CN111963287A - 一种车辆发动机和后处理的obd交互系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统、方法及装置，包括：故障处理单元、报警单元和信息记录单元；所述故障处理单元包括故障诊断模块、故障去抖动模块、故障分类存储模块和故障清除模块；所述报警单元包括MIL计数器模块、B1计数器模块、报警及性能限制模块和MIL灯控制模块；所述信息记录单元包括冻结帧模块、就绪状态模块和在用诊断频率模块。本发明中发动机和后处理系统采用独立的OBD诊断单元，且对故障进行分类通过报警灯显示故障，并进行故障后的扭矩限制和车速限制，满足国六法规对OBD的要求。

Description

一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统、方法及装置

技术领域

本发明属于汽车OBD诊断系统技术领域，具体涉及一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统、方法及装置。

背景技术

随着社会对于重型柴油车污染物排放限值及测量方法的要求的不断提高，对OBD(on-board disgnostic system，“车载诊断系统”)提出了很多新的要求，随着GB17691-2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的颁布，OBD系统的监控功能更完善，更全面，也更严格，对诊断项目、诊断要求、诊断条件、亮灯和故障码存储及清除等也做了更明确细致的规定。

GB17691中对OBD故障分类如下：

A类故障：若故障导致的排放超过相应的OBD限值，则该故障划分为A类故障；

B1类故障：若故障导致的排放可能超过OBD限值，但它对排放的影响存在不确定性，因此实际的排放可能高于或低于OBD限值的故障；

B2类故障：可能影响排放但又不会超过OBD限值的故障；

C类故障：可能影响排放但不会超过标准限值的故障。

后处理系统指的是催化器、颗粒捕集器，除氮氧系统、组合式降氮氧系统的颗粒捕集器和其它各种安装在发动机下游的削减污染物的装置，在现有的应用中后处理控制器集成在发动机控制器中，即通过一个控制器实现对发动机和后处理的控制。但是更灵活的方法是发动机和后处理采用独立的控制器，这样同一个发动机可以根据需要匹配不同厂家的后处理系统，于是发动机控制器和后处理控制器需要协调统一来实现OBD相关要求，目前还没有上述技术方案出现。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种实现发动机和后处理的独立控制的OBD交互系统、装置和方法，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统，包括：故障处理单元、报警单元和信息记录单元；所述故障处理单元包括故障诊断模块、故障去抖动模块、故障分类存储模块和故障清除模块；所述报警单元包括MIL计数器模块、B1计数器模块、报警及性能限制模块和MIL灯控制模块；所述信息记录单元包括冻结帧模块、就绪状态模块和在用诊断频率模块。

所述故障诊断模块对发动机故障或者后处理故障单独进行诊断；

所述故障去抖动处理模块用于对诊断后的故障单独进行去抖动处理；

所述故障分类存储模块用于按照故障的内容和程度对故障进行分类并存储；

所述故障清除模块用于系统进行故障修复后的存储清除工作；

所述MIL计数器模块用于记录MIL激活后的发动机运转小时数；

所述B1计数器模块用于记录B1类故障激活后的发动机运转小时数；

所述报警及性能限制模块用于根据不同类别的故障设置相应的报警灯闪亮方式、扭矩限制和车速限制模式；

所述MIL灯控制模块用于根据故障情况控制MIL灯闪亮模式；

所述冻结帧模块用于记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据；

所述就绪状态模块用于记录一个诊断功能或一组诊断功能已经运行并得出存在故障或不存在故障的状态；

所述在用诊断频率模块用于计算一个或一组诊断功能能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

第二方面，本发明提供一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，包括：

故障诊断模块对发动机或者后处理故障进行诊断，并将诊断结果发送到故障去抖动处理模块，进行去抖动处理后判断是否有发动机或者后处理故障发生；

确实有故障发生，则发送到故障分类存储模块，根据故障分类获取故障处理方法；

按照所述处理方法进行计时、亮灯、扭矩限制和车速限制。

进一步的，所述方法还包括：

在所述故障分类存储模块中进行故障分类,并设置每一类故障的处理方法，所述处理方法包括：计时、亮灯、扭矩限制和车速限制模式。

进一步的，所述方法还包括：

后处理控制器中诊断尿素浓度低故障发生时，则将故障信息发送给发动机控制器；

发动机控制器接收尿素液位信息，根据尿素液位进行时车速限制和扭矩限制。CAN仪表接收尿素液位信息，用于尿素液位显示，及在尿素存量偏低时显示尿素液位低的警告。

进一步的，所述方法还包括：

所述冻结帧模块记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据；

进一步的，所述方法还包括：

所述就绪状态模块记录一个诊断功能或一组诊断功能已经运行并得出存在故障或不存在故障的状态。

进一步的，所述方法还包括：

所述在用诊断频率模块计算一个或一组故障诊断单元能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

第三方面，本发明提供一种车辆发动机和后处理交互装置，包括：连接在同一条CAN线上的发动机控制器、后处理控制器、尿素液位温度传感器和CAN仪表；

所述发动机控制器用于诊断发动机的故障及接收并协调后处理故障，实现扭矩限制和向MIL灯和报警灯发送亮灯请求；

所述后处理控制器用于诊断尿素浓度低等后处理故障并进行故障分类，并且通过CAN线发送给发动机控制器；

所述尿素液位温度传感器用于测量尿素箱的液位和温度；

所述CAN仪表包括尿素液位指示器、MIL灯指示器和报警灯指示器。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的一种实现发动机和后处理的独立控制的OBD交互系统、装置和方法，发动机和后处理系统采用独立的OBD诊断单元，且对故障进行分类通过报警灯显示故障，并进行故障后的扭矩限制和车速限制，满足国六法规对OBD的要求。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的系统的结构示意图。

图2是本发明一个实施例的后处理故障分类图。

图3是本发明一个实施例的根据故障时间进行限扭的关系图。

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中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释。

MIL：Malfunction Indicator Lamp，故障指示灯。

第一方面，本申请实施例提供一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统，包括：故障处理单元、报警单元和信息记录单元；所述故障处理单元包括故障诊断模块、故障去抖动模块、故障分类存储模块和故障清除模块；所述报警单元包括MIL计数器模块、B1计数器模块、报警及性能限制模块和MIL灯控制模块；所述信息记录单元包括冻结帧模块、就绪状态模块和在用诊断频率模块。

所述故障诊断模块对发动机故障或者后处理故障单独进行诊断；

所述故障去抖动处理模块用于对诊断后的故障单独进行去抖动处理；

所述故障分类存储模块用于按照故障的内容和程度对故障进行分类并存储；

所述故障清除模块用于系统进行故障修复后的存储清除工作；

所述MIL计数器模块用于记录MIL激活后的发动机运转小时数；

所述B1计数器模块用于记录B1类故障激活后的发动机运转小时数；

所述报警及性能限制模块用于根据不同类别的故障设置相应的报警灯闪亮方式、扭矩限制和车速限制模式；

所述MIL灯控制模块用于根据故障情况控制MIL灯闪亮模式；

所述冻结帧模块用于记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据；

所述就绪状态模块用于记录一个诊断功能或一组诊断功能已经运行并得出存在故障或不存在故障的状态；

所述在用诊断频率模块用于计算一个或一组诊断功能能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

第二方面，本申请实施例提供一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，包括：

故障诊断模块对发动机或者后处理故障进行诊断，并将诊断结果发送到故障去抖动处理模块，进行去抖动处理后判断是否有发动机或者后处理故障发生；

确实有故障发生，则发送到故障分类存储模块，根据故障分类获取故障处理方法；

按照所述处理方法进行计时、亮灯、扭矩限制和车速限制。

可选的，作为本申请的一个实施例，所述方法还包括：

在所述故障分类存储模块中进行故障分类,并设置每一类故障的处理方法，所述处理方法包括：计时、亮灯、扭矩限制和车速限制模式。

可选的，作为本申请的一个实施例，所述方法还包括：

后处理控制器中诊断尿素浓度低故障发生时，则将故障信息发送给发动机控制器；

发动机控制器接收尿素液位信息，根据尿素液位进行时车速限制和扭矩限制。CAN仪表接收尿素液位信息，用于尿素液位显示，及在尿素存量偏低时显示尿素液位低的警告。

可选的，作为本申请的一个实施例，所述方法还包括：

所述冻结帧模块记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据；

可选的，作为本申请的一个实施例，所述方法还包括：

所述就绪状态模块记录一个诊断功能或一组诊断功能已经运行并得出存在故障或不存在故障的状态。

可选的，作为本申请的一个实施例，所述方法还包括：

所述在用诊断频率模块计算一个或一组故障诊断单元能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆发动机和后处理交互装置，包括：连接在同一条CAN线上的发动机控制器、后处理控制器、尿素液位温度传感器和CAN仪表；

所述发动机控制器用于诊断发动机的故障及接收并协调后处理故障，实现扭矩限制和向MIL灯和报警灯发送亮灯请求；

所述后处理控制器用于诊断尿素浓度低等后处理故障并进行故障分类，并且通过CAN线发送给发动机控制器；

所述尿素液位温度传感器用于测量尿素箱的液位和温度；

所述CAN仪表包括尿素液位指示器、MIL灯指示器和报警灯指示器。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本实施例一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统、方法及装置，包括：发动机控制器、后处理控制器、尿素液位温度传感器和CAN仪表；所述发动机控制器、后处理控制器、尿素液位温度传感器和CAN仪表都连接在同一条CAN线上，可以方便的实现相互之间的信息交互。CAN仪表包括尿素液位指示器、MIL灯指示器和报警灯指示器。

其中后处理控制器中OBD部分主要包括：故障诊断模块、故障去抖动模块、故障分类存储及清除模块、B1计数器模块、冻结帧模块、就绪状态模块和在用诊断频率模块和CAN收发模块；后处理的故障处理中故障诊断模块对各后处理故障进行诊断，诊断结果发送到故障去抖动处理模块，进行故障的去抖动处理。经过故障的去抖动处理，如果确实有故障发生，则发送到故障存储模块。

发动机控制器中的OBD部分主要包括：故障诊断模块、故障去抖动模块、故障分类存储及清除模块、MIL计数器模块、B1计数器模块、报警及性能限制模块和MIL灯控制模块、冻结帧模块、就绪状态模块和在用诊断频率模块以及辅助功能模块和CAN收发模块。在发动机控制器中，发动机故障诊断模块对各发动机故障进行诊断，诊断结果发送到故障去抖动处理模块，进行故障的去抖动处理。经过故障的去抖动处理，如果确实有故障发生，则发送到故障存储及清除模块，进行故障的存储及故障修复后的清除。

在故障存储及清除模块中，将后处理相关故障类别及处理方法分为如图2所示的八类：

SPN1：无故障；

SPN2：A类和超过200小时的B1类故障；

SPN3：B类故障且B1类故障计数器小于200小时；

SPN4：C类故障；

SPN5：定量给料中断；

SPN6：反应剂消耗量低；

SPN7：反应剂质量不正确；

SPN8：诊断系统/后处理A类故障。

其中，所述代码为故障类别的唯一标识码；

此外，本实施例中，尿素浓度低故障标定为SPN2和SPN7，则在后处理的故障诊断模块中诊断尿素浓度低故障发生时，通过CAN收发模块的DM1 CAN消息将SPN2和SPN7发送给发动机控制器，通过SPN2是控制亮灯且通过SPN7控制限扭，从而实现报警。发动机控制器的CAN收发模块接收到后处理控制器发送的SPN2和SPN7，将SPN2发送到MIL计数器模块和MIL灯控制模块，将SPN7发送到报警及性能限制模块，同时协调发动机本身故障进行亮灯和扭矩限制。

在MIL计数器模块，按照法规要求对A类和超过200小时的B1类故障进行计数。MIL计数器只有一个，如果后处理系统或发动机发生A类和超过200小时的B1类故障，则MIL计数器都要进行计数。

在MIL灯控制模块，取后处理系统和发动机的最高等级故障控制MIL灯亮灯。例如SPN2代表A类和超过200小时的B1类故障，要求MIL灯在发动机启动前和启动后都连续亮灯，如果发动机控制器中同时有C类故障，则按照最高等级A类故障亮灯。如果后处理控制器发送SPN3，而发动机控制器中有A类故障，则按照最高等级A类故障亮灯。

其中，B1类故障由后处理控制器和发动机控制器分别记录B1类故障激活后的发动机运转小时数。

发动机控制器通过CAN收发模块将最终MIL灯亮灯要求通过CAN线发送给CAN仪表，控制MIL灯指示器工作。

如图3所示，报警及性能限制模块接收到SPN7，协调发动机相关的引起驾驶员报警的故障(EGR阀卡滞类故障)，通过CAN收发模块向CAN仪表发送CAN消息控制报警指示灯工作，同时性能限制模块开始计时。反应剂质量不正确、反应剂消耗量低、定量给料中断、EGR阀卡滞和诊断系统/排放后处理A类故障五类故障任何一个确认发生故障，则立即激活报警灯指示灯。

反应剂质量不正确、反应剂消耗量低、定量给料中断、EGR阀卡滞和诊断系统/排放后处理A类故障五类故障分别计时，即共五个计数器分别计数，哪一个先达到预定小时数则进行相应的扭矩限制和车速限制。

以尿素浓度低故障为例，当计时达到10小时时，发动机通过控制喷油实现扭矩限制，如果故障继续发生未修复，当计时达到20小时时，发动机通过控制喷油限制车速。

如果后处理系统有多个引起MIL灯亮灯的故障发生，取最高等级故障发送。即如果同时有A类和超过200小时的B1类故障，B类故障且B1类故障计数器小于200小时和C类故障，后处理控制器发送SPN2。如果同时有B类故障且B1类故障计数器小于200小时和C类故障，后处理控制器发送SPN3。

如果后处理系统同时有多个引起报警灯报警和驾驶性能限制的故障发生，如同时发生定量给料中断、反应剂消耗量低和反应剂质量不正确的故障，则将相应SPN(如SPN5、SPN6和SPN7)都发送给发动机控制器。

尿素液位温度传感器把液位和温度信息发送到CAN线上，后处理控制器需要接收该CAN消息，进行相关后处理故障，如尿素消耗量低的故障诊断。发动机控制器接收尿素液位信息，用于尿素液位为0％时限制车速，尿素液位低于5％时限制扭矩。CAN仪表接收尿素液位信息，用于尿素液位显示，及在尿素存量偏低时显示尿素液位低的警告。

后处理故障的就绪状态由后处理控制器中就绪状态模块进行计算，将就绪/未就绪结果通过CAN收发模块由DM5 CAN消息发送给发动机控制器。发动机故障的就绪状态由发动机控制器中就绪状态模块进行计算，同时协调后处理控制器发送的后处理故障的就绪状态，将最终的就绪/未就绪状态发送到MIL灯控制模块，MIL灯控制模块综合其他MIL灯需要显示的信息，通过CAN收发模块发送给CAN仪表，进行故障灯状态的显示。

所述冻结帧模块记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据；

所述在用诊断频率模块计算一个或一组故障诊断单元能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种车辆发动机和后处理的OBD交互系统，其特征在于，包括：故障处理单元、报警单元和信息记录单元；所述故障处理单元包括故障诊断模块、故障去抖动模块、故障分类存储模块和故障清除模块；所述报警单元包括MIL计数器模块、B1计数器模块、报警及性能限制模块和MIL灯控制模块；所述信息记录单元包括冻结帧模块、就绪状态模块和在用诊断频率模块。

所述故障诊断模块对发动机故障或者后处理故障单独进行诊断；

所述故障去抖动处理模块用于对诊断后的故障单独进行去抖动处理；

所述故障分类存储模块用于按照故障的内容和程度对故障进行分类并存储；

所述故障清除模块用于系统进行故障修复后的存储清除工作；

所述MIL计数器模块用于记录MIL激活后的发动机运转小时数；

所述B1计数器模块用于记录B1类故障激活后的发动机运转小时数；

所述报警及性能限制模块用于根据不同类别的故障设置相应的报警灯闪亮方式、扭矩限制和车速限制模式；

所述MIL灯控制模块用于根据故障情况控制MIL灯闪亮模式；

所述冻结帧模块用于记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据；

所述就绪状态模块用于记录一个诊断功能或一组诊断功能已经运行并得出存在故障或不存在故障的状态；

所述在用诊断频率模块用于计算一个或一组诊断功能能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

2.一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，其特征在于，包括：

故障诊断模块对发动机或者后处理故障进行诊断，并将诊断结果发送到故障去抖动处理模块，进行去抖动处理后判断是否有发动机或者后处理故障发生；

确实有故障发生，则发送到故障分类存储模块，根据故障分类获取故障处理方法；

按照所述处理方法进行计时、亮灯、扭矩限制和车速限制。

3.根据权利要求2所述的一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述故障分类存储模块中进行故障分类,并设置每一类故障的处理方法，所述处理方法包括：计时、亮灯、扭矩限制和车速限制模式。

4.根据权利要求2所述的一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，其特征在于，所述方法还包括：

后处理控制器中诊断尿素浓度低故障发生时，则将故障信息发送给发动机控制器；

发动机控制器接收尿素液位信息，根据尿素液位进行时车速限制和扭矩限制。CAN仪表接收尿素液位信息，用于尿素液位显示，及在尿素存量偏低时显示尿素液位低的警告。

5.根据权利要求2所述的一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述冻结帧模块记录故障代码存储时车辆操作条件的相关数据。

6.根据权利要求2所述的一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述就绪状态模块记录一个诊断功能或一组诊断功能已经运行并得出存在故障或不存在故障的状态。

7.根据权利要求2所述的一种车辆发动机和后处理的OBD交互方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述在用诊断频率模块计算一个或一组故障诊断单元能够完成故障诊断的条件的出现次数与驾驶循环诊断次数的比值。

8.一种车辆发动机和后处理交互装置，其特征在于，包括：连接在同一条CAN线上的发动机控制器、后处理控制器、尿素液位温度传感器和CAN仪表；

所述发动机控制器用于诊断发动机的故障及接收并协调后处理故障，实现扭矩限制和向MIL灯和报警灯发送亮灯请求；

所述后处理控制器用于诊断尿素浓度低等后处理故障并进行故障分类，并且通过CAN线发送给发动机控制器；

所述尿素液位温度传感器用于测量尿素箱的液位和温度；

所述CAN仪表包括尿素液位指示器、MIL灯指示器和报警灯指示器。

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