[发明专利]一种怠速工况下多缸内燃机故障预警装置及方法

摘要

本发明提出一种怠速工况下多缸内燃机故障预警装置及方法，装置包括：光电编码器、控制器电路、电源转换电路、I/O接口、软压板接口、数字显示接口及告警接口；光电编码器设置在曲轴端部，通过I/O接口与控制器电路相连以发送TTL脉冲信号；电源转换电路与控制器电路、I/O接口、数字显示接口和告警接口分别相连以将外部电源进行转换后供电；控制器电路与软压板控制接口相连以接收参数的设置；控制器电路与数字显示接口相连用于将根据曲轴的瞬时速度获取的故障指标值发送给显示装置；控制器电路与告警接口相连用于当故障指标值超出预设阈值时发送告警信息至告警装置。本发明装置结构简单、成本低，方法所计算的指标物理意义明显，计算量小，易于实现。

主权项

1.一种怠速工况下多缸内燃机故障预警装置，其特点在于，包括：光电编码器、控制器电路、电源转换电路、I/O接口、软压板接口、数字显示接口及告警接口；所述光电编码器设置在曲轴端部，通过I/O接口与所述控制器电路相连以发送TTL脉冲信号；所述电源转换电路与所述控制器电路、I/O接口、CAN总线接口、数字显示接口和告警接口分别相连以将外部电源进行转换后供电；所述控制器电路与所述软压板控制接口相连以接收参数的设置；内燃机ECU通过所述CAN总线接口与所述控制器电路相连用于控制所述控制器电路的工作状态；所述控制器电路与所述数字显示接口相连用于将根据曲轴的瞬时速度获取的故障指标值发送给显示装置；所述控制器电路与所述告警接口相连用于当故障指标值超出预设阈值时发送告警信息至告警装置；/n所述控制器电路接收所述I/O接口发送的TTL脉冲信号，检测TTL电平高低电平的持续时间，以1号缸的吸气上止点为曲轴0度点，计算出曲轴转动的瞬时速度，通过6次速度求平均值的方法，获得曲轴转动每6度的平均速度-角度信息；/n以720度为一个周期，计算出一组速度-角度序列，所述速度-角度序列包括120个速度-角度值；当一个周期结束时，根据所述速度-角度序列，计算出故障指标值；所述故障指标包括相似度指标、周期性指标、平方差指标及综合预警指标；/n将所述相似度指标、周期性指标、平方差指标及综合预警指标通过所述数字显示接口发送至显示装置；/n判断所述综合预警指标是否超出预设阈值，如果超出，通过所述告警接口发送告警信息至告警装置；所述预设阈值通过所述软压板控制接口设置；/n任一周期内，速度-角度序列的计算方法如下：/n计算曲轴的瞬时速度，如下：/nv(k)＝(1/360)/(t(k)/60)＝1/(6*t(k))， (1)/n其中，k∈[0,719]；t(k)表示k度时刻，电平持续的时间；所述瞬时速度的单位为rpm；/n对连续6度的瞬时速度求平均值，得到平滑后的平均速度-角度序列V(r)，如下：/n