CN102169055B - 一种用于发动机的台架测控设备、测控***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发动机的台架测控设备和用于发动机台架试验的测控***和方法。该台架测控设备可以包括：信号解析装置，配置用于对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据；以及信息确定装置，基于预定的知识库和所述状态数据确定用于向用户呈现的状态信息。在进一步的实施方式中，还可以基于所述状态信息，生成用于向用户呈现的针对发动机的处理提示信息，和/或基于所述状态信息，生成用于控制所述发动机的控制信号。通过本发明，可以为用户提供各种友好、易懂的状态信息，并可以为随后的处理提供提示，进而提高了台架试验的效率。

Description

一种用于发动机的台架测控设备、测控***和方法

技术领域

本发明涉及发动机的研发领域，更特别地涉及一种用于发动机的台架测控设备和用于发动机台架试验的测控***和方法。

背景技术

随着发动机燃烧控制技术的发展，发动机的研发工作也逐渐转向电控发动机的研发。在发动机的研发过程中，通常要对发动机进行各种试验。发动机台架试验正是这些试验中最重要的试验之一。通常，在进行试验时，需要将发动机安装在专门的发动机试验台上，让发动机带动用于转矩、转速、功率检测的测功机运转。在试验过程中，通过改变测功机的负荷，来测定发动机在各种工况下的性能和可靠性。通过发动机台架试验，可以测定发动机的动力性能、经济性能、机械摩擦损耗、启动性能、可靠性、耐久性等等。

此外，还需要对发动机进行故障测试，以获得在各种故障对发动机的影响。然而故障诊断需要专用设备和技术，同时还要求测试人员具有很强的专业知识。而目前的台架设备上向用户提供的数据信息极其抽象，普通技术人员根本无法理解，因而出现问题是只能由试验工程师到现场，根据他自己的专业知识和经验进行判断。这显著影响了发动机试验的效率。

为此，本领域存在对于解决上述问题的技术方案的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于发动机的台架测控设备和用于发动机台架试验的测控***和方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于发动机的台架测控设备。该台架测控设备可以包括：信号解析装置，配置用于对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据；以及信息确定装置，配置用于基于预定的知识库和所述状态数据确定用于向用户呈现的状态信息。

在根据本发明的一个实施方式中，该台架测控设备还可以包括：提示生成装置，配置用于基于所述状态信息，生成用于向用户呈现的针对发动机的处理提示信息。

在根据本发明的另一实施方式中，该台架测控设备还可以包括：信号生成装置，配置用于基于所述状态信息，生成用于控制所述发动机的控制信号，以便对发动机进行控制，其中所述控制信号将通过通信总线向发动机传送，且将被转换为适于通过发动机的***总线发送的控制信号。

在根据本发明的又一实施方式中，该台架测控设备还可以包括：呈现装置，配置用于向用户呈现所述状态信息和/或所述处理提示信息；和/或记录装置，配置用于记录所述状态信息和/或所述处理提示信息。

在根据本发明的再一实施方式中，其中所述状态信号包括来自发动机的测量信号、告警信号和故障信号其中任一种或者多种。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于发动机台架试验的测控***。该测控***可以包括：电控单元，配置用于将来自测量设备的状态信号经过***总线向接口设备发送；接口设备，配置用于对该状态信号进行转换并将转换后的状态信号通过通信总线向所述台架测控设备发送；以及根据本发明的第一方面的台架测控设备，用于对所述状态信号进行处理。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于发动机台架试验的测控方法。该测控方法可以包括：对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据；以及基于预定的知识库和所述状态数据确定用于向用户呈现的状态信息。

通过本发明的实施方式，可以为用户提供各种友好、易懂的状态信息，并有可能为随后的处理提供提示和/或生成控制信号，进而使得普通技术人员也可能进行发动机台架测试操作，因而提高了台架试验的效率。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的标号表示相同或相似的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的发动机台架试验的测控***的方框图；

图2示出了根据本发明的一个实施方式的用于发动机的台架测控设备的方框图；

图3示出了根据本发明的一个实施方式的发动机台架试验的测控方法的方框图；以及

图4示意性示出了可以实现根据本发明的实施方式的计算机设备的结构方框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图通过实施方式对本发明提供的用于发动机的台架测控设备和用于发动机台架试验的测控***和方法进行详细的描述。

首先参考图1，如图1所示，根据本发明的一个实施方式的发动机台架试验的测控***100包括电控单元101、接口设备102和台架测控设备103。

电控单元101是用于车辆控制的内部***控制模块。在本申请中，电控单元101主要用于发动机控制，其通常包括输入电路、微机单元和输出电路。输入电路与用于发动机的测量部件(例如传感器或者其他部件)连接，用于接收来自测量部件的输入信号，例如状态信号，并对其进行预处理，例如对其进行过滤和放大，转换成一定电平的输入信号。在输入信号为模拟信号的情况下，输入电路中的模/数转换器还可以将模拟信号转换为数字信号以便传送给微机单元。微机单元将上述已经预处理过的信号进行运算处理，并将处理数据送至输出电路。通常输出电路可以对输出信号进行处理，例如进行功率放大，并转换为适当形式的信号(例如，模拟信号)，以便对其他待控制部件进行驱动。

在电控单元接收的这些信号中，有很多信号是执行发动机台架测试的用户十分关注的，诸如，发动机转速、进气压力、进气温度、冷却水的进水温度、出水温度、机油温度等。这些信号可以经过***总线，诸如CAN总线，而传送至接口设备102。

接口设备102例如为CAN接口设备，其一方面通过***总线与电控单元101电连接，另一方面通过外部通信总线与台架测控设备103电连接，配置用于将来自***总线的信号转换成适于在外部通信总线上传输的信号，以及将来自外部***总线的信号转换成适于在***总线上传输的信号。如前所述，***总线例如可以是CAN总线或者任何其他适当的总线，而该外部通信总线例如可以是网线、1394总线、RS232总线或者通用串行总线等任何适于连接在接口设备与计算机之间的通信总线。

该接口设备102将自电控单元101接收到的状态信号转换成可以在外部通信总线上传输的信号，并将其通过外部通信总线进行传送。例如，可以首先解析自电控单元101接收到的数据包，以得到其中包括的状态数据；然后可以将解析所得到的数据按照通信总线的格式要求重新封装，以生成适合于在通信总线上传输的信号。通信总线与台架测控设备103连接，通过通信总线传输的重新封装的信号可以被传送到该台架测试设备103。在该台架测试设备103中，可以对该信号进行进一步的处理，这将在下文中参考图2进行详细地说明。

此外，接口设备102还经由通信总线接收来自台架测试设备103的控制信号，该将接口设备102可以对来自台架测控设备103的控制信号进行转换，并将转换后的控制信号通过***总线向所述电控单元发送。特别地，接口设备102对接收到的控制进行解析，以得到相应的控制数据，并将该控制数据按照***总线的要求重新封装。然后，可以将经过重新封装的控制信号通过***总线向电控单元101发送。以这样的方式，就可以通过电控单元101对发动机进行控制。

在下文中，将参考图2来描述本发明提供的台架测控设备103及其内部的操作。图2中示出了根据本发明的一个实施方式的台架测控设备103的方框图。

如图2所示，台架测试设备103可以包括信号解析装置1031，配置用于对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据；以及信息确定装置1032，基于预定的知识库和所述状态数据确定用于向用户呈现的状态信息。

根据本发明，信号解析装置1031通过通信总线连接到接口设备102，并接收自接口设备102发送而来的重新封装过的信号。该信号解析装置1301根据通信总线的协议格式，对该信号进行解析，以从中得到其中包括的数据信息。该解析过程实际上与接口设备的封装过程是相反的过程。

然后，信号解析装置1031可以将得到的数据信息传送给信息确定装置1032，该装置可以根据与状态相关的数据信息以及知识库中存储的信息确定该信息的含义，从而得到可以向用户呈现的友好状态信息。

知识库中包括有预先存储的与数据信息对应的相应解释或者说明。该知识库可以基于专家知识来建立，或者可以获得电控单元的数据信号相关的说明并基于该说明来建立。这样，通过在知识库中查询所接收到的状态信息，就可以得知该状态信息的含义，从而可以确定向用户呈现的状态信息。

此外，在根据本发明的优选实施方式中，该台架测控设备103还包括提示生成装置1033，其配置用于基于所述状态信息，生成用于向用户呈现的针对发动机的处理提示信息。根据本发明，可以在获取相关的状态信息后，为用户提供如何处理这种状况的处理提示信息。该处理提示信息例如可以通过基于当前的发动机状态，在知识库中查询相应的处理提示来实现。类似地，知识库中的处理提示信息可以基于专家知识来建立。

此外，针对上述得到的状态信息，可以通过呈现装置1034向该用户呈现，以便以友好、可视地、可听的方式使用户了解。该呈现设备可以是用于显示文本、图形、图像、图表等的显示装置，例如显示器，也可是用于播放音频的音频装置，还可以是用于发出光信号的光学装置。

该台架测试设备130还可以进一步包括信号生成装置1305，配置用于基于所述状态信息，生成用于控制所述发动机的控制信号，并将该控制信号经由通信总线向发动机发送。类似地，可以基于专家知识库来生成相应的控制信号。该控制信号通过该通信总线到达接口设备后，接口设备将对其进行解析，并按照***总线的格式要求将其重新封装成适于通过***总线进行传输的信号。经过重新封装的信号可以通过***总线到达电控单元，而该电控单元继而可以基于该控制信号对相应的部件进行控制。

此外，台架测控设备103还可以包括记录装置1036，配置用于对自发动机接收到的状态信息进行记录，例如可以记录该状态信息的内容、接收时间等。此外，还可以记录针该状态信息的处理提示信息，以及相应的控制信号等。记录的信息可以供随后进行检索、查询和分析或者进行其他处理。

在本发明中，所述状态信号可以包括来自发动机的测量信号、告警信号和故障信号其中任一种或者多种。

此外，根据本发明，还提供了一种用于发动机台架试验的测控方法其将在下文中参考图3来进行详细描述。

如图3所示，首先在步骤S301，对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据。该状态信号可以包括来自发动机的测量信号、告警信号和故障信号其中任一种或者多种。根据本发明，将通过通信总线连接来自接口设备的状态信号，该状态信号是经过接口设备对来自例如电控单元的信号进行重新封装得到的信号。可以依据通信总线的协议格式，对该状态信号进行解析，以从中得到其中包括的状态信息。

接着，在步骤S302，基于预定的知识库和所述状态数据确定用于向用户呈现的状态信息。如前所述，通过在知识库中查询所接收到的状态信息，就可以得知该状态信息的含义，从而可以确定向用户呈现的状态信息。

可选地，可以在步骤S303，基于所述状态信息，生成用于向用户呈现的针对发动机的处理提示信息。根据本发明，可以在获取相关的状态信息后，为用户提供如何处理这种状况的处理提示信息，以便指示用于应该如何应对这种情况。例如，可以通过基于当前的发动机状态，在知识库中查询相应的处理提示来获得处理提示信息。类似地，知识库中的处理提示信息可以基于专家知识来建立。

此外，可选地，可以在步骤S304，基于所述状态信息，生成用于控制所述发动机的控制信号。根据来自发动机的状态信号所获得的状态信息，可以基于例如专家知识库生成用于控制所述发动机的控制信号。该控制信号可以经由通信总线向发动机发送，在该控制信号到达接口设备后，接口设备将对该控制信号进行解析，并按照***总线的格式要求将其重新封装成适于通过***总线进行传输的信号。可以通过***总线向发动机的电控单元发送该经过重新封装的信号。在接收到该控制信号后，该电控单元继而可以基于该控制信号对发动机的各个部件进行相应地控制。

在根据本发明的可选实施方式中，还可以向用户呈现所述状态信息和/或所述处理提示信息。此外，备选地或者附加地，还可以记录所述状态信息和/或所述处理提示信息，以便供随后进行检索、查询和分析。针对上述得到的状态信息，可以通过呈现装置向该用户呈现，以便以友好、可视、可听的方式使用户了解。该呈现设备可以是用于显示文本、图形、图像、图表等的显示装置，例如显示器，也可是用于播放音频的音频装置，还可以是用于发出光信号的光学装置。

通过本发明的实施方式，可以将来自发动机的不易懂的信息数据转换成各种友好、易懂的状态信息并向用户呈现，并有可能为随后的处理提供提示和/或生成控制信号。因而，使得普通技术人员也可能利用本发明进行发动机台架测试操作，因而节省了人力成本、提高了台架试验的效率。

下面，将参考图4来描述可以实现本发明的计算机设备。图4示意性示出了可以实现根据本发明的实施方式的计算机设备的结构方框图。

图4中所示的计算机***包括CPU(中央处理单元)401、RAM(随机存取存储器)402、ROM(只读存储器)403、***总线404、硬盘控制器405、键盘控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408、显示器控制器409、硬盘410、键盘411、串行外部设备412、并行外部设备413和显示器414。在这些部件中，与***总线404相连的有CPU401、RAM402、ROM403、硬盘控制器405、键盘控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408和显示器控制器409。硬盘410与硬盘控制器405相连，键盘411与键盘控制器406相连，串行外部设备412与串行接口控制器407相连，并行外部设备413与并行接口控制器408相连，以及显示器414与显示器控制器409相连。

图4所述的结构方框图仅仅为了示例的目的而示出的，并非是对本发明的限制。在一些情况下，可以根据需要添加或者减少其中的一些设备。

此外，本发明的实施方式可以以软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行***，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的方法和***可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本实施例的***及其组件可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

虽然已经参考目前考虑到的实施方式描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的实施方式。相反，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (12)

1.一种用于发动机的台架测控设备，包括：

信号解析装置，配置用于对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据，其中所述状态信号包括来自发动机的测量信号、告警信号和故障信号其中任一种或者多种，其中所述发动机安装在专门的发动机试验台上，所述发动机带动用于转矩、转速、功率检测的测功机运转；

信息确定装置，配置用于在预定的知识库中查询所述状态数据从而确定用于向用户呈现的状态信息，其中所述知识库包括有预先存储的与所述状态数据对应的相应解释或者说明；以及

信号生成装置，配置用于基于所述状态信息，生成用于控制所述发动机的控制信号，以便对发动机进行控制，其中所述控制信号将通过通信总线向发动机传送，且将被转换为适于通过发动机的***总线发送的控制信号；

所述台架测控设备还包括：

提示生成装置，配置用于基于所述状态信息，生成用于向用户呈现的针对发动机的处理提示信息。

2.根据权利要求1所述的台架测控设备，还包括：

呈现装置，配置用于向用户呈现所述状态信息和/或所述处理提示信息；和/或

记录装置，配置用于记录所述状态信息和/或所述处理提示信息。

3.一种用于发动机台架试验的测控***，所述测控***包括：

电控单元，配置用于将来自测量设备的状态信号经过***总线向接口设备发送；

接口设备，配置用于对该状态信号进行转换并将转换后的状态信号通过通信总线向台架测控设备发送；以及

根据权利要求1至2任一项所述的台架测控设备，用于对所述状态信号进行处理。

4.根据权利要求3所述的测控***，其中，

所述接口设备进一步配置用于对来自所述台架测控设备的控制信号进行转换，并将转换后的控制信号通过***总线向所述电控单元发送；以及

所述电控单元进一步配置用于基于该控制信号对发动机进行控制。

5.根据权利要求3所述的测控***，其中所述***总线为CAN总线，以及所述接口设备为CAN接口设备。

6.根据权利要求3所述的测控***，其中所述通信总线是网线、1394总线、RS232总线以及通用串行总线其中任一种。

7.一种基于权利要求3所述的用于发动机台架试验的测控***而执行的用于发动机台架试验的测控方法，包括：

对接收到的关于所述发动机的状态信号进行解析，以获取其中包含的状态数据，其中所述状态信号包括来自发动机的测量信号、告警信号和故障信号其中任一种或者多种，其中所述发动机安装在专门的发动机试验台上，所述发动机带动用于转矩、转速、功率检测的测功机运转；

在预定的知识库中查询所述状态数据从而确定用于向用户呈现的状态信息，其中所述知识库包括有预先存储的与所述状态数据对应的相应解释或者说明；以及

基于所述状态信息，生成用于控制所述发动机的控制信号，以便对发动机进行控制，其中所述控制信号将通过通信总线向发动机传送，且将被转换为适于通过发动机的***总线发送的控制信号；

所述测控方法还包括：

基于所述状态信息，生成用于向用户呈现的针对发动机的处理提示信息。

8.根据权利要求7所述的测控方法，还包括：

向用户呈现所述状态信息和/或所述处理提示信息；和/或

记录所述状态信息和/或所述处理提示信息。

9.根据权利要求7所述的测控方法，还包括：

将来自测量设备的状态信号经过***总线向接口设备发送；

对该状态信号进行转换并将转换后的状态信号通过通信总线向所述台架测控设备发送。

10.根据权利要求9所述的测控方法，还包括：

对来自所述台架测控设备的控制信号进行转换，并将转换后的控制信号通过***总线向所述电控单元发送；以及

基于该控制信号对发动机进行控制。

11.根据权利要求7所述的测控方法，其中所述***总线为CAN总线，以及所述接口设备为CAN接口设备。

12.根据权利要求7所述的测控方法，其中所述通信总线是网线、1394总线、RS232总线以及通用串行总线其中任一种。