CN108593306B - 一种用于车辆发动机的检测方法及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆发动机的检测方法及检测系统，涉及发动机检测领域，用于检测发动机是否发生早燃，其中，检测方法包括：检测车辆的发动机转速，获取发动机的转速信号；判断发动机的转速是否高于预设转速值的大小；若发动机的转速低于或等于预设转速值，对发动机的转速信号进行处理，根据处理后的转速数据判断车辆的发动机是否发生早燃；或若发动机的转速高于预设转速值，获取发动机的爆震信号，并对爆震信号进行处理，根据处理后的爆震数据判断车辆的发动机是否发生早燃。本发明解决了现有技术中通过使用爆震传感器无法有效监控发动机早燃情况的问题。

Description

一种用于车辆发动机的检测方法及检测系统

技术领域

本发明涉及发动机检测领域，特别是涉及一种用于车辆发动机的检测方法及检测系统。

背景技术

随着国家对车辆的排放和经济性的要求日益加严，车辆内燃机的技术得到一定的提升，发动机的强化程度也不断的提高。但是，同时也导致了缸内爆发压力的升高，热负荷的增加。特别是，对于甲醇等新燃料发动机，高热负荷会导致发动机引起早燃(表面点火)，而发动机早燃时缸内压超高，从而容易损坏发动机。

对于传统汽油机来讲，发动机早燃后，在缸压升高的同时缸内会产生压力波动，从而引起发动机缸体震动，一般的做法是通过使用爆震传感器直接对发动机缸体震动的检测来监测发动机是否早燃。但是，甲醇内燃机的燃烧特性与传统汽油内燃机不同，对于甲醇内燃机来说，在发动机早燃后，缸内压力会升高，而缸内无压力波动，即缸体不会产生强烈震动。因此，通过传统的方式，使用爆震传感器则无法有效地监控发动机的早燃情况。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆发动机的检测方法及检测系统，以解决现有技术中通过使用爆震传感器无法有效监控发动机早燃情况的问题。

特别地，本发明提供了一种用于车辆发动机的检测方法，包括：

检测所述车辆的发动机转速，获取所述发动机的转速信号；

判断所述发动机的转速是否高于预设转速值的大小；

若所述发动机的转速低于或等于所述预设转速值，对所述发动机的转速信号进行处理，根据处理后的转速数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃；或

若所述发动机的转速高于所述预设转速值，获取所述发动机的爆震信号，并对所述爆震信号进行处理，根据处理后的爆震数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃。

进一步地，所述检测所述车辆的发动机转速，得到所述发动机的转速信号，包括：

检测所述车辆的发动机曲轴的位置，获取曲轴位置信号；

将所述曲轴位置信号转化为所述发动机的转速信号。

进一步地，所述若所述发动机的转速低于或等于所述预设转速值，对所述发动机的转速信号进行处理，根据处理后的转速数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃，包括：

对所述发动机的转速信号进行放大，在预设角度窗口内对放大后的发动机转速信号进行时域微分，得到微分信号；

对微分信号进行当量域积分，得到积分值；

根据所述积分值与第一预设值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃。

进一步地，所述根据所述积分值与预设值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃的操作，包括：

若所述积分值大于所述第一预设值，则判定所述发动机发生早燃；

若所述积分值小于或等于所述第一预设值，则判定所述发动机不发生早燃。

进一步地，所述若所述发动机的转速高于所述预设转速值，获取所述发动机的爆震信号，并对所述爆震信号进行处理，根据处理后的爆震数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃，包括：

在预设角度范围内检测曲轴的爆震信号；

对所述爆震信号进行傅里叶变换，获取预设频率范围内的爆震数据；

根据所述爆震数据和所述发动机的转速判断所述发动机是否发生早燃。

进一步地，所述根据所述爆震数据判断所述发动机是否发生早燃，包括：

比较所述积分值与第二预设值；

比较所述爆震数据与爆震预设当量值；

根据所述积分值与第二预设值、所述爆震数据与爆震预设当量值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃。

进一步地，根据所述积分值与第二预设值、所述爆震数据与爆震预设当量值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃，包括：

若所述积分值大于所述第二预设值，则所述发动机发生早燃；

若所述爆震数据大于所述爆震预设当量值，则所述发动机发生早燃。

本发明还提供一种用于车辆发动机的检测系统，包括：

曲轴位置传感器，用于检测所述车辆的发动机曲轴的位置，获取曲轴位置信号，并根据所述曲轴位置信号确定所述发动机的转速；

爆震传感器，用于检测所述车辆的发动机的爆震信号；

处理器，与所述曲轴位置传感器和所述爆震传感器连接，用于对所述曲轴位置传感器检测得到的发动机的转速信号或所述爆震传感器检测的发动机的爆震信号进行处理，以得到处理后的转速数据或处理后的爆震数据；和

判断器，与所述处理器连接，用于根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据判断所述发动机是否发生早燃。

进一步地，所述处理器还配置成对所述发动机的转速信号进行放大，在预设角度窗口内对放大后的发动机的转速信号进行时域微分得到微分信号，并对微分信号进行当量域积分得到积分值。

进一步地，还包括：

比较器，与所述处理器连接，用于对所述发动机的转速与预设转速值进行比较，并在所述发动机的转速低于或等于所述预设转速值时，对所述积分值与第一预设值进行比较，或在所述发动机的转速高于所述预设转速值时，对所述积分值与第二预设值、所述爆震数据与爆震预设当量值进行分别比较；

所述判断器配置成根据所述比较器的比较结果判断所述发动机是否发生早燃。

本发明的有益效果为：

首先，本发明的用于车辆发动机的检测方法，先通过检测车辆发动机的转速，然后根据发动机转速的大小对车辆发动机的转速信号或对发动机的爆震信号进行处理，并根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据对车辆发动机是否发生早燃的情况进行判断。如此，本发明的检测方法可在发动机转速低于或等于预设转速值时，通过对发动机的转速信号进行处理来判断车辆发动机是否发生早燃的情况，而在发动机转速高于预设转速值时，通过对车辆曲轴的爆震信号进行处理来判断车辆发动机是否发生早燃的情况。从而可以防止在发动机转速比较低(缸内无震动)，直接通过防爆传感器无法监控出发动机已经产生早燃的情况发生。从而解决了现有技术中通过使用爆震传感器无法有效监控车辆发动机是否发生早燃的问题。

其次，本发明的检测方法及检测系统通过发动机转速的大小对车辆发动机的转速信号或对车辆曲轴的爆震信号进行处理，然后根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据对车辆发动机是否发生早燃的情况进行判断，即可有效地监控车辆发动机是否发生早燃，而无需现有技术中通过安装缸压传感器对发动机的缸压进行监控，从而解决了现有技术中通过缸压传感器实现对发动机缸压的监控而使得车辆的制造成本过高的问题。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是汽油早燃缸压的示意性曲线关系图，其中，横轴表示曲轴转角，纵轴表示缸内压力；

图2是甲醇早燃缸压的示意性曲线关系图，其中，横轴表示曲轴转角，纵轴表示缸内压力；

图3是根据本发明一个实施例的一种用于车辆发动机的检测方法的示意性流程图；

图4是图3中步骤S100的示意性流程图；

图5是图4中步骤S30的示意性流程图；

图6是图5中步骤S33的示意性流程图；

图7是图3中步骤S40的示意性流程图；

图8是图7中步骤S43的示意性流程图；

图9是根据本发明一个实施例的一种用于车辆发动机的检测系统的示意性结构框图。

具体实施方式

如图1所示，对于汽油机来讲，发动机早燃后，在缸压升高的同时缸内会产生压力波动，从而引起发动机缸体震动，一般的做法是通过使用爆震传感器直接对发动机缸体震动的检测来监测发动机是否早燃。而甲醇内燃机的燃烧特性与传统汽油内燃机不同，如图2所示，对于甲醇内燃机来说，在发动机早燃后，缸内压力会升高，而缸内无压力波动，即缸体不会产生强烈震动。因此，通过传统的方式，使用爆震传感器则无法有效地监控发动机的早燃情况。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于车辆发动机的检测方法，如图3所示，本实施例的检测方法可包括：

S100.检测车辆的发动机转速，以得到发动机的转速信号；

S200.判断发动机的转速是否高于预设转速值的大小；

S30.若发动机的转速低于或等于预设转速值，对发动机的转速信号进行处理，以根据处理后的转速数据判定车辆的发动机是否发生早燃；

S40.若发动机的转速高于预设转速值，获取发动机的爆震信号，并对爆震信号进行处理，以根据处理后的爆震数据判定车辆的发动机是否发生早燃。其中，这边的预设转速值可以为范围在3000-5000转/分钟之间的任一值。

由于本实施例的用于车辆发动机的检测方法，先通过检测车辆发动机的转速，然后根据发动机转速的大小对车辆发动机的转速信号或对发动机的爆震信号进行处理，并根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据对车辆发动机是否发生早燃的情况进行判断。如此，本实施例的检测方法可在发动机转速低于或等于预设转速值时，通过对发动机的转速信号进行处理来判断车辆发动机是否发生早燃的情况，而在发动机转速高于预设转速值时，通过对车辆曲轴的爆震信号进行处理来判断车辆发动机是否发生早燃的情况。从而可以防止在发动机转速比较低，缸内压力无强烈震动，直接通过防爆传感器无法监控出发动机已经产生早燃的情况发生。从而解决了现有技术中通过使用爆震传感器无法有效监控车辆发动机是否发生早燃的问题。

也就是说，在发动机转速比较低的时候，此时缸内可能没有震动，尤其是甲醇内燃机与传统汽油内燃机不同，发动机产生早燃后，在缸内压力升高时，缸内却无压力波动，从而缸内也无震动。因此，通过传统的使用爆震传感器监控发动机是否发生早燃的方法，并不能准确地监控发动机的早燃情况，尤其是针对甲醇发动机。因此，上述实施例的检测方法同时结合发动机转速的大小，在不同的转速阶段采用不同的信号处理方法，可实现即使缸内无震动产生也可有效监控出发动机是否产生早燃的现象。从而可以有效地解决现有技术中通过直接采用爆震传感器而无法有效监控车辆发动机是否发生早燃的问题。

在上述实施例中，如图4所示，检测车辆的发动机转速，以得到发动机的转速信号，具体可以包括：

S101.检测车辆的发动机曲轴的位置，以获取曲轴位置信号；

S102.将曲轴位置信号转化为发动机的转速信号。

在步骤S30中，如图5所示，若发动机的转速低于或等于预设转速值，对发动机的转速信号进行处理，以通过处理后的转速数据判定车辆的发动机是否发生早燃，具体可以包括：

S31.对发动机的转速信号进行放大，并在预设角度窗口内对放大后的发动机的转速信号进行时域微分，以得到微分信号；

S32.对微分信号进行当量域积分，得到积分值；

S33.根据积分值与第一预设值的比较结果判断发动机是否发生早燃。

其中，在步骤S33中，如图6所示，根据积分值与第一预设值的比较结果判断发动机是否发生早燃，具体可以包括：

S330.若积分值大于第一预设值，则判定发动机发生早燃；

S331.若积分值小于或等于第一预设值，则判定发动机不发生早燃。这边的第一预设值可否给出一定的数值范围(也可以是一个比较宽泛的范围)

在上述进一步的实施例中，如图7所示，若发动机的转速高于预设转速值，获取所述发动机的爆震信号，并对爆震信号进行处理，以通过处理后的爆震数据判断车辆的发动机是否发生早燃，具体可以包括：

S41.在预设角度范围内检测曲轴的爆震信号；

S42.对爆震信号进行傅里叶变换，以获取预设频率范围内的爆震数据；

S43.根据爆震数据和发动机的转速判断发动机是否发生早燃。

在步骤S43中，如图8所示，根据爆震数据判定发动机是否发生早燃，具体可以包括：

S431.比较积分值与第二预设值；

S432.比较爆震数据与爆震预设当量值；

S433.根据积分值与第二预设值、爆震数据与爆震预设当量值的比较结果判断发动机是否发生早燃。其中，积分值大于第二预设值，或爆震数据大于爆震预设当量值，都表示发动机发生早燃。第二预设值当前无法给出数据范围，其与前面的放大倍数，积分范围都有关系。

其中，如果积分值大于第二预设值，则发动机发生早燃；如果爆震数据大于爆震预设当量值，则发动机发生早燃。当然，步骤S431和步骤S432的比较过程可以颠倒，不受本实施例所述的步骤所限制。

本发明还提供一种用于车辆发动机的检测系统，用于检测发动机是否发生早燃，如图9所示，检测系统可包括曲轴位置传感器1，用于检测车辆的发动机曲轴的位置，获取曲轴位置信号，并根据曲轴位置信号确定发动机的转速；爆震传感器2，用于检测车辆的发动机的爆震信号；处理器3，与曲轴位置传感器1和爆震传感器2连接，用于对曲轴位置传感器1检测得到的发动机的转速信号或爆震传感器2检测的发动机的爆震信号进行处理，以得到处理后的转速数据或处理后的爆震数据；还包括判断器4，与处理器3连接，用于根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据判断发动机是否发生早燃。

由于本实施例的检测系统通过曲轴位置传感器1检测车辆发动机的转速，然后通过处理器3根据发动机转速的大小对车辆发动机的转速信号或对爆震传感器2所检测到的车辆曲轴的爆震信号进行处理，再通过判断器4根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据进行比较以对车辆发动机是否发生早燃的情况进行判断。如此，本实施例的检测系统可在发动机转速低于或等于预设转速值时，通过对发动机的转速信号进行处理来判定车辆发动机是否发生早燃的情况，而在发动机转速高于预设转速值时，通过爆震传感器2对车辆曲轴检测的爆震信号进行处理来判定车辆发动机是否发生早燃的情况。从而可以防止在发动机转速比较低(缸内无震动)，而直接通过防爆传感器无法监控出发动机已经产生早燃的情况发生。从而解决了现有技术中通过使用爆震传感器无法有效监控车辆发动机是否发生早燃的问题。

其中，曲轴位置传感器1可以确定曲轴的位置，即曲轴的转角。曲轴位置传感器1可安装在车辆的分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一，其通常被用来检测发动机的转速，因此又可以称为转速传感器。

在上述实施例中，处理器3还可配置成对发动机的转速信号进行放大，在预设角度窗口内对放大后的发动机的转速信号进行时域微分得到多个微分信号，并对微分信号进行当量域积分得到积分值。处理器3还可配置成在预设角度范围内检测曲轴的爆震信号，并对爆震信号进行傅里叶变换，获取预设频率范围内的爆震数据。判断器4则可配置成根据爆震数据和发动机的转速判断发动机是否发生早燃。

在上述实施例中，检测系统还可包括比较器5，与处理器3连接，用于对发动机的转速与预设转速值进行比较，并在发动机的转速低于或等于预设转速值时，对积分值与第一预设值进行比较，或在发动机的转速高于预设转速值时，对积分值与第二预设值、爆震数据与爆震预设当量值进行分别比较。判断器4则可配置成根据比较器5的比较结果判断发动机是否发生早燃。

在上述进一步的实施例中，如图9所示，检测系统还可包括控制器6，其与判断器4通信连接，当判断器4已判断出发动机发生早燃时，此时，控制器6可根据判断器4的判断结果控制发动机停止早燃，从而可以防止发动机早燃的持续恶化。

一般，在甲醇发动机的标定过程中，通常会在缸盖燃烧室打一个小孔，用来安装缸压传感器，从而通过缸压传感器来监控发动机的缸压。当缸压超过一定限值时，再采取相应的措施来防止发动机早燃的持续恶化。但是，由于缸压传感器的成本过高，从而无法批量生产缸压传感器。而上述任一项实施例所述的检测方法或者检测系统通过发动机转速的大小对车辆发动机的转速信号或对车辆发动机曲轴的爆震信号进行处理，然后根据处理后的转速数据或处理后的爆震数据对车辆发动机是否发生早燃的情况进行判断，即可有效地监控车辆发动机是否发生早燃，而无需现有技术中通过安装缸压传感器对发动机的缸压进行监控，从而解决了现有技术中通过缸压传感器实现对发动机缸压的监控而使得车辆的制造成本过高的问题。

此外，上述任一项实施例所述的检测方法及检测系统可针对发动机的不同工况进行详细的数据分析和标定，从而可以进一步提升发动机早燃识别的合理性和有效性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种用于车辆发动机的检测方法，包括：

检测所述车辆的发动机转速，获取所述发动机的转速信号；

判断所述发动机的转速是否高于预设转速值的大小；

若所述发动机的转速低于或等于所述预设转速值，对所述发动机的转速信号进行处理，根据处理后的转速数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃；

若所述发动机的转速高于所述预设转速值，获取所述发动机的爆震信号，并对所述爆震信号进行处理，根据处理后的爆震数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃；

其中，所述若所述发动机的转速低于或等于所述预设转速值，对所述发动机的转速信号进行处理，根据处理后的转速数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃，包括：

对所述发动机的转速信号进行放大，在预设角度窗口内对放大后的发动机转速信号进行时域微分，得到微分信号；

对微分信号进行当量域积分，得到积分值；

根据所述积分值与第一预设值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述检测所述车辆的发动机转速，获取所述发动机的转速信号，包括：

检测所述车辆的发动机曲轴的位置，获取曲轴位置信号；

将所述曲轴位置信号转化为所述发动机的转速信号。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其中，所述根据所述积分值与所述第一预设值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃的操作，包括：

若所述积分值大于所述第一预设值，则判定所述发动机发生早燃；

若所述积分值小于或等于所述第一预设值，则判定所述发动机不发生早燃。

4.根据权利要求2或3所述的检测方法，其中，所述若所述发动机的转速高于所述预设转速值，获取所述发动机的爆震信号，并对所述爆震信号进行处理，根据处理后的爆震数据判断所述车辆的发动机是否发生早燃，包括：

在预设角度范围内检测曲轴的爆震信号；

对所述爆震信号进行傅里叶变换，获取预设频率范围内的爆震数据；

根据所述爆震数据和所述发动机的转速判断所述发动机是否发生早燃。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其中，所述根据所述爆震数据判断所述发动机是否发生早燃，包括：

比较所述积分值与第二预设值；

比较所述爆震数据与爆震预设当量值；

根据所述积分值与第二预设值、所述爆震数据与爆震预设当量值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其中，根据所述积分值与第二预设值、所述爆震数据与爆震预设当量值的比较结果判断所述发动机是否发生早燃，包括：

若所述积分值大于所述第二预设值，则所述发动机发生早燃；

若所述爆震数据大于所述爆震预设当量值，则所述发动机发生早燃。

7.一种用于车辆发动机的检测系统，包括：

曲轴位置传感器，用于检测所述车辆的发动机曲轴的位置，获取曲轴位置信号，并根据所述曲轴位置信号确定所述发动机的转速；

爆震传感器，用于检测所述车辆的发动机的爆震信号；

处理器，与所述曲轴位置传感器和所述爆震传感器连接，用于对所述曲轴位置传感器检测得到的发动机的转速信号或所述爆震传感器检测的发动机的爆震信号进行处理，以得到处理后的转速数据或处理后的爆震数据，所述处理器还配置成对所述发动机的转速信号进行放大，在预设角度窗口内对放大后的发动机的转速信号进行时域微分得到微分信号，并对微分信号进行当量域积分得到积分值；

比较器，与所述处理器连接，用于对所述发动机的转速与预设转速值进行比较，并在所述发动机的转速低于或等于所述预设转速值时，对所述积分值与第一预设值进行比较，在所述发动机的转速高于所述预设转速值时，对所述积分值与第二预设值、所述爆震数据与爆震预设当量值进行分别比较；和

判断器，与所述处理器连接，用于根据所述比较器的比较结果判断所述发动机是否发生早燃。

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