CN106153313B - 一种发动机辅助制动系统的故障检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车领域，公开了一种发动机辅助制动系统的故障检测方法及检测装置。该故障检测方法包括：使发动机以预定转速运转(S1)；启动发动机辅助制动系统(S2)；测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩(S3)；如果所测量的所述发动机的扭矩的绝对值小于所述发动机以所述预定转速运转时的标定扭矩，则所述发动机辅助制动系统发生故障(S4)。

Description

一种发动机辅助制动系统的故障检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种发动机辅助制动系统的故障检测方法及检测装置。

背景技术

在发动机辅助制动系统中，虽然各类型的发动机缓速器结构不同，具体的工作过程也各有差异，但其主要的工作原理是相同的，如图1所示(其中，方框部分为对发动机正常工作过程的调整部分)：首先，进气行程中进气门1打开，活塞4下行，新鲜空气进入气缸3；然后是压缩行程，活塞4上行，压缩气缸3内的气体；接下来的释放高压气体的过程是发动机辅助制动工作中独有的，即在活塞4到达压缩上止点前一定角度打开排气门2，使气缸3内被压缩的高压气体迅速释放，气缸3内的压力降低；在接下来的膨胀做功行程中，排气门2关闭，气缸3内接近真空状态，活塞4向下运动类似一个抽真空的过程，产生负功(仍然消耗功率)；最后，在排气行程中，排气门2打开，活塞4上行。这样，在进气行程和压缩行程中，发动机对充量做功；而在膨胀做功行程中，由于高压气体的释放，充量对发动机做功很小；在排气行程中，发动机对充量做功，从而达到增加制动效率的效果。

发动机辅助制动系统一旦失效，将对发动机工作或性能产生致命影响，可能导致车辆无法行驶。传统的发动机辅助制动系统故障检测方法是：使发动机在启动发动机辅助制动系统的情况下从高怠速向怠速自由减速，测量减速时间，通过评估减速时间来确认发动机辅助制动系统是否可用。这种传统的故障检测方法人力成本和时间成本都很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机辅助制动系统的故障检测方法和检测装置，该故障检测方法和检测装置能够克服传统故障检测方法人力成本和时间成本都很高的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供一种发动机辅助制动系统的故障检测方法，该方法包括：

使发动机以预定转速运转；

启动发动机辅助制动系统；

测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩；

如果所测量的所述发动机的扭矩的绝对值小于所述发动机以所述预定转速运转时的标定扭矩，则所述发动机辅助制动系统发生故障。

本发明还提供一种发动机辅助制动系统的故障检测装置，该装置包括：

发动机控制模块，用于使发动机以预定转速运转，接收发动机制动启动命令并之后启动发动机辅助制动系统；

扭矩测量模块，用于测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩；

判断模块，用于在所述扭矩测量模块所测量的所述发动机的扭矩的绝对值小于所述发动机以所述预定转速运转时的标定扭矩的情况下，确定所述发动机辅助制动系统发生故障。

由于根据本申请的技术方案不需要使发动机在启动发动机辅助制动系统的情况下从高怠速向怠速自由减速，而是通过测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩来判断发动机辅助制动系统是否发生故障，所以能够快速而准确地进行故障检测。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是发动机辅助制动系统的工作原理图；

图2是根据本发明一个实施方式的发动机辅助制动系统故障检测方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施方式的发动机辅助制动系统故障检测装置的示意图；

图4是进行发动机辅助制动系统故障检测时发动机功率和速度随时间的变化；

图5是进行发动机辅助制动系统故障检测时发动机功率和扭矩随时间的变化；

图6是进行发动机辅助制动系统故障检测时发动机速度和扭矩随时间的变化；以及

图7是进行制动摇臂断缸试验时发动机扭矩和速度随时间的变化。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图2所示，本发明提供一种发动机辅助制动系统的故障检测方法，该方法包括：

S1、使发动机以预定转速运转。

其中，可以使发动机在油门为100％的情况下，以所述预定转速运转。这样在启动发动机辅助制动系统之前，发动机在最大负荷下运转，有利于最大程度地检测到发动机辅助制动系统的故障；也有利于在故障检测时将热负荷与正扭矩对发动机辅助制动系统的零部件的冲击等因素考虑在内，以便最大程度地暴露可能的制动故障。当然，发动机的油门也可以不是100％，甚至可以在发动机的油门为0％的情况下利用测功机倒拖发动机以所述预定转速运转，只是在这些情况下，发动机辅助制动系统故障检测的能力会稍弱一些，也即可能需要多进行几次故障测试才能检测到制动故障。

另外，预定转速优选是发动机的最大转速，以便最大程度地暴露可能的制动故障。当然也可以选择其他转速。

S2、启动发动机辅助制动系统。

由于在出厂发动机辅助制动功能的可靠性测试过程中，通常不会通过使车辆真正行驶在路上并启动发动机辅助制动系统来进行检测，所以该步骤可以如下进行：首先使发动机的油门为0％，然后利用测功机倒拖发动机以所述预定转速运转并启动发动机辅助制动系统，这样可以更方便简单地进行发动机辅助制动系统的故障检测。

S3、测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩；

S4、如果所测量的所述发动机的扭矩的绝对值小于所述发动机以所述预定转速运转时的标定扭矩，则所述发动机辅助制动系统发生故障。这里的标定扭矩指的是车辆出厂时厂家所提供的发动机扭矩。

另外，在确定发动机辅助制动系统发生故障之后，根据本申请的故障检测方法还能够准确地定位故障件，这提高了工厂大批量生产的效率，降低了故障发动机维修的时间成本和人力成本。其是通过以下步骤来实现的：

S5、使所述发动机的油门完全关闭并使所述发动机以第二转速运转。

其中，可以利用测功机倒拖所述发动机以所述第二转速运转。

另外，所述第二转速低于所述预定转速以避免损坏所述发动机和/或故障制动摇臂，而且所述第二转速足够大以便能够根据所述第二转速下所测量的所述发动机的扭矩来识别所述故障制动摇臂。

S6、启动所述发动机辅助制动系统且启动全部制动摇臂，并测量全部制动摇臂都启动的情况下所述发动机的扭矩；

S7、依次关闭单组制动摇臂，并测量该组制动摇臂关闭时所述发动机的扭矩；

S8、如果某一组所述制动摇臂关闭时所测量的所述发动机的扭矩与全部制动摇臂都启动时所测量的所述发动机的扭矩差异不大，则该组制动摇臂发生故障。

如图3所示，本发明还提供一种发动机辅助制动系统的故障检测装置，该装置包括：发动机控制模块301，用于使发动机304以预定转速运转，接收发动机制动启动命令并之后启动发动机辅助制动系统；扭矩测量模块302，用于测量发动机辅助制动情况下所述发动机304的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机304再次以所述预定转速运转时所述发动机304的扭矩；判断模块303，用于在所述扭矩测量模块302所测量的所述发动机304的扭矩的绝对值小于所述发动机304以所述预定转速运转时的标定扭矩的情况下，确定所述发动机辅助制动系统发生故障。

发动机控制模块301使发动机304以预定转速运转的步骤可以是：使发动机在油门为100％的情况下以所述预定转速运转。这样在启动发动机辅助制动系统之前，发动机在最大负荷下运转，有利于最大程度地检测到发动机辅助制动系统的故障；也有利于在故障检测时将热负荷与正扭矩对发动机辅助制动系统的零部件的冲击等因素考虑在内，以便最大程度地暴露可能的制动故障。当然，发动机控制模块301可以使发动机在油门不是100％的情况下运转，甚至可以使发动机在油门为0％的情况下利用测功机倒拖发动机以所述预定转速运转，只是在这些情况下，发动机辅助制动系统故障检测的能力会稍弱一些，也即可能需要多进行几次故障测试才能检测到制动故障。

另外，由于在出厂发动机辅助制动功能的可靠性测试过程中，通常不会通过使车辆真正行驶在路上并启动发动机辅助制动系统来进行检测，所以发动机控制模块301启动发动机辅助制动系统的步骤可以是：首先使发动机的油门为0％，并然后利用测功机倒拖发动机以所述预定转速运转并启动发动机辅助制动系统，这样可以更方便简单地进行发动机辅助制动系统的故障检测。

进一步地，在判断模块303确定发动机辅助制动系统发生故障之后：发动机控制模块301可以进一步使所述发动机的油门完全关闭并使发动机以第二转速运转(其中，发动机控制模块301可以利用测功机倒拖发动机以所述第二转速运转)、启动发动机辅助制动系统且启动全部制动摇臂并然后依次关闭单组制动摇臂；扭矩测量模块302还可以进一步用于测量全部制动摇臂都启动时发动机的扭矩以及单组制动摇臂被关闭时发动机的扭矩；判断模块303进一步还可以用于在某一组制动摇臂关闭时扭矩测量模块302所测量的发动机的扭矩与全部制动摇臂都启动时扭矩测量模块302所测量的发动机的扭矩差异不大时确定该组制动摇臂发生故障。这样可以准确定位故障件。优选地，第二转速低于所述预定转速以避免损坏所述发动机和/或故障制动摇臂，而且所述第二转速足够大以便能够根据所述第二转速下扭矩测量模块302所测量的发动机的扭矩来识别故障制动摇臂。

实施例

在该实施例中，发动机辅助制动系统制动故障测试所使用的发动机为直列6缸，辅助制动方式是压缩制动，而且压缩制动摇臂共3组，每两缸共用一个摇臂底座，其中1、2缸摇臂为第一组，3、4缸摇臂为第二组，5、6缸摇臂为第三组。发动机最大转速为1900转/分钟、油门为100％时的发动机标定扭矩为1310Nm。

首先进行发动机辅助制动系统压缩制动性能的可靠性测试。首先，发动机控制模块301使发动机以1900转/分钟的转速运转并使发动机的油门为100％；然后发动机控制模块301可以接收例如测试台架的制动控制命令并之后启动发动机辅助制动系统的压缩制动以模拟整车在最高车速下的制动，此时发动机的油门为0％，也即各缸喷油器都不喷油，发动机是通过测功机的倒拖进行运转的。测量发动机压缩制动情况下发动机消耗的功率为-245.7kW(请见图4)，换算成扭矩为-1235Nm，而该发动机在该点全油门的实际功率为279kW，所以制动效率为：245.7/279*100＝88％。

发动机辅助制动系统压缩制动功能的测试按照如上流程共循环8次(请见图5)，每个循环40秒，总计耗时320秒，以最大程度地暴露可能的制动摇臂故障，并确保出厂发动机压缩制动功能的可靠性。在图5中，椭圆标注的部分中，所测得的发动机扭矩为-885.027，其绝对值小于标定扭矩1310Nm，因此可以确定发动机辅助制动系统中的制动摇臂发生了故障。

也可以通过另一个方法来确定发动机辅助制动系统发生了故障(请见图6)，即：先使发动机在100％油门的情况下以1900转/分钟运转；然后使发动机油门为0％，启动发动机辅助制动系统，并由测功机倒拖发动机以1900转/分钟运转；然后再次使发动机在100％油门的情况下以1900转/分钟运转，并测量此时发动机的扭矩。从图6中可以看出，从第二个测试循环开始，发动机100％油门情况下的正扭矩为992.2Nm，小于发动机以1900转/分钟运转时的标定扭矩1310Nm，因此可以确定发动机辅助制动系统的制动摇臂发生了故障。

在确定发动机辅助制动系统发生了故障之后，可以进一步进行制动摇臂断缸测试，以找出是哪一组制动摇臂发生了故障，避免更换全部摇臂组件。

在制动摇臂断缸试验中，首先发动机的油门完全关闭，并利用测功机的倒拖使发动机以1500转/分钟的转速运转，此时发动机的全部制动摇臂都是启动的。由于断缸试验时发动机的震动大，所以发动机转速不宜太高以避免损坏发动机或故障件，但发动机转速太低又会使发动机的制动力矩小，不好区分故障件(相当于降低了分辨率)，所以选择了1500转/分钟的转速。应该理解的是，1500转/分钟的转速只是示例，也可以选择其他转速进行断缸试验。然后测量全部制动摇臂都启动时发动机的制动扭矩。之后依次关闭单组制动摇臂并测量此时发动机的制动扭矩。如果关闭某一组制动摇臂之后，发动机的制动扭矩基本不变化，则可以确定该组制动摇臂发生故障。整个制动摇臂断缸试验耗时130秒，自动高效，参见图7。

图7 制动摇臂断缸试验的结果如下：

序号	变量	制动力矩	说明
				1	T_Missfire_0	-509.17Nm	启动全部制动摇臂
2	T_Missfire_1	-343.74Nm	关闭第一组制动摇臂
				3	T_Missfire_2	-502.95Nm	关闭第二组制动摇臂
4	T_Missfire_3	-347.59Nm	关闭第三组制动摇臂

关闭第二组制动摇臂，发动机的制动扭矩基本不变化，由此判断第二组制动摇臂发生故障。结果：更换第二组制动摇臂后再测试，发动机各项参数正常。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种发动机辅助制动系统的故障检测方法，该方法包括：

使发动机以预定转速运转；

启动发动机辅助制动系统；

测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩；

如果所测量的所述发动机的扭矩的绝对值小于所述发动机以所述预定转速运转时的标定扭矩，则所述发动机辅助制动系统发生故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使发动机以预定转速运转包括：

使所述发动机在油门为100％的情况下以所述预定转速运转；或者

利用测功机倒拖所述发动机以所述预定转速运转。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述启动发动机辅助制动系统包括：

使所述发动机的油门为0％；

利用测功机倒拖所述发动机以所述预定转速运转并启动所述发动机辅助制动系统。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的方法，在确定所述发动机辅助制动系统发生故障之后，该方法还包括：

使所述发动机的油门完全关闭并使所述发动机以第二转速运转；

启动所述发动机辅助制动系统且启动全部制动摇臂，并测量全部制动摇臂都启动的情况下所述发动机的扭矩；

依次关闭单组制动摇臂，并测量该组制动摇臂关闭时所述发动机的扭矩；

如果某一组所述制动摇臂关闭时所测量的所述发动机的扭矩与全部制动摇臂都启动时所测量的所述发动机的扭矩差异不大，则该组制动摇臂发生故障，

其中，所述第二转速低于所述预定转速以避免损坏所述发动机和/或故障的所述制动摇臂，而且所述第二转速足够大以便能够根据所述第二转速下所测量的所述发动机的扭矩来识别故障的所述制动摇臂。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述使发动机以第二转速运转包括：

利用测功机倒拖所述发动机以所述第二转速运转。

6.一种发动机辅助制动系统的故障检测装置，该装置包括：

发动机控制模块，用于使发动机以预定转速运转，接收发动机制动启动命令并之后启动发动机辅助制动系统；

扭矩测量模块，用于测量发动机辅助制动情况下所述发动机的扭矩和/或所述发动机辅助制动系统结束辅助制动且所述发动机再次以所述预定转速运转时所述发动机的扭矩；

判断模块，用于在所述扭矩测量模块所测量的所述发动机的扭矩的绝对值小于所述发动机以所述预定转速运转时的标定扭矩的情况下，确定所述发动机辅助制动系统发生故障。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述发动机控制模块使所述发动机以预定转速运转包括：

所述发动机控制模块使所述发动机在油门为100％的情况下以所述预定转速运转；或者

所述发动机控制模块利用测功机倒拖所述发动机以所述预定转速运转。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述发动机控制模块启动发动机辅助制动系统包括：

所述发动机控制模块使所述发动机的油门为0％，利用测功机倒拖所述发动机以预定转速运转并启动所述发动机辅助制动系统。

9.根据权利要求6至8中任一项权利要求所述的装置，其中，在所述判断模块确定所述发动机辅助制动系统发生故障之后：

所述发动机控制模块进一步使所述发动机的油门完全关闭并使所述发动机以第二转速运转、启动所述发动机辅助制动系统且启动全部制动摇臂并然后依次关闭单组制动摇臂；

所述扭矩测量模块还用于测量全部制动摇臂都启动时所述发动机的扭矩以及单组制动摇臂被关闭时所述发动机的扭矩；

所述判断模块还用于在某一组所述制动摇臂关闭时所述扭矩测量模块所测量的发动机的扭矩与全部制动摇臂都启动时所述扭矩测量模块所测量的发动机的扭矩差异不大时确定该组制动摇臂发生故障；

其中，所述第二转速低于所述预定转速以避免损坏所述发动机和/或故障的所述制动摇臂，而且所述第二转速足够大以便能够根据所述第二转速下所述扭矩测量模块所测量的所述发动机的扭矩来识别故障的所述制动摇臂。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述发动机控制模块使所述发动机以第二转速运转包括：

所述发动机控制模块利用测功机倒拖所述发动机以所述第二转速运转。