CN109030009A - 一种用于发动机失火检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发动机失火检测方法及装置，该方法包括：通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。本发明通过实时采集发动机原始转速信号，将发动机当成一个整体进行分析，通过一次谐波的相位和幅值，判断发动机运行是否存在失火，避免发动机及相关部件损坏和排放恶化。

Description

一种用于发动机失火检测方法及装置

技术领域

本发明涉及发动机检测技术领域，特别是涉及一种用于发动机失火检测方法及装置。

背景技术

现有技术中，对于发动机失火检测是通过采集发动机转速，判断每个缸做功冲程阶段的转速加速度或相应缸之间的加速度作为失火的特征值，将特征值与阈值进行比较，来判断发动机相应缸是否存在失火。当某个缸发生失火时，失火缸处于做功冲程阶段，加速度与未发生失火的缸相比会减小，且失火缸对应的做功冲程阶段，平均转速也会较小，导致失火缸与未失火缸之间的加速度变大。因此，通过判断每个缸做功冲程阶段的加速度进行失火检测，对发动机转速和负荷要求高。发动机正常工作时，转速的波动表现为发动机角动量的变化，而在低负荷时，燃烧做功引起的角动量变化微弱，因此，失火发生时对应发动机转速变化不明显，很难区分是否发生失火；同时，随着转速的升高，发动机角动量随着转速呈二次方增加，在各个缸做功相同的情况下，角动量波动相对减小，而失火发生时转速加速度不明显。

在上述情况下，用每个缸做功冲程阶段的加速度进行失火检测，容易发生误判，不能准确检测失火，因此，需要在有限负荷和转速区间进行失火检测，即，通过判断相应缸之间的加速度进行失火诊断，会存在较大的几率不能正确判断失火缸。当未发生失火时，发动机各个缸工作一致性较高，缸与缸之间的加速度较小；当发生失火时，由于某个缸或某几个缸不工作，发动机整体的运转平衡被打破，导致发动机转速在一个工作循环波动，这时发动机相应缸之间的加速度会变大。在不同的转速和负荷下发动机发生失火时，转速波动情况不一致，失火缸对应做功冲程的发动机转速不一定会立刻下降，因此，导致无法正确判断出哪一缸失火。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于发动机失火检测方法及装置，以实现准确检测发动机失火发生率，并定位到具体的失火缸，从而避免由于发动机失火导致发动机及其相关部件的损坏和排放恶化。

为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于发动机失火检测方法，包括：

通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；

将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；

将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。

进一步地，将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定的步骤，包括：

根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数；

根据所述一次谐波相位确定失火缸号。

进一步地，根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数的步骤，包括：

判断所述一次谐波幅值是否在预设阈值范围内；

若是，则判定为失火，并根据所述预设阈值范围确定失火缸数；

若否，则判定为未失火。

进一步地，根据所述一次谐波相位确定失火缸号的步骤，包括：

根据所述一次谐波相位查询预设相位列表，确定所述失火缸号，所述预设相位列表包括：一次谐波相位、失火缸数和失火缸号以及三者之间的对应关系。

一种用于发动机失火检测装置，包括：

第一处理单元，用于通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；

第二处理单元，用于将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；

第三处理单元，用于将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。

进一步地，所述第三处理单元包括：

第一确定单元，用于根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数；

第二确定单元，用于根据所述一次谐波相位确定失火缸号。

进一步地，所述第一确定单元用于：

判断所述一次谐波幅值是否在预设阈值范围内；

若是，则判定为失火，并根据所述预设阈值范围确定失火缸数；

若否，则判定为未失火。

进一步地，所述第二确定单元用于：

根据所述一次谐波相位查询预设相位列表，确定所述失火缸号，所述预设相位列表包括：一次谐波相位、失火缸数和失火缸号以及三者之间的对应关系。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种用于发动机失火检测方法及装置，该方法包括：通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。本发明通过实时采集发动机原始转速信号，将发动机当成一个整体进行分析，通过一次谐波的相位和幅值，判断发动机运行是否存在失火，避免发动机及相关部件损坏和排放恶化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于发动机失火检测方法流程图；

图2为本发明实施例提供的步骤S103的一种具体实施方式流程图；

图3为本发明实施例提供的发动机失火检测中一次谐波幅值的试验验证结果；

图4为本发明实施例提供的发动机失火检测中一次谐波相位的试验验证结果；

图5为本发明实施例提供的一种用于发动机失火检测装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种用于发动机失火检测方法，该方法具体包括如下步骤：

S101、通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号。

本发明实施例中，将发动机当成整体进行分析，通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机原始转速信号，采集一个工作循环的原始转速信号。

需要说明的是，若不处理转速信号，也可以通过处理最原始的曲轴传感器每个检测齿的时间，经过后续的相同处理也能判断出失火，而发动机转速信号就是通过检测齿的时间来计算发动机实时转速的。

S102、将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位。

本发明实施例中，通过将一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位。

S103、将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。

如图2所示，本发明实施例提供的步骤S103的一种具体实现方式，具体的，将依次谐波幅值和一次谐波相位作为特征信号进行失火判定的步骤，具体可以包括如下步骤：

S201、根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数。

具体的，根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数的步骤，包括：

判断所述一次谐波幅值是否在预设阈值范围内；

若是，则判定为失火，并根据所述预设阈值范围确定失火缸数；

若否，则判定为未失火。

需要说明的是，如图3所示，为通过一次谐波幅值的试验验证结果，未发生失火时，一次谐波相位幅值较小，当发生失火时，一次谐波幅值变大，且失火缸数越多，在相同工况下，幅值变化越大。

S202、根据所述一次谐波相位确定失火缸号。

当判定存在失火，并确定失火缸数后，则根据所述一次谐波相位确定失火缸号，具体的，根据所述一次谐波相位确定失火缸号的步骤，包括：

根据所述一次谐波相位查询预设相位列表，确定所述失火缸号，所述预设相位列表包括：一次谐波相位、失火缸数和失火缸号以及三者之间的对应关系。

需要说明的是，如图4所示，为通过一次谐波相位的试验验证结果，在同一工况下失火缸数不同，一次谐波相位不同，可间接知道失火缸号。

本发明实施例提供了一种用于发动机失火检测方法，该方法包括：通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。本发明通过实时采集发动机原始转速信号，将发动机当成一个整体进行分析，通过一次谐波的相位和幅值，判断发动机运行是否存在失火，避免发动机及相关部件损坏和排放恶化。

上述本发明公开的实施例中详细描述了方法，对于本发明的方法可采用多种形式的装置实现，因此本发明还公开了一种装置，下面给出具体的实施例进行详细说明。

如图5所示，本发明实施例提供了一种用于发动机失火检测装置，该装置具体包括：第一处理单元501、第二处理单元502和第三处理单元503，其中：

第一处理单元501，用于通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；

第二处理单元502，用于将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；

第三处理单元503，用于将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。

进一步地，所述第三处理单元503可以包括：

第一确定单元5031，用于根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数；

第二确定单元5032，用于根据所述一次谐波相位确定失火缸号。

进一步地，所述第一确定单元501用于：

判断所述一次谐波幅值是否在预设阈值范围内；

若是，则判定为失火，并根据所述预设阈值范围确定失火缸数；

若否，则判定为未失火。

进一步地，所述第二确定单元502用于：

根据所述一次谐波相位查询预设相位列表，确定所述失火缸号，所述预设相位列表包括：一次谐波相位、失火缸数和失火缸号以及三者之间的对应关系。

本发明实施例提供了一种用于发动机失火检测装置，本发明通过实时采集发动机原始转速信号，将发动机当成一个整体进行分析，通过一次谐波的相位和幅值，判断发动机运行是否存在失火，避免发动机及相关部件损坏和排放恶化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于发动机失火检测方法，其特征在于，包括：

通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；

将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；

将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定的步骤，包括：

根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数；

根据所述一次谐波相位确定失火缸号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数的步骤，包括：

判断所述一次谐波幅值是否在预设阈值范围内；

若是，则判定为失火，并根据所述预设阈值范围确定失火缸数；

若否，则判定为未失火。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述一次谐波相位确定失火缸号的步骤，包括：

根据所述一次谐波相位查询预设相位列表，确定所述失火缸号，所述预设相位列表包括：一次谐波相位、失火缸数和失火缸号以及三者之间的对应关系。

5.一种用于发动机失火检测装置，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于通过发动机的曲轴信号传感器实时采集发动机一个工作循环的原始转速信号；

第二处理单元，用于将所述发动机一个工作循环的原始转速信号进行傅里叶变换，得到一次谐波幅值和一次谐波相位；

第三处理单元，用于将所述一次谐波幅值和所述一次谐波相位作为特征信号进行失火判定。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三处理单元包括：

第一确定单元，用于根据所述一次谐波幅值确定是否存在失火以及失火缸数；

第二确定单元，用于根据所述一次谐波相位确定失火缸号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元用于：

判断所述一次谐波幅值是否在预设阈值范围内；

若是，则判定为失火，并根据所述预设阈值范围确定失火缸数；

若否，则判定为未失火。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元用于：

根据所述一次谐波相位查询预设相位列表，确定所述失火缸号，所述预设相位列表包括：一次谐波相位、失火缸数和失火缸号以及三者之间的对应关系。