发明创造名称：基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法及装置
外观设计名称：
决定号：200057
决定日：2019-12-26
委内编号：1F271262
优先权日：
申请（专利）号：201610183416.0
申请日：2016-03-28
复审请求人：中国船舶工业系统工程研究院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李海霞
合议组组长：董晶
参审员：王杨
国际分类号：G01M15/04
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别特征，而这些区别特征属于本领域技术人员在该最接近现有技术基础上所容易想到的常用技术手段或常规设计，并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别特征而具有预料不到的技术效果，则该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610183416.0、名称为“基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法及装置”的发明专利申请（下称本申请），本申请的申请日为2016年03月28日，公开日为2016年07月20日，申请人为中国船舶工业系统工程研究院。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月08日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请权利要求1-2不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定引用如下1篇对比文件：
对比文件1：“船舶柴油机动力平衡性监测系统开发”，余永华，中国航海，第36卷，第4期，第47-51页，2013年12月，公开日：2013年12月25日。
驳回决定所依据的文本为申请日2016年03月28日提交的说明书摘要、说明书第1-53段、摘要附图及说明书附图，以及2018年08月31日提交的权利要求第1-2项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法，其特征在于，包括：
采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号；所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集；
根据上止点和曲轴转角信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
根据瞬时转动波动率，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，并根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；所述最大做功峰值是对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到的；
得到瞬时转速波动率的过程具体包括：
以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，所述预定值为30％。
2. 一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号；所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集；
瞬时转速波动率计算模块，用于根据上止点和曲轴转角信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
故障诊断模块，用于根据瞬时转动波动率，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，并根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；所述故障诊断模块对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到柴油机各缸最大做功峰值；
所述瞬时转速波动率计算模块具体用于，以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
所述故障诊断模块根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障；所述预定值为30％。”
驳回决定认为：本申请独立权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1的区别在于：根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值；（2）根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到最大做功峰值；（3）根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，所述预定值为30％。其中，区别技术特征（1），（2），（3）均为本领域技术人员在对比文件1公开内容基础上所容易想到的常用技术手段或常规设计。因此，在对比文件1的基础上得到权利要求1所要保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2请求保护一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断装置，其功能模块与权利要求1的一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法的步骤相对应，基于与评述权利要求1类似的理由，在对比文件1的基础上得到权利要求2请求保护的技术方案，对本领域普通技术人员来说是显而易见的，权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人中国船舶工业系统工程研究院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月15日向国家知识产权局提出了复审请求，提交了权利要求全文修改替换页，其中，根据说明书第3-4页的记载，在权利要求1和2中增加了特征“所述同步采集是以上止点信号作为FPGA的外触发信号”，将“根据瞬时转动波动率，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率”修改为“根据瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率”，修改后的权利要求书内容如下：
“1. 一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法，其特征在于，包括：
采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号；所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集；所述同步采集是以上止点信号作为FPGA的外触发信号；
根据上止点和曲轴转角信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
根据瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，并根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；所述最大做功峰值是对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到的；
得到瞬时转速波动率的过程具体包括：
以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，所述预定值为30％。
2. 一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号；所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集，所述同步采集是以上止点信号作为FPGA的外触发信号；
瞬时转速波动率计算模块，用于根据上止点和曲轴转角信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
故障诊断模块，用于根据瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，并根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；所述故障诊断模块对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到柴油机各缸最大做功峰值；
所述瞬时转速波动率计算模块具体用于，以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
所述故障诊断模块根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障；所述预定值为30％。”
复审请求人认为：（1）对比文件1并未公开通过高频时钟计数器实现同步获取上止点和曲轴转角信号，其仅仅是对曲轴转角信号进行高频计数，未给出采用高频时钟计数器同步获取上止点和曲轴转角信号的启示；（2）对比文件1仅公开了在瞬时转速波动率的基础上，当出现两个波动峰值时，以做功峰值作为故障特征参数，未公开根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记，提取得到柴油机各缸最大做功峰值，其作用是利用同步采集的信号获取各缸对应的转速波动率，然后进行上止点信号标记，实现信号的软同步，进而提高故障诊断的准确性；对比文件1中是利用各缸做功峰值都进行故障诊断，针对的是某一特定缸的故障进行判断，此方式的故障报警存在延迟性的缺陷，而本申请中所用的是在各个气缸的做功峰值的基础上，找到所有气缸中的最大做功峰值，进而诊断柴油机进气门间隙过大，能够快速、准确的发现故障，对比文件1未给出得到每个缸对应的转速波动率及利用各缸中的最大的波动峰值进行处理诊断船用柴油机的进气门间隙过大故障的启示；（3）对比文件1仅仅是针对柴油机工作平衡性进行监测诊断，而本申请对出现故障的具体原因进行了诊断，并当偏差超过预定值30%时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，发明人通过大量的实验研究发现的进气门间隙故障与上述偏差之间的关系，本领域技术人员即使对柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，在出现偏差时，也不能够确定该偏差时由进气门间隙过大导致的，现有技术中也没有记载进气门间隙过大故障与多组整工作周期对应缸最大做功峰值偏差之间的关系。因而，本申请具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月28日依法受理了该复审请求，并将本案转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中仍坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年08月07日向复审请求人发出复审通知书，指出：本申请权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1的区别在于：（1）根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；（2）根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到最大做功峰值；（3）根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，所述预定值为30％。其中，区别技术特征（1），（2），（3）均为本领域技术人员在对比文件1公开内容基础上所容易想到的常用技术手段或常规设计。因此，在对比文件1的基础上得到权利要求1所要保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2请求保护一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断装置，其功能模块与权利要求1的一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法的步骤相对应，基于与评述权利要求1类似的理由，在对比文件1的基础上得到权利要求2请求保护的技术方案，对本领域普通技术人员来说是显而易见的，权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年09月17日提交了意见陈述书，并提交了权利要求全文修改替换页，其中，根据说明书第[0036]段的记载，在权利要求1和2中增加了特征“采样长度是根据柴油机飞轮齿数确定，即根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集”，将“以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，...，得到瞬时转速波动率；根据瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率”修改为“以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，...，得到完整工作循环的瞬时转速波动率；根据完整工作循环的瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率”，并调整了部分特征的顺序，修改后的权利要求书内容如下：
“1. 一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法，其特征在于，包括：
采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号；所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集；所述同步采集是以上止点信号作为FPGA的外触发信号，采样长度是根据柴油机飞轮齿数确定，即根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集；
以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到完整工作循环的瞬时转速波动率；
根据完整工作循环的瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，并根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；所述最大做功峰值是对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到的；
上述故障诊断包括：根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，所述预定值为30％。
2. 一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号；所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集，所述同步采集是以上止点信号作为FPGA的外触发信号，采样长度是根据柴油机飞轮齿数确定，即根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集；
瞬时转速波动率计算模块，用于以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到瞬时转速波动率；
故障诊断模块，用于根据瞬时转动波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到所述柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，并根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；所述故障诊断模块对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，根据柴油机的上 止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到柴油机各缸最大做功峰值；
所述故障诊断模块的上述故障诊断包括：根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障；所述预定值为30％。”
复审请求人认为：（1）对比文件1中没有公开本申请的采样长度，本申请的采样长度对于故障诊断具有重要意义，本申请的采样长度是根据柴油机飞轮齿数确定，即根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集，即本申请的上止点和曲轴转角信号都是根据柴油机飞轮齿数确定的，本申请通过采集信号中的上止点信号可以识别柴油机的完整工作循环，柴油机的完整工作循环包括换气过程、压缩过程、燃烧过程、碰撞过程，由于上止点和曲轴转角信号是同步采集的，因此可以获得最大转速波动率具体发生在完整工作循环的哪一循环、哪一过程，而对比文件1的故障诊断方法只能诊断哪个缸的故障，无法与完整工作循环相结合。（2）对比文件1没有公开以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，进而得到完整工作循环的瞬时转速波动率，理由是对比文件1的诊断方法无法获得最大转速波动率具体发生在完整工作循环的哪一循环、哪一过程，因而无法对柴油机工作均衡性进行详细诊断和预测，且本申请的最大做功峰值是根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到的，因为这样定位更加精准、识别具体哪个循环过程也更加精准。（3）现有技术中没有公开本申请的气门间隙过大故障诊断方法，对比文件1只是公开了单缸功率不足诊断方法，本申请进一步限定了诊断条件，必须获取整工作周期、同一工况下多组最大做功峰值，才能诊断出气门间隙过大故障，半周期、工况存在差异、数据过少都无法实现，该诊断条件、阈值是发明人经过大量试验总结出的规律，没有理由认为其属于本领域技术人员的常规技术手段。因此，本申请具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，依法作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年01月15日和2019年09月17日提交了权利要求书全文修改替换页，经审查，其中所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本决定以申请日2016年03月28日提交的说明书摘要、说明书第1-53段、摘要附图及说明书附图，以及2019年09月17日提交的权利要求第1-2项为基础作出。
（二）关于本申请是否符合专利法第22条第3款的规定
专利法第22条第3款规定，创造性是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别特征，而这些区别特征属于本领域技术人员在该最接近现有技术基础上所容易想到的常用技术手段或常规设计，并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别特征而具有预料不到的技术效果，则该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
具体到本案：
1、权利要求1不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求1请求保护一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法，对比文件1的船舶柴油机动力平衡性检测系统开发，具体公开了以下内容（参见第47-51页）：
柴油机单缸或部分缸的性能下降，会破坏柴油机的动力平衡性，影响其整体性能，柴油机的瞬时转速波动能反映各缸的工作状态，正常情况下，各缸的动力性能基本一致，瞬时转速总在一个不大的范围内规律性地波动，当柴油机某缸因故障引起指示缸内平均压力降低时，其动力平衡性遭到破坏，瞬时转速就会产生变化，分析瞬时转速的波动可以监测各缸动力平衡性和提取相关故障信息。提出一套能应用于多台柴油机的动力平衡性在线监测诊断系统，该系统采用FPGA技术，对多台柴油机的瞬时转速信号进行硬件高速计数和信号处理。
1动力平衡性监测原理
柴油机工作循环中，各缸按照点火顺序依次做功，处于工作过程的气缸，在相应曲轴角度范围内的做功起主导作用，并直接反映到转速的瞬时波动上，采用磁电法测量瞬时转速信号，将测量曲轴转角的磁电传感器安装在飞轮端，正对飞轮齿，输出近似正弦信号，经滤波、整形放大等调理，得到TTL脉冲信号，每个TTL脉冲信号对应飞轮的一个齿，其周期为每个齿对应的时间Ti，若飞轮的总齿数为Z，则按照式（1）即可计算柴油机瞬时转速ni，
（r/min） （1）
式（1）中，Ti为TTL脉冲信号的周期/s，Z为齿圈总的齿数，为了提高瞬时转速的测量精度和信噪比，有必要对瞬时转速信号进行相应的信号处理，本系统采用的信号分析处理方法有：畸变点剔除、齿平均和周期平均等。
2系统硬件构成
选用两只磁电式传感器分别测量上止点信号和曲轴转角信号，其中上止点从凸轮轴获取，曲轴转角信号从飞轮齿盘处获取，安装在每台柴油机旁，对传感器输出的原始信号调理成TTL脉冲信号输入到FPGA数字I/O端口，本系统选用NI PCI-7833R多功能的RIO板卡，该卡内置一个300万门的FPGA芯片，支持40M的多通道同步采样，以极快的循环速率同时进行多路信号高速处理，系统的各种测量控制与分析软件均安装在上位机上，实现瞬时转速计算、故障报警诊断及报表输出等功能。
3系统软件设计
上止点信号和曲轴转角信号调理成TTL脉冲信号后输入到PCI-7833R FPGA采集卡上，FPGA检测到上止点脉冲信号上升沿后，对曲轴转角脉冲信号进行高频计数，计数结果除以计数器时钟速率即可得到此次TTL脉冲信号的周期，数据传输单元主要实现FPGA中脉冲周期序列至上位机的数据传输，每台柴油机瞬时转速脉冲周期测量相互独立进行，数据传输采取顺序结构的方式，依次传输对应柴油机瞬时转速脉冲周期序列，上位机接收到柴油机编号和脉冲周期序列后，按式（1）计算原始瞬时转速，然后进行畸变点剔除、齿平均和周期平均等处理，即可得到瞬时转速曲线；计算5个连续的工作循环内的平均转速，若平均转速波动处于一定范围之内，则可视柴油机工作稳定，否则判断柴油机工作不稳定；采用瞬时转速波动率监测各缸的动力平衡性，瞬时转速波动率定义为：
（7）
式（7）中，为信号处理后的瞬时转速，为对应的平均转速，在瞬时转速波动率的基础上，当出现两个波动峰值时，以做功峰值作为故障特征参数，实现多台船舶柴油机动力平衡性在线监测。
4系统验证
为了验证系统功能，在柴油机上，松动4号缸高压油管，模拟柴油机的单缸漏油故障，图5为正常态和4号缸漏油故障态柴油机瞬时转速波动率对比，图6为4号缸漏油故障态柴油机各缸瞬时转速波动率做功峰值相对于正常态的变化，从图6可以看出，当4号缸发生漏油故障时，其对应的瞬时转速波动率做功峰值明显减小，以瞬时转速波动率做功峰值作为特征参数可诊断柴油机某缸功率不足的故障，并可定位故障缸。从图5和6可见，对各缸对应的转速波动率进行了划分，并且各缸的最大做功峰值是通过对各缸对应的转速波动率进行了划分后得到的。
本申请权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，对比文件1也公开了一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法，对比文件1中的采用FPGA技术，对多台柴油机的瞬时转速信号进行硬件高速计数，系统选用NI PCI-7833R多功能的RIO板卡，该卡内置一个300万门的FPGA芯片，支持40M的多通道同步采样，上止点信号和曲轴转角信号调理成TTL脉冲信号后输入到PCI-7833R FPGA采集卡上，FPGA检测到上止点脉冲信号上升沿后，对曲轴转角脉冲信号进行高频计数，计数结果除以计数器时钟速率即可得到此次TTL脉冲信号的周期，相当于公开了本申请中的“采用信号同步技术获取柴油机各缸的上止点和曲轴转角信号，所述信号同步技术为利用FPGA高频时钟计数器进行同步采集，所述同步采集是以上止点信号作为FPGA的外触发信号”；
对比文件1中的柴油机工作循环中，各缸按照点火顺序依次做功，采用磁电法测量瞬时转速信号，将测量曲轴转角的磁电传感器安装在飞轮端，正对飞轮齿，输出近似正弦信号，经滤波、整形放大等调理，得到TTL脉冲信号，每个TTL脉冲信号对应飞轮的一个齿，其周期为每个齿对应的时间Ti，若飞轮的总齿数为Z，则按照式（1）即可计算柴油机瞬时转速ni，
（r/min） （1），式（1）中，Ti为TTL脉冲信号的周期/s，Z为齿圈总的齿数，以及对比文件1中的上止点信号和曲轴转角信号调理成TTL脉冲信号后输入到PCI-7833R FPGA采集卡上，FPGA检测到上止点脉冲信号上升沿后，对曲轴转角脉冲信号进行高频计数，计数结果除以计数器时钟速率即可得到此次TTL脉冲信号的周期，上位机接收到柴油机编号和脉冲周期序列后，按式（1）计算原始瞬时转速，然后进行畸变点剔出、齿平均和周期平均等处理，即可得到瞬时转速曲线，可见，对比文件1中计算柴油机瞬时转速时考虑飞轮总齿数，显然是根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集，否则不能由（1）式得到柴油机瞬时转速，则对比文件1中的该部分内容相当于公开了本申请中的“采样长度是根据柴油机飞轮齿数确定，即根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集，以上止点信号作为标识，识别柴油机的完整工作循环，通过曲轴转角信号获得经过柴油机齿盘每一个齿的瞬变转速，通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到完整工作循环的瞬时转速波动率”；
对比文件1中的柴油机工作循环中，各缸按照点火顺序依次做功，处于工作过程的气缸，在相应曲轴角度范围内的做功起主导作用，并直接反映到转速的瞬时波动上，上止点信号和曲轴转角信号调理成TTL脉冲信号后输入到PCI-7833R FPGA采集卡上，FPGA检测到上止点脉冲信号上升沿后，对曲轴转角脉冲信号进行高频计数，计数结果除以计数器时钟速率即可得到此次TTL脉冲信号的周期，上位机接收到柴油机编号和脉冲周期序列后，按式（1）计算原始瞬时转速，然后进行畸变点剔出、齿平均和周期平均等处理，即可得到瞬时转速曲线，在瞬时转速波动率的基础上，当出现两个波动峰值时，以做功峰值作为故障特征参数，实现多台船舶柴油机动力平衡性在线监测，从图6可以看出，当4号缸发生漏油故障时，其对应的瞬时转速波动率做功峰值明显减小，以瞬时转速波动率做功峰值作为特征参数可诊断柴油机某缸功率不足的故障，并可定位故障缸，且从图5和6可见，对各缸对应的转速波动率进行了划分，并且各缸的最大做功峰值是通过对各缸对应的转速波动率进行了划分后得到的，相当于公开了本申请中的“根据完整工作循环的瞬时转速波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，以其作为特征参数来进行柴油机工作均衡性的故障诊断，最大做功峰值是对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，划分各缸对应的瞬时转速波动率后得到的”。
因此，本申请权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1的区别在于：（1）根据实际工况下的各缸最大做功峰值的统计阈值，进行柴油机工作均衡性的故障诊断；（2）根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到最大做功峰值；（3）根据获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值对比分析，当偏差超过预定值时，诊断船用柴油机出现进气门间隙过大故障，所述预定值为30％。由此确定，本申请权利要求1的技术方案实际所要解决的技术问题在于：如何进行柴油机工作均衡性的故障诊断，如何得到最大做功峰值，以及如何诊断出现进气门间隙过大故障。
关于区别技术特征（1）：对比文件1已经公开了以最大做功峰值作为特征参数来进行柴油机工作均衡性的故障诊断，在这样的基础上，将进行柴油机工作均衡性的故障诊断的具体方式选择为设置阈值及通过统计获得统计阈值，属于本领域技术人员容易想到的常规技术手段；而且本领域技术人员也知晓，不同的工况下，柴油机的运行情况是不同的，相应的故障特征参数的极限也是不同的，例如不同的转速或负荷下，发生故障时的最大做功峰值是不同的，对比文件1的图5给出了在工况（1000r/min,90%load）下，柴油机正常时和发生故障时的转速波动率的比较，图6给出了在该工况下转速最大做功峰值故障时相比正常时的变化率，可见，对比文件1也公开了，在判断故障时，需要考虑实际的工况，是将同一工况下的测得最大功峰值与正常时的进行比较来判断故障的。因此，在统计阈值时，为了根据阈值进行故障诊断，本领域技术人员容易想到，根据实际工况统计各缸最大功峰值的阈值。
关于区别技术特征（2）：对比文件1已经公开了根据柴油机的上止点位置，划分各缸对应的瞬时转速波动率，提取各缸的最大做功峰值，且如前面所评述的，对比文件1还公开了，柴油机工作循环中，各缸按照点火顺序依次做功，处于工作过程中的气缸，在相应曲轴角度范围内的做功起主导作用，并直接反映到转速的瞬时波动上，而本领域技术人员公知的是，发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸发火做功一次，各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示，称为发火间隔角，在这样的基础上，本领域技术人员容易想到结合柴油机的各缸发火间隔角来划分各缸对应的瞬时转速波动率；并且对比文件1中采集了上止点信号，以上止点信号为触发信号采集柴油机的转速信号，也就是以上止点信号作为了标识信号，在此基础上，为了方便地找出各缸对应的最大做功峰值，本领域技术人员容易想到根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率，并在划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取各缸的最大做功峰值。
关于区别技术特征（3）：对比文件1已经公开了以最大做功峰值作为故障特征参数来诊断各缸的动力平衡性故障，而进气门间隙过大故障是动力平衡性故障的一种，本领域技术人员在获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值基础上，通过对比分析，得出偏差超过30%时为出现了气门间隙过大故障，属于本领域技术人员根据实际情况所容易做出的经验选择，属于本领域技术人员容易想到的常规设计。
针对复审请求人的争辩意见，合议组认为：
（1）如前面关于权利要求1所评述的，对比文件1虽然没有明确提及采样长度，然而，从其信号采集及柴油机瞬时转速计算过程中，均可以看出，其是根据柴油机飞轮齿数对上止点和曲轴转角信号进行采集的，即采样长度是由柴油机飞轮齿数确定的，且对比文件1中公开了柴油机工作循环，各缸按照点火顺序依次做功，处于工作过程的气缸，在相应曲轴角度范围内的做功起主导作用，并直接反映到转速的瞬时波动上，采用磁电法测量瞬时转速信号，也即对比文件1中的信号采集也是在柴油机的完整工作循环下进行的。
（2）根据本申请说明书和权利要求书的记载，本申请识别柴油机的完整工作循环，其最后能够实现的效果也是定位故障缸，并没有记载可以定位故障具体发生在申请人所谓的包括换气过程、压缩过程、燃烧过程、碰撞过程的柴油机完整工作循环的哪个循环、哪个过程，且由本申请的“通过齿平均、周期平均和滤波技术对获取到的瞬时转速信号进行处理，得到完整工作循环的瞬时转速波动率，根据完整工作循环的瞬时转速波动率、柴油机的实际上止点位置和发火顺序，提取到柴油机各缸对应的最大转速波动率，即最大做功峰值，以其作为特征参数来进行柴油机工作均衡性的故障诊断”可知，本申请的数据处理针对的是整个工作循环，而不是针对哪个循环、哪个过程，这样的针对整个工作循环的数据处理并不能具体到某个循环和过程，当然不能由此定位故障发生在哪个循环、哪个过程。
（3）如前面关于权利要求1所评述的，对比文件1公开了最大做功峰值是对采集到的瞬时转速信号进行齿平均、周期平均和滤波处理后，划分各缸对应的瞬时转速波动率后得到的，未公开根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取得到最大做功峰值，然而，如前面关于区别特征（2）所评述的，对比文件1还公开了，柴油机工作循环中，各缸按照点火顺序依次做功，处于工作过程中的气缸，在相应曲轴角度范围内的做功起主导作用，并直接反映到转速的瞬时波动上，而本领域技术人员公知的是，发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸发火做功一次，各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示，成为发火间隔角，在这样的基础上，本领域技术人员容易想到结合柴油机的各缸发火间隔角来划分各缸对应的瞬时转速波动率；并且对比文件1中采集了上止点信号，以上止点信号为触发信号采集柴油机的转速信号，也就是以上止点信号作为了标识信号，在此基础上，为了方便地找出各缸对应的最大做功峰值，本领域技术人员容易想到根据柴油机的上止点位置，结合柴油机的各缸发火间隔角，划分各缸对应的瞬时转速波动率，并在划分各缸对应的瞬时转速波动率后，进行上止点信号标记后提取各缸的最大做功峰值。
（4）如前面关于区别（3）所评述的，对比文件1已经公开了以最大做功峰值作为故障特征参数来诊断各缸的动力平衡性故障，而进气门间隙过大故障是动力平衡性故障的一种，本领域技术人员在获取柴油机同一工况下的多组整工作周期对应缸最大做功峰值基础上，通过对比分析，得出偏差超过30%时为出现了气门间隙过大故障，属于本领域技术人员根据实际情况所容易做出的经验选择，其没有因为要克服技术上的困难而付出创造性的劳动，大量的实验研究只能表明进行了大量的劳动，而不能表明其是创造性的。
因此，复审请求人的主张不能成立。
因此，在对比文件1的基础上得到权利要求1请求保护的技术方案，对本领域普通技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求2请求保护一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断装置，其功能模块与权利要求1的一种基于瞬时转速的柴油机工作均衡性故障诊断方法的步骤相对应，对比文件1公开的具体内容如前面关于权利要求1的评述所详细引用的（参见第47-51页），基于与评述权利要求1类似的理由，在对比文件1的基础上得到权利要求2请求保护的技术方案，对本领域普通技术人员来说是显而易见的，权利要求2不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述，本申请权利要求1-2的技术方案不符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月08日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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