爆振傳感器信號(hào)的聯(lián)合時(shí)頻和小波分析的制作方法
【專利摘要】一種方法，包括接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào)、預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)以生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)，以及處理預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來確定燃機(jī)的燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
【專利說明】
爆振傳感器信號(hào)的聯(lián)合時(shí)頻和小波分析
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文公開的主題涉及往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于經(jīng)由聯(lián)合時(shí)頻分析和/或小波分析處理來自往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，內(nèi)燃機(jī))的爆振傳感器的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃機(jī)通常燃燒含碳燃料，諸如天然氣、汽油、柴油等，且使用高溫和高壓的氣體的對(duì)應(yīng)膨脹來將力施加到發(fā)動(dòng)機(jī)的某些構(gòu)件(例如，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中的活塞)上，以使構(gòu)件移動(dòng)一定距離。因此，含碳燃料轉(zhuǎn)化成機(jī)械運(yùn)動(dòng)，其用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。例如，負(fù)載可為產(chǎn)生電功率的發(fā)電機(jī)。
[0003]在某些構(gòu)造中，燃機(jī)的各種操作或狀態(tài)(例如，峰值焚燒壓力)的定時(shí)可使用傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)測(cè)和估計(jì)。然而，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可能不太準(zhǔn)確，且使用傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的燃機(jī)的校正措施可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。因此，峰值焚燒壓力(和/或其它操作事件)的改善的監(jiān)測(cè)可為有用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]下文歸納了在范圍上等同于原來提出的發(fā)明的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例不旨在限制提出的發(fā)明的范圍，而相反，這些實(shí)施例僅旨在提供本公開內(nèi)容的可能形式的簡要概述。實(shí)際上，本公開內(nèi)容可涵蓋可類似于或不同于下文闡明的實(shí)施例的多種形式。
[0005]在第一實(shí)施例中，一種方法包括接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào)、預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)，以及處理預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來確定燃機(jī)的燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
[0006]在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包配置成監(jiān)測(cè)燃機(jī)的燃燒室的峰值焚燒壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)控制系統(tǒng)包括處理器，其配置成接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào)、預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)，以及處理預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來確定峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
[0007]在第三實(shí)施例中，一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括可執(zhí)行指令，其在執(zhí)行促使處理器接收由設(shè)置在燃機(jī)中或附近的爆振傳感器感測(cè)的噪音信號(hào)，預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)，將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來生成變換的信號(hào)，以及分析變換的信號(hào)來確定燃機(jī)的燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
[0008]本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種方法，包括:接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào);預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)；以及處理預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來確定燃機(jī)的燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
[0009]本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，包括將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來生成變換的信號(hào)，其中確定峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合包括分析變換的信號(hào)。
[0010]本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第二技術(shù)方案中，分析變換的信號(hào)包括生成和分析量圖，以確定變換的信號(hào)的中心，其中中心的位置坐標(biāo)與峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合相關(guān)。
[0011]本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，位置坐標(biāo)為時(shí)間單位、曲軸位置單位或它們的組合。
[0012]本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第二技術(shù)方案中，將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來生成變換的信號(hào)包括應(yīng)用小波變換函數(shù)來導(dǎo)出三維表示。
[0013]本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第五技術(shù)方案中，應(yīng)用小波變換函數(shù)包括應(yīng)用墨西哥帽小波函數(shù)、Mey er小波函數(shù)或Mor e I e t小波函數(shù)。
[0014]本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第二技術(shù)方案中，將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以生成變換的信號(hào)包括應(yīng)用聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)，以及其中分析變換的信號(hào)包括在時(shí)域和頻率兩者中同時(shí)分析變換的信號(hào)。
[0015]本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第七技術(shù)方案中，應(yīng)用聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)包括應(yīng)用維格納-威利分布函數(shù)、伽柏變換函數(shù)、蔡-威廉斯分布函數(shù)、錐形分布函數(shù)或科恩分布函數(shù)。
[0016]本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)包括以低通、帶通或高通濾波器過濾信號(hào)、對(duì)噪音信號(hào)積分，或以上兩者。
[0017]本發(fā)明的第十技術(shù)方案提供了一種系統(tǒng)，包括:配置成監(jiān)測(cè)燃機(jī)的燃燒室的峰值焚燒壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括處理器，其配置成:接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)的噪音信號(hào);預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)；以及處理預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以確定峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
[0018]本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，包括配置成感測(cè)曲軸的位置的曲軸傳感器，其中處理器進(jìn)一步配置成:從曲軸傳感器接收表現(xiàn)曲軸的位置的曲柄角信號(hào)；以及使預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)與曲柄角信號(hào)相關(guān)，以確定峰值焚燒壓力的位置，其中峰值焚燒壓力的位置包括曲軸的位置。
[0019]本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，處理器進(jìn)一步配置成將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以生成變換的信號(hào)，其中確定峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合包括分析變換的信號(hào)。
[0020]本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來生成變換的信號(hào)包括應(yīng)用小波變換函數(shù)。
[0021]本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十三技術(shù)方案中，應(yīng)用小波變換函數(shù)包括應(yīng)用墨西哥帽小波函數(shù)、Mey er小波函數(shù)或Mor e I e t小波函數(shù)。
[0022]本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以生成變換的信號(hào)包括應(yīng)用聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)，以及其中分析變換的信號(hào)包括在時(shí)域和頻率兩者中同時(shí)分析變換的信號(hào)。
[0023]本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十五技術(shù)方案中，應(yīng)用聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)包括應(yīng)用維格納-威利分布函數(shù)、伽柏變換函數(shù)、蔡-威廉斯分布函數(shù)、錐形分布函數(shù)或科恩分布函數(shù)。
[0024]本發(fā)明的第十七技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，處理器進(jìn)一步配置成確定變換的信號(hào)的中心，其中峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合對(duì)應(yīng)于變換的信號(hào)的中心的位置和/或時(shí)間坐標(biāo)。
[0025]本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)包括以低通、帶通或高通濾波器過濾信號(hào)、對(duì)噪音信號(hào)積分，或以上兩者。
[0026]本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，處理器配置成通過直接地分析預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來確定峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合，而不使用小波變換函數(shù)或聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)。
[0027]本發(fā)明的第二十技術(shù)方案提供了一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括可執(zhí)行指令，其在執(zhí)行時(shí)促使處理器:接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào);預(yù)先調(diào)節(jié)噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào);將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以生成變換的信號(hào)；以及分析變換的信號(hào)來確定燃機(jī)的燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。
【附圖說明】
[0028]在參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在附圖中相似的標(biāo)號(hào)表示附圖各處相似的零件，在附圖中:
圖1為按照本公開內(nèi)容的方面的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的框圖；
圖2為按照本公開內(nèi)容的方面的包括在具有爆振傳感器的圖1的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸和活塞組件的實(shí)施例的示意性截面視圖；
圖3為按照本公開內(nèi)容的各方面的由圖2中所示的爆振傳感器測(cè)得的原始數(shù)據(jù)的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音圖的實(shí)施例；
圖4為按照本公開內(nèi)容的各方面的具有由圖2中所示的爆振傳感器測(cè)得的原始數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)的過濾版本的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音圖的實(shí)施例；
圖5為按照本公開內(nèi)容的各方面的在將小波變換應(yīng)用于圖4的原始數(shù)據(jù)的過濾版本之后的量圖或譜圖的實(shí)施例；
圖6為按照本公開內(nèi)容的各方面的在將維格納-威利(Wigner-Ville)分布函數(shù)應(yīng)用于圖4的原始數(shù)據(jù)的過濾版本之后的量圖或譜圖的實(shí)施例；
圖7為按照本公開內(nèi)容的各方面的具有由圖2中所示的爆振傳感器測(cè)得的原始數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)的積分版本的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音圖的實(shí)施例；
圖8為按照本公開內(nèi)容的方面的在將小波變換應(yīng)用于圖7的原始數(shù)據(jù)的積分版本之后的量圖或譜圖的實(shí)施例；
圖9為按照本公開內(nèi)容的方面的在將維格納-威利分布函數(shù)應(yīng)用于圖7的原始數(shù)據(jù)的積分版本之后的量圖或譜圖的實(shí)施例；以及
圖10為按照本公開內(nèi)容的方面的示出確定圖2的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置的方法的工藝流程圖的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下文將描述本發(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)施例的簡要描述，實(shí)際的實(shí)施方式的所有特征可能未在說明書中描述。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在任何此類實(shí)際實(shí)施方式的開發(fā)中，如任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中那樣，必須進(jìn)行許多實(shí)施方式特有的決定來實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，這可從一個(gè)實(shí)施方式到另一個(gè)不同。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，此開發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但對(duì)于受益于本公開內(nèi)容的普通技術(shù)人員仍是進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和制造的常規(guī)任務(wù)。
[0030]當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，詞語〃一個(gè)〃、〃一種〃、〃該〃和〃所述〃旨在表示存在一個(gè)或更多個(gè)元件。用語"包括"、"包含"和"具有"旨在為包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。
[0031]本公開內(nèi)容針對(duì)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于經(jīng)由聯(lián)合時(shí)頻分析和/或小波分析處理設(shè)置在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆振傳感器的信號(hào)的系統(tǒng)和方法。例如，下文將參照附圖詳細(xì)描述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，諸如柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī))包括汽缸和設(shè)置在汽缸內(nèi)的活塞。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)包括點(diǎn)火特征，其點(diǎn)燃活塞附近的燃燒室內(nèi)(例如，汽缸內(nèi)且活塞上方)的燃料-氧化劑(例如，燃料-空氣)混合物。由燃料-空氣混合物的點(diǎn)燃生成的熱燃燒氣體驅(qū)動(dòng)汽缸內(nèi)的活塞。具體而言，熱燃燒氣體膨脹且相對(duì)于活塞施加壓力，使得活塞在膨脹沖程期間從汽缸的頂部移動(dòng)到底部?；钊麑⒂扇紵龤怏w施加的壓力(和活塞的線性運(yùn)動(dòng))轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(例如，經(jīng)由聯(lián)接到活塞和曲軸上且在活塞和曲軸之間延伸的連桿)，其驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)負(fù)載，例如，發(fā)電機(jī)。
[0032]大體上，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括配置成檢測(cè)(例如，監(jiān)測(cè))往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件的振動(dòng)(例如，噪音、聲音或移動(dòng))的爆振傳感器，以及配置成檢測(cè)(例如，監(jiān)測(cè))連同汽缸內(nèi)的活塞的線性移動(dòng)而移動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn))的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的地點(diǎn)或位置(例如，曲柄角)的曲軸傳感器。由曲軸傳感器監(jiān)測(cè)的曲柄角和由爆振傳感器監(jiān)測(cè)的振動(dòng)可關(guān)聯(lián)、比較或以其它方式處理，以確定往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作參數(shù)。例如，按照本實(shí)施例，振動(dòng)(例如，振動(dòng)輪廓)和曲柄角可被監(jiān)測(cè)和/或處理來確定峰值焚燒壓力(例如，燃燒期間燃燒室內(nèi)的最高壓力)發(fā)生的位置(例如，以曲柄角)。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，振動(dòng)輪廓可相對(duì)于時(shí)間而不是曲柄角來監(jiān)測(cè)，因?yàn)闀r(shí)間與操作的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲柄角相關(guān)聯(lián)。
[0033]有利地，本文所述的技術(shù)可使用相對(duì)于原始曲軸傳感器信號(hào)繪制(或相對(duì)于時(shí)間繪制)的原始爆振傳感器信號(hào)的聯(lián)合時(shí)頻分析、小波分析、線調(diào)頻小波分析(chirpleta n a I y s i s )、濾波、積分或它們的組合。換言之，按照本實(shí)施例，一定時(shí)間(或曲柄角)內(nèi)繪出的振動(dòng)輪廓可經(jīng)由聯(lián)合時(shí)頻分析、小波分析、線調(diào)頻小波分析、濾波或積分中的一個(gè)或更多個(gè)處理，以確定峰值焚燒壓力發(fā)生在燃燒室中的位置(以曲柄角或時(shí)間測(cè)量)。
[0034]轉(zhuǎn)到附圖，圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)8的一部分的實(shí)施例的框圖。如下文詳述所述，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))。空氣供應(yīng)源14構(gòu)造成將加壓氧化劑16(諸如空氣、氧、富氧空氣、少氧空氣或其任何組合)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)，且燃料空氣混合物在各個(gè)燃燒室12內(nèi)點(diǎn)燃且燃燒。熱加壓燃燒氣體引起鄰近于各個(gè)燃燒室12的活塞20在汽缸26內(nèi)線性移動(dòng)，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)接到負(fù)載24上，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(諸如發(fā)電機(jī))的旋轉(zhuǎn)輸出生成功率的任何適合的裝置。此外，盡管以下論述提到了空氣作為氧化劑16，但任何適合的氧化劑都可結(jié)合公開實(shí)施例來使用。類似地，燃料18可為任何適合的氣態(tài)燃料，例如，諸如天然氣、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。
[0035]本文公開的系統(tǒng)8可適用于靜止應(yīng)用(例如，工業(yè)發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī))或移動(dòng)應(yīng)用(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)目的燃燒室12、活塞20和相關(guān)聯(lián)的汽缸(例如，1-24)。例如，在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)8可包括具有在汽缸中往復(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，汽缸和/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，汽缸和/或活塞20可具有大約10-40cm之間、15-25cm之間或大約15cm的直徑。系統(tǒng)10可生成1kW到10麗范圍的功率。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,1200 RPM, 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General Electrie公司的 Jenbacher發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，Jenbacher2型、3型、4型、6型或J920FleXtra)或Waukesha發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，Waukesha VGF、VHP、APG、275GL)。
[0036]驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)8可包括適用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)"爆振"的一個(gè)或更多個(gè)爆振傳感器23。爆振傳感器23可為配置成感測(cè)由發(fā)動(dòng)機(jī)10引起的振動(dòng)(諸如由爆燃、預(yù)先點(diǎn)火和/或輕度爆震引起的振動(dòng))的任何傳感器。爆振傳感器23示為通信地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECT)25上。在操作期間，來自爆振傳感器23的信號(hào)傳輸至ECU25以確定爆振狀態(tài)(例如，輕度爆震)是否存在。E⑶25然后可調(diào)整某些發(fā)動(dòng)機(jī)10參數(shù)來改善或消除爆振狀態(tài)。例如，E⑶25可調(diào)整點(diǎn)火定時(shí)和/或調(diào)整升壓來消除爆振。如本文進(jìn)一步所述，爆振傳感器23還可導(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)。
[0037]圖2為具有設(shè)置在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸26(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸)內(nèi)的活塞20的活塞組件25的實(shí)施例的側(cè)部截面視圖。汽缸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40(例如，端環(huán)槽脊)。頂部40大體上阻擋燃料18和空氣16或燃料空氣混合物32在活塞20的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間逸出燃燒室12。
[0038]如圖所示，活塞20經(jīng)由連桿56和銷58附接到曲軸54上。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)。當(dāng)活塞20移動(dòng)時(shí)，如上文所述，曲軸54旋轉(zhuǎn)來對(duì)負(fù)載24(圖1中所示)供能。如圖所示，燃燒室12定位鄰近于活塞24的端環(huán)槽脊40。燃料噴射器60將燃料18提供至燃燒室12，且進(jìn)氣閥62控制空氣16輸送至燃燒室12。排氣閥64控制排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用用于將燃料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)，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在汽缸26的腔30內(nèi)移動(dòng)。
[0039]在操作期間，當(dāng)活塞20處于汽缸26中的最高點(diǎn)時(shí)，其位于稱為上死點(diǎn)(TDC)的位置。當(dāng)活塞20處于汽缸26中的其最低點(diǎn)時(shí)，其處于稱為下死點(diǎn)(BDC)的位置。當(dāng)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?；钊?0從頂部到底部或從底部到頂部的各次移動(dòng)稱為沖程，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。
[0040]在發(fā)動(dòng)機(jī)10操作期間，通常發(fā)生包括進(jìn)氣過程、壓縮過程、動(dòng)力過程和排氣過程的程序。進(jìn)氣過程允許諸如燃料和空氣的可燃混合物吸入汽缸26中，因此進(jìn)氣閥62開啟且排氣閥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64兩者都關(guān)閉。動(dòng)力過程點(diǎn)燃?jí)嚎s的燃料空氣混合物，其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燃。從燃燒所得的壓力然后將活塞20推至BDC。峰值焚燒壓力描述了動(dòng)力過程期間燃燒室12中的最高壓力。按照本實(shí)施例，如下文參照以下附圖詳細(xì)所述，峰值焚燒壓力的位置可由ECU25監(jiān)測(cè)。排氣過程通常使活塞20回到TDC，同時(shí)保持排氣閥64開啟。因此，排氣過程經(jīng)由排氣閥64排出用過的燃料空氣混合物。將注意的是，一個(gè)以上的進(jìn)氣閥62和排氣閥64可用于每個(gè)汽缸26。
[0041 ]繪出的發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括曲軸傳感器66、爆振傳感器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，曲軸角或曲軸定時(shí)信息可導(dǎo)出。即，當(dāng)監(jiān)測(cè)燃機(jī)時(shí)，定時(shí)常常依據(jù)曲軸54角(例如，曲柄角)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)。爆振傳感器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、磁致伸縮傳感器，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。在其它實(shí)施例中，傳感器23可能不是傳統(tǒng)意義上的爆振傳感器，而是可感測(cè)振動(dòng)、壓力、加速度、偏轉(zhuǎn)或移動(dòng)且可用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)"爆振"的任何傳感器。
[0042]由于發(fā)動(dòng)機(jī)10的沖擊性質(zhì)，爆振傳感器23可即使在安裝在汽缸26(例如，汽缸組)的外部時(shí)也能夠檢測(cè)噪音。然而，爆振傳感器23可設(shè)置在汽缸26中或周圍的各種位置處。此外，在一些實(shí)施例中，單個(gè)爆振傳感器23可例如由一個(gè)或更多個(gè)相鄰的汽缸26共用。在其它實(shí)施例中，各個(gè)汽缸26均可包括一個(gè)或更多個(gè)爆振傳感器23 ο曲軸傳感器66和爆振傳感器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)整燃燒定時(shí)(例如，點(diǎn)火定時(shí))、閥62，64的定時(shí)、調(diào)整燃料和氧化劑(例如，空氣)的輸送等。
[0043]有利地，本文所述的技術(shù)可使用ECU25接收來自曲軸傳感器66和爆振傳感器23的數(shù)據(jù)，且然后通過繪出相對(duì)于曲軸54位置的爆振傳感器23數(shù)據(jù)來創(chuàng)建噪音輪廓(例如，聲音輪廓、振動(dòng)輪廓等KECU25然后可經(jīng)歷分析數(shù)據(jù)的過程，以確定何時(shí)發(fā)生某些操作事件和狀態(tài)(諸如峰值焚燒壓力)。例如，ECU25可預(yù)先調(diào)節(jié)噪音輪廓，將變換函數(shù)應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音輪廓，以及定位表現(xiàn)峰值焚燒壓力的預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音輪廓的變換版本中(或預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音輪廓自身中)的特征。
[0044]圖3為由爆振傳感器34測(cè)量的噪音數(shù)據(jù)(例如，由ECU25)導(dǎo)出的原始發(fā)動(dòng)機(jī)噪音圖75的實(shí)施例，其中X軸線76為時(shí)間，但在一些實(shí)施例中，可為由曲軸傳感器66監(jiān)測(cè)的曲軸54的位置(例如，以曲柄角)，借此時(shí)間與曲軸54的位置相關(guān)。當(dāng)ECU25(或其它計(jì)算裝置)組合發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作期間從爆振傳感器23和曲軸傳感器66接收到的數(shù)據(jù)時(shí)，生成圖75。在繪出的實(shí)施例中，示出了爆振傳感器23信號(hào)的振幅曲線77(例如，噪音輪廓)，其中y軸線78為振幅。即，振幅曲線77包括經(jīng)由爆振傳感器23感測(cè)且相對(duì)于曲柄角繪制的振動(dòng)數(shù)據(jù)(例如，噪音、聲數(shù)據(jù))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。如前文所述和下文詳細(xì)闡釋那樣，例如，所示樣本數(shù)據(jù)集可由ECU25生成，以確定峰值焚燒壓力的位置(例如，以時(shí)間或曲柄角度數(shù))。
[0045]圖4為由爆振傳感器23測(cè)得的原始噪音數(shù)據(jù)的過濾版本的(例如，由ECU25)導(dǎo)出的預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖90的實(shí)施例，其中X軸線76為時(shí)間，但在一些實(shí)施例中，可為如由曲軸傳感器66監(jiān)測(cè)的曲軸54的位置(例如，以曲柄角度數(shù))。除過濾的曲線92之外，預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖90包括圖3的原始振幅曲線77。如前文所述，原始振幅曲線77從在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間由爆振傳感器記錄(例如，感測(cè)或檢測(cè))的原始噪音數(shù)據(jù)生成。因此，關(guān)于燃燒室12中的峰值焚燒壓力的信息可嵌入原始振幅曲線77和過濾的曲線92中。過濾的曲率92通過將濾波器應(yīng)用于振幅曲線77來導(dǎo)出(例如，由ECU25或其它計(jì)算裝置)。例如，在所示實(shí)施例中，低通濾波器(例如，小于2kHz)應(yīng)用于(例如，通過E⑶25)振幅曲線77來導(dǎo)出過濾的曲線92。低通濾波器過濾帶有低于截頻(例如，2kHz)的頻率的信號(hào)部分，且衰減帶有高于截頻的頻率的信號(hào)部分，由此衰減無關(guān)數(shù)據(jù)。
[0046]應(yīng)當(dāng)注意的是，在某些實(shí)施例中，可使用不同的低通濾波器，可使用帶通濾波器，或可使用高通濾波器。應(yīng)用于振幅曲線77的濾波器的類型可取決于爆振傳感器23安裝在其中的特定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10。此外，應(yīng)用于振幅曲線77的濾波器的類型可取決于監(jiān)測(cè)的操作事件或狀態(tài)。例如，在所示實(shí)施例中，振幅曲線77和過濾的曲線92包括表示至少一個(gè)操作狀態(tài)(諸如峰值焚燒壓力)的一個(gè)或更多個(gè)部分。應(yīng)當(dāng)注意的是，在一些實(shí)施例中，在過濾的曲線92從振幅曲線77導(dǎo)出之后，振幅曲線77可不連同過濾的曲線92繪出。此外，在某些實(shí)施例中，預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖90可包括除振幅曲線77和過濾的曲線92之外或替代其的其它曲線，諸如積分的或積分曲線。積分的曲線和其它特征將在下文中參照下圖來詳細(xì)描述。
[0047]如前文所述，原始發(fā)動(dòng)機(jī)噪音圖75和預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖90包括分別代表時(shí)間(或曲柄角)和振幅的軸線76，78。因此，圖75，90示出了時(shí)域中的(多個(gè))信號(hào)。令人遺憾的是，頻率成分可能不容易從以時(shí)域表示的許多非穩(wěn)定信號(hào)推導(dǎo)出。此外，盡管信號(hào)的頻率成分可通過應(yīng)用傅里葉變換和繪出信號(hào)的頻率-振幅表示來導(dǎo)出，但時(shí)間成分不可容易地從以頻域表示的許多非穩(wěn)定信號(hào)推導(dǎo)出。換言之，如按照本公開內(nèi)容應(yīng)用的時(shí)間成分和頻率成分的分析可由海森伯測(cè)不準(zhǔn)原理(Heisenberg’s uncertainty principle)界定，其限制了可同時(shí)觀察時(shí)間和頻率的精度。因此，按照本實(shí)施例，時(shí)頻變換函數(shù)可應(yīng)用于過濾的曲線92(或其它預(yù)先調(diào)節(jié)的曲線)。換言之，在導(dǎo)出過濾的曲線92之后，時(shí)頻變換函數(shù)(例如，小波變換或分布變換函數(shù))可應(yīng)用于過濾的曲線92，以導(dǎo)出在信號(hào)的時(shí)間-振幅和/或頻率-振幅表示中不容易可用的信息。因此，如下文所述，ECU25可同時(shí)以時(shí)域和頻域來分析變換的信號(hào)。
[0048]例如，圖5為通過將小波變換應(yīng)用于圖4的過濾的曲線92導(dǎo)出的量圖100(例如，譜圖)的實(shí)施例(但在其它實(shí)施例中，如下文所述，小波變換可應(yīng)用于原始振幅曲線77、原始振幅曲線77的積分或過濾的曲線92的積分)。應(yīng)當(dāng)注意的是，量圖100可僅為代表三維空間的圖的一個(gè)非限制性實(shí)例，但任何其它適合的三維表示(諸如瀑布圖)，或任何其它適合的圖形、表格或數(shù)字矩陣表示可按照本實(shí)施例使用。如在下面詳細(xì)地描述的，所示量圖100可包括表示時(shí)間的X軸線76、表示頻率(或在某些實(shí)施例中，"規(guī)模"或頻率的倒數(shù))的y軸線78，以及表示小波的系數(shù)的z軸線(例如，顏色分量，如所示實(shí)施例中所示)。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，按照本實(shí)施例，其它類型的變換函數(shù)(例如，維格納-威利分布函數(shù))可應(yīng)用于過濾的曲線92，且將在參照下圖詳細(xì)描述。
[0049]在所示實(shí)施例中，小波變換在ECU25確定或?qū)С龌尽〝M合〃過濾的曲線92的母小波(mother wavelet)之后由ECU25應(yīng)用于過濾的曲線92。例如，ECU25可從例如儲(chǔ)存在ECU25的存儲(chǔ)器74中的母小波的小波組選擇母小波，或可基于儲(chǔ)存的母小波導(dǎo)出變體。小波組可包括任何數(shù)目的母小波，諸如雷克(Ricker)小波(例如，墨西哥帽小波(Mexican hatwavelet))、Meyer小波、]\101'161:小波，或一些其它的母小波<^0]25可分析各個(gè)母小波，直到確定用于過濾的曲線92的適合的母小波，或直到已經(jīng)分析所有的母小波，且確定一個(gè)母小波最佳擬合。ECU25還可改變現(xiàn)有的母小波來更好地?cái)M合數(shù)據(jù)。
[0050]在選擇或改變母小波之后，ECT25將母小波應(yīng)用于過濾的曲線92的節(jié)段(例如，窗口)，以確定用于各個(gè)節(jié)段的小波系數(shù)，例如在節(jié)段處小波系數(shù)擴(kuò)大、縮小或以其它方式將母小波尺寸確定為處理的過濾的曲線92的特定節(jié)段。小波系數(shù)可物理地代表特定時(shí)間的特定頻率的振幅，或能量密度。在一些實(shí)施例中，系數(shù)代表母小波擬合過濾的曲線92的各個(gè)特定節(jié)段有多好的額定值。大體上，小波系數(shù)儲(chǔ)存在ECU25的存儲(chǔ)器74中，且如前文所述，應(yīng)用為量圖10的z軸線(或所示實(shí)施例中的顏色分量)。
[0051]在生成量圖100(或適用于表現(xiàn)小波變換的信號(hào)的一些其它圖)之后，E⑶25依據(jù)顏色分量(例如，z軸線)確定量圖100上的變換的信號(hào)的〃最熱〃部分110(例如，中心、聚焦點(diǎn)、焦點(diǎn)等)，且確定最熱部分110的時(shí)間坐標(biāo)114(例如，在X軸線76上)。例如，最熱部分110可為紅色部分111。ECU25將量圖100上的最熱部分110的時(shí)間坐標(biāo)114 (例如，在x軸線76上)確認(rèn)為峰值焚燒壓力的位置。換言之，ECU25將時(shí)間坐標(biāo)114確認(rèn)為峰值焚燒壓力發(fā)生在燃燒室12中的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，量圖100上的變換的信號(hào)的最熱部分110可包括量圖100上的區(qū)域。因此，E⑶25確定位于最熱部分110中的中心點(diǎn)112，且確定中心點(diǎn)112的X軸線76坐標(biāo)114。此外，在一些實(shí)施例中，X軸線76可包括曲軸54(例如，曲柄角)的位置，使得ECU25確定曲柄角坐標(biāo)114(例如，X軸線76上)而不是時(shí)間坐標(biāo)114，且將曲柄角坐標(biāo)114確認(rèn)為燃燒室12中的峰值焚燒壓力的位置。
[0052]如前文所述，替代小波變換或除小波變換之外，其它時(shí)頻變換函數(shù)也可使用。例如，圖6中示出了將維格納-威利分布函數(shù)應(yīng)用于圖4的過濾的曲線92之后的量圖100(例如，譜圖)的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，量圖100僅為表現(xiàn)三維空間的圖的一個(gè)非限制性實(shí)例，但諸如瀑布圖的任何其它適合的三維表示也可按照本實(shí)施例使用。所示的量圖100包括表示時(shí)間(或曲柄角)的X軸線76、表示頻率(或在某些實(shí)施例中，"規(guī)模"或頻率的倒數(shù))的y軸線78，以及表示振幅、強(qiáng)度或能量分布的z軸線(例如，顏色分量)。
[0053]維格納-威利分布函數(shù)為用于從包括一定時(shí)間內(nèi)變化頻率的信號(hào)變換和導(dǎo)出信息的雙線性時(shí)頻分布函數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意的是，按照本實(shí)施例，替換維格納-威利分布函數(shù)或除其之外，可使用其它適合的分布函數(shù)，諸如伽柏變換、崔-威廉斯(Cho1-Wi I Iiams)分布函數(shù)、錐形分布函數(shù)或科恩分布。按照本實(shí)施例，ECU25將維格納-威利分布函數(shù)應(yīng)用于過濾的曲線92以生成過濾的曲線92的時(shí)頻表示。在生成量圖100(或適用于表現(xiàn)變換的信號(hào)的一些其它圖)之后，E⑶25依據(jù)顏色分量(例如，z軸線)確定量圖100上的〃最熱〃部分110(例如，中心、聚焦點(diǎn)、焦點(diǎn)等)，且確定最熱部分110的時(shí)間坐標(biāo)114(例如，在X軸線76上⑶25將量圖100上的最熱部分110的時(shí)間坐標(biāo)114(例如，在X軸線76上)確認(rèn)為峰值焚燒壓力的位置。換言之，ECU25將時(shí)間坐標(biāo)114確認(rèn)為峰值焚燒壓力發(fā)生在燃燒室12中的時(shí)間。如前文所述，在一些實(shí)施例中，X軸線76可包括曲軸54的位置(例如，以曲柄角)，使得ECU25確定曲柄角坐標(biāo)114 (例如，X軸線76上)，而不是時(shí)間坐標(biāo)114，且將曲柄角坐標(biāo)114確認(rèn)為燃燒室12中的峰值焚燒壓力的位置。此外，如前文所述，最熱部分110可包括量圖100上的區(qū)域，且ECU25可確定最熱部分110中的中點(diǎn)112，且將中點(diǎn)112的時(shí)間或曲柄角坐標(biāo)114分配為峰值焚燒壓力的位置。
[0054]在一些實(shí)施例中，除參照?qǐng)D4-6描述的(多個(gè))濾波器之外或替代其，振幅曲線77(例如，如圖3中所示)可預(yù)先調(diào)節(jié)。例如，圖7示出了由爆振傳感器23測(cè)得的原始噪音數(shù)據(jù)的積分的版本的(例如，由ECU25)導(dǎo)出的預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖116(例如，類似于圖4中的預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖90)的實(shí)施例，其中X軸線76為時(shí)間，但在一些實(shí)施例中，可為由曲軸傳感器66監(jiān)測(cè)的曲軸54的位置(例如，以曲柄角)。預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音圖116包括除積分的曲線120之外的原始振幅曲線118 (例如，類似于圖4中的原始振幅曲線77)。ECU25可通過在一定時(shí)間內(nèi)或在曲軸54位置上對(duì)原始振幅曲線118積分來生成積分的曲線120。如前文所述，預(yù)先調(diào)節(jié)原始振幅曲線118可包括濾波、積分或兩者。
[0055]應(yīng)當(dāng)注意的是，在一些實(shí)施例中，峰值焚燒壓力的位置可直接地由積分的曲線120確定，而不變換積分的曲線120。例如，峰值焚燒壓力大體上位于積分的曲線120的最陸的節(jié)段處，諸如具有最高斜率的節(jié)段。ECU25可確定積分的曲線120的哪個(gè)節(jié)段最陡(例如，經(jīng)由斜率分析)，確定最陡節(jié)段的時(shí)間坐標(biāo)或曲軸54位置坐標(biāo)(例如，X軸線76上)，且確認(rèn)X軸線76上的時(shí)間或曲軸54位置坐標(biāo)處的峰值焚燒壓力的位置。如果節(jié)段在X軸線76坐標(biāo)范圍內(nèi)表示，則ECU25可選擇最陡節(jié)段上的焦點(diǎn)(例如，中點(diǎn))，且將所述焦點(diǎn)分配為峰值焚燒壓力的位置。
[0056]然而，在一些實(shí)施例中，可更準(zhǔn)確地變換積分的曲線120，且通過分析變換的信號(hào)的時(shí)頻表示來確定峰值焚燒壓力的位置。例如，小波變換函數(shù)或一些其它時(shí)頻變換函數(shù)(例如，分布函數(shù)，諸如維格納-威利分布函數(shù))可應(yīng)用于積分的曲線120來生成時(shí)頻表示。圖8為將小波變換應(yīng)用于圖7的積分的曲線120之后的譜圖或量圖130(類似于圖5和6中的量圖100)的實(shí)施例，且圖9為將維格納-威利分布函數(shù)應(yīng)用于圖7的積分的曲線120之后的量圖130(例如，譜圖)的實(shí)施例。在兩個(gè)實(shí)施例中，如參照?qǐng)D5和6所述，ECU25可依據(jù)圖8的量圖130、圖9的量圖130或兩者中的顏色分量確定最熱部分(例如，中心、焦點(diǎn)、聚焦點(diǎn)等)，且將峰值焚燒壓力的位置確認(rèn)為(多個(gè))量圖130上的最熱部分110(或最熱部分110內(nèi)的中點(diǎn)112)的X軸線76坐標(biāo)114(例如，時(shí)間或曲軸54位置)。
[0057]圖10為示出確定圖2的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室12中的峰值焚燒壓力的位置的方法150的工藝流程圖的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，方法150包括經(jīng)由爆振傳感器23檢測(cè)由往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)由爆振傳感器23發(fā)射的噪音(框152)。如前文所述，爆振傳感器23可為用于檢測(cè)噪音、振動(dòng)、加速度、壓力或偏轉(zhuǎn)的任何適合的傳感器。此外，時(shí)間或曲軸54位置可由曲軸傳感器66(或一些其它適合的傳感器)記錄，使得噪音可相對(duì)于時(shí)間或曲軸54位置(例如，曲柄角)繪出。
[0058]方法150還包括預(yù)先調(diào)節(jié)爆振傳感器信號(hào)(例如，圖3中的振幅曲線77)(框154)。預(yù)先調(diào)節(jié)振幅曲線77，118可包括過濾振幅曲線77，118(如參照?qǐng)D4所述)，對(duì)振幅曲線77，118積分(如參照?qǐng)D7所述)，或兩者。在一些實(shí)施例中，E⑶25可在顯示器上繪出振幅曲線77，118和(多個(gè))預(yù)先調(diào)節(jié)的曲線(例如，過濾的曲線92和/或積分的曲線120)以用于查看。在一些實(shí)施例中，如前文所述，峰值焚燒壓力的位置可通過定位積分的曲線120的最陡點(diǎn)、節(jié)段或部分且確定最陡點(diǎn)、節(jié)段或部分的時(shí)間或曲軸54位置坐標(biāo)來直接地從積分的曲線120確定。
[0059]按照本實(shí)施例，方法150還包括使用(多個(gè))聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)來變換預(yù)先調(diào)節(jié)的信號(hào)(框156)。例如，小波變換函數(shù)可應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的信號(hào)，或分布函數(shù)(例如，維格納-威利分布函數(shù))可應(yīng)用于預(yù)先調(diào)節(jié)的信號(hào)。如上文所述，變換的信號(hào)可由ECU25例如在顯示器上繪出以用于查看。
[0060]方法150還包括確定峰值焚燒壓力158的位置(框158)。例如，如前文所述，E⑶25分析變換的信號(hào)(例如，在量圖100，130上)，以確定變換的信號(hào)的最熱部分110。在一些實(shí)施例中，最熱部分110可為量圖100，130上的變換的信號(hào)的區(qū)域。因此，E⑶25可確定最熱部分110中的中點(diǎn)112A⑶25然后可確定最熱部分110的X軸線76坐標(biāo)114(例如，時(shí)間坐標(biāo)114或曲柄角坐標(biāo)114)或最熱部分110中的中點(diǎn)112，且將X軸線76坐標(biāo)114分配為峰值焚燒壓力的位置。
[0061]本書面描述使用了實(shí)例來公開包括最佳模式的發(fā)明，且使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，且執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有并非不同于權(quán)利要求的書面語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的書面語言無實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例將意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括: 接收由設(shè)置在燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào)； 預(yù)先調(diào)節(jié)所述噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)；以及 處理所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來確定所述燃機(jī)的所述燃燒室中的峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括將變換函數(shù)應(yīng)用于所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來生成變換的信號(hào)，其中確定所述峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合包括分析所述變換的信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，分析所述變換的信號(hào)包括生成和分析量圖，以確定所述變換的信號(hào)的中心，其中所述中心的位置坐標(biāo)與所述峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合相關(guān)，以及其中所述位置坐標(biāo)為時(shí)間單位、曲軸位置單位或它們的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述變換函數(shù)應(yīng)用于所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)來生成所述變換的信號(hào)包括應(yīng)用小波變換函數(shù)來導(dǎo)出三維表示。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，應(yīng)用所述小波變換函數(shù)包括應(yīng)用墨西哥帽小波函數(shù)、Mey er小波函數(shù)或Mor e I e t小波函數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述變換函數(shù)應(yīng)用于所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以生成所述變換的信號(hào)包括應(yīng)用聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)，以及其中分析所述變換的信號(hào)包括在時(shí)域和頻率兩者中同時(shí)分析所述變換的信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，應(yīng)用所述聯(lián)合時(shí)頻變換函數(shù)包括應(yīng)用維格納-威利分布函數(shù)、伽柏變換函數(shù)、蔡-威廉斯分布函數(shù)、錐形分布函數(shù)或科恩分布函數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)先調(diào)節(jié)所述噪音信號(hào)來生成所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)包括以低通、帶通或高通濾波器過濾所述信號(hào)、對(duì)所述噪音信號(hào)積分，或以上兩者。9.一種系統(tǒng)，包括: 配置成監(jiān)測(cè)燃機(jī)的燃燒室的峰值焚燒壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括處理器，其配置成: 接收由設(shè)置在所述燃機(jī)的燃燒室中或附近的爆振傳感器感測(cè)到的噪音信號(hào)； 預(yù)先調(diào)節(jié)所述噪音信號(hào)來生成預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)；以及 處理所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)以確定所述峰值焚燒壓力的位置、時(shí)間或它們的組合。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括配置成感測(cè)曲軸的位置的曲軸傳感器，其中所述處理器進(jìn)一步配置成: 從所述曲軸傳感器接收表現(xiàn)所述曲軸的位置的曲柄角信號(hào)；以及 使所述預(yù)先調(diào)節(jié)的噪音信號(hào)與所述曲柄角信號(hào)相關(guān)，以確定所述峰值焚燒壓力的位置，其中所述峰值焚燒壓力的位置包括所述曲軸的位置。
【文檔編號(hào)】F02D35/02GK105971729SQ201610138314
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】J.J.比祖布
【申請(qǐng)人】通用電氣公司