CN112012818B - 排气系统、动力系统及故障诊断方法 - Google Patents

排气系统、动力系统及故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种排气系统、动力系统及故障诊断方法，包括排气管道，排气管道上依次设置有检测管道、颗粒捕集单元及消声单元，颗粒捕集单元及消声单元分别用于对流经的废气进行颗粒捕集及消音，检测管道与排气管道连通，且检测管道上设置有检测单元以检测所述检测管道中流经的废气的压力。本发明根据检测单元所测量的压力值来判断排气系统是否发生故障及故障的类型，不仅能够诊断颗粒捕集单元载体移除故障，而且能够诊断检测管道断开故障及检测单元的故障，故障检测的实现更加简单和可靠。

Description

排气系统、动力系统及故障诊断方法
技术领域
本发明涉及内燃机制造领域，尤其涉及一种排气系统、动力系统及故障诊断方法。
背景技术
内燃机在工作过程中，会产生颗粒排放物，产生这些颗粒排放物一方面是由于混合气分布不均匀，造成混合气局部过浓或过稀；另一方面是由于燃烧室内温度过高，从而产生颗粒排放物。为防止颗粒排放物随尾气排放到大气中造成环境污染，现代内燃机，尤其是柴油机和直喷汽油机，大多会在排气系统中加装颗粒捕集器。
颗粒捕集器是一种壁流式的颗粒捕集装置，可以通过其壳体内部设置的载体实现对颗粒排放物的捕集。然而，由于外界物质对壳体产生破坏，或者颗粒捕集器再生过程中氧化温度过高，或者人为原因等，都可能导致颗粒捕集器发生载体移除的故障。国六排放法规要求汽车制造厂必须监测颗粒捕集器载体移除的故障，防止因颗粒捕集器载体移除造成颗粒排放物释放到大气中。
现有的颗粒捕集器载体移除故障主要通过安装压差传感器来监测，然而，当颗粒捕集器载体移除故障及压差传感器的下游连接管道脱落故障同时发生时，压差传感器无法检测出颗粒捕集器载体移除故障，也不能检测出压差传感器下游连接管道脱落故障。并且，按照国六排放标准OBD(车载诊断系统)部分综合部件监测的要求，用于诊断颗粒捕集器载体移除故障的压差传感器自身的故障模式也是要求被监测的，目前还缺少便捷高效的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种排气系统、动力系统及故障诊断方法，能够根据检测单元所测量的压力值来判断排气系统是否发生故障及故障的类型。
为了达到上述目的，本发明提供了一种排气系统，包括排气管道，所述排气管道上依次设置有检测管道、颗粒捕集单元及消声单元，所述颗粒捕集单元及所述消声单元分别用于对流经的废气进行颗粒捕集及消音，所述检测管道与所述排气管道连通，且所述检测管道上设置有检测单元以检测所述检测管道中流经的废气的压力。
可选的，所述检测单元包括相对压力传感器或绝对压力传感器。
可选的，所述颗粒捕集单元包括壳体及设置于所述壳体内的载体，所述载体包括多个平行排列的孔道，相邻的所述孔道的两端交替封口，以捕集所述废气中的颗粒物。
本发明还提供了一种动力系统，包括发动机、处理单元及如上所述的排气系统，所述排气系统的排气管道与所述发动机的排气歧管连接，且所述排气系统的检测管道较消声单元更靠近所述发动机，所述处理单元根据所述检测单元检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型。
本发明还提出了一种故障诊断方法，包括：
判断发动机状态是否满足故障诊断条件；
排气系统的检测单元检测流经的废气的压力，并将检测的压力值发送给处理单元；
所述处理单元根据所述检测单元检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型。
可选的，所述排气系统包括排气管道，所述排气管道上依次设置有检测管道、颗粒捕集单元及消声单元，所述检测管道与所述排气管道连通，且所述检测管道上设置有所述检测单元，所述排气系统的故障的类型包括颗粒捕集单元载体移除故障、检测管道断开故障或检测单元故障。
可选的，所述检测单元包括相对压力传感器或绝对压力传感器。
可选的，所述颗粒捕集单元载体移除故障的故障诊断条件为发动机的转速大于第一临界转速值且负荷大于第一临界负荷值，所述检测管道断开故障的故障诊断条件为发动机的转速大于第二临界转速值且负荷大于第二临界负荷值。
可选的，当所述发动机的状态满足所述颗粒捕集单元载体移除故障的故障诊断条件时，若所述检测单元检测的压力值与该工况下消声单元两端的压差之间的差值小于第一阈值时，则判定所述排气系统发生了颗粒捕集单元载体移除故障；反之，若所述检测单元检测的压力值与该工况下消声单元两端的压差之间的差值大于等于所述第一阈值时，则判定所述排气系统未发生颗粒捕集单元载体移除故障。
可选的，当所述发动机的状态满足所述检测管道断开故障的故障诊断条件时，若所述检测单元检测的压力值与大气压力值之间的差值小于第二阈值时，则判定所述排气系统发生了检测管道断开故障；反之，若所述检测单元检测的压力值与所述大气压力值之间的差值大于等于所述第二阈值时，则判定所述排气系统未发生检测管道断开故障。
可选的，当所述发动机的状态满足所述检测管道断开故障的故障诊断条件时，所述检测单元检测一第一设定时间内的多个压力值并模拟出第一压力信号，若所述第一压力信号的振幅的加权平均值与该工况下的设定振幅之间的差值小于第三阈值时，则判定所述排气系统发生了检测管道断开故障；反之，若所述第一压力信号的振幅的加权平均值与该工况下的设定振幅之间的差值大于等于所述第三阈值时，则判定所述排气系统未发生检测管道断开故障。
可选的，所述检测单元检测每个工况下所述第一设定时间内的多个压力值并模拟出每个工况下的设定压力信号，将每个工况下的所述设定压力信号的振幅的加权平均值作为对应工况下的所述设定振幅。
可选的，所述检测单元故障包括检测单元零位偏移故障、检测单元特性偏移故障或检测单元信号粘滞故障。
可选的，所述检测单元零位偏移故障的故障诊断条件为所述发动机停机；所述检测单元特性偏移故障的故障诊断条件为所述发动机排气流量发生变化；所述检测单元信号粘滞故障的故障诊断条件为所述发动机运行一第二设定时间。
可选的，当所述发动机的状态满足所述检测单元零位偏移故障的故障诊断条件时，若所述检测单元检测到的压力值与大气压力值之间的差值大于第四阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元零位偏移故障；反之，若所述检测单元检测到的压力值与所述大气压力值之间的差值小于等于所述第四阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元零位偏移故障。
可选的，当所述发动机的状态满足所述检测单元特性偏移故障的故障诊断条件时，所述检测单元检测一第三设定时间内的多个压力值并模拟出第二压力信号，若所述第二压力信号的压力变化率与该工况下的参考变化率之间的差值小于第五阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元特性偏移故障；反之，若所述第二压力信号的压力变化率与该工况下的参考变化率之间的差值大于等于所述第五阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元特性偏移故障。
可选的，所述第二压力信号的压力变化率为所述第二压力信号在相邻采样时间间隔内的两个压力值之间的差值与所述采样时间间隔的比值。
可选的，所述检测单元检测每个工况下所述第三设定时间内的多个压力值并模拟出每个工况下的参考压力信号，将每个工况下的所述参考压力信号的多个压力变化率中的最小值作为对应工况下的所述参考变化率。
可选的，当所述发动机的状态满足所述检测单元信号粘滞故障的故障诊断条件时，若所述第二设定时间内所述检测单元检测到的压力值的最大值和压力值的最小值之间的差值小于第六阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元信号粘滞故障；反之，若所述第二设定时间内所述检测单元检测到的压力值的最大值和压力值的最小值之间的差值大于等于所述第六阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元信号粘滞故障。
本发明通过在排气管道设置检测单元，使其能够根据检测单元所测量的压力值来判断所述排气系统是否发生故障及故障的类型，使故障诊断更加简单和可靠，且相较于现有技术来说减少了压力采样管道，不仅减少了系统功能的开发，还有利于避免售后失效的问题，并能够进一步降低系统成本。
附图说明
图1为一种排气系统的结构示意图；
图2为本发明提供的排气系统结构示意图；
图3为本发明提供的故障诊断方法流程图；
图4为本发明提供的颗粒捕集单元载体移除故障诊断流程图；
图5为本发明提供的检测管道断开故障诊断第一方案流程图；
图6为本发明提供的检测管道断开故障诊断第二方案流程图；
图7为本发明提供的检测单元零位偏移故障诊断流程图；
图8为本发明提供的检测单元特性偏移故障诊断流程图；
图9为本发明提供的检测单元信号粘滞故障诊断流程图。
图中：1a-入口排气管；2a-颗粒捕集器；3a-载体；4a-上游连接管道；5a-下游连接管道；6a-压差传感器；7a-消声器；8a-出口排气管；9a-消声器排气管；
1-排气管道；11入口排气管；12-出口排气管；13-消声单元排气管；2-检测管道；3-颗粒捕集单元；31-壳体；32-载体；4-消声单元；5-检测单元。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
有一种排气系统的结构示意图如图1所示，包括入口排气管1a、颗粒捕集器2a、出口排气管8a、消声器7a及消声器排气管9a，颗粒捕集器2a的两端连接入口排气管1a和出口排气管8a，压差传感器6a设置于上游连接管道4a和下游连接管道5a之间，并通过上游连接管道4a和下游连接管道5a分别与入口排气管1a和出口排气管8a连接。消声器7a的一端连接出口排气管8a，另一端连接消声器排气管9a。颗粒捕集器2a内设置有载体3a，载体3a的两端面与颗粒捕集器2a的两端面平行。载体3a垂直于所述颗粒捕集器2a轴向的横截面为网格状，平行于所述颗粒捕集器2a轴向的纵截面沿网格孔方向的开口端与闭口端交替排布。内燃机的排气从开放的进口孔道流入，通过载体3a的多孔壁面至相邻孔道排出，而颗粒物被滞留在孔道内，从而实现对颗粒物的捕集作用。
将压差传感器6a(单膜，膜两侧压力腔分别感受颗粒捕集器2a上下游压力)与安装在颗粒捕集器2a上下游的上游连接管道4a和下游连接管道5a相连，可以实现对颗粒捕集器载体移除的诊断。正常情况下，由于载体3a流动阻力的存在，废气经过所述颗粒捕集器2a上下游时会形成压差，压差传感器6a可以测量与发动机运行工况相关的压差。当载体3a发生移除故障时，颗粒捕集器2a两端的压差消失，压差传感器6a检测到的压差接近于0，与正常情况的压差产生偏差，通过该偏差可以诊断出载体移除故障。同时，压差传感器6a被设计用于颗粒捕集器2a碳载量的检测。这种方案的缺点在于，首先，同一发动机运行工况下消声器7a两端的压差与颗粒捕集器2a的压差接近，当同时发生颗粒捕集器载体移除故障及下游连接管道脱落故障时，压差传感器6a检测到的压差即为消声器7a两端的压差，由于消声器7a两端压差与颗粒捕集器2a压差的差异不大，故障的区分度不高，无法检测出颗粒捕集器载体移除故障，也不能检测出下游连接管道5a脱落故障。此外，即使在载体3a正常的情况下，下游连接管道5a脱落故障在很多车辆排气系统配置情况下不能可靠地检测出来，而需要采用双膜传感器(压差+下游管道绝对压力)才能实现对下游连接管道5a脱落故障的诊断。另外，由于直喷汽油机产生的颗粒排放相对柴油机总量和颗粒直径小，碳颗粒在颗粒捕集器2a内的分布受多种因素影响变化较大，相同累碳量的压差表现也差异较大，因此，压差传感器6a在检测颗粒捕集器2a碳载量上的作用有限，在不少应用中，已经放弃了采用压差传感器6a信号来检测颗粒捕集器2a碳载量，而采用累碳模型的方法计算颗粒捕集器2a碳载量。
基于此，本发明提出了一种排气系统，参阅图2，包括排气管道1，所述排气管道1上依次设置有检测管道2、颗粒捕集单元3及消声单元4，所述颗粒捕集单元3及所述消声单元4分别用于对流经的废气进行颗粒捕集及消音，所述检测管道2与所述排气管道1连通，且所述检测管道2上设置有检测单元5以检测所述检测管道2中流经的废气的压力。
具体的，所述排气管道1包括入口排气管11、出口排气管12及消声单元排气管13，所述颗粒捕集单元3的两端分别连接入口排气管11和出口排气管12的一端，所述出口排气管12的另一端依次连接消声单元4和消声单元排气管13；所述检测单元5通过垂直设置的检测管道2与所述入口排气管11连接，且位于靠近所述颗粒捕集单元3的一侧，用于测量流经所述入口排气管11的废气的压力。
相对于压差传感器，本发明中减少了一路下游连接管道，通过检测单元5检测所述颗粒捕集单元3的上游压力特性。本发明中的检测单元5仅用于颗粒捕集单元3的相关诊断，而不用于碳载量的计算。
进一步的，所述检测单元5可以是相对压力传感器或绝对压力传感器。其中，相对压力传感器测定的压力值是以大气压力为基准进行度量，绝对压力传感器测定的压力值是以绝对真空为基准进行度量。
进一步的，所述颗粒捕集单元3包括壳体31及设置于所述壳体31内的载体32，所述载体32包括多个平行排列的孔道，相邻的所述孔道的两端交替封口，即一个孔道只有进口开放，另一个孔道只有出口开放。排气从入口排气管11流入，进入到进口开放的进口孔道，通过进口孔道侧壁上的多个细孔流至相邻的出口孔道排出，而颗粒物被滞留在进口孔道内，从而实现对颗粒物的捕集。而从颗粒捕集单元3的出口孔道中流出的废气会依次通过出口排气管12、消声单元4及消声单元出口排气管13排出。
本发明还提出了一种动力系统，包括发动机、处理单元及如上所述的排气系统，所述排气系统的排气管道与所述发动机的排气歧管连接，且所述排气系统的检测管道2较消声单元4更靠近所述发动机，所述处理单元根据所述检测单元5检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型。
所述处理单元可以处理所接收到的所述检测单元5测得的压力值，实现对压力信号的模拟、各压力值之间的比较、获取压力信号的振幅及振幅的加权平均值、计算压力信号的压力变化率及其最小值等。
参阅图3，本发明还提出了一种故障诊断方法，包括：
S1：提供如上所述的动力系统；
S2：判断发动机状态是否满足故障诊断条件；
S3：排气系统的检测单元5检测流经的废气的压力，并将检测的压力值发送给处理单元；
S4：所述处理单元根据所述检测单元5检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型。
进一步的，所述排气系统的故障的类型包括颗粒捕集单元载体移除故障、检测管道断开故障或检测单元故障，其中，所述检测单元故障包括检测单元零位偏移故障、检测单元特性偏移故障或检测单元信号粘滞故障。
进一步的，参阅图4，当所述发动机的状态满足所述颗粒捕集单元载体移除故障诊断条件时，即所述发动机的转速大于第一临界转速值并且负荷大于第一临界负荷值时，若所述检测单元5检测到的压力值与该工况下消声单元4两端的压差之间的差值小于第一阈值时，则判定所述排气系统发生了颗粒捕集单元载体移除故障；反之，若所述检测单元5检测到的压力值与该工况下消声单元4两端的压差之间的差值大于等于所述第一阈值时，则判定所述排气系统未发生颗粒捕集单元载体移除故障。
正常情况下，对于相对压力传感器而言，检测单元5检测到的压力值＝排气在壳体31两端的压差+排气在消声单元4两端的压差，(若对于绝对传感器而言，则检测单元5检测到的压力值＝排气在壳体31两端的压差+排气在消声单元4两端的压差+大气压力)。且发动机转速越高，负荷越大，颗粒捕集单元3上游的压力也越大，与消声单元4两端的压差的区别越大。当发生颗粒捕集单元载体移除故障时，检测单元5检测到的压力值＝对应工况下消声单元4两端的压差，明显小于正常情况下检测单元5应检测到的压力值。因此，预先检测发动机每个工况C1、C2、C3……消声单元4两端的压差P1、P2、P3……，若检测管道2未断开，且对应工况Cn下检测单元5检测到的压力值PA与该工况下消声单元4两端的压差Pn之间的差值小于诊断设定的第一阈值，则处理单元判定发生了颗粒捕集单元载体移除故障。
进一步的，参阅图5，当所述发动机的状态满足所述检测管道断开故障诊断条件时，即当发动机的转速大于第二临界转速值并且负荷大于第二临界负荷值时，记录发动机电控单元在所述检测管道2断开时所记录的大气压力值，若所述检测单元5检测到的压力值与所述大气压力值之间的差值小于第二阈值时，则判定所述排气系统发生了检测管道断开故障；反之，若所述检测单元5检测到的压力值与所述大气压力值之间的差值大于等于所述第二阈值时，则判定所述排气系统未发生检测管道断开故障。
正常情况下，由于颗粒捕集单元3的载体32和消声单元4对排气存在阻碍作用，流动阻力导致颗粒捕集单元3上游存在一定的压力，且发动机转速越高，负荷越大，颗粒捕集单元3上游的压力也越大，与外界的大气压力的区别越明显。当发生检测管道断开故障时，检测单元5的检测管道2与外界直接相连，检测单元5检测到的压力值明显下降，约等于大气压力P0。因此，发动机ECU(电控单元)记录该时刻的大气压力值P0，若检测单元5检测到的压力值PB与大气压力值P0之间的差值小于诊断设定的第二阈值，则判定发生了检测管道断开故障。
进一步的，所述检测管道断开故障还可以通过第二种方案进行诊断，请参阅图6，当所述发动机的状态满足所述检测管道断开故障诊断条件时，即发动机的转速大于第二临界转速值并且负荷大于第二临界负荷值时，所述检测单元5检测一第一设定时间内的多个压力值并模拟出第一压力信号，若所述第一压力信号的振幅的加权平均值与该工况下的设定振幅之间的差值小于第三阈值，则判定所述排气系统发生了检测管道断开故障；反之，若所述第一压力信号的振幅的加权平均值与该工况下的设定振幅之间的差值大于等于所述第三阈值时，则判定所述排气系统未发生检测管道断开故障。
具体的，可以根据检测单元5压力信号的脉动来诊断检测管道2的断开故障。正常情况下，发动机运行会在排气管中形成周期性的压力波动，检测单元5检测到的颗粒捕集单元3上游压力也是带有一定振幅的压力波动信号，其周期性与发动机的转速有关，振幅与发动机的负荷有关。当检测单元5的检测管道2断开时，检测单元5感受不到排气管内的压力波动，所检测到的压力信号振幅很小。因此，针对发动机不同运行工况，对于每一种运行工况，检测单元5检测第一设定时间T1内的多个压力值P1、P2、P3……并模拟出设定压力信号，将所述设定压力信号的多个振幅值A1、A2、A3……进行加权平均以获得其平均值，作为该工况下的设定振幅Am，如此类推，得到不同工况C1、C2、C3……下对应的设定振幅A1m、A2m、A3m……。在某一工况Cn下，若检测单元5检测第一设定时间T1内的多个压力值所模拟出的压力信号其振幅的加权平均值AX与该工况下所述设定振幅Anm之间的差值小于诊断设定的第三阀值，则判定发生了检测管道断开故障。
本实施例中，所述第一临界转速值、第二临界负荷值、第二临界转速值及第二临界负荷值可以根据不同的发动机所对应的经验值得到。
进一步的，参阅图7，当所述发动机的状态满足所述检测单元零位偏移故障诊断条件时，即当所述发动机已经停机时，若所述检测单元5检测到的压力值与大气压力值之间的差值大于第四阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元零位偏移故障；反之，若所述检测单元5检测到的压力值与所述大气压力值之间的差值小于等于所述第四阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元零位偏移故障。
具体的，利用检测单元5的信号在发动机停机时回归大气压力的现象来诊断检测单元零位偏移故障，正常情况下，颗粒捕集单元3的上游压力在发动机停机后，将回归大气压力(若采用相对压力传感器，相对压力回归为0)。因此，发动机停机时，发动机的电控单元记录大气压力值P0，若检测单元5检测到的压力值PC与所述大气压力值P0之间的差值大于诊断设定的第四阈值时，则判定发生了检测单元零位偏移故障。
进一步的，参阅图8，当所述发动机的状态满足所述检测单元特性偏移故障诊断条件时，即所述发动机的排气流量发生变化时，所述检测单元检测一第三设定时间内的多个压力值并模拟出第二压力信号，若所述第二压力信号的压力变化率与该工况下的参考变化率之间的差值小于第五阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元特性偏移故障；反之，若所述第二压力信号的压力变化率与该工况下的参考变化率之间的差值大于等于所述第五阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元特性偏移故障。
可选的，所述压力变化率为所述压力信号在相邻采样时间间隔内的两个压力值之间的差值与所述采样时间间隔的比值。
正常情况下，检测单元5检测到的压力随流经颗粒捕集单元3的排气流量变化而变化，排气流量快速增加时，检测单元5检测到的压力也快速增加。因此，发动机处于每一排气流量变化率时，将第三设定时间T3内检测单元5测得的多个压力变化率中的最小值作为该排气流量变化率下的参考变化率。例如当D对于工况C1下发动机排气流量变化率为X1值时，由检测单元5测得的多个压力值P1、P2、P3……所模拟的参考压力信号，获得多个压力变化率Y1、Y2、Y3……，取其中的最小值作为排气流量变化率X1时的参考变化率M1min。依次测得发动机处于不同排气流量变化率X2、X3、X4……时，所对应的不同工况C2、C3、C4……下的参考变化率M2min、M3min、M4min……，将这些参考变化率预存入处理单元，若在某一排气流量变化率Xn下，检测单元5检测第三设定时间T3内多个压力值模拟出第二压力信号，所述第二压力信号的压力变化率YX与处于该排气流量变化率下的参考变化率Mnmin之间的差值小于诊断设定的第五阀值，则判定所述排气系统发生了检测单元特性偏移故障。
进一步的，参阅图9，当所述发动机的状态满足所述检测单元信号粘滞故障诊断条件时，即所述发动机运行第二设定时间后，若所述第二设定时间内所述检测单元5检测到的压力值的最大值和压力值的最小值之间的差值小于第六阈值，则判定所述排气系统发生了检测单元信号粘滞故障；反之，若所述第二设定时间内所述检测单元5检测到的压力值的最大值和压力值的最小值之间的差值大于等于第六阈值，则判定所述排气系统未发生检测单元信号粘滞故障。
正常情况下，发动机运行会在排气管道1中形成周期性的压力波动，检测单元5检测到的颗粒捕集单元3的压力也是带有一定振幅的压力波动信号。因此，发动机运行一段时间，例如30s后，检测单元5检测所述第二设定时间T2内的多个压力值P1、P2、P3……，由ECU(电控单元)记录多个压力值中的最大值Pmax和最小值Pmin，若压力值的最大值Pmax和压力值的最小值Pmin之间的差值小于诊断设定的第六阀值，则系统判定发生了检测单元信号粘滞故障，即信号传输出现了卡滞现象。
本实施例中，所述第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值、第五阈值及第六阈值可以根据经验值得到。
综上，在本发明实施例提供的排气系统、动力系统及故障诊断方法中，通过在排气管道上设置检测单元，使其能够根据检测单元所测量的压力值来判断所述排气系统是否发生故障及故障的类型，使故障诊断更加简单和可靠；能够检测出颗粒捕集单元载体移除故障、检测管道断开故障及检测单元自身的故障，且相较于现有技术而言减少了压力采样管道，不仅减少了系统功能的开发，还有利于避免售后失效的问题呢，并能够进一步降低系统成本。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种排气系统，其特征在于，用于动力系统，所述动力系统包括发动机及处理单元，所述排气系统包括排气管道，所述排气管道上依次设置有检测管道、颗粒捕集单元及消声单元，所述颗粒捕集单元及所述消声单元分别用于对流经的废气进行颗粒捕集及消音，所述检测管道与所述排气管道连通，且所述检测管道上设置有检测单元以检测所述检测管道中流经的废气的压力；
所述处理单元根据所述检测单元检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型；所述排气系统的故障的类型包括颗粒捕集单元载体移除故障、检测管道断开故障或检测单元故障；
其中，所述颗粒捕集单元载体移除故障的故障诊断条件为所述发动机的转速大于第一临界转速值且负荷大于第一临界负荷值，所述检测管道断开故障的故障诊断条件为所述发动机的转速大于第二临界转速值且负荷大于第二临界负荷值。
2.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述检测单元包括相对压力传感器或绝对压力传感器。
3.如权利要求2所述的排气系统，其特征在于，所述颗粒捕集单元包括壳体及设置于所述壳体内的载体，所述载体包括多个平行排列的孔道，相邻的所述孔道的两端交替封口，以捕集所述废气中的颗粒物。
4.一种动力系统，其特征在于，包括发动机、处理单元及如权利要求1-3中任一项所述的排气系统，所述排气系统的排气管道与所述发动机的排气歧管连接，且所述排气系统的检测管道较消声单元更靠近所述发动机，所述处理单元根据所述检测单元检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型。
5.一种故障诊断方法，其特征在于，包括：
判断发动机状态是否满足故障诊断条件；
排气系统的检测单元检测流经的废气的压力，并将检测的压力值发送给处理单元；
所述处理单元根据所述检测单元检测的压力值判断所述排气系统是否产生故障及故障的类型；
所述排气系统的故障的类型包括颗粒捕集单元载体移除故障、检测管道断开故障或检测单元故障；
其中，所述颗粒捕集单元载体移除故障的故障诊断条件为所述发动机的转速大于第一临界转速值且负荷大于第一临界负荷值，所述检测管道断开故障的故障诊断条件为所述发动机的转速大于第二临界转速值且负荷大于第二临界负荷值。
6.如权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，所述排气系统包括排气管道，所述排气管道上依次设置有检测管道、颗粒捕集单元及消声单元，所述检测管道与所述排气管道连通，且所述检测管道上设置有所述检测单元。
7.如权利要求6所述的故障诊断方法，其特征在于，所述检测单元包括相对压力传感器或绝对压力传感器。
8.如权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，当所述发动机的工况状态满足所述颗粒捕集单元载体移除故障的故障诊断条件时，若所述检测单元检测的压力值与该工况下消声单元两端的压差之间的差值小于第一阈值时，则判定所述排气系统发生了颗粒捕集单元载体移除故障；反之，若所述检测单元检测的压力值与该工况下消声单元两端的压差之间的差值大于等于所述第一阈值时，则判定所述排气系统未发生颗粒捕集单元载体移除故障。
9.如权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，当所述发动机的状态满足所述检测管道断开故障的故障诊断条件时，若所述检测单元检测的压力值与大气压力值之间的差值小于第二阈值时，则判定所述排气系统发生了检测管道断开故障；反之，若所述检测单元检测的压力值与所述大气压力值之间的差值大于等于所述第二阈值时，则判定所述排气系统未发生检测管道断开故障。
10.如权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，当所述发动机的运行状态满足所述检测管道断开故障的故障诊断条件时，所述检测单元检测一第一设定时间内的多个压力值并模拟出第一压力信号，若所述第一压力信号的振幅的加权平均值与该运行状态下的设定振幅之间的差值小于第三阈值时，则判定所述排气系统发生了检测管道断开故障；反之，若所述第一压力信号的振幅的加权平均值与该运行状态下的设定振幅之间的差值大于等于所述第三阈值时，则判定所述排气系统未发生检测管道断开故障。
11.如权利要求10所述的故障诊断方法，其特征在于，所述检测单元检测每个工况下所述第一设定时间内的多个压力值并模拟出每个工况下的设定压力信号，将每个工况下的所述设定压力信号的振幅的加权平均值作为对应工况下的所述设定振幅。
12.如权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，所述检测单元故障包括检测单元零位偏移故障、检测单元特性偏移故障或检测单元信号粘滞故障。
13.如权利要求12所述的故障诊断方法，其特征在于，所述检测单元零位偏移故障的故障诊断条件为所述发动机停机；所述检测单元特性偏移故障的故障诊断条件为所述发动机排气流量发生变化；所述检测单元信号粘滞故障的故障诊断条件为所述发动机运行一第二设定时间。
14.如权利要求13所述的故障诊断方法，其特征在于，当所述发动机的状态满足所述检测单元零位偏移故障的故障诊断条件时，若所述检测单元检测到的压力值与大气压力值之间的差值大于第四阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元零位偏移故障；反之，若所述检测单元检测到的压力值与所述大气压力值之间的差值小于等于所述第四阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元零位偏移故障。
15.如权利要求13所述的故障诊断方法，其特征在于，当所述发动机的工况状态满足所述检测单元特性偏移故障的故障诊断条件时，所述检测单元检测一第三设定时间内的多个压力值并模拟出第二压力信号，若所述第二压力信号的压力变化率与该工况下的参考变化率之间的差值小于第五阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元特性偏移故障；反之，若所述第二压力信号的压力变化率与该工况下的参考变化率之间的差值大于等于所述第五阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元特性偏移故障。
16.如权利要求15所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第二压力信号的压力变化率为所述第二压力信号在相邻采样时间间隔内的两个压力值之间的差值与所述采样时间间隔的比值。
17.如权利要求16所述的故障诊断方法，其特征在于，所述检测单元检测每个工况下所述第三设定时间内的多个压力值并模拟出每个工况下的参考压力信号，将每个工况下的所述参考压力信号的多个压力变化率中的最小值作为对应工况下的所述参考变化率。
18.如权利要求13所述的故障诊断方法，其特征在于，当所述发动机的状态满足所述检测单元信号粘滞故障的故障诊断条件时，若所述第二设定时间内所述检测单元检测到的压力值的最大值和压力值的最小值之间的差值小于第六阈值时，则判定所述排气系统发生了检测单元信号粘滞故障；反之，若所述第二设定时间内所述检测单元检测到的压力值的最大值和压力值的最小值之间的差值大于等于所述第六阈值时，则判定所述排气系统未发生检测单元信号粘滞故障。
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