CN111366370A - 一种发动机故障注入方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机控制器开发技术领域，具体涉及一种发动机故障注入方法和系统。该方法包括：S1：载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数；S2：根据点火次数判断是否完成循环总数N，其中，记录一次输入点火信号循环总数N减1，若是，结束故障注入，若否，执行步骤S3；S3：根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理。能够解决现有的方法中失火故障次数较多，会导致过多汽油在发动机缸内无法燃烧，从而导致发动机淹缸的问题。
Description
技术领域
本发明涉及发动机控制器开发技术领域，具体涉及一种发动机故障注入方法和系统。
背景技术
故障注入是指针对特定的故障模型，有意识的在目标系统中催出故障，加速其错误和失效的发生，通过分析系统对所注故障的回应信息，可以验证其容错和故障安全等信息。
汽油发动机控制器开发中失火的检测对OBD开发尤为重要，在失火诊断的策略开发中需要实车进行验证，在实际使用中，失火故障很难产生，所以需要某一装置产生可控的失火故障，配合开发进行控制策略开发。
根据点火线圈的选型不同，故障注入的方法和装置不同。依据点火线圈的驱动IGBT集成位置不同点火线圈分为两类，一类为智能点火线圈即IGBT集成在点火线圈，控制器只需要驱动IGBT，另一类为非智能点火线圈，IGBT集成在发动机控制器中，点火线圈只有初级线圈和次级线圈。其中第一类智能点火线圈，发动机控制器控制信号不需要流过大电流，而第二类非智能点火线圈的发动机控制器之间有较大电流。当前为了改善发动机控制器的EMC，通常采用智能点火线圈。
但是现有技术中如果失火故障次数较多，会导致过多汽油在发动机缸内无法燃烧导致发动机淹缸。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种发动机故障注入方法和系统，能够解决现有的方法中失火故障次数较多，会导致过多汽油在发动机缸内无法燃烧，从而导致发动机淹缸的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种发动机故障注入方法，包括以下步骤：
S1：载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数；
S2：根据点火次数判断是否完成循环总数N，其中，记录一次输入点火信号循环总数N减1，若是，结束故障注入，若否，执行步骤S3；
S3：根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理。
在上述方案的基础上，所述失火故障模式包括均匀分布和连续分布两种分布模式。
在上述方案的基础上，当失火故障模式选择均匀分布模式时，
若n1＜Jn≤(n1+n2)，不屏蔽点火信号，若Jn＞n1，屏蔽点火信号；当Jn＞(n1+n2)时，将Jn归0，重新开始计数；
其中，Jn初始值为0，当监测记录到一次输入点火信号后Jn加1，n1为失火的最小间隔数，n1＝N1/a，n2为点火的最小间隔数，n2＝N2/a，N1为循环总数N内的失火数，N1＝(N*S)，N2为循环总数N内点火数，N2＝(N*(100％-S))，a为N1与N2的最大公约数。
在上述方案的基础上，当失火故障模式选择连续分布模式时，
若点火次数小于等于N1，则屏蔽点火信号，若N大于N1，则不屏蔽点火信号，
其中：N1为循环总数N内的失火数，N1＝(N*S)。
在上述方案的基础上，在步骤S1中，启动故障注入系统后，连续监测到设定次数的输入点火信号后，开始记录输入点火信号的点火次数。
在上述方案的基础上，在步骤S1中，在监测输入点火信号前，将输入点火信号转化为主处理器可识别的TTL逻辑电平信号。
在上述方案的基础上，在S1步骤中，可对不同的发动机缸载入不同的循环总数N、失火率S和失火故障模式，同时对不同的发动机缸进行不同的点火信号处理方式。
本发明还提供一种发动机故障注入系统，包括：
主处理器，其用于载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数，所述主处理器还用于根据点火次数判断是否完成循环总数N，所述主处理器还用于根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理；
喷油信号调整模块，其用于根据主处理器判断的结果确定是否屏蔽喷油信号；
点火信号调整模块，其用于根据主处理器判断的结果确定是否屏蔽点火信号。
在上述方案的基础上，还包括：点火信号处理模块，其用于将输入的点火信号转化为主处理器可识别的TTL逻辑电平信号。
在上述方案的基础上，还包括：电源模块，其用于负责为主处理器、喷油信号调整模块、点火信号调整模块和点火信号处理模块提供电源。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在使用该方法和系统时，首先通过主处理器，载入的载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数，然后根据点火次数判断是否完成循环总数N，最后根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，喷油信号调整模块和点火信号调整模块会屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，喷油信号调整模块和点火信号调整模块会对喷油信号和点火信号不作处理。这样的设计可使故障注入系统在屏蔽点火信号的时候，同时屏蔽喷油信号。避免了失火故障次数较多，会导致过多汽油在发动机缸内无法燃烧导致发动机淹缸的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中发动机故障注入方法的流程图；
图2为本发明实施例中均匀分布的波形示意图；
图3为本发明实施例中连续分布的波形示意图；
图4为本发明实施例中触发启动的波形示意图；
图5为本发明实施例中发动机故障注入系统的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本发明实施例中发动机故障注入方法的流程图；参见图1，本发提供一种发动机故障注入方法，包括以下步骤：
S1：载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数；
S2：根据点火次数判断是否完成循环总数N，其中，记录一次输入点火信号循环总数N减1，若是，结束故障注入，若否，执行步骤S3；
S3：根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理。
在使用该方法时，首先通过载入的载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数，然后根据点火次数判断是否完成循环总数N，最后根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理。这样的设计可使故障注入系统在屏蔽点火信号的时候，同时屏蔽喷油信号。避免了失火故障次数较多，会导致过多汽油在发动机缸内无法燃烧导致发动机淹缸的问题。
在本实施例中，由上位机软件设置参数通过总线载入到失火故障注入系统中。该部分由通信模块完成，同时失火故障注入系统已执行的信息上传给上位机。
优选地，所述失火故障模式包括均匀分布和连续分布两种分布模式。
在本实施例中，根据不同需求可选择不同的故障分布模式。均匀分布：指失火故障均匀分布在总的循环中，如总循环150，失火率为20％，那么故障均匀分布，失火故障为30次，均匀分布在150循环，波形见图2。
连续分布：指失火故障连续注入，如总循环150，失火率为20％，那么连续失火30次，其他循环正常点火。波形见图3
优选地，当失火故障模式选择均匀分布模式时，
若n1＜Jn≤(n1+n2)，不屏蔽点火信号，若Jn＞n1，屏蔽点火信号；当Jn＞(n1+n2)时，将Jn归0，重新开始计数；
其中，Jn初始值为0，当监测记录到一次输入点火信号后Jn加1，n1为失火的最小间隔数，n1＝N1/a，n2为点火的最小间隔数，n2＝N2/a，N1为循环总数N内的失火数，N1＝(N*S)，N2为循环总数N内点火数，N2＝(N*(100％-S))，a为N1与N2的最大公约数。
在本实施例中，失火故障模式：默认为连续分布模式，依据控制参数Fm，Fm等于0及为连续分布模式，Fm不等于0即为均匀分布模式。
喷油断开标志：默认喷油断开为不断开，依据控制参数Ff，Ff等于0为喷油信号不断开，Ff不等于0为喷油信号断开。
控制逻辑中定义N1与N2：N1为总循环内的失火数，N2为总循环内点火数，如总循环150，失火率为20％时。
N1＝(N*S)(取整数)：如N1＝150*20％＝30
N2＝(N*(100％-S))(取整数)如N1＝5*(100％-40％)＝120均匀分布模式实现需要每个计算每个点火和失火的间隔数n1和n2，n1为失火的最小间隔数，n2为点火的最小间隔数。
定义全局变量a，a为N1与N2的最大公约数；30与120的最大公约数为30，即如a＝30；
n1＝N1/a(取整数)，如：n1＝30/30＝1(取整数)
n2＝N2/a(取整数)，如：n2＝120/30＝4(取整数)。
优选地，当失火故障模式选择连续分布模式时，
若点火次数小于等于N1，则屏蔽点火信号，若N大于N1，则不屏蔽点火信号，
其中：N1为循环总数N内的失火数，N1＝(N*S)。
优选地，在步骤S1中，启动故障注入系统后，连续监测到设定次数的输入点火信号后，开始记录输入点火信号的点火次数。
在本实施例中，参数解析完成后系统等待上位机的启动指令，当失火故障注入设备收到启动指令后，主处理器开始实时监测发动机控制器输出的点火信号，点火信号由点火处理模块将控制器输出的信号转化为主处理器可以识别的TTL逻辑电平信号。主处理器识别的两个有效点火信号后，触发启动故障注入。触发启动参见图4。
优选地，在步骤S4中，结束故障注入后，不介入喷油和点火信号，将执行循环结束的信息上传，使故障注入系统等待再次启动命令。
主处理器实时监测点火信号，每捕捉到一个点火信号，总循环数N减1，直至总循环数N等于0，结束当前故障注入，恢复正常喷油和点火。
在S1步骤中，可对不同的发动机缸载入不同的循环总数N、失火率S和失火故障模式，同时对不同的发动机缸进行不同的点火信号处理方式。
以8缸机为例，故障参数如下表，其中第一列为选择对应的缸是否注入失火故障，其选择是时可设置总循环数和失火率和故障模式的参数，选择否时，则不能设置这些参数。第二列与第三列为总循环数和失火率，如示例总循环150，失火率为20％，即共注入30次失火。故障模式为失火故障的注入形式，第五列为选择在注入失火故障前是否断开喷油器，其选择是时，其喷油是否断开，与是否屏蔽点火信号一致，选择否时，就会一直不屏蔽喷油信号。
图5为本发明实施例中发动机故障注入系统的示意图，参见图5，本发明还提供一种发动机故障注入系统，包括：
主处理器，其用于载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数，所述主处理器还用于根据点火次数判断是否完成循环总数N，所述主处理器还用于根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理。
喷油信号调整模块，其用于根据主处理器判断的结果确定是否屏蔽喷油信号。
点火信号调整模块，其用于根据主处理器判断的结果确定是否屏蔽点火信号。
在使用该系统时，首先通过主处理器，载入的载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数，然后根据点火次数判断是否完成循环总数N，最后根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，喷油信号调整模块和点火信号调整模块会屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，喷油信号调整模块和点火信号调整模块会对喷油信号和点火信号不作处理。这样的设计可使故障注入系统在屏蔽点火信号的时候，同时屏蔽喷油信号。避免了失火故障次数较多，会导致过多汽油在发动机缸内无法燃烧导致发动机淹缸的问题。
优选地，还包括：点火信号处理模块，其用于将输入的点火信号转化为主处理器可识别的TTL逻辑电平信号。
优选地，还包括：还包括电源模块，其用于负责为主处理器、喷油信号调整模块、点火信号调整模块和点火信号处理模块提供电源。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发动机故障注入方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数；
S2：根据点火次数判断是否完成循环总数N，其中，记录一次输入点火信号循环总数N减1，若是，结束故障注入，若否，执行步骤S3；
S3：根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理。
2.如权利要求1所述的一种发动机故障注入方法，其特征在于，所述失火故障模式包括均匀分布和连续分布两种分布模式。
3.如权利要求2所述的一种发动机故障注入方法，其特征在于，当失火故障模式选择均匀分布模式时，
若n1＜Jn≤(n1+n2)，不屏蔽点火信号，若Jn＞n1，屏蔽点火信号；当Jn＞(n1+n2)时，将Jn归0，重新开始计数；
其中，Jn初始值为0，当监测记录到一次输入点火信号后Jn加1，n1为失火的最小间隔数，n1＝N1/a，n2为点火的最小间隔数，n2＝N2/a，N1为循环总数N内的失火数，N1＝(N*S)，N2为循环总数N内点火数，N2＝(N*(100％-S))，a为N1与N2的最大公约数。
4.如权利要求2所述的一种发动机故障注入方法，其特征在于，当失火故障模式选择连续分布模式时，
若点火次数小于等于N1，则屏蔽点火信号，若N大于N1，则不屏蔽点火信号，
其中：N1为循环总数N内的失火数，N1＝(N*S)。
5.如权利要求1所述的一种发动机故障注入方法，其特征在于，在步骤S1中，启动故障注入系统后，连续监测到设定次数的输入点火信号后，开始记录输入点火信号的点火次数。
6.如权利要求1所述的一种发动机故障注入方法，其特征在于，在步骤S1中，在监测输入点火信号前，将输入点火信号转化为主处理器可识别的TTL逻辑电平信号。
7.如权利要求1所述的一种发动机故障注入方法，其特征在于，在S1步骤中，可对不同的发动机缸载入不同的循环总数N、失火率S和失火故障模式，同时对不同的发动机缸进行不同的点火信号处理方式。
8.一种应用如权利要求1所述的一种发动机故障注入方法的系统，其特征在于，包括：
主处理器，其用于载入循环总数N、失火率S和失火故障模式，根据启动指令启动故障注入系统，实时监测记录输入点火信号的点火次数，所述主处理器还用于根据点火次数判断是否完成循环总数N，所述主处理器还用于根据点火次数、循环总数N、失火率S和失火故障模式判断是否屏蔽点火信号，若是，则屏蔽喷油信号后屏蔽点火信号，若否，对喷油信号和点火信号不作处理；
喷油信号调整模块，其用于根据主处理器判断的结果确定是否屏蔽喷油信号；
点火信号调整模块，其用于根据主处理器判断的结果确定是否屏蔽点火信号。
9.如权利要求8所述的一种发动机故障注入系统，其特征在于，还包括：点火信号处理模块，其用于将输入的点火信号转化为主处理器可识别的TTL逻辑电平信号。
10.如权利要求9所述的一种发动机故障注入系统，其特征在于，还包括：电源模块，其用于负责为主处理器、喷油信号调整模块、点火信号调整模块和点火信号处理模块提供电源。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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