用于采用声传感器检测发动机事件的系统和方法与流程

本教导总体包括用于使用声发射传感器检测发动机事件的系统，以及方法。

背景技术：

声发射是在诸如在机械负载下的材料中不可逆变化时由于在材料中的积累弹性能量的释放而发生的固体弹性波。声发射传感器通常是其中压电元件由于弹性波导致的机械应变产生电信号的压电传感器。

技术实现要素：

一种用于检测发动机事件的系统包括发动机组件与安装在发动机组件上的声发射传感器。声发射传感器配置成提供指示在发动机循环期间在发动机组件中的声发射的信号。系统包括可操作地连接到声发射传感器以接收信号的控制器。控制器具有配置成执行存储的指令的处理器，并且被编程成将信号转换成一个或多个频率分量。控制器被编程成采用带通滤波器将信号滤波，以消除在带通滤波器频率范围之外的任何频率分量。控制器被编程成确定在带通滤波器的频率范围内的一个或多个频率分量中的每一个频率分量的功率值。频率分量和功率值可以根据傅立叶分析来确定。例如，功率值可以是根均方功率。将一个或多个频率分量中的每一个频率分量的功率值和与在基线发动机循环期间在发动机组件中的声发射相关联的参考值比较。控制器被编程成，如果功率值与参考值相差至少预定量，则调节发动机组件的至少一个操作参数。以该方式，声发射传感器结合控制器使用以监视并且控制发动机组件的操作。

在一个方面，系统可专注于特定发动机事件的发生的检测，因为控制器被编程成识别与特定发动机事件发生的发动机曲柄角特性的预定范围相关的信号的一部分。控制器可被编程成确定信号的一部分的任何一个或多个频率分量是否处于频率的预定范围内。发动机曲柄角的预定范围和频率的预定范围可称为窗口。控制器可被编程成仅相对于处于窗口的频率的预定范围内的信号的一部分的一个或多个频率分量来确定功率值。不满足窗口的曲柄角和频率窗口标准的信号的一部分不会进一步被分析，并且因此节省处理时间。多个不同窗口可被识别，其中的每一个与关注的不同特定发动机事件相关，并且控制器可被编程成仅关注与这些窗口相关的信号数据。

声发射传感器可安装在发动机组件的任何各种不同部分中的发动机组件中，包括相对容易进入并且处于不太苛刻环境中的气缸孔外侧的位置。从在发动机组件上的任何部分发出的声发射可由在发动机组件上安装的单个声发射传感器检测。如本文所使用的，在发动机组件中安装的发射传感器被认为安装在发动机组件上。

本教导的以上特征和优点以及其它特征和优点从当结合附图时用于执行本教导的最优模式的以下详细描述中显而易见。

附图说明

图1是根据本教导的一个方面包括用于检测发动机事件的发动机组件和系统的车辆的一部分的示意性平面图。

图2是图1的发动机组件的一部分的示意性透视图。

图3是检测发动机事件的方法的流程图。

图4是对于如(采用由阴影指示的每一个频率的以每频率(Hz)单元的分贝(dB)为单位的功率谱密度的值)在图1的发动机组件的发动机循环内收集的图1的声发射传感器的信号，以千赫兹(kHz)为单位的频率与以度为单位的发动机曲柄角的曲线图。

图5是由阴影指示的功率谱密度(dB/kHz)的值的比例。

图6是对于在图4的发动机循环内平均化的图4中指示的信号，以千赫兹(kHz)为单位的频率与每频率单元的分贝(dB/Hz)为单位的功率谱密度的曲线图。

图7是对于在图4的发动机循环内的图4的信号，以每频率单元的分贝(dB/Hz)为单位的功率谱密度与以度为单位的发动机曲柄角的曲线图。

图8是对于图1的发动机组件的气缸，在左竖直轴线上的压力(bar)和在右竖直轴线上的热释放速率(每曲柄角的焦耳)与发动机曲柄角的曲线图。

图9是对于在不同操作条件下如(采用由阴影指示的每一个频率的以每频率(Hz)单元的分贝(dB)为单位的功率谱密度的值)在图1的发动机组件的发动机循环内收集的图1的声发射传感器的信号，以千赫兹(kHz)为单位的频率与以度为单位的发动机曲柄角的曲线图。

图10是对于在图9的发动机循环内的图8的信号，以每频率单元的分贝(dB/Hz)为单位的功率谱密度与以度为单位的发动机曲柄角的曲线图。

图11是对于图1的发动机组件的气缸，压力(bar)与发动机曲柄角的曲线图。

图12是对于在图9的发动机循环内平均化的图9中指示的信号，以千赫兹(kHz)为单位的频率与每频率单元的分贝(dB/Hz)为单位的功率谱密度的曲线图。

图13是对于在图9的曲线的离散化所选择的频率和曲柄角的范围的窗口的网格。

图14示出了图9以千赫兹(kHz)为单位的频率与发动机曲柄角的曲线图上覆盖的图13的网格。

具体实施方式

参考附图，其中相同的参考数字指代相同的部件，图1和图2示出具 有发动机组件11的车辆10的一部分。车辆10包括系统13(在图1中示出)，该系统13可用于识别在发动机组件11的操作中的异常，并进行调节以校正异常。更具体地，用于检测发动机事件的系统13包括具有声发射传感器15的发动机组件11，该声发射传感器15安装在如本文所述的任何各种位置中的发动机组件11上。声发射传感器15可以是提供电传感器信号(通常是代表传感器的检测范围内的声发射水平的电平或电压)的压电机构。声发射是由材料中弹性波(即，运动)由于在材料中的机械应变所指示的能量的释放。异常发动机事件可以产生与在正常(即，基线)发动机循环下通常产生的声发射不同的声发射。

发动机组件11具有气缸体12，该气缸体12配置有气缸14A、14B、14C的第一组14，以及气缸16A、16B、16C的第二组16。第一气缸盖18由在气缸14A、14B、14C的第一组14上方的气缸体12支撑。第二气缸盖20由在气缸16A、16B、16C的第二组16上方的气缸体12支撑。气缸盖18支撑第一组阀，包括位于气缸14A、14B、14C的每一个气缸上方的一对入口阀24和一对出口阀26。出口阀也可在本文中称为排气阀。在其它实施例中，对于每一个气缸14A、14B、14C、16A、16B、16C可能存在仅一个入口阀和一个出口阀。火花塞28也位于气缸14A、14B、14C的每一个气缸的上方。气缸盖20支撑第二组阀，包括在气缸16A、16B、16C的每一个气缸上方的一对入口阀25和一对出口阀27。出口阀26、27在本文中也称为排气阀。火花塞28也位于气缸16A、16B、16C的每一个气缸上方。

空气通过单个电子节气门32从空气入口通道30引导到公共的进气歧管34，随着入口阀24、25以本文所述的方式依次选择性地打开，该进气歧管34向气缸14A、14B、14C、16A、16B、16C中的每一个气缸提供入口空气。空气质量流量(MAF)传感器29向电子控制器72提供指示入口空气密度的参数。排气阀26随后以本文所述的方式打开以允许气缸14A、14B、14C通过排气通道36排出到排气出口38。排气可通过三元催化剂40处理，其性能由上游的氧传感器42A和下游的氧传感器42B监视，该氧传感器42A和氧传感器42B向控制器72提供指示催化剂40的性能的感 测参数。气缸16A、16B、16C的出口阀26也根据本文所述的方式打开，以允许气缸16A、16B、16C通过类似的排气通道36排出到排气出口38。来自气缸16A、16B、16C的排气可由另一个三元催化剂40处理，其性能由上游的氧传感器42A和下游的氧传感器42B监视。传感器42A、42B可操作地连接到控制器72，尽管连接导线在附图中为简单起见没有示出。可替代地，发动机组件11可布置成使得来自气缸14A、14B、14C、16A、16B、16C的两个组14、16的排气可以馈入公共的排气通道。

燃料随着火花塞28的点火以定时的方式经由燃料轨82和燃料喷射器80选择性地引入在气缸14A、14B、14C、16A、16B、16C中，以使在气缸14A、14B、14C、16A、16B、16C中的每一个气缸内的活塞48(图2中所示)转动由气缸体12支撑的曲柄轴50。活塞48在气缸14A、14B、14C、16A、16B、16C内上下行进，并且经由连接活塞杆52使曲柄轴50的旋转可行。完整的发动机循环(压缩、点火、燃烧、排气)在曲柄轴50的720度旋转内发生。曲柄轴50支撑用于帮助维持动量并且驱动可操作地连接到曲柄轴50的传动装置(未示出)的飞轮54(示于图1)。飞轮54可以是双质量飞轮。

发动机组件11配置成平衡满足扭矩要求并采用显著的燃料效率和成本节约来操作的需求。具体地，第一组14的气缸14A、14B、14C内的燃烧是根据固定的预定的发动机操作效率。第一组气缸14A、14B、14C的入口阀通过图2所示的顶置凸轮轴60进行提升和降低。类似地，第一组气缸14A、14B、14C的出口阀26由排气凸轮轴61进行提升和降低。在图2中，凸轮轴盖被移除以暴露凸轮轴60、61。此外，为了附图简单的目的，用于支撑在气缸盖18上方的凸轮轴60的支撑轴承或托架没有示出。这种托架可以附接到气缸体12或气缸盖18，如将由本领域中的普通技术人员容易理解的。

凸轮轴60、61具有各种偏心凸起62A、62B、62C、62D、62E、62F，该偏心凸起布置成使气缸14A、14B、14C的阀24、26以预定的顺序并且以预定的正时提升和降低。凸轮轴60、61通过皮带驱动器64由曲柄轴50驱动，该皮带驱动器64可以包括在曲柄轴50上安装的链轮66A、在凸轮 轴60上安装的链轮66B，以及在凸轮轴61上安装的链轮66C。皮带68连接链轮66A、66B、66C。皮带张紧器和导向件可以安装到气缸体12，但是为了在图中简单的目的没有示出。在其它实施例中，皮带驱动器64可以是齿轮系或链驱动器。此外，两个独立的皮带可以由曲柄轴50驱动来单独地驱动凸轮轴60、61。

凸轮轴移相器70A可以可操作地连接到凸轮轴60，并且由图1中所示的控制器72控制，以改变凸轮轴60相对于曲柄轴50的相对角度取向，从而改变阀24相对于气缸14A、14B、14C内的相应活塞48的位置的打开和关闭的正时。同样，凸轮轴移相器70B可以可操作地连接到凸轮轴61，并且由控制器72控制，以改变凸轮轴61相对于曲柄轴50的相对角度取向，从而改变阀26的打开和关闭的正时。移相器70A、70B可以是液压叶片移相器，在这种情况下，控制器72最终控制液压流体到移相器70A、70B的流动，以调节凸轮轴60、61。至移相器70A、70B的液压连接可以通过气缸体12内的通道，并通过气缸盖18到移相器70A、70B。为了在图中简单的目的，这些通道未示出。本领域的普通技术人员人员将理解在控制器72的控制下将液压流体引导至移相器70A、70B的各种方式。可以使用任何适当的移相器。

因此，气缸14A、14B、14C的第一组14内的燃烧可被控制成满足预定的效率需求。例如，经由凸轮轴60、61的阀24、26的正时以及节气门32的位置可被控制为允许在气缸14A、14B、14C中的燃烧，以使得发动机组件11根据预定的燃烧效率操作，诸如可以由制动特定燃料消耗率(BSFC)曲线来指示。(i)阀25、27的打开的正时；(ii)阀25、27的打开的持续时间；以及(iii)阀25、27的升程量中的任何或全部可由控制器72实现为增加如满足负载要求所需的位移。负载要求可以基于连接到在车辆地板77上方的加速器踏板76的位置传感器74而由控制器72确定。位置传感器74可操作地向控制器72发送传感器信号。负载要求可以进一步基于其它感测到的发动机操作条件，诸如可操作地连接到曲柄轴50的速度传感器或转矩传感器，由控制器72确定。由MAF传感器29测量的入口空气参数可由控制器72用于确定最优气门正时和节气门位置。

控制器72可操作地连接到声发射传感器15以接收信号。控制器72具有被配置成执行存储的指令的处理器78。换句话说，控制器72被编程以执行所存储的指令，控制器72通过该存储的指令执行在图2的流程图中表示的方法200。在方法200中，声发射传感器15可用于监视相对于一个或多个发动机部件的发动机操作参数，以确定发动机组件11是否正根据预定的操作参数操作，以便满足预定的效率或其它需求。更具体地，如本文所述，感测到的声发射可与预定和期望的声发射识别标志比较，以确定发动机组件11是否正根据预定的操作参数来操作。如果确定发动机组件11没有正根据预定的操作参数来操作，则使声发射与期望的预定声发射不同而发生的特定发动机事件可被识别，并且适当的发动机部件和/或发动机操作参数可以调节成使得发动机组件11根据预定的操作参数来操作。

声发射传感器15可以感测在发动机组件11的任何部分处的声发射。因此，声发射传感器15可以安装在发动机组件11上的任何地方，并且可用于检测产生声发射(在本文中也称为发动机事件)的任何一个或多个发动机操作条件。更高的精度可以通过将声发射传感器15放置接近涉及要监视的一个特定发动机事件或多个特定发动机事件的一个部件或多个部件来实现。声发射传感器15被配置成随着发动机组件11在反复的发动机循环内接通、转动曲柄、运行以及切断，提供指示在发动机组件11中的声发射的信号。

在图1中，声发射传感器15被示出安装在气缸14B内部的位置P1处(即，在气缸14B的气缸孔内的气缸14B的内表面上)，诸如检测活塞划伤、活塞环颤动，或发动机轴承故障，诸如连杆轴承敲击。可替代地，声发射传感器15可以安装在位置P2处(在燃料喷射器80处或附近)，以检测燃料喷射的开始或结束，安装在位置P3处(在入口阀24处或附近)、在位置P4处(在出口阀26处或附近)，以检测发动机阀致动或气门机构不稳定的开始或结束，安装在位置P5处(在凸轮移相器70A处或附近)，以检测两步凸轮的致动或凸轮移相器70A的移动，安装在位置P6处，以检测空气/燃料比的不平衡或不点火，安装在位置P7处(在燃料轨82处或附近)，以检测燃料轨动态，或在位置P8处(在诸如双质量飞轮的飞轮54 处或附近)，以检测双质量飞轮事件，诸如在飞轮54中的存储能量的释放。声发射传感器15可以安装在发动机组件上的许多其它位置中，并且可以用于检测此处未列出的许多其它发动机事件。声发射传感器15能够检测高频发射，诸如但不限于具有大于或等于30kHz的频率分量的发射。在该高频率范围中的声发射与处于5kHz至15kHz范围的正常气缸共振的声发射不同。因此，在该高频率范围中的声发射可以指示意外的发动机事件。这种发射可在金属中以高速度行进，并且几乎没有衰减。因此，位于发动机组件11的金属部分上或之中的任何位置的单个发射传感器15可用于检测具有独特声学识别标志的任何这些事件或任何其它发动机事件。

图4对于曲柄轴50的0度至720度的旋转(轴线303)的发动机循环内的每一个曲柄角(采用由阴影指示的正位于功率谱密度的某些区域内的每一个频率分量的功率谱密度)，示出来自声传感器15的电压信号的频率分量的频率(轴线301)的曲线。传感器信号已经由图4中的傅立叶分析转换成频率分量，并且每一个频率分量的值由以dB/Hz为单位的其功率密度(从10改变至65)指示，该功率密度根据图5的图表一般由各个阴影区域Z1、Z2、Z3、Z4和Z5表示。区域Z1范围是从0到25dB/Hz。区域Z2范围是从25dB/Hz以上到35dB/Hz。区域Z3范围是从35dB/Hz以上到45dB/Hz。区域Z4范围是从45dB/Hz以上到55dB/Hz。区域Z5范围是从55dB/Hz到65dB/Hz。本领域的那些技术人员将容易理解傅立叶分析的使用，来评估信号的频率分量的相对功率。

图7示出在发动机循环期间在每一个曲柄角从0度到720度时图4的声发射的频率的以每赫兹分贝(dB/Hz)为单位的平均功率谱密度(轴线305)的曲线300。图7中的曲线可在带通滤波器施加给信号以消除所选频率带(即范围)之上或之下的频率之后。当已知特定发动机事件将影响仅在所选频率范围内的声发射时，带通滤波器可被应用。范围之外的频率是无关的，并且因此不需要被分析，节省了处理器78的处理时间。

图6示出在整个发动机循环内平均化的每一个频率处以KHz为单位的频率(轴线309)与以图4的声发射的dB/Hz为单位的平均功率谱密度(轴线311)。平均功率谱密度是在图4中每一个曲柄角处的各个频率的功率的 根均平方，并且可以称为功率值。图8示出其中声发射传感器15位于图1中的气缸14B中以巴为单位的气缸压力(轴线313)与在发动机循环期间曲柄轴50从0度到720度(轴线315)的曲柄角的曲线304。在发动机循环期间以每曲柄角焦耳(J/CA)为单位的气缸14B中释放的热量(轴线317)示为曲线306。

在发动机循环期间在特定曲柄角处发生的特定发动机事件中的一些在图4、图7和图8中的每一个图中指示。相对于包含声发射传感器15的气缸14B，入口阀24的打开发生在线IVO处，出口阀26的关闭发生在线EVC处，点火的开始发生在线SOI处，点火的结束发生在线EOI处，入口阀的关闭发生在线IVC处，在气缸14B内的火花发生在线SPARK处，且出口阀26的打开发生在线EVO处。

曲线300是当在预定的所需发动机操作参数下操作时，发动机组件11的声发射的频率的功率谱密度的基线参考值。例如，在图4中所示的数据可以当发动机组件11在测力计上时采用，以建立曲线300作为图7的功率谱密度的基线参考值。曲线300可以称为具有在图1中所示的位置中传感器15的发动机组件11的基线或参考声发射的识别标志。

在图7中所示的曲线308表示发动机组件11的声发射的频率的功率谱密度(或与发动机组件11基本上相同的发动机组件11)，如由与基线参考值功率谱密度曲线300不同时间时的声发射传感器15和控制器72所确定的。数据建立曲线308可以在道路上或用于诊断测试的测力计上的车辆10的操作期间(诸如在操作使用的显著数量的英里之后)采取。例如，具有曲线308的功率谱密度的声发射频率可在车辆10在车载监视和诊断(即实时诊断)期间或在发动机组件11被服务时的诊断测试期间由驾驶员操作时确定。由控制器72比较曲线300的功率谱密度的基线声发射和曲线308的功率谱密度的声发射之间的差，发动机组件11的操作被监视和诊断，并且控制器72然后可将发动机组件11调节到所需的操作参数。

此外，导致功率值与在特定曲柄角处曲线300的基线参考功率值的差的特定发动机事件可以由控制器72确定。当发动机组件11被有意控制或调节以创建各种发动机事件时，这可通过首先创建发动机组件11的声发射 的功率谱密度的存储数据库来完成。如由在发动机循环内声发射的频率的特定功率谱密度所指示，这些事件中的每一个事件的声发射识别标志可用于识别在发动机循环内参考功率值的变化。使用该信息，发动机组件11的适当的发动机部件的操作参数可被调节以减小如由基线参考功率谱密度曲线300所指示的实际的声发射(曲线308)和期望的声发射之间的差。由传感器15指示的声发射因此由控制器72使用来诊断发动机事件，以使得控制器72可以诸如通过调节适当发动机部件的设定或定位来调节发动机操作，和/或发动机部件根据需要可以被修理。

图9-14涉及在与在基线曲线300的建立期间或与图4的曲线308的建立期间不同的发动机组件11的操作期间的不同操作条件下，在不同时间时从声发射传感器15接收的信号。图9对于在曲柄轴50的0度至720度的旋转(轴线321)的发动机循环内的每一个曲柄角(采用正处于功率谱密度的某些区域内由与图5的区域Z1至Z5对应的阴影指示的每一个频率分量的功率谱密度)，示出来自声传感器15(即传感器信号)的电压信号的频率分量的频率(轴线319)的曲线。例如，在图10中的曲线308A是在曲柄轴50的0度至720度的旋转(轴线325)的发动机循环内每一个曲柄角处图9的声发射数据的频率的以dB/Hz为单位的平均功率谱密度(轴线323)。图11示出在曲柄轴50的0度至720度的旋转(轴线329)的发动机循环内每一个曲柄角采取的以巴为单位的气缸压力(轴线327)的曲线304A。图12示出，在整个发动机循环内平均化的每一个频率处图9的声发射的以KHz为单位的频率(轴线331)与以dB/Hz为单位的平均功率谱密度(轴线333)的曲线302A与如基线参考建立的图6的曲线302不同。

通过分析声发射传感器15的信号，可确定特定的发动机事件影响在发动机循环的曲柄角的特定范围处和在频率的特定范围中的声发射。发动机事件的发生可因此被诊断，并且由控制器72监视，分析与曲柄角的特定范围相关联的传感器信号的频率。落于曲柄角的特定范围之外并具有频率的特定范围之外的频率的发射数据可以被认为与特定发动机事件的发生无关，并且不必进行分析。因此，控制器72所要求的处理器时间因而最小化。

图13示出发射数据的这种离散的一个示例，其中在曲柄轴50的0度至720度的旋转(轴线337)的发动机循环内频率(轴线335)和曲柄角的域被分为编号为1至325的离散区域。该区域也被称为窗口。在示出的实施例中，每一个窗口是10kHz乘30度。换句话说，发动机循环划分成从0度至720度的30度增量的曲柄角范围，并且传感器信号的频率数据划分成10KHz的增量。

图14示出在图9的声发射传感器数据上覆盖的图13的窗口的网格。增量的范围仅出于示例的目的，且不同的范围可以在本教导的范围内选择。离散窗口或窗口组可被分析用于给定的发动机事件。仅出于示例的目的，与发动机曲柄角的范围和窗口W203、W204、W228和W229的频率范围可被分析用于第一特定发动机事件，而与发动机曲柄角的范围以及频率窗口W116、W117和W118的范围相关联的传感器数据可被分析用于第二不同的特定发动机事件，并且与窗口W13、W38、W63、W88、W113、W138、W163、W188、W213、W238、W263、W288和W313相关联的传感器数据可被分析用于第三不同的特定发动机事件。在所有其它窗口中的数据不进行分析。在一般情况下，选择更大范围的曲柄角和/或频率可更准确地指示特定发动机事件的发生，但将需要更大的处理时间。一个或多个窗口可与一个或多个特定的发动机事件相关来分析。在其它窗口中的数据不需要被分析，因此节省了处理能力。

参考图3，确定发动机事件的方法200可以以框202开始，建立作为根据预定操作参数操作的发动机组件11的曲柄角函数的声发射传感器信号的频率分量的功率的基线参考值。例如，当发动机组件11根据认为是正常或最优的预定的所需参数操作时，基线参考值是如由声传感器检测的期望声发射的指示。基线参考值可采用在测力计上或道路测试期间运行的发动机组件11来建立。基线参考值可以随着发动机循环内发动机的曲柄角而变化。基线参考功率值可以是传感器信号的每频率单元的功率谱密度。如果在图4中表示的信号数据处于最优操作参数下，则曲线300因此是功率谱密度的基线参考值。如果控制器72被提供，其中基线参考功率值已经被确定并存储在数据库中，则方法200不需要包括框202。

可选地，方法200可包括框204，识别要分析的频率的不同范围和曲柄角的不同范围的窗口。例如，这可以包括创建图13的离散网格。框204可以进一步包括将不同的特定发动机事件与不同的窗口或窗口组相关。例如，框206可包括将第一特定发动机事件与一个或多个窗口相关。测试可确定，诸如凸轮移相器70A的致动的第一特定发动机事件影响在一个或多个窗口中如由功率谱密度所指示的声发射。框208可包括将第二特定发动机事件与窗口中的不同的一个或多个窗口相关。例如，测试可确定入口阀打开会影响如由在其它特定窗口处的功率谱密度指示的声发射。因此，框202至208涉及创建由处理器78执行存储的算法所要引用的信息的存储的数据库。

在框210中，控制器72从声发射传感器15接收传感器信号。接着，如果可选的框204-208已被执行，则在框212中，控制器72将识别与第一特定发动机事件的发生的曲柄角特性的预定范围相关联的信号的一部分，如与在框206中相关的。在框214中，控制器72将信号的一部分转换成其频率分量，并确定在框212中识别的信号的一部分的任何频率分量是否处于频率的第一预定范围内。如果没有频率分量处于频率的第一预定范围内，则该方法返回到框210。如果信号的一部分的任何频率分量处于频率的第一预定范围内，则该第一发动机事件可能已经发生。未处于在框206中识别的一个或多个窗口内的信号的部分不必进行分析，从而减少处理时间。如果可选的框204-208在方法200中没有被包括，则在框216中整个信号转换成在发动机曲柄角的整个范围内的其频率分量。

在框220中，在框216中识别的传感器信号的频率分量可通过带通滤波器滤波，以仅专注于频率的所选带宽。在带通滤波器范围内的频率是已与一个特定发动机事件或多个特定发动机事件相关的那些频率。

接着，在框222中，然后确定带通滤波器的范围内的一个或多个频率分量的相应功率值。例如，确定滤波的频率分量的根均平方功率，诸如在功率谱曲线308中所示的。更具体地，傅立叶分析用于在框216中识别信号的频率分量，并且在框222中确定不同频率分量的功率值。本领域的技术人员将很容易理解傅立叶分析。在框222中确定的功率值可以被限制为 与发动机曲柄角的预定范围相关的信号的一个或多个部分，并且该信号的一个或多个部分是特定发动机事件的发生的特性，如相对于在图13和图14中所示的数据的离散pf所描述的。

在框224中，然后将功率值和与基线发动机循环相关联的参考值比较，以确定该差是否大于预定的差。参考图7，例如，曲线300是参考功率值，并且曲线308是框222的滤波的频率分量的功率值。在框222中确定的功率值与在框202中确定的参考值之间的差被确定。例如，在约100度的发动机曲柄角处，差是在图7中的曲线300和308之间沿Y轴线的距离D1。差与预定阈值差比较。如果该差值大于预定阈值差，则方法200然后移动到框226，并调节影响发动机事件的发动机部件的操作参数。例如，控制器72提供控制信号来调节一个或多个发动机部件，诸如入口阀24、出口阀26、凸轮移相器70A、燃料喷射器80、节气门32等，取决于特定的发动机事件。

如果差小于或等于预定阈值差，则声发射传感器15的信号指示所监视的发动机组件在可接受的操作参数内操作。方法200然后返回到框210，以分析信号的随后时间步(即，与下一个发动机曲柄角或发动机曲柄角的范围相关联的信号)，并且该方法200对于在框204-208中识别的信号的每一个窗口，通过框212至226前进，或如果离散化不被采用，则为连续地方式。

因此，通过利用如本文所公开的声发射传感器并分析来自传感器的信号，发动机组件11可根据优选的预定操作参数被监视和控制以操作。监视和控制可在车辆10被驱动(车载诊断)时的操作期间发生，和/或在实验室或修理设定中发动机组件11的诊断测试期间可发生。单个声传感器15可用于确定许多不同的发动机事件。传感器可以被定位在许多不同的位置P1、P2、P3、P4、P5、P6等中，包括易于访问并且通常不经受恶劣环境的发动机组件11的外表面上的位置。

虽然用于执行本教导的许多方面的最优模式已被详细描述，但这些教导涉及的熟悉本领域的人员将认识到，用于实施本教导的各种替代方面处于所附权利要求的范围内。