專利名稱：用于測定柴油噴油裝置故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種依據(jù)至少一條噴射壓力曲線判定柴油噴油裝置故障的方法，采用此方法時收集噴射壓力的變化過程，與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比并進行評估。
在采用一種已知的判斷柴油噴油裝置故障的方法時，利用一附加在通向噴油嘴的管線上的信號發(fā)生器，對噴射壓力變化過程進行取樣。評估和判斷是建立在對所測出的噴射壓力曲線用目視判斷的基礎(chǔ)上或建立在測得的對一臺發(fā)動機的各汽缸的噴射壓力曲線用目視進行相互比較的基礎(chǔ)之上的。采用這種主觀評估的方法不僅需要豐富的經(jīng)驗，而且還要對各測量信號發(fā)生器進行精心地選用和精確的調(diào)整，這是因為相互間的靈敏度偏差往往會影響評估，從而導(dǎo)致誤判。
在采用另外一種這類方法時，由噴射壓力變化信號僅能導(dǎo)出初始工作壓力和轉(zhuǎn)速，因而所獲得的信息比較少。
本發(fā)明的目的在于，提出一種在說明書開始時所述方式的方法，采用此方法可以可靠地對柴油噴油裝置的故障進行判斷。
采用依照權(quán)利要求1，前序部分給出的特征的方法，實現(xiàn)了此目的。
據(jù)此，將收集的各個噴射的噴射壓力變化，利用一標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)，并且將經(jīng)校準(zhǔn)的至少一個單獨的噴射的噴射壓力變化與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比，以便進行評估。
由于經(jīng)過了校準(zhǔn)，因而可以抵消掉對測量信號發(fā)生器靈敏度偏差的信號處理。這樣就補償?shù)粲捎跍y量信號發(fā)生器或其與柴油噴油裝置的連接所造成的系統(tǒng)的或偶然的誤差，從而使這些誤差不會被錯誤地在評估中加以采納。所以，在測量一個或多個氣缸噴射壓力變化時，可以采用不同靈敏度的測量信號發(fā)生器，其中測量結(jié)果是可重現(xiàn)的，并且各測量結(jié)果相互間可進行對比。經(jīng)校準(zhǔn)的噴射壓力變化曲線可作為目視或自動評估和故障判定的明確的依據(jù)。此外，還可以抵消掉轉(zhuǎn)速變化的影響。
校準(zhǔn)步驟的第一步，首先在噴射壓力曲線的時間軸方向上進行，然后第二步在噴射壓力曲線幅度方向上進行。通過在時間軸方向的校準(zhǔn)，各氣缸的噴射被置于時間軸的相同位置上并且可以相互重疊在一起，同時通過在幅度方向上的校準(zhǔn)，各噴射的幅度特征的可能的區(qū)別就顯露出來。
用于實現(xiàn)正確校準(zhǔn)的優(yōu)選實施方式是，通過噴射壓力曲線的非連續(xù)值與標(biāo)準(zhǔn)曲線的相應(yīng)值的相關(guān)性，實現(xiàn)在時間軸方向上的校準(zhǔn)，其中相關(guān)函數(shù)的最大值表示噴射壓力變化與時間的關(guān)系，并且利用線性回歸實現(xiàn)幅度方向的校準(zhǔn)，其中同樣采用噴射壓力曲線的非連續(xù)值和標(biāo)準(zhǔn)曲線的相應(yīng)值。
在上述情況時，用于相關(guān)或回歸的值是噴射壓力變化的時間等距檢測值。
例如，對一個正常的噴射或一個與某噴射大致上適配的三角函數(shù)可作為采用相關(guān)和回歸方法校準(zhǔn)時的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
但是，也可以采用如下方式進行校準(zhǔn)，在時間軸方向借助第一最大值實現(xiàn)校準(zhǔn)，其中此第一最大值的時間取零和幅度取1，或利用另一特征值實現(xiàn)校準(zhǔn)。
為進行評估和故障判斷，最好掌握所有氣缸的噴射壓力變化，并且通過校準(zhǔn)，將各氣缸的噴射疊加在一起示出。這樣就可以對各氣缸的噴射壓力變化進行相對比較，并且也可以將噴射壓力變化與預(yù)定的，例如以故障圖形式出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行比較。
原則上講，可以通過直接收集各噴射的時距得到轉(zhuǎn)速。但是如果以相關(guān)最大值的時距作為依據(jù)，則可靠性和精確度較高。可以把所荻取的轉(zhuǎn)速作為信息，用于改進校準(zhǔn)和/或用于提高評估結(jié)果的可靠性，這是因為轉(zhuǎn)速的變化或加速將對噴射壓力變化的曲線形狀產(chǎn)生影響。
如果取多個按時間順序校準(zhǔn)的各噴射的平均值進行評估，則此評估就更為可靠。
另一替代時間范圍標(biāo)準(zhǔn)化的方案是，也可以對轉(zhuǎn)換成頻率范圍的噴射壓力變化實施標(biāo)定，其中采用了頻譜幅度的特征或檢測值。
例如可以通過如下方式判定故障，在進行目視評估時，同時示出基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和待判斷的經(jīng)校準(zhǔn)的單個噴射，其中或者經(jīng)校準(zhǔn)的其它氣缸的單個噴射或者工作正常的標(biāo)準(zhǔn)圖作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，必要時至少可采用一故障圖作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
通過下述方式可以實現(xiàn)與操作人員的經(jīng)驗和主觀評價無關(guān)的客觀評價，利用經(jīng)校準(zhǔn)的單個噴射的非連續(xù)的值與儲存的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的對比并將對比值和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)配合自動實現(xiàn)評價。該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)將表述校準(zhǔn)狀態(tài)和至少一個故障圖的數(shù)值，其中非連續(xù)值是等距檢測值或最大值和/或最小值。
鑒別或分析或通過分布網(wǎng)絡(luò)的處理也可以作為一種評價方法。
如果給出概率高于預(yù)給定極限的故障，這對于操作人員掌握總體情況來說，也是十分有益的。
下面根據(jù)參照附圖的實施例對本發(fā)明加以說明。圖中示出

圖1是由測量信號發(fā)生器采集的4缸發(fā)動機的4個氣缸的噴射壓力變化的經(jīng)低通濾波后的信號與時間的關(guān)系曲線，圖2是在4個不同的氣缸上測出的噴射壓力變化的4個時間上相互重疊的單獨噴射過程，噴射壓力變化在時間上與校準(zhǔn)曲線匹配，圖3是圖2的4個單獨噴射過程，這里在幅度上也與校準(zhǔn)曲線匹配，圖4是經(jīng)校準(zhǔn)的噴射的特性特征和圖5是與圖3相符的圖示，其中在氣缸1中存在一故障噴射壓力的變化。
在圖1中示出借助附加信號發(fā)生器獲得的，帶有單獨噴射1.1a至1.1d的，四缸發(fā)動機的4個氣缸的噴射壓力變化1與時間t的關(guān)系曲線。此時附加信號發(fā)生器被附加在噴射附近的噴射管線上，所述的附加信號發(fā)生器例如可以是通用的壓電附加信號發(fā)生器，該信號發(fā)生器輸出一個與噴射壓力變化成正比的電荷，該電荷經(jīng)電子處理轉(zhuǎn)換成電壓。也可以采用壓阻測量信號發(fā)生器作為另一種測量信號發(fā)生器，并且也可以考慮用內(nèi)裝測量信號發(fā)生器替代附加信號發(fā)生器。時間方向和幅度方向上的刻度取經(jīng)變更的單位。
可以在發(fā)動機不同的工作條件下獲取噴射壓力變化，例如在轉(zhuǎn)速恒定不變時，對應(yīng)的在負荷情況下或當(dāng)僅受慣性力矩加載的發(fā)動機的自由加速時的動態(tài)負荷情況下獲取的噴射壓力變化。
圖2中示出在4個不同的氣缸上測量出的單獨噴射變化過程與時間的關(guān)系曲線。其中，幅度的刻度采用經(jīng)變更的電壓單位。單獨的噴射在時間上相關(guān)，而不是在幅度上與校準(zhǔn)曲線匹配。此時，尤其是單獨的噴射氣缸1和氣缸3與其它的單獨噴射相比，具有偏差，該偏差例如可能是由于相應(yīng)的測量信號發(fā)生器不同的靈敏度造成的。4個單獨的噴射在這里分別取10個連續(xù)的噴射過程的平均值。噴射系統(tǒng)的各個部件都處于正常的狀態(tài)。
圖3中示出單獨的噴射氣缸1至氣缸4的經(jīng)校準(zhǔn)的變化過程2。這種校準(zhǔn)是既在時間軸方向又在幅度軸方向上進行，其中在時間軸方向上的校準(zhǔn)是采用相關(guān)法進行，因而不同氣缸的不同的噴射壓力變化曲線在時間軸上從零開始，相互重疊。在幅度軸方向上，采用線性回歸法與校準(zhǔn)曲線匹配進行校準(zhǔn)。噴射系統(tǒng)的各個部件都處于正常的工作狀態(tài)。
在第一步中進行的相關(guān)是在噴射壓力變化過程的非連續(xù)值與校準(zhǔn)曲線間進行。在這里，非連續(xù)值是噴射壓力變化過程的時間等距檢測值。校準(zhǔn)曲線可以是一標(biāo)準(zhǔn)的單獨噴射或一與單獨噴射大致匹配的三角函數(shù)。相關(guān)函數(shù)的最大值是校準(zhǔn)曲線與噴射壓力變化曲線的時間匹配值，并允許從整個噴射壓力過程選取在時間上匹配的單獨噴射。
第二步中借助線性回歸，將選取出的單獨噴射在幅度上與校準(zhǔn)曲線匹配，并接著求出所有的或多個選取出的并經(jīng)匹配的單獨噴射的平均值。
從圖3可以看到經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射變化過程，它具有良好的可重現(xiàn)性。在幅度方向上，刻變選用經(jīng)校準(zhǔn)的單位Y。
根據(jù)第二種方法，也可以采用最大最小法進行校準(zhǔn)。在這里同樣從圖1的噴射壓力變化過程選取單獨的噴射。對單獨的噴射進行校準(zhǔn)的方法如下，在第一個最大值處選時間為零并且幅度為1。
此外，可以在頻率范圍內(nèi)進行信號處理和/或評價。為此，要將測得的或已校準(zhǔn)的噴射壓力變化轉(zhuǎn)換成頻率范圍。
經(jīng)校準(zhǔn)后，可以相對于不同的氣缸對校準(zhǔn)的單獨噴射進行相互間的可視比較和/或與特性基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較。其中，基準(zhǔn)數(shù)據(jù)為校準(zhǔn)狀態(tài)和不同的故障圖。由于已經(jīng)過校準(zhǔn)，故能夠清楚地區(qū)分出故障狀態(tài)時與校準(zhǔn)狀態(tài)或其它故障狀態(tài)相對比的偏差。
為了不受操作人員的主觀評價及其經(jīng)驗程度的影響，對經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射進行的自動評價適用于故障判斷。這時經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射的非連續(xù)值與存儲的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較并進行篩選?；鶞?zhǔn)數(shù)據(jù)在這里重現(xiàn)正常狀態(tài)，并且最好可重現(xiàn)多個故障狀態(tài)，并求出某些氣缸的噴射壓力變化處于正常狀態(tài)或特定故障狀態(tài)的概率。
例如采用統(tǒng)計方法，通過鑒別式分析或利用所謂的分布網(wǎng)絡(luò)進行篩分。評價時，作為依據(jù)的經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射的非連續(xù)值在這里可以是等距幅度檢測值或經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射的特征值，尤其是最大值和/或最小值。例如，在圖4中，這種特征值是a至e。
在這里，可以用相應(yīng)方式對時間范圍或頻率范圍進行評價。在頻率范圍時可以從頻譜幅度的特征或通過相應(yīng)的檢測值獲取用于故障判斷的值。
圖5示出與圖3相符的描述。但在圖5中，所列舉的將有故障的噴射壓力過低(低10％)的單獨噴射氣缸1′與正常的單獨噴射氣缸2至氣缸4的經(jīng)校準(zhǔn)的變化過程作對照比較。從圖中可以清楚地看到偏差。
為改進此方法，在進行校準(zhǔn)和/或評價時還可以引入某發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，可以利用相關(guān)最大值的時間間隔可靠地確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速。因此，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值或加速值可以作為故障判斷的依據(jù)，由于噴射壓力變化過程取決于轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速變化，因而評價更為可靠。
作為自動評價結(jié)果，例如可以向操作人員提供某種故障出現(xiàn)的概率。如果在此時僅顯示出某些其概率高于預(yù)定極限的故障，則比明顯的顯示是十分有益的。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)噴射壓力曲線測定柴油噴油裝置故障的方法，采用此方法時收集噴射壓力的變化過程，并與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比并進行評價，其特征在于收集的有關(guān)各個噴射的噴射壓力變化利用一標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)，并且將經(jīng)校準(zhǔn)的至少一個單獨的噴射的噴射壓力變化與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比，以便評價。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一步在噴射壓力曲線的時間軸方向進行校準(zhǔn)，第二步在噴射壓力曲線的幅度軸方向進行校準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于利用在時間軸方向通過噴射壓力曲線的非連續(xù)值與標(biāo)準(zhǔn)曲線的相應(yīng)值的相關(guān)實現(xiàn)校準(zhǔn)，其中相關(guān)函數(shù)的最大值表示噴射壓力變化與時間的關(guān)系，并且利用線性回歸實現(xiàn)幅度方向上的校準(zhǔn)，其中采用噴射壓力曲線的非連續(xù)值和標(biāo)準(zhǔn)曲線的相應(yīng)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于時間等距檢測值作為校準(zhǔn)時的噴射壓力曲線值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其特征在于正常的單獨噴射或與某單獨噴射大致適配的三角函數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在時間軸方向借助第一最大值實現(xiàn)校準(zhǔn)，其中該第一最大值時間取零并且幅度取1，或利用另一特征值實現(xiàn)校準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的方法，其特征在于收集所有氣缸的噴射壓力變化并且在校準(zhǔn)后將各氣缸的單獨噴射疊加在一起示出。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至5中的任一項所述的方法，其特征在于以相關(guān)最大值的時間間隔采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的方法，其特征在于以多個單獨噴射的平均值為依據(jù)進行評價。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法，其特征在于在進行人為目視評價時，將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和待判斷的經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射同時示出，其中或者經(jīng)校準(zhǔn)的其它氣缸的單獨噴射或者工作正常的校準(zhǔn)圖和/或至少有一故障圖作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法，其特征在于通過經(jīng)校準(zhǔn)的單獨噴射的非連續(xù)的值與儲存的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的對比和取表示正常狀況和至少一個故障圖的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)自動實現(xiàn)評價，其中非連續(xù)值為等距檢測值或最大值和/或最小值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于采用鑒別式分析或分布網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)評價。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的方法，其特征在于在頻率范圍中繼續(xù)對單獨噴射進行處理并利用頻譜幅度的特征進行評價。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于僅示出概率高于預(yù)先給定極限的故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種根據(jù)噴射壓力曲線測定柴油噴油裝置故障的方法，采用此方法時將采集的噴射壓力的變化過程與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比并進行評價。對故障的可靠判斷方法是，將采集的有關(guān)各單獨噴射的噴射壓力變化利用一校準(zhǔn)曲線進行校準(zhǔn)，并且將經(jīng)校準(zhǔn)的至少一個單獨的噴射的噴射壓力變化與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比，以便進行評價。
文檔編號F02M65/00GK1135575SQ9610431
公開日1996年11月13日 申請日期1996年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月20日
發(fā)明者J·安勞夫, G·諾比斯, H·富山, M·馬特, J·特里茲 申請人:羅伯特-博希股份公司