CN105486513A - 一种汽车发动机故障检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机故障检测装置及检测方法，它包括控制器，双路FlexRay总线收发器电路通过FlexRay接口与控制器连接，模拟量传感器单元通过AD接口与控制器连接，数字量传感器单元通过ECT接口与控制器连接；检测方法包括：运行系统初始化模块程序；运行中断条件，执行中断任务；运行主循环模块程序；运行FlexRay接口中断程序；运行AD接口中断程序；运行ECT接口中断程序；解决了现有技术的汽车发动机故障检测主要采用驾驶员对行车过程中发动机出现故障的描述，通过计算机和专用测试仪对发动机进行检测，存在的汽车发动机故障检修成本高，耗费工时长，存在故障漏检，严重影响行车安全等技术问题。
Description
技术领域
本发明属于智能汽车技术领域，尤其涉及一种汽车发动机故障检测装置及检测方法。
背景技术
汽车发动机是汽车行驶的动力装置，汽车发动机作为汽车的心脏，其结构复杂、零部件多、工作环境恶劣，是汽车中较容易发生故障的部位之一，发动机的性能是决定了汽车的性能的重要因素。当汽车发动机电控系统出现故障时，如果这些故障不能及时发现和排除，很容易影响到汽车行驶的安全性甚至会危及到驾驶员和乘客的生命安全；传统处理发动机故障的方法是汽车维修人员依据驾驶员对行车过程中发动机出现故障的描述，通过计算机和专用测试仪对发动机进行检测，尤其是对发动机运行过程中偶然发生的一些瞬态故障和隐性故障，这些故障在车辆停驶后进行检修时却不易找到，导致现有技术的汽车发动机故障检修成本高，耗费工时长，而且存在故障漏检，严重影响行车安全等。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种汽车发动机故障检测装置及检测方法，以解决现有技术的汽车发动机故障检测主要采用驾驶员对行车过程中发动机出现故障的描述，通过计算机和专用测试仪对发动机进行检测，存在的汽车发动机故障检修成本高，耗费工时长，存在故障漏检，严重影响行车安全等技术问题。
本发明技术方案：
一种汽车发动机故障检测装置，它包括控制器，双路FlexRay总线收发器电路通过FlexRay接口与控制器连接，模拟量传感器单元通过AD接口与控制器连接，数字量传感器单元通过ECT接口与控制器连接。
控制器还与RS232通信模块、BDM调试接口、存储器SD卡模块、液晶显示屏模块、实时时钟和蜂鸣器连接；电源模块输入端与车载蓄电池连接，输出端与控制器、双路FlexRay总线收发器电路、存储器SD卡模块、液晶显示屏模块和蜂鸣器连接，所述控制器为FreeScale公司的16位单片机MC9S12XF512。
所述模拟量传感器单元和数字量传感器单元包括：进气歧管压力传感器、曲轴位置及转速传感器、节气门位置检测传感器、进气温度和冷却液温度传感器、爆震传感器和氧传感器。
一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，它包括：
步骤1、运行系统初始化模块程序；
步骤2、运行中断条件，执行中断任务；
步骤3、运行主循环模块程序；
步骤4、运行FlexRay接口中断程序；
步骤5、运行AD接口中断程序；
步骤6、运行ECT接口中断程序。
步骤1所述的运行系统初始化模块程序，它包括：
步骤1.1、A单片机初始化；
步骤1.2、判断SD卡是否存在，SD卡存在，则对SD卡进行fat32文件初始化，并将SD卡设定为存储介质；SD卡不存在，则设定蜂鸣器报警并通过液晶显示屏显示存储介质不存在；
步骤1.3、FlexRay通信模块初始化配置；
步骤1.4、AD模数转换初始化设置；
步骤1.5、初始化ECT；
步骤1.6、液晶显示屏初始化设置；
步骤1.7、设置实时时钟初始化；
步骤1.8、初始化汽车发动机电控系统的故障规则；
步骤1.9、设定汽车发动机电控系统在非故障情况下的信息提取范围。
步骤2所述的运行中断条件，执行中断任务的运行方法为：当FlexRay总线接口、AD接口或ECT接口有信号传输时，即执行中断，接收发动机电控系统数据参数，并存储到对应的控制器缓存中。
步骤3所述运行主循环模块程序它包括：
步骤3.1、读取FlexRay接口、AD接口和ECT接口所接收的各自对应缓存中的数据信息；
步骤3.2、根据读取到的数据信息，判断是否有故障发生；
步骤3.3、将数据信息及故障信息打包存储。
步骤4所述运行FlexRay接口中断程序，它包括：
步骤4.1、接收到FlexRay总线数据后进入FlexRay接口中断程序；
步骤4.2、运行FlexRay总线控制器，控制FlexRay总线收发器接收某一个时隙的数据信息；
步骤4.3、将FlexRay总线收发器接收到的数据存储到控制器内部的对应缓存中；
步骤4.4、清除中断并退出。
步骤5所述运行AD接口中断程序，它包括：
步骤5.1、读取模拟量传感器单元的模拟量信号并进行AD转换，转换为数字量信号；
步骤5.2、将转换后的数字量信号再进行转换成模拟信号的数值；
C将模拟信号的数值存入控制器内部缓存中；
D清除中断标志位并退出。
步骤6所述运行ECT接口中断程序，它包括：
步骤6.1、接收到的脉冲信号被检测到上升沿时，启动ECT工作；
步骤6.2、读取当前计时器数值；
步骤6.3、计算信号周期；
步骤6.4、将各通道信号周期放入控制器内部对应缓存；
步骤6.5、清除中断标志并退出。
本发明的有益效果：
本发明克服了现有技术的缺点，采用集成化的技术方案，可以满足对成本、线路板空间、稳定性的要求；传输中使用了FlexRay总线通信，实现了高速率、低功耗，并且价格相对比较便宜，满足了汽车电控发动机运行信息的采集、记录和分析要求，可以帮助驾驶员或者汽车维修人员详细分析汽车发动机电控系统的运行情况；本发明采用了微控制器单片机作为处理器，充分利用了微控制器的多个独立总线接口，所有芯片采用了贴片元件，体积很小，传输速率高，抗干扰能力和抗振动能力强，外接总线接口可以根据具体需要进行扩展。
本发明运行过程中可以按照设定的故障规则对汽车发动机电控系统中容易发生的故障进行分析，在发生故障时给出故障判断，并且自动报警，同时显示出发生故障类型，可以很好地帮助驾驶员分析处理简单的故障；故障发生过程中对信息有着详细的记录和存储，可以在非运行状态对故障进行显示，这些数据可以满足研究人员对发动机电控系统的故障进行再现和分析，也方便维修人员进行处理；解决了现有技术的汽车发动机故障检测主要采用驾驶员对行车过程中发动机出现故障的描述，通过计算机和专用测试仪对发动机进行检测，存在的汽车发动机故障检修成本高，耗费工时长，存在故障漏检，严重影响行车安全等技术问题。
附图说明
图1本发明结构示意图。
具体实施方式
一种汽车发动机故障检测装置，它包括控制器，双路FlexRay总线收发器电路通过FlexRay接口与控制器连接，模拟量传感器单元通过AD接口与控制器连接，数字量传感器单元通过ECT接口与控制器连接。
双路FlexRay总线收发器电路连接电控系统FlexRay总线，接收电控系统FlexRay总线的信息。
AD接口主要接收传感器模拟量信号。
ECT接口接收传感器高速脉冲信号。
控制器还与RS232通信模块、BDM调试接口、存储器SD卡模块、液晶显示屏模块、实时时钟和蜂鸣器连接；电源模块输入端与车载蓄电池连接，输出端与控制器、双路FlexRay总线收发器电路、存储器SD卡模块、液晶显示屏模块和蜂鸣器连接，所述控制器为FreeScale公司的16位微控制器单片机MC9S12XF512。
所述控制器集成的AD接口分别有8/10/12位的16通道的模数转换器；
ECT接口有8通道的16位的增强型捕捉定时器。
所述模拟量传感器单元和数字量传感器单元包括：进气歧管压力传感器、曲轴位置及转速传感器、节气门位置检测传感器、进气温度和冷却液温度传感器、爆震传感器和氧传感器。
本发明的工作过程通过软件程序实现，本实施例将软件程序分为系统初始化模块程序、运行中断条件，执行中断任务程序、主循环模块程序、FlexRay接口中断程序、AD接口中断程序、ECT接口中断程序；先运行系统初始化模块程序，然后根据中断判断，如果中断条件不满足，则一直运行主循环模块程序，运行完之后返回中断判断判断；如果中断判断条件满足，则执行中断程序，主循环模块程序停止，执行完中断程序后返回中断判断程序，一直循环；中断程序主要就是执行：当FlexRay收发器电路、AD采集模拟量信号和脉冲捕获这三者中任何一个满足中断条件时，均会跳入相对应的中断程序执行，主循环模块程序暂时停止。
具体的检测方法如下：
它包括：
步骤1、运行系统初始化模块程序；
步骤2、运行中断条件，执行中断任务；
步骤3、运行主循环模块程序；
步骤4、运行FlexRay接口中断程序；
步骤5、运行AD接口中断程序；
步骤6、运行ECT接口中断程序。
步骤1所述的运行系统初始化模块程序，它包括：
步骤1.1、A单片机初始化；
步骤1.2、判断SD卡是否存在，SD卡存在，则对SD卡进行fat32文件初始化，并将SD卡设定为存储介质；SD卡不存在，则设定蜂鸣器报警并通过液晶显示屏显示存储介质不存在；
步骤1.3、FlexRay通信模块初始化配置；
步骤1.4、AD模数转换初始化设置；
步骤1.5、初始化ECT；
步骤1.6、液晶显示屏初始化设置；
步骤1.7、设置实时时钟初始化；
步骤1.8、初始化汽车发动机电控系统的故障规则；
步骤1.9、设定汽车发动机电控系统在非故障情况下的信息提取范围。
步骤2所述的运行中断条件，执行中断任务的运行方法为：当FlexRay总线接口、AD接口或ECT接口有信号传输时，即执行中断，接收发动机电控系统数据参数，并存储到对应的控制器缓存中。
步骤3所述运行主循环模块程序它包括：
步骤3.1、读取FlexRay接口、AD接口和ECT接口所接收的各自对应缓存中的数据信息；
步骤3.2、根据读取到的数据信息，判断是否有故障发生；
步骤3.3、将数据信息及故障信息打包存储。
步骤3.2中，如果有故障发生，根据故障规则，分析判断故障的严重性，若超出正常设定的参数范围，则判断为严重故障，在显示屏上显示严重故障即可，同时调节PWM使蜂鸣器发出急促声音；如果根据故障规则，可以判断出所设定的故障类型，则在显示屏上显示故障类型名称，同时调节PWM使蜂鸣器发出一般的报警声音；再根据当前时间为标题，将数据全部打包成SD卡内的文件格式，并顺序存储到SD卡内；这些存储的数据是为了汽车在非运行状态时研究人员对汽车发动机电控系统行驶过程中的故障的再现和分析；
步骤3.2中，如果没有故障发生，则按照系统初始化模块程序中设定的汽车发动机电控系统在非故障情况下的重要信息的提取范围，提取到的数据中筛选出重要信息，并以当前时间为名字，打包成SD卡里文件的类型顺序存储到SD卡内，以便汽车在非运行状态时研究人员对汽车的运行状态的重现与还原。
FlexRay接口中断程序中用了两个FlexRay总线收发器，这两个也处于不同的触发方式，分别为时间触发和事件触发方式，这两种触发方式不同，但是主要的包括的步骤几乎相同。
步骤4所述运行FlexRay接口中断程序，它包括：
步骤4.1、接收到FlexRay总线数据后进入FlexRay接口中断程序；
步骤4.2、运行FlexRay总线控制器，控制FlexRay总线收发器接收某一个时隙的数据信息；
步骤4.3、将FlexRay总线收发器接收到的数据存储到控制器内部的对应缓存中；
步骤4.4、清除中断并退出。
步骤5所述运行AD接口中断程序，它包括：
步骤5.1、读取模拟量传感器单元的模拟量信号并进行AD转换，转换为数字量信号；
步骤5.2、将转换后的数字量信号再进行转换成模拟信号的数值；
C将模拟信号的数值存入控制器内部缓存中；
D清除中断标志位并退出。
步骤6所述运行ECT接口中断程序，它包括：
步骤6.1、接收到的脉冲信号被检测到上升沿时，启动ECT工作；
步骤6.2、读取当前计时器数值；
步骤6.3、计算信号周期；
步骤6.4、将各通道信号周期放入控制器内部对应缓存；
步骤6.5、清除中断标志并退出。
设定的故障规则包括以下部分：
进气系统故障、进气系统泄漏或排气堵塞、节气门故障、燃油系统故障、喷油器故障、燃油系统药理过低或过高、点火系统故障、点火模块故障、火花塞、缸线故障、主要传感器故障和EGR系统故障等。
上述的设定非故障情况下的重要信息提取范围包括：当前时间、气缸的凸轮轴位置、曲轴位置、发动机转速、进气管绝对压力、空气质量流量、冷却水温度、进气温度、节气门位置、爆燃信号、排气氧含量、排气再循环率、燃油泵电压、发动机启动托转信号和车速等。
Claims (10)
1.一种汽车发动机故障检测装置，它包括控制器，其特征在于：双路FlexRay总线收发器电路通过FlexRay接口与控制器连接，模拟量传感器单元通过AD接口与控制器连接，数字量传感器单元通过ECT接口与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机故障检测装置，其特征在于：控制器还与RS232通信模块、BDM调试接口、存储器SD卡模块、液晶显示屏模块、实时时钟和蜂鸣器连接；电源模块输入端与车载蓄电池连接，输出端与控制器、双路FlexRay总线收发器电路、存储器SD卡模块、液晶显示屏模块和蜂鸣器连接，所述控制器为FreeScale公司的16位单片机MC9S12XF512。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机故障检测装置，其特征在于：所述模拟量传感器单元和数字量传感器单元包括：进气歧管压力传感器、曲轴位置及转速传感器、节气门位置检测传感器、进气温度和冷却液温度传感器、爆震传感器和氧传感器。
4.一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，它包括：
步骤1、运行系统初始化模块程序；
步骤2、运行中断条件，执行中断任务；
步骤3、运行主循环模块程序；
步骤4、运行FlexRay接口中断程序；
步骤5、运行AD接口中断程序；
步骤6、运行ECT接口中断程序。
5.根据权利要求4所述的一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，其特征在于：步骤1所述的运行系统初始化模块程序，它包括：
步骤1.1、A单片机初始化；
步骤1.2、判断SD卡是否存在，SD卡存在，则对SD卡进行fat32文件初始化，并将SD卡设定为存储介质；SD卡不存在，则设定蜂鸣器报警并通过液晶显示屏显示存储介质不存在；
步骤1.3、FlexRay通信模块初始化配置；
步骤1.4、AD模数转换初始化设置；
步骤1.5、初始化ECT；
步骤1.6、液晶显示屏初始化设置；
步骤1.7、设置实时时钟初始化；
步骤1.8、初始化汽车发动机电控系统的故障规则；
步骤1.9、设定汽车发动机电控系统在非故障情况下的信息提取范围。
6.根据权利要求4所述的一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，其特征在于：步骤2所述的运行中断条件，执行中断任务的运行方法为：当FlexRay总线接口、AD接口或ECT接口有信号传输时，即执行中断，接收发动机电控系统数据参数，并存储到对应的控制器缓存中。
7.根据权利要求4所述的一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，其特征在于：步骤3所述运行主循环模块程序它包括：
步骤3.1、读取FlexRay接口、AD接口和ECT接口所接收的各自对应缓存中的数据信息；
步骤3.2、根据读取到的数据信息，判断是否有故障发生；
步骤3.3、将数据信息及故障信息打包存储。
8.根据权利要求4所述的一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，其特征在于：步骤4所述运行FlexRay接口中断程序，它包括：
步骤4.1、接收到FlexRay总线数据后进入FlexRay接口中断程序；
步骤4.2、运行FlexRay总线控制器，控制FlexRay总线收发器接收某一个时隙的数据信息；
步骤4.3、将FlexRay总线收发器接收到的数据存储到控制器内部的对应缓存中；
步骤4.4、清除中断并退出。
9.根据权利要求4所述的一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，其特征在于：步骤5所述运行AD接口中断程序，它包括：
步骤5.1、读取模拟量传感器单元的模拟量信号并进行AD转换，转换为数字量信号；
步骤5.2、将转换后的数字量信号再进行转换成模拟信号的数值；
C将模拟信号的数值存入控制器内部缓存中；
D清除中断标志位并退出。
10.根据权利要求4所述的一种汽车发动机故障检测装置的检测方法，其特征在于：步骤6所述运行ECT接口中断程序，它包括：
步骤6.1、接收到的脉冲信号被检测到上升沿时，启动ECT工作；
步骤6.2、读取当前计时器数值；
步骤6.3、计算信号周期；
步骤6.4、将各通道信号周期放入控制器内部对应缓存；
步骤6.5、清除中断标志并退出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160413 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |