CN104952225A

CN104952225A - 一种电喷发动机与外界进行无线通信的装置及方法

Info

Publication number: CN104952225A
Application number: CN201410118736.9A
Authority: CN
Inventors: 郗大光; 杨延相; 张平
Original assignee: Zhejiang Fai Electronics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Fai Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-09-30

Abstract

一种发动机电子控制单元与外界进行无线通信的装置及方法，包括发动机、发动机电子控制单元（ECU）、ECU蓝牙模块、智能移动设备、应用程序、远程服务器，其特征在于：所述ECU蓝牙模块与ECU通过串口有线连接通信，与所述智能移动设备通过蓝牙进行无线通信，所述应用程序安装在所述智能移动设备中，通过所述蓝牙通信获得并实时显示存储ECU的内部参数，并可通过所述蓝牙通信操控ECU；所述智能移动设备在外界操控下生成并存储一个秘钥，并发送给ECU，ECU存储所述秘钥，此后ECU就进入受秘钥保护状态。

Description

一种电喷发动机与外界进行无线通信的装置及方法

技术领域

本发明涉及搭载电子燃油喷射系统（电喷系统）的发动机与外界设备进行数据交换的技术，尤其是应用于摩托车、小型通用动力机械、全地形车、小型通用航空飞机和水上摩托艇等类型的电喷发动机，以及电喷发动机排气处理系统的运行状态监测、故障诊断检测、防盗及维修服务技术。

背景技术

电子燃油喷射系统在减低发动机有害物质排放和油耗、提高发动机性能方面具有明显优势，因此已经在汽车上得到广泛普及，附加的禁止行车（immobilization）、电子钥匙等电子技术极大地提高了汽车的使用方便性和防盗安全性，服务网络也很发达。

相比之下，摩托车、小型通用动力机械、全地形车、小型通用航空飞机和水上摩托艇应用电喷技术还比较少，有关电喷系统的售后服务网络不健全，甚至缺乏专业的售后服务人员，传统的售后服务技术很难满足这一市场的需求，更缺乏与发动机控制系统相关的防盗系统。因此，搭载电喷系统的这些发动机，容易被盗窃，并且一旦出现故障则难以及时维修，给用户带来了很大的麻烦。

用于维修发动机及其电喷系统的传统方法是用诊断装置，这些装置一方面难以掌握，另一方面成本较高，只能现场服务，不能与更多的专家实时分享数据。也有一些更简化的方法，如MIL（Malfunction Indicating Lamp）的闪烁方式显示故障，但由于可以显示的信息量非常有限，并且还需要其它印刷材料辅助说明，也缺乏维修指南信息，难以人机产生互动，用户及维修人员往往会产生误判。

上述发动机电喷化后，迫切需要一种比汽车常用的诊断防盗系统更为简单、方便、低成本的诊断防盗服务系统。而且，摩托车等作为车辆，行驶过程中的数据对于诊断发动机问题非常有帮助，当然希望能够连续记录数据用于事后分析，若能够实时监测更好。但摩托车不像汽车，随车监测较为困难，如果能够通过无线的方式将数据实时地传输到远程的固定设备，则监测、记录、分析数据将更为方便。

发明内容

本发明针对上述问题，之目的在于提供一种可用于方便随机监测记录发动机数据、远距离调控发动机运行、设置防盗秘钥、实现与外界实时数据交互、成本较低的无线通信装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种发动机电子控制单元与外界进行无线通信的装置，包括发动机、发动机电子控制单元（ECU）、ECU蓝牙模块、智能移动设备、应用程序、远程服务器，其特征在于：所述ECU蓝牙模块与 ECU通过串口有线连接通信，与所述智能移动设备通过蓝牙进行无线通信，所述应用程序安装在所述智能移动设备中，通过所述蓝牙通信获得并实时显示存储ECU的内部参数，并可通过所述蓝牙通信操控ECU。

进一步，所述ECU蓝牙模块为独立的部件，连接在所述ECU的串口通信线上。

所述智能移动设备为一智能手机，包括卫星定位功能。

所述智能手机运行所述应用程序，包括通过卫星定位系统获得并显示发动机所处位置及移动速度的程序码，计算并显示发动机燃油消耗率和移动距离的程序码，以及联接互联网与远程服务器交换数据的程序码。

根据本发明，通过增加一个很低成本的ECU蓝牙模块，就能够实现发动机控制单元（ECU）与外界的无线数据交换，利用智能手机运行一个专用的APP应用程序，就能够方便地记录发动机运行过程数据，测量发动机及车辆油耗，并通过互联网将数据与远程服务器分享，用户若遇到问题，就可以实时地让相关专业人员了解车辆运行数据，获得其专业的分析协助。

另外，本发明所述发动机控制单元也包括发动机排气处理系统所用的独立的子控制单元，例如排气选择性催化还原SCR系统的子控制单元、排气颗粒物过滤收集DPF系统的子控制单元等。这种场合，排气处理系统子控制单元和发动机主控制单元之间通过CAN通信口有线交互数据。

本发明还包括应用上述无线通信的装置实现发动机电子控制单元与外界进行无线通信的方法，其包括以下步骤：ECU蓝牙模块与 ECU通过串口有线交换数据；ECU蓝牙模块与带有蓝牙的智能移动设备通过蓝牙无线交换数据；智能移动设备在其屏幕上显示从ECU蓝牙模块获得的数据。

进一步还包括以下步骤：智能移动设备与ECU蓝牙模块建立通信关系；智能移动设备在外界操控下生成并存储一个秘钥，并发送给ECU，ECU存储所述秘钥，此后ECU就进入受秘钥保护状态。ECU每次开机后，首先向外界发送是否处于受秘钥保护状态的状态信息，然后通过通信方式从外界获取秘钥；如果处于受秘钥保护状态，ECU将内部存储的秘钥与通过通信传来的秘钥进行比对，两者相同，才允许发动机启动，同时发出ECU已经解锁信息，否则，两者不相同或者得不到外界秘钥，则禁止发动机启动；所述智能移动设备与ECU蓝牙模块建立通信关系后，首先获取ECU状态信息，并发送自己内部所存储的秘钥给ECU，只有发现ECU已经解锁或者处于非保护状态后，才被允许操控ECU的操作，否则禁止操控ECU。

根据上述技术方案，可以为用户提供一种简单可靠的防止发动机及车辆被盗窃方法，即通过在自己的手机中安装运行专用的应用程序，给自己的车辆的电喷发动机控制单元（ECU）设置密码，ECU监测不到相同密码，发动机就不能够启动运行。

本发明所述无线通信方法，还包括以下步骤：智能移动设备接入互联网，将从ECU蓝牙模块获得的数据上传到指定的网络地址；智能设备通过互联网从远程服务器获得远程控制发动机的指令。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明提供的发动机电子控制单元ECU与外界进行无线通信的装置系统应用于摩托车的实施例之示意图。

图2为本发明提供的ECU蓝牙模块之电路原理图。

图3为本发明提供的手机应用软件的基本功能图。

图4为本发明提供的通过无线通信方法设置发动机ECU秘钥的过程图。

图5为本发明提供的发动机电子控制单元通过无线通信判断车辆是否能够合法启动的过程图。

具体实施例

图1所示的为本发明提供的发动机电子控制单元ECU与外界进行无线通信的装置应用于电喷摩托车的实施例示意图，摩托车包括一个电喷发动机1，一个发动机电子控制单元（ECU）2，一个ECU蓝牙模块3，一个智能移动设备4， ECU蓝牙模块3可以是一个独立部件，与电子控制单元2通过串口线7有线连接通信，智能移动设备4具备蓝牙通信功能，且包含有所述无线通信装置专用的APP应用程序5，运行APP应用程序5，就能够通过蓝牙通信获得并实时显示存储电子控制单元2的内部参数，并通过GPRS无线网络通信和互联网8与远程服务中心6建立实时在线联网，外界设备包括智能移动设备4和远程服务中心6都可通过蓝牙模块3通信操控电子控制单元2。

图1所示发动机电子控制单元与外界进行无线通信的装置工作方式如下：

ECU蓝牙模块3与电子控制单元2通过串口线7有线交换数据；智能移动设备4与ECU蓝牙模块3建立通信关系，通过蓝牙近距离无线交换数据；智能移动设备4在外界操控下生成并存储一个秘钥，并发送给ECU，ECU存储所述秘钥，此后ECU就进入受秘钥保护状态；智能移动设备4在其屏幕上显示从ECU蓝牙模块3获得的数据，并可选择性记录存储由电子控制单元2传来的数据，进一步还可操控电子控制单元2。

发动机电子控制单元2每次开机后，首先向外界发送是否处于受秘钥保护状态的状态信息，然后通过通信方式从外界获取秘钥；如果处于受秘钥保护状态，ECU将内部存储的秘钥与通过通信传来的秘钥进行比对，两者相同，才允许发动机启动，同时发出ECU已经解锁信息，否则，两者不相同或者得不到外界秘钥，则禁止发动机1启动，同时禁止通过外界通过通信方式给ECU更改秘钥等任何操控。

智能移动设备4与ECU蓝牙模块3建立通信关系后，首先获取ECU状态信息，并发送自己内部所存储的秘钥给ECU，只有发现ECU已经解锁或者处于非保护状态后，才被允许能够进行操控ECU的操作，否则禁止操控ECU。

在本实施例中，远程服务器6为一台可以连接互联网的计算机，智能移动设备4为一智能手机，其具有卫星定位功能。APP应用程序5包括通过卫星定位系统（GPS、北斗、GLONASS、伽利略等）获得并显示发动机1所处位置及移动速度的程序码，计算并显示发动机1的燃油消耗率和发动机1随车辆（例如摩托车）的移动距离的程序码，以及联接互联网8与远程服务器6交换数据的程序码。

图2所示为本发明的ECU蓝牙模块3的主要内部电路组成，其中包括一个蓝牙模块芯片11，闪存（Flash）存储器12，串行通信口16（串行通信口16可以包含在蓝牙模块芯片11内），电源电路15、一个可充电电池13，以及与发动机电子控制单元2的通信接插件14。一般情况下，ECU蓝牙模块3的工作用电来自于发动机电子控制单元2的通信接插件14，但在发动机电子控制单元2突然掉电后，转用可充电电池13供电一段时间，然后才会断电停止工作，以此防止发动机电子控制单元2频繁开关电源造成的智能设备4频繁搜寻蓝牙及连接而影响通信效能的问题。

图3为本发明提供的手机应用软件的基本功能图，APP启动后，首先搜索周围的可用蓝牙（步骤20），并识别是否为ECU蓝牙模块3，然后配对建立通信关系。通信关系建立后，就读取电子控制单元的状态（步骤21），并向ECU发送其内部存有的秘钥（如果有的话），如此反复，直到确认电子控制单元可以由外部操控后（步骤22），才进入其他操作过程。这些操作包括：打开GPS等卫星定位功能（步骤23），读取ECU内部数据（步骤24），设置ECU保护秘钥（步骤32），授权用户定期使用（步骤31）。卫星定位功能打开后，可以获取手机也即发动机（车辆）的位置、当前位置的海拔高度、移动速度等数据（步骤26）；读取ECU内部数据后，就可以显示数据并对发动机电子控制系统（例如电喷系统、排放系统）进行故障诊断（步骤28）；还可以计算发动机油耗率，如果结合GPS数据，则还可以计算得到车辆行驶油耗等（步骤27）。另外，APP功能还包括了通过GPRS无线网络连接互联网，远程连接到发动机及车辆服务中心（步骤29），让服务中心安排专家在线分享当前的数据，远程协助服务（步骤30）。

图4为本发明提供的通过无线通信方法设置发动机ECU秘钥的过程图。APP运行界面上，设有一个设置秘钥键，当ECU处于可以被外界操控的状态时，选择后将进入设置过程（步骤30），APP运行界面上立即弹出输入秘钥对话框（步骤31），输入好后确定就将秘钥发送给了ECU（步骤32），为了安全，需要一个确认过程，即收取ECU收到秘钥后返回的收到的结果，与发出的秘钥进行比较（步骤33、34），如果两者相同，则认为写入正确，返回给ECU确定设置指令，并提示设置成功（步骤35），自己也保存秘钥（步骤36）。如果秘钥比较结果两者不相同，则认为通信有故障，确认设置失败（步骤37），ECU将保持原来状态或原来密码。无论设置成功还是失败，到此设置过程都结束（步骤38）。

修改密码等同于设置一个新密码，与上述过程完全相同。

图5为本发明提供的发动机电子控制单元通过无线通信判断发动机是否能够合法启动的过程图。

ECU上电后（步骤40），首先判断是否有密钥保护（步骤41），如果没有，则向外发送自己的状态为未保护状态（步骤42），ECU就可以被外界人员操控（步骤43）并且可以启动发动机。如果有秘钥，则向外发送自己的状态为秘钥保护状态（步骤44），同时从串行通信口获取秘钥（步骤45），如果收到的秘钥与自己保存的秘钥相同，则判断为密钥正确（步骤46），发动机就可以启动，同时对外发布已解锁信息（步骤47），然后ECU就可以被外界人员操控（步骤43）并且可以启动。如果在步骤46判断为错误秘钥或者根本得不到密钥，那么将使自己处于不可被操控状态，同时禁止发动机启动（步骤48）。

上述实施例仅用于说明本发明，并不限制本发明，凡是基于本发明精神实质的进一步的方案均属本发明公开和保护的范围之内。

Claims

1.一种发动机电子控制单元与外界进行无线通信的装置，包括发动机、发动机电子控制单元（ECU）、ECU蓝牙模块、智能移动设备、应用程序、远程服务器，其特征在于：所述ECU蓝牙模块与 ECU通过串口有线连接通信，与所述智能移动设备通过蓝牙进行无线通信，所述应用程序安装在所述智能移动设备中，通过所述蓝牙通信获得并实时显示存储ECU的内部参数，并可通过所述蓝牙通信操控ECU。

2.如权利要求1所述无线通信装置，其特征在于：所述ECU蓝牙模块为独立的部件，连接在所述ECU的串口通信线上。

3.如权利要求2所述无线通信装置，其特征在于：所述ECU蓝牙模块包括一个蓝牙芯片，一个串口通信接口，一个存储器，一个电源器件以及一个可充电电池。

4.如权利要求3所述无线通信装置，其特征在于：所述智能移动设备为一智能手机，包括卫星定位功能。

5.如权利要求4所述无线通信装置，其特征在于：所述智能手机运行所述应用程序，包括通过卫星定位系统获得并显示发动机所处位置及移动速度的程序码，计算并显示发动机燃油消耗率和移动距离的程序码，以及联接互联网与远程服务器交换数据的程序码。

6.如权利要求1至5所述之任一无线通信装置，其特征在于：所述发动机电子控制单元（ECU）可以为发动机排放专用控制器，所述排放专用控制器与发动机主控单元通过通信的方式交换数据。

7.一种发动机电子控制单元与外界进行无线通信的方法，包括以下步骤：ECU蓝牙模块与 ECU通过串口有线交换数据；ECU蓝牙模块与带有蓝牙的智能移动设备通过蓝牙无线交换数据；智能移动设备在其屏幕上显示从ECU蓝牙模块获得的数据。

8.如权利要求7所述无线通信方法，还包括以下步骤：智能移动设备与ECU蓝牙模块建立通信关系；智能移动设备在外界操控下生成并存储一个秘钥，并发送给ECU，ECU存储所述秘钥，此后ECU就进入受秘钥保护状态。

9.如权利要求8所述无线通信方法，还包括以下步骤： ECU每次开机后，首先向外界发送是否处于受秘钥保护状态的状态信息，然后通过通信方式从外界获取秘钥；如果处于受秘钥保护状态，ECU将内部存储的秘钥与通过通信传来的秘钥进行比对，两者相同，才允许发动机启动，同时发出ECU已经解锁信息，否则，两者不相同或者得不到外界秘钥，则禁止发动机启动；所述智能移动设备与ECU蓝牙模块建立通信关系后，首先获取ECU状态信息，并发送自己内部所存储的秘钥给ECU，只有发现ECU已经解锁或者处于非保护状态后，才被允许操控ECU的操作，否则禁止操控ECU。

10.如权利要求9所述无线通信方法，还包括以下步骤：智能移动设备接入互联网，将从ECU蓝牙模块获得的数据上传到指定的网络地址；智能设备通过互联网从远程服务器获得远程控制发动机的指令。