 诊断模块，与所述记忆模块连接，利用所述汽车发动机的点火电压、熄火电压和当前的电源电压，对当前汽车发动机的状态进行判定，并提供所述的电源电压。2.如权利要求1所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述模式识别模块中还包括故障检测模块，与之对应的所述排气波动信号数据库内还包括发动机在不同故障状态的排气波动信号的判定参数;所述故障检测模块用于判断发动机的故障类型。3.如权利要求2所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述模式识别模块的输出端还接有用于存储无法检测出故障类型的排气波动信号数据的存储模块。4.如权利要求3所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述传感器为压力传感器。5.如权利要求4所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述传感器位于汽车排气管道的内侧。6.如权利要求5所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述传感器设置于汽车排气管道内侧的中部或排气管道内侧的末端，该排气管道的内侧设有消噪器，所述压力传感器位于消噪器之前或之后。7.如权利要求6所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述压力传感器采集的信号为排气压力波。8.如权利要求7所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述控制模块的输出端还接有报警模块和拓展接口。9.如权利要求8所述的汽车发动机在线监测系统，其特征在于，所述扩展接口包括使系统与汽车内部控制系统相连的人机接口和/或与远程诊断中心通讯的总线接口。
【专利摘要】本申请公开了一种汽车发动机在线监测系统，包括：数据采集模块、数据处理模块、排气波动信号数据库、模式识别模块、模拟数字转化器、控制模块、循环链表、记忆模块和诊断模块。本申请通过总线技术与发动机集中控制器等其它汽车电子控制系统互连，成为汽车内部网的一个单元；本系统不仅可以作为发动机优化控制的有力工具，还可通过软件移植，用于其它类型的发动机和不同应用场合；系统接口类型可按需求设置，因而使得系统的通用性更强，在内燃机的故障诊断、优化控制和汽车发动机的噪音控制方面有长远的应用前景。
【IPC分类】G01R31/00, G01M15/10, G01M15/04
【公开号】CN105675304
【申请号】CN201610005650
【发明人】张朝山, 王云玲
【申请人】杭州科技职业技术学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月4日