一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，该系统由状态监测系统和故障诊断系统组成，状态监测系统包括信号测量模块、信号处理模块、数据采集模块和工业控制计算机，故障诊断系统包括实时监测模块、报警模块、故障诊断模块、故障预测模块、自学习模块和打印模块，设计并搭建了汽车发动机在线监测与故障诊断系统，该系统运用模糊控制及专家系统对发动机的故障进行系统性的分析，能够快速准确地找出故障原因，提升问题处理效率，节省维修时间；同时采用模块化的结构设计，即增加了系统的灵活性，又减少了各层之间的相互依赖。

An on-line monitoring and fault diagnosis system for automobile engines

The invention discloses an on-line monitoring and fault diagnosis system for automotive engines. The system consists of a state monitoring system and a fault diagnosis system. The state monitoring system includes a signal measurement module, a signal processing module, a data acquisition module and an industrial control computer. The fault diagnosis system includes a real-time monitoring module and a alarm. The module, fault diagnosis module, fault prediction module, self learning module and print module have been designed and built on the on-line monitoring and fault diagnosis system of automobile engine. The system is used to analyze the engine fault systematically by fuzzy control and expert system. The system can quickly and accurately find out the cause of the failure and improve the problem. The processing efficiency and maintenance time are saved. At the same time, modular design is adopted, which increases the flexibility of the system and reduces the interdependence among the layers.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统
本专利技术涉及汽车零配件
，具体领域为一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统。
技术介绍
随着汽车工业的迅猛发展，汽车已经成为了机电液一体化的载体，各种电子技术的广泛应用，给汽车维修人员带来巨大的挑战，而发动机作为汽车汽车行驶动力来源，由于它的机构复杂、零件多、工作条件恶劣等，在汽车故障中最为常见，因此对其进行在线状态监测和故障诊断是非常必要的。现阶段所使用的智能故障诊断技术，主要是在汽车发动机出现故障后，进行故障检测和分析，在一定程度上延长了维修时间。随着技术的不断发展，可以在发动机设计、制造的过程中，将故障诊断传感器安装在发动机内部，这样不仅能够实现发动机故障预测功能，还可以进行自我学习，降低故障诊断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，包括汽车发动机，所述汽车发动机的系统由状态监测系统和故障诊断系统组成，所述状态监测系统包括信号测量模块、信号处理模块、数据采集模块和工业控制计算机，所述汽车发动机通过电导体依次与所述信号测量模块、所述信号处理模块、所述数据采集模块和所述工业控制计算机电连接，所述信号测量模块由压电加速度传感器、霍尔元件式转速传感器、热电阻传感器、电阻应变式压力传感器和液位传感器组成，所述压电加速度传感器安装在发动机缸盖上，所述霍尔元件式转速传感器安装在飞轮壳上，所述工业控制计算机通过电导体连接有所述故障诊断系统，所述故障诊断系统包括实时监测模块、报警模块、故障诊断模块、故障预测模块、自学习模块和打印模块，所述实时监测模块通过电导体分别与所述报警模块、所述故障预测模块、所述打印模块和所述自学习模块电连接，所述报警模块通过电导体与所述故障诊断模块电连接。优选的，水温及机油温度采用所述热电阻传感器，机油压力采用所述电阻应变式压力传感器，燃油液位采用投入式所述液位传感器。优选的，所述故障诊断系统运用先进的模糊控制理论。优选的，所述故障诊断系统运用专家系统的控制策略。优选的，所述信号处理模块使用具有放大、滤波、线性化、电气隔离等功能信号处理电路。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，设计并搭建了汽车发动机在线监测与故障诊断系统，该系统运用模糊控制及专家系统对发动机的故障进行系统性的分析，能够快速准确地找出故障原因，提升问题处理效率，节省维修时间；同时采用模块化的结构设计，即增加了系统的灵活性，又减少了各层之间的相互依赖。附图说明图1为本专利技术的在线监测与故障诊断系统结构示意图；图2为本专利技术的故障诊断系统结构示意图；图3为本专利技术的信号测量模块结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，本专利技术提供一种技术方案：一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，包括汽车发动机，所述汽车发动机的系统由状态监测系统和故障诊断系统组成，所述状态监测系统包括信号测量模块、信号处理模块、数据采集模块和工业控制计算机，主要检测的参数包含发动机的转速、机油压力及温度、冷却水温度、油耗及振动等，所述汽车发动机通过电导体依次与所述信号测量模块、所述信号处理模块、所述数据采集模块和所述工业控制计算机电连接，所述信号测量模块由压电加速度传感器、霍尔元件式转速传感器、热电阻传感器、电阻应变式压力传感器和液位传感器组成，所述压电加速度传感器安装在发动机缸盖上，利用发动机缸盖上缸压振动信号提取缸压特征量，测定工作过程故障特征，从而对发动机的动力性能进行检测，所述霍尔元件式转速传感器安装在飞轮壳上，当霍尔元件与粘贴在飞轮上的磁钢相对时，即产生电脉冲，水温及机油温度采用热电阻传感器，机油压力采用电阻应变式压力传感器，燃油液位采用投入式液位传感器，将工作过程信号转化为电压或电流信号，信号测量模块获取的信息经由信号处理模块处理后传输到数据采集模块，数据采集模块将数字信号传输到工业控制计算机，信号测量模块获取汽车发动机的运行状态，再经由信号处理模块进行放大、滤波、线性化、整形、电气隔离等预处理，最后将处理后稳定可靠的信号传输到工业控制计算机的数据采集模块，工业控制计算机作为控制的核心，对经由数据采集模块传输的数字信号进行FFT频谱分析，控制状态监测和故障诊断系统，所述工业控制计算机通过电导体连接有所述故障诊断系统，所述故障诊断系统包括实时监测模块、报警模块、故障诊断模块、故障预测模块、自学习模块和打印模块，所述实时监测模块通过电导体分别与所述报警模块、所述故障预测模块、所述打印模块和所述自学习模块电连接，所述报警模块通过电导体与所述故障诊断模块电连接，首先对系统的参数进行初始化，在对经由实时监测模块监测的数据进行分析，提供各个信号的相关趋势分析、状态变化趋势分析、趋势预测分析、动态平衡分析等功能，采用模糊控制和专家系统的控制策略，提取故障征兆，对常见的故障进行故障诊断。具体而言，水温及机油温度采用所述热电阻传感器，机油压力采用所述电阻应变式压力传感器，燃油液位采用投入式所述液位传感器，将工作过程信号转化为电压或电流信号。具体而言，所述故障诊断系统运用先进的模糊控制理论，具有自学习的功能。具体而言，所述故障诊断系统运用专家系统的控制策略，具有故障预测的功能。具体而言，所述信号处理模块使用具有放大、滤波、线性化、电气隔离等功能信号处理电路，提高系统的抗干扰能力。工作原理：本专利技术提供一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，状态监测系统主要检测的参数包含发动机的转速、机油压力及温度、冷却水温度、油耗及振动等，信号测量模块获取汽车发动机的运行状态，再经由信号处理模块进行放大、滤波、线性化、整形、电气隔离等预处理，最后将处理后稳定可靠的信号传输到工业控制计算机的数据采集模块，工业控制计算机作为控制的核心，对经由数据采集模块传输的数字信号进行FFT频谱分析，控制状态监测和故障诊断系统，故障诊断系统通过实时监测模块实时监测各测点的振幅、频谱、相位、转速等特征参数，再对经由实时监测模块监测的数据进行分析，提供各个信号的相关趋势分析、状态变化趋势分析、趋势预测分析、动态平衡分析等功能，采用模糊控制和专家系统的控制策略，提取故障征兆，对常见的故障进行故障诊断，采用了模块化的功能设计，使得系统有较强的灵活性和扩展性。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，包括汽车发动机，所述汽车发动机的系统由状态监测系统和故障诊断系统组成，所述状态监测系统包括信号测量模块、信号处理模块、数据采集模块和工业控制计算机，所述汽车发动机通过电导体依次与所述信号测量模块、所述信号处理模块、所述数据采集模块和所述工业控制计算机电连接，所述信号测量模块由压电加速度传感器、霍尔元件式转速传感器、热电阻传感器、电阻应变式压力传感器和液位传感器组成，所述压电加速度传感器安装在发动机缸盖上，所述霍尔元件式转速传感器安装在飞轮壳上，所述工业控制计算机通过电导体连接有所述故障诊断系统，所述故障诊断系统包括实时监测模块、报警模块、故障诊断模块、故障预测模块、自学习模块和打印模块，所述实时监测模块通过电导体分别与所述报警模块、所述故障预测模块、所述打印模块和所述自学习模块电连接，所述报警模块通过电导体与所述故障诊断模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种汽车发动机在线监测与故障诊断系统，包括汽车发动机，所述汽车发动机的系统由状态监测系统和故障诊断系统组成，所述状态监测系统包括信号测量模块、信号处理模块、数据采集模块和工业控制计算机，所述汽车发动机通过电导体依次与所述信号测量模块、所述信号处理模块、所述数据采集模块和所述工业控制计算机电连接，所述信号测量模块由压电加速度传感器、霍尔元件式转速传感器、热电阻传感器、电阻应变式压力传感器和液位传感器组成，所述压电加速度传感器安装在发动机缸盖上，所述霍尔元件式转速传感器安装在飞轮壳上，所述工业控制计算机通过电导体连接有所述故障诊断系统，所述故障诊断系统包括实时监测模块、报警模块、故障诊断模块、故障预测模块、自学习模块和打印模块，所述实时监测模块通过电导体分别与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兰娟，李健，王昶卜，程迎兵，
申请(专利权)人：南京世界村汽车动力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32