一种发动机异常检测方法及装置与流程

1.本技术涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机异常检测方法及装置。


背景技术：

2.发动机运行过程中，造成发动机排温异常的原因有多种，例如拉缸，会对气缸和活塞造成较大的损坏，但，当前发动机缺少实用的早期诊断，常常出现发现异常时，气缸、活塞或者喷油器已无法使用，给用户带来较大的财产损失。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供了一种发动机异常检测方法及装置，旨在实现对发动机进行早期故障诊断，给用户提供预警，减少损失。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种发动机异常检测方法，所述方法包括：
5.获取第一积分，所述第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个；
6.对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线；
7.若所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，则确认所述发动机出现异常，若所述第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值，则若所述拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，确认所述发动机出现异常。
8.可选的，在获取发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值的时间积分之前，还包括：
9.响应于发动机启动或所述发动机工作工况的切换，将所述第一积分函数归零。
10.可选的，在所述确认所述发动机出现异常之后，还包括：
11.若当前时刻所述发动机未出现异常报警；
12.若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值；
13.若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，则所述待测气缸发生拉缸。
14.可选的，该方法还包括：
15.若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗不匹配，所述发动机的喷油器异常。
16.可选的，在所述确认所述发动机出现异常之后，还包括：
17.若当前时刻所述发动机未出现异常报警；
18.若当前时刻所述发动机进气口压力小于第二预设值，则所述发动机进气量偏少，检查所述发动机增压器转速是否异常；
19.若所述发动机增压器转速异常，则发动机增压器故障，若所述发动机增压器转速无异常，则所述发动机气体管路存在异常。
20.可选的，所述阈值为所述拟合曲线第一时刻的斜率乘以预设倍数后的值，所述第一时刻为所述当前时刻减去第一预设时间长度的时刻。
21.第二方面，本技术还提供了一种发动机异常检测装置，包括：
22.获取模块，用于获取第一积分，所述第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个。
23.拟合模块，用于对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线。
24.第一处理模块，用于若所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，则确认所述发动机出现异常，若所述第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值，则若所述拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，确认所述发动机出现异常。
25.可选的，该装置还包括：
26.响应模块，用于响应于发动机启动或所述发动机工作工况的切换，将所述第一积分函数归零。
27.可选的，该装置还包括：
28.第二处理模块，用于若当前时刻所述发动机未出现异常报警；若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值；若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，则所述待测气缸发生拉缸。
29.第三方面，本技术还提供了一种发动机，所述发动机采用上述的一种发动机异常检测方法检测所述发动机的异常。
30.本技术实施例提供了一种发动机异常检测方法及装置，本技术获取第一积分，第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，在发动机正常工作状态下，发动机每个气缸的排温变化规律，第一积分与时间具有相关性，因此，在第一积分与时间的相关性小于第一预设值，或，第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值且拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，待测气缸的排温情况出现了突变，排温异常，即发动机异常。对发动机在出现排温突变的时刻就能尽早发现，而不是等到待测气缸排温超过上限时，如此能够实现对发动机进行早期故障诊断，给用户提供预警。
附图说明
31.为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
32.图1为本技术实施例提供的一种发动机异常检测方法的流程示意图；
33.图2为本技术实施例提供的一种发动机包括的各气缸的排温随时间变化曲线示意图；
34.图3为本技术实施例提供的发动机在正常状态下，每个气缸对应的拟合曲线示意图；
35.图4为本技术实施例提供的出现异常的气缸对应排温随时间变化曲线的异常点示意图；
36.图5为本技术实施例提供的异常的气缸对应的拟合曲线出现异常点的示意图；
37.图6为本技术实施例提供的另一种发动机异常检测方法流程示意图；
38.图7为本技术实施例提供的一种发动机异常检测装置的结构示意图。
具体实施方式
39.当前对柴油机等发动机进行拉缸或其他如喷油器故障诊断方法多采用额外增加传感器的方式，但增加传感器价格高，提高发动机的生产成本，另一方面，设置传感器也存在可靠性的问题。因此，当前发动机缺少实用的早期诊断，常常出现发现异常时，气缸、活塞或者喷油器已无法使用，给用户带来较大的财产损失。
40.基于上述问题，本技术获取发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的第一积分，在发动机正常工作状态下，发动机每个气缸的排温变化规律，第一积分与时间具有相关性，因此，在第一积分与时间的相关性小于第一预设值，或，第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值且拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，待测气缸的排温情况出现了突变，排温异常，即发动机异常。对发动机在出现排温突变的时刻就能尽早发现，而不是等到待测气缸排温超过上限时，如此能够实现对发动机进行早期故障诊断，给用户提供预警。
41.显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.图1为本技术实施例提供的一种发动机异常检测方法的流程示意图，参见图1，一种发动机异常检测方法，包括：
43.s101、获取第一积分，所述第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个。
44.待测气缸可以为发动机包括的所有气缸中任意一个。
45.其余气缸为发动机中除了待测气缸外余下的气缸。
46.s102、对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线。
47.在一种可能的实现方式中，可以建立发动机中的一个气缸的拟合曲线。在另一种可能的实现方式中，可以同时获取发动机中各个气缸的第一积分，得到每个气缸的拟合曲线。同时对发动机中的各个气缸进行分析。
48.s103、若所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，则确认所述发动机出现异常，若所述第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值，则若所述拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，确认所述发动机出现异常。
49.发动机在正常状态下发动机各缸排温变化规律，对发动机各缸排温与其余缸排温均值的差进行积分计算后产生的数值和时间具有较强的相关性。但当第一积分与时间的相关性小于第一预设值，则此时第一积分与时间的相关性低，或当第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值，但第一积分的拟合曲线的斜率超过预设阈值，出现斜率突增，则可确认发送机处于异常状态。
50.根据步骤s101-s103可知，获取发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的第一积分，形成拟合曲线，在第一积分与时间的相关性小于第一预设值，或，第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值且拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，待测气缸的排温情况出现了突变，排温异常，即发动机异常。对发动机在出现排温突变的时刻就能尽早发现，而不是等到待测气缸排温超过上限时，如此能够实现对发动机进行早期故障诊断，给用户提供预警。
51.在一种可能的实现步骤中，上述步骤s103中的阈值可以为所述拟合曲线第一时刻的斜率乘以预设倍数后的值，所述第一时刻为所述当前时刻减去第一预设时间长度的时刻。
52.示例性的，第一预设时间长度可以为10分钟，预设倍数可以是1.05倍。
53.具体的，步骤s103中，拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值，可以为，拟合曲线当前时刻的斜率k
当前时刻
超过当前时刻减去10分钟所对应时刻的斜率k
当前时刻-10分钟
的1.05倍，即k
当前时刻
》k
当前时刻-10分钟
×
1.05。
54.在另一种可能的实现方式中，在上述步骤s101之前，响应于发动机启动或所述发动机工作工况的切换，将所述第一积分初始值设为0，后续随时间积分累加获得各时刻的第一积分值。
55.示例性的，发动机工作工况可以为加速、减速等工况。发动机每次启动或者执行工况切换，从零开始计算第一积分。
56.在本技术实施例中，上述图1所述的步骤s103中，确认所述发动机出现异常，除了对发动机发生异常进行预警，还可以进一步的，对发动机是否存在拉缸进行分析，具体实现下面进行介绍。需要说明的是，下文介绍中给出的实现方式仅作为示例性的说明，并不代表本技术实施例的全部实现方式。
57.在第一种可能的实现方式中，若当前时刻所述发动机未出现异常报警。
58.若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值，且电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，所述待测气缸发生拉缸。
59.在上述检测到待测气缸发生拉缸时，可以向用户发出报警并急停。
60.第二预设值可以是发动机进气口压力的正常值。
61.拉缸是气缸在活塞的运动范围内产生明显的径向机械划痕或刮伤，严重时发生熔着性磨损。
62.在第二种可能的实现方式中，若当前时刻所述发动机未出现异常报警。
63.若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值，且电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗不匹配，则所述发动机的喷油器异常。
64.当排温出现异常升高时，第一积分会随时间的相关性下降，斜率突增，因此通过步骤s101-s103确认发动机出现异常后，通过斜率的变化提前发现发动机排温异常，在根据发动机进气口压力大于或等于正常值，且喷油器的喷油量与实际油耗匹配的无异常时，排除燃烧异常，从而判定发动机拉缸产生的热量导致排温异常。根据发动机进气口压力大于或等于正常值，且喷油器的喷油量与实际油耗不匹配时，确认发动机喷油器异常。
65.在第三种可能的实现方式中，若当前时刻所述发动机未出现异常报警。
66.若当前时刻所述发动机进气口压力小于第二预设值，则所述发动机进气量偏少，检查所述发动机增压器转速是否异常。
67.若所述发动机增压器转速异常，则发动机增压器故障，若所述发动机增压器转速无异常，则所述发动机气体管路存在异常。
68.基于上述可能的实现方式，本技术除了能够对拉缸的情况进行早期诊断，还可以喷油器、增压器以及发动机气体管路进行早期诊断。不再仅仅是通过发动机的各个气缸排温超出上限的时候，才能够发出预警。通过步骤s101-s103实现早期诊断,基于发动机各缸
排温在正常状态下变化规律一致，当出现异常时，出现第一积分与时间的相关性下降，斜率突增，提前帮助户发出发现异常。
69.示例性的，可以参见图2所示的一种发动机包括的各气缸的排温随时间变化曲线示意图。该发动机包括6个气缸。该发动机各气缸排温随时间变化形成图2(如图2中排气温度1、排气温度2、排气温度3、排气温度4、排气温度5以及排气温度6的六条曲线分别代表该发动机6个气缸的排温随时间变化情况)，在对应时间下，每个气缸拟合曲线为该气缸排温与其余气缸排温均值之差的时间积分形成的拟合曲线。如图3所示，图3为发动机在正常状态下，每个气缸对应的拟合曲线示意图。图3中，1缸与其余缸均值差累计的曲线、2缸与其余缸均值差累计的曲线、3缸与其余缸均值差累计的曲线、4缸与其余缸均值差累计的曲线、5缸与其余缸均值差累计的曲线以及6缸与其余缸均值差累计的曲线分别为该发动机六个气缸的第一积分的拟合曲线。
70.当该发动机中一个气缸出现异常时，图4为出现异常的气缸对应排温随时间变化曲线的异常点示意图(以图4中出现异常点的排气温度2曲线对应的异常气缸为例)。图5为异常的气缸对应的拟合曲线出现异常点的示意图。根据图4和图5，在同一气缸发生异常时，图5中的异常点出现的时刻要比图4中异常点出现的时刻早，基于本技术中的拟合曲线进行异常判断，能够对发动机进行早期诊断，及时向用户反馈异常，以便用户及时检修，减少损失。
71.上面介绍了本技术实施例提供的一种发动机异常检测方法，下面结合具体的分析场景，分析发动机出现异常的部位。对一种发动机异常检测方法做示例性的说明。
72.图6所示的另一种发动机异常检测方法流程示意图，参见图6，另一种发动机异常检测方法，包括：
73.s601、响应于发动机启动，将第一积分函数归零，第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个。
74.s602、实时获取第一积分。
75.实时获取从发动机启动时刻到当前时刻，第一积分的数值。
76.s603、对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线，计算拟合曲线的斜率k。
77.可以将该发动机中需要测试的气缸作为待测气缸，形成拟合曲线，当然也可以将该发动机中各气缸均作为待测气缸，分别形成对应的拟合曲线。
78.s604、若第一积分与时间的相关性小于0.7，或，第一积分与时间的相关性大于或等于0.7且拟合曲线k1》1.05
×
k2。
79.其中，k1为拟合曲线当前时刻对应的斜率，k2为10分钟前对应时刻的斜率。
80.s605、若当前时刻所述发动机未出现异常报警。
81.若发动机有其他报警提示，可以根据发动机对应部位的报警提示进行发动机的异常处理。若无报警提示可以继续后续步骤进行检测。
82.s606、若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于正常值，则获取发动机ecu检测的喷油量和发动机的实际油耗。
83.正常值为发动机进气口压力的正常运行的压力。
84.s607、若ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，则待测气缸发生拉缸，并发出拉缸对
应的预警信号并急停，若ecu检测的喷油量与实际油耗不匹配，则发动机的喷油器异常，发出喷油器异常对应的预警信号。
85.ecu检测的喷油量与实际油耗不匹配为发动机喷油器实际喷油偏高，发动机存在喷油器异常。
86.s608、若当前时刻所述发动机进气口压力小于第二预设值，则所述发动机进气量偏少，检查所述发动机增压器转速是否异常。若所述发动机增压器转速异常，则发动机增压器故障，发出增压器故障对应的预警信号，若所述发动机增压器转速无异常，则所述发动机气体管路存在异常，发出发动机气体管路异常的预警信号。
87.所述第二预设值可以为发动机进气口压力的正常值。
88.以上为本技术实施例提供一种发动机异常检测方法的一些具体实现方式，基于此，本技术还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本技术实施例提供的装置进行介绍。
89.参见图7所示的一种发动机异常检测装置的结构示意图，一种发动机异常检测装置，包括：
90.获取模块701，用于获取第一积分，所述第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个。
91.拟合模块702，用于对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线。
92.第一处理模块703，用于若所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，且，所述拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，确认所述发动机出现异常。
93.根据上述的装置，获取模块701获取发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的第一积分，并通过拟合模块702将第一积分拟合形成拟合曲线，再通过第一处理模块703，在第一积分与时间的相关性小于第一预设值，或，第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值且拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，待测气缸的排温情况出现了突变，排温异常，即发动机异常，当前待测气缸的排温情况出现了突变，排温异常，进而确定发动机异常。对发动机在出现排温突变的时刻就能尽早发现，而不是等到待测气缸排温超过上限时，如此能够实现对发动机进行早期故障诊断，给用户提供预警。
94.在一种可能的实现方式中，该装置还包括：响应模块，用于响应于发动机启动或所述发动机工作工况的切换，将所述第一积分函数归零。
95.在另一种可能的实现方式中，该装置还包括：第二处理模块，用于若当前时刻所述发动机未出现异常报警；若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值；若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，则所述待测气缸发生拉缸。
96.若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗不匹配，则所述发动机的喷油器异常。
97.在又一种可能的实现方式中，所述第二处理模块，还用于若当前时刻所述发动机未出现异常报警；若当前时刻所述发动机进气口压力小于第二预设值，则所述发动机进气量偏少，检查所述发动机增压器转速是否异常；若所述发动机增压器转速异常，则发动机增压器故障，若所述发动机增压器转速无异常，则所述发动机气体管路存在异常。
98.在再一种可能的实现方式中，所述阈值为所述拟合曲线第一时刻的斜率乘以预设倍数后的值，所述第一时刻为所述当前时刻减去第一预设时间长度的时刻。
99.本技术实施例还提供了对应的设备以及计算机存储介质，用于实现本技术实施例提供的方案。
100.其中，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令或代码，所述处理器用于执行所述指令或代码，以使所述设备执行本技术任一实施例所述的一种发动机异常检测方法。
101.所述计算机存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现本技术任一实施例所述的一种发动机异常检测方法。
102.本技术实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。
103.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-on ly memory，rom)/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
104.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
105.以上所述仅是本技术示例性的实施方式，并非用于限定本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种发动机异常检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取第一积分，所述第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个；对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线；若所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，则确认所述发动机出现异常，若所述第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值，则若所述拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，确认所述发动机出现异常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值的时间积分之前，还包括：响应于发动机启动或所述发动机工作工况的切换，将所述第一积分函数归零。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值为所述拟合曲线第一时刻的斜率乘以预设倍数后的值，所述第一时刻为所述当前时刻减去第一预设时间长度的时刻。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确认所述发动机出现异常之后，还包括：若当前时刻所述发动机未出现异常报警；若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值；若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，则所述待测气缸发生拉缸。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗不匹配，所述发动机的喷油器异常。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确认所述发动机出现异常之后，还包括：若当前时刻所述发动机未出现异常报警；若当前时刻所述发动机进气口压力小于第二预设值，则所述发动机进气量偏少，检查所述发动机增压器转速是否异常；若所述发动机增压器转速异常，则发动机增压器故障，若所述发动机增压器转速无异常，则所述发动机气体管路存在异常。7.一种发动机异常检测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取第一积分，所述第一积分为发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的积分，所述待测气缸为所述发动机包括的气缸中的一个；拟合模块，用于对所述第一积分进行拟合得到拟合曲线；第一处理模块，用于若所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，则确认所述发动机出现异常，若所述第一积分与时间的相关性大于或等于第一预设值，则若所述拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，确认所述发动机出现异常。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：响应模块，用于响应于发动机启动或所述发动机工作工况的切换，将所述第一积分函数归零。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：第二处理模块，用于若当前时刻所述发动机未出现异常报警；若当前时刻所述发动机进气口压力大于或等于第二预设值；若电子控制器单元ecu检测的喷油量与实际油耗匹配，
则所述待测气缸发生拉缸。10.一种发动机，其特征在于，所述发动机采用权利要求1-6任意一项所述的一种发动机异常检测方法检测所述发动机的异常。

技术总结
本申请提供了一种发动机异常检测方法及装置，涉及发动机技术领域。本申请通过获取发动机中待测气缸排温与其余气缸平均排温差值对时间的第一积分，在发动机正常工作状态下，发动机每个气缸的排温变化规律，第一积分与时间具有相关性，因此，在所述第一积分与时间的相关性小于第一预设值，且拟合曲线当前时刻的斜率超过预设阈值时，是指当前待测气缸的排温情况出现了突变，排温异常，进而确定发动机异常。如此能够，对发动机在出现排温突变的时刻就能尽早发现，实现对发动机进行早期故障诊断，给用户提供预警。给用户提供预警。给用户提供预警。


技术研发人员：徐鸿 刘军 付贵昕 朱桂香 刘文军
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/20