專利名稱：一種基于公用電話網的發動機遠程診斷方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于發動機電控技術領域，特別涉及一種基于公用電話網的電控發動機遠程診斷方法和系統。
背景技術：
隨著電子技術的發展，發動機電子控制技術得以廣泛的應用；通過精確控制發動機燃油噴射和點火時刻等，可以有效地降低有害氣體的排放并提高發動機綜合性能。汽油機電子控制系統一般包括電子燃油噴射系統和電子點火系統等；電子控制單元ECU根據各傳感器的輸入信號得到發動機工作狀況，通過內部程序算法準確計算出該工況下最佳的噴油量、噴油時刻和點火時刻等參數，并把控制信號輸出到相應的執行機構，對發動機的工作進行控制。
發動機電控單元(ECU)設有數據接口，可以與診斷檢測儀通訊，通過實時監測和標定ECU內的工作參數，監控車輛的運行狀況。對于汽車及摩托車生產廠家，無論是在開發階段的道路試驗、整車匹配試驗，還是考核階段的用戶數據收集以及售后維修階段，監測并記錄發動機的工作參數都具有很重要的意義。而上述情況中由于試驗地點或車輛用戶的不確定性，給遠在他鄉的車輛的數據廣泛收集和故障診斷帶來了很大的不便。因此，本發明開發的遠程監控及診斷系統對于電控發動機產品開發、銷售和客戶檔案的建立、以及售后服務都具有很大的使用價值。
在現有技術中，基于internet的遠程數據采集系統和遠程發動機故障診斷技術，在電力、水利和交通等工業等領域取得了廣泛的應用。如“基于internet的遠程發動機故障診斷技術實現”(《浙江水利水電專科學校學報》2003年6月第15卷第2期)一文提出利用現代網絡技術建立電控發動機遠程診斷系統新思路，在發動機上建立數據采集系統獲取狀態數據，利用internet為平臺，建立發動機故障診斷中心，對發動機進行故障分析及診斷，可以對汽車的運行狀況進行遠程實時監測，能有效地提高診斷的精確性及工作效率，同時又能實現資源共享。
但是在多數地區，應用互聯網進行發動機電控單元ECU的遠程診斷和控制具有很大的局限；同時互聯網傳輸速率受網絡負荷影響較大，實時性難以保證。公用電話網絡無需大規模布線，而且能夠提供多種數據傳輸服務，所以本發明基于覆蓋范圍廣的公用電話網絡實現遠程數據的傳輸，提出一種較為便利和較為廉價的方式，為發動機工作狀況的遠程監控和工作參數的調整提供較為靈活便利的途徑。
發明內容
本發明之目的在于提供一種發動機遠程診斷和控制的方法，利用這樣方法可以方便有效地對發動機的運行狀況進行遠程實時診斷并及時調整其工作參數。
本發明另一目的是提供一種基于公用電話網的電控發動機遠程診斷系統，利用這種系統，通過外接電話線就可以雙向傳輸數據和指令，并且可以在傳輸和語音兩種模式下切換；利用該系統可以使各地的車輛都能夠獲得廠家專業化檢測、診斷和維護。
本發明的目的通過以下技術方案實現一種基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，包括以下步驟診斷終端連通發動機電控單元ECU的數據接口；終端撥號進入公用電話網接通診斷服務器端，傳輸發動機控制單元的診斷數據；服務中心的診斷設備從服務器端讀取發送機電控單元的診斷數據，監測終端發動機的工作狀態。
所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，當撥號進入公用電話網接通維修中心后可以先進入語音通話模式，即通過診斷設備和診斷中心外接的電話機通話；在工作過程中可以隨時由數據傳輸模式切換語音通話模式，或由語音通話模式切換到數據傳輸模式。
按照本發明的發動機遠程診斷方法，還包括以下步驟診斷中心發出反饋命令，服務器端調制后由公用電話網傳輸，終端將接收到的信號還原為控制命令，發送給發動機電控單元；所述的診斷數據和反饋命令的傳輸分時進行，終端發送一批診斷數據后中斷發送，接收反饋命令，檢測反饋數據發送完畢后恢復診斷數據的傳輸；服務器端檢測到終端中斷發送數據后，開始發送反饋命令，發送完畢后恢復數據的接收。
更進一步，終端和服務器端可以實時地顯示其工作狀態和傳輸的數據情況。
本發明還提供一種基于公用電話網的發動機遠程診斷系統。
所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統包括發動機電控單元、與發動機電控單元通訊的終端裝置、與診斷中心通訊的服務器端裝置、服務中心的診斷設備和公用電話網，終端裝置與服務器端裝置通過公用電話網連接。
發動機電控單元根據輸入信號確定發動機工作狀態，通過驅動電路控制各種執行機構，對發動機的運轉進行控制；本發明所涉及的電控單元驅動的燃料噴射裝置為螺線管式泵噴嘴裝置。泵噴嘴裝置是一種將電子燃油泵和噴嘴合成一體的燃油噴射裝置，其中電能通過螺線管裝置轉換為機械能，以推壓燃油噴射。
終端裝置從發動機電控單元讀取診斷數據，調制后發送，并可以將服務器端的信號還原為反饋命令，發送給電控單元；服務器端的裝置將接收到的調制信號解調成診斷數據發送給診斷中心，將診斷中心發來的反饋命令調制后發送給終端裝置；診斷中心實時保存接收到的診斷數據，并建立故障歷史經驗庫，同時可設置工程師診斷支持模塊，可以在維修工程師的建議進行人工智能歸類的計算，補充數據庫以及良好的人機操作界面，提供全面的維修策略。
終端和服務器端各接有一部可以通話的電話機等通訊設備，終端操作人員可以與診斷中心的維修工程師交流。
上述基于公用電話網的發動機遠程診斷系統中的終端裝置包括數據處理及控制模塊、按鍵、調制解調模塊和電話接口模塊；服務器端裝置包括數據處理及控制模塊、按鍵、調制解調模塊、電話接口模塊。
所述的終端裝置包含有可邏輯運算、診斷故障的數據處理模塊；和實時顯示工作狀態信息和故障代碼的顯示模塊。使終端裝置可以單獨使用，對發動機進行現場診斷。
上述的服務器端裝置還包括在接收到振鈴信號后能將接收的來電信息解析成數字信號的來電顯示模塊。
本發明提供的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，終端裝置和服務器端裝置中的調制解調器為可編程的半雙工同步調制解調芯片。
所述的終端和服務器端中的電話接口模塊為具有環路保持、二線/四線轉換的電話接口模塊。包括可實現語音模式與數據傳輸模式之間的切換的繼電器和隔離變壓器。
應用本發明遠程診斷方法以及系統，由客戶端的終端裝置和診斷中心的服務器端裝置以及相應的軟件控制設計組成本發明遠程診斷系統。終端和服務器端裝置各外接一部電話機，在語音模式下實現雙方通話的功能，其數據傳輸信道為公用電話網。
終端裝置通過數據線和發動機的電控單元相連，由車輛的電源供電。
終端裝置的數據處理及控制模塊由一塊嵌入式單片機及存儲器等芯片構成，其主要作用有控制調制解調器、電話接口模塊以及液晶顯示模塊協調工作；通過串口和電噴摩托車的ECU進行通訊，實時從發動機電控單元ECU讀取診斷數據，并向發動機電控單元ECU發送控制命令；傳輸數據時臨時存儲數據，起緩沖作用；對診斷數據進行解析處理，計算出發動機各項工作參數。
所述的主控制模塊與ECU通訊，讀取相關數據，由單片機進行計算處理得出發動機轉速，節氣門開度、噴油脈寬，錯誤碼等信息，同時將這些參數送給顯示屏進行顯示；主控制模塊實時查詢按鍵操作情況，做出相應的處理；對發動機進行控制以及對發動機工作參數進行優化計算等操作，未接入公用電話網時，它可以作為診斷儀現場診斷和維護。
終端裝置的按鍵由模式切換鍵、復位鍵、確定鍵、以及左、右和數據加、減等選擇鍵組成，通過按鍵可以對遠程診斷系統進行操控，實現工作模式的選擇、屏幕顯示內容的選擇、對發動機的控制等。
終端裝置的液晶顯示模塊由液晶顯示屏和驅動電路構成，在單片機的控制下，可以顯示診斷系統的工作狀態，發動機工作參數以及其他一些有用的信息，終端同時設有LED指示燈，可以快速顯示診斷系統的工作狀態等信息。
調制解調模塊主要由專用的調制解調芯片及其周邊電路構成。在發送數據時，按照相關的在公用電話網上進行數據傳輸的標準協議，將數字信號調制成模擬信號在公用電話網上進行傳輸。在接受數據時，按照和調制時相同的協議對接收到的模擬信號進行解調，還原成數字信號。
電話接口模塊主要包含環路保持電路、二線/四線轉換電路和過壓保護電路。在單片機的控制下可以實現摘機、掛機的功能；該模塊將調制解調器的數據發送端和接收端經隔離后，接入公用電話網。
服務器端裝置的硬件組成和終端可以相同，也可以增加來電顯示模塊，來電顯示模塊在接收到振鈴信號后，將接收到的來電信息解析成數字信號，通過控制模塊傳輸給診斷中心的計算機。服務器端裝置需要外接電源供電，其按鍵包括模式切換鍵和復位鍵。該裝置的控制模塊對診斷數據只起傳輸作用，不對其進行計算處理。
本發明提供的遠程診斷系統的工作如下終端在開機后首先需要根據屏幕上的操作菜單選擇工作模式，主控制模塊會控制調制解調模塊自動進行雙音頻撥號，使用電話進行撥號。
服務器端在檢測到兩次振鈴信號后，會自動摘機建立連接；在此期間，服務器端裝置可以解析來電號碼等信息。
終端裝置和發動機控制單元ECU通訊，及時讀取ECU內診斷數據，經調制后送往公用電話網發送；同時能將接收到的反饋命令送給ECU。服務器端裝置實時地將接收到的信號還原成診斷數據，并及時發送給診斷設備；同時能夠接收并存儲診斷設備發來的反饋命令，經調制后通過公用電話網發送給客戶端的終端裝置。
本發明提供的一種基于公用電話網的發動機遠程診斷方法和系統，方便地實現了將發動機的工作參數通過公用電話網傳輸到服務中心的診斷計算機，通過專用的軟件記錄并分析該摩托車的工作狀況后或者現場專家的研究后，反饋給摩托車特定的控制命令，調整發動機的工作參數。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細描述圖1為本發明基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的結構示意2為本發明基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的數據傳輸流程3為本發明基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的控制流程4為本發明基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的終端和服務器端裝置的電話接口電路原理5為本發明基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的終端裝置硬件結構示意6為本發明基于公用電話網的發動機遠程診斷系統中服務器端裝置硬件結構示意圖
具體實施例方式
如圖1所示，發動機遠程診斷系統包括發動機電控單元30、與發動機電控單元通訊的終端裝置10、與服務中心通訊的服務器端裝置20、服務中心的診斷設備40和公用電話網；終端裝置10與服務器端裝置20通過公用電話網連接，終端裝置10和服務器端裝置20各外接一部電話機。經終端裝置10撥號、服務器端20檢測到振鈴信號摘機，為數據傳輸建立一條物理線路。遠程診斷系統將發動機工作參數實時傳輸給服務中心，診斷計算機40根據已有數據庫對采集的實時數據進行分析和處理生成新的歷史數據庫，在故障檢測時通過對比和分析獲得發動機運行狀況，為診斷和維修提供依據。同時具有良好的人機對話界面，由專業維修工程師提供更優的故障決策。
如圖2所示的發動機遠程診斷系統的數據傳輸流程圖，實現遠程診斷的基本原理是將遠端發動機30的工作參數實時地傳輸到服務中心的診斷設備40，同時診斷設備40能及時發送反饋命令進行控制。發送數據時，調制解調器12\22通過調頻、調幅或調相將數字信號調制成適合在模擬信道上傳輸的模擬信號；接收數據時，調制解調器22\12對模擬信號進行解調，還原成原來的數字信號。終端裝置10和電控單元30的通訊、服務器端裝置20和診斷設備40的通訊，通過串行數據傳輸完成。
圖3表示出了本發明的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的控制流程圖。
終端在開機后首先需要根據屏幕上的操作菜單選擇工作模式(步驟01)，進入遠程診斷模式；主控制模塊11會控制調制解調模塊12自動進行雙音頻撥號；或可以使用電話進行撥號(步驟02)。終端裝置10和發動機控制單元ECU 30通訊，及時讀取ECU內診斷數據。
服務器端裝置20在檢測到兩次振鈴信號后，會自動摘機建立連接，即進行(步驟02)。
根據命令進行數據傳輸，終端裝置10將發動機控制單元ECU讀取的數據調制成模擬信號后送往公用電話網發送(步驟04)。
服務器端裝置20實時地將接收到的信號還原成診斷數據，并及時發送給診斷中心的計算機40；同時，服務器端裝置20根據命令接收并存儲診斷設備發來的反饋命令，經調制后通過公用電話網發送給客戶端的終端裝置10，終端將接收到的反饋命令送給ECU。
在數據傳輸過程中，終端或服務中心端可以通過語音模式切換按鍵切換到語音通話模式(步驟05)。當一方摘起電話聽筒并按下切換按鈕時，單片機控制調制解調芯片停止數據傳輸；當另一方監測到數據停止傳傳輸時，通過蜂鳴器通知操作人員摘起電話聽筒進行通話。在通話結束時，當雙方在此按下切換按鈕，診斷系統又切換到數據傳輸模式。
在現場診斷模式下，終端裝置10讀取發動機控制單元的工作參數05，經過相應的分析計算(步驟06)，在顯示屏幕上顯示出來(步驟07)；如果操作人員作出相應的按鍵操作，主控制模塊11會作出相應的動作，對發動機進行控制(步驟08)。
圖4表示為終端和服務器端裝置的電話接口電路原理圖。
如圖4所示，電話接口部分主要由繼電器52和一個隔離變壓器51組成，具有環路保持、二線/四線轉換和過壓過流保護等功能。通過控制繼電器51的通斷可以實現語音模式05與數據傳輸模式04之間的切換。在語音模式05下，只將電話機50接入電話網。在模式切換時，將調制解調器12、22接入電話網，使用電話接口模塊13、23的保持電路，將電話機50掛斷，進入數據傳輸模式04。調制解調芯片12、22通過使用專用的通信變壓器51隔離匹配接入公用電話網。
圖5表示為本發明提供的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統的終端10硬件結構示意圖。
終端和主要包括主控制模塊11、調制解調模塊12和電話接口模塊13三部分，主控制模塊11通過串口和ECU或診斷設備進行通訊，讀取或傳出診斷數據；可以控制電話接口模塊和調制解調器協調工作；對調制解調器的數據緩沖器讀寫，進行接收或發送數據。如AT89C52單片機作為主控制芯片，調制解調模塊12調制解調器用以將需要傳輸的數據調制成適合在模擬信道上傳輸的模擬信號；可以采用可編程的半雙工同步調制解調芯片，如能在公用電話網上以9600、7200、4800、2400和300bit/s的數率傳輸數據的R96DFX芯片。
調制解調芯片包括數字處理部分和模擬處理部分。
電話接口模塊13和23其電路圖如圖4所示，圖中變壓器51的每個繞組的線路阻抗均為600歐姆。
圖6表示為本發明提供的一種基于公用電話網的發動機遠程診斷系統中服務器端裝置20的硬件結構示意圖與圖5相同，增加了來電顯示模塊25，該模塊可以在接收到振鈴信號后，將接受到的來電信息解析數字信號，通過控制模塊傳輸給診斷中心。
權利要求
1.一種基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，其特征在于，包括以下步驟診斷終端連通發動機電控單元；終端撥號進入公用電話網接通診斷服務器端，傳輸發動機控制單元的診斷數據；服務中心的診斷設備從服務器端讀取發送機電控單元的診斷數據，檢測終端發動機的工作狀態。
2.如權利要求1所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，其特征在于傳輸數據中，可中斷傳輸切換到語音通話模式，或由語音通話模式切換到數據傳輸模式。
3.如權利要求1或2所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，其特征在于當終端撥號進入公用電話網接通服務中心后還包括以下步驟診斷設備發出反饋命令，服務器端調制后由公有電話網傳輸，終端將接收到的信號還原為控制命令，發送給發動機電控單元。
4.如權利要求3所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，其特征在于所述的診斷數據和反饋命令的傳輸分時進行，終端發送一批診斷數據后中斷發送，接收反饋命令，檢測反饋數據發送完畢后恢復診斷數據的傳輸；服務器端檢測到終端中斷發送診斷數據后，開始發送反饋命令，發送完畢后恢復數據的接收。
5.如權利要求1或3所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷方法，其特征在于終端和服務器端實時顯示工作狀態和傳輸的數據。
6.一種基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征是包括發動機電控單元、與發動機電控單元通訊的終端裝置、與診斷設備通訊的服務器端裝置、公用電話網和診斷中心的診斷設備；終端裝置與服務器端裝置通過公用電話網連接。
7.如權利要求6所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征在于控制單元為用于驅動燃料噴射用泵噴嘴裝置的螺線管的控制單元。
8.如權利要求6的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征是終端和服務器端各接有一部可以通話的通訊設備。
9.如權利要求6～8所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征是終端裝置包括數據處理及控制模塊、按鍵、調制解調模塊和電話接口模塊；服務器端裝置包括數據處理及控制模塊、按鍵、調制解調模塊、電話接口模塊。
10.如權利要求6的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征在于終端裝置包含有可邏輯運算、診斷故障的數據處理模塊。
11.如權利要求10的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統其特征在于終端裝置還包括實時顯示工作狀態信息和故障代碼的顯示模塊。
12.如權利要求11所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征是服務器端裝置還包括在接收到振鈴信號后能將接收的來電信息解析成數字信號的來電顯示模塊。
13.如權利要求12所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征是調制解調器為可編程的半雙工同步調制解調芯片。
14.如權利要求13所述的基于公用電話網的發動機遠程診斷系統，其特征是電話接口模塊為具有環路保持、二線/四線轉換的電話接口模塊，包括可實現語音模式與數據傳輸模式之間的切換的繼電器和隔離變壓器。
全文摘要
本發明屬于發動機電控技術領域，特別涉及一種基于公用電話網的電控發動機遠程診斷方法及系統。本發明的遠程診斷包含以下步驟診斷終端連通發動機電控單元ECU(30)的數據接口；終端(10)撥號進入公用電話網接通診斷服務器端(20)；服務中心的診斷設備(40)讀取發送機電控單元(30)的診斷數據，監測終端發動機的工作狀態；同時診斷設備(40)可以發送給發動機控制單元(30)相應的控制命令。本發明提供的遠程監控及診斷方法和系統為發動機工作狀況的遠程監控和工作參數的調整提供了一種廉價、便利的途徑；對于電控發動機產品開發、銷售和客戶檔案的建立、以及售后服務都具有很大的使用價值。
文檔編號H04M11/00GK1877106SQ200510050059
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月10日 優先權日2005年6月10日
發明者郗大光, 劉昌文, 楊延相, 蔡文利 申請人:浙江飛亞電子有限公司