CN104747258B - 一种喷油助燃dpf系统obd故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，该方法通过微控制单元对传感器模块、执行器模块和CAN通讯模块获取的数据进行分析，从而在DPF系统电控装置基础上无需增加任何硬件设备，实现对DPF系统OBD故障的自动诊断；同时执行器模块自动诊断执行器故障，并根据故障情况自动切断执行器驱动，使得该方法能够以更快的速度发现并切断故障，从而降低故障损失，提高故障诊断效率。

Description

一种喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法

技术领域

本发明涉及内燃机尾气排放后处理技术领域，尤其涉及一种喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法。

背景技术

烟尘颗粒是柴油机尾气排放中最主要的污染物之一，柴油机颗粒过滤系统(DPF，Diesel Particulate Fitter)是目前用来降低柴油机烟尘颗粒排放最有效的设备。但传统的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法检测效率低，经常发生因不能及时发现并切断故障而造成损失的情况。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，能够自动诊断DPF系统OBD故障，迅速发现并切断故障，从而降低故障损失，提高故障诊断效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，具体包括如下步骤：

A、传感器模块、执行器模块、CAN通讯模块分别获取传感器采集、执行器故障和发动机运行相关数据，并将其发送到微控制单元；

B、微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD故障诊断，若诊断结果为发生故障，则执行步骤C；若诊断结果为未发现故障，则返回重新获取数据信息；

C、微控制单元进行故障管理。

特别地，所述步骤A中执行器模块获取执行器故障相关数据具体包括：执行器模块自动诊断执行器故障，当执行器发生故障时，通过SPI通信将执行器故障信息发送给微控制单元，并根据故障情况自动切断执行器驱动。

特别地，所述步骤B中微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD诊断包括：微控制单元预设各传感器的阈值范围，比较从传感器模块获取的当前传感器检测的数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断该传感器发生故障。N值根据发动机型号具体设定。

特别地，所述步骤B中微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD诊断还包括：微控制单元根据SPI通信协议，比较从执行器模块获取的各执行器故障信息中故障标志位为1，N次比较故障标志位均为1，则判断该执行器发生故障。N值根据发动机型号具体设定。

特别地，所述步骤B中微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD诊断还包括：微控制单元根据从CAN通讯模块获取的当前发动机运行数据，对应MAP图，获得DPF过滤器烧坏故障和DPF系统堵塞故障对应的DPF过滤器压差的阈值范围，比较当前压力传感器检测的数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断DPF系统发生DPF过滤器烧坏故障或堵塞故障。N值根据发动机型号具体设定。

特别地，所述步骤C中故障管理具体包括：

故障指示：根据故障诊断结果指示故障代码，点亮故障指示灯；

故障存储：将故障诊断相关信息存储到微控制单元的故障内存中。

本发明提出的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，在DPF系统电控装置基础上无需增加任何硬件设备，通过微控制单元对传感器模块、执行器模块和CAN通讯模块获取的数据进行分析，从而实现对DPF系统OBD故障的自动诊断；同时执行器模块自动诊断执行器故障，并根据故障情况自动切断执行器驱动，使得该方法能以更快的速度发现并切断故障，从而降低故障损失，提高故障诊断效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的喷油助燃DPF系统结构图；

图2是本发明实施例提供的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断流程图；

图3是本发明实施例提供的喷油助燃DPF系统传感器故障判断流程图；

图4是本发明实施例提供的喷油助燃DPF系统执行器故障判断流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

如图1所示，图1是本发明实施例提供的喷油助燃DPF系统结构图。

本实施例中喷油助燃DPF系统(以下简称DPF系统)采用DOC与DPF相结合的技术，包括：油箱101、燃油泵102、滤清器103、压力传感器104、蓄压腔105、燃油控制阀106、喷嘴107、DOC催化器前进气口处温度传感器108、压差传感器109、温度传感器110、DOC催化器111、DPF过滤器前进气口处温度传感器112、DPF过滤器113、电控装置114和发动机CAN线信号115。DPF系统是柴油机尾气后处理装置的重要组成部分，对DPF系统故障进行监控和诊断对于维持柴油机尾气后处理装置正常运转至关重要。

如图2所示，图2是本发明实施例提供的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断流程图。

本实施例中，喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，具体包括如下步骤：

S201、传感器模块、执行器模块、CAN通讯模块分别获取传感器采集、执行器故障和发动机运行相关数据，并将其发送到微控制单元。

DPF系统电控单元分别设置传感器模块、执行器模块、CAN通讯模块和微控制单元。

所述传感器模块与微控制单元电连接，获取DPF系统传感器采集的相关数据，并将其发送到微控制单元。DPF系统的传感器包括：用于检测DOC催化器进气温度的DOC催化器前温度传感器、用于检测DPF过滤器进气温度的DPF过滤器前温度传感器、用于检测DPF过滤器排气温度的DPF过滤器后温度传感器和用于检测DPF过滤器前后压差的压力传感器，此外，油泵电机另设有用于检测油泵电机电流的电流传感器和用于检测油泵电机转速的霍尔传感器，燃油控制阀另设有用于检测燃油控制阀电流的电流传感器。传感器模块将上述传感器采集的模拟量信号转换为数字量信号，传送给微控制单元。

所述执行器模块与微控制单元电连接，获取DPF系统执行器故障相关数据，并将其发送到微控制单元执行器模块，当执行器发生故障时，将故障信息发送到微控制单元，并根据故障情况自动切断执行器驱动。喷油助燃DPF系统的执行器包括：油泵电机和燃油控制阀。执行器模块采用智能芯片，自带故障诊断功能，当执行器发生故障，如油泵电机开路、油泵电机堵转、油泵电机短路、燃油控制阀开路、燃油控制阀短路等故障时，执行器模块通过SPI通讯将故障信息发送给微控制单元。当执行器发生短路故障时，执行器模块自动切断对该执行器的驱动，保护硬件电路。

所述CAN通讯模块与微控制单元和发动机电控单元电连接，获取柴油机工况信息，并将其发送到微控制单元。在对DPF系统进行故障诊断过程中，通常需要结合柴油机转速、柴油机排气流量、柴油机排气温度等柴油机运行工况信息，CAN通信模块实现微控制单元与发动机电控单元之间的通信，将柴油机运行工况信息发送到微控制单元。当微控制单元与发动机电控单元通讯失败时，CAN通信模块发送相应的故障信息到微控制单元。

S202、微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD故障诊断，若诊断结果为发生故障，则执行步骤C；若诊断结果为未发现故障，则返回重新获取数据信息。

微控制单元获取传感器模块发送的传感器采集的相关信息并进行分析，对DPF系统传感器故障进行判断。请参照图3所示，图3是是本发明实施例提供的DPF系统OBD故障诊断传感器故障判断流程图。

微控制单元预设DOC催化器前温度传感器、DPF过滤器前温度传感器、DPF过滤器后温度传感器、压力传感器、油泵电机电流传感器、油泵电机霍尔传感器、燃油控制阀电流传感器的阈值范围，比较当前传感器采集的模拟量信号经传感器模块转换获得的数字量信号数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断该传感器发生故障。N值根据发动机型号具体设定。

微控制单元获取执行器模块发送的执行器故障的相关信息并进行分析，对DPF系统执行器故障进行判断。请参照图4所示，图4是是本发明实施例提供的DPF系统OBD故障诊断执行器故障判断流程图。

执行器模块采用智能驱动芯片，自带故障诊断功能，可以通过SPI通信将执行器故障信息发送给微控制单元，微控制单元根据SPI通信协议，比较从执行器模块获取的各执行器故障信息中故障标志位为1，N次比较故障标志位均为1，则判断该执行器发生故障；N值根据发动机型号具体设定。所述执行器故障信息主要包括：油泵电机开路、油泵电机堵转、油泵电机短路、燃油控制阀开路和燃油控制阀短路。当执行器发生短路故障时，执行器模块自身进入短路保护状态，立即将相应通道的标志位置1，并自动关闭相应的通道，以保护硬件电路，同时,微控制单元可以采集到此时的电流数值。执行器模块进入短路保护状态的时候，必须要断电将故障排除以后，相应的通道的故障标志位才会被置0，上电以后，相应的通道才能使能工作，否则执行器模块相应的驱动部分会一直处在短路保护状态，无法进行正常工作。另外执行器模块自带欠压故障诊断功能，当系统的电压过低时候，执行器模块会将相应的标志位设置为1，并将故障标志位通过SPI发送给微控制单元,通过微控制单元确诊出故障代码。

微控制单元获取CAN通信模块发送的发动机运行相关信息，结合传感器模块获取的数据并进行分析，对DPF系统功能性故障进行判断。

通过发动机台架试验可以获得不同工况下，发动机排气温度、排气流量和DPF过滤器压差的MAP图。发动机不同工况下，排气温度和排气流量不断变化时，DPF过滤器压差数值也在不断的变化，微控制单元获取CAN通信模块发送的当前发动机当前工况、排气温度和排气流量数据，结合MAP图获得DPF过滤器烧坏故障对应的DPF过滤器压差的临界值，作为压力传感器阈值范围，比较当前压力传感器采集的模拟量信号经传感器模块转换获得的数字量信号数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断DPF系统发生DPF过滤器烧坏故障。N值根据发动机型号具体设定。同理，微控制单元获取CAN通信模块发送的当前发动机当前工况、排气温度和排气流量数据，结合MAP图获得DPF过滤器阻塞故障对应的DPF过滤器压差的临界值，作为压力传感器阈值范围，比较当前压力传感器数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断DPF系统发生堵塞故障。

S203、微控制单元进行故障管理。

微控制单元判断DPF系统发生故障时，指示故障代码，同时点亮故障指示灯，提醒驾驶员存在OBD故障。在设定的操作循环或设定的发动机运转时间中故障不再出现，则故障指示器熄灭。当同时存在多个故障时，则仅当所有的错误都满足以上熄灭条件时，则故障指示器熄灭。当存在当前故障时，发动机运行50小时后，应激活扭矩限制器。所述操作循环由发动机起动、发动机运转、发动机停机和一直到下次发动机起动的时间过程组成，在这个循环期间DPF系统若存在OBD故障应能被监测到。

微控制单元判断DPF系统发生故障时，对于不同的故障部件和故障类型，故障相关环境变量信息被立即或经过设定的操作循环后存入故障内存。通过诊断仪可以读出存入故障内存中的故障信息和环境变量信息。

可擦除故障:如果存储在故障内存中的故障信息在设定的暖机循环或设定发动机运转时间内不再出现，则将其删除。所述暖机循环为发动机经充分运转，使冷却液温度比发动机起动时上升至少22K，并到达一个最低温度343K(70℃)的过程。

不可擦除故障：故障内存中保留该故障代码和时间记录，其保留时间至少为故障指示器激活后发动机运行400天或者9600个小时。

本发明的技术方案在DPF系统电控装置基础上无需增加任何硬件设备，即能实现对DPF系统OBD故障的自动诊断，能够以更快的速度发现并切断故障，从而降低故障损失，提高故障诊断效率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：

A、传感器模块、执行器模块、CAN通讯模块分别获取传感器采集、执行器故障和发动机运行相关数据，并将其发送到微控制单元；

B、微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD故障诊断，所述OBD故障诊断包括：所述微控制单元获取所述CAN通信模块发送的发动机运行相关信息，结合所述传感器模块获取的数据并进行分析，对所述DPF系统功能性故障进行判断，所述微控制单元根据从所述CAN通讯模块获取的当前发动机运行数据，对应MAP图，获得DPF过滤器烧坏故障和DPF系统堵塞故障对应的DPF过滤器压差的阈值范围，比较当前压力传感器检测的数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断所述DPF系统发生DPF过滤器烧坏故障或堵塞故障；若诊断结果为发生故障，则执行步骤C；若诊断结果为未发现故障，则返回重新获取数据信息；

C、微控制单元进行故障管理。

2.根据权利要求1所述的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，其特征在于所述步骤A中执行器模块获取执行器故障相关数据具体包括：执行器模块自动诊断执行器故障，当执行器发生故障时，通过SPI通信将执行器故障信息发送给微控制单元，并根据故障情况自动切断执行器驱动。

3.根据权利要求2所述的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，其特征在于所述步骤B中微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD诊断包括：微控制单元预设各传感器的阈值范围，比较从传感器模块获取的当前传感器检测的数值是否超过设定的阈值范围，N次比较均超过设定的阈值范围，则判断该传感器发生故障；N值根据发动机型号具体设定。

4.根据权利要求3所述的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，其特征在于所述步骤B中微控制单元分析获取的数据信息，进行DPF系统OBD诊断还包括：微控制单元根据SPI通信协议，比较从执行器模块获取的各执行器故障信息中故障标志位为1，N次比较故障标志位均为1，则判断该执行器发生故障；N值根据发动机型号具体设定。

5.根据权利要求4所述的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，其特征在于所述步骤B中微控制单元分析获取的数据信息，判断DPF系统发生DPF过滤器烧坏故障或堵塞故障进行的N次比较，N值根据发动机型号具体设定。

6.根据权利要求5所述的喷油助燃DPF系统OBD故障诊断方法，其特征在于所述步骤C中故障管理具体包括：

故障指示：根据故障诊断结果指示故障代码，点亮故障指示灯；

故障存储：将故障诊断相关信息存储到微控制单元的故障内存中。