一种火花塞间隙预测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种火花塞间隙预测方法与装置包括：在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号；对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪，生成去噪点火波形信号；计算去噪点火波形信号的盒维数特征；对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合；采集待测火花塞间隙的点火波形信号，并根据拟合函数预测火花塞间隙。本发明专利技术能够进行客观的定量计算并预测火花塞间隙，为点火系统故障诊断提供可操作的解决方案。

Spark plug gap prediction method and device

The invention discloses a device and a spark plug gap prediction method includes: the original ignition waveform signal acquisition of different spark gap under various working conditions; the original ignition waveform signal by wavelet threshold optimal denoising, denoising ignition waveform signal generation; dimension calculation of ignition waveform signal denoising of quadratic function; the fitting of the spark gap and the box dimension feature corresponding to the detected signal waveform acquisition; ignition spark plug gap, and according to the fitting function prediction of spark gap. The invention can objectively calculate quantitatively and predict the gap of spark plug, and provide an operable solution for the ignition system fault diagnosis.

【技术实现步骤摘要】
一种火花塞间隙预测方法与装置
本专利技术涉及发动机
，特别地，涉及一种火花塞间隙预测方法与装置。
技术介绍
点火系统是汽油发动机最核心的系统,发动机性能，包括动力性、经济性、安全性、噪声和废气排放，都受点火系统性能使用状况直接影响,点火系统故障在整个发动机故障中所占比例最大。火花塞状态是决定点火系统性能一个非常重要的因素,发动机性能测试仪能测出火花塞间隙变化时点火波形各参数的变化规律。对点火波形的形态、参数等进行定性、定量分析,研究火花塞间隙变化时,次级击穿电压、火花初始、火花持续时间、末端电压、闭合时间的变化规律非常有意义。现有技术或根据发动机火花塞间隙变化对点火波形的影响找出点火次级波形各参数的变化规律，或提出发动机的时域和频域波形分析方法。但其共同问题在于，现有技术的实现必须由专业人员人工观察，得到的结果不具备一般性，主观性太强、不能实现定量分析、且不能随火花塞间隙进行预测，无法满足生产中点火系统故障诊断的需求。针对现有技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种火花塞间隙预测方法与装置，能够进行客观的定量计算并预测火花塞间隙，为点火系统故障诊断提供可操作的解决方案。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供了一种火花塞间隙预测方法，包括：在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号；对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪，生成去噪点火波形信号；计算去噪点火波形信号的盒维数特征；对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合；采集待测火花塞间隙的点火波形信号，并根据拟合函数预测火花塞间隙。在一些实施方式中，所述对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪包括：将所述原始点火波形信号在各尺度上进行小波分解；根据预先设定的小波系数阈值，将各尺度高分辨率上小于所述阈值的小波系数归零；根据处理过的小波系数在各尺度上进行小波重构。在一些实施方式中，所述预先设定的小波系数阈值为使去噪点火波形信号的信噪比最大化的无偏风险估计阈值。在一些实施方式中，所述计算去噪点火波形信号的盒维数特征包括：在所述去噪点火波形信号上构建多个正方形的盒；计算每个盒与所述去噪点火波形信号的交点个数；对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征。在一些实施方式中，对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征为：对盒边长的对数以及与盒边长相对应交点个数的对数进行线性拟合获得直线斜率，并根据所述直线斜率计算去噪点火波形信号的盒维数特征。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种火花塞间隙预测装置，包括：采集模块，用于在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号；去噪模块，用于对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪，生成去噪点火波形信号；计盒模块，用于计算去噪点火波形信号的盒维数特征；拟合模块，用于对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合；预测模块，用于采集待测火花塞间隙的点火波形信号，并根据拟合函数预测火花塞间隙。在一些实施方式中，所述去噪模块包括：分解单元，用于将所述原始点火波形信号在各尺度上进行小波分解；去噪单元，用于根据预先设定的小波系数阈值，将各尺度高分辨率上小于所述阈值的小波系数归零；重构单元，用于根据处理过的小波系数在各尺度上进行小波重构。在一些实施方式中，所述去噪单元预先设定的小波系数阈值为使去噪点火波形信号的信噪比最大化的无偏风险估计阈值。在一些实施方式中，所述计盒模块包括：建盒单元，用于在所述去噪点火波形信号上构建多个正方形的盒；计数单元，用于计算每个盒与所述去噪点火波形信号的交点个数；拟合单元，用于对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征。在一些实施方式中，所述拟合单元对盒边长的对数以及与盒边长相对应交点个数的对数进行线性拟合获得直线斜率，并根据所述直线斜率计算去噪点火波形信号的盒维数特征。从上面所述可以看出，本专利技术提供的技术方案通过使用在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪并计算盒维数特征，对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合以预测火花塞间隙的技术手段，能够进行客观的定量计算并预测火花塞间隙，为点火系统故障诊断提供可操作的解决方案。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测方法的流程图；图2为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测方法中，0.51mm火花塞怠速工况二缸次级点火波形对比图；图3为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测方法中，0.51mm火花塞怠速工况二缸次级点火波形局部对比图；图4为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测方法中，火花塞和原波形盒维数对应关系以及二次拟合曲线图；图5为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测方法中，火花塞和去噪后盒维数对应关系以及二次拟合曲线图；图6为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测方法中，火花塞间隙随盒维数变化的二次拟合曲线图；图7为根据本专利技术实施例的一种火花塞间隙预测装置的结构图；图8为本专利技术的执行一种火花塞间隙预测方法的电子设备的一个实施例的硬件结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进一步进行清楚、完整、详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。基于上述目的，根据本专利技术的第一个实施例，提供了一种火花塞间隙预测方法。如图1所示，根据本专利技术实施例提供的火花塞间隙预测方法包括：步骤S101，在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号；步骤S103，对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪，生成去噪点火波形信号；步骤S105，计算去噪点火波形信号的盒维数特征；步骤S107，对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合；步骤S109，采集待测火花塞间隙的点火波形信号，并根据拟合函数预测火花塞间隙。在一些实施方式中，所述对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪包括：将所述原始点火波形信号在各尺度上进行小波分解；根据预先设定的小波系数阈值，将各尺度高分辨率上小于所述阈值的小波系数归零；根据处理过的小波系数在各尺度上进行小波重构。在一些实施方式中，所述预先设定的小波系数阈值为使去噪点火波形信号的信噪比最大化的无偏风险估计阈值。在一些实施方式中，所述计算去噪点火波形信号的盒维数特征包括：在所述去噪点火波形信号上构建多个正方形的盒；计算每个盒与所述去噪点火波形信号的交点个数；对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征。在一些实施方式中，对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征为：对盒边长的对数以及与盒边长相对应交点个数的对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞间隙预测方法，其特征在于，包括：在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号；对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪，生成去噪点火波形信号；计算去噪点火波形信号的盒维数特征；对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合；采集待测火花塞间隙的点火波形信号，并根据拟合函数预测火花塞间隙。

【技术特征摘要】
1.一种火花塞间隙预测方法，其特征在于，包括：在各种工况下采集不同火花塞间隙的原始点火波形信号；对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪，生成去噪点火波形信号；计算去噪点火波形信号的盒维数特征；对火花塞间隙以及与其对应的盒维数特征进行二次函数拟合；采集待测火花塞间隙的点火波形信号，并根据拟合函数预测火花塞间隙。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始点火波形信号进行小波阈值最优去噪包括：将所述原始点火波形信号在各尺度上进行小波分解；根据预先设定的小波系数阈值，将各尺度高分辨率上小于所述阈值的小波系数归零；根据处理过的小波系数在各尺度上进行小波重构。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先设定的小波系数阈值为使去噪点火波形信号的信噪比最大化的无偏风险估计阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算去噪点火波形信号的盒维数特征包括：在所述去噪点火波形信号上构建多个正方形的盒；计算每个盒与所述去噪点火波形信号的交点个数；对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对盒边长以及与盒边长相对应交点个数进行拟合并计算去噪点火波形信号的盒维数特征为：对盒边长的对数以及与盒边长相对应交点个数的对数进行线性拟合获得直线斜率，并根据所述直线斜率计算去噪点火波形信号的盒维数特征。6.一种火花塞间隙预...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋淑霞，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43