CN105604697A - 一种整车扭矩限制和车速限制的警告方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整车扭矩限制和车速限制的警告方法及装置，包括：对于引发扭矩限制和车速限制的各类故障，分别设定小于其扭矩限制激活时间limit1的警告时间Warning1，和小于其车速限制激活时间limit2的警告时间Warning2；判断各类故障的计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行扭矩限制报警；判断各类故障的计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行车速限制报警。该方法和装置能够更好的让驾驶员预知整车运行状态，降低严重故障造成的扭矩限制和车速限制发生的概率以及给车辆带来的影响。

Description

一种整车扭矩限制和车速限制的警告方法及装置
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是整车扭矩限制和车速限制的语音警告方法。本发明还涉及整车扭矩限制和车速限制的语音警告装置。
背景技术
随着国家法规的日益严格，对柴油机排放要求越来越高，对发动机的OBD监控系统的要求更加严格，欧盟已经开始实行欧洲第六阶段排放和监测法规(简称欧六法规)，美国马上将会实行EPA2017法规，排放和监测要求更加严格。
因为某些故障会造成发动机排放超标，欧六法规中明确要求针对这些故障要启动发动机扭矩限制和车速限制功能，即如果发动机存在故障中的任何一种，发动机运行一段时间后故障没有修复，此时OBD系统要限制发动机的输出扭矩(75％最大扭矩)和车辆速度(小于20Km/h)，限制发动机的输出扭矩后，驾驶员会感觉到车辆动力不足，这种情况会影响驾驶员的正常作业效率，驾驶体验降低，并存在安全隐患；限制车辆速度后，将严重影响驾驶员正常作业，不可忽视。
目前发动机扭矩限制和车速限制功能是可以实现的，但缺少对驾驶员的扭矩限制和车速限制的提醒功能，无法在发生扭矩限制和转速限制之前提醒驾驶员进行车辆维修，减少出现扭矩限制和转速限制发生的概率。
目前发动机通过OBD系统监测故障，当其中一类故障发生后OBD监测系统进行确认，确认完毕后激活相应故障种类的计时器，故障计时器开始计时。如果故障在计时器计时过程中一直未修复，当计时器数值大于限制值1(limit1)时，OBD监测系统启动扭矩限制模块，限制发动机输出扭矩；当计时器数值大于限制值2(limit2)时，OBD监测系统启动车速限制模块，限制车辆车速小于20Km/h。
具体扭矩限制和车速限制逻辑如图1所示。从图1可以看出现有OBD监测系统可以正常进行扭矩限制和车速限制输出功能，但是却没有基于计时器的驾驶员语音警告功能。
以某一故障为例，假设计时器计时时间达到8小时了，还有2小时系统将会启动扭矩限制，而驾驶员并不能预知计时时间数值，如果此时驾驶员要进行长途作业，在作业的中途OBD监测系统就可能启动扭矩限制功能，造成车辆动力性降低，影响驾驶员的工作效率。如果在驾驶员出发之前OBD监测系统对驾驶员进行语音警告提醒，驾驶员就会合理安排自己的作业和车辆维修工作。
因此，如何实现整车扭矩限制和车速限制的警告提示，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种整车扭矩限制和车速限制的警告方法。该方法能够更好的让驾驶员预知整车运行状态，降低严重故障造成的扭矩限制和车速限制发生的概率以及给车辆带来的影响。
本发明的另一目的是提供一种整车扭矩限制和车速限制的警告装置。
为实现上述目的，本发明提供一种整车扭矩限制和车速限制的警告方法，包括：
对于引发扭矩限制和车速限制的各类故障，分别设定小于其扭矩限制激活时间limit1的警告时间Warning1，和小于其车速限制激活时间limit2的警告时间Warning2；
判断各类故障的计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行扭矩限制报警；
判断各类故障的计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行车速限制报警。
进一步地，若多类故障的计时时间t同时满足Warning1≤t≤limit1，则分别将其计时时间与相应的扭矩限制激活时间limit1进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行扭矩限制报警；
若多类故障的计时时间t同时满足Warning2≤t≤limit2，则分别将其计时时间与相应的车速限制激活时间limit2进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行车速限制报警。
进一步地，对于扭矩限制激活时间limit1和/或Warning1相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1；
对于扭矩限制激活时间limit2和/或Warning2相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2。
进一步地，对计时时间进行延迟，选取输出的时间t减去在延迟时间之前输出的时间获得差值△t，若△t大于0，则输出值t’为计时器时间t，否则输出值t’为0。
进一步地，设定车速限制报警的优先级大于扭矩限制报警的优先级，并设定扭矩限制的优先级大于无报警需求的优先级。
为实现上述另一目的，本发明还一种整车扭矩限制和车速限制的警告装置，包括：
预设模块，用于对于引发扭矩限制和车速限制的各类故障，分别设定小于其扭矩限制激活时间limit1的警告时间Warning1，和小于其车速限制激活时间limit2的警告时间Warning2；
第一判断及报警模块，用于判断各类故障的计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行扭矩限制报警；
第二判断及报警模块，用于判断各类故障的计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行车速限制报警。
优选地，进一步包括：
第一差值计算及比较模块，用于在多类故障的计时时间t同时满足Warning1≤t≤limit1时，分别将其计时时间与相应的扭矩限制激活时间limit1进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行扭矩限制报警；
第二差值计算及比较模块，用于在多类故障的计时时间t同时满足Warning2≤t≤limit2时，分别将其计时时间与相应的车速限制激活时间limit2进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行车速限制报警。
优选地，进一步包括：
第一选择模块，用于对扭矩限制激活时间limit1和/或Warning1相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1；
第二选择模块，用于对扭矩限制激活时间limit2和/或Warning2相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2。
优选地，进一步设有计时器状态判断模块，其包括：
时间延迟单元，用于对计时器输出的时间进行延迟；
差值计算单元，用于选取计时器输出的时间t减去计时器在延迟时间之前输出的时间获得差值△t；
比较单元，用于判断△t是否大于0；
输出单元，用于在△t大于0时，输出值t’为计时器时间t，在△t等于0时，输出值t’为0。
优选地，进一步包括优先级判断模块，其设定的车速限制报警的优先级大于扭矩限制报警的优先级，设定的扭矩限制的优先级大于无报警需求的优先级。
本发明提供了一种针对欧六整车扭矩限制和车速限制的驾驶员警告方法和装置，当发动机系统存在严重故障并造成欧六整车可能发生扭矩限制和车速限制时，该方法和装置可提前通过语音播报等方式对驾驶员进行警告，提醒驾驶员进行故障维修。这样可以避免严重故障造成的排放超标问题长期存在，又避免了整车扭矩限制和车速限制造成驾驶体验降低，同时还保护了驾驶员安全。
附图说明
图1为现有技术扭矩限制和车速限制逻辑图；
图2为本发明所提供整车扭矩限制和车速限制的警告方法的逻辑图；
图3为本发明启动扭矩限制和车速限制报警的次序及优先级逻辑图；
图4为计时器状态判断模块判断激活状态和冻结状态的逻辑图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2，图2为本发明所提供整车扭矩限制和车速限制的警告方法的逻辑图。
在一种具体实施方式中，本发明提供一种针对欧六整车扭矩限制和车速限制的驾驶员语音警告方法。此方法利用OBD系统(车载在线诊断系统)主要监测如下五类故障：EGR卡滞、尿素喷射中断、尿素消耗可信性、尿素质量低、系统作弊，其中，EGR为发动机废气再循环系统，EGR卡滞指EGR阀卡在固定位置，不受ECU(发动机电控单元)电控系统的控制；尿素喷射中断指SCR系统(选择性催化还原系统)故障使SCR系统向发动机排气管中喷射尿素的动作中断；尿素消耗可信性指SCR系统故障使SCR系统消耗尿素量过大或过小；尿素质量低指尿素溶液中尿素浓度较低；系统作弊指系统通过使用虚假的传感器信号或物理值欺骗ECU控制系统。
工作时，由OBD监测系统对系统故障进行监测，根据故障激活相应的计时器；当计时器大于时间限制值limit1时，系统启动扭矩限制功能，计时器时间大于limit2时，系统启动车速限制功能；在故障计时器计时时间接近limit1和limit2时，OBD监测系统进行语音报警提醒驾驶员。
上述五类故障及其两个限制值如下表所示：
监测故障种类 扭矩限制激活时间limit1 车速限制激活时间limit2
尿素质量低 10h 20h
尿素消耗可信性 10h 20h
尿素喷射中断 10h 20h
EGR卡滞 36h 100h
系统作弊 36h 100h
当系统存在这五类限制扭矩和限制车速的故障时，OBD监测系统将会启动相应故障计时器计时，以EGR卡滞的故障为例，其计时器只记录EGR卡滞类故障计时，如果EGR卡滞的故障不存在，其计数器的数值就为0，此时若发生了尿素喷射中断的故障，那对应的尿素喷射中断的计时器开始计时，而EGR卡滞对应的计时器仍然为0。当尿素质量低、尿素喷射中断、尿素消耗可信性的三种计时器中的任何一个值进入[8h,10h]或[18h,20h]的区间内，系统能够每隔15分钟触发相应的报警需求；当EGR卡滞、系统作弊的两种计时器的任何一个值进入[34h,36h]或[98h,100h]的区间内，系统能够每隔15分钟触发相应的报警需求。
请参考图3，图3为本发明启动扭矩限制和车速限制报警的次序及优先级逻辑图。
当尿素质量低、尿素喷射中断、尿素消耗可信性的三种计时器中的任何一个值进入[8h,10h]或[18h,20h]的区间内，与相应的扭矩限制和车速限制计时限值进行差值，得到了△T，以t1、t2、t3三者中的最大值举例，假设最大值是9.5h，则10h减掉9.5h，△T1＝0.5h,假设最大值是19.5h，则20h减掉19.5h，△T2＝0.5h，t4、t5计算原理与t1、t2、t3相似；如果△T1≥△T3，说明t4、t5中的最大值更接近36h，时间上会更早触发扭矩限制报警，否则是t1、t2、t3中的最大值更接近10h，时间上会更早触发扭矩限制报警，△T2与△T4的原理相似。
当系统进行了车速限制和扭矩限制的报警，这两个需求将会在优先级判断模块中进行判断，因为车速限制严重性大于扭矩限制的严重性，并且一旦有车速限制的报警需求，扭矩限制行为正在发生，所以设定车速限制报警需求的优先级大于扭矩限制报警需求的优先级，而扭矩限制报警需求应该大于无报警需求的优先级；优先级判断结束后OBD监测系统输出真正的车辆报警需求，该需求会去请求硬件语音驱动功能，然后车辆报警提醒驾驶员。
OBD监测系统判断车辆存在报警需求时，将控制命令通过CAN报文形式发送给硬件语音驱动器，该驱动器将CAN报文信息翻译成语音提示，将车辆报警需求播报给驾驶员
因为故障恢复后，计时器时间还会冻结一段时间，如果对计时器选取的最大值不进行合理筛选，出现误报警的问题。以尿素喷射中断故障为例，假设尿素喷射中断类计时器正好计时到9.5h时该类故障恢复了，此时该计时器时间就会冻结，时间数值不增加也不减小，而尿素消耗可信性和尿素质量低的计时器计时到8h并还在计时，而如果单纯比较计时器数值，就会选取尿素喷射中断类的计时器数值为9.5h，此时就会启动报警，实际上真正的计时时刻应该以8h为参考标准，为了克服这种问题，本发明对计时器的状态进行判断，分为激活状态和冻结状态，而激活状态被认为时间是有效的。计时器时间有效性的判断以及如何选取计时器最大值如图4所示。
计时器输出时间t，系统通过延迟模块将计时器输出时间t进行10秒钟的延迟，选取计时器的输出时间t减掉计时器10秒钟前输出的时间进行差值为△t，如果△t大于0说明在10秒钟内计时器数值是增加的，即计时器是激活状态而不是冻结状态，此时选择的计时器输出值t’就是计时器时间t，否则认为计时器处于冻结状态，此时选择的计时器输出值t’为0。
除了上述警告方法，本发明还提供一种针对欧六整车扭矩限制和车速限制的驾驶员语音警告装置，包括：
预设模块，用于对于引发扭矩限制和车速限制的各类故障，分别设定小于其扭矩限制激活时间limit1的警告时间Warning1，和小于其车速限制激活时间limit2的警告时间Warning2；
第一判断及报警模块，用于判断各类故障的计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行扭矩限制报警；
第二判断及报警模块，用于判断各类故障的计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行车速限制报警。
第一差值计算及比较模块，用于在多类故障的计时时间t同时满足Warning1≤t≤limit1时，分别将其计时时间与相应的扭矩限制激活时间limit1进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行扭矩限制报警；
第二差值计算及比较模块，用于在多类故障的计时时间t同时满足Warning2≤t≤limit2时，分别将其计时时间与相应的车速限制激活时间limit2进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行车速限制报警。
第一选择模块，用于对扭矩限制激活时间limit1和/或Warning1相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1；
第二选择模块，用于对扭矩限制激活时间limit2和/或Warning2相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2。
进一步设有计时器状态判断模块，其包括：
时间延迟单元，用于对计时器输出的时间进行延迟；
差值计算单元，用于选取计时器输出的时间t减去计时器在延迟时间之前输出的时间获得差值△t；
比较单元，用于判断△t是否大于0；
输出单元，用于在△t大于0时，输出值t’为计时器时间t，在△t等于0时，输出值t’为0。
以及优先级判断模块，其设定的车速限制报警的优先级大于扭矩限制报警的优先级，设定的扭矩限制的优先级大于无报警需求的优先级。
需要说明的是，本发明所提供的警告装置的各组成模块与所提供的警告方法的各个步骤对应一致，因此其各模块应当理解为实现该方法各步骤所必须建立的功能模块，由这样一组功能模块组成的装置应当理解为主要通过说明书记载的程序实现该解决方案的功能模块构架，而不应当理解为主要通过硬件方式实现该解决方案的实体装置。
本发明中通过增加扭矩限制和车速限制驾驶员报警功能，可以在扭矩限制和车速限制功能启动的前2个小时将车辆的状态及时报告给驾驶员，驾驶员通过车辆报警提醒，安排车辆进行维修，既能保证车辆处在良好的工作状态，减少故障造成的排放污染，同时还有利于驾驶员提高作业效率。
上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，可以修改上文中提到的时间设定值，将警告时间与限制时间的间隔从2小时改为1小时，或者将每隔15分钟改为每隔20分钟进行提醒，或者将计时器时间有效性判断中的延迟时间改为20秒等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
以上对本发明所提供的整车扭矩限制和车速限制的警告方法和装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种整车扭矩限制和车速限制的警告方法，包括：
对于引发扭矩限制和车速限制的各类故障，分别设定小于其扭矩限制激活时间limit1的警告时间Warning1，和小于其车速限制激活时间limit2的警告时间Warning2；
判断各类故障的计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行扭矩限制报警；
判断各类故障的计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行车速限制报警。
2.根据权利要求1所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告方法，其特征在于，若多类故障的计时时间t同时满足Warning1≤t≤limit1，则分别将其计时时间与相应的扭矩限制激活时间limit1进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行扭矩限制报警；
若多类故障的计时时间t同时满足Warning2≤t≤limit2，则分别将其计时时间与相应的车速限制激活时间limit2进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行车速限制报警。
3.根据权利要求2所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告方法，其特征在于，对于扭矩限制激活时间limit1和/或Warning1相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1；
对于扭矩限制激活时间limit2和/或Warning2相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2。
4.根据权利要求3所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告方法，其特征在于，对计时时间进行延迟，选取输出的时间t减去在延迟时间之前输出的时间获得差值△t，若△t大于0，则输出值t’为计时器时间t，否则输出值t’为0。
5.根据权利要求4所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告方法，其特征在于，设定车速限制报警的优先级大于扭矩限制报警的优先级，并设定扭矩限制的优先级大于无报警需求的优先级。
6.一种整车扭矩限制和车速限制的警告装置，其特征在于，包括：
预设模块，用于对于引发扭矩限制和车速限制的各类故障，分别设定小于其扭矩限制激活时间limit1的警告时间Warning1，和小于其车速限制激活时间limit2的警告时间Warning2；
第一判断及报警模块，用于判断各类故障的计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行扭矩限制报警；
第二判断及报警模块，用于判断各类故障的计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2，当其中任何一类故障的计时时间满足此条件时，则进行车速限制报警。
7.根据权利要求6所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告装置，其特征在于，进一步包括：
第一差值计算及比较模块，用于在多类故障的计时时间t同时满足Warning1≤t≤limit1时，分别将其计时时间与相应的扭矩限制激活时间limit1进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行扭矩限制报警；
第二差值计算及比较模块，用于在多类故障的计时时间t同时满足Warning2≤t≤limit2时，分别将其计时时间与相应的车速限制激活时间limit2进行差值计算获得△T，并以△T最小的计时时间为依据进行车速限制报警。
8.根据权利要求7所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告装置，其特征在于，进一步包括：
第一选择模块，用于对扭矩限制激活时间limit1和/或Warning1相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning1≤t≤limit1；
第二选择模块，用于对扭矩限制激活时间limit2和/或Warning2相等的各类故障，从其多个计时时间中选取最大值判断计时时间t是否满足Warning2≤t≤limit2。
9.根据权利要求8所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告装置，其特征在于，进一步设有计时器状态判断模块，其包括：
时间延迟单元，用于对计时器输出的时间进行延迟；
差值计算单元，用于选取计时器输出的时间t减去计时器在延迟时间之前输出的时间获得差值△t；
比较单元，用于判断△t是否大于0；
输出单元，用于在△t大于0时，输出值t’为计时器时间t，在△t等于0时，输出值t’为0。
10.根据权利要求9所述的整车扭矩限制和车速限制的语音警告装置，其特征在于，进一步包括优先级判断模块，其设定的车速限制报警的优先级大于扭矩限制报警的优先级，设定的扭矩限制的优先级大于无报警需求的优先级。
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