CN104454210A - 一种摩托艇发动机故障诊断保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摩托艇发动机技术领域，特别涉及一种摩托艇发动机故障诊断保护系统，包括：传感单元、信号采集单元、信号处理单元、控制器以及执行器。本发明提供的摩托艇发动机故障诊断保护系统，当摩托艇的外部传感器或相应的部件发生故障后，控制器能够立即诊断出故障信息，若有故障，则用设定的数据替换控制单元从外部传感器或相应的部件获取的错误信息，控制器控制摩托艇发动机工作于既定模式，保证摩托艇安全运行，延长了发动机的使用寿命，避免了因发动机工作错误而造成摩托艇损坏和人员伤亡等事故。

Description

一种摩托艇发动机故障诊断保护系统

技术领域

本发明涉及摩托艇发动机技术领域，特别涉及一种摩托艇发动机故障诊断保护系统。

背景技术

摩托艇是一种以汽油机、柴油机或涡轮喷气发动机等为动力的机动艇，摩托艇的发动机在工作的过程中，因使用不当、进水或其它等原因会导致外部传感器(如缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴传感器等)损坏，当外部传感器或其他部件损坏后，控制单元从外部传感器获取的反馈信息发生错误，导致控制单元向外部执行器发出错误的控制信号，致使外部执行器运行异常，发动机不能正常工作，影响发动机的使用寿命，甚至造成人员伤亡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在摩托艇的外部传感器发生故障后，诊断并保存、显示故障信息，并使控制器控制摩托艇发动机安全运行，保证发动机正常工作的摩托艇发动机故障诊断保护系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种摩托艇发动机故障诊断保护系统，包括：传感单元、信号采集单元、信号处理单元、控制器以及执行器；所述信号采集单元分别与所述信号处理单元和所述传感单元连接，所述信号采集单元用于采集所述传感单元的状态信息，并发送给信号处理单元；所述信号处理单元与所述控制器连接，所述信号处理单元将所述状态信息进行处理后发送给所述控制器；所述控制器分别与所述执行器和所述显示模块连接，所述控制器用于根据所述信号处理单元上传的信息判断是否有故障发生，控制摩托艇进入相应的工作模式。

进一步地，所述传感单元包括：缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴传感器；所述缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器及所述凸轮轴传感器分别与所述信号采集单元连接。

所述控制器包括：

缸体温度传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的缸体温度采集值，根据所述缸体温度采集值偏离正常温度范围设定的次数，判断缸体温度传感器是否故障。若无故障发生，控制发动机正常运行；若有故障发生，则用默认值代替所述缸体温度传感器采集值；

进气压力传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的进气压力采集值；根据所述进气压力采集值偏离正常进气压力范围设定的次数，判断进气压力传感器是否故障。如无故障，控制发动机正常运行，若有故障，则用默认值代替所述进气压力采集值。

进气温度传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的进气温度采集值；根据所述进气温度采集值偏离正常进气温度范围设定的次数，判断进气温度传感器是否故障。若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，则用默认值代替进气温度传感器采集值。

节气门位置传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的节气门位置采集值，根据所述节气门位置传感器采集值偏离正常节气门位置范围设定的次数，判断节气门位置传感器是否故障，若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，则将所述电子节气门固定在默认开度，限制发动机最高转速。

电子节气门诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的节气门开度采集值，根据设定的节气门开度目标值与所述节气门开度采集值的差值是否超出节气门卡死故障门限值，判断所述节气门是否出现卡死故障。若无故障，则控制发动机正常运行；若有故障，停止所述电子节气门的控制功能，将所述电子节气门固定在默认开度，限制发动机最高转速。

曲轴位置传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述曲轴位置传感器上传的曲轴位置采集值；所述曲轴位置采集值与设定的标准值不一致时，判定所述曲轴位置传感器出现故障，并发出信号给所述控制模块，所述控制模块将对所述曲轴位置采集值进行矫正；若无所述曲轴位置采集值，则发出信号给所述控制模块，所述控制模块禁止发动机起动。

凸轮轴传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的凸轮轴传感器采集值；根据所述凸轮轴传感器采集值与设定的标准值的差值，判断所述凸轮轴传感器是否故障。若无故障，控制发动机正常运行；若在起动过程中出现所述凸轮轴传感器故障，用单曲轴信号起动，并将点火控制逻辑设定为双点火。

油门位置传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的油门位置采集值；根据所述油门位置传感器采集值偏离正常油门位置范围的次数，判断油门位置传感器是否故障。若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，禁用发动机的加速、减速以及巡航辅助控制功能，并限制发动机的最高转速。

节气门驱动电机故障诊断模块，用于从所述电子节气门驱动芯片获取所述节气门驱动电机的故障信息；若所述节气门驱动电机出现故障，停止所述电子节气门的控制功能，将所述电子节气门固定在默认开度，限制发动机的最高转速，禁用发动机的巡航辅助控制功能。

喷嘴故障诊断模块，用于从所述喷油嘴驱动芯片获取所述喷油嘴驱动故障信息，若喷油嘴有故障发生时，则限制节气门的开度。

进一步地，还包括：点火驱动芯片及油泵继电器。所述点火驱动芯片及所述油泵继电器分别与所述控制器连接；所述控制器接收所述点火驱动芯片及所述油泵继电器上传的故障信息并进行处理。所述控制器还包括：油泵继电器诊断模块，用于从所述油泵继电器获取反馈信息；当所述油泵继电器的实际状态与预先设定的执行状态不一致时，判定所述油泵继电器有故障，则禁止发动机起动。点火故障诊断模块，用于从所述点火驱动芯片获取点火线圈的故障信息；若出现点火线圈故障，则中断点火线圈的工作、停止对应缸的喷油数个循环，并重新点火，若连续多次未出现故障则恢复点火喷油；否则，停止对应缸的点火和喷油。

进一步地，还包括：显示模块；所述显示模块与所述控制器通信；实时显示摩托艇发动机的故障信息。

进一步地，所述处理器为CPU或MCU。

本发明提供的摩托艇发动机故障诊断保护系统，在控制器中设置有缸体温度传感器诊断模块、进气压力传感器诊断模块、进气温度传感器诊断模块、电子节气门诊断模块、节气门位置传感器诊断模块、喷油嘴驱动诊断模块等软件单元，当摩托艇的外部传感器或相应的部件发生故障后，相应的诊断模块能够立即诊断出故障信息，若有故障，则用设定的数据替换控制单元从外部传感器或相应的部件获取的错误信息，控制器控制摩托艇发动机工作于既定模式，保证摩托艇安全运行，延长了发动机的使用寿命，避免了因发动机工作错误而造成摩托艇损坏和人员伤亡等事故。

附图说明

图1为本发明实施例提供的摩托艇发动机故障诊断保护系统结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供了一种摩托艇发动机故障诊断保护系统，包括：传感单元、信号采集单元、信号处理单元、控制器以及执行器。信号采集单元分别与信号处理单元和传感单元连接，信号采集单元用于采集传感单元的状态信息，并发送给信号处理单元。信号处理单元与控制器连接，信号处理单元将状态信息进行处理后发送给所述控制器；控制器分别与执行器和显示模块连接，控制器用于根据信号处理单元上传的信息判断是否有故障发生，控制摩托艇进入相应的工作模式。传感单元包括：缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴传感器。缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器及所述凸轮轴传感器分别与信号采集单元连接。

其中，控制器包括：

缸体温度传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的缸体温度采集值，根据缸体温度采集值偏离正常温度范围设定的次数(次数可根据需要自由设定)，判断缸体温度传感器是否故障，若偏离设定的次数范围则说明产生故障；若无故障发生，控制发动机正常运行；若有故障发生，则用默认值代替所述缸体温度传感器采集值。进气压力传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的进气压力采集值；根据进气压力采集值偏离正常进气压力范围设定的次数(次数可根据需要自由设定)，判断进气压力传感器是否故障，若偏离设定的次数范围则说明产生故障；如无故障，控制发动机正常运行，若有故障，则用默认值代替进气压力采集值。进气温度传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的进气温度采集值；根据进气温度采集值偏离正常进气温度范围设定的次数(次数可根据需要自由设定)，判断进气温度传感器是否故障，若偏离设定的次数范围则说明产生故障；若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，则用默认值代替进气温度传感器采集值。节气门位置传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的节气门位置采集值，根据节气门位置传感器采集值偏离正常节气门位置范围设定的次数(次数可根据需要自由设定)，判断节气门位置传感器是否故障，若偏离设定的次数范围则说明产生故障；若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，则将电子节气门固定在默认开度，限制发动机最高转速。电子节气门诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的节气门开度采集值，根据设定的节气门开度目标值与节气门开度采集值的差值是否超出节气门卡死故障门限值，判断节气门是否出现卡死故障，若超出门限值则说明产生故障；若无故障，则控制发动机正常运行；若有故障，停止电子节气门的控制功能，将电子节气门固定在默认开度，限制发动机最高转速。曲轴位置传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取曲轴位置传感器上传的曲轴位置采集值；曲轴位置采集值与设定的标准值不一致时，判定曲轴位置传感器出现故障，并发出信号给所述控制模块，控制模块将对所述曲轴位置采集值进行矫正；若无曲轴位置采集值，则发出信号给所述控制模块，控制模块禁止发动机起动。凸轮轴传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的凸轮轴传感器采集值；根据凸轮轴传感器采集值与设定的标准值的差值，判断凸轮轴传感器是否故障，若差值偏离设定的范围则说明产生故障；若无故障，控制发动机正常运行；若在起动过程中出现凸轮轴传感器故障，用单曲轴信号起动，并将点火控制逻辑设定为双点火。油门位置传感器诊断模块，用于从信号处理单元获取信号采集单元上传的油门位置采集值；根据油门位置传感器采集值偏离正常油门位置范围的次数(次数可根据需要自由设定)，判断油门位置传感器是否故障，若偏离设定的次数范围则说明产生故障；若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，禁用发动机的加速、减速以及巡航辅助控制功能，并限制发动机的最高转速。节气门驱动电机故障诊断模块，用于从电子节气门驱动芯片获取节气门驱动电机的故障信息；若节气门驱动电机出现故障，停止电子节气门的控制功能，将电子节气门固定在默认开度，限制发动机的最高转速，禁用发动机的巡航辅助控制功能。喷嘴故障诊断模块，用于从喷油嘴驱动芯片获取喷油嘴驱动故障信息，若喷油嘴有故障发生时，则限制节气门的开度。点火驱动芯片及油泵继电器。点火驱动芯片及油泵继电器分别与控制器连接；控制器接收点火驱动芯片及油泵继电器上传的故障信息并进行处理。控制器还包括：油泵继电器诊断模块，用于从油泵继电器获取反馈信息；当油泵继电器的实际状态与预先设定的执行状态不一致时，判定油泵继电器有故障，禁止发动机起动。点火故障诊断模块，用于从点火驱动芯片获取点火线圈的故障信息；若出现点火线圈故障，则中断点火线圈的工作、停止对应缸的喷油数个循环，并重新点火，若连续多次未出现故障则恢复点火喷油；否则，停止对应缸的点火和喷油。显示模块；显示模块与控制器通信；实时显示摩托艇发动机的故障信息。

本发明实施例提供的摩托艇发动机故障诊断保护系统，在控制器中设置有缸体温度传感器诊断模块、进气压力传感器诊断模块、进气温度传感器诊断模块、电子节气门诊断模块、节气门位置传感器诊断模块、喷油嘴驱动诊断模块等软件单元，在摩托艇的外部传感器或相应的部件发生故障后，相应的诊断模块能够立即诊断出故障信息，并用设定的数据替换控制单元从外部传感器或相应的部件获取的错误信息，控制器控制摩托艇发动机工作于既定模式，保证了发动机安全工作，延长了发动机的使用寿命，避免了因发动机工作错误而造成摩托艇损坏和人员伤亡等事故。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种摩托艇发动机故障诊断保护系统，其特征在于，包括：传感单元、信号采集单元、信号处理单元、控制器以及执行器；

所述信号采集单元分别与所述信号处理单元和所述传感单元连接，所述信号采集单元用于采集所述传感单元的状态信息，并发送给信号处理单元；

所述信号处理单元与所述控制器连接，所述信号处理单元将所述状态信息进行处理后发送给所述控制器；

所述控制器分别与所述执行器和所述显示模块连接，所述控制器用于根据所述信号处理单元上传的信息判断是否有故障发生，控制摩托艇进入相应的工作模式。

2.根据权利要求1所述的摩托艇发动机故障诊断保护系统，其特征在于，所述传感单元包括：缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴传感器；

所述缸体温度传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、曲轴位置传感器及所述凸轮轴传感器分别与所述信号采集单元连接；

所述控制器包括：

缸体温度传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的缸体温度采集值，根据所述缸体温度采集值偏离正常温度范围设定的次数，判断缸体温度传感器是否故障。若无故障发生，控制发动机正常运行；若有故障发生，则用默认值代替所述缸体温度传感器采集值；

进气压力传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的进气压力采集值；根据所述进气压力采集值偏离正常进气压力范围设定的次数，判断进气压力传感器是否故障。如无故障，控制发动机正常运行，若有故障，则用默认值代替所述进气压力采集值；

进气温度传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的进气温度采集值；根据所述进气温度采集值偏离正常进气温度范围设定的次数，判断进气温度传感器是否故障。若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，则用默认值代替进气温度传感器采集值；

节气门位置传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的节气门位置采集值，根据所述节气门位置传感器采集值偏离正常节气门位置范围设定的次数，判断节气门位置传感器是否故障，若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，则将所述电子节气门固定在默认开度，限制发动机最高转速；

电子节气门诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的节气门开度采集值，根据设定的节气门开度目标值与所述节气门开度采集值的差值是否超出节气门卡死故障门限值，判断所述节气门是否出现卡死故障。若无故障，则控制发动机正常运行；若有故障，停止所述电子节气门的控制功能，将所述电子节气门固定在默认开度，限制发动机最高转速；

曲轴位置传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述曲轴位置传感器上传的曲轴位置采集值；所述曲轴位置采集值与设定的标准值不一致时，判定所述曲轴位置传感器出现故障，并发出信号给所述控制模块，所述控制模块将对所述曲轴位置采集值进行矫正；若无所述曲轴位置采集值，则发出信号给所述控制模块，所述控制模块禁止发动机起动；

凸轮轴传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的凸轮轴传感器采集值；根据所述凸轮轴传感器采集值与设定的标准值的差值，判断所述凸轮轴传感器是否故障。若无故障，控制发动机正常运行；若在起动过程中出现所述凸轮轴传感器故障，用单曲轴信号起动，并将点火控制逻辑设定为双点火；

油门位置传感器诊断模块，用于从所述信号处理单元获取所述信号采集单元上传的油门位置采集值；根据所述油门位置传感器采集值偏离正常油门位置范围的次数，判断油门位置传感器是否故障。若无故障，控制发动机正常运行；若有故障，禁用发动机的加速、减速以及巡航辅助控制功能，并限制发动机的最高转速；

节气门驱动电机故障诊断模块，用于从所述电子节气门驱动芯片获取所述节气门驱动电机的故障信息；若所述节气门驱动电机出现故障，停止所述电子节气门的控制功能，将所述电子节气门固定在默认开度，限制发动机的最高转速，禁用发动机的巡航辅助控制功能；

喷嘴故障诊断模块，用于从所述喷油嘴驱动芯片获取所述喷油嘴驱动故障信息，若喷油嘴有故障发生时，则限制节气门的开度。

3.根据权利要求2所述的摩托艇发动机故障诊断保护系统，其特征在于，还包括：点火驱动芯片及油泵继电器；

所述点火驱动芯片及所述油泵继电器分别与所述控制器连接；所述控制器接收所述点火驱动芯片及所述油泵继电器上传的故障信息并进行处理；

所述控制器还包括：

油泵继电器故障诊断模块，用于从所述油泵继电器获取反馈信息；当所述油泵继电器的实际状态与预先设定的执行状态不一致时，判定所述油泵继电器有故障，禁止发动机起动；

点火线圈故障诊断模块，用于从所述点火驱动芯片获取点火线圈的故障信息；若出现点火线圈故障，则中断点火线圈的工作、停止对应缸的喷油数个循环，并重新点火，若连续多次未出现故障则恢复点火喷油；否则，停止对应缸的点火和喷油。

4.根据权利要求1-3任一项所述的摩托艇发动机故障诊断保护系统，其特征在于，还包括：显示装置；所述显示装置与所述控制器进行通信；实时显示当前故障信息。

5.根据权利要求1-3任一项所述的摩托艇发动机故障诊断保护系统，其特征在于，所述控制器为CPU或MCU。