CN110273738A - 一种重型发动机排放诊断测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于汽车测试技术领域,具体为一种重型发动机排放诊断测试系统,包括被测发动机系统、发动机测功机系统、尾气测量系统和数据处理计算器,所述被测发动机系统电性双向连接所述发动机测功机系统,所述发动机测功机系统电性双向连接所述数据处理计算器,所述被测发动机系统电性输出连接所述尾气测量系统,所述尾气测量系统电性双向连接所述数据处理计算器,所述数据处理计算器包括发动机测功机控制模块、随机工况生成模块、第一CAN通讯模块、第二CAN通讯模块,该发明获得全面准确的测试结果,比较彻底的消除发动机排放检测过程中的作弊行为,推进汽车在实际行驶过程中起到有效的节能减排作用的综合效果。

Description

一种重型发动机排放诊断测试系统
技术领域
本发明涉及汽车测试技术领域,具体为一种重型发动机排放诊断测试系统。
背景技术
为实现汽车的节能减排,保护环境的目的,对汽车污染物排放进行了更加严格限值,然而目前的发动机排放诊断系统的评价方法仍然存在不足,并不能准确的,全面的对重型发动机的排放进行检测。
目前,一般采用双怠速检测法和工况法对发动机排放进行检测和评价。这两种方法是目前阶段我国常用的检测排放的实验方法,是检测汽车排放污染物的有效办法,但是大量研究表明,这种在固定工况下测量发动机排放数据的方法并不全面,存在一定的漏洞,标准工况测试出的尾气排放结果也无法用于实际行驶尾气排放的预测,所以目前这种利用标准工况对汽车排放进行测试和评价的方法存在明显的不合理性。另一个缺陷在于,双怠速检测法和工况法都是在确定工况下进行的,这就为发动机排放测试检查过程中的作弊提供了机会。同时进行发动机排放试验时,无法模拟整车排放时的所有条件,实验结果相对来说会存在一定的偏差,所以无法精准的分析整车工况时汽车的排放情况。因此,需要一种可以基于整车参数的随机工况生成方法和在随机工况下对发动机进行排放测试的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重型发动机排放诊断测试系统,以解决上述背景技术中提出的重型发动机排放诊断测试系统对汽车排放进行测试和评价的方法存在明显的不合理性。另一个缺陷在于,双怠速检测法和工况法都是在确定工况下进行的,这就为发动机排放测试检查过程中的作弊提供了机会。同时进行发动机排放试验时,无法模拟整车排放时的所有条件,实验结果相对来说会存在一定的偏差等特性的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种重型发动机排放诊断测试系统,包括被测发动机系统、发动机测功机系统、尾气测量系统和数据处理计算器,所述被测发动机系统电性双向连接所述发动机测功机系统,所述发动机测功机系统电性双向连接所述数据处理计算器,所述被测发动机系统电性输出连接所述尾气测量系统,所述尾气测量系统电性双向连接所述数据处理计算器,所述数据处理计算器包括发动机测功机控制模块、随机工况生成模块、第一CAN通讯模块、第二CAN通讯模块、数据运算和处理模块、数据显示及保存模块、参数设置模块和尾气测试系统管理模块,所述随机工况生成模块电性输出连接所述发动机测功机控制模块和所述数据显示及保存模块,所述数据显示及保存模块电性输入连接所述数据运算和处理模块和所述尾气测试系统管理模块,所述数据运算和处理模块电性输入连接所述发动机测功机控制模块、所述第一CAN通讯模块、所述第二CAN通讯模块、和所述参数设置模块。
优选的,所述第二CAN通讯模块电性输入连接所述尾气测量系统。
优选的,所述数据处理计算器对所述发动机测功机系统和所述尾气测量系统传输过来的数据通过无线传输或SD卡存储。
优选的,所述尾气测试系统管理模块电性输出连接所述尾气测量系统。
优选的,所述第一CAN通讯模块接收测功机运行时测得的运行数据数据。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该发明提供了一种重型发动机排放诊断测试系统可以生成与整车行驶工况特征相似的随机工况,并且在随机工况下对发动机的排放指标进行检测,获得全面准确的测试结果,比较彻底的消除发动机排放检测过程中的作弊行为。更加全面的检测发动机排放是否达标,有利于推进汽车在实际行驶过程中起到有效的节能减排作用。
附图说明
图1为本发明测试系统示意图;
图2为本发明数据处理器系统结构示意图;
图3为本发明测量步骤示意图;
图4为本发明随机工况获取方法流程示意图;
图5为测功机转速示意图;
图6为整车车轮转速示意图。
图中:101被测发动机系统、102发动机测功机系统、103尾气测量系统、104数据处理计算器、201发动机测功机控制模块、202随机工况生成模块、203第一CAN通讯模块、204第二CAN通讯模块、205数据运算和处理模块、206数据显示及保存模块、207参数设置模块、208尾气测试系统管理模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案:一种重型发动机排放诊断测试系统,用于获得全面准确的测试结果,比较彻底的消除发动机排放检测过程中的作弊行为,推进汽车在实际行驶过程中起到有效的节能减排作用,请参阅图1,包括被测发动机系统101、发动机测功机系统102、尾气测量系统103和数据处理计算器104,被测发动机系统101电性双向连接发动机测功机系统102,发动机测功机系统102电性双向连接数据处理计算器104,被测发动机系统101电性输出连接尾气测量系统103,发动机与测功机一起工作,之后尾气测量系统103会对发动机所排放的尾气进行检测和测量,尾气测量系统103电性双向连接数据处理计算器104,数据处理计算器104对发动机测功机系统102和尾气测量系统103传输过来的数据通过无线传输或SD卡存储,请参阅图2,数据处理计算器104包括发动机测功机控制模块201、随机工况生成模块202、第一CAN通讯模块203、第二CAN通讯模块204、数据运算和处理模块205、数据显示及保存模块206、参数设置模块207和尾气测试系统管理模块208,随机工况生成模块202电性输出连接发动机测功机控制模块201和数据显示及保存模块206,数据显示及保存模块206用于处理模块运算结果以及状态参数的显示和对应数据的储存,发动机测功机控制模块201对测功机的转速,转矩等参数进行控制,随机工况生成模块202与发动机测功机控制模块201相连接,并将生成的随机工况传递给控制模块,数据显示及保存模块206电性输入连接数据运算和处理模块205和尾气测试系统管理模块208,数据运算和处理模块205电性输入连接发动机测功机控制模块201、第一CAN通讯模块203、第二CAN通讯模块204、和参数设置模块207,第一CAN通讯模块203用来接收测功机运行时测得的转速,转矩等实验数据,第二CAN通讯模块204电性输入连接尾气测量系统103,第二CAN通讯模块204用来接尾气测量系统103分析出的尾气中各种指标数据,数据运算和处理模块205用于对所接收到的数据进行分析处理计算,参数设置模块207用于设置在数据的处理过程中所需要用到的参数,尾气测试系统管理模块208电性输出连接尾气测量系统103,尾气测试系统管理模块208对尾气测量系统103进行配置管理,
在具体的使用过程中,当需要本发明在使用的过程中
S1:首先利用第一CAN通讯模块203获取工况的转速,转矩等特征。
S2:获取一系列符合要求的发动机排放试验中的工况样本。
S3:还要利用随机工况生成模块202获取与该工况相对应的整车参数,如轮胎转速,传动系统转动比等。
S4:结合工况样本和相应的整车参数,利用随机工况生成模块202生成基于整车参数下的随机工况。
S5:在该随机工况下通过控制器运行测功机和被测发动机。
S6:在给定工况下运行一段时间,完成数据的采样后,停止测功机并且关闭发动机,之后还要将采集设备停机。
S7:数据处理器接收到测功机的测试数据以及尾气分析系统生成的数据后,将会自动进入数据处理环节,对实验数据进行分析处理。
S8:数据处理完成后,将处理结果输出并保存。
S9:判断尾气成分的各项指标是否合格。如果不合格,则直接判断此发动机排放不符合法规要求。如果合格,还要进行几次相应的随机工况检测。
S10:图5和图6表示根据汽车基于整车参数下的检测的转速数据和固定工况下发动机测得的转速数据图,由此可见发动机转速和整车下的转速有一定的差异,可见本发明在基于整车参数生成的随机工况下检测,可以使得检测结果更加全面和准确,对限制汽车尾气污染物排放,推动法规的良好落实有积极的作用。
本发明中随机工况生成单元为软件处理方法,借助计算机来完成,该单元对测试时的标准工况采集到的数据进行特征值提取,之后结合相应的整车参数生成与这个标准工况特征值相同的一系列具有整车参数的随机工况.本发明构建随机工况应用的方法有聚类分析方法、基于马尔可夫链的随机过程生成方法,蒙特卡洛方法等。
S4.1:本发明首先要获得固定工况数据量。
S4.2:本发明中聚类分析需要对样本数据进行分类,然后筛选出每一类的最优样本并组合,最终得到完整的代表性工况。
S4.3:本发明中基于马尔科夫链的随机过程是根据样本空间的统计结果建立基于发动机转速的状态转移矩阵,据此随机生成特征值相似的工况。由于发动机排放过程中的一些参数可能存在线性相关,为简化运算,采用主成分分析对特征参数做降维处理,得到一个主成分分析之后的状态转移矩阵,利用程序随机生成一组随机状态序列,最后就得到一组符合样本特征的随机工况。
S4.4:本发明运用的是基于蒙特卡洛的随机模拟抽样方法,主要思路是将工况数据在平面或者空间中划分为面积相等的小块,根据每个小块中包含数据点的密度,生成随机工况中的测试数据,用来进行排放实验。建立数学模型,将工况数据构成的平面或者空间等分为mxn个等大小的矩形网格,每个块定义为Sij(0<i≤m,0<j≤n)。
Aij为每个块的工况点密度。根据兴趣点密度,计算每个网格Sij的兴趣点分布概率Pij。每次为每个网格Sij随机生成一个随机数Kij,Kij的值域范围为[0,1]。如果对于网格Sij,Kij≤Pij,则在网格Sij内随机生成一个测试点Pk,并得到测试点的集合U={P1,P2,…,Pk}。
S4.5:结果统计分析及随机数据生成,得到足够的具有相同特征值的测试工况点,之后生成特征相似的测试数据集合。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种重型发动机排放诊断测试系统,其特征在于:包括被测发动机系统(101)、发动机测功机系统(102)、尾气测量系统(103)和数据处理计算器(104),所述被测发动机系统(101)电性双向连接所述发动机测功机系统(102),所述发动机测功机系统(102)电性双向连接所述数据处理计算器(104),所述被测发动机系统(101)电性输出连接所述尾气测量系统(103),所述尾气测量系统(103)电性双向连接所述数据处理计算器(104),所述数据处理计算器(104)包括发动机测功机控制模块(201)、随机工况生成模块(202)、第一CAN通讯模块(203)、第二CAN通讯模块(204)、数据运算和处理模块(205)、数据显示及保存模块(206)、参数设置模块(207)和尾气测试系统管理模块(208),所述随机工况生成模块(202)电性输出连接所述发动机测功机控制模块(201)和所述数据显示及保存模块(206),所述数据显示及保存模块(206)电性输入连接所述数据运算和处理模块(205)和所述尾气测试系统管理模块(208),所述数据运算和处理模块(205)电性输入连接所述发动机测功机控制模块(201)、所述第一CAN通讯模块(203)、所述第二CAN通讯模块(204)、和所述参数设置模块(207)。
2.根据权利要求1所述的一种重型发动机排放诊断测试系统,其特征在于:所述第二CAN通讯模块(204)电性输入连接所述尾气测量系统(103)。
3.根据权利要求1所述的一种重型发动机排放诊断测试系统,其特征在于:所述数据处理计算器(104)对所述发动机测功机系统(102)和所述尾气测量系统(103)传输过来的数据通过无线传输或SD卡存储。
4.根据权利要求1所述的一种重型发动机排放诊断测试系统,其特征在于:所述尾气测试系统管理模块(208)电性输出连接所述尾气测量系统(103)。
5.根据权利要求1所述的一种重型发动机排放诊断测试系统,其特征在于:所述第一CAN通讯模块(203)接收测功机运行时测得的运行数据数据。
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