CN106948959B - 确定往复活塞式发动机中的气缸健康状况的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了计算机实施的方法、计算机程序产品和计算机系统，以确定在往复活塞式发动机中的气缸健康状况特性。往复活塞式发动机为包括活塞‑气缸组件和曲轴的类型。活塞‑气缸组件包括气缸和被配置成随着曲轴的旋转在气缸中移动的活塞。在一个实施例中，计算机实施方式包括在第一方向上转动曲轴，同时生成包括多个第一活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果的第一数据组。进一步地，曲轴在相反的第二方向上转动，同时生成包括多个第二活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果的第二数据组。之后第一数据组和第二数据组之间的对称方面被识别并用于确定活塞‑气缸组件的气缸健康状况特性。

Description

确定往复活塞式发动机中的气缸健康状况的方法

技术领域

本公开涉及一种往复活塞式发动机和类似的装置。特别地，该公开涉及活塞操作，并且尤其涉及精确地确定这种发动机(或装置)的各种活塞的上止点的位置，以及与在往复活塞式发动机中的气缸健康状况有关的气缸泄漏特性和其它参数的确定。

背景技术

在往复式发动机和其它装置中，活塞可在气缸中往复运动以产生有用的功率。在典型的内燃机中，例如，一个或多个活塞可被封装在一个或多个相应的气缸中，其中每个活塞通过连杆连接到曲轴。在与曲轴相反的一端，每个气缸可被封闭(例如通过发动机气缸盖)，由此活塞(与气缸一起)限定出燃烧室。此时各种阀和其他机构可控制气体和燃料的流进和流出。当活塞完全地移动到气缸中(并且远离曲轴)时，该活塞可被认为已经达到了上止点(“时各种阀)。由此，上止点可通常被视为在活塞的周期运动中的一个点，在该点处已经得到气体在气缸中的名义最大压缩(nominal maximum compression)(以及最小的燃烧室体积)。类似地，当活塞完全地远离TDC而缩回时(并且朝向曲轴)，该活塞可被认为已经达到了下止点(“回时(并)。由此，BDC可被通常认为在活塞的周期运动中的一个点，在该点处已经得到气体在气缸中的名义最小压缩(以及最大的燃烧室体积)。然而应当理解其它的构造也是可能的。因此，将TDC和BDC认为是对于活塞而言的相反的定位也是有用的，在该相反的定位处，对于TDC和BDC两者而言，施加到活塞面上的法向力经由相关联的连杆被一直沿着相关联的气缸的主轴线引导或一直引导到相关的曲轴。

在发动机的操作中(或发动机被驱动时)，活塞可沿着多种活塞冲程的路径行进，可以认为这些活塞冲程中的每一个都包括活塞在TDC和BDC之间行进的路径(反之亦然)。就此而论，有用的是认为往复运动的活塞具有两个主要类别的冲程：“上冲程”，其中活塞沿着从BDC到TDC的方向行进行进；以及“下冲程”，其中活塞沿着从TDC到BDC的方向行进行进。在某些发动机中还可以针对动力冲程(powered stroke)和其它冲程做进一步的区分。例如，在四冲程发动机中，第一上冲程可在燃烧室中压缩空气，第一下冲程可由气缸中燃料的燃烧(以及所包含的空气和燃烧产物的相关的膨胀)驱动，第二上冲程可迫使空气和燃烧产物排出排气阀，并且第二下冲程可通过进气阀将新的空气吸入到气缸中，以重置发动机以用于下个周期。

由于各种原因，确定对于往复式发动机(或其他气缸-活塞系统)的各种活塞的TDC的准确的(或接近准确的)位置是非常有利的。例如，对于内燃机的点火时间常可被相对于TDC(例如，在TDC之前或之后多少度)指定。由于精确的点火时间在发动机动力学和相应的排放物的组成的控制中起重要作用，因此知道高精确度的TDC的位置是有利的。然而，仅基于制造说明书难以高精度地确定TDC的位置。例如，即使在高精度的制造的情况下，各种零件的容许的制造公差相结合将可能引入了关于任何给定的活塞的实际TDC位置的相对较大的不确定性。由此，尽管期望的TDC位置可被识别(例如，基于制造说明书、目测等)，该期望的TDC位置有时可与实际的TDC有1.5度或更多的差别。

在现行的方法中，常使用线性位移仪器在将发动机汽缸盖安装到发动机体之前测量TDC。例如，发动机体可被牢固地安装，并且线性位移仪器(例如线性编码器)可相对于发动机体牢固地固定，其中探针延伸与未处于TDC的活塞头接触。之后该活塞可沿着其周期路径行进(例如，朝向并且之后经过TDC的期望位置)，这也相应地将探针移位。在该设置中，在活塞行进的过程中探针的最小的延伸可被视为与TDC对应。如果活塞的位置被记录(例如，通过机械的、磁的、或其他与曲轴或相关齿轮关联的传感器)并且与线性位移测量结果关联，则TDC关于曲轴的旋转(或类似的参照)的大致位置可被记录。然而该方法具有各种缺点，包括一定程度上有限的精度、需要牢固地将发动机固定就位以执行测试，以及通常不能在气缸盖就位的情况下执行测试。

发明内容

本申请公开了一种用于识别对于一个或多个活塞的上止点的系统和方法，其中所述活塞被配置成在一个或多个气缸中执行周期性运动。

根据本公开的一个方面，一种计算机实施的方法包括使活塞在第一方向上沿所述周期性运动中包括的第一活塞冲程朝向该活塞的期望的上止点位置行进。随着活塞在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，通过一个或多个计算装置确定该活塞的作为第一数据组的一部分的多个第一位置和相应的多个第一压力指标。活塞还在第二方向上沿所述周期运动中包括的第二活塞冲程朝向该活塞的期望的上止点位置行进。随着活塞在第二方向上沿着第二活塞冲程行进，通过一个或多个计算装置确定所述活塞的作为第二数据组的一部分的多个第二位置和相应的多个第二压力指标；通过所述一个或多个计算装置，确定第一数据组相对于第二数据组的一个或多个第一对称方面。并且，基于所述对称方面，通过一个或多个计算装置确定更新的上止点位置。附加地或可替代地，通过所述一个或多个计算装置，至少部地的基于所确定的一个或多个第一对称方面确定与所述一个或多个气缸相关联的泄漏特性(或其他气缸健康状况特性)。

一个或多个下面的特征可被包括。多个第一位置和多个第二位置可通过使用附接到与所述活塞关联的曲轴上的转动编码器确定。在使活塞沿第一方向行进之后以及在使活塞沿第二方向行进之前。使包含所述活塞的气缸与环境压力均衡。确定数据的对称方面可基于：对第一和第二数据组的部分的线性延伸的确定，或是识别来自两数据组的数据之间的数值距离。

该方法可进一步包括再次使活塞在第一方向上沿着第一活塞冲程朝向该活塞的期望的上止点位置行进。随着活塞再次在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，可确定该活塞的作为第三数据组的一部分的多个第三位置和相应的第三压力指标。可确定第三数据组相对于第二数据组的一个或多个对称方面，其中更新的上止点位置也基于这些对称方面而确定。可基于第一数据组和第三数据组确定一个或多个平均压力指标，并且基于平均压力指标确定数据组的对称方面。

根据本公开的另一方面，计算机实施的方法包括使活塞在第一方向上沿着所述周期运动中包括的第一活塞冲程行进。随着活塞在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，通过一个或多个计算装置确定所述活塞的作为第一数据组的一部分的多个第一位置和相应的多个第一压力指标，其中第一位置包括：相对于在发动机的正常操作过程中活塞的一个周期，活塞的上止点的期望的位置的一侧的位置。活塞也在第二方向上沿着所述周期性运动中包括的第二活塞冲程行进。随着活塞在第二方向上沿着第二活塞冲程行进，通过一个或多个计算装置确定活塞的作为第二数据组的一部分的多个第二位置和相应的多个第二压力指标，其中第二位置包括：相对于在发动机的正常操作过程中活塞的一个周期，活塞的上止点的期望的位置的另一侧的位置。通过一个或多个计算装置，确定第一数据组相对于第二数据组的一个或多个第一对称方面。并且基于该对称方面，通过一个或多个计算装置确定更新的上止点位置。

一个或多个下面的特征可被包括。沿着第一活塞冲程的第一方向可朝向上止点的期望位置并且使得活塞在第一方向上沿第一活塞冲程行进可将包含活塞的气缸增压到高于环境压力。沿着第一活塞冲程的第一方向可远离上止点的期望位置并且使得活塞在第一方向上沿第一活塞冲程行进可将包含活塞的气缸内的压力降低到低于环境压力。

在使活塞沿第一方向行进之后以及使活塞沿第二方向行进之前，使包含活塞的气缸的压力与外界压力均衡。确定数据的对称方面可基于第一和第二数据组的部分的线性延伸的确定，或基于对来自第一两数据组的数据之间的数值距离的识别。

所述方法可包括再次使活塞在第一方向上沿着第一活塞冲程行进。随着活塞再次在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，可确定所述活塞的作为第三数据组的一部分的多个第三位置和相应的多个第三压力指标。可确定第三数据组相对于第二数据组的一个或多个第二对称方面，并且其中更新的上止点位置也基于这些对称方面确定。可基于第一和第三数据组确定一个或多个平均压力标，并且数据组的对称方面的确定可基于所述平均压力指标。

根据本公开的另一个方面，计算系统包括一个或多个处理器装置和与一个或多个处理器装置连接的一个或多个存储器架构。所述一个或多个处理器装置被构造成在活塞在第一方向上沿着包括在周期运动中的第一活塞冲程行进时，确定活塞的作为第一数据组的一部分的多个第一位置和相应的第一压力。所述第一位置至少部分包括相对于在发动机的正常操作过程中活塞的一个周期，位于活塞的上止点的期望的位置的一侧的位置。所述一个或多个处理器装置被构造成在活塞在第二方向上沿着包括在周期运动中的第二活塞冲程行进时，确定活塞的作为第二数据组的一部分的多个第二位置和相应的第二压力。第二位置至少部分地包括：相对于在发动机的正常操作过程中活塞的一个周期，位于活塞的上止点的期望的位置的另一侧的位置。所述一个或多个处理器装置被构造成确定第一数据组相对于第二数据组的一个或多个对称的方面，并且基于所述对称的方面确定更新的上止点位置。

下述特征的一个或多个可被包括。沿着第一活塞冲程的第一方向可朝向上止点的期望位置，并且使活塞在第一方向上沿第一活塞冲程行进可将包含活塞的气缸增压到高于外界压力。沿着第一活塞冲程的第一方向可远离上止点的期望位置，并且使得活塞在第一方向上沿第一活塞冲程行进可将包含活塞的气缸内的压力降低到低于外界压力。包含有活塞的气缸可在活塞沿第一方向行进之后和活塞沿第二方向行进之前与环境压力均衡。

所述一个或多个处理器装置可被构造成随着活塞再次在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，确定活塞的作为第三数据组的一部分的多个第三位置和相应的多个第三压力指标。所述一个或多个处理器装置可被进一步构造成确定第三数据组相对于第二数据组的一个或多个对称方面，以及基于这些对称方面确定对于活塞的更新的上止点位置。

根据本公开的再一个方面，提供了一种计算机实施的方法，所述方法用于确定在往复活塞式发动机中的气缸的健康状况，所述往复活塞式发动机包括活塞-气缸组件和曲轴。所述活塞-气缸组件包括气缸和被配置成随着曲轴的转动在所述气缸内移动的活塞。在一个实施例中，计算机实施的方法包括步骤或过程：(i)在第一方向上转动所述曲轴，同时生成第一数据组，所述第一数据组包括多个第一活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；(ii)在相反的第二方向上转动所述曲轴，同时生成第二数据组，所述第二数据组包括多个第二活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；(iii)识别第一数据组和第二数据组之间的对称方面；以及(iv)至少部分地基于所述对称方面，确定活塞-气缸组件的气缸健康状况特性。

最后，根据本公开的再一个方面，提供一种计算机系统。所述计算机系统用于确定在往复活塞式发动机中气缸的健康状况，所述往复活塞式发动机包括活塞-气缸组件和曲轴。所述活塞-气缸组件包括气缸和被配置成随着曲轴的转动在所述气缸内平移的活塞。在一个实施例中，计算机系统包括一个或多个处理器装置；第一传感器，所述第一传感器连接到所述一个或多个处理器装置并且被配置成记录指示活塞位置的测量结果；以及第二传感器，所述第二传感器连接到所述一个或多个处理器装置并且被配置成记录指示气缸内压力的测量结果。一个或多个储存器架构连接到一个或多个处理器装置并且存储指令，所述指令可由一个或多个处理器执行以：(i)在曲轴被沿着第一方向转动时，使用从第一传感器和第二传感器接收的数据生成第一数据组，所述第一数据组包括多个第一活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；(ii)在曲轴被沿着相反的第二方向转动时，使用从第一传感器和第二传感器接收的数据生成第二数据组，所述第二数据组包括多个第二活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；(iii)识别出第一数据组和第二数据组之间的对称方面；以及(iv)至少部分地基于所述对称方面，确定活塞-气缸组件的气缸健康状况特性。

在下面的附图和说明书中陈述一个或多个实施方式的细节。其他特征和优点将通过说明书、附图和权利要求变得显而易见。

附图说明

图1示出示例性的发动机的侧视图，所公开的系统和/或方法可针对该发动机实施；

图2A-2D为在所公开的系统和/或方法的特定方面的实施过程中的图1的示例性发动机的活塞和气缸的图解视图；

图3A-3D为在所公开的系统和/或方法的其它特定方面的实施过程中的图1的示例性发动机的活塞和气缸的图解视图；

图4-7为与所公开的系统和/或方法以及图1的示例性发动机相关联的各种建模方法的图解视图；

图8为所公开的系统和/或方法的多个方面的流程图；

图9为示出所公开的系统和/或方法的进一步的方面的流程图，所述进一步的方面在确定气缸泄漏特性和与气缸健康状况有关的其他参数上有用；以及

图10和11为与图9示出的所公开的系统和/或方法相关的进一步的建模方法的图解视图；

各附图中相似的附图标记表示相似的元件。

具体实施方式

下面描述了所公开的系统和方法的一个或多个示例性的实施例，如上面简要描述的附图所示。

如上面所看到的，精确地确定往复运动的活塞的TDC可以是有用的。在各种实施例中，本文所公开的方法(或计算机系统或计算机程序产品)可实现高水平的确定精度。进一步地，在某些实施例中，所公开的方法允许在气缸盖就位或无需牢固地锚定被测试的发动机的情况下确定TDC，这允许发动机的冷(或其它)测试的效率的各种改进。

一种TDC测量(“量(许发动)方法(或过程、应用等)可针对各种往复式发动机(或其它往复式机器)执行，包括各种作业车辆诸如拖拉机、自动平地机、集材拖拉机等的发动机。在某些实施方式中，TDCM过程可针对制造过程中的发动机执行，当然，TDCM过程没必要被限制到制造用途。在某些实施方式中，TDCM过程可对已经安装气缸盖和阀(但不是例如各种阀摇臂)的发动机执行。

在一种实施方式中，TDCM过程可采用附接到发动机的曲轴上的旋转的编码器(例如光编码器)以及通过火花塞、燃料喷射器或其它端口插入到发动机的气缸的压力传感器。在BDC附近从处于外界压力(或其他已知的压力)的相关联的气缸开始，活塞可由附接到曲轴的马达(或其他机构或其他马达装置)沿着上冲程(即向前朝向TDC)推进，并且各种位置和(相关的)压力测量可由压力传感器和编码器进行。之后活塞可被返回到BDC附近的位置，气缸压力可与环境压力(或其他已知的压力)再次均衡，并且可沿着另一上冲程推进活塞，但是与第一上冲程的方向相反(即，相对于活塞的正常的周期运动而言，从另一侧接近TDC)。例如，如果第一上冲程与曲轴的逆时针旋转对应，则第二上冲程可与曲轴的顺时针旋转对应，这可使得活塞从活塞的周期的路径的相反的两侧相继地接近TDC。在第二上冲程过程中，也可由压力传感器和旋转编码器测量活塞的位置和(相关的)气缸的压力。因此，来自第一上冲程的数据组可包括用于活塞从一侧接近TDC的压力和相应的活塞位置的测量结果，并且来自第二上冲程的第二数据组可包括用于活塞从另一侧接近TDC的压力和相应的活塞位置的测量结果。如通过本文的讨论将显而易见的那样，没必要在整个活塞冲程范围内(或在冲程之外)记录压力和位置数据。例如，在某些实施方式中，仅在活塞冲程的一部分范围内记录数据。

由于活塞-气缸系统或组件的动作的各个方面被期望为通常相同，不管活塞沿着其周期路径遵循哪个方向。第一和第二数据组(如上面所描述的)也被期望表现出各种对称的方面(例如，通常彼此对称的位置-压力曲线)。如果第一和第二上冲程被以基本相同的速度执行，那么这种情况尤其可能出现。进一步地，由于两个活塞冲程(即，第一和第二上冲程，如上面所讨论的)的内在的对称性，两数据组的对称中心可被视为对应于TDC的准确(或接近准确)的位置。由此，通过确定两数据组的对称的方面(例如，第一数据组的位置-压力曲线相对于第二数据组的位置-压力曲线的对称性，例如通过用于对称曲线的映像线或来自每一数据组的一个或多个相应的压力-位置数据点的中点所体现的)，被测试的活塞的TDC的准确(或接近准确)的位置可被确定。

显著地，来自相反方向的活塞运动的压力轨迹的对称特性可有利于TDC识别，即使是针对具有非理想的活塞-气缸行为或表现的发动机而言。例如，公知的是各种活塞-气缸系统可能表现出气体泄漏(由于穿过活塞环的泄漏的压力损失、不充分密封的阀等)和其他缺陷。然而，期望的是，无论活塞沿着其周期路径运行的方向如何(例如，不管曲轴是顺时针或是逆时针转动)，这些缺陷(例如，气体泄漏)可相同地影响活塞-气缸系统。由此，本文概述的基于对称性的分析可允许精确的TDC确定，即便是针对非理想的活塞-气缸系统而言。

各种其他的实施方式也是可能的。在某些实施方式中，附加的数据组可从附加的活塞冲程(或其部分)收集。例如，在上面提到的第二上冲程之后，可再次执行第三上冲程，其中活塞在第一方向上(例如，通过曲轴的逆时针转动再次朝向TDC向前)从接近BDC(的位置)朝向TDC行进。可对第三上冲程进行压力和位置测量，作为第三数据组(其在某些实施方式中可与第一数据组结合)的一部分，并且可基于第三数据组相对于第二数据组的对称的方面确定TDC。这种第三(或其他附加的)活塞冲程可例如允许TDCM过程对活塞运动的潜在的热(或其它的)效应或影响进行补偿。例如，第一和第二上冲程的压缩可引起气缸和活塞有些变暖，这可对在相应的活塞冲程过程中记录的压力测量结果(或测量值，measurement)具有扭曲或歪曲的影响(例如，可导致与两数据组间的期望的对称的偏离)。执行附加的活塞冲程，以及使用相应的压力和位置测量，可允许TDCM过程对这种预期的扭曲进行补偿。例如，基于第一和第二数据组的对称的方面(即，在较低的气缸温度下确定的TDC位置)确定的TDC位置可与基于第二和第三数据组的对称的方面(即，在较高的气缸温度下确定的TDC位置)确定的TDC位置进行平均(或以其它方式结合)，以获得真实TDC的更精确的评估。类似地，来自第一和第三数据组(即，来自两逆时针旋转)的压力和位置数据可以被平均并且随后与来自第二数据组(即，来自顺时针旋转)的压力和位置数据作比较，以识别各种对称的方面并且相应地识别TDC的位置。以这种方式，例如，在数据收集过程中的温度增加的影响可被适当地抵消。

在某些实施方式中，除了真实的气缸压力之外的压力指标可被附加地(或可替代地)利用以识别各种活塞冲程的对称的方面以及相应的TDC的位置。例如，在某些实施例中，用于推进活塞经历各种冲程的转矩被记录，而非记录(或额外地记录)真实的气缸压力。例如，用于推进活塞经历各种冲程的伺服电机上的转矩传感器可记录在整个活塞冲程中由伺服电机输出的转矩。由于该转矩被视为与气缸压力直接相关，因此转矩的测量结果可用作气缸压力的替代(或用于获得气缸压力的来源)而被利用，以确定两个(或更多)活塞冲程(或冲程的部分)的对称的方面。

进一步地，在某些实施方式中，压力指标(例如气缸压力、曲轴转矩、或其他压力相关的因素)可在除上冲程(或其部分)之外的活塞运动过程中被记录。例如，压力指标(以及位置测量结果)可在活塞的两个或更多下冲程(或其部分)过程中被记录。如果在测量的下冲程(或其部分)的开始时，相关的气缸的压力与外界(或其他已知的)压力相等，则该压力指标可表示相对于周围(或其它)压力的真空(或部分真空)。与上面讨论的正压力(即，上冲程)实施方式一样，如果对于期望的TDC位置的任一侧的活塞运动的真空压力(或相关的)的测量结果被记录，压力(或相关的)测量结果的对称的方面也可被识别，这可允许对更新后的TDC位置进行确定。

应当理解，TDCM方法(或过程)能够以各种方式实施。TDCM方法可以例如被实施为计算机实施方法(或过程)、具有硬连线或基于软件的指令的计算机系统、或能够使一个或多个处理装置执行各种指令的计算机程序产品等。TDCM方法可使用一个或多个计算装置实施，诸如一个或多个控制器(例如，包括各种处理器和相关的存储体系)，其可被构造成接收和记录来自各种编码器和传感器的测量信息，控制发动机的一个或多个活塞运行穿过各种活塞冲程的各种部分的进程(例如，通过控制附接到相关的曲轴上的电动马达)，控制各种气缸阀的打开或关闭，访问用于对称的方面的各种数据组，以及由此确定TDC位置。这种控制器(或其它计算装置)可为发动机或发动机控制系统的一部分(例如，发动机控制单元(“置。这种)的一部分)，或与发动机或发动机控制系统分开。例如，形成测定装置的一部分的专用控制器可被用于在发动机进展经过制造过程时为各种发动机实施TDCM方法。

现在参照图1，示出了TDCM方法(或过程)可实施的发动机10和相关设备的示意图。发动机10可为车辆(未示出)或其他动力装置的一部分，或可能正在经历制造、翻新或其它操作。发动机10可包括发动机体12，发动机体12包括气缸14。为方便起见，仅发动机10的一个气缸在图1中被标出。应当理解，根据本文的讨论，TDCM方法也可对发动机10的其他气缸实施，包括在某些实施方式中同时对多个气缸实施。发动机10被描述为直列四缸发动机，其中第一和第四气缸(以及第二和第三气缸)一致地操作经过它们相应的气缸。然而应当理解，其它的构造也是可能的。

活塞16可被构造成沿着气缸14内的周期性的路径往复运动，其中活塞环18形成活塞16和气缸14的壁之间的动态密封，并且连接杆20在活塞16和曲轴22之间延伸。气缸盖24可连接到发动机体12以密封气缸14(例如，通过各种螺栓连接(未示出))，并且气缸盖24可包括各种阀，诸如进气阀28和排气阀30。为清楚起见，在图1的视角中，阀28和30被呈现为并排设置。然而应当理解，这些阀实际上可按照其他或不同的方式布置(例如，沿着垂直于图1的平面的直线设置，如图2描绘的那样)。进一步地，应当理解，不同的气缸可设置有不同数量的阀。某些气缸例如可包括两个进气阀和两个排气阀等。盖24也可包括端口32，诸如用于气缸14的火花塞或燃料喷射器的端口。

为了实施TDCM方法，发动机10可按照不同的方式装配或配置。如上面所看到的，发动机10可设置有使得活塞10在气缸14中沿着不同的活塞冲程推进的机构、用于测量不同的压力指标的传感器、位置传感器等。如图1中所描绘的，例如，旋转编码器38(例如高精度的光编码器)可被安装到曲轴22的前端，以测量曲轴22的相对旋转(并且因此，间接地测量活塞16的相对位置)。

也可包括用于测量对于气缸14的压力指标的传感器。例如，压力传感器34可被安装在端口32中(并且完全密封端口32)，以在不同的时间测量气缸14内的压力。然而在某些实施方式中，也可使用其它的传感器以获得压力指标，包括通过非压力参数的测量。例如，端口32可由塞子(或其他物体或装置)密封并且转矩传感器(未示出)可记录在气缸14中沿冲程推进活塞16所需的转矩。由于该转矩可被期望与气缸压力(其对抗活塞的运动)相关联，其可被作为压力指标记录并且在确定TDC中使用(例如，如上面所概述的)。

电源(例如伺服电机40)可被安装到曲轴22，或被另外地构造成提供动力到活塞16。控制器或其他计算装置(例如控制器36)可接收(和/或提供)到所描述的系统的各种部件(例如，编码器38、传感器34、伺服电机40等)的信号，并且可被构造成使用所接收的信息执行各种计算。

如图1中所描绘的，一个或多个凸轮轴26可在气缸盖24中设置就位，并且可被用于在TDCM方法的过程中在不同的点处致动阀28和30(例如，在各中时间使气缸14的压力与外界压力均衡)。在某些实施方式中，一个或多个凸轮轴26未被设置就位或不被构造成实际地致动阀28和30。例如，在某些实施例中，TDCM方法可通过使用关于阀28和30安装的弹簧(而不是摇臂)来执行。如此，为了在不同的时间(例如，在活塞16的第一上冲程和第二上冲程之间)平衡气缸14中的压力，各种其他致动机构可被使用以致动阀。例如，电磁致动器或其他机构(未示出)可被构造成基于来自控制器36的信号分别地致动阀28和30，以在合适的时间平衡气缸14中的压力。

还可参照图2A-2D，其示出了在TDCM方法中与活塞的推进有关的方面。为清楚起见，在图2A-2D(以及在图3A-3D中)中描绘的各种部件仅在图2A(和图3A)中被编号。同样地，与图1中的简化的示意相反，分别地控制在气缸14与进气口42之间以及气缸14与排气口44之间的气流的阀28和30以及对应的凸轮轴26a和26b，在图2A-2D(以及图3A-3D)的视角中被描绘成为并排设置。也如上面所描述的那样，在某些实施方式中，可以不安装凸轮轴26a和26b去执行TDCM方法，或它们也可以不被构造成实际地控制阀28和30的运动。

为了采集涉及气缸14的位置和压力指标信息的第一数据组，活塞16可被接近BDC定位(如图2A中所描绘的)。在某些实施方式中，活塞16可被定位成略微偏向BDC的一侧(例如，相对于操作中的活塞的正常周期性运动)。之后，曲轴22可被沿第一方向(例如如图2A-2D所描绘的逆时针)驱动(或其它方式地被转动)。如图2B中所示，这会初始地引起活塞16沿着上冲程朝向TDC行进。在第一方向的上冲程的一部分的过程中，压力指标数据和相应的位置数据可被记录(例如，通过控制器36，基于传感器30和编码器38记录)。如下面更详细地讨论的那样，可以但不必须地，在活塞沿其第一上冲程的整个路径范围内记录压力和位置数据。

之后，曲轴22的第一方向(例如逆时针)的旋转可继续，使得活塞16通过TDC(例如如图2C中所描绘的)并且继续朝向接近BDC的最终位置(如图2D中所描绘的)。在某些实施方式中，阀28和30中的一个或两个可在用于第一方向的活塞冲程的数据获取开始之前(或在开始之时或接近开始时)被打开，以保证在相关的压缩开始时气缸14处于一致的参考压力。在某些实施方式中，这些阀的打开可在第一方向的活塞冲程中的数据获取结束时、恰好在随后的第二方向活塞冲程之前发生，或在其他一个或多个时间点发生。

现在还参照图3A-3D，为了获取对于气缸14的位置和压力指标信息的第二数据组，活塞16可被同样地接近BDC定位(如图3A中所描绘的)。在某些实施方式中，活塞16可被定位成略微偏向BDC的另一侧(相对于操作中的活塞的正常的周期性运动)。在某些实施方式中，这种定位可与第一方向(例如逆时针)的旋转的结束相一致。例如，第一方向的旋转可将活塞从BDC的一侧、通过上冲程移动到TDC、经过TDC、并且通过下冲程移动到BDC的另一侧。曲轴22之后被沿着第二方向(例如，如图3A-3D所描绘的顺时针)驱动(或被其它方式转动)。在某些实施方式中，活塞16的第二方向的行进能够以与上面描述的活塞16的第一方向的行进基本相同的速率(例如具有伺服电机40提供的马达速度基本相同的速度)实现。通过这种方式，任何热或气体泄漏压力损失(例如，通过围绕活塞环18的泄漏、穿过阀28和阀30的有缺陷的密封的泄漏等)对于两个活塞运动的影响基本相同。

如图3B所示，曲轴22的第二方向的驱动(或其他转动)可初始地使得活塞16沿着上冲程朝向TDC行进，但从与活塞的第一方向的行进(如上面讨论的)位于TDC的不同的侧开始。在第二方向的上冲程的一部分的过程中，压力指标数据和相应的位置数据可被记录(例如，通过控制器36，基于传感器30和编码器38记录)。如下面更详细地讨论的那样，可以但非必要地，可在活塞沿着其第二上冲程的整个路径范围内记录压力和位置数据。

之后，如果期望的话，曲轴22的第二方向(例如逆时针)的旋转可继续，使得活塞16通过TDC(例如，如图3C所描绘的)并且继续朝向接近BDC的最终位置(例如，如图3D中所描绘的)。在某些实施方式中，阀28和30中的一个或两者可在用于第二方向的活塞冲程的数据获取结束之后(在结束之时或是接近结束时)打开，以使气缸14与周围的(或其它的)压力均衡。

在某些实施方式中，随后可基于使活塞14再次行进通过图2A-2D所描绘的路径而获取第三数据组。例如，如果预期热影响(例如，由于之前的各个活塞冲程中的气体压缩导致的来自各个发动机部件的热的影响)会使TDC分析失真，第一方向的活塞行进和相关的数据获取可被重复执行。在这种情况下，可期望随后的第一方向的行进在比第二方向的行进更高的系统温度下发生(归因于第二方向的推进和之前的第一方向的推进的组合的热影响)，并且，可期望较早的第一方向的推进在比第二方向的推进更低的系统温度下发生。因此，通过确定与第一、第二和第三数据组的各种组合有关的所记录的数据的对称的方面，可以(不同程度地)消除任何会造成数据失真的热影响。在某些实施方式中，例如，来自第一和第三数据组的数据(即，来自两第一方向的活塞行进的压力指标和位置数据)可在与来自第二数据组的数据(即，来自第二方向的活塞行进的压力指标和位置数据)进行比较之前被平均。在其他实施方式中，例如，来自第一和第三数据组的数据可单独地与来自第二数据组的数据进行比较，并且所生成的的TDC位置确定值被平均(或以其它方式合并)以提供单个TDC估算(值)。

应当理解，“第一”、“第二”和“第三”等仅指示用作对于在各种活塞行进中记录的数据的方便的标签。取决于TDCM方法的特定的实施方式，例如，这些数据组可被在一起、单独地和/或以各种组合存储。同样地，应当理解，根据本文所讨论的，为了处理各种热(或其它)影响，可执行各种额外的活塞行进(以及相应的记录的数据组)。例如，在某些实施方式中，可执行一随后的第二方向活塞行进，产生压力指标数据和位置数据的第四数据组，从而被以各种方式与其它数据组一起组合和分析。

仍然参照图2A-2D和3A-3D，在某些实施方式中，除了(如上面所讨论的)正压力之外(或者作为替代)，在气缸14中可使用相对真空。例如，压力指标数据和位置数据可在活塞16沿着下冲程(例如，从图2C到图2D或从图3C到图3D)在气缸中行进时收集。在这种情况下，例如，阀28和30中的一个或多个可在TDC附近打开，以使气缸内的压力与外界压力均衡，之后阀28和30中的一个或多个被关闭，使得随着活塞从TDC离开向BDC行进(沿着第一或第二方向中的任一个)，在气缸14中产生相对于外界压力的相对真空。该真空可被测量(例如，通过转矩传感器(未示出)、压力传感器34或其它传感器)并和相应的位置测量结果(例如，来自编码器38)一起被记录在各种相关的数据组中。如上，当使用相对真空以通知压力指标读数，其在使活塞16沿着各种行进的各种方向以基本相同的速度行进的情况下是有用的。同样地，其可用于执行沿着第一或第二方向的各种行进以及将所产生的数据的平均(或其它的结合)，以对热(或其它)影响进行补偿。

还参考图4，示出了示例性的压力指标(例如压力)和位置(例如，基于相对编码器位置的活塞位置)数据。例如，在第一方向的活塞行进中(例如，如上面所描述的那样)，位置和压力数据可被记录，其可被绘制成曲线50。同样地，在第二方向的活塞行进中(例如，如上面所描述的那样)，位置和压力数据可被记录，其可被绘制成曲线52。靠近曲线50和52的箭头表示各自的曲线数据的记录顺序(即，随着时间推移活塞经过相关的活塞位置的行进)。应当理解，这些箭头仅以示例的方式提供，并且在各种实施方式中，活塞16可沿其他方向行进。还应当理解的是，通过TDCM方式实施的分析可不必使用如图4(和图5-7)所描绘的数据的实际绘图。在这个角度，这些图的示意性表示可被视为对于理解该分析的辅助，而非必然指示图解的、几何的或其他特定类型的计算。

应当理解，曲线50和52中的任一个(或两者)可表示来自单个活塞行进的数据、或表示来自多个活塞行进的平均的(或其他方式结合的)数据。同样地，应当理解(如下面所更详细地讨论的)，不必对整个活塞周期或冲程收集数据。例如，曲线50和52(如图4中描绘的)可被视为表示对于活塞16在从接近BDC、通过TDC到再次接近BDC的行进过程中的压力(或压力指标)和位置数据，其中在两个接近BDC的位置之间没有使气缸压力与外界压力均衡。然而，在某些实施方式中，可仅对于该行进的一部分记录(或分析)数据，并且气缸14可在各种时间点及时与外界压力均衡。进一步地，曲线50和52(或类似曲线)的替代表示法可表示在气缸14中的相对真空(相对于外界)，而不是正压力。

如上面所看到的，由于发动机10的一个或多个活塞-气缸系统可被期望关于活塞方向对称(即，可被期望不根据活塞16接近TDC的方向而变化)，曲线50和52可被期望关于TDC表现出各种对称的方面。例如，如在图4中可看到的，曲线50(表示来自一个或多个第一方向行进的压力和活塞位置数据)可与曲线52(表示来自一个或多个第二方向行进的压力和活塞位置数据)关于对称线54对称。鉴于活塞-气缸系统的行为的期望的对称性，因此，线54(即，曲线50和52的对称线)与活塞位置轴的交点可被视为表示TDC的实际位置。因此，TDC的位置可通过确定各种压力和位置数据组的一个或多个对称的方面而确定(例如，如曲线50和52所示例的)。

各种数据组的对称的方面(以及相应地，TDC的精确定位)可使用已知的数学/计算技术通过各种方式确定。例如，关于图4，可基于识别曲线50和52的交点、识别曲线50和曲线52之间相应的压力的平均位置等来识别线54。

还如上面所提到的，在某些实施方式中，不必在活塞运动的整个范围内记录压力指标和压力数据，并且曲线50和52不一定相交。例如，还参照图5，数据只在由区域56和58所指示的各种活塞行进(例如各种活塞上冲程)的一部分中被不时地收集。因此，可能不一定能够容易地(或精确地)识别出曲线50和52的交点。在这种情况下(或其他情况下)，可使用用于确定各种压力-位置数据组的对称的方面的其他程序。例如，均与活塞位置轴平行的线60和62可被确定为在曲线50和52上相应的压力之间延伸(该相应的压力因此可被认为是曲线的对称的方面)。随后线60和62中的一条(或两者)的中点、或每条线(并且，潜在地，其它类似的线(未示出))的中点的平均值可被确定，从该点垂直向下地投射的线(即线64)表示TDC关于活塞位置轴的位置。这种计算(或其它计算)可以多种方式执行，包括通过算术地(例如，通过线60和线62的端点的数值平均)、几何地(例如，通过线60和线62的中点的几何识别)或其他方式。

作为另一个示例，也参照图6，曲线50和52的各种线性延伸可被确定，并且这些延伸被用于确定TDC的位置。例如，曲线50的接近线性的部分70可被确定并且之后被计算地沿着最佳拟合线72延伸，而曲线52的接近线性的部分74可被确定并且之后被计算地沿着最佳拟合线76延伸。线72和76之后可被分析以确定TDC。例如，线72和76的交点可被向下延伸到活塞位置轴(即，沿着对称线78)以指示TDC，或，基于同样的目的，线72和76与活塞位置轴的相交点的中点可被确定。类似地，在某些实施方式中，从在曲线50和52上的相应的点延伸的切线可被计算，这些切线的交点也指示TDC。例如，曲线50和52上的拐点80和82可被分别地确定并且对于曲线50和52计算相应的切线(例如，分别地，线72和76)。则这些线的交点(或它们与位置轴的交点的中点)也能表示TDC。

为了重申，尽管本文示出了一些关于从各种压力指标和位置数据组确定的“曲线”的讨论，应当理解，TDC也可被类似地识别而无需构建这些曲线。例如，可对从各种数据组中提取的原始(或调整后的)数据本身进行数值分析，以类似地识别出数据的对称的方面，相应地，识别出更新的TDC位置。

也参照图7，其示出了针对具有泄漏问题的气缸的位置-压力曲线和相关的TDC分析。在图7中，曲线50和52可代表在没有气体泄漏(或可忽略)的气缸中行进的活塞的压力-位置数据，并且曲线50a和52a可代表对活塞在具有不可忽略的泄漏的气缸中的类似的行进的压力-位置数据。可看出该泄漏使得曲线50a和52a通常落在曲线50和曲线52下方(即，这是因为该泄漏通常在整个活塞行进中降低气缸压力)。如上面的示例中的那样，在图7中，区域56和区域58可表示活塞行进的示例性的部分，对该部分实际地记录压力指标和位置数据。

如图7可看出，由于来自气缸的泄漏的影响通常为对称的(即，可预期与活塞沿活塞的周期性路径行进的方向无关)，基于各种压力-位置数据组的对称的方面确定的TDC可指示相同的TDC位置，和气缸泄漏的程度无关。例如，相对于参考(或基准)压力(例如，如压力线84所指示的)，曲线50和52的中点(即，如尺寸86a和86b所指示的)可与曲线50a和52a的中点相同(即，如由尺寸88a和88b所指示的)。由此，可由任一组曲线(即50和52或50a和52a)确定TDC的相同位置，如对称线90与位置轴的交点所指示的那样。

也如上面所看到的，TDCM方法(或过程)可通过多种方式实施，包括通过软件、硬件或其他系统。还参照图8，示出了TDCM方法(例如TDCM方法200)的计算机实施的实施方式的多个方面。

TDCM方法200可包括例如使活塞沿着第一方向行进(202)。例如，伺服电机或其他机构可提供动力到与活塞相关的曲轴，由此使活塞沿着其周期路径在第一方向上行进(202)。

方法200可包括确定第一方向行进过程中的多个活塞位置204，这些位置落在期望的TDC的至少一侧。如上面所看到的，尽管实际的TDC位置可能预先不知道，近似的TDC位置可基于制造说明书、目测或其它因素确定。方法200可包括确定第一方向的行进中的多个活塞位置(204)，其中这些位置落在该期望的TDC位置的一侧。方法200可包括基于各种传感器数据(例如，来自附接到发动机曲轴上的光旋转编码器的数据)确定(204)多个活塞位置。

方法200可进一步包括确定(206)与第一方向的行进过程中的多个活塞位置对应的多个压力指标(例如，压力、转矩等)。在某些实施方式中，活塞压力可直接地确定(206)。例如，压力传感器可位于火花塞中或燃料喷射器端口中，以感测相关的气缸中的压力。在某些实施方式中，气缸压力指标可基于非压力数据确定(206)。例如，使活塞行进所需的转矩(例如，如由相关联的伺服电机提供)可被确定为压力指标。压力指标或是位置数据可被连续地或离散地确定(206、204)，并且可对于全部的或是部分的相关活塞行进确定(206、204)。所确定(204、206)的位置和压力指标可被记录为第一数据组208的一部分。

方法200可进一步包括使相关的气缸与外界压力(或其他参照压力)均衡(210)。该均衡可通过致动气缸的阀(例如进气阀或是排气阀)或其他方式实现，并且可在活塞行进中的各种点实现。例如，可以下时间点均衡压力210：在对于特定行进的压力指标和位置数据的收集结束时、对于另一行进收集该数据之前、当活塞处于预期的TDC位置或其附近时、当活塞处于BDC或其附近时等。

方法200可进一步包括使得活塞沿着第二方向行进(212)。例如，伺服电机或是其他机构可提供动力到与活塞相关的曲轴，由此使得活塞沿着其周期路径在第二方向上行进，该第二方向不同于上面所提到的第一方向。

方法200可包括确定用于第二方向的行进的多个活塞位置(214)，这些位置落在期望的TDC的至少一侧。如上面所看到的，尽管实际的TDC位置可能预先不知道，近似的TDC位置可基于制造说明书、目测或其它因素确定。方法200可包括确定对于第二方向的行进的多个活塞位置(214)，这些位置落在该期望的TDC位置的与对于前面的(或其它的)第一方向的行进所确定204的位置不同的另一侧。方法200可包括基于各种传感器数据(例如，来自附接到发动机曲轴上的光旋转编码器的数据)确定(214)多个活塞位置。

方法200可进一步包括确定(216)与第二方向的行进的多个活塞位置对应的多个压力指标(例如，压力、转矩等)。在某些实施方式中，活塞压力可直接确定(216)。例如，压力传感器可位于火花塞中或燃料喷射器端口中，以感测相关的气缸中的压力。在某些实施方式中，气缸压力指标可基于非压力数据确定(216)。例如，使活塞行进所需的转矩(例如，由相关联的伺服电机提供的)可被确定(216)为压力指标。压力指标和位置数据可被连续地或离散地确定(216、214)，并且可对于全部的或是部分的相关活塞行进确定(216、214)。所确定(214、216)的位置和压力指标可记录为第一数据组218的一部分。

在某些实施方式中，方法200还可包括确定附加或额外的数据。例如，方法200可再次使活塞在第一方向上行进并且确定(204、206)相应的位置和压力指标数据。该数据可记录为例如第三数据组224的一部分，其可独立于第一数据组208或被包括在第一数据组208中。

方法200可随后包括在各种组合中确定(220)所记录的各种数据组的对称的方面。例如，方法200可包括确定(220)第一数据组208相对于第二数据组218的对称的方面、第三数据组224相对于第二数据组218的对称的方面、第一和第三数据组208和224的组合(例如，基于将两数据组平均226)相对于第二数据组218的对称的方面，等等。对于各种数据组的对称的方面的确定(220)可采用各种形式。在某些实施方式中，对数据组的对称方面的确定(220)可包括识别对于各种数据组208、218和224的各种相交点，可包括识别(228)数据组的线性延伸(例如，数据组的一部分的线性逼近或数据组的切线延伸等)，可包括识别(230)数据组的部分或其延伸之间的距离(例如，通过各种切线)等等。

如上面所看到的，将来自各种相同方向的活塞行进的数据组合(例如，通过将第一和第三数据组208、224平均(226))可有利于补偿各种活塞行进的温度(以及其它)影响。例如，在初始的第一方向的行进的开始时，相关的发动机可能为冷的，但是发动机可被相关的压缩(或由膨胀所冷却，如同在基于真空的分析中所发生的那样)在一定程度上加热。由此，在初始的第二方向的行进中，发动机可能更暖(或更冷)并且可由于第二方向的运动的压缩(或膨胀)而更暖(或冷)。最后，在后来的第一方向行进中，发动机可更暖(或冷)。由此，通过将对于两个第一方向的行进的压力和位置数据(或所确定的TDC位置)平均或以其它方式结合，温度的影响可被适当的补偿。

在各种对称的方面已经被确定(220)的情况下，方法200之后可确定(222)对于所测试的活塞的更新的TDC位置(即，相对于名义上的或期望的TDC位置更新)。例如，方法200可包括识别活塞的位置，该活塞的位置相应于识别出的数据组曲线的交点、相应于识别出的数据组曲线的线性延长线的交点、相应于识别出的在数据组曲线上的相应的点(例如，对称地对齐的)之间延伸的线的中点，等等。该活塞位置之后可被视为相关活塞的TDC的指标。

在某些实施方式中，TDCM方法(例如方法200)可被实现为生产或制造工程的一部分。例如，可在发动机体已经被建造为具有通过螺栓安装的活塞、阀和气缸盖之后，但是在摇臂、燃料喷射器、火花塞或其他部件安装之前实施TDCM方法。在某些实施方式中，相关的发动机在测试过程中可被固定就位。然而，根据由TDCM方法确定的(以及使用的)数据的性质，不必将发动机以这种方式固定。例如，由于相对于发动机体的活塞位置可通过使用附接到曲轴上的编码器(或以其它方式)确定并且压力的测量可被期望独立于发动机体的运动，因此在TDCM方法的实施过程中，相关的发动机可被设置为一定程度上可移动(例如，通过链条或“法的形挂钩等悬挂起来)。

应当理解，基于上面的讨论，活塞位置的更精确的确定(204、214)可产生更新的TDC位置的更精确的确定(222)。因此，通常使用高精度的编码器。例如，每转16,384个测量点(或更多)的光编码器可允许TDC测量(222)具有0.022度(或更高)的精度。其他的传感器(例如，磁性拾取传感器)也可被使用，以对这种光编码器进行替换或补充。

在某些实施方式中，TDCM方法可被相继地(或同时地)对特定发动机中的一定数目的活塞实施，以对于活塞中的每一个确定TDC。如果需要，之后这些TDC位置的每一个可被平均或以其它方式结合以提供对于相关的发动机或容纳在其中的气缸群的一个或多个概括的(generalized)TDC位置。例如，在多气缸的发动机中，TDCM方法可针对成对的相应(或其他的)气缸同时地实施。例如，在一个多气缸的发动机中，两个(或更多)气缸可通常同时行进经历同样的周期运动(即，可通过同步的上冲程和下冲程)。因此，TDCM方法可针对每一个该对(或组)气缸同时执行。例如，对于发动机的每一个气缸，压力传感器可被安装在喷射器或火花塞端口中，活塞被适当的推动，并且用于多气缸的压力指标数据被同时记录。

因此已经描述了用于以高精度的和可靠的方式确定往复运动的活塞的TDC的方法的多个实施例。TDCM方法的实施例通过收集和分析数据组来实现。该数据组将指示气缸压力的测量结果(简称“压力指标测量结果”)与指示活塞位置的测量结果(简称“活塞位置测量结果”)关联起来。如前面所解释的以及下面所重申的，压力指标测量结果可包括由流体地连接到燃烧室的压力传感器提供的压力传感器数据、从伺服电机或其他转矩传感器接收的曲轴转矩测量结果，和/或直接或间接地反映通过相关活塞的整个或部分冲程范围在气缸内所产生的压力的其他传感器数据。通过对比，活塞位置测量结果可包括曲轴角度测量结果或其他传感器数据，通过这些传感器数据可确定活塞的平移的位置。

重要的是，本文所描述的数据组的分析还可产生涉及被测试的往复活塞式发动机的其他重要信息。该信息包括例如气缸的健康状况或包括在发动机中的一个或多个活塞-气缸组件的效率。这里出现的术语“气缸的健康状况”指的是活塞-气缸组件在燃烧之前有效地压缩进入的空气(以及燃料-空气混合物)并且在燃烧之后将燃烧行为(具体地，燃烧气体的快速膨胀)转化成活塞的运动和有用的功率的能力。类似地，这里出现的术语“气缸健康状况特性”是指影响如前面所定义的气缸健康状况的活塞-气缸组件的特性或特质。气缸泄漏特性(即，活塞-气缸组件的在高压操作条件下气体泄漏的倾向)是气缸健康状况特性的一个例子。然而，气缸泄漏特性不唯一决定气缸健康状况。相反，气缸健康状况还可能受到被测试的活塞-气缸组件的其他特性影响，诸如气缸组件燃烧室的几何形状和尺寸上的变化。例如，在活塞包括活塞凹坑(如在柴油机中常见的)的情况下，活塞凹腔(pistonbowl)的形状和容积的变化可影响由活塞在气缸内的平移运动所产生的压力波的特性，如下面更充分地描述的那样。其它可影响气缸健康状况的因素包括但是不限于：被测试的活塞-气缸组件的热性能特性。

用于评价气缸的整体健康状况或对气缸的健康状况起作用的特性(例如，气缸泄漏特性)的不同的技术的示例在下面被详细地描述。由于下面描述的气缸健康状况的评价方法的实施例可包括与在上面描述的TDCM过程中收集的那些数据组类似或相同的数据组的分析，气缸健康状况评价过程可方便地与TDCM过程结合执行。例如，在某些实施方式中，计算机系统可执行专门的应用或程序，其并行地执行两种方法或过程，或是快速的相继执行。这种实施方式可作为在原始制造过程中(例如，在发动机的组装线测试结束之前)、在发动机翻新过程中或在性能诊断法和修复服务过程中使用的强有力的诊断和质量控制工具。然而应当理解。在气缸健康状况评价过程的实施例中，TDC活塞位置的识别可以是非必要的。因此，如果期望的话，下面描述的气缸健康状况评价过程可独立于TDCM过程而被执行。

在气缸健康状况评价过程中，各种不同的数据分析技术可被使用，以确定在所测试的发动机中一个或多个活塞-气缸组件的气缸健康状况。如前文所述那样，对于数据组的分析可需要识别至少一个由多个数据组共有的对称的方面。在一个实施方式中，对称的方面的识别包括确定与用于至少第一和第二数据组的最大或峰值气缸压力相应的活塞位置测量结果。在测试中不发生错误的状况的情况下，活塞-气缸组件的表现将保持基本恒定或一致，无关活塞沿着其周期运动路径行进的特定方向。因此，可期望对于第一数据组(如在第一方向活塞行进上收集的)的峰值压力和对于第二数据组(如在第二、相反方向活塞行进上收集的)的峰值压力基本相等。在理想的、绝热的活塞-气缸组件的情况下，对于第一数据组和第二数据组的峰值压力会完美地重合。然而，在现实情况中，对非理想的活塞-气缸组件，在第一数据组和第二数据组之间的峰值气缸压力处的活塞位置测量结果可与气缸健康状况有关地变化或偏离。在某些情况下，在第一数据组和第二数据组的各自的峰值压力处的活塞位置测量结果之间的不同可大体上与气缸的健康状况成反比。因此，在第一和第二数据组被图表显示或作为位置-压力曲线绘制的实施例中，如那些在图10和11中示出的(下面描述)，随着曲线的峰值沿着代表活塞位置测量结果的轴偏离或散布开，气缸健康状况会典型地下降。

在气缸健康状况特性的特定值已经被确定之后，可将气缸健康状况特性与预定的可接受标准相比较以确定该活塞-气缸组件是否通过测试。例如，考虑一个实施例，其中活塞位置测量结果的偏离被作为在峰值压力下的曲轴旋转的或角位置的差别(differential)(本文中称为“被测试的曲轴角度差”)来表达。在这种情况下，可将气缸健康状况特性与最大可接受曲轴角差别来比较。如果作为结果的气缸健康状况特性的值满足接受标准(例如，被测试的曲轴角度差小于最大可接受曲轴角度差)，活塞-气缸组件可通过测试，并且相应的接受提示(例如，视觉的或可听到的通知)可由用于执行气缸健康状况评价过程的计算机系统产生。相反地，如果气缸健康状况特性的值不能满足接受标准，活塞-气缸组件可能测试失败，并且拒绝提示可由计算机系统产生以通知人员这是有缺陷的活塞-气缸组件。

在进一步的实施例中，在气缸健康状况评价过程中，附加的数据分析可被执行。例如，记录在第一数据组(CP_PEAK1)和第二数据组(CP_PEAK2)中的峰值气缸压力的量值可被确定。由于活塞-气缸组件的对称行为，CP_PEAK1典型地基本与CP_PEAK2相等。因此，典型地这两个峰值压力的平均值(CP_{PEAK1-2_AVG})等于CP_PEAK1和CP_PEAK2两者。然而，将CP_PEAK1和CP_PEAK2平均可有助于补偿这些值之间的细微的变化，这些细微的变化可由于测试过程中内在的限制、热影响等产生。之后，CP_{PEAK1-2_AVG}可与代表目标峰值压力值的期望的值(CP_{PEAK_EXPECTED})相比较，该目标峰值压力值被规范化到测试条件(例如，曲轴旋转的速度、在燃烧室内的开始压力、发动机温度等)中。这些值之间的绝对差值之后可被使用以确定或改良气缸健康状况评价，如下面更充分地描述的那样。

现在结合图9-11描述气缸健康状况评价过程的实施例。初始地参照图9，示例的过程300被提供以评估包括在往复活塞式发动机中的一个或多个活塞-气缸组件的气缸健康状况或气缸健康状况特性。为了说明的方便，气缸健康评价过程300被主要地结合图1中示出的示例性的发动机10和测试结构进行描述，并且。尽管具有该示例，要强调的是气缸健康状况评价过程300可针对各种其它类型的往复活塞式发动机执行并且使用其他测试结构。此外应当理解，图9中示出的以及下面描述的步骤可以交替的次序执行，某些步骤可被省略，并且在气缸健康状况评估过程的进一步的实施方式中可执行额外的步骤。

气缸健康状况评估过程300从测试装置的启动(步骤302，图9)开始。测试装置的启动将取决于在过程300的执行过程中收集的参数。作为上面所描述的TDCM方法的可能的实施例(may embodiments)，通常，气缸健康状况评估过程300可在气缸盖安装到发动机体上之前或之后执行。因此，在某些实施例中，过程300可在被测试的发动机处于“短体”(“体被测试的发动机处于体上)结构的情况下执行，即，在将气缸盖螺栓连接或其他方式连接到发动机体之前执行。然而，在安装了发动机气缸盖和生产气缸盖垫片的情况下执行过程300尤其有利，这是由于这种装置实现了处于完全组装状态的发动机的更精确的评估并且进一步地允许压力传感器(或其他传感器)安装在设置在气缸盖中的端口中，如上面结合图1所描述的那样。这是TDCM方法和气缸健康状况评估过程300的明显的优势，因为很少或者说没有用于确定TDC或用于评估气缸健康状况的传统测试方法可在气缸盖在原位的情况下执行。此外，与其他已知测试方法相比，将被测试发动机牢固地安装到专用的固定装置或支架上的必要性可被大大降低或消除。

在气缸健康状况评估过程300的过程中至少两个数据参数被记录：(i)指示活塞位置的第一数据参数(“活塞位置测量结果”)，以及(ii)指示气缸压力的第二数据参数(“压力指标测量结果”)。活塞位置测量结果可被作为任一参数记录，通过该参数可确定活塞在其气缸中的平移位置。如前面描述的，使用旋转编码器容易地记录活塞位置测量结果，该编码器监控曲轴的角位置或旋转位置。例如，在图1示出的发动机10的情况下，可使用旋转编码器38监控曲轴22的旋转位置，并且作为结果的数据之后可被使用以确定特定的活塞16在其各自的气缸14中的位置。旋转编码器38(图1)例如可为高分辨率的光学编码器，其具有相对大量的增量(increments)以使得活塞的位置被以高精度的方式监控。

除了活塞位置测量结果之外，至少一个指示气缸压力的数据参数被在过程300中进一步地监控(图9)。指示气缸压力的参数或多个参数可包括但是不限于：直接测量气缸压力的传感器数据、监控施加到活塞或曲轴上的力的传感器数据、温度数据等。直接使用临时地流体连接到燃烧室的压力传感器以监控压力，诸如插入到如图1所示的端口32中的压力传感器34，会特别有用，尽管不是严格地必须。可选地或是附加地，施加到曲轴(例如，在图10中示出的曲轴22)上的转矩可被测量和使用以确定气缸的燃烧室部分内的压力，这通过例如基于活塞的有效面积以及在连杆和曲轴之间的角度来计算施加到曲轴上的力的分量来实现。给定的活塞-气缸组件的燃烧室内的温度的变化也可表示气缸压力，然而，由于热变化和其他因素的滞后，温度测量结果典型地更适合用于对直接压力测量结果和/或曲轴转矩测量结果进行补充。

继续参照过程300，在沿着第一方向(例如顺时针)旋转曲轴以使活塞在其气缸中行进(步骤304，图9)的同时，第一数据组被收集。之后，在沿着第二方向(例如逆时针)旋转曲轴以使活塞在其气缸中沿着第二相反方向行进(步骤306，图9)的同时，第二数据组被收集。使活塞的行进通过期望的活塞TDC是有利地但是非必须的。在相反的活塞行进之间收集数据的方式已经在上面详细的描述并且不再重复以免冗余。然而简短地，值得注意的是，在每一活塞行进之前，在被测试的气缸中可产生不同的已知的压力，无论该已知的压力是等于、大于或小于外界压力。此外，在被测试的气缸中的压力可在第一方向和第二方向活塞行进之间和/或在测试过程中各种其他间隔处被均衡。只要收集了足够的数据以执行下面描述的数据分析，就没必要收集对于第一方向的活塞行进或相反方向的活塞行进的一整套位置和压力数据。最后，如图9中的步骤308所进一步指示的那样，在气缸健康状况评估过程300的执行过程中，额外的数据组也可被聚集和平均，与第一和第二数据组结合，或与第一和第二数据组相比较。例如，可在活塞再次沿第一方向行进时收集第三数据组，并且可通过类似于上面结合图8描述的方式，进一步地比较第三数据组和第二数据组的对称方面以确定气缸健康特性。

可在过程300的步骤304和306中收集的两数据组的示例性的图示在图10中示出并且分别被绘制为曲线310a和312a。如由对称线314a指示的，可使用前面描述的TDCM方法通过曲线310a和312a确定TDC。然而，在执行下面描述的气缸健康状况(或泄露)评估过程的某些实施方式时，计算TDC是不必要的。进一步地，基于认识到气缸健康状况评估过程300的实施例可在不需要在步骤304、306和308(图9)中收集的数据的图表的情况下实现，提供图10。相反，如同图4-7中示出的图示那样，图10(以及在下面的图11中)示出的图示应当被认为是对于理解在气缸健康状况评估过程中执行的分析的辅助。如前面所述，值得注意的是，曲线310a和312a的任一个(或两者)可代表来自单个活塞行进的数据或代表来自多个活塞行进的平均的(或其他方式结合的)数据。

如图9中示出的在过程框320中，之后通过使用在示例性过程300的步骤304和306中收集的数据组的至少一个对称方面评估气缸的健康状况。例如，数据组的对应的或是两侧对称的部分可被识别并被比较以确定气缸健康状况。在一个实施方式中，对于每一数据组的峰值压力处的气缸位置测量结果被初始地识别(步骤322，图9)。通过参考图10这将会被更充分地理解，其中曲线310a的峰值压力处的活塞位置测量结果被由竖直线316a标识并且之后被称为“识并_{CP_PEAK1}”。曲线312a的峰值压力处的活塞位置测量结果被进一步地由竖直线318a标识并且在之后被称为“识并_{CP_PEAK2}”。在图10中还可看出，曲线310a的峰值压力和曲线312a的峰值压力基本相等。这是期望的，因为无论活塞沿着其周期路径的那个方向，活塞-气缸组件的表现将会大体相同。作为推论，只要在收集由曲线310a和312a所表示的数据组时其它的过程条件(例如，温度、开始的压力和曲轴旋转速度)被保持为基本恒定，如果在曲线310a和312a的峰值压力之间出现显著的不同或在曲线310a和312a之间出现不可忽略的不对称，就会发出故障状态的信号。

气缸健康状况的一个主要的指示是在数据组的相应的或是对称的部分之间的分离或是分散。因此，如图9中在步骤324中示出的，可至少部分地基于在对于第一数据组的峰值压力处的活塞位置测量结果相对于对于第二数据组的峰值压力处的活塞位置之间的不同而确定气缸的健康状况。继续参照图10，该不同与沿着曲线310a出现峰值压力测量结果(PP_{CP_PEAK1})处的活塞位置测量结果和沿着曲线300b出现峰值压力(PP_{CP_PEAK2})处的活塞位置测量结果两者之间的分离距离或分散相关联。在该两点之间的该不同或横向分散由双向箭头Δ的活_{CP_Peak1-2}表示。在气缸健康状况通过例如增加气缸泄漏而被降低的情况下，曲线310a和312a的压力峰值将沿着代表活塞位置测量结果(图10中的横坐标)的轴偏离或分散开，该Δ的横_{CP_Peak1-2}增加。

Δ加。_{CP_Peak1-2}可通过不同的方式以数字表示。在一种实施方式中，Δ_{CP_Peak1-2}被数字表示为“气缸健康状况角度”。即，在PP_{CP_Peak1}处曲轴的旋转位置和在PP_{CP_Peak2}处曲轴的旋转位置之间的差别(differential)。通过非限制性的示例的形式，以度表示的在PP_{CP_Peak1}处曲轴的旋转位置和在PP_{CP_Peak2}处曲轴的旋转位置之间的差别可使用下面的等式(EQ.1)计算：

其中T_TOTAL为曲轴或机械连接到其上的齿轮传动构件(例如，定时轮)的齿的总数；T_{REF_CW}，为从选择的参考点到第一数据组(例如，顺时针旋转)的压力峰值之间的齿的数目，T_{REF_CCW}为从选择的参考点到第二数据组(例如，逆时针旋转)的压力峰值之间的齿的数目，T_GAP为齿轮齿隙值，并且θ_CH为气缸健康状况角度。提供一个具体的示例，在一个实施例中，T_TOTAL＝78，T_{REF_CW}＝57.384，T_{REF_CCW} is 13.748，并且T_GAP＝3，所述等式会得到对于θ_CH的大约17.9式的值。尽管具有该示例，其他的方法也可被使用以在气缸健康状况评估过程300的进一步的实施例中确定气缸健康状况特性。例如，在其中活塞在TDC处的位置使用上面描述的TDCM的方法被计算或以其它方式已知的实施例中，PP_{CP_PEAK1}和PP_{CP_PEAK2}中的任一个或两者与TDC活塞位置之间的不同或分散也可被用于确定气缸健康状况角度或其他气缸健康状况性能。

如图9的步骤326所指示的，之后气缸健康状况特性被与一个或多个标准相比较以确定被测试的活塞-气缸组件的健康状况是否可接受。例如，在其中气缸健康状况特性被表示为θ_CH的示例性的实施方式的情况下，θ_CH可与最大可接受曲轴角度差相比较。在一个实施例中，最大可接受曲轴角度差可为大约120大。当θ_CH小于该阈值时，如在上面示出的示例那样，气缸健康状况评估过程300继续到步骤328并且可由计算机系统产生接受提示以用于执行过程300，接受提示可作为任意一种足以提示技术人员或其他人力成员被测试的活塞-气缸组件的气缸健康状况已经满足健康状况性能规范的通知类型产生。该接受提示可采用文本通告的形式或在监视器上或其他图像产生设备上产生的图表的形式，但是也可采用其他形式，诸如鸣响、可听到的消息、或使用被包括在计算机系统中的声音发生器产生的类似形式。之后可对于被测试的活塞-气缸组件结束气缸健康状况评估过程300。随后可对于包含在同一个发动机或不同的往复活塞式发动机中的额外的活塞-气缸组件重复执行过程300。

如果在过程300的步骤326处(图9)，确定θ_CH等于或大于最大可接受曲轴角度差(或其他可接受标准)，气缸健康状况评价过程300向前到步骤330并且产生拒绝提示。在同一往复活塞式发动机中多个活塞-气缸组件被同时或连续测试的实施例中，拒绝提示也会识别出哪个活塞-气缸组件未能满足接受阈值，以有利于任何后续执行的诊断方法和修复操作。图11进一步示出绘制成曲线310b和312b的数据组，其可分别与图9的曲线310a和312a类似，但是用于由于从被测试的气缸过多的气体泄漏而具有较差的健康状况的活塞-气缸组件。如同可通过对比图10和图11可理解的那样，对应于曲线310b和312b(分别为PP_{CP_PEAK1}和PP_{CP_PEAK2})的活塞位置已经相对于曲线310a和312a(图10)横向移离，从而Δ横向_{CP_PEAK1-2}增加。因此，在图11示出的情境中，被测试的活塞-气缸组件可被确定为具有相对差的气缸健康状况，不能满足在方法300的步骤326(图9)中考虑的可接受标准。

如上面所看到的，在决定被测试的活塞-气缸组件的气缸健康状况时，气缸健康状况评估过程300的实施例也可考虑其他因素。例如，在某些实施例中，对于第一和第二数据组的峰值压力值的量值可在表示气缸健康状况评价中与期望的峰值压力相比。这可通过再次参照图10和11而更充分地理解，其中示例的期望的峰值压力由标识有“更充_{PEAK_EXPECTED}”的虚线指示，曲线310a-b和312a-b的平均峰值压力由标识有“平均_{PEAK_1-2AVG}”的虚线指示，并且CP_{PEAK_EXPECTED}和CP_{PEAK_1-2AVG}之间的差值由标识由“Δ的差_{EXPECTED-MEASURED}”双向箭头表现。CP_{PEAK_EXPECTED}可从包括在用于执行过程300的计算机系统(例如图1中示出的系统)中回调。CP_{PEAK_EXPECTED}的值将基于燃烧室内的开始压力、轴的旋转速度以及其它这种测试参数。CP_{PEAK_EXPECTED}可被计算出或由历史测试数据得到。

在由图10中的曲线310a和312a表示的相对健康的活塞-气缸组件的情况下，Δ缸组_{EXPECTED-MEASURED}具有相对低的值。相反地，在由图11中的曲线310b和312b表示的较不健康的活塞-气缸组件的情况下，Δ缸组_{EXPECTED-MEASURED}的值相对较大。如上面结合图7简单地示出的那样，CP_{PEAK1-2_AVG}的较低的值(所有其他过程条件保持恒定)可指示在测试过程中来自活塞-气缸组件的较高的泄漏速率。然而，这种CP_{PEAK_AVG}的减小不必然表示过多的气缸泄漏。相反，其它的因素也可有助于或是导致这种CP_{PEAK_AVG}的降低。例如，CP_{PEAK_AVG}可由于燃烧室体积的增加而降低。燃烧室容积的增加可由于例如活塞几何结构(例如，活塞凹坑容积)在可接受的制造误差内的变化而发生。通常，当不伴随着在PP_PEAK1和PP_PEAK2处的活塞位置测量结果的增大的差异时，CP_{PEAK1-2_AVG}的这种降低表示燃烧室体积的增加(而不是过多的气缸泄漏)。相反，相对于PP_{PEAK_EXPECTED}的CP_{PEAK1-2_AVG}的降低以及在PP_PEAK1和PP_PEAK2处活塞位置的增大的差异两者表明气缸泄漏不期望的增加。因此，通过将第一和第二数据组的该对称特性或方面相比较，可执行对影响气缸整体的健康状况的各个独立的部件或因素(例如，泄漏速率的变化和燃烧室体积的变化两者)的评估。该信息可在评估对有缺陷的活塞-气缸组件修复的最佳方式时、或在执行在设计或制造实践中的调整时高度有利，该调整在制造过程的多次重复中提高气缸的健康性能。尽管如此，在气缸健康状况评估过程300的某些实施例中，气缸健康状况评估可单独地或主要地基于PP_PEAK1和PP_PEAK2(AK2_{CP_Peak1-2})处的活塞位置测量结果的不同。

因此，已经进一步提供了用于确定往复活塞式发动机中的气缸健康状况的过程的实施例。上面描述的气缸健康状况评估过程的实施例有利地但不是必须地结合上面描述的TDCM方法的实施例来执行。通过上面描述的气缸健康状况评估过程，被包括在往复活塞式发动机中的活塞-气缸组件的气缸泄漏特性或其它健康状况特性可以高精确度确定。本领域技术人员会理解，所公开的主题可被作为方法、系统或计算机程序产品实施。由此，某些实施例可全部作为硬件实施、全部作为软件实施(包括固件、常驻软件、微码等)或作为硬件和软件方面的结合实施。进一步地，某些实施例可采用在计算机可使用存储介质上的计算机程序产品的形式，计算机可使用存储介质具有嵌入到介质中的计算机可使用程序代码。

任何合适的计算机可使用或计算机可读介质都可使用。计算机可使用介质可为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可使用介质、或计算机可读介质、存储介质(包括与计算装置或客户端电子装置相关的存储装置)可为但是不限于例如电子的、磁的、光学的、电磁的、红外线的或半导体的系统、设备或装置，或上面这些的任何合适的组合。计算机可读介质的更具体的示例(非详尽的列表)将包括下列：具有一个或多个电线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置。这本文的情况下，计算机可使用的、或计算机可读的存储介质可为任何有形介质，该有形介质可包括或存储程序，用于由指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用。

计算机可读信号介质可包括传播的数据信号，该数据信号具有嵌入到其中的计算机可读程序代码，例如，在基带中或是作为载波的一部分。该传播的信号可采用多种形式的任一种，包括但是不限于：电磁、光学或其任一适当的组合。计算机可读信号介质可为永久的并且可为任何计算机可读介质，该计算机可读介质不是计算机可读存储介质并且可通信、传播或传送程序，用于由指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用。

参照根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程示意图和/或方框图，某些实施例的方面在本文中被描述。应当理解，任何流程示意图和/或方框图中的每一框以及流程示意图和/或方框图中的框的组合都可由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可被提供到通用计算机的处理器、特殊用途计算机、或其他可编程数据处理设备以生产出机器，从而这些经由计算机的处理器或其他可编程数据处理设备执行的指令产生用于实施在流程图和/或方框图的方框或多个方框中指定的功能/行为。

这些计算机程序指令也可被存储在计算机可读存储器中，其指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，从而存储在计算机可读存储器中的指令生成制品，该制品包括实施在流程图和/或方框图的方框或多个方框中指定的功能/行为的指令。

计算机程序指令也可被载入到计算机或其他可编程数据处理设备中，以使得一系列的操作步骤被在计算机或其它可编程设备上执行，以生成计算机实施的过程，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在流程图和/或方框图的方框或多个方框中指定的功能/行为的步骤。

在附图中的流程图和方框图示出根据本公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实施方式的架构、功能和操作。在该点上，在流程图或方框图中的每一个框都代表一个模块、段、或代码的一部分，所述模块、段、或代码的一部分包括用于实施特定的逻辑功能或多个逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些可替代的实施方式中，在方框中指出的功能可与图中指出的次序不同地发生。例如，示出为连续的两个方框实际上可被几乎同时执行，或方框可有时以相反的次序执行，取决于有关的功能。还应当注意，方框图和/或流程示意图的每一方框以及方框图和/或流程示意图中方框的组合，可由执行特定的功能或行为的专用的基于硬件的系统或是特定硬件和计算机指令的结合来实施。

用在本文中的术语只是为了描述特定实施例，并不试图限定本公开。如在本文中所使用的，单数形式“一个”和“这个”也试图包括复数形式，除非上下文明确其他规定。此外还应当理解：说明书中使用术语“包括”表示出现所列出的特征部、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除出现或添加其他特征部、整体、步骤、操作、元件、部件中的一个或多个，和/或它们的组合。

已经出于图示和描述的目的来呈现本发明的描述，但是该描述不旨在详尽规定或受限于公开形式的本发明。在没有脱离本发明的精神和范围的情况下，许多修改和变化将对于本领域的技术人员是显而易见的。本文中明确地引用的实施例被选择和描述，以最佳地解释本发明的原理和它们的实际应用，并且能使在本领域技能普通的其他人员理解本发明和认识到许多关于描述的示例的供选方案、修改和变化。相应地，除了那些明确地描述的实施例和实现方式外的各种实施例和实现方式在下面的权利要求的范围中。

Claims (20)

1.一种计算机实施的方法，所述方法用于确定与一个或多个气缸相关的泄漏特性，一个或多个活塞被配置成在所述一个或多个气缸中执行周期性运动，所述计算机实施的方法包括：

使活塞在第一方向上沿着所述周期性运动中包括的第一活塞冲程朝向该活塞的期望的上止点位置行进；

随着活塞在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，通过一个或多个计算装置确定该活塞的作为第一数据组的一部分的多个第一位置；

通过所述一个或多个计算装置确定作为第一数据组的一部分的与所述多个第一位置相对应的多个第一压力指标；

使活塞在第二方向上沿着所述周期性 运动中包括的第二活塞冲程朝向该活塞的所述期望的上止点位置行进；

随着活塞在第二方向上沿着第二活塞冲程行进，通过所述一个或多个计算装置确定该活塞的作为第二数据组的一部分的多个第二位置；

通过所述一个或多个计算装置确定作为第二数据组的一部分的与所述多个第二位置相对应的多个第二压力指标；

通过所述一个或多个计算装置确定第一数据组相对于第二数据组的一个或多个第一对称方面；以及

通过所述一个或多个计算装置，至少部分地基于所确定的一个或多个第一对称方面确定与所述一个或多个气缸相关联的泄漏特性。

2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述多个第一位置和所述多个第二位置中的一个或多个位置是通过使用附接到与所述活塞相关联的曲轴上的转动编码器确定的。

3.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，进一步包括：在使活塞沿第一方向行进之后以及在使活塞沿第二方向行进之前，使包含所述活塞的气缸与环境压力均衡。

4.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中确定第一数据组相对于第二数据组的对称方面至少部分地基于：

识别来自第一数据组的数据与来自第二数据组的数据之间的一个或多个数值距离。

5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，进一步包括：

再次使活塞在第一方向上沿着第一活塞冲程朝向该活塞的期望的上止点位置行进；

随着活塞再次在第一方向上沿着第一活塞冲程行进，确定该活塞的作为第三数据组的一部分的多个第三位置；

确定作为第三数据组的一部分的与所述多个第三位置相对应的多个第三压力指标；以及

确定第三数据组相对于第二数据组的一个或多个第二对称方面；

其中，进一步通过所述一个或多个计算装置，至少部分地基于所确定的一个或多个第二对称方面确定与所述一个或多个气缸相关联的泄漏特性。

6.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，进一步包括：

至少部分地基于第一数据组和第三数据组，确定一个或多个平均压力指标；

其中，至少部分地基于所述一个或多个平均压力指标，确定第一对称方面和第二对称方面中的一个或多个。

7.一种计算机实施的方法，所述方法用于确定往复活塞式发动机中的气缸的健康状况，所述往复活塞式发动机包括活塞-气缸组件和曲轴，所述活塞-气缸组件包括气缸和被配置成随着曲轴的转动而在所述气缸内移动的活塞，所述计算机实施的方法包括：

在第一方向上转动所述曲轴，同时生成第一数据组，所述第一数据组包括多个第一活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；

在相反的第二方向上转动所述曲轴，同时生成第二数据组，所述第二数据组包括多个第二活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；

识别第一数据组和第二数据组之间的对称方面；以及

至少部分地基于所述对称方面，确定活塞-气缸组件的气缸健康状况特性。

8.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，进一步包括：

如果气缸健康状况特性超过预定的可接受阈值，则生成接受提示；以及

如果气缸健康状况特性未超过预定的可接受阈值，则生成拒绝提示。

9.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，其中识别对称方面的步骤包括：

识别与第一数据组中的峰值压力相对应的第一活塞位置测量结果；以及

识别与第二数据组中的峰值压力相对应的第二活塞位置测量结果。

10.根据权利要求9所述的计算机实施的方法，其中确定气缸健康状况特性的步骤包括：

至少部分地基于第一活塞位置测量结果和第二活塞位置测量结果之间的距离，确立气缸健康状况特性。

11.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，进一步包括：

当在第一方向上和在第二方向上转动所述曲轴时，监控所述曲轴的角位置；以及

在生成第一数据组和第二数据组时，将曲轴的角位置记录为活塞位置测量结果。

12.根据权利要求11所述的计算机实施的方法，其中识别对称方面的步骤包括识别与第一数据组和第二数据组中的峰值压力分别对应的第一曲轴角度和第二曲轴角度，并且确定气缸健康状况特性的步骤包括计算第一曲轴角度和第二曲轴角度之间的差值。

13.根据权利要求12所述的计算机实施的方法，进一步包括：

将第一曲轴角度和第二曲轴角度之间的差值与预定的曲轴健康状况角度相比较；以及

如果第一曲轴角度和第二曲轴角度之间的差值小于预定的曲轴健康状况角度，则生成接受提示。

14.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，进一步包括：

当在第一方向上和在第二方向上转动所述曲轴时，接收来自流体地连接到气缸的压力传感器的压力传感器数据；以及

在生成第一数据组和第二数据组时，将所述压力传感器数据记录为所述压力指标测量结果。

15.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，进一步包括：

当在第一方向上和在第二方向上转动所述曲轴时，接收来自机械地连接到曲轴的转矩传感器的转矩数据；以及

在生成第一数据组和第二数据组时，将所述转矩传感器数据记录为所述压力指标测量结果。

16.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，其中识别第一数据组和第二数据组之间的对称方面的步骤包括：

将第一数据组表达为具有第一压力峰值的第一位置-压力曲线；以及

将第二数据组表达为具有第二压力峰值的第二位置-压力曲线。

17.根据权利要求16所述的计算机实施的方法，其中气缸健康状况特性被确定为在第一压力峰值和第二压力峰值之间的范围的函数，该范围是沿着与活塞位置测量结果相对应的轴线取得的。

18.根据权利要求17所述的计算机实施的方法，进一步包括：

确立期望的峰值压力；以及

进一步将气缸健康状况特性确定为所述期望的峰值压力与第一峰值压力之间的差值的函数、或者确定为所述期望的峰值压力与第二峰值压力之间的差值的函数、或者确定为第一峰值压力和第二峰值压力的组合与所述期望的峰值压力之间的差值函数。

19.一种计算机系统，所述计算机系统用于确定往复活塞式发动机中气缸的健康状况，所述往复活塞式发动机包括活塞-气缸组件和曲轴，所述活塞-气缸组件包括气缸和被配置成随着曲轴的转动在所述气缸内移动的活塞，所述计算机系统包括：

一个或多个处理器装置；

第一传感器，所述第一传感器连接到所述一个或多个处理器装置并且被配置成记录指示活塞位置测量结果的测量结果；

第二传感器，所述第二传感器连接到所述一个或多个处理器装置并且被配置成记录指示气缸内压力的测量结果；以及

一个或多个存储器架构，所述一个或多个存储器架构连接到所述一个或多个处理器装置，所述一个或多个存储器架构存储指令，所述指令在被执行时使得所述一个或多个处理器装置：

在曲轴被沿着第一方向转动时，使用从第一传感器和第二传感器接收的数据生成第一数据组，所述第一数据组包括多个第一活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；

在曲轴被沿着相反的第二方向转动时，使用从第一传感器和第二传感器接收的数据生成第二数据组，所述第二数据组包括多个第二活塞位置测量结果和相应的压力指标测量结果；

识别第一数据组和第二数据组之间的对称方面；以及

至少部分地基于所述对称方面，确定活塞-气缸组件的气缸健康状况特性。

20.根据权利要求19所述的计算机系统，其中所述一个或多个处理器装置进一步被配置成：

如果气缸健康状况特性超过存储在所述一个或多个存储器架构中的预定的可接受阈值，则生成接受提示；以及

如果气缸健康状况特性未超过预定的可接受阈值，则生成拒绝提示。

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