СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
METHOD FOR REMOTE DIAGNOSIS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE TECHNICAL STATE

Изобретение относится к области технического обслуживания и дистанционного диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания транспортных и технологических машин при возникновении внезапных и постепенных отказов.
Известен способ диагностики двигателя [1], заключающийся в диагностировании двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающего в себя этапы, на которых принимают запрос на диагностирование систем ДВС, доставляют диагностический модуль абоненту и присоединяют его к электронной системе управления двигателем. Способ может реализовывать этапы, на которых диагностируют системы двигателя на основе информации, полученной диагностическим модулем, и обеспечивают помощь в ремонте на основе диагностирования системы двигателя. При этом воспринимают один параметр системы двигателя и повторно генерируют данные, представляющие повторно воспринятый один параметр, и передают данные диагностическому модулю, присоединенному к системе двигателя.
Недостатками описанного способа является:
- необходимость выезда технического специалиста на место диагностирования ДВС с целью установки диагностического модуля, что увеличивает время реагирования на диагностирование и устранение отказа двигателя;
- отсутствие модуля анализа диагностических показателей и параметров состояния двигателя, что вызывает необходимость в дополнительной расшифровке этих показателей в условиях специализированных диагностических центров техническим специалистом, что негативно влияет на достоверность, время реагирования и устранения отказа;
- наличие дополнительного звена в виде технических специалистов при диагностировании двигателя отрицательно влияет на достоверность распознавания отказа (т.е. снижается точность постановки диагноза о состоянии двигателя), с возможной потерей диагностических данных при их передаче и расшифровке;
- модуль диагностирования является только обособленным накопителем информации об отказах систем контроля и управления двигателя, и не является телекоммуникационным устройством, так что для передачи данных необходимо наличие условий и средств (наличие линии коммуникации и связи (сеть Интернет, либо сеть GSM)) для передачи диагностических данных;
- способ предусматривает диагностирование только датчиков контроля и устройств регулирования исключительно электронной системы управления двигателя, и не предусматривает диагностирование энергетических параметров самого двигателя;
- диагностирование двигателя осуществляется только по запросу абонента, эксплуатирующего двигатель, что снижает достоверность распознавания отказа систем двигателя;
- диагностирование двигателя осуществляется только по одному диагностическому параметру;
- диагностируются только внезапные отказы систем контроля и управления двигателя, без учета отказов элементов (например, коленчатого вала, газораспределительного механизма, цилиндропоршневой группы и т.д.) составляющих конструкцию двигателя.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу диагностирования, выбранному в качестве прототипа, является способ дистанционной диагностики автомобиля из центра технического обслуживания, оснащенного диагностическим комплексом [2], заключающийся в передаче сигнала, отображающего регистрационные данные о эксплуатационных характеристиках автомобиля и его функциональных узлов.
В диагностическом комплексе идентифицируют принятые данные и отслеживаются уровень снижения характеристик, выявляются возможные неисправности и передают на автомобиль сигналы с оценкой технического состояния автомобиля и его функциональных узлов, а также рекомендации по доводке характеристик до оптимальных. Обмен информацией между автомобилем и комплексом осуществляют посредством телекоммуникационных средств связи. При этом сигналы, отображающие эксплуатационные характеристики автомобиля и его функциональных узлов, получают от контроллеров управления через диагностический разъем автомобиля.
Формирование сигналов, исходящих от контроллеров управления, и сигналов, входящих в комплекс, осуществляют с первичными формой и протоколом, пригодными для обработки стандартными диагностическими устройствами. Передачу сигналов телекоммуникационными средствами связи в обоих направлениях осуществляют со вторичными формой и протоколом, пригодными для передачи коммутационными средствами связи. Переход от первичных формы и протокола ко вторичным и обратно производится путем процессорного преобразования.
К недостаткам этого способа следует отнести:
- дискретный опрос датчиков, отслеживающих изменение уровня эксплуатационных характеристик узлов автомобиля;
- опрос блоков управления ДВС, антиблокировочной системы тормозов, системы стабилизации движения, управления автоматической коробкой передач, центральным замком и др., по этим элементам диагностируются только внезапные отказы систем машины, что не позволяет получить информацию о возможном постепенном отказе;
- использование эксплуатантом автомобиля мобильной сотовой связи, покрытие которой неравномерно, и соответственно существует вероятность перерыва и неполучения необходимого пакета диагностических данных, что в конечном итоге влияет на достоверность применения этого способа в целях диагностирования состояния, в частности, автомобиля;
- принятие решения о неисправности системы автомобиля выполняется техническим персоналом, при этом возможно недостоверное определение его технического состояния и потеря диагностических данных;
- передача информации о неисправности узла или системы эксплуатанту осуществляется голосовым сообщением от оператора диагностического центра посредством сотовой связи, при этом возможны перебои в ее функционировании и искажение информации о методе устранения отказа;
- передача диагностической информации осуществляется средствами аналоговой и цифровой телекоммуникации подразумевающей использование средств мобильной связи, радиостанции, оптоволоконной линии и т.д., однако использование в некоторых территориальных зонах затруднено, в связи с этим получение и передача диагностической информации невозможно.
Задачей изобретения является повышение достоверности, своевременной оперативной информации при диагностировании и оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания транспортных и технологических машин при выполнении их непосредственных функций в режиме реального времени, за счет трансляции удаленному пользователю (диагностическому центру) диагностической информации.
Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению, в способе дистанционного диагностирования двигателя внутреннего сгорания сбор диагностической информации осуществляется посредством одноплатного компьютера, соединенного с диагностическими модулями и блоком управления двигателя, при этом одноплатный компьютер связан со спутниковым модемом для передачи диагностических данных на сервер диагностического центра средствами космической телекоммуникации.
Отличительным признаком от прототипа является наличие одноплатного компьютера 1, выполняющего роль средства сбора, обработки, передачи диагностической информации от диагностических модулей 2 (модуль диагностирования состояния подшипников скольжения, модуль диагностирования состояния моторного масла, модуль диагностирования шатунно-поршневой группы и д.р.), при этом одноплатный компьютер 1 связан посредством беспроводного соединения с модемом спутниковой связи 4, обеспечивающего передачу диагностических данных через спутник 5 на сервер 6 диагностического центра с последующим обработкой массива данных о состоянии ДВС в удобном для восприятия виде. Техническая суть изобретение поясняется иллюстрацией (фиг.) на которой схематически показан вариант осуществления способа передачи и приема диагностических сигналов от диагностических модулей 2 на одноплатный компьютер 1 через спутниковый модем 4 к серверу 6 диагностического центра и обратно.
Помимо этого, отличительным признаком способа диагностирования является непрерывный режим передачи данных в одноплатный компьютер 1 от диагностических модулей 2, чем обеспечивается оперативность и достоверность технического состояния элементов двигателя.
В дополнении к этому одноплатный компьютер может быть соединен с блоком управления двигателя 3, что обеспечивает сбор и обработку диагностических данных с электронных систем двигателя, тем самым обеспечивая большую номенклатуру диагностических показателей работы и предотвращения внезапных и постепенных отказов электронных систем управления. Для сбора и анализа цифровой диагностической информации одноплатный компьютер подключен к контроллерам соответствующих диагностических устройств, в случае анализа аналоговой информации компьютер оснащен аналого-цифровым преобразователем. Одноплатный компьютер 1 оснащен средством обратной связи с сервером 6 в диагностическом центре. На сервере может быть установлено программное обеспечение, которое посредством нейросетевого моделирования осуществляет прогнозирование осадочного ресурса систем и элементов двигателя, а также позволяет давать рекомендации о проведении профилактических обслуживаний и ремонтов двигателя. Этот прогноз может транслироваться на устройство графического отображения информации одноплатного компьютера.
Предложенный способ диагностирования состояния ДВС может осуществляться для группы двигателей машин. Тогда, одноплатные компьютеры группы машин объединяются в одну информационную сеть посредством беспроводного соединения, а диагностические данные передаются чрез спутниковый модем на сервер диагностического центра. При этом каждому одноплатному компьютеру присваивается свой уникальный идентификационный номер.
Реализация способа дистанционного диагностирования ДВС позволяет:
- определять техническое состояние и остаточный ресурс двигателя в режиме реального времени;
- оперативно предупреждать о наступлении внезапных и постепенных отказов систем двигателя;
- обеспечивать планирование ремонтно-восстановительных и обслуживающих мероприятий;
- обеспечить сокращение времени на обнаружение и устранение причины отказа.
Источники информации
1. Патент РФ RU 2491526 С2
2. Патент РФ RU 2252882 С2