使用爆震傳感器的爆震狀態(tài)的信號(hào)記錄的制作方法
【專利摘要】一種系統(tǒng)包括控制器?？刂破鳂?gòu)造成從聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)?？刂破鳂?gòu)造成分析信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生。異常標(biāo)記與往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián)?？刂破鬟€構(gòu)造成生成第一音頻記錄的第一音頻文件來儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中。第一音頻記錄提供往復(fù)裝置的爆震的指示。
【專利說明】
使用爆震傳感器的爆震狀態(tài)的信號(hào)記錄
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文中公開的主題涉及爆震傳感器，并且更具體地涉及記錄來自安裝于大型多缸往復(fù)裝置(例如，燃機(jī)、壓縮機(jī)等)的爆震傳感器的信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃機(jī)典型地燃燒含碳燃料，如，天然氣、汽油、柴油等，并且使用高溫和高壓的氣體的對(duì)應(yīng)膨脹來將力施加于發(fā)動(dòng)機(jī)的某些構(gòu)件(例如，設(shè)置在缸中的活塞)，以使構(gòu)件移動(dòng)一定距離。各個(gè)缸可包括與含碳燃料的燃燒關(guān)聯(lián)開啟和閉合的一個(gè)或更多個(gè)閥。例如，進(jìn)氣閥可將氧化劑如空氣引導(dǎo)到缸中，其接著與燃料混合并且燃燒。燃燒流體(例如，熱氣體)接著可引導(dǎo)成經(jīng)由排氣閥離開缸。因此，含碳燃料轉(zhuǎn)化成機(jī)械運(yùn)動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)有用。例如，負(fù)載可為產(chǎn)生電功率的發(fā)電機(jī)。
[0003]爆震傳感器可用于監(jiān)測(cè)多缸燃機(jī)。爆震傳感器可安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)缸外部，并且用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。有時(shí)，操作者將難以確認(rèn)由爆震傳感器檢測(cè)到的爆震。例如，爆震可太安靜或以其它方式未被操作者注意到。因此，存在對(duì)具有用于操作者確認(rèn)爆震發(fā)生的方式的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在下面概括在范圍上與最初要求權(quán)利的本發(fā)明相稱的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例不意圖限制要求權(quán)利的本發(fā)明的范圍，而是相反地，這些實(shí)施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)要概括。實(shí)際上，本發(fā)明可包含可與在下面提出的實(shí)施例相似或不同的各種形式。
[0005]在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括控制器，其構(gòu)造成獲得來自聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器的信息，分析信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中異常標(biāo)記與往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián)，以及生成第一音頻記錄的第一音頻文件來儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中，其中第一音頻記錄提供往復(fù)裝置的爆震的指示。
[0006]第二實(shí)施例包括對(duì)一個(gè)或更多個(gè)處理器可執(zhí)行例行程序編碼的一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中一個(gè)或更多個(gè)例行程序在由往復(fù)裝置的控制器的處理器執(zhí)行時(shí)，引起包括以下的待執(zhí)行的動(dòng)作:從聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)、分析信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中異常標(biāo)記與往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián)，以及生成音頻記錄的音頻文件來儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中，其中音頻記錄提供往復(fù)裝置的爆震的指不。
[0007]在第三實(shí)施例中，一種方法包括從聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)、分析信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中異常標(biāo)記與往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián)，生成控制器的音頻記錄的音頻文件，其中音頻記錄提供了往復(fù)裝置的爆震的指示，以及在存儲(chǔ)器上將音頻文件儲(chǔ)存在查找表中。
[0008]技術(shù)方案1.一種系統(tǒng)，包括:
控制器，其構(gòu)造成: 從聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)；
分析所述信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的所述信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中所述異常標(biāo)記與所述往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián);以及
生成第一音頻記錄的第一音頻文件來儲(chǔ)存在所述控制器的存儲(chǔ)器中，其中所述第一音頻記錄提供所述往復(fù)裝置的所述爆震的指示。
[0009]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成:
在檢測(cè)到所述異常標(biāo)記時(shí)，開始所述異常標(biāo)記的所述音頻記錄;以及在檢測(cè)到正常標(biāo)記時(shí)，結(jié)束所述異常標(biāo)記的所述音頻記錄。
[0010]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成將所述第一音頻記錄的第一音頻指紋與查找表中的第二音頻記錄的第二音頻指紋相比較。
[0011 ]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述查找表的所述第二音頻指紋與狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，其中所述狀態(tài)提供與所述爆震相關(guān)聯(lián)的異常標(biāo)記的原因。
[0012]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻文件儲(chǔ)存在音頻查找表中。
[0013]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成將所述音頻文件輸出至顯示器或工作站。
[0014]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻文件以.mp3或? wav格式儲(chǔ)存。
[0015]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻文件在12字節(jié)到128字節(jié)之間。
[0016]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述爆震信號(hào)包括振動(dòng)信號(hào)。
[0017]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器包括閃速RAM。
[0018]技術(shù)方案11.對(duì)一個(gè)或更多個(gè)處理器可執(zhí)行例行程序編碼的一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述一個(gè)或更多個(gè)例行程序在由往復(fù)裝置的控制器的處理器執(zhí)行時(shí)，引起包括以下的待執(zhí)行的動(dòng)作:
從聯(lián)接于所述往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)；
分析所述信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的所述信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中所述異常標(biāo)記與所述往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián);以及
生成音頻記錄的音頻文件來儲(chǔ)存在所述控制器的存儲(chǔ)器中，其中所述音頻記錄提供所述往復(fù)裝置的所述爆震的指示。
[0019]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案11所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述爆震信號(hào)包括振動(dòng)信號(hào)。
[0020]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案11所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述異常標(biāo)記通過將所述振動(dòng)信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相比較而檢測(cè)。
[0021 ]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案11所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述音頻數(shù)據(jù)包括與何時(shí)檢測(cè)到所述異常標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳。
[0022]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案11所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述指令包括用以將所述音頻文件儲(chǔ)存在查找表中的指令。
[0023]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述查找表的音頻文件與狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，其中所述狀態(tài)用于識(shí)別異常標(biāo)記的原因。
[0024]技術(shù)方案17.—種方法，包括:
從聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)；
分析所述信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的所述信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中所述異常標(biāo)記與所述往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián)；
生成所述控制器的音頻記錄的音頻文件，其中所述音頻記錄提供所述往復(fù)裝置的所述爆震的指不;以及
在存儲(chǔ)器上將所述音頻文件儲(chǔ)存在查找表中。
[0025]技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，所述方法包括:
在檢測(cè)到所述異常標(biāo)記時(shí)開始所述音頻記錄;以及
在檢測(cè)到正常標(biāo)記時(shí)，結(jié)束所述異常標(biāo)記的所述音頻記錄。
[0026]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，其特征在于，所述方法包括將所述爆震信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相比較來檢測(cè)所述異常標(biāo)記。
[0027]技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法，其特征在于，所述方法包括在顯示器上顯示所述音頻文件。
【附圖說明】
[0028]當(dāng)參照附圖閱讀下列詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中，同樣的標(biāo)記在所有附圖中表示同樣的部件，其中:
圖1為根據(jù)本公開的方面的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖；
圖2為根據(jù)本公開的方面的活塞組件的實(shí)施例的側(cè)視截面視圖；
圖3為根據(jù)本公開的方面的第一完整進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣循環(huán)內(nèi)的燃燒標(biāo)記和閥標(biāo)記的樣本圖；
圖4為根據(jù)本公開的方面的圖2的活塞組件的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的框圖；
圖5為根據(jù)本公開的實(shí)施例的由圖4的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的處理器執(zhí)行的過程的流程圖；
以及
圖6為根據(jù)本公開的實(shí)施例的由圖4的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的處理器執(zhí)行的過程的另一個(gè)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]將在下面描述本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)特定實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，可不在說明書中描述實(shí)際實(shí)施的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在任何這種實(shí)際實(shí)施的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須作出許多特定實(shí)施決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，如符合系統(tǒng)相關(guān)且商業(yè)相關(guān)的約束，這可從一個(gè)實(shí)施變化到另一個(gè)實(shí)施。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這種開發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開的技術(shù)人員而言，仍將是設(shè)計(jì)、制作和制造的日常工作。
[0030]當(dāng)介紹本申請(qǐng)的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個(gè)或更多個(gè)。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。
[0031]本文中所述的技術(shù)包括可檢測(cè)往復(fù)裝置如燃機(jī)或壓縮機(jī)中的非期望爆震狀態(tài)的一個(gè)或更多個(gè)爆震傳感器系統(tǒng)和方法的使用。當(dāng)使用用以監(jiān)測(cè)燃機(jī)的爆震傳感器時(shí)，有時(shí)爆震傳感器系統(tǒng)檢測(cè)到爆震，如，異常或非期望的噪音?？捎欣氖潜４娌豢勺R(shí)別的噪音的記錄用于在日后或隨后分析，而非忽視和棄置不可識(shí)別的噪音。例如，爆震傳感器可檢測(cè)操作者不可聽到或未注意到的爆震。在一些實(shí)施例中，爆震傳感器可用于關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)來避免對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞。如果發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉并且操作者并未聽到由爆震傳感器檢測(cè)到的爆震，則操作者可相信爆震傳感器不適當(dāng)?shù)夭僮?。因此，本公開針對(duì)解決操作者對(duì)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的需要的系統(tǒng)及方法。此外，具有特征化的識(shí)別噪音的記錄極大地提高了數(shù)據(jù)集的利用。因此，記錄的噪音可與查找表(例如，數(shù)據(jù)庫(kù)中的表格、exce I電子數(shù)據(jù)表，或儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的其它表格)中的其它噪音相比較并且/或者儲(chǔ)存。
[0032]轉(zhuǎn)到附圖，圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)8的一部分的實(shí)施例的框圖。如下文詳細(xì)所述，系統(tǒng)8包括具有一個(gè)或更多個(gè)燃燒室12(例如，1，2，3，4，5，6，7，8，10，12，14，16，18，20個(gè)或更多燃燒室12)的發(fā)動(dòng)機(jī)10(例如，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī))。本文中所述的技術(shù)還可適用于其它往復(fù)裝置，如壓縮機(jī)?？諝夤?yīng)源14構(gòu)造成將加壓氧化劑16如空氣、氧、富氧空氣、少氧空氣或它們的任何組合提供至各個(gè)燃燒室12。燃燒室12還構(gòu)造成接收來自燃料供應(yīng)源19的燃料18(例如，液體和/或氣態(tài)燃料)，并且燃料空氣混合物在各個(gè)燃燒室12內(nèi)點(diǎn)燃并且燃燒。熱加壓燃燒氣體引起各個(gè)燃燒室12附近的活塞20在缸26內(nèi)線性移動(dòng)，并且將由氣體施加的壓力轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其引起軸22旋轉(zhuǎn)。此外，軸22可聯(lián)接于負(fù)載24，負(fù)載24經(jīng)由軸22的旋轉(zhuǎn)供能。例如，負(fù)載24可為可經(jīng)由系統(tǒng)10如發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出生成功率的任何適合的裝置。此外，盡管下列論述提到了空氣作為氧化劑16，但任何適合的氧化劑可與公開實(shí)施例一起使用。類似地，燃料18可為任何適合的氣態(tài)燃料，如例如，天然氣、相關(guān)聯(lián)的石油氣、丙烷、生物氣體、沼氣、垃圾氣體、煤礦氣體。
[0033]本文中公開的系統(tǒng)8可適于用于靜止應(yīng)用(例如，工業(yè)發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī))或移動(dòng)應(yīng)用中(例如，汽車或飛行器中)。發(fā)動(dòng)機(jī)10可為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、三沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)或六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)10還可包括任何數(shù)量的燃燒室12、活塞20和相關(guān)聯(lián)的缸(例如，1-24個(gè))。例如，在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)8可包括具有在缸中往復(fù)的4，6，8，10，16，24個(gè)或更多活塞20的大規(guī)模工業(yè)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些此類情況中，缸和/或活塞20可具有大約
13.5-34厘米(cm)之間的直徑。在一些實(shí)施例中，缸和/或活塞20可具有大約10-40cm、15-25cm之間或大約15cm的直徑。系統(tǒng)10可生成范圍從1kW到1Mff的功率。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可在小于大約1800轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)下操作。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可在小于大約2000 RPM, 1900 RPM, 1700 RPM, 1600 RPM, 1500 RPM, 1400 RPM, 1300 RPM, 1200RPM, 1000 RPM, 900 RPM或750 RPM下操作。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可在大約750-2000RPM、900-1800RPM或1000-1600RPM之間操作。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可在大約1800RPM、1500RPM、1200RPM、1000RPM或900RPM下操作。例如，示例性發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括通用電氣公司的Jenbacher發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，Jenbacher2型、3型、4型、6型或J920 FleXtra)或Waukesha發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，Waukesha VGF、VHP、APH、275GL)。
[0034]驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)8可包括適合于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)"爆震"的一個(gè)或更多個(gè)爆震傳感器23。爆震傳感器23可感測(cè)由發(fā)動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)，如，由于爆炸、預(yù)點(diǎn)火和/或輕度爆震(pinging)而引起的振動(dòng)。爆震傳感器23示為通信地聯(lián)接于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU) 25。在操作期間，來自爆震傳感器23的信號(hào)傳送至ECU25以確定爆震狀態(tài)(例如，輕度爆震)是否存在。E⑶25接著可調(diào)整某些發(fā)動(dòng)機(jī)10參數(shù)來改善或避免爆震狀態(tài)。例如，E⑶25可調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)和/或調(diào)整升壓來避免爆震。如本文中進(jìn)一步所述，爆震傳感器23可附加地導(dǎo)出，某些振動(dòng)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步分析和分類來檢測(cè)例如非期望的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。
[0035]圖2為具有設(shè)置在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)10的缸26(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)缸)內(nèi)的活塞20的活塞組件25的實(shí)施例的側(cè)視截面視圖。缸26具有限定圓柱形腔30(例如，開孔)的內(nèi)環(huán)形壁28?；钊?0可由軸向軸線或方向34、徑向軸線或方向36和周向軸線或方向38限定?；钊?0包括頂部部分40(例如，端環(huán)槽脊)。頂部部分40大體上阻擋燃料18和空氣16或燃料空氣混合物在活塞20的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間從燃燒室12逸出。
[0036]如所示，活塞20經(jīng)由連桿56和銷58附接于曲軸54。曲軸54將活塞24的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在活塞20移動(dòng)時(shí)，如上文所論述，曲軸54旋轉(zhuǎn)來對(duì)負(fù)載24(圖1中示出)供能。如所示，燃燒室12定位在活塞24的端環(huán)槽脊40附近。燃料噴射器60將燃料18提供至燃燒室12，并且進(jìn)氣閥62控制空氣16至燃燒室12的輸送。排氣閥64控制排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)10的排放。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，可利用用于將燃料18和空氣16提供至燃燒室12和/或用于排放排氣的任何適合的元件和/或技術(shù)，并且在一些實(shí)施例中，沒有使用燃料噴射。在操作中，燃料18與空氣16在燃燒室12中燃燒引起活塞20以往復(fù)方式(例如，來回)沿軸向方向34在缸26的腔30內(nèi)移動(dòng)。
[0037]在操作期間，當(dāng)活塞20處于缸26中的最高點(diǎn)時(shí)，其在稱為上死點(diǎn)(TDC)的位置。當(dāng)活塞20處于缸26中的其最低點(diǎn)時(shí)，其在稱為下死點(diǎn)(BDC)的位置。在活塞20從頂部移動(dòng)到底部或從底部移動(dòng)到頂部時(shí)，曲軸54旋轉(zhuǎn)半圈。活塞20從頂部到底部或從底部到頂部的各次移動(dòng)稱為沖程，并且發(fā)動(dòng)機(jī)10實(shí)施例可包括二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、三沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)或更多。
[0038]在發(fā)動(dòng)機(jī)10操作期間，典型地發(fā)生包括進(jìn)氣過程、壓縮過程、動(dòng)力過程和排氣過程的序列。進(jìn)氣過程使得可燃混合物如燃料和空氣能夠吸入缸26中，因此進(jìn)氣閥62開啟并且排氣閥64閉合。壓縮過程將可燃混合物壓縮到較小空間中，所以進(jìn)氣閥62和排氣閥64兩者閉合。動(dòng)力過程點(diǎn)燃?jí)嚎s的燃料空氣混合物，這可包括通過火花塞系統(tǒng)的火花點(diǎn)火和/或通過壓縮加熱的壓縮點(diǎn)火。從燃燒所得的壓力接著將活塞20推至BDC。排氣過程典型地使活塞20返回到TDC，同時(shí)保持排氣閥64開啟。因此，排氣過程通過排氣閥64排出用過的燃料空氣混合物。將注意的是，多于一個(gè)的進(jìn)氣閥62和排氣閥64可用于每個(gè)缸26。
[0039]繪出的發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括曲軸傳感器66、爆震傳感器23和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)25(其包括處理器72和存儲(chǔ)器74)。曲軸傳感器66感測(cè)曲軸54的位置和/或轉(zhuǎn)速。因此，曲軸角或曲軸正時(shí)信息可被導(dǎo)出。即，當(dāng)監(jiān)測(cè)燃機(jī)時(shí)，正時(shí)經(jīng)常按照曲軸54角表示。例如，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)10的整個(gè)循環(huán)可測(cè)量為720°循環(huán)。爆震傳感器23可為壓電加速計(jì)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器，和/或設(shè)計(jì)成感測(cè)振動(dòng)、加速度、聲音和/或移動(dòng)的任何其它傳感器。
[0040]由于發(fā)動(dòng)機(jī)10的沖擊性質(zhì)，故爆震傳感器23可即使在安裝在缸26的外部時(shí)也可能夠檢測(cè)標(biāo)記。然而，爆震傳感器23可設(shè)置在缸26中或周圍的各種位置處。此外，在一些實(shí)施例中，單個(gè)爆震傳感器23可例如由一個(gè)或更多個(gè)相鄰的缸26共用。在其它實(shí)施例中，各個(gè)缸26可包括一個(gè)或更多個(gè)爆震傳感器23。曲軸傳感器66和爆震傳感器23示為與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)25電子通信。E⑶25包括處理器72和存儲(chǔ)器74。存儲(chǔ)器74可儲(chǔ)存可由處理器72執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令。E⑶25監(jiān)測(cè)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作，例如，通過調(diào)整燃燒正時(shí)、閥62，64的正時(shí)、調(diào)整燃料和氧化劑(例如，空氣)的輸送等。
[0041 ]有利地，本文中所述的技術(shù)可使用ECU25接收來自曲軸傳感器66和爆震傳感器23的信號(hào)(例如，數(shù)據(jù))，并且接著通過繪制相對(duì)于曲軸54位置的爆震傳感器23信號(hào)來產(chǎn)生〃噪音〃標(biāo)記。ECU25接著可經(jīng)歷分析數(shù)據(jù)來導(dǎo)出正常標(biāo)記(例如，已知和預(yù)期噪音)和異常標(biāo)記(例如，未知或意外噪音)的過程。
[0042]例如，圖3為由爆震傳感器23測(cè)得的噪音信號(hào)的導(dǎo)出(例如，由ECU25)的原始發(fā)動(dòng)機(jī)噪音圖75的實(shí)施例，其中X軸76為關(guān)于時(shí)間的曲軸54位置。關(guān)于圖75的數(shù)據(jù)可在ECU25在發(fā)動(dòng)機(jī)10操作期間組合從爆震傳感器23和曲軸傳感器66接收到的數(shù)據(jù)時(shí)生成。盡管圖75在圖3中繪出，但信號(hào)可簡(jiǎn)單地由ECU25處理，而不生成圖75。在所繪實(shí)施例中，以振幅軸線78示出了爆震傳感器23信號(hào)的振幅曲線77。即，振幅曲線77包括相對(duì)于曲柄角繪制的經(jīng)由爆震傳感器23感測(cè)的振動(dòng)信號(hào)(例如，噪音或聲音信號(hào))的振幅測(cè)量結(jié)果。應(yīng)當(dāng)理解的是，這僅為樣本數(shù)據(jù)集的圖，而不旨在限制由ECU25生成的圖。曲線77接著可縮放用于進(jìn)一步處理。
[0043]爆震傳感器可檢測(cè)操作者可錯(cuò)過或未聽到的非合乎需要的、未知的或意外的振動(dòng)(例如，爆震)。例如，ECU25可存取儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器74中的參考標(biāo)記(例如，信號(hào)或圖案)。ECU25可將參考標(biāo)記與爆震傳感器23的噪音標(biāo)記相比較。例如，如果爆震傳感器信號(hào)振幅超過基準(zhǔn)?目號(hào)，則ECU25可確定發(fā)生了爆震。就此而目，可合乎需要的是，生成首頻記錄的首頻文件，并且/或者將音頻文件儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器74中來向發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作者提供爆震的證據(jù)。音頻記錄可向操作者提供發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的指示。因此，儲(chǔ)存的信號(hào)可用作爆震的證據(jù)。此外，信號(hào)可用于下文論述的進(jìn)一步診斷。
[0044]圖4為根據(jù)本公開的實(shí)施例的通信地聯(lián)接于發(fā)動(dòng)機(jī)10的爆震傳感器23的ECU25的框圖。E⑶25可包括處理器72或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器74和輸入/輸出(S卩，I/O)，如輸出80。處理器72可包括多個(gè)微處理器、一個(gè)或更多個(gè)〃通用〃微處理器、一個(gè)或更多個(gè)專用微處理器，和/或一個(gè)或更多個(gè)專用集成電路(ASICS)、芯片上系統(tǒng)(SoC)裝置，或一些其它處理器構(gòu)造。例如，處理器58可包括一個(gè)或更多個(gè)簡(jiǎn)化指令集(RISC)處理器或復(fù)雜指令集(CISC)處理器。處理器72可操作性地聯(lián)接于存儲(chǔ)器74，以執(zhí)行指令用于執(zhí)行當(dāng)前公開的技術(shù)。這些指令可編碼在儲(chǔ)存于有形的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)如存儲(chǔ)器74和/或其它儲(chǔ)存器中的程序或代碼中。實(shí)施例中的存儲(chǔ)器74包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，如但不限于硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、磁盤、閃速驅(qū)動(dòng)器、光盤、數(shù)字視頻盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM和/或閃速RAM)，和/或使得處理器72能夠儲(chǔ)存、檢索和/或執(zhí)行指令(例如，用于儲(chǔ)存爆震音頻的軟件或固件)和/或數(shù)據(jù)(例如，爆震音頻文件)的任何適合的儲(chǔ)存裝置。存儲(chǔ)器74可包括一個(gè)或更多個(gè)本地和/或遠(yuǎn)程儲(chǔ)存裝置。E⑶25可包括各種I/O。
[0045]E⑶25的處理器72可構(gòu)造成生成關(guān)于音頻文件的信號(hào)(例如，音頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)等)，以輸出至閃速驅(qū)動(dòng)器、工作站(例如，工作站的顯示器)、另一電子控制單元，或用于接收關(guān)于音頻文件的信號(hào)的任何適合的裝置。例如，音頻信號(hào)或診斷信息可在控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)上發(fā)送。ECU25可使用任何適合的無線或有線協(xié)議來傳送和/或接收消息(例如，音頻記錄)。因此，盡管關(guān)于執(zhí)行所有步驟的ECU25的處理器72描述了圖5和6中的過程，但一旦產(chǎn)生音頻文件，則一個(gè)或更多個(gè)步驟可由另一個(gè)電子裝置(例如，工作站)執(zhí)行。
[0046]圖5為可由圖4的處理器72(例如，運(yùn)行代碼)執(zhí)行以使得ECU25能夠生成爆震信號(hào)的音頻記錄的過程88的流程圖。過程88可儲(chǔ)存在ECU25的存儲(chǔ)器74中，并且由處理器72作為指令執(zhí)行。ECU25可通過從爆震傳感器23接收爆震信號(hào)開始，如，噪音信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)、加速信號(hào)、移動(dòng)信號(hào)等。處理器72接著可存取從發(fā)動(dòng)機(jī)10的爆震傳感器23接收到的爆震信號(hào)(框90)。處理器72可通過基于與來自爆震傳感器23的爆震信號(hào)相關(guān)聯(lián)的異常標(biāo)記(例如，異常振動(dòng)、異常噪音/聲音、異常加速、異常運(yùn)動(dòng)等)來檢測(cè)或識(shí)別觸發(fā)事件發(fā)生而分析信號(hào)(框92)。即，觸發(fā)事件發(fā)生可為來自爆震傳感器的任何適合的信號(hào)的發(fā)生，其通過分析信號(hào)振幅、頻率、諧振等而指示了爆震已經(jīng)發(fā)生。觸發(fā)事件發(fā)生可利用與爆震相關(guān)聯(lián)的時(shí)間打上時(shí)間戳。異常標(biāo)記可對(duì)應(yīng)于爆震或其它機(jī)械故障。適合于識(shí)別/檢測(cè)觸發(fā)事件的任何方法可用于檢測(cè)異常振動(dòng)。例如，正常信號(hào)的振動(dòng)可使用閾值(例如，某些頻率的閾值)、六西格瑪統(tǒng)計(jì)、貝葉斯統(tǒng)計(jì)或Al/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，或檢測(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)爆震相關(guān)聯(lián)的異常振動(dòng)的任何適合方法來與爆震傳感器信號(hào)相比較。作為備選和/或此外，基準(zhǔn)圖案可與噪音圖案相比較來確定指示爆震發(fā)生的異常標(biāo)記的相對(duì)可能性。例如，如果爆震傳感器信號(hào)振幅超過對(duì)應(yīng)于類似曲柄角(例如，相同曲柄角或在曲柄角的預(yù)設(shè)范圍內(nèi))的圖3上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，則其可指示發(fā)動(dòng)機(jī)爆震為可能的。作為備選和/或此外，處理器72可利用圖案匹配，例如，基于事件的頻率或時(shí)長(zhǎng)。處理器72可通過生成發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震的音頻記錄的數(shù)據(jù)(例如，音頻文件)來繼續(xù)。音頻記錄的數(shù)據(jù)可儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器72、硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、磁盤、閃速驅(qū)動(dòng)器、光盤、數(shù)字音頻盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM和/或閃速RAM)、專有裝置和/或用于儲(chǔ)存音頻記錄的任何適合的儲(chǔ)存裝置上。音頻還可儲(chǔ)存在CAN上的另一位置。音頻記錄可以以.wav、.mp3或其它專有文件格式儲(chǔ)存。音頻文件可較小(例如，12-128字節(jié))、較大(例如，128字節(jié)到5MB)，或更大。較小音頻文件的優(yōu)點(diǎn)可為它們更容易比較。除儲(chǔ)存音頻文件之外，音頻數(shù)據(jù)可用于產(chǎn)生與不同發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記。
[0047]圖6為可由圖4的處理器72(例如，運(yùn)行代碼)執(zhí)行的另一個(gè)過程96的流程圖。過程88可儲(chǔ)存在E⑶25的存儲(chǔ)器74中，并且由處理器72作為指令執(zhí)行。處理器72可通過存取從爆震傳感器23接收到的爆震信號(hào)而開始(框98)。處理器72可通過基于爆震信號(hào)檢測(cè)觸發(fā)事件發(fā)生而繼續(xù)(框100)。例如，觸發(fā)事件可與異常標(biāo)記相關(guān)聯(lián)。當(dāng)檢測(cè)到異常標(biāo)記時(shí)，觸發(fā)事件可由處理器72利用(例如，作為中斷、事件、功能、過程等)，以在檢測(cè)到異常標(biāo)記時(shí)開始音頻記錄(框102)。音頻記錄可提供發(fā)動(dòng)機(jī)10的爆震的指示。例如，音頻記錄可包括發(fā)動(dòng)機(jī)10的可聽爆震和/或與異常標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)信號(hào)。爆震可關(guān)于與機(jī)械故障相關(guān)聯(lián)的異常標(biāo)記。當(dāng)檢測(cè)到正常狀態(tài)(例如，觸發(fā)事件結(jié)束)時(shí)，處理器72可結(jié)束異常標(biāo)記的音頻記錄(框104)，從而記錄與異常標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的爆震噪音。正常狀態(tài)可基于爆震不可能發(fā)生時(shí)的狀態(tài)。例如，處理器72可基于存在檢測(cè)到異常標(biāo)記的可能性(例如，一定范圍內(nèi)的概率，如，高于50%)的指示來開始記錄和/或結(jié)束記錄。此外，處理器72可在觸發(fā)事件發(fā)生之后、在觸發(fā)時(shí)間發(fā)生時(shí)或在觸發(fā)時(shí)間可能在將來發(fā)生時(shí)記錄。此外和/或作為備選，異常狀態(tài)和/或正常狀態(tài)的記錄可基于預(yù)定量的時(shí)間。例如，一旦檢測(cè)到異常狀態(tài)，則記錄可發(fā)生達(dá)預(yù)定量的時(shí)間(例如，各次記錄持續(xù)5秒)。作為又一個(gè)實(shí)例，一旦檢測(cè)到異常狀態(tài)，則記錄可繼續(xù)，直到檢測(cè)到正常狀態(tài)達(dá)預(yù)定量的時(shí)間。
[0048]如關(guān)于圖5所論述，處理器72接著可將音頻記錄的音頻文件儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器74或另一個(gè)儲(chǔ)存器中。作為備選和/或此外，音頻文件可儲(chǔ)存在查找表(例如，數(shù)據(jù)庫(kù)、電子數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))中。查找表可為音頻文件、音頻數(shù)據(jù)、振動(dòng)數(shù)據(jù)等的表格。例如，查找表可為與由發(fā)動(dòng)機(jī)10的爆震傳感器23檢測(cè)到的異常標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的噪音的字典。查找表可用于使異常標(biāo)記與各種狀態(tài)特征化/相關(guān)聯(lián)。狀態(tài)可用于識(shí)別異常標(biāo)記的原因或起因。通過儲(chǔ)存和分析音頻文件，用于異常標(biāo)記的狀態(tài)和原因可用于診斷和加強(qiáng)產(chǎn)品。
[0049]在記錄異常標(biāo)記的音頻文件之后，音頻文件可與同異常標(biāo)記相關(guān)聯(lián)的其它音頻文件相比較(框106)。例如，音頻記錄的指紋可用于與異常標(biāo)記的音頻記錄的其它指紋相比較。指紋可基于不同頻率、振幅等。如果查找表中不存在類似的指紋(框108)，則處理器可儲(chǔ)存音頻文件/指紋用于隨后特征化(框110)。如果發(fā)現(xiàn)類似的指紋(框108)，則處理器72可通過使異常標(biāo)記特征化并且更新查找表而繼續(xù)(框112)。
[0050]在本公開的實(shí)施例中，如果特定發(fā)動(dòng)機(jī)具有不適當(dāng)?shù)亟佑|缸的一部分的活塞，則處理器72可存取從與該特定缸相關(guān)聯(lián)的爆震傳感器接收到的信號(hào)。處理器72接著可確定爆震信號(hào)是否關(guān)于異常標(biāo)記或正常標(biāo)記。當(dāng)發(fā)生不適當(dāng)接觸時(shí)，處理器72可基于爆震傳感器的異常標(biāo)記來檢測(cè)到觸發(fā)事件。當(dāng)不適當(dāng)接觸開始(即，檢測(cè)到異常標(biāo)記)時(shí)，處理器72可開始記錄音頻記錄作為不適當(dāng)接觸的證據(jù)。當(dāng)不適當(dāng)接觸結(jié)束(即，檢測(cè)到正常標(biāo)記)時(shí)，處理器72可停止音頻記錄。與記錄相關(guān)聯(lián)的各種頻率和振幅(S卩，指紋)接著可與數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄的頻率和振幅相比較。如果不適當(dāng)接觸在其它情況中發(fā)生，則記錄接著可與不適當(dāng)接觸缸的活塞(即，狀態(tài))相關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫(kù)接著可基于記錄更新。
[0051]公開實(shí)施例的技術(shù)效果涉及記錄發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆震噪音。更具體而言，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可生成發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆震的記錄的音頻記錄或文件。音頻記錄可輸出至顯示器或揚(yáng)聲器來向操作者提供發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆震的證據(jù)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可檢測(cè)到異常標(biāo)記的觸發(fā)事件，并且開始記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可在異常標(biāo)記停止時(shí)停止記錄。音頻記錄可與其它音頻記錄相比較，并且基于音頻記錄的特點(diǎn)放入表格中。接著，操作者可使用記錄并且/或者基于記錄診斷發(fā)動(dòng)機(jī)中的問題。
[0052]該書面的描述使用實(shí)例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種系統(tǒng)，包括: 控制器，其構(gòu)造成: 從聯(lián)接于往復(fù)裝置的爆震傳感器獲得信號(hào)； 分析所述信號(hào)來基于具有異常標(biāo)記的所述信號(hào)確定觸發(fā)事件發(fā)生，其中所述異常標(biāo)記與所述往復(fù)裝置的爆震相關(guān)聯(lián);以及 生成第一音頻記錄的第一音頻文件來儲(chǔ)存在所述控制器的存儲(chǔ)器中，其中所述第一音頻記錄提供所述往復(fù)裝置的所述爆震的指示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成: 在檢測(cè)到所述異常標(biāo)記時(shí)，開始所述異常標(biāo)記的所述音頻記錄；以及 在檢測(cè)到正常標(biāo)記時(shí)，結(jié)束所述異常標(biāo)記的所述音頻記錄。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成將所述第一音頻記錄的第一音頻指紋與查找表中的第二音頻記錄的第二音頻指紋相比較。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述查找表的所述第二音頻指紋與狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，其中所述狀態(tài)提供與所述爆震相關(guān)聯(lián)的異常標(biāo)記的原因。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻文件儲(chǔ)存在音頻查找表中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器構(gòu)造成將所述音頻文件輸出至顯示器或工作站。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻文件以.mp3或.wav格式儲(chǔ)存。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻文件在12字節(jié)到128字節(jié)之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述爆震信號(hào)包括振動(dòng)信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器包括閃速RAM。
【文檔編號(hào)】F02D35/02GK105909402SQ201610092658
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日
【發(fā)明人】J.J.比祖布, J.M.布蘭特
【申請(qǐng)人】通用電氣公司