CN1877106A - 一种基于公用电话网的发动机远程诊断方法和*** - Google Patents

一种基于公用电话网的发动机远程诊断方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明属于发动机电控技术领域，特别涉及一种基于公用电话网的电控发动机远程诊断方法及***。本发明的远程诊断包含以下步骤：诊断终端连通发动机电控单元ECU(30)的数据接口；终端(10)拨号进入公用电话网接通诊断服务器端(20)；服务中心的诊断设备(40)读取发送机电控单元(30)的诊断数据，监测终端发动机的工作状态；同时诊断设备(40)可以发送给发动机控制单元(30)相应的控制命令。本发明提供的远程监控及诊断方法和***为发动机工作状况的远程监控和工作参数的调整提供了一种廉价、便利的途径；对于电控发动机产品开发、销售和客户档案的建立、以及售后服务都具有很大的使用价值。

Description

一种基于公用电话网的发动机远程诊断方法和***
                          技术领域
本发明属于发动机电控技术领域，特别涉及一种基于公用电话网的电控发动机远程诊断方法和***。
                          背景技术
随着电子技术的发展，发动机电子控制技术得以广泛的应用；通过精确控制发动机燃油喷射和点火时刻等，可以有效地降低有害气体的排放并提高发动机综合性能。汽油机电子控制***一般包括电子燃油喷射***和电子点火***等；电子控制单元ECU根据各传感器的输入信号得到发动机工作状况，通过内部程序算法准确计算出该工况下最佳的喷油量、喷油时刻和点火时刻等参数，并把控制信号输出到相应的执行机构，对发动机的工作进行控制。
发动机电控单元(ECU)设有数据接口，可以与诊断检测仪通讯，通过实时监测和标定ECU内的工作参数，监控车辆的运行状况。对于汽车及摩托车生产厂家，无论是在开发阶段的道路试验、整车匹配试验，还是考核阶段的用户数据收集以及售后维修阶段，监测并记录发动机的工作参数都具有很重要的意义。而上述情况中由于试验地点或车辆用户的不确定性，给远在他乡的车辆的数据广泛收集和故障诊断带来了很大的不便。因此，本发明开发的远程监控及诊断***对于电控发动机产品开发、销售和客户档案的建立、以及售后服务都具有很大的使用价值。
在现有技术中，基于internet的远程数据采集***和远程发动机故障诊断技术，在电力、水利和交通等工业等领域取得了广泛的应用。如“基于internet的远程发动机故障诊断技术实现”(《浙江水利水电专科学校学报》2003年6月第15卷第2期)一文提出利用现代网络技术建立电控发动机远程诊断***新思路，在发动机上建立数据采集***获取状态数据，利用internet为平台，建立发动机故障诊断中心，对发动机进行故障分析及诊断，可以对汽车的运行状况进行远程实时监测，能有效地提高诊断的精确性及工作效率，同时又能实现资源共享。
但是在多数地区，应用互联网进行发动机电控单元ECU的远程诊断和控制具有很大的局限；同时互联网传输速率受网络负荷影响较大，实时性难以保证。公用电话网络无需大规模布线，而且能够提供多种数据传输服务，所以本发明基于覆盖范围广的公用电话网络实现远程数据的传输，提出一种较为便利和较为廉价的方式，为发动机工作状况的远程监控和工作参数的调整提供较为灵活便利的途径。
                       发明内容
本发明之目的在于提供一种发动机远程诊断和控制的方法，利用这样方法可以方便有效地对发动机的运行状况进行远程实时诊断并及时调整其工作参数。
本发明另一目的是提供一种基于公用电话网的电控发动机远程诊断***，利用这种***，通过外接电话线就可以双向传输数据和指令，并且可以在传输和语音两种模式下切换；利用该***可以使各地的车辆都能够获得厂家专业化检测、诊断和维护。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于公用电话网的发动机远程诊断方法，包括以下步骤：
诊断终端连通发动机电控单元ECU的数据接口；
终端拨号进入公用电话网接通诊断服务器端，传输发动机控制单元的诊断数据；
服务中心的诊断设备从服务器端读取发送机电控单元的诊断数据，监测终端发动机的工作状态。
所述的基于公用电话网的发动机远程诊断方法，当拨号进入公用电话网接通维修中心后可以先进入语音通话模式，即通过诊断设备和诊断中心外接的电话机通话；在工作过程中可以随时由数据传输模式切换语音通话模式，或由语音通话模式切换到数据传输模式。
按照本发明的发动机远程诊断方法，还包括以下步骤：
诊断中心发出反馈命令，服务器端调制后由公用电话网传输，终端将接收到的信号还原为控制命令，发送给发动机电控单元；
所述的诊断数据和反馈命令的传输分时进行，终端发送一批诊断数据后中断发送，接收反馈命令，检测反馈数据发送完毕后恢复诊断数据的传输；
服务器端检测到终端中断发送数据后，开始发送反馈命令，发送完毕后恢复数据的接收。
更进一步，终端和服务器端可以实时地显示其工作状态和传输的数据情况。
本发明还提供一种基于公用电话网的发动机远程诊断***。
所述的基于公用电话网的发动机远程诊断***包括发动机电控单元、与发动机电控单元通讯的终端装置、与诊断中心通讯的服务器端装置、服务中心的诊断设备和公用电话网，终端装置与服务器端装置通过公用电话网连接。
发动机电控单元根据输入信号确定发动机工作状态，通过驱动电路控制各种执行机构，对发动机的运转进行控制；本发明所涉及的电控单元驱动的燃料喷射装置为螺线管式泵喷嘴装置。泵喷嘴装置是一种将电子燃油泵和喷嘴合成一体的燃油喷射装置，其中电能通过螺线管装置转换为机械能，以推压燃油喷射。
终端装置从发动机电控单元读取诊断数据，调制后发送，并可以将服务器端的信号还原为反馈命令，发送给电控单元；
服务器端的装置将接收到的调制信号解调成诊断数据发送给诊断中心，将诊断中心发来的反馈命令调制后发送给终端装置；
诊断中心实时保存接收到的诊断数据，并建立故障历史经验库，同时可设置工程师诊断支持模块，可以在维修工程师的建议进行人工智能归类的计算，补充数据库以及良好的人机操作界面，提供全面的维修策略。
终端和服务器端各接有一部可以通话的电话机等通讯设备，终端操作人员可以与诊断中心的维修工程师交流。
上述基于公用电话网的发动机远程诊断***中的终端装置包括数据处理及控制模块、按键、调制解调模块和电话接口模块；
服务器端装置包括数据处理及控制模块、按键、调制解调模块、电话接口模块。
所述的终端装置包含有可逻辑运算、诊断故障的数据处理模块；和实时显示工作状态信息和故障代码的显示模块。使终端装置可以单独使用，对发动机进行现场诊断。
上述的服务器端装置还包括在接收到振铃信号后能将接收的来电信息解析成数字信号的来电显示模块。
本发明提供的基于公用电话网的发动机远程诊断***，终端装置和服务器端装置中的调制解调器为可编程的半双工同步调制解调芯片。
所述的终端和服务器端中的电话接口模块为具有环路保持、二线/四线转换的电话接口模块。包括可实现语音模式与数据传输模式之间的切换的继电器和隔离变压器。
应用本发明远程诊断方法以及***，由客户端的终端装置和诊断中心的服务器端装置以及相应的软件控制设计组成本发明远程诊断***。终端和服务器端装置各外接一部电话机，在语音模式下实现双方通话的功能，其数据传输信道为公用电话网。
终端装置通过数据线和发动机的电控单元相连，由车辆的电源供电。
终端装置的数据处理及控制模块由一块嵌入式单片机及存储器等芯片构成，其主要作用有：控制调制解调器、电话接口模块以及液晶显示模块协调工作；通过串口和电喷摩托车的ECU进行通讯，实时从发动机电控单元ECU读取诊断数据，并向发动机电控单元ECU发送控制命令；传输数据时临时存储数据，起缓冲作用；对诊断数据进行解析处理，计算出发动机各项工作参数。
所述的主控制模块与ECU通讯，读取相关数据，由单片机进行计算处理得出发动机转速，节气门开度、喷油脉宽，错误码等信息，同时将这些参数送给显示屏进行显示；主控制模块实时查询按键操作情况，做出相应的处理；对发动机进行控制以及对发动机工作参数进行优化计算等操作，未接入公用电话网时，它可以作为诊断仪现场诊断和维护。
终端装置的按键由模式切换键、复位键、确定键、以及左、右和数据加、减等选择键组成，通过按键可以对远程诊断***进行操控，实现工作模式的选择、屏幕显示内容的选择、对发动机的控制等。
终端装置的液晶显示模块由液晶显示屏和驱动电路构成，在单片机的控制下，可以显示诊断***的工作状态，发动机工作参数以及其他一些有用的信息，终端同时设有LED指示灯，可以快速显示诊断***的工作状态等信息。
调制解调模块主要由专用的调制解调芯片及其周边电路构成。在发送数据时，按照相关的在公用电话网上进行数据传输的标准协议，将数字信号调制成模拟信号在公用电话网上进行传输。在接受数据时，按照和调制时相同的协议对接收到的模拟信号进行解调，还原成数字信号。
电话接口模块主要包含环路保持电路、二线/四线转换电路和过压保护电路。在单片机的控制下可以实现摘机、挂机的功能；该模块将调制解调器的数据发送端和接收端经隔离后，接入公用电话网。
服务器端装置的硬件组成和终端可以相同，也可以增加来电显示模块，来电显示模块在接收到振铃信号后，将接收到的来电信息解析成数字信号，通过控制模块传输给诊断中心的计算机。服务器端装置需要外接电源供电，其按键包括模式切换键和复位键。该装置的控制模块对诊断数据只起传输作用，不对其进行计算处理。
本发明提供的远程诊断***的工作如下：
终端在开机后首先需要根据屏幕上的操作菜单选择工作模式，主控制模块会控制调制解调模块自动进行双音频拨号，使用电话进行拨号。
服务器端在检测到两次振铃信号后，会自动摘机建立连接；在此期间，服务器端装置可以解析来电号码等信息。
终端装置和发动机控制单元ECU通讯，及时读取ECU内诊断数据，经调制后送往公用电话网发送；同时能将接收到的反馈命令送给ECU。服务器端装置实时地将接收到的信号还原成诊断数据，并及时发送给诊断设备；同时能够接收并存储诊断设备发来的反馈命令，经调制后通过公用电话网发送给客户端的终端装置。
本发明提供的一种基于公用电话网的发动机远程诊断方法和***，方便地实现了将发动机的工作参数通过公用电话网传输到服务中心的诊断计算机，通过专用的软件记录并分析该摩托车的工作状况后或者现场专家的研究后，反馈给摩托车特定的控制命令，调整发动机的工作参数。
                  附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
图1为本发明基于公用电话网的发动机远程诊断***的结构示意图
图2为本发明基于公用电话网的发动机远程诊断***的数据传输流程图
图3为本发明基于公用电话网的发动机远程诊断***的控制流程图
图4为本发明基于公用电话网的发动机远程诊断***的终端和服务器端装置的电话接口电路原理图
图5为本发明基于公用电话网的发动机远程诊断***的终端装置硬件结构示意图
图6为本发明基于公用电话网的发动机远程诊断***中服务器端装置硬件结构示意图
                     具体实施方式
如图1所示，发动机远程诊断***包括发动机电控单元30、与发动机电控单元通讯的终端装置10、与服务中心通讯的服务器端装置20、服务中心的诊断设备40和公用电话网；终端装置10与服务器端装置20通过公用电话网连接，终端装置10和服务器端装置20各外接一部电话机。经终端装置10拨号、服务器端20检测到振铃信号摘机，为数据传输建立一条物理线路。远程诊断***将发动机工作参数实时传输给服务中心，诊断计算机40根据已有数据库对采集的实时数据进行分析和处理生成新的历史数据库，在故障检测时通过对比和分析获得发动机运行状况，为诊断和维修提供依据。同时具有良好的人机对话界面，由专业维修工程师提供更优的故障决策。
如图2所示的发动机远程诊断***的数据传输流程图，实现远程诊断的基本原理是将远端发动机30的工作参数实时地传输到服务中心的诊断设备40，同时诊断设备40能及时发送反馈命令进行控制。发送数据时，调制解调器12\22通过调频、调幅或调相将数字信号调制成适合在模拟信道上传输的模拟信号；接收数据时，调制解调器22\12对模拟信号进行解调，还原成原来的数字信号。终端装置10和电控单元30的通讯、服务器端装置20和诊断设备40的通讯，通过串行数据传输完成。
图3表示出了本发明的基于公用电话网的发动机远程诊断***的控制流程图。
终端在开机后首先需要根据屏幕上的操作菜单选择工作模式(步骤01)，进入远程诊断模式；主控制模块11会控制调制解调模块12自动进行双音频拨号；或可以使用电话进行拨号(步骤02)。终端装置10和发动机控制单元ECU 30通讯，及时读取ECU内诊断数据。
服务器端装置20在检测到两次振铃信号后，会自动摘机建立连接，即进行(步骤02)。
根据命令进行数据传输，终端装置10将发动机控制单元ECU读取的数据调制成模拟信号后送往公用电话网发送(步骤04)。
服务器端装置20实时地将接收到的信号还原成诊断数据，并及时发送给诊断中心的计算机40；
同时，服务器端装置20根据命令接收并存储诊断设备发来的反馈命令，经调制后通过公用电话网发送给客户端的终端装置10，终端将接收到的反馈命令送给ECU。
在数据传输过程中，终端或服务中心端可以通过语音模式切换按键切换到语音通话模式(步骤05)。当一方摘起电话听筒并按下切换按钮时，单片机控制调制解调芯片停止数据传输；当另一方监测到数据停止传传输时，通过蜂鸣器通知操作人员摘起电话听筒进行通话。在通话结束时，当双方在此按下切换按钮，诊断***又切换到数据传输模式。
在现场诊断模式下，终端装置10读取发动机控制单元的工作参数05，经过相应的分析计算(步骤06)，在显示屏幕上显示出来(步骤07)；如果操作人员作出相应的按键操作，主控制模块11会作出相应的动作，对发动机进行控制(步骤08)。
图4表示为终端和服务器端装置的电话接口电路原理图。
如图4所示，电话接口部分主要由继电器52和一个隔离变压器51组成，具有环路保持、二线/四线转换和过压过流保护等功能。通过控制继电器51的通断可以实现语音模式05与数据传输模式04之间的切换。在语音模式05下，只将电话机50接入电话网。在模式切换时，将调制解调器12、22接入电话网，使用电话接口模块13、23的保持电路，将电话机50挂断，进入数据传输模式04。调制解调芯片12、22通过使用专用的通信变压器51隔离匹配接入公用电话网。
图5表示为本发明提供的基于公用电话网的发动机远程诊断***的终端10硬件结构示意图。
终端和主要包括主控制模块11、调制解调模块12和电话接口模块13三部分，
主控制模块11
通过串口和ECU或诊断设备进行通讯，读取或传出诊断数据；可以控制电话接口模块和调制解调器协调工作；对调制解调器的数据缓冲器读写，进行接收或发送数据。如AT89C52单片机作为主控制芯片，
调制解调模块12
调制解调器用以将需要传输的数据调制成适合在模拟信道上传输的模拟信号；可以采用可编程的半双工同步调制解调芯片，如能在公用电话网上以9600、7200、4800、2400和300bit/s的数率传输数据的R96DFX芯片。
调制解调芯片包括数字处理部分和模拟处理部分。
电话接口模块13和23
其电路图如图4所示，图中变压器51的每个绕组的线路阻抗均为600欧姆。
图6表示为本发明提供的一种基于公用电话网的发动机远程诊断***中服务器端装置20的硬件结构示意图
与图5相同，增加了来电显示模块25，该模块可以在接收到振铃信号后，将接受到的来电信息解析数字信号，通过控制模块传输给诊断中心。

Claims (14)

1、一种基于公用电话网的发动机远程诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
诊断终端连通发动机电控单元；
终端拨号进入公用电话网接通诊断服务器端，传输发动机控制单元的诊断数据；
服务中心的诊断设备从服务器端读取发送机电控单元的诊断数据，检测终端发动机的工作状态。
2、如权利要求1所述的基于公用电话网的发动机远程诊断方法，其特征在于传输数据中，可中断传输切换到语音通话模式，或由语音通话模式切换到数据传输模式。
3、如权利要求1或2所述的基于公用电话网的发动机远程诊断方法，其特征在于当终端拨号进入公用电话网接通服务中心后还包括以下步骤：
诊断设备发出反馈命令，服务器端调制后由公有电话网传输，终端将接收到的信号还原为控制命令，发送给发动机电控单元。
4、如权利要求3所述的基于公用电话网的发动机远程诊断方法，其特征在于所述的诊断数据和反馈命令的传输分时进行，终端发送一批诊断数据后中断发送，接收反馈命令，检测反馈数据发送完毕后恢复诊断数据的传输；
服务器端检测到终端中断发送诊断数据后，开始发送反馈命令，发送完毕后恢复数据的接收。
5、如权利要求1或3所述的基于公用电话网的发动机远程诊断方法，其特征在于终端和服务器端实时显示工作状态和传输的数据。
6、一种基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征是包括发动机电控单元、与发动机电控单元通讯的终端装置、与诊断设备通讯的服务器端装置、公用电话网和诊断中心的诊断设备；终端装置与服务器端装置通过公用电话网连接。
7、如权利要求6所述的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征在于控制单元为用于驱动燃料喷射用泵喷嘴装置的螺线管的控制单元。
8、如权利要求6的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征是终端和服务器端各接有一部可以通话的通讯设备。
9、如权利要求6～8所述的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征是终端装置包括数据处理及控制模块、按键、调制解调模块和电话接口模块；
服务器端装置包括数据处理及控制模块、按键、调制解调模块、电话接口模块。
10、如权利要求6的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征在于终端装置包含有可逻辑运算、诊断故障的数据处理模块。
11、如权利要求10的基于公用电话网的发动机远程诊断***其特征在于终端装置还包括实时显示工作状态信息和故障代码的显示模块。
12、如权利要求11所述的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征是服务器端装置还包括在接收到振铃信号后能将接收的来电信息解析成数字信号的来电显示模块。
13、如权利要求12所述的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征是调制解调器为可编程的半双工同步调制解调芯片。
14、如权利要求13所述的基于公用电话网的发动机远程诊断***，其特征是电话接口模块为具有环路保持、二线/四线转换的电话接口模块，包括可实现语音模式与数据传输模式之间的切换的继电器和隔离变压器。
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