一种气缸、喷油器故障检测方法、装置、车辆及介质

技术领域

本申请涉及发动机系统的技术领域，特别是涉及一种气缸、喷油器故障检测方法、装置、车辆及介质。

背景技术

发动机工作需要喷油器正常喷油，进而使得气缸正常工作。如果喷油器发生卡滞、堵塞或者其他故障，会导致发动机单缸或多缸工作异常，甚至会导致发动机熄火，进而引发交通事故。

由此可知，气缸、喷油器是否发生故障是影响发动机正常运行的重要性能指标。现有技术中，为防止喷油器故障，需要在开发过程中，进行喷油器、气缸的验证试验。通过监测发动机各个气缸的运行情况来判断发动机的工作状态，例如缸压监测、活塞漏气量监测等，同时，用于建立实验数据库，以便评价喷油器、气缸的设计质量，评价发动机的可靠性能。但是缸压监测、活塞漏气量监测在实际检测过程中需要增加车辆配置，并且数据库建立较为复杂，使得该方法成本较高。

因此，如何提供一种成本较低的气缸、喷油器故障检测方法及装置，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种气缸、喷油器故障检测方法及装置，旨在以低成本检测发动机气缸、喷油器故障。

第一方面，本申请实施例提供了一种气缸、喷油器故障检测方法，包括：

获取发动机转速信号、曲轴位置信号和活塞行程，所述活塞行程为发动机每个气缸活塞的上止点到下止点的距离；

根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，所述第一活塞运动时间为第一做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二活塞运动时间为第二做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二做功冲程为所述第一做功冲程后一做功的冲程；

依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度；

响应于所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件，确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障，所述喷油器与所述气缸对应。

可选的，所述根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，包括：

获取第一转速信号，所述第一转速信号依据所述曲轴位置信号确定，所述第一转速信号为曲轴旋转第一预设角度时的发动机转速信号，所述第一预设角度为所述第一做功冲程曲轴旋转的角度；

根据所述第一转速信号与第一预设角度，获取所述第一活塞运动时间；

获取第二转速信号，所述第二转速信号依据所述曲轴位置信号确定，所述第二转速信号为所述曲轴旋转第二预设角度时的发动机转速信号，所述第二预设角度为所述第二做功冲程曲轴旋转的角度；

根据所述第二转速信号与第二预设角度，获取所述第二活塞运动时间。

可选的，所述依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度，包括：

依据所述活塞行程和所述第一活塞运动时间，计算所述第一瞬时速度；

依据所述活塞行程和所述第二活塞运动时间，计算所述第二瞬时速度。

可选的，所述响应于所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件，确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障，包括：

响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值超出预设范围，确定所述第二做功冲程对应的气缸或喷油器故障。

可选的，在所述确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障之后，所述方法还包括：

响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值的绝对值未超出预设阈值，输出检修提醒；

响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值的绝对值超出所述预设阈值，输出停车检查提醒。

可选的，在所述确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障之后，所述方法还包括：

依据所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系，调整至少一个喷油器的喷油量。

可选的，所述方法还包括：

获取第一喷油时间和第二喷油时间，所述第一喷油时间为所述第一做功冲程喷油器喷油的时间，所述第二喷油时间为所述第二做功冲程喷油器喷油的时间；

利用所述第一喷油时间，验证所述第一预设角度；

利用所述第二喷油时间，验证所述第二预设角度。

第二方面，本申请实施例提供了一种气缸、喷油器故障检测装置，包括：

第一获取模块，用于获取发动机转速信号、曲轴位置信号和活塞行程，所述活塞行程为发动机每个气缸活塞的上止点到下止点的距离；

第二获取模块，用于根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，所述第一活塞运动时间为第一做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二活塞运动时间为第二做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二做功冲程为所述第一做功冲程后一做功的冲程；

计算模块，用于依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度；

故障确定模块，用于响应于所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件，确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障，所述喷油器与所述气缸对应。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，所述车辆包括控制器和发动机，所述发动机包括气缸、喷油器、活塞、曲轴、曲轴位置传感器和转速传感器；

所述气缸、喷油器、活塞、曲轴、曲轴位置传感器顺序连接；

所述喷油器、转速传感器和曲轴位置传感器分别与所述控制器连接；

所述转速传感器用于获取发动机转速信号；

所述曲轴位置传感器用于获取曲轴位置信号；

所述控制器用于执行前述第一方面任一项所述的气缸、喷油器故障检测方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，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前述第一方面任一项所述的气缸、喷油器故障检测方法。

本申请实施例提供了一种气缸、喷油器故障检测方法及装置，在执行所述方法时，先获取发动机转速信号、曲轴位置信号和活塞行程，所述活塞行程为发动机每个气缸活塞的上止点到下止点的距离；再根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，所述第一活塞运动时间为第一做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二活塞运动时间为第二做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二做功冲程为所述第一做功冲程后一做功的冲程；然后，依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度；最后，响应于所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件，确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障，所述喷油器与所述气缸对应。

这样，通过检测发动机气缸的活塞的瞬时速度，可以实时监测发动机气缸、喷油器的运行情况，进而判断气缸、喷油器是否发生故障，不需要改装或增加车辆配置，成本较低，容易实现，适用范围广。

附图说明

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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测方法的一种方法流程图；

图2为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测方法的做功示意图；

图3为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测方法的另一种方法流程图；

图4为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测装置的一种结构示意图。

具体实施方式

气缸、喷油器是否发生故障是影响发动机正常运行的重要性能指标。现有技术中，为防止气缸、喷油器故障，需要在开发过程中，进行气缸、喷油器的验证试验。通过监测发动机各个气缸的运行情况来判断发动机的工作状态，例如缸压监测、活塞漏气量监测等，同时，用于建立实验数据库，以便评价喷油器、气缸的设计质量，评价发动机的可靠性能。但是缸压监测、活塞漏气量监测在实际检测过程中需要增加车辆配置，并且数据库建立较为复杂，使得该方法成本较高。

本申请实施例提供的方法由计算机设备执行，用于以低成本检测发动机气缸、喷油器故障。

显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测方法的一种方法流程图，包括：

步骤S101：获取发动机转速信号、曲轴位置信号和活塞行程。

在车辆行驶过程中，发动机会持续工作，因此可以通过传感器持续获取发动机的转速信号和曲轴位置信号，以此为据获取发动机的运行状态；同时，以上传感器都不需要额外加装，节省了大量的成本。

活塞行程为发动机每个气缸活塞的上止点到下止点的距离。虽然发动机可能为单缸或多缸(例如4缸、8缸等)，但是对于同一发动机而言，气缸的规格都为同一规格。因此，对于同一发动机而言，即使做功的气缸不同、运动的活塞不同，但是每个活塞的活塞行程都是相同的。因此不需要重复获取不同活塞的活塞行程，减少不必要的内存消耗。

步骤S102：根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间。

发动机的工作冲程分别为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在四个冲程中，做功冲程为发动机气缸主动工作对外输出动力的冲程。参见图2，图2为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测方法的做功示意图。由图可知，做功冲程，喷油器喷油，气缸内燃烧做功，推动活塞下行，由上止点运行到下止点，活塞行程为L，曲轴旋转180°。因此，获取做功冲程活塞的运行状态，就可以判断整个气缸是否发生故障。

第一活塞运动时间为第一做功冲程对应的活塞运动时间，第二活塞运动时间为第二做功冲程对应的活塞运动时间，第二做功冲程为第一做功冲程后一做功的冲程。

例如，对于单缸发动机而言，其只有一个气缸、一个喷油器、一个活塞，因此，第一做功冲程和第二做功冲程都为这一组结构做功的冲程。第一活塞运动时间就是这一组结构第一次做功冲程活塞运动时间，第二活塞运动时间就是这一组结构重复以上做功冲程的活塞运动时间。

而对于多缸发动机而言，其包括多个气缸、多个喷油器、多个活塞，以上结构对应成组，相邻两次做功冲程可能由不同组的结构来完成。具体例如一个点火顺序为第四组结构、第二组结构、第三组结构、第一组结构的四缸发动机，第一活塞运动时间就是第四组结构做功冲程活塞运动时间，第二活塞运动时间就是第二组结构做功冲程活塞运动时间，以此类推，循环执行。

具体的，可以先获取第一转速信号，再根据所述第一转速信号与第一预设角度，获取所述第一活塞运动时间；然后获取第二转速信号，再根据所述第二转速信号与第二预设角度，获取所述第二活塞运动时间。

第一转速信号依据所述曲轴位置信号确定，所述第一转速信号为曲轴旋转第一预设角度时的发动机转速信号，所述第一预设角度为所述第一做功冲程曲轴旋转的角度。第二转速信号依据所述曲轴位置信号确定，所述第二转速信号为所述曲轴旋转第二预设角度时的发动机转速信号，所述第二预设角度为所述第二做功冲程曲轴旋转的角度。

由于在车辆行驶过程中，曲轴每旋转2周(720°)，发动机单缸工作1次。因此，曲轴旋转与发动机运动相关联，也就是和发动机转速相关联。在得知发动机转速之后可以得到曲轴旋转一周的时间，再根据曲轴位置信号判断曲轴的位置及其旋转情况，进而确定其位于哪一个冲程，若在做功冲程，则根据曲轴的旋转情况，得到活塞运动时间。

步骤S103：依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度。

基于物理原理V＝S/T，其中，V表示速度，S表示距离，T表示时间。可以依据所述活塞行程和所述第一活塞运动时间，计算第一瞬时速度；依据所述活塞行程和所述第二活塞运动时间，计算第二瞬时速度。

步骤S104：响应于所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件，确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障。

在发动机正常工作的情况下，第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系应该符合预设条件，作为一种可能的实施方式，可以将预设条件设置为二者差值的大小在预设范围内。其中，预设范围预先可以通过大量的发动机台架试验和整车试验获得并存储，在此不做限定。当所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件时，即可确定喷油器或者气缸出现故障。

综上所述，本实施例通过检测发动机气缸的活塞的瞬时速度，可以实时监测发动机气缸、喷油器的运行情况，进而判断气缸、喷油器是否发生故障，不需要改装或增加车辆配置，成本较低，容易实现，适用范围广。

在本申请实施例中，上述图1所述的步骤存在多种可能的实现方式，下面分别进行介绍。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，并不代表本申请实施例的全部实现方式。

参见图3，该图为本申请实施例提供的气缸、喷油器故障检测方法的另一种方法流程图，包括：

步骤S301：获取发动机转速信号、曲轴位置信号和活塞行程。

步骤S302：根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间。

作为一种可能的实施方式，可以获取第一喷油时间和第二喷油时间，利用所述第一喷油时间，验证所述第一预设角度；利用所述第二喷油时间，验证所述第二预设角度。其中，第一喷油时间为第一做功冲程喷油器喷油的时间，第二喷油时间为第二做功冲程喷油器喷油的时间。

因为喷油时间是在做功冲程的时间，曲轴旋转预设角度应该是做功冲程旋转的角度，因此曲轴旋转预设角度的时间应该和喷油时间相同。又因为第一预设角度、第二预设角度关系到第一转速信号和第二转速信号，第一转速信号和第二转速信号关系到第一活塞运动时间和第二活塞运动时间。因此，可以利用所述第一喷油时间，验证所述第一预设角度；利用所述第二喷油时间，验证所述第二预设角度。

步骤S303：依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度。

步骤S304：响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值超出预设范围，确定所述第二做功冲程对应的气缸或喷油器故障。

预设范围可以根据需求和经验设定。当第二瞬时速度与所述第一瞬时速度差值大于预设范围的最大值时，意味着第二瞬时速度过大，喷油量过多，可能出现第二做功冲程对应的气缸压过高或喷油器喷油过多的故障；当第二瞬时速度与所述第一瞬时速度差值小于预设范围的最小值时，意味着第二瞬时速度过小，喷油量过少，可能出现第二做功冲程对应的气缸漏气或喷油器喷油过少(卡滞)等故障。

步骤S305：响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值的绝对值未超出预设阈值，输出检修提醒。

第二瞬时速度与第一瞬时速度的差值的绝对值不超出预设阈值时，意味着第二瞬时速度与第一瞬时速度的差值只是超出预设范围，但并不多，此时可以输出检修提醒，发出警报进行故障预警，提醒驾乘人员发动机气缸、喷油器工作异常，应及时检修。

其中，预设阈值可以依据经验设定，在此不做限定。

步骤S306：响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值的绝对值超出所述预设阈值，输出停车检查提醒。

第二瞬时速度与第一瞬时速度的差值的绝对值超出预设阈值时，意味着第二瞬时速度与第一瞬时速度的差值超出预设范围很多，此时应及时输出停车检查提醒，提醒驾乘人员尽快停车检查，避免重大故障的发生，降低维修费用。

步骤S307：依据所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系，调整至少一个喷油器的喷油量。

在确定气缸、喷油器发生故障后，可以依据所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系，制定相应的应急喷油策略，调整发动机其他气缸的喷油量，稳定发动机动力输出，避免车辆失去动力或熄火，避免车辆在行驶过程中因动力缺失导致的安全问题，从而保证驾乘人员安全，提高车辆的安全性。

具体的，当第二瞬时速度与所述第一瞬时速度差值大于最大值时，可以减少其他气缸的喷油量，以降低气缸缸压；当第二瞬时速度与所述第一瞬时速度差值小于最小值时，可以增加其他气缸的喷油量，以避免气缸漏气或喷油器喷油过少(卡滞)导致的失去动力或熄火。

综上所述，本实施例通过输出检修提醒，可以便于驾乘人员及时检修，减少重大故障发生概率，降低维修费用，保障驾乘人员安全，并降低维修成本；通过调整喷油量，避免车辆失去动力或熄火，避免车辆在行驶过程中因动力缺失导致的安全问题，从而保证驾乘人员安全，提高车辆的安全性。

以上为本申请实施例提供气缸、喷油器故障检测方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的装置进行介绍。

参见图4所示的气缸、喷油器故障检测装置的结构示意图，该装置包括第一获取模块401、第二获取模块402、计算模块403和故障确定模块404。

第一获取模块401，用于获取发动机转速信号、曲轴位置信号和活塞行程，所述活塞行程为发动机每个气缸活塞的上止点到下止点的距离；

第二获取模块402，用于根据所述发动机转速信号和所述曲轴位置信号，获取第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，所述第一活塞运动时间为第一做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二活塞运动时间为第二做功冲程对应的活塞运动时间，所述第二做功冲程为所述第一做功冲程后一做功的冲程；

计算模块403，用于依据所述活塞行程、第一活塞运动时间和第二活塞运动时间，计算第一瞬时速度和第二瞬时速度；

故障确定模块404，用于响应于所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系不符合预设条件，确定至少一个气缸或至少一个喷油器故障，所述喷油器与所述气缸对应。

作为一种可能的实施方式，所述第二获取模块402，包括：

第一转速获取单元，用于获取第一转速信号，所述第一转速信号依据所述曲轴位置信号确定，所述第一转速信号为曲轴旋转第一预设角度时的发动机转速信号，所述第一预设角度为所述第一做功冲程曲轴旋转的角度；

第一时间获取单元，用于根据所述第一转速信号与第一预设角度，获取所述第一活塞运动时间；

第二转速获取单元，用于获取第二转速信号，所述第二转速信号依据所述曲轴位置信号确定，所述第二转速信号为所述曲轴旋转第二预设角度时的发动机转速信号，所述第二预设角度为所述第二做功冲程曲轴旋转的角度；

第二时间获取单元，用于根据所述第二转速信号与第二预设角度，获取所述第二活塞运动时间。

作为一种可能的实施方式，所述计算模块403，包括：

第一计算单元，用于依据所述活塞行程和所述第一活塞运动时间，计算所述第一瞬时速度；

第二计算单元，用于依据所述活塞行程和所述第二活塞运动时间，计算所述第二瞬时速度。

作为一种可能的实施方式，所述故障确定模块404，包括：

故障确定单元，用于响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值超出预设范围，确定所述第二做功冲程对应的气缸或喷油器故障。

作为一种可能的实施方式，所述装置还包括：

第一提醒模块，用于响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值的绝对值未超出预设阈值，输出检修提醒；

第二提醒模块，用于响应于所述第二瞬时速度与所述第一瞬时速度的差值的绝对值超出所述预设阈值，输出停车检查提醒。

作为一种可能的实施方式，所述装置还包括：

喷油调整模块，用于依据所述第一瞬时速度和第二瞬时速度的数量关系，调整至少一个喷油器的喷油量。

作为一种可能的实施方式，所述装置还包括：

喷油时间获取模块，用于获取第一喷油时间和第二喷油时间，所述第一喷油时间为所述第一做功冲程喷油器喷油的时间，所述第二喷油时间为所述第二做功冲程喷油器喷油的时间；

第一验证模块，用于利用所述第一喷油时间，验证所述第一预设角度；

第二验证模块，用于利用所述第二喷油时间，验证所述第二预设角度。

本申请实施例还提供了对应的车辆以及计算机存储介质，用于实现本申请实施例提供的方案。

其中，所述车辆包括控制器和发动机，所述发动机包括气缸、喷油器、活塞、曲轴、曲轴位置传感器和转速传感器；

所述气缸、喷油器、活塞、曲轴、曲轴位置传感器顺序连接；

所述喷油器、转速传感器和曲轴位置传感器分别与所述控制器连接；

所述转速传感器用于获取发动机转速信号；

所述曲轴位置传感器用于获取曲轴位置信号；

所述控制器用于执行本申请任一实施例所述的气缸、喷油器故障检测方法。

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申请任一实施例所述的气缸、喷油器故障检测方法。

本申请实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来作名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。

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，本申请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-only 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)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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。

以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。