[发明专利]发动机在线监控试验系统及方法

说明书

本发明提供了一种发动机在线监测试验系统及方法，应用程序编程接口模块根据所要进行的试验项目将试验参数、测量变量和每个所述测量变量所对应的测试频率提供至记录软件；应用程序编程接口模块由所述试验流程数据库获取所述试验项故障模拟方式；试验流程数据库用于保存所述试验参数、测量变量和所述试验项目的步骤、故障模拟方式、试验边界条件，并根据所述试验项目形成试验步骤、试验边界条件和系统诊断逻辑，并根据试验步骤、试验边界条件和系统诊断逻辑进行试验；记录软件根据测量变量对试验结果进行记录，并将试验结果提供至所述试验流程数据库；试验流程数据库根据试验结果修正所述试验步骤和所述试验边界条件。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机在线监控试验系统及方法。

背景技术

发动机管理系统(EMS)中包括多种部件和系统，如各种传感器(如压力传感器)、执行器(如喷油器)、闭环控制系统和失火监测系统等，这些部件的电路故障监测以及系统的功能性监测属于排放法规中在线诊断系统(OBD)的基本要求，目前车辆售后维修服务也强烈依赖OBD系统提供的相关故障信息。因此，OBD系统的匹配开发(包括相关部件电路故障诊断和系统功能性故障诊断的匹配开发)是发动机管理系统匹配开发的重要内容。为了保证OBD系统能有效地监测出各个部件的电路故障以及各个系统的功能性故障，在OBD系统的匹配开发过程中就需要大量反复地模拟各个部件发生各种电路故障的情况，以及各个系统发生各种功能性故障的情况。

目前，各种电路故障的模拟借助信号转接盒的飞线形式或者拨键开关式模拟器。信号转接盒的飞线形式是根据需要拔除信号转接盒的对应电路PIN脚，然后通过飞线的方式进行ECU的信号端开路、短接到电源、短接到地线，以模拟发动机管理系统中各部件(传感器、执行器等)的线路开路、对电源短路、对地短路等电路故障。由于各车型和各发动机型号的线束配置不同，线束原理图繁多，这种方法既耗费时间又容易出错。在模拟过程中通过飞线方式模拟各部件电路故障杂乱无序，且极易因为飞线错误损坏电子控制器模块或相关零部件。同时，对于相关传感器信号合理性故障或执行器的功能性故障模拟，则需要借助额外的电阻盒或示波器等设备，操作不便且费时费力。而拨键开关式模拟器仍需要手动选择开关位置，手动拨动模式开关以选择正常模式和故障模式，然后在手动拨动故障模式开关以模拟对电源短路、对地短路和线路开路故障，每一个电路都需要一对拨键开关。为了提高性能和满足法规要求，新型内燃机的传感器和执行器日益增多，EMS系统需要诊断的电路也是越来越多，以带涡轮增压和进排气相位控制功能的缸内直喷发动机为例，需要约100对拨键开关，局限于拨键开关的形状结构和大小，这种拨键式故障模拟器会越来越笨重，尺寸也会越来越大，导致其难于安装在车辆的副驾驶，也不便以坐在驾驶员位置的实验员对PIN脚的选取，由于大量项目需求，这种模拟器也不便频繁在不同车辆上安装和拆卸使用。

两种故障模拟器都存在不足和局限性：信号转接盒的飞线形式杂乱无序，且极易因为飞线操作错误损坏电子控制器模块和相关传感器(执行器)；拨键开关式模拟器结构尺寸大而笨重，不便在车辆上安装使用。同时两种故障模拟方式都需要在故障模拟器上手动操作，且PIN脚频繁插拔局限实际车辆安装使用。

由于EMS系统的复杂性，早期有些系统的功能性故障需要借助外部专业设备进行模拟，如燃油控制修正系数、氧传感器老化故障模拟、喷油器或点火线圈导致的不同失火类型故障模拟等，这些设备相对比较昂贵，而且还需要配合信号转接盒使用，这种方式不适用于大量项目的匹配开发。鉴于此，目前EMS自带系统部分功能性故障模拟器功能，通过修改EMS的匹配量的值来模拟故障，节省外部专业设备和信号转接盒。为了保证系统功能性监测可靠性，在EMS系统开发匹配过程中，需要大量重复的手动修改匹配量值的操作，以再现各类功能性故障。每次修改的匹配量多则几十个，同时在试验完成后还得手动恢复这几十个变量的初始值。同一个试验常常需要反复修改和恢复匹配量多次，手动修改这么多匹配量的值，既费时，又常因修改错误导致试验失败而增加试验次数。