專利名稱：一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，對于電控發(fā)動機(jī)，由于驅(qū)動針腳開路，或者噴油器堵塞，或者電磁閥損壞等原因?qū)⒂锌赡軐?dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn)失火。當(dāng)發(fā)動機(jī)失火時，發(fā)動機(jī)的工作振動大、功率受限，對曲軸的沖擊較大，如果能夠較快判定哪個缸失火，及時維修或者更換將意義重大。目前，判定哪個缸失火是通過檢測瞬時轉(zhuǎn)速進(jìn)行峰值提取或者對每個循環(huán)進(jìn)行積分處理來比較各個缸的差值。
如圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)中對6缸發(fā)動機(jī)斷I缸后的整車采集的瞬時轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖。從圖1中可以看出，I缸的峰值和3缸的峰值幾乎相當(dāng)，并且積分值也相當(dāng)。這樣利用現(xiàn)有技術(shù)中的方法將產(chǎn)生誤判。不能夠準(zhǔn)確判定是哪個缸失火了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法及設(shè)備，能夠準(zhǔn)確判斷發(fā)動機(jī)的哪缸失火了。本發(fā)明提供一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，包括采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ；由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ； α =2 Ji (H1-H2) /(60* Δ t) ；ηι為起始齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；n2為結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；Λ t為起始齒到結(jié)束齒對應(yīng)的時間總和；由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。優(yōu)選地，采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速n，具體為以曲軸齒的上止點后的第E個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為起始齒，并記錄該齒的齒號以計算所述Δ t ；以曲軸齒的上止點后的第F個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為結(jié)束齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At。優(yōu)選地，由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，具體為
將M個所述單缸角加速度進(jìn)行大小排序;M為柴油機(jī)的缸數(shù)；
從所述M個單缸角加速度中提取最大的N個單缸角加速度；N〈M ；
對所述N個單缸角加速度計算平均值，該平均值為所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。
優(yōu)選地，分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火；具體為
判斷該缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且該缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，當(dāng)前缸對應(yīng)的計數(shù)器加P ;反之該缸對應(yīng)的計數(shù)器減Q ;所述P 和Q分別為預(yù)先設(shè)定的整數(shù)，所述P〈Q ;每個缸對應(yīng)設(shè)置一個計數(shù)器；
判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)器為零時，則計數(shù)器不再減Q，判定該缸沒有失火；判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)器達(dá)到計數(shù)失火閾值時，則判定該缸失火。
優(yōu)選地,所述M=2N。
本發(fā)明還提供一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，包括采集單元、單缸角加速度計算單元、單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值計算單元、單缸角加速度比例值計算單元和判斷單元；
所述采集單元，用于采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ；
所述單缸角加速度計算單元，用于由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ；α=2π (Ii1-1i2)/(60* At) 為起始齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；n2為結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；Λ t為起始齒到結(jié)束齒對應(yīng)的時間總和；
所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值計算單元，用于由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；
所述單缸角加速度比例值計算單元，用于將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；
所述判斷單元，用于分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。
優(yōu)選地，所述單缸角加速度比例值計算單元包括排序子單元、提取子單元和平均值計算子單元；
所述排序子單元，用于將M個所述單缸角加速度進(jìn)行大小排序；M為柴油機(jī)的缸數(shù)；
所述提取子單元，用于從M個單缸角加速度中提取最大的N個單缸角加速度； N〈M ；
所述平均值計算子單元，用于對所述N個單缸角加速度計算平均值，該平均值為所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。
優(yōu)選地，所述采集單元包括起始齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元和結(jié)束齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元；
所述起始齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元，用于以曲軸齒的上止點后的第E個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為起始齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At ;
所述結(jié)束齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元，用于以曲軸齒的上止點后的第F個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為結(jié)束齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At。優(yōu)選地，所述判斷單元包括判斷子單元、計數(shù)子單元和判定子單元；所述判斷子單元，用于判斷該缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且該缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，當(dāng)前缸對應(yīng)的計數(shù)子單元加P ;反之該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元減Q ;所述P和Q分別為預(yù)先設(shè)定的整數(shù)，所述P〈Q ；所述計數(shù)子單元，每個缸對應(yīng)設(shè)置一個計數(shù)子單元；所述判定子單元，用于判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元為零時，則計數(shù)子單元不再減Q，判定該缸沒有失火；判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元達(dá)到計數(shù)失火閾值時，則判定該缸失火。優(yōu)選地,所述M=2N。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明實施例提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ;由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ;由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。本發(fā)明利用單缸角加速度作為判斷特征量，每個缸進(jìn)行單獨判斷，當(dāng)前缸不受其他缸的數(shù)值的影響，這樣可以提高當(dāng)前缸失火判定的精度。并且，本發(fā)明利用角加速度標(biāo)準(zhǔn)值與每個缸的單缸角加速度進(jìn)行比較，即每個發(fā)動機(jī)對應(yīng)自己的一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，而不是所有發(fā)動機(jī)共同用同一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，從而避免發(fā)動機(jī)的型號不一樣，但是對應(yīng)的角加速度標(biāo)準(zhǔn)值一樣，從而造成評判標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象。本發(fā)明中每個發(fā)動機(jī)計算一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值可以提高判斷精度。從而消除發(fā)動機(jī)產(chǎn)品不一致性的問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中對6缸發(fā)動機(jī)斷I缸后的整車采集的瞬時轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖；圖2是本發(fā)明提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法實施例一流程圖；圖3是本發(fā)明提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法實施例二流程圖；圖4是本發(fā)明提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備實施例一示意圖；圖5是本發(fā)明提供的單缸角加速度比例值計算單元示意圖；圖6是本發(fā)明提供的采集單元的示意圖；圖7是本發(fā)明提供的判斷單元的示意圖。
具體實施例方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解和實施本發(fā)明提供的技術(shù)方案，下面介紹本領(lǐng)域的幾個專業(yè)術(shù)語。失火噴油器沒有噴油或噴油基本沒有燃燒的一種現(xiàn)象。工作循環(huán)對六缸機(jī)而言，一個工作循環(huán)為曲軸轉(zhuǎn)兩圈，共計6次噴射。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。
參見圖2，該圖為本發(fā)明提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法實施例一流程圖。
本發(fā)明實施例提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，包括
S201 :采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ；
需要說明的是，此處的瞬時轉(zhuǎn)速η的單位為轉(zhuǎn)每分，即r/min ；
S202 :由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ； a =2 Ji (Ii1-1i2)/ (60* Δ t) ；ηι為起始齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；n2為結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；Λ t為起始 齒到結(jié)束齒對應(yīng)的時間總和；
需要說明的是，對于六缸柴油發(fā)動機(jī)而言，一個工作循環(huán)為曲軸轉(zhuǎn)兩圈，共計六次噴射。這樣對于一圈曲軸齒為60個，則曲軸轉(zhuǎn)兩圈對應(yīng)120個曲軸齒，則相應(yīng)地每個缸對應(yīng)20個曲軸齒。但是本實施例中的起始齒和結(jié)束齒可以在每個缸對應(yīng)的20個曲軸齒中任意選擇，例如，起始齒為20個齒中的第5個，結(jié)束齒為20個齒中的第15個，那么At則為第5個齒到第15個齒對應(yīng)的時間總和。
S203 由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；
S204 :將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；
S205 :分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。
對于六缸發(fā)動機(jī)，需要將每個缸的單缸角加速度分別與預(yù)定相對失火閾值和預(yù)定絕對失火閾值進(jìn)行比較，來判斷該缸是否失火。
需要說明的是，所述預(yù)定相對失火閾值和預(yù)定絕對失火閾值均為預(yù)先設(shè)定的參考值。
本發(fā)明實施例提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ;由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ;由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。本發(fā)明利用單缸角加速度作為判斷特征量，每個缸進(jìn)行單獨判斷，當(dāng)前缸不受其他缸的數(shù)值的影響，這樣可以提高當(dāng)前缸失火判定的精度。并且， 本發(fā)明利用角加速度標(biāo)準(zhǔn)值與每個缸的單缸角加速度進(jìn)行比較，即每個發(fā)動機(jī)對應(yīng)自己的一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，而不是所有發(fā)動機(jī)共同用同一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，從而避免發(fā)動機(jī)的型號不一樣，但是對應(yīng)的角加速度標(biāo)準(zhǔn)值一樣，從而造成評判標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象。本發(fā)明中每個發(fā)動機(jī)計算一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值可以提高判斷精度。從而消除發(fā)動機(jī)產(chǎn)品不一致性的問題。
參見圖3，該圖為本發(fā)明提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法實施例二流程圖。
S301 :以曲軸齒的上止點后的第E個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為起始齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At;S302 :以曲軸齒的上止點后的第F個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為結(jié)束齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At。需要說明的是，本實施例中的S301和S302利用了剔除濾波算法，對起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速采集時刪除了其中的最大值和最小值?？梢岳斫獾氖?，本實施例中以三個齒進(jìn)行了剔除濾波算法。S303與S202相同，在此不再贅述。S304 :將M個所述單缸角加速度進(jìn)行大小排序；M為柴油機(jī)的缸數(shù)；S305 :從所述M個單缸角加速度中提取最大的N個單缸角加速度；N〈M ；S306 :對所述N個單缸角加速度計算平均值，該平均值為所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。需要說明的是，S304-S306的作用是由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。例如,對于六缸發(fā)動機(jī)，M=6，則對六個單缸角加速度進(jìn)行大小排序，如，由大到小進(jìn)行排序，提取排序后的前三個最大值，則N=3，即M=2N ;對三個最大的單缸角加速度計算平均值，將該平均值作為單缸角速度標(biāo)準(zhǔn)值?？梢岳斫獾氖牵鯪可以為其他值，例如2或者4等。S307和S204相同，在此不再贅述。S308 :判斷該缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且該缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，當(dāng)前缸對應(yīng)的計數(shù)器加P ;反之該缸對應(yīng)的計數(shù)器減Q ;所述P和Q分別為預(yù)先設(shè)定的整數(shù)，所述P〈Q ;每個缸對應(yīng)設(shè)置一個計數(shù)器；S309 :判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)器為零時，則計數(shù)器不再減Q，判定該缸沒有失火；判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)器達(dá)到計數(shù)失火閾值時，則判定該缸失火。本發(fā)明實施例中設(shè)置S308-S309是為了使判斷失火條件比較苛刻，判斷沒有失火比較容易。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解S307-S308，下面結(jié)合實例詳細(xì)說明一下。以圖1中的六缸機(jī)斷I缸的整車采集的瞬時轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)為例，共計采集I個工作循環(huán)共計120個點。計算6次噴射第E個齒(值為I)到第F個齒(F與E的差值為11)對應(yīng)的單缸角加速度。計算6個缸的單缸角加速度分別為-3. 0187rad/s2、86. 9332rad/s2、84. 4108rad/s2、67. 1474rad/s2、89. 4336rad/s2、84. 3789rad/s2。提取單缸角加速度中三個較大的值的平均值作為單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值為86.9259rad/s2。利用各缸的單缸角加速度分別與單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除得每個缸的單缸角加速度比例值分別為-3. 47%, 102. 88%, 97. 11%, 97. 07%, 100. 01%, 77. 25%。若設(shè)定的預(yù)定相對失火閾值為50%,預(yù)定絕對失火閾值為50rad/s2,則I缸被判定為準(zhǔn)失火狀態(tài)，此處判定I缸為準(zhǔn)失火狀態(tài)與實際中的斷I缸相符合，但是實際中，為了更準(zhǔn)確地判定哪個缸失火，本實施例中設(shè)置了進(jìn)一步限定的條件，即對每個缸設(shè)置了計數(shù)器。如果P取1，Q取5，則此時I缸對應(yīng)的計數(shù)器加1，如果下次沒故障則I缸對應(yīng)缸的計數(shù)器減5。
需要說明的是，計數(shù)器連續(xù)累加或者相減，如果結(jié)果為O則不再相減，則判定I缸沒失火，如果計數(shù)器達(dá)到計數(shù)失火閾值(例如為1000)，則判定I缸失火。
基于上述基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，本發(fā)明還提供了基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的系統(tǒng)，下面結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明其組成部分。
參見圖4，該圖為本發(fā)明提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備實施例一示意圖。
本實施例提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，包括采集單元400、 單缸角加速度計算單元500、單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值計算單元600、單缸角加速度比例值計算單元700和判斷單元800 ；
所述采集單元400，用于采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ;
需要說明的是，此處的瞬時轉(zhuǎn)速η的單位為轉(zhuǎn)每分，即r/min ；
所述單缸角加速度計算單元500，用于由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ；α=2π (Ii1-1i2)/(60* At)叫為起始齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；n2為結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；At為起始齒到結(jié)束齒對應(yīng)的時間總和；
需要說明的是，對于六缸柴油發(fā)動機(jī)而言，一個工作循環(huán)為曲軸轉(zhuǎn)兩圈，共計六次噴射。這樣對于一圈曲軸齒為60個，則曲軸轉(zhuǎn)兩圈對應(yīng)120個曲軸齒，則相應(yīng)地每個缸對應(yīng)20個曲軸齒。但是本實施例中的起始齒和結(jié)束齒可以在每個缸對應(yīng)的20個曲軸齒中任意選擇，例如，起始齒為20個齒中的第5個，結(jié)束齒為20個齒中的第15個，那么At則為第5個齒到第15個齒對應(yīng)的時間總和。
所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值計算單元600，用于由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；
所述單缸角加速度比例值計算單元700，用于將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；
所述判斷單元800，用于分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。
對于六缸發(fā)動機(jī)，需要將每個缸的單缸角加速度分別與預(yù)定相對失火閾值和預(yù)定絕對失火閾值進(jìn)行比較，來判斷該缸是否失火。
需要說明的是，所述預(yù)定相對失火閾值和預(yù)定絕對失火閾值均為預(yù)先設(shè)定的參考值。
本發(fā)明實施例提供的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ;由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ;由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。本發(fā)明利用單缸角加速度作為判斷特征量，每個缸進(jìn)行單獨判斷，當(dāng)前缸不受其他缸的數(shù)值的影響，這樣可以提高當(dāng)前缸失火判定的精度。并且， 本發(fā)明利用角加速度標(biāo)準(zhǔn)值與每個缸的單缸角加速度進(jìn)行比較，即每個發(fā)動機(jī)對應(yīng)自己的一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，而不是所有發(fā)動機(jī)共同用同一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，從而避免發(fā)動機(jī)的型號不一樣，但是對應(yīng)的角加速度標(biāo)準(zhǔn)值一樣，從而造成評判標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象。本發(fā)明中每個發(fā)動機(jī)計算一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值可以提高判斷精度。從而消除發(fā)動機(jī)產(chǎn)品不一致性的問題。參見圖5，該圖為本發(fā)明提供的單缸角加速度比例值計算單元示意圖。本實施例提供的所述單缸角加速度比例值計算單元包括排序子單元701、提取子單元702和平均值計算子單元703 ；所述排序子單元701，用于將M個所述單缸角加速度進(jìn)行大小排序；M為柴油機(jī)的缸數(shù)；所述提取子單元702，用于從M個單缸角加速度中提取最大的N個單缸角加速度；N〈M ；所述平均值計算子單元703，用于對所述N個單缸角加速度計算平均值，該平均值為所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。例如,對于六缸發(fā)動機(jī)，M=6，則對六個單缸角加速度進(jìn)行大小排序，如，由大到小進(jìn)行排序，提取排序后的前三個最大值，則N=3，即M=2N ;對三個最大的單缸角加速度計算平均值，將該平均值作為單缸角速度標(biāo)準(zhǔn)值?？梢岳斫獾氖牵鯪可以為其他值，例如2或者4等。參見圖6，該圖為本發(fā)明提供的采集單元的示意圖。本實施例提供的所述采集單元包括起始齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元401和結(jié)束齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元402 ；所述起始齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元401，用于以曲軸齒的上止點后的第E個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為起始齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At ;所述結(jié)束齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元402，用于以曲軸齒的上止點后的第F個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為結(jié)束齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At。需要說明的是，本實施例中的采集單元對瞬時轉(zhuǎn)速利用了剔除濾波算法，對起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速采集時刪除了其中的最大值和最小值。可以理解的是，本實施例中以三個齒進(jìn)行了剔除濾波算法。參見圖7，該圖為本發(fā)明提供的判斷單元的示意圖。本實施例提供的所述判斷單元包括判斷子單元801、計數(shù)子單元802和判定子單元 803 ；所述判斷子單元801，用于判斷該缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且該缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，當(dāng)前缸對應(yīng)的計數(shù)子單元加P ;反之該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元減Q ;所述P和Q分別為預(yù)先設(shè)定的整數(shù)，所述P〈Q ；所述計數(shù)子單元802，每個缸對應(yīng)設(shè)置一個計數(shù)子單元；所述判定子單元803，用于判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元為零時，則計數(shù)子單元不再減Q，判定該缸沒有失火；判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元達(dá)到計數(shù)失火閾值時，則判定該缸失火。
本發(fā)明實施例中設(shè)置S308-S309是為了使判斷失火條件比較苛刻，判斷沒有失火比較容易。
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解S307-S308，下面結(jié)合實例詳細(xì)說明一下。
以圖I中的六缸機(jī)斷I缸的整車采集的瞬時轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)為例，共計采集I個工作循環(huán)共計120個點。計算6次噴射第E個齒(值為I)到第F個齒(F與E的差值為11)對應(yīng)的單缸角加速度。計算6個缸的單缸角加速度分別為-3. 0187rad/s2、86. 9332rad/s2、 84. 4108rad/s2、67. 1474rad/s2、89. 4336rad/s2、84. 3789rad/s2。
提取單缸角加速度中三個較大的值的平均值作為單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值為 86.9259rad/s2。
利用各缸的單缸角加速度分別與單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除得每個缸的單缸角加速度比例值分別為-3. 47%, 102. 88%, 97. 11%, 97. 07%, 100. 01%, 77. 25%。
若設(shè)定的預(yù)定相對失火閾值為50%,預(yù)定絕對失火閾值為50rad/s2,則I缸被判定為準(zhǔn)失火狀態(tài)，此處判定I缸為準(zhǔn)失火狀態(tài)與實際中的斷I缸相符合，但是實際中，為了更準(zhǔn)確地判定哪個缸失火，本實施例中設(shè)置了進(jìn)一步限定的條件，即對每個缸設(shè)置了計數(shù)器。
如果P取1，Q取5，則此時I缸對應(yīng)的計數(shù)器加1，如果下次沒故障則I缸對應(yīng)缸的計數(shù)器減5。
需要說明的是，計數(shù)器連續(xù)累加或者相減，如果結(jié)果為O則不再相減，則判定I缸沒失火，如果計數(shù)器達(dá)到計數(shù)失火閾值(例如為1000)，則判定I缸失火。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，其特征在于，包括 采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ； 由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ； a =2 Ji/ (60* Δ t)；Ii1為起始齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；n2為結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；At為起始齒到結(jié)束齒對應(yīng)的時間總和； 由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值； 將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值； 分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，其特征在于，采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速n，具體為 以曲軸齒的上止點后的第E個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為起始齒，并記錄該齒的齒號以計算所述Λ t ； 以曲軸齒的上止點后的第F個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為結(jié)束齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，其特征在于，由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值，具體為 將M個所述單缸角加速度進(jìn)行大小排序;M為柴油機(jī)的缸數(shù)； 從所述M個單缸角加速度中提取最大的N個單缸角加速度；N〈M ； 對所述N個單缸角加速度計算平均值，該平均值為所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，其特征在于，分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火；具體為 判斷該缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且該缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，當(dāng)前缸對應(yīng)的計數(shù)器加P ;反之該缸對應(yīng)的計數(shù)器減Q ;所述P和Q分別為預(yù)先設(shè)定的整數(shù)，所述P〈Q ;每個缸對應(yīng)設(shè)置一個計數(shù)器； 判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)器為零時，則計數(shù)器不再減Q，判定該缸沒有失火；判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)器達(dá)到計數(shù)失火閾值時，則判定該缸失火。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法，其特征在于，所述 M=2N。
6.一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，其特征在于，包括采集單元、單缸角加速度計算單元、單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值計算單元、單缸角加速度比例值計算單元和判斷單元； 所述采集單元，用于采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η ； 所述單缸角加速度計算單元，用于由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速η計算每個缸的單缸角加速度α ；α=2π (nrn2)/(60*At)叫為起始齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；n2為結(jié)束齒對應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速；Λ t為起始齒到結(jié)束齒對應(yīng)的時間總和； 所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值計算單元，用于由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值； 所述單缸角加速度比例值計算單元，用于將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值； 所述判斷單元，用于分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，其特征在于，所述單缸角加速度比例值計算單元包括排序子單元、提取子單元和平均值計算子單元； 所述排序子單元，用于將M個所述單缸角加速度進(jìn)行大小排序…為柴油機(jī)的缸數(shù)； 所述提取子單元，用于從M個單缸角加速度中提取最大的N個單缸角加速度；N〈M ； 所述平均值計算子單元，用于對所述N個單缸角加速度計算平均值，該平均值為所述單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，其特征在于，所述采集單元包括起始齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元和結(jié)束齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元； 所述起始齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元，用于以曲軸齒的上止點后的第E個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為起始齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At ； 所述結(jié)束齒及其瞬時轉(zhuǎn)速確定子單元，用于以曲軸齒的上止點后的第F個齒為起點連續(xù)取三個齒的瞬時轉(zhuǎn)速，刪除這三個瞬時轉(zhuǎn)速中的最大值和最小值，剩余的瞬時轉(zhuǎn)速對應(yīng)的齒作為結(jié)束齒，并記錄該齒的齒號以計算所述At。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，其特征在于，所述判斷單元包括判斷子單元、計數(shù)子單元和判定子單元； 所述判斷子單元，用于判斷該缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且該缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，當(dāng)前缸對應(yīng)的計數(shù)子單元加P ;反之該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元減Q ;所述P和Q分別為預(yù)先設(shè)定的整數(shù)，所述P〈Q ； 所述計數(shù)子單元，每個缸對應(yīng)設(shè)置一個計數(shù)子單元； 所述判定子單元，用于判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元為零時，則計數(shù)子單元不再減Q，判定該缸沒有失火；判斷該缸對應(yīng)的計數(shù)子單元達(dá)到計數(shù)失火閾值時，則判定該缸失火。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的設(shè)備，其特征在于，所述 M=2N。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于單缸角加速度檢測柴油機(jī)失火的方法及設(shè)備，采集當(dāng)前缸起始齒和結(jié)束齒對應(yīng)的曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速n；由所述曲軸齒的瞬時轉(zhuǎn)速n計算每個缸的單缸角加速度α；由所有缸的單缸角加速度計算單缸角加速度標(biāo)準(zhǔn)值；將每個缸的單缸角加速度與所述角加速度標(biāo)準(zhǔn)值相除獲得每個缸的單缸角加速度比例值；分別判斷每個缸的單缸角加速度比例值小于預(yù)定相對失火閾值，并且對應(yīng)缸的單缸角加速度小于預(yù)定絕對失火閾值時，判定該缸失火；反之沒有失火。利用單缸角加速度作為判斷特征量，每個缸進(jìn)行單獨判斷，當(dāng)前缸不受其他缸的數(shù)值的影響，提高當(dāng)前缸失火判定精度。每個發(fā)動機(jī)計算一個角加速度標(biāo)準(zhǔn)值可以提高判斷精度，消除發(fā)動機(jī)產(chǎn)品不一致性的問題。
文檔編號G01M15/11GK102980777SQ20121056277
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者劉興義, 紀(jì)小娟, 孫瀟, 馬永超, 安麗花 申請人:濰柴動力股份有限公司