CN112177811B - 一种电控柴油机egr系统流量远程在线监控方法 - Google Patents

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
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    • F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system

Abstract

本发明公开了一种电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，通过远程监测EGR实际进入气缸的废气流量与目标值的偏差来判定EGR的实际运行状态是否出现故障或者过度老化；利用云端大数据平台通过收集到的相关数据持续监控车辆发动机的EGR废气流量偏差相关参数，在云端进行EGR流量远程诊断监控，及时判别故障，通过大数据分析优化标定策略降低故障误报和漏报概率；若废气流量偏差超过标定的故障阈值或老化阈值后，通知售后服务网点或直接通知客户对车辆进行进站维修。能够防止出现误报和漏报，降低EGR故障的误报和漏报的风险。避免车辆带故障运行和过多的超标废气排放到大气中对环境造成污染。

Description

一种电控柴油机EGR系统流量远程在线监控方法
技术领域
本发明涉及一种发动机EGR系统流量远程在线监控方法。
背景技术
随着我国对汽车排放限值的提高，柴油机国六标准的实施，柴油发动机EGR系统（废气再循环系统）作为一种能够有效降低柴油发动机氮氧排放的手段，已经广泛的应用于各类柴油发动机上。废气中的氮氧化物主要是在气缸的高温高压环境中形成的，EGR系统通过向充入气缸的新鲜空气中加入一定量的废气来降低气缸燃烧过程中的温度，从而起到降低发动机氮氧化物排放的作用。EGR系统作为降低汽车尾气排放的核心部件，如果出现了损坏或者过度老化，则存在排放超标的风险。若不及时处理，则超标尾气会持续排放到大气中污染环境。
现有的车辆发动机EGR流量诊断是一种针对EGR流量的简单的非即时性的故障诊断。只能等到故障发生后车辆亮故障灯或用户感受到车辆发生明显的动力不足或油耗偏高等异常状态后才会进行车辆维修，而且只能通过用户口述异常或者根据车辆的故障诊断系统相关数据（故障码）来检测维修，不仅会发生维修不及时导致车辆排放异常偏高，还可能因为故障状态持续时间过久发生其他连带故障损坏其他零件，造成维修成本提高且耗时，并存在故障判定不准确的问题。所以这种诊断准确性较低，若发生误诊断则会导致用户抱怨。
中国发明专利申请CN201911364095.4提供了一种EGR流量故障判断方法、装置及设备，该方法包括：根据目标发动机的NOx排放设定值与NOx排放测量值，确定修正系数；根据所述修正系数和预设偏差阈值，获得目标偏差阈值；根据所述目标发动机的流量参数的测量和所述流量参数的设定量，确定所述流量参数的偏差，其中，所述流量参数包括进气量和废气量中的至少一个；根据所述流量参数的偏差和所述目标偏差阈值，判断所述目标发动机的EGR是否存在流量故障，其中，EGR的流量故障的判断考虑了发动机的NOx排放量，进而考虑了边界条件对原机排放变化的影响，解决了现有技术中EGR流量故障判断不准确，导致的误报或者错报的问题，提高了故障监测鲁棒性。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出一种电控柴油机EGR系统流量远程在线监控方法，对EGR系统的流量变化进行远程在线监控，可以在车辆亮故障灯前或者用户发现车辆的异常状态之前，在EGR系统出现故障或者过度老化时提醒用户进行及时的维修；
另外，本发明EGR系统流量远程在线监控方法还通过对发动机的其他参数进行远程收集，收集在用车辆的发动机参数以及EGR系统的相关参数进行大数据分析统计，用来优化EGR流量的标定策略，降低误报故障和漏报故障的概率。
本发明采用的技术方案：
一种电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，
1）通过远程监测EGR实际进入气缸的废气流量与目标值的偏差来判定EGR的实际运行状态是否出现故障或者过度老化；
2）大数据平台（云平台）通过收集到的相关数据持续监控车辆发动机的EGR废气流量偏差相关参数，使用云平台在云端进行EGR流量远程诊断监控，及时判别故障，通过大数据分析优化标定策略降低故障误报和漏报概率；
3）若废气流量偏差超过标定的故障阈值或老化阈值后，云端大数据平台通知售后服务网点或直接通知客户对车辆进行进站维修。
所述的电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，根据司机踩油门踏板的深度以及当时的发动机转速指标，ECU计算得出在当前条件下需要进入气缸的空气量，同时ECU会控制发动机的增压器、节流阀、EGR的开度来达成这一目标，空气流量计会将测得的新鲜空气进气量的结果实时发送给ECU，ECU通过比较目标进气量和实际进气量的偏差来判定车辆是否发生了故障，同时，ECU将数据通过T-Box发送到云端大数据平台，进行数据分析整理。
所述的电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，EGR流量偏差分为偏大和偏小两个部分，EGR流量过高、过低诊断以及故障件选择的方法如下：
EGR流量偏小故障主要通过全部或者部分堵死EGR管路来实现，EGR流量偏大故障主要通过切割部分EGR阀片来实现；因为发动机的运行工况不停的变化，所以需要从两个方面去考虑故障件与正常件的区分度，一个是空气量设定值与实际值得偏差大小，需要设置阈值区分故障件与正常件的差别，另外考虑到发动机运行工况的变动以及空气系统的持之特性，为了防止误报，需要设置超过偏差的持续超过一定时间后才会进行故障诊断。
所述的电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，在车辆研发过程中进行远程数据收集，扩大样本量，通过大量的样本采集可以得到更加准确的正常EGR以及故障EGR的数据，云端服务器根据大数据实时优化EGR流量的标定精度，分析鲁棒性，从而更好的进行阈值优化，增加车辆的鲁棒性，优化EGR流量的标定策略，防止出现误报和漏报，降低EGR故障的误报和漏报的风险。
本发明工作原理是：根据司机踩油门踏板的深度以及当时的发动机转速等指标，ECU会计算得出在当前条件下需要进入气缸的空气量，同时ECU会控制发动机的增压器、节流阀、EGR等的开度来达成这一目标，空气流量计会将测得的新鲜空气进气量的结果实时发送给ECU，ECU通过比较目标进气量和实际进气量的偏差来判定车辆是否发生了故障，同时，ECU将数据通过T-Box发送到云端大数据平台，进行数据分析整理。
发明有益效果：
1、本发明EGR系统流量远程在线监控方法，持续监控EGR流量以及其他参数，可以在车辆亮灯前或者用户发现明显感受前诊断出车辆的异常状态，并且因为存储了大量的用户使用车辆的相关数据数据，可以很轻松的判定出EGR存在的问题，并进行有针对性的修复。
2、本发明EGR系统流量远程在线监控方法，通过远程监测EGR实际进入气缸的废气流量与目标值的偏差来判定EGR的实际运行状态是否出现故障或者过度老化，出现故障可以及时提醒客户进行车辆维修，避免车辆带故障运行和过多的超标废气排放到大气中对环境造成污染，减少废气对环境的污染。
3、本发明EGR系统流量远程在线监控方法，是一种实时的在线的EGR流量诊断系统，不仅可以提前识别故障或严重老化，还能及时提醒客户进行维修，还能通过海量数据帮助售后服务人员准确识别故障。可以在车辆发生故障前提前告知客户提前进行维修，减少车辆带故障运行的时间，减少不达标废气污染环境，提高售后维修的准确率，并提高维修效率。
4、本发明EGR系统流量远程在线监控方法，还可以在车辆研发过程中进行远程数据收集，扩大样本量，从而起到优化EGR流量的标定策略，降低EGR故障的误报和漏报的风险。
附图说明
图1为EGR流量远程在线监控实施流程图；
图2为综合工况下正常的EGR和高流量EGR的流量偏差分布图；
图3为综合工况下正常的EGR和低流量EGR的流量偏差分布图；
图4为远程标定优化以及故障处理流程；
图5为EGR高低流量远程标定优化以及故障处理相的优势。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1，本发明电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，其过程包括：
1）通过远程监测EGR实际进入气缸的废气流量与目标值的偏差来判定EGR的实际运行状态是否出现故障或者过度老化；
2）云端大数据平台（云平台）通过收集到的相关数据持续监控车辆发动机的EGR废气流量偏差相关参数，使用云平台在云端进行EGR流量远程诊断监控，及时判别故障，通过大数据分析优化标定策略降低故障误报和漏报概率；
3）若废气流量偏差超过标定的故障阈值或老化阈值后，云端大数据平台通知售后服务网点或直接通知客户对车辆进行进站维修。
实施例2
本实施例的电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，和实施例1的不同之处在于：进一步的，根据司机踩油门踏板的深度以及当时的发动机转速指标，ECU计算得出在当前条件下需要进入气缸的空气量，同时ECU会控制发动机的增压器、节流阀、EGR的开度来达成这一目标，空气流量计会将测得的新鲜空气进气量的结果实时发送给ECU，ECU通过比较目标进气量和实际进气量的偏差来判定车辆是否发生了故障，同时，ECU将数据通过T-Box发送到云端大数据平台，进行数据分析整理。
实施例3
本实施例的电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，和实施例1或实施例2的不同之处在于：参见图2、图3，EGR流量偏差分为偏大和偏小两个部分，模拟方法也不同，EGR流量过高、过低诊断以及故障件选择的方法如下：
EGR流量偏小故障主要通过全部或者部分堵死EGR管路来实现，EGR流量偏大故障主要通过切割部分EGR阀片来实现；因为EGR是车辆排放的关键部件，所以堵死管路或者切割阀片的面积主要考虑需要满足国六排放法规并且与正常的EGR有足够的区分度两个方面因素。需要不断尝试寻找到最合适的面积。
图2为综合工况下正常的EGR和高流量EGR的流量偏差分布图，主要用来在线诊断EGR流量故障使用，正常EGR流量偏差分布比较集中，主要在-50到50之间，而高流量故障EGR的流量偏差分布比较分散，偏差最大可以达到500以上；
图3为综合工况下正常的EGR和低流量EGR的流量偏差分布图，正常EGR流量偏差分布比较集中，主要在-50到50之间而低流量故障EGR偏差较大，且分布不集中。
因为发动机的运行工况不停的变化，所以需要从两个方面去考虑故障件与正常件的区分度，一个是空气量设定值与实际值得偏差大小，需要设置阈值区分故障件与正常件的差别，另外考虑到发动机运行工况的变动以及空气系统的持之特性，为了防止误报，需要设置超过偏差的持续超过一定时间后才会进行故障诊断。
ECU通过4G网络将所采集到的信号发送到云端数据平台，若EGR发生故障，则可以及时通知客户进行维修更换，避免发动机带故障运行损坏发动机以及减少环境污染。另外，通过大量的样本采集可以得到更加准确的正常EGR以及故障EGR的数据，更好的进行阈值优化，增加车辆的鲁棒性。
车辆数据采集到云端具体步骤包括：云端下发采集命令，并下发采集数据列表；网络模块与车辆ECU进行通讯，并进行安全验证；网络模块进行数据收集并进行预处理；采集数据上传云端。
本发明EGR流量远程在线监控及优化方法，根据车辆ECU收集到的发动机进气系统的相关数据，分析得到不同发动机运行工况下EGR实际废气流量与需求废气流量以及相关的发动机运行状态等参数；ECU将所采集到的EGR流量过高过低的信号等相关参数通过ECU输出上传到车辆的网络模块，再通过4G/5G信号上传到云端；通过4G/5G网络将相关参数持续发送给云端大数据平台；大数据平台通过收集到的相关数据持续监控车辆发动机的EGR废气流量偏差等相关参数；通过云端服务器实时诊断车辆EGR状态，在出现故障前（若废气流量偏差超过标定的故障阈值或老化阈值后），云端大数据平台通知售后服务网点或直接及时提醒客户对车辆进行进站维修，以避免车辆带故障运行和过多的超标废气排放到大气中对环境造成污染。
图4为远程标定优化以及故障处理流程示意图；EGR标定开发优化流程以及故障处理流程，首先下载用户车辆的EGR相关使用数据，若发现超过限值或者距离限值余量不足，可以对限值进行重新标定。图5为EGR高低流量远程标定优化以及故障处理相的优势示意图。
本发明电控柴油机EGR流量远程在线监控及优化方法，通过远程监测EGR实际进入气缸的废气流量与目标值的偏差来判定EGR的实际运行状态是否出现故障或者过度老化，及时提醒客户进行车辆维修，避免车辆带故障运行和过多的超标废气排放到大气中对环境造成污染。另外还可以在车辆研发过程中进行远程数据收集，扩大样本量，通过大量的样本采集可以得到更加准确的正常EGR以及故障EGR的数据，云端服务器根据大数据实时优化EGR流量的标定精度，分析鲁棒性，从而更好的进行阈值优化，增加车辆的鲁棒性，优化EGR流量的标定策略，防止出现误报和漏报，降低EGR故障的误报和漏报的风险。

Claims (3)

1.一种电控柴油机EGR系统流量远程在线监控及优化方法，其特征是：
1）通过远程监测EGR废气实际进入气缸的废气流量与目标值的偏差来判定EGR的实际运行状态是否出现故障或者过度老化；
2）利用云端大数据平台通过收集到的相关数据持续监控车辆发动机的EGR废气流量偏差相关参数，使用云平台在云端进行EGR流量远程诊断监控，及时判别故障，通过大数据分析优化标定策略降低故障误报和漏报概率；
3）若废气流量偏差超过标定的故障阈值或老化阈值，云端大数据平台通知售后服务网点或直接通知客户对车辆进行进站维修；
步骤1）中，根据司机踩油门踏板的深度以及当时的发动机转速指标，ECU计算得出在当前条件下需要进入气缸的空气量，同时ECU会控制发动机的增压器、节流阀、EGR的开度来达成这一目标，空气流量计将测得的新鲜空气进气量的结果实时发送给ECU，ECU通过比较目标进气量和实际进气量的偏差来判定车辆是否发生了故障，同时，ECU将数据通过T-Box发送到云端大数据平台，进行数据分析整理；
步骤2）中，EGR流量偏差分为偏大和偏小两个部分，EGR流量过高、过低诊断以及故障件选择的方法如下：
EGR流量偏小故障通过全部或者部分堵死EGR管路来实现，EGR流量偏大故障通过切割部分EGR阀片来实现；
考虑到发动机的运行工况不停的变化以及EGR系统的迟滞特性，从两个方面区分故障件与正常件，一个是根据EGR流量目标值与实际值的偏差大小，设置阈值区分故障件与正常件，另外当EGR流量超过阈值的持续时间超过一定时间后才会进行故障诊断，以防止误报。
2.根据权利要求1所述的电控柴油机EGR系统流量远程在线监控及优化方法，其特征是：ECU将所采集到的EGR流量过高或过低的信号通过ECU输出到网络模块再通过4G/5G信号上传到云端；通过云端服务器实时诊断车辆EGR状态并在出现故障前及时提醒客户维修更换。
3.根据权利要求1或2所述的电控柴油机EGR系统流量远程在线监控及优化方法，其特征是：在车辆研发过程中进行远程数据收集，扩大样本量，通过大量的样本采集得到更加准确的正常EGR以及故障EGR的数据，云端服务器根据大数据实时优化EGR流量的标定精度，分析鲁棒性，从而更好的进行阈值优化，增加车辆的鲁棒性，优化EGR流量的标定策略，防止出现误报和漏报，降低EGR故障的误报和漏报的风险。
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