检测发动机汽缸点火中的不规则性制造技术

一种动力系组件包括具有至少一个汽缸的发动机以及可操作地连接到该发动机的至少一个电机。电动机速度传感器可操作地连接到并且构造成获得电机的电动机速度数据。控制器可操作地连接到电动机速度传感器。控制器包括处理器和有形的非暂时性存储器，该存储器其上记录有用于执行检测至少一个汽缸中的点火不规则性的方法的指令。由处理器执行指令使得控制器能以预定时间间隔从电动机速度传感器获得电动机速度数据，直到达到预定时间窗口。获得在预定时间窗口期间的电动机速度数据的快速傅立叶变换。控制器构造成至少部分地基于快速傅立叶变换来控制发动机。

【技术实现步骤摘要】
检测发动机汽缸点火中的不规则性
技术介绍
本公开涉及在动力系组件中检测发动机汽缸点火中的不规则性。借助于从曲轴位置传感器获得的角速度数据对曲轴加速度进行监测，从而可以识别出发动机汽缸点火的不规则性。然而，这种方法需要耗费大量的时间。
技术实现思路
一种动力系组件包括具有至少一个汽缸的发动机以及可操作地连接到该发动机的至少一个电机。电动机速度传感器可操作地连接到并且构造成获得电机的电动机速度数据。控制器可操作地连接到电动机速度传感器。控制器包括处理器和有形的非暂时性存储器，该存储器其上记录有用于执行检测汽缸中的点火不规则性的方法的指令。由处理器执行指令使得控制器能以预定时间间隔从电动机速度传感器获得电动机速度数据，直到达到预定时间窗口。获得在预定时间窗口期间的电动机速度数据的快速傅立叶变换。控制器构造成至少部分地基于快速傅立叶变换来监测和/或控制发动机。控制器可以编程为由快速傅立叶变换获得发动机点火频率(EFF)，该发动机点火频率(EFF)是在计算出的发动机点火频率的预定范围内的相对最大值。计算出的发动机点火频率可以作为在预定时间窗口期间的平均发动机转速与因子的乘积来获得。该因子是发动机中的汽缸数除以二(ncyl/2)。平均发动机转速可以从由发动机转速传感器获得的发动机转速数据确定。控制器可以编程为从快速傅立叶变换获得第一参考频率(F1)下的第一幅度(AF1)。从快速傅立叶变换获得第二参考频率(F2)下的第二幅度比值(AF2)。从快速傅立叶变换获得发动机点火频率(EFF)下的第三幅度(AEFF)。控制器可以编程为确定第一幅度(AF1)和第二幅度比值(AF2)中的至少一个是否等于或高于第三幅度(AEFF)[AF1或AF2&gt；AEFF]。控制器可以编程为获得作为第一幅度和第三幅度的比值的第一比值(AF1/AEFF)，并且确定第一幅度比值(An/AFF)是否等于或高于第一阈值(T1)。如果第一比值(An/AFF)等于或高于第一阈值(T1)，则控制器编程为移到第一预定操作模式(O1)和/或在用户界面上显示第二消息。第一参考频率(F1)可以是发动机点火频率(EFF)的一半，使得(EFF＝2*F1)。控制器可以编程为获得作为第二幅度和第三幅度的比值的第二比值(AF2/AEFF)。如果第一比值(An/AFF)低于第一阈值(T1)，则控制器编程为确定第二比值(AF2/AFF)是否等于或高于第二阈值(T2)。第二参考频率(F2)可以是第一参考频率(F1)的一半，使得(F1＝2*F2)。如果第二比值(AF2/AFF)等于或高于第二阈值(T2)，则控制器可以编程为在用户界面上显示第二消息。如果第二比值(AF2/AFF)低于第二阈值(T2)，则控制器可以编程为在用户界面上显示第三消息。如果第二比值(AF2/AFF)等于或高于第二阈值(T2)，则控制器可以编程为移到第二预定操作模式(O2)。如果第二比值(AF2/AFF)低于第二阈值(T2)，则控制器可以编程为移到第三预定操作模式(O3)。该组件提供了能够在实际的不规则汽缸点火事件之前检测出问题的早期检测系统。结合附图，通过以下对用于实施本公开的最佳方式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。附图说明图1是具有发动机、电动机速度传感器和控制器的动力系组件的示意性局部视图；图2是用于控制图1的组件的方法的流程图；以及图3是图1的电动机速度传感器的快速傅立叶变换信号的示例，其示出了幅度与频率。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记指代相同的部件，图1示意性地示出了动力系组件10。组件10可以是装置12的一部分。装置12可以是移动平台，例如但不限于标准乘用车、运动型多功能车、轻型卡车、重型车辆、ATV、厢式车、公共汽车、转运车、自行车、机器人、农具、运动相关设备、船只、飞机、火车或其他运输装置。装置12可以采取许多不同的形式，并且包括多个和/或替代的部件和设施。参考图1，组件10包括发动机14和至少一个电动机16。发动机14和电动机16各自产生能够传递到变速器18的动力。发动机14可以是能够将烃燃料转化为机械动力以产生扭矩的合适的内燃机。电机16可以是三相交流电机(例如永磁电机)、感应电机或本领域技术人员采用的其他类型的电动机/发电机。参考图1，发动机14用于经由输入轴20将扭矩传递到变速器18。输出轴22将变速器18操作地连接到用于装置12的传动系统24，从而将输出动力例如提供到装置12的车轮(未示出)。参考图1，发动机14包含由汽缸26表示的多个汽缸。每个汽缸26容纳由活塞28表示的相应活塞。凸轮轴30位于发动机14内，用于打开和关闭与每个汽缸26相关联的相应阀。尽管该实施例示出了四个汽缸，但是应当理解，发动机14可以包括更少或更多的汽缸。发动机14可以是二冲程发动机系统、火花点火式发动机、柴油发动机或本领域技术人员采用的其他类型的发动机。参考图1，组件10包括具有至少一个处理器P和至少一个存储器M(或非暂时性有形计算机可读存储介质)的控制器C，该存储器其上记录有用于执行方法100的指令，该方法如图2所示用于检测每个汽缸26中的点火不规则性。存储器M可以存储控制器可执行指令集，并且处理器P可以执行存储在存储器M中的控制器可执行指令集。图1的控制器C构造成(即，特别地编程为)执行方法100的各方框，并且可以采用诸如电动机速度传感器40的传感器。参考图1，电动机速度传感器40可操作地连接到并且构造成获得电机16的电动机速度数据。发动机转速传感器44与控制器C进行通信(例如，电子通信)并能够测定发动机14的转速。电动机速度传感器40构造成将旋转位置数据馈送到控制器C。电动机速度传感器可以包括用于存储旋转位置数据的存储缓冲器42。电机16可操作地联接到发动机14，从而使得发动机14中的不平衡导致了电机16的电动机速度数据的速度扰动。在一个示例中，电动机速度传感器40是无刷发送机旋转变压器。电动机速度传感器40可以是差动旋转变压器或本领域技术人员采用的其他类型的传感器。现参考图2，示出了存储在控制器C上并且可由其执行的方法100的流程图。方法100不需要按照本文所述的具体顺序来进行。此外，应当理解，可以去掉一些方框。方法100的开始和结束分别由“S”和“E”表示。控制器C编程为从电动机速度传感器40接收电动机速度数据的快照，并对其进行快速傅立叶变换分析。发动机14的健康的周期性点火脉冲将以预期的频率和功率谱出现在快速傅立叶变换中。不健康的点火脉冲或系统干扰将显示为意想不到的功率谱和频率。适当的采样率及其他参数可以提供对发动机汽缸点火和动力系共振问题的更早的诊断。控制器C(和方法100的执行)通过在需要最少校准的复杂发动机系统中快速且早期地检测汽缸点火中的不规则性来改进装置12的功能性。方法100可以从方框102开始，其中控制器C编程为以预定时间间隔从电动机速度传感器40获得电动机速度数据，直到达到预定时间窗口。在一个实施例中，预定时间间隔为5毫秒，而预定时间窗口为5秒。电动机速度数据可以经由内部I/O处理器、CAN通信协议、接入方法或本领域技术人员采用的其他方法传送到控制器C。在图2的方框104中，控制器C编程为计算预定时间窗口的电动机速度数据(在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系组件，包括：具有至少一个汽缸的发动机；可操作地连接到所述发动机的至少一个电机；可操作地连接到并且构造成获得所述至少一个电机的电动机速度数据的电动机速度传感器；可操作地连接到所述电动机速度传感器的控制器，所述控制器包括处理器和有形的非暂时性存储器，所述存储器其上记录有用于执行检测所述至少一个汽缸中的点火不规则性的方法的指令；其中由所述处理器执行所述指令使得所述控制器能：以预定时间间隔从所述电动机速度传感器获得所述电动机速度数据，直到达到预定时间窗口；获得在所述预定时间窗口期间的所述电动机速度数据的快速傅立叶变换；并且其中所述控制器构造成至少部分地基于所述快速傅立叶变换来控制所述发动机。

【技术特征摘要】
2016.10.26 US 15/3343341.一种动力系组件，包括：具有至少一个汽缸的发动机；可操作地连接到所述发动机的至少一个电机；可操作地连接到并且构造成获得所述至少一个电机的电动机速度数据的电动机速度传感器；可操作地连接到所述电动机速度传感器的控制器，所述控制器包括处理器和有形的非暂时性存储器，所述存储器其上记录有用于执行检测所述至少一个汽缸中的点火不规则性的方法的指令；其中由所述处理器执行所述指令使得所述控制器能：以预定时间间隔从所述电动机速度传感器获得所述电动机速度数据，直到达到预定时间窗口；获得在所述预定时间窗口期间的所述电动机速度数据的快速傅立叶变换；并且其中所述控制器构造成至少部分地基于所述快速傅立叶变换来控制所述发动机。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述控制器编程为：计算出作为在所述预定时间窗口期间的平均发动机转速与因子的乘积的计算出的发动机点火频率，其中所述因子是所述发动机中的所述一个或多个汽缸的数量除以二(ncyl/2)；以及由所述快速傅立叶变换获得发动机点火频率(EFF)，所述发动机点火频率(EFF)是在所述计算出的发动机点火频率的预定范围内的相对最大值。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述控制器编程为：从所述快速傅立叶变换获得第一参考频率(F1)下的第一幅度(AF1)；从所述快速傅立叶变换获得第二参考频率(F2)下的第二幅度(AF2)；从所述快速傅立叶变换获得所述发动机点火频率(EFF)下的第三幅度(AEFF)；以及确定所述第一幅度(AF1)和所述第二幅度(AF2)中的至少一个是否等于或高于第三幅度(AEFF)。4.一种用于控制动力系组件的方法，所述动力系组件具有带有至少一个汽缸的发动机、至少一个电机、可操作地连接到并构造成获得所述至少一个电机的电动机速度数据的电动机速度传感器、以及控制器，所述控制器具有处理器和有形的非暂时性存储器，所述方法包括：以预定时间间隔从所述电动机速度传感器获得所述电动机速度数据，直到达到预定时间窗口；经由所述控制器获得在所述预定时间窗口期间的所述电动机速度数据的快速傅立叶变换；至少部分地基于所述快速傅立叶变换来检测所述至少一个汽缸中的点火不规则性；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·小罗沙力克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US