CN105673238B - 一种发动机可变进气歧管执行机构诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机可变进气歧管执行机构诊断方法，包括如下步骤：标定不同状态下的进气歧管进气歧管压力值；将步骤a所标定的压力值做为期望值在ECU分别存储；获取实时的进气歧管压力数值；使进气歧管处于标定要求状态；应用实际进气压力和标定进气压力相比较；进行故障判断：步骤f中两气压值比对，差值超过一数值范围后开始计时，若超过一设定时间后，两气压值实际差值仍在设定数值范围之外，则可确认执行机构故障；否则在设定时间到达前，两气压值实际差值减小到设定数值范围之内，则退出计时，直至下次差值大于设定数值范围，再重新开始计时；完成诊断功能，退出诊断。本发明不需要该套机构即可完成诊断，而且诊断快捷准确。
Description
技术领域
本发明涉及发动机电子控制，尤其汽车发动机零部件故障诊断领域，具体涉及可变进气歧管执行机构工作状态正常与否的诊断方法。
背景技术
进气歧管可变技术是电喷发动机的一项关键技术，包括进气管长度可变和进气截面可变。发动机在中低速运行阶段，要求进气系统能够提供较强气流从而加强汽油机缸内油气混合强度，使得油气混合气浓度分布更均匀，进而提升燃烧品质；发动机在高速运行阶段，要求进气系统能够提供充分的进气充量，从而保证发动机的功率输出。
由于发动机工作具有周期性的特点，因而进气门的打开关闭动作也呈周期性，进气通路周期性的畅通和关闭，诱导进气歧管内进气气流呈现周期性波动，为充分利用进气气流这种波动效应增加进气量，应尽量使进气气流波动频率和进气门开启频率一致产生进气谐振效应。对于固定长度进气歧管，进气气流在歧管内的运行路程不变，在进气流速变化不大的情况下，进气气流的波动频率近似固定，而发动机在高速和低速运行阶段，进气门开启频率不同，因而固定长度进气歧管要么只能在低速阶段产生进气谐振效应，要么只能在高速阶段产生进气谐振效应，无法高低速兼顾，此时若能把进气歧管设计为长度可变歧管，则能充分兼顾高低速对产生进气谐振效应的要求。
一般情况下，发动机在中低转速段运行时，利用长管的谐振效应，可以有效提升充气效率，改善中低转速段扭矩；在高速阶段，采用短管提升功率。
综上，可变进气歧管技术具备增加发动机低速进气充量，提升低速扭矩，又可保障高速大功率等优势，因此是一种非常重要的可变零部件技术。应用可变进气歧管的发动机，在采用不同状态歧管(长度和截面积)吸纳进气时，发动机的负荷分布特征是不一样的，进气歧管压力与发动机负荷间关系参数亦不一样，而发动机负荷的准确计算直接关乎整机油耗、排放及动力性，因而对于基于进气歧管压力采用间接法计算发动机负荷的电喷系统来说，准确识别当前使用的进气歧管状态：是长管还是短管？是粗截面还是细截面，从而选择对应状态的经过标定确定的正确的压力负荷转换参数，就显得非常重要。可变进气歧管系统目前尚无状态反馈机构，因而电喷系统对歧管状态的识别依赖于可变执行机构，即假定可变执行机构能够完全准确实现电喷系统切换指令，而对于可变执行机构本身完成电喷系统指令状态，因无相关辅助装置监控，电喷系统是无法获知的，因而准确识别可变进气执行机构指令完成状态，进而准确识别歧管状态，需要对可变进气歧管执行机构进行诊断，本文提供一种基于进气歧管压力的可变进气歧管执行机构诊断方法。目前已有的针对可变进气歧管执行机构的诊断方法，往往需要借助探测执行机构运行状态的位置传感器，该器件的增添使得诊断机构结构复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，准确度高，无需增加额外辅助设备即可完成可变进气歧管执行机构工作状态正常与否的诊断方法，解决传统可变进气歧管执行机构诊断结构复杂成本高问题，本方法是一种不依赖于机械设备的诊断方法，同时解决传统可变进气歧管执行机构诊断工况范围窄的问题。利用不同状态下的进气歧管，进气流量特性不同，因而发动机在相同节气门开度和转速下，进气歧管压力不同的原理，应用实际进气压力和标定进气压力相比较，根据两者的偏差程度是否超过合理阀值来判断可变执行机构工作正常与否，从而完成可变进气歧管执行机构的诊断。具体技术方案如下：
一种发动机可变进气歧管执行机构诊断方法，进一步地，包括如下步骤：
a.标定不同状态下的进气歧管进气歧管压力值；
b.将步骤a所标定的压力值做为期望值在ECU分别存储；
c.获取实时的进气歧管压力数值；
d.使进气歧管处于标定要求状态；
e.应用实际进气压力和标定进气压力相比较；
f.进气压力传感器获取的进气压力数值经修正后应与步骤b中存储的压力数值一致，或者差值在一设定数值范围内，超过此范围，在确认压力传感器无故障的情况下，即可判断为可能是由于可变进气歧管执行机构不能正确执行ECU状态切换指令所致；
g.故障判断：步骤f中两气压值比对，差值超过一数值范围后开始计时，若超过一设定时间后，两气压值实际差值仍在设定数值范围之外，则可确认执行机构故障；否则在设定时间到达前，两气压值实际差值减小到设定数值范围之内，则退出计时，直至下次差值大于设定数值范围，再重新开始计时；
h.完成诊断功能，退出诊断。
进一步地，步骤a中，发动机通过台架标定，提前识别出长细和粗短歧管状态下，各转速各节气开度下进气歧管压力值。
进一步地，步骤c中ECU通过进气歧管压力传感器TMAP，在运行过程中获取实时的进气歧管压力数值。
进一步地，步骤d中，在发动机运行过程中，ECU根据工程目标向进气歧管可变执行机构发出状态指令，进气歧管通过执行机构实现ECU的指令，从而处于标定要求状态。
进一步地，在执行步骤e之前进一步包括如下步骤：引入海拔修正系数修正步骤b中存储的进气歧管压力期望值，使之适合所有环境海拔状况；引入温度修正系数修正步骤b中存储的进气歧管压力期望值，使之适合所有环境温度。
进一步地，结合步骤d中确定的进气歧管状态，选择步骤b中对应的歧管压力值，将此值经海拔和温度系数修正，然后将修正后的压力值与步骤c中获取的实际进气歧管压力值进行比对。
进一步地，在满足如下条件时进行步骤f：发动机工作工况稳定，进气歧管压力值波动不大，发动机充分暖机，此条件通过发动机转速变化梯度和节气门变化梯度及启动后时间和发动机水温确定。
进一步地，步骤g和h之间还包括故障确认步骤：完成步骤g后，再重复执行c-g步骤，累计判断出3次故障，则向电喷诊断系统报可变执行机构故障。
与目前现有技术相比，本发明不需要该套机构即可完成诊断，而且诊断快捷准确。具体来说：
1、本发明的诊断方法无需增添任何辅助装置；
2、本发明的诊断方法无需增添新的发动机标定工作量；
3、本发明的检测装置，适用于所有乘用车使用环境所有机型的可变进气歧管诊断。
附图说明
图1为单次诊断算法流程图
图2为本发明诊断流程图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
在一个优选实施例中，可利用不同状态下的进气歧管，进气流量特性不同，因而发动机在相同节气门开度和转速下，进气歧管压力不同的原理，来完成可变进气歧管执行机构的诊断，具体方法步骤如下：
(1)发动机通过台架标定，提前识别出长细和粗短歧管状态下，各转速各节气开度下进气歧管压力值，然后将该值做为期望值在ECU分别存储；
(2)由于海拔因素会影响大气压力，因而引入海拔修正系数修正(1)中存储的进气歧管压力期望值，使之适合所有环境海拔状况；
(3)由于环境温度也会影响进气温度，进而影响进气压力，因而引入温度修正系数修正(1)中存储的进气歧管压力期望值，使之适合所有环境温度；
(4)ECU通过进气歧管压力传感器(TMAP)，在运行过程中获取实时的进气歧管压力数值；
(5)在发动机运行过程中，ECU根据工程目标向进气歧管可变执行机构发出状态指令，进气歧管通过执行机构实现ECU的指令，从而处于标定要求状态；
(6)结合(5)中确定的进气歧管状态，选择(1)中对应的歧管压力值，将此值经(2)和(3)系数修正，然后将修正后的压力值与(4)中获取的实际进气歧管压力值进行比对；
(7)执行(8)判断的条件：发动机工作工况稳定，进气歧管压力值波动不大，发动机充分暖机，此条件通过发动机转速变化梯度和节气门变化梯度及启动后时间和发动机水温确定；
(8)理想情况下，进气压力传感器获取的进气压力数值经修正后应与(1)中存储的压力数值一致，或者差值在一设定数值范围内，超过此范围，在确认压力传感器无故障的情况下，即可判断为可能是由于可变进气歧管执行机构不能正确执行ECU状态切换指令所致；
(9)故障判断：(8)中两气压值比对，差值超过一数值范围后开始计时，若超过一设定时间后，两气压值实际差值仍在设定数值范围之外，则可确认执行机构故障；否则在设定时间到达前，两气压值实际差值减小到设定数值范围之内，则退出计时，直至下次差值大于设定数值范围，再重新开始计时；
(10)故障确认：完成(9)后，再重复执行(2)-(9)步，累计判断出3次故障，则向电喷诊断系统报可变执行机构故障；
(11)完成诊断功能，退出诊断。
参照图1算法可以如下：
(1)输入变量：
1 TMAP(进气压力温度传感器)实际采集得进气压力数值；
2 进气歧管状态切换指令(由电喷系统发出)
3 发动机转速；
4 节气门开度；
5 海拔系数(体现车辆所处海拔高度)；
6 发动机水温；
7 启动成功后的累计时间；
(2)输出变量：
9 可变执行机构故障诊断结果
(3)算法运行步骤：
(1)电喷系统发出歧管状态切换指令；
(2)依据歧管状态切换指令选择对应的进气压力存储值；
(3)依据转速和节气门开度查表求得当前工况下压力诊断阀值；
(4)计算海拔校正系数；
(5)计算发动机水温校正系数；
(6)计算发动机水温和海拔综合校正系数；
(7)计算被海拔和水温因素综合校正后的压力诊断阀值；
(8)实际进气压力与期望压力差值与阀值进行减法运算，求得差值与阀值之间的差异数值；
(9)对差异数值进行判断，判断数值大小是否在合理范围内；
(10)判断发动机水温是否达到诊断要求的水温值以上；
(11)判断发动机启动后运行持续时间是否超过可以进行诊断的阀值时间；
(12)计算发动机转速变化梯度；
(13)计算节气门开度变化梯度；
(14)判断发动机转速变化梯度是否小于可以进行诊断的阀值；
(15)判断发动机节气门变化梯度是否小于可以进行诊断的阀值；
(16)判断在当前发动机转速变化梯度及节气门变化梯度下是否满足诊断使能条件；
(17)在故障诊断使能条件满足的前提下进行故障诊断；
(18)对故障状态进行持续取样判断，对故障状态进行确认；
(19)故障经确认后，输入故障诊断结果给电喷系统。
(4)功能模块说明
MAP_VisPmap1：细长状态进气歧管下发动机进气歧管压力数值；
MAP_VisPmap2：粗短状态进气歧管下发动机进气歧管压力数值；
MAP_ThrdPmap：各工况下进气歧管压力诊断阀值；
CUR_ffAlt：海拔校正系数；CUR_ffTemp：温度校正系数；
CloseInterval：差值范围分布状态判断；
TOnD_TimeDy_U16：故障确认延迟时间；
VAL_dPmapMx：诊断压力差值上限值；
VAL_dPmapMn：诊断压力差值下限值；
VAL_ThrdTm：故障诊断使能温度阀值；
VAL_ThrdStaEnd：故障诊断使能启动时间条件阀值；
VAL_ThrdDn：故障诊断使能转速变化梯度阀值；
VAL_ThrddTppos：故障诊断节气门变化梯度阀值；
VAL_TimeDy：故障诊断确认延迟时间阀值。
该方案由模型生成代码，代码经编译集成进ECU，由ECU实施，诊断流程如图2所示。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种发动机可变进气歧管执行机构诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
a .标定不同状态下的进气歧管进气歧管压力值；
b .将步骤a所标定的压力值做为期望值在ECU分别存储；
c .获取实时的进气歧管压力数值；
d .使进气歧管处于标定要求状态；
e .应用实际进气压力和标定进气压力相比较；
f .进气压力传感器获取的进气压力数值经修正后应与步骤b中存储的压力数值一致，或者差值在一设定数值范围内，超过此范围，在确认压力传感器无故障的情况下，即可判断为可能是由于可变进气歧管执行机构不能正确执行ECU状态切换指令所致；
g .故障判断：步骤f中两气压值比对，差值超过一数值范围后开始计时，若超过一设定时间后，两气压值实际差值仍在设定数值范围之外，则可确认执行机构故障；否则在设定时间到达前，两气压值实际差值减小到设定数值范围之内，则退出计时，直至下次差值大于设定数值范围，再重新开始计时；
h .完成诊断功能，退出诊断;
在执行步骤e之前进一步包括如下步骤：引入海拔修正系数修正步骤b中存储的进气歧管压力期望值，使之适合所有环境海拔状况；引入温度修正系数修正步骤b中存储的进气歧管压力期望值，使之适合所有环境温度；
步骤a中，发动机通过台架标定，提前识别出长细和粗短歧管状态下，各转速各节气开度下进气歧管压力值；
步骤c中ECU通过进气歧管压力传感器TMAP，在运行过程中获取实时的进气歧管压力数值；
步骤d中，在发动机运行过程中，ECU根据工程目标向进气歧管可变执行机构发出状态指令，进气歧管通过执行机构实现ECU的指令，从而处于标定要求状态。
2.如权利要求1所述的发动机可变进气歧管执行机构诊断方法，其特征在于，结合步骤d中确定的进气歧管状态，选择步骤b中对应的歧管压力值，将此值经海拔和温度系数修正，然后将修正后的压力值与步骤c中获取的实际进气歧管压力值进行比对。
3.如权利要求1或2所述的发动机可变进气歧管执行机构诊断方法，其特征在于，在满足如下条件时进行步骤f：发动机工作工况稳定，进气歧管压力值波动不大，发动机充分暖机，此条件通过发动机转速变化梯度和节气门变化梯度及启动后时间和发动机水温确定。
4.如权利要求3所述的发动机可变进气歧管执行机构诊断方法，其特征在于，步骤g和h之间还包括故障确认步骤：完成步骤g后，再重复执行c-g步骤，累计判断出3次故障，则向电喷诊断系统报可变执行机构故障。
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