專利名稱：一種用于發動機的臺架測控設備、測控系統和方法
技術領域：
本發明涉及發動機的研發領域，更特別地涉及一種用于發動機的臺架測控設備和用于發動機臺架試驗的測控系統和方法。
背景技術：
隨著發動機燃燒控制技術的發展，發動機的研發工作也逐漸轉向電控發動機的研發。在發動機的研發過程中，通常要對發動機進行各種試驗。發動機臺架試驗正是這些試驗中最重要的試驗之一。通常，在進行試驗時，需要將發動機安裝在專門的發動機試驗臺上， 讓發動機帶動用于轉矩、轉速、功率檢測的測功機運轉。在試驗過程中，通過改變測功機的負荷，來測定發動機在各種工況下的性能和可靠性。通過發動機臺架試驗，可以測定發動機的動力性能、經濟性能、機械摩擦損耗、啟動性能、可靠性、耐久性等等。此外，還需要對發動機進行故障測試，以獲得在各種故障對發動機的影響。然而故障診斷需要專用設備和技術，同時還要求測試人員具有很強的專業知識。而目前的臺架設備上向用戶提供的數據信息極其抽象，普通技術人員根本無法理解，因而出現問題是只能由試驗工程師到現場，根據他自己的專業知識和經驗進行判斷。這顯著影響了發動機試驗的效率。為此，本領域存在對于解決上述問題的技術方案的需求。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種用于發動機的臺架測控設備和用于發動機臺架試驗的測控系統和方法。根據本發明的一個方面，提供了一種用于發動機的臺架測控設備。該臺架測控設備可以包括信號解析裝置，配置用于對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析，以獲取其中包含的狀態數據；以及信息確定裝置，配置用于基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態信息。在根據本發明的一個實施方式中，該臺架測控設備還可以包括提示生成裝置，配置用于基于所述狀態信息，生成用于向用戶呈現的針對發動機的處理提示信息。在根據本發明的另一實施方式中，該臺架測控設備還可以包括信號生成裝置，配置用于基于所述狀態信息，生成用于控制所述發動機的控制信號，以便對發動機進行控制， 其中所述控制信號將通過通信總線向發動機傳送，且將被轉換為適于通過發動機的系統總線發送的控制信號。在根據本發明的又一實施方式中，該臺架測控設備還可以包括呈現裝置，配置用于向用戶呈現所述狀態信息和/或所述處理提示信息；和/或記錄裝置，配置用于記錄所述狀態信息和/或所述處理提示信息。在根據本發明的再一實施方式中，其中所述狀態信號包括來自發動機的測量信號、告警信號和故障信號其中任一種或者多種。
根據本發明的第二方面，提供了一種用于發動機臺架試驗的測控系統。該測控系統可以包括電控單元，配置用于將來自測量設備的狀態信號經過系統總線向接口設備發送；接口設備，配置用于對該狀態信號進行轉換并將轉換后的狀態信號通過通信總線向所述臺架測控設備發送；以及根據本發明的第一方面的臺架測控設備，用于對所述狀態信號進行處理。根據本發明的第三方面，提供了一種用于發動機臺架試驗的測控方法。該測控方法可以包括對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析，以獲取其中包含的狀態數據；以及基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態信息。通過本發明的實施方式，可以為用戶提供各種友好、易懂的狀態信息，并有可能為隨后的處理提供提示和/或生成控制信號，進而使得普通技術人員也可能進行發動機臺架測試操作，因而提高了臺架試驗的效率。
通過對結合附圖所示出的實施方式進行詳細說明，本發明的上述以及其他特征將更加明顯，本發明附圖中相同的標號表示相同或相似的部件。在附圖中圖1示出了根據本發明的一個實施方式的發動機臺架試驗的測控系統的方框圖；圖2示出了根據本發明的一個實施方式的用于發動機的臺架測控設備的方框圖；圖3示出了根據本發明的一個實施方式的發動機臺架試驗的測控方法的方框圖； 以及圖4示意性示出了可以實現根據本發明的實施方式的計算機設備的結構方框圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖通過實施方式對本發明提供的用于發動機的臺架測控設備和用于發動機臺架試驗的測控系統和方法進行詳細的描述。首先參考圖1，如圖1所示，根據本發明的一個實施方式的發動機臺架試驗的測控系統100包括電控單元101、接口設備102和臺架測控設備103。電控單元101是用于車輛控制的內部系統控制模塊。在本申請中，電控單元101 主要用于發動機控制，其通常包括輸入電路、微機單元和輸出電路。輸入電路與用于發動機的測量部件(例如傳感器或者其他部件)連接，用于接收來自測量部件的輸入信號，例如狀態信號，并對其進行預處理，例如對其進行過濾和放大，轉換成一定電平的輸入信號。在輸入信號為模擬信號的情況下，輸入電路中的模/數轉換器還可以將模擬信號轉換為數字信號以便傳送給微機單元。微機單元將上述已經預處理過的信號進行運算處理，并將處理數據送至輸出電路。通常輸出電路可以對輸出信號進行處理，例如進行功率放大，并轉換為適當形式的信號(例如，模擬信號)，以便對其他待控制部件進行驅動。在電控單元接收的這些信號中，有很多信號是執行發動機臺架測試的用戶十分關注的，諸如，發動機轉速、進氣壓力、進氣溫度、冷卻水的進水溫度、出水溫度、機油溫度等。 這些信號可以經過系統總線，諸如CAN總線，而傳送至接口設備102。接口設備102例如為CAN接口設備，其一方面通過系統總線與電控單元101電連接，另一方面通過外部通信總線與臺架測控設備103電連接，配置用于將來自系統總線的信號轉換成適于在外部通信總線上傳輸的信號，以及將來自外部系統總線的信號轉換成適于在系統總線上傳輸的信號。如前所述，系統總線例如可以是CAN總線或者任何其他適當的總線，而該外部通信總線例如可以是網線、1394總線、RS232總線或者通用串行總線等任何適于連接在接口設備與計算機之間的通信總線。該接口設備102將自電控單元101接收到的狀態信號轉換成可以在外部通信總線上傳輸的信號，并將其通過外部通信總線進行傳送。例如，可以首先解析自電控單元101接收到的數據包，以得到其中包括的狀態數據；然后可以將解析所得到的數據按照通信總線的格式要求重新封裝，以生成適合于在通信總線上傳輸的信號。通信總線與臺架測控設備 103連接，通過通信總線傳輸的重新封裝的信號可以被傳送到該臺架測試設備103。在該臺架測試設備103中，可以對該信號進行進一步的處理，這將在下文中參考圖2進行詳細地說明。此外，接口設備102還經由通信總線接收來自臺架測試設備103的控制信號，該將接口設備102可以對來自臺架測控設備103的控制信號進行轉換，并將轉換后的控制信號通過系統總線向所述電控單元發送。特別地，接口設備102對接收到的控制進行解析，以得到相應的控制數據，并將該控制數據按照系統總線的要求重新封裝。然后，可以將經過重新封裝的控制信號通過系統總線向電控單元101發送。以這樣的方式，就可以通過電控單元 101對發動機進行控制。在下文中，將參考圖2來描述本發明提供的臺架測控設備103及其內部的操作。圖 2中示出了根據本發明的一個實施方式的臺架測控設備103的方框圖。如圖2所示，臺架測試設備103可以包括信號解析裝置1031，配置用于對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析，以獲取其中包含的狀態數據；以及信息確定裝置 1032，基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態信息。根據本發明，信號解析裝置1031通過通信總線連接到接口設備102，并接收自接口設備102發送而來的重新封裝過的信號。該信號解析裝置1301根據通信總線的協議格式，對該信號進行解析，以從中得到其中包括的數據信息。該解析過程實際上與接口設備的封裝過程是相反的過程。然后，信號解析裝置1031可以將得到的數據信息傳送給信息確定裝置1032，該裝置可以根據與狀態相關的數據信息以及知識庫中存儲的信息確定該信息的含義，從而得到可以向用戶呈現的友好狀態信息。知識庫中包括有預先存儲的與數據信息對應的相應解釋或者說明。該知識庫可以基于專家知識來建立，或者可以獲得電控單元的數據信號相關的說明并基于該說明來建立。這樣，通過在知識庫中查詢所接收到的狀態信息，就可以得知該狀態信息的含義，從而可以確定向用戶呈現的狀態信息。 此外，在根據本發明的優選實施方式中，該臺架測控設備103還包括提示生成裝置1033，其配置用于基于所述狀態信息，生成用于向用戶呈現的針對發動機的處理提示信息。根據本發明，可以在獲取相關的狀態信息后，為用戶提供如何處理這種狀況的處理提示信息。該處理提示信息例如可以通過基于當前的發動機狀態，在知識庫中查詢相應的處理提示來實現。類似地，知識庫中的處理提示信息可以基于專家知識來建立。
此外，針對上述得到的狀態信息，可以通過呈現裝置1034向該用戶呈現，以便以
6友好、可視地、可聽的方式使用戶了解。該呈現設備可以是用于顯示文本、圖形、圖像、圖表等的顯示裝置，例如顯示器，也可是用于播放音頻的音頻裝置，還可以是用于發出光信號的光學裝置。該臺架測試設備130還可以進一步包括信號生成裝置1305，配置用于基于所述狀態信息，生成用于控制所述發動機的控制信號，并將該控制信號經由通信總線向發動機發送。類似地，可以基于專家知識庫來生成相應的控制信號。該控制信號通過該通信總線到達接口設備后，接口設備將對其進行解析，并按照系統總線的格式要求將其重新封裝成適于通過系統總線進行傳輸的信號。經過重新封裝的信號可以通過系統總線到達電控單元， 而該電控單元繼而可以基于該控制信號對相應的部件進行控制。此外，臺架測控設備103還可以包括記錄裝置1036，配置用于對自發動機接收到的狀態信息進行記錄，例如可以記錄該狀態信息的內容、接收時間等。此外，還可以記錄針該狀態信息的處理提示信息，以及相應的控制信號等。記錄的信息可以供隨后進行檢索、查詢和分析或者進行其他處理。在本發明中，所述狀態信號可以包括來自發動機的測量信號、告警信號和故障信號其中任一種或者多種。此外，根據本發明，還提供了一種用于發動機臺架試驗的測控方法其將在下文中參考圖3來進行詳細描述。如圖3所示，首先在步驟S301，對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析， 以獲取其中包含的狀態數據。該狀態信號可以包括來自發動機的測量信號、告警信號和故障信號其中任一種或者多種。根據本發明，將通過通信總線連接來自接口設備的狀態信號， 該狀態信號是經過接口設備對來自例如電控單元的信號進行重新封裝得到的信號。可以依據通信總線的協議格式，對該狀態信號進行解析，以從中得到其中包括的狀態信息。接著，在步驟S302，基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態信息。如前所述，通過在知識庫中查詢所接收到的狀態信息，就可以得知該狀態信息的含義，從而可以確定向用戶呈現的狀態信息。可選地，可以在步驟S303，基于所述狀態信息，生成用于向用戶呈現的針對發動機的處理提示信息。根據本發明，可以在獲取相關的狀態信息后，為用戶提供如何處理這種狀況的處理提示信息，以便指示用于應該如何應對這種情況。例如，可以通過基于當前的發動機狀態，在知識庫中查詢相應的處理提示來獲得處理提示信息。類似地，知識庫中的處理提示信息可以基于專家知識來建立。此外，可選地，可以在步驟S304，基于所述狀態信息，生成用于控制所述發動機的控制信號。根據來自發動機的狀態信號所獲得的狀態信息，可以基于例如專家知識庫生成用于控制所述發動機的控制信號。該控制信號可以經由通信總線向發動機發送，在該控制信號到達接口設備后，接口設備將對該控制信號進行解析，并按照系統總線的格式要求將其重新封裝成適于通過系統總線進行傳輸的信號。可以通過系統總線向發動機的電控單元發送該經過重新封裝的信號。在接收到該控制信號后，該電控單元繼而可以基于該控制信號對發動機的各個部件進行相應地控制。在根據本發明的可選實施方式中，還可以向用戶呈現所述狀態信息和/或所述處理提示信息。此外，備選地或者附加地，還可以記錄所述狀態信息和/或所述處理提示信息，以便供隨后進行檢索、查詢和分析。針對上述得到的狀態信息，可以通過呈現裝置向該用戶呈現，以便以友好、可視、可聽的方式使用戶了解。該呈現設備可以是用于顯示文本、圖形、圖像、圖表等的顯示裝置，例如顯示器，也可是用于播放音頻的音頻裝置，還可以是用于發出光信號的光學裝置。通過本發明的實施方式，可以將來自發動機的不易懂的信息數據轉換成各種友好、易懂的狀態信息并向用戶呈現，并有可能為隨后的處理提供提示和/或生成控制信號。 因而，使得普通技術人員也可能利用本發明進行發動機臺架測試操作，因而節省了人力成本、提高了臺架試驗的效率。下面，將參考圖4來描述可以實現本發明的計算機設備。圖4示意性示出了可以實現根據本發明的實施方式的計算機設備的結構方框圖。圖4中所示的計算機系統包括CPU(中央處理單元)401、RAM(隨機存取存儲器)402、R0M(只讀存儲器)403、系統總線404、硬盤控制器405、鍵盤控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408、顯示器控制器409、硬盤410、鍵盤411、串行外部設備 412、并行外部設備413和顯示器414。在這些部件中，與系統總線404相連的有CPU 401、 RAM 402、ROM 403、硬盤控制器405、鍵盤控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器 408和顯示器控制器409。硬盤410與硬盤控制器405相連，鍵盤411與鍵盤控制器406相連，串行外部設備412與串行接口控制器407相連，并行外部設備413與并行接口控制器 408相連，以及顯示器414與顯示器控制器409相連。圖4所述的結構方框圖僅僅為了示例的目的而示出的，并非是對本發明的限制。 在一些情況下，可以根據需要添加或者減少其中的一些設備。此外，本發明的實施方式可以以軟件、硬件或者軟件和硬件的結合來實現。硬件部分可以利用專用邏輯來實現；軟件部分可以存儲在存儲器中，由適當的指令執行系統，例如微處理器或者專用設計硬件來執行。本領域的普通技術人員可以理解上述的方法和系統可以使用計算機可執行指令和/或包含在處理器控制代碼中來實現，例如在諸如磁盤、CD或 DVD-ROM的載體介質、諸如只讀存儲器(固件)的可編程的存儲器或者諸如光學或電子信號載體的數據載體上提供了這樣的代碼。本實施例的系統及其組件可以由諸如超大規模集成電路或門陣列、諸如邏輯芯片、晶體管等的半導體、或者諸如現場可編程門陣列、可編程邏輯設備等的可編程硬件設備的硬件電路實現，也可以用由各種類型的處理器執行的軟件實現，也可以由上述硬件電路和軟件的結合例如固件來實現。雖然已經參考目前考慮到的實施方式描述了本發明，但是應該理解本發明不限于所公開的實施方式。相反，本發明旨在涵蓋所附權利要求的精神和范圍內所包括的各種修改和等同布置。以下權利要求的范圍符合最廣泛解釋，以便包含所有這樣的修改及等同結構和功能。
權利要求
1.一種用于發動機的臺架測控設備，包括信號解析裝置，配置用于對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析，以獲取其中包含的狀態數據；以及信息確定裝置，配置用于基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態fe息。
2.根據權利要求1所述的臺架測控設備，還包括提示生成裝置，配置用于基于所述狀態信息，生成用于向用戶呈現的針對發動機的處理提示信息。
3.根據權利要求1或2所述的臺架測控設備，還包括信號生成裝置，配置用于基于所述狀態信息，生成用于控制所述發動機的控制信號，以便對發動機進行控制，其中所述控制信號將通過通信總線向發動機傳送，且將被轉換為適于通過發動機的系統總線發送的控制信號。
4.根據權利要求2所述的臺架測控設備，還包括呈現裝置，配置用于向用戶呈現所述狀態信息和/或所述處理提示信息；和/或記錄裝置，配置用于記錄所述狀態信息和/或所述處理提示信息。
5.根據權利要求1所述的臺架測控設備，其中所述狀態信號包括來自發動機的測量信號、告警信號和故障信號其中任一種或者多種。
6.一種用于發動機臺架試驗的測控系統，所述測控系統包括電控單元，配置用于將來自測量設備的狀態信號經過系統總線向接口設備發送；接口設備，配置用于對該狀態信號進行轉換并將轉換后的狀態信號通過通信總線向所述臺架測控設備發送；以及根據權利要求1至5任一項所述的臺架測控設備，用于對所述狀態信號進行處理。
7.根據權利要求6所述的測控系統，其中，所述接口設備進一步配置用于對來自所述臺架測控設備的控制信號進行轉換，并將轉換后的控制信號通過系統總線向所述電控單元發送；以及所述電控單元進一步配置用于基于該控制信號對發動機進行控制。
8.根據權利要求6所述的測控系統，其中所述系統總線為CAN總線，以及所述接口設備為CAN接口設備。
9.根據權利要求6所述的測控系統，其中所述通信總線是網線、1394總線、RS232總線以及通用串行總線其中任一種。
10.一種用于發動機臺架試驗的測控方法，包括對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析，以獲取其中包含的狀態數據；以及基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態信息。
11.根據權利要求10所述的測控方法，還包括基于所述狀態信息，生成用于向用戶呈現的針對發動機的處理提示信息。
12.根據權利要求10或11所述的測控方法，還包括基于所述狀態信息，生成用于控制所述發動機的控制信號，以便對發動機進行控制，其中所述控制信號將通過通信總線向發動機傳送，且將被轉換為適于通過發動機的系統總線發送的控制信號。
13.根據權利要求11所述的測控方法，還包括向用戶呈現所述狀態信息和/或所述處理提示信息；和/或記錄所述狀態信息和/或所述處理提示信息。
14.根據權利要求10所述的測控方法，其中所述狀態信號包括來自發動機的測量信號、告警信號和故障信號其中任一種或者多種。
15.根據權利要求10所述的測控方法，還包括將來自測量設備的狀態信號經過系統總線向接口設備發送；對該狀態信號進行轉換并將轉換后的狀態信號通過通信總線向所述臺架測控設備發送。
16.根據權利要求15所述的測控方法，還包括對來自所述臺架測控設備的控制信號進行轉換，并將轉換后的控制信號通過系統總線向所述電控單元發送；以及基于該控制信號對發動機進行控制。
17.根據權利要求10所述的測控方法，其中所述系統總線為CAN總線，以及所述接口設備為CAN接口設備。
18.根據權利要求10所述的測控方法，其中所述通信總線是網線、1394總線、RS232總線以及通用串行總線其中任一種。
全文摘要
本發明公開了一種用于發動機的臺架測控設備和用于發動機臺架試驗的測控系統和方法。該臺架測控設備可以包括信號解析裝置，配置用于對接收到的關于所述發動機的狀態信號進行解析，以獲取其中包含的狀態數據；以及信息確定裝置，基于預定的知識庫和所述狀態數據確定用于向用戶呈現的狀態信息。在進一步的實施方式中，還可以基于所述狀態信息，生成用于向用戶呈現的針對發動機的處理提示信息，和/或基于所述狀態信息，生成用于控制所述發動機的控制信號。通過本發明，可以為用戶提供各種友好、易懂的狀態信息，并可以為隨后的處理提供提示，進而提高了臺架試驗的效率。
文檔編號G01M15/02GK102169055SQ20101061679
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者孫少軍, 李云強, 衣波龍, 譚旭光, 黃繼軒, 黃鑫 申請人:濰柴動力股份有限公司