CN113586215A - 一种发动机排气管路故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆领域，公开了一种发动机排气管路故障检测方法。本发明提供的发动机排气管路故障检测方法，包括以下步骤：获取EGR阀的前馈开度，根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；获取EGR阀的实际开度与EGR阀的前馈开度的差值，比较差值与预设差值的大小，在差值大于预设差值时，确认发动机排气管路存在故障。无需新增传感器，只需对车辆上现有的控制程序进行优化，即可有效检测出发动机排气管路是否存在因催化器被移除及排气管路漏气而导致故障，通用性高。

Description

一种发动机排气管路故障检测方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种发动机排气管路故障检测方法。
背景技术
国六排放法规中，明确规定不允许发动机未经催化器处理的废气直接排放到大气中，因此催化器上游的排气管路需严格密封，以避免漏气。通常会采用流量传感器检测排气管路的流量或采用压力传感器检测排气管路内的压力，以确认排气管路是否漏气。
另外，由于催化器中的贵金属价格较高，因此时常有催化器被非法移除而用户未知的情况发生，以致汽车排放的高温尾气未经催化器处理而直接排放至大气中，不仅严重污染环境，还会对排气管路附近的不耐高温件造成损伤。通常会通过检测特定工况下催化器上下游的温度变化确认催化器是否被移除。
排气管路漏气和催化器被移除分别为发动机排气管路故障的中的一种，采用上述确认排气管路是否漏气及确认催化器是否被移除所用的传感器并非所有的发动机上均有安装，通用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机排气管路故障检测方法，能够及时准确地确定排气管路是否存在因催化器被移除及排气管路漏气而导致故障，通用性高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种发动机排气管路故障检测方法，包括以下步骤：
获取EGR阀的前馈开度，根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；
获取EGR阀的实际开度与EGR阀的前馈开度的差值，比较所述差值与预设差值的大小；若所述差值大于所述预设差值，则发动机排气管路存在故障。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，所述获取EGR阀的前馈开度，包括：
根据发动机的运行负荷和EGR率的MAP图查找与发动机的运行负荷对应的需求EGR率；
根据需求EGR率计算EGR阀的前馈开度。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，根据EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，根据EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节，包括：
根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；
获取EGR阀的实际开度，根据EGR阀的实际开度计算实际EGR率；
根据实际EGR率和需求EGR率的差值对EGR阀的开度进行PID控制调节。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，根据发动机转速和发动机的运行负荷选择发动机转速、发动机的运行负荷和预设差值的关系表中对应的预设差值。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，发动机处于稳态工况时，获取EGR阀的实际开度与EGR阀的前馈开度的差值。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，若发动机的实际转速在预设转速范围内，且发动机实际转速的变化率小于预设转速变化率，且发动机进气流量在预设空气流量范围内，且发动机进气流量的变化率小于预设进气流量变化率，则发动机处于稳态工况。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，
根据发动机排气管路的排气背压对EGR阀的前馈开度进行修正；
根据修正后的EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，
获取发动机处于稳态工况下的理论排气背压及实际排气背压；
根据理论排气背压和实际排气背压的关系对EGR阀的前馈开度进行修正。
作为上述发动机排气管路故障检测方法的一种优选技术方案，在确认发动机排气管路存在故障时，进行报警。
本发明的有益效果：本发明提供的发动机排气管路故障检测方法，包括以下步骤：获取EGR阀的前馈开度，根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；获取EGR阀的实际开度与EGR阀的前馈开度的差值，比较差值与预设差值的大小，在差值大于预设差值时，确认发动机排气管路存在故障。无需新增传感器，只需对车辆上现有的控制程序进行优化，即可有效检测出发动机排气管路是否存在因催化器被移除及排气管路漏气而导致故障，通用性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的发动机排气管路故障检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在车辆上的发动机排气管路出现漏气或催化器被移除时，发动机EGR系统中EGR(Exhaust Gas Recycle，废气再循环)阀的开度会比发动机EGR系统正常运行时EGR阀的开度大，因此，可以基于EGR阀的开度检测发动机排气管路是否因漏气或催化器被移除而存在故障。
如图1所示，本实施例提供的发动机排气管路故障检测方法，包括以下步骤：
S10、获取EGR阀的前馈开度。
整车控制器内嵌设有基于发动机的运行负荷和EGR率的MAP图，可以实时获取发动机的运行负荷，根据基于发动机的运行负荷和EGR率的MAP图查找与发动机的运行负荷对应的需求EGR率；再根据需求EGR率计算EGR阀的前馈开度。上述发动机的运行负荷指的是发动机的喷油量，EGR率指的是再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比，由EGR率计算EGR阀开度的方法为现有技术，在此不再赘叙。
S20、根据发动机排气管路的排气背压对EGR阀的前馈开度进行修正。
由于不同车辆对发动机排气管路的布置有所差异，会导致车辆排气背压不一致，而排气背压直接影响EGR阀的开度，如车辆运行工况相同的情况下，由于发动机排气管路的布置差异，会导致EGR阀的开度不同，因此，本实施例根据发动机排气管路的排气背压对EGR阀的前馈开度进行修正。
具体地，获取理论排气背压及实际排气背压，根据理论排气背压和实际排气背压的关系对EGR阀的前馈开度进行修正。
理论排气背压为进行台架试验时的背压。可以根据理论排气背压和实际排气背压的差值对EGR阀的前馈开度进行修正，以得到与理论排气背压对应的EGR阀的前馈开度，使理论排气背压对应的EGR阀的前馈开度与实际排气背压对应的EGR阀的前馈开度的差值等于理论排气背压和实际排气背压的差值。也可以根据理论排气背压和实际排气背压的比值对EGR阀的前馈开度进行修正，以得到与理论排气背压对应的EGR阀的前馈开度，使理论排气背压对应的EGR阀的前馈开度与实际排气背压对应的EGR阀的前馈开度的比值等于理论排气背压和实际排气背压的比值，在此不再具体限定采用哪种方式对EGR阀的前馈开度进行修正。
S30、根据修正后的EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节。
由于各种因素的影响，EGR阀的实际开度可能与EGR阀的前馈开度不同，通常会采用闭环控制调节EGR阀的开度，以排除排气管路因存在漏气或催化器被移除的故障之外的因素对EGR阀开度的影响。
具体地，根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；获取EGR阀的实际开度，根据EGR阀的实际开度计算实际EGR率；根据实际EGR率和需求EGR率的差值对EGR阀的开度进行PID控制调节。需要说明的是，PID闭环控制的方法为现有技术，在此不再赘叙。
S40、发动机处于稳态工况时，获取EGR阀的实际开度与修正后的EGR阀的前馈开度的差值，判断差值是否大于预设差值；若是，则发动机排气管路存在故障；若否，则发动机排气管路正常。
发动机的运行负荷、转速均会影响EGR阀的开度，为此，本实施例通过多次重复试验预先标定基于预先标定发动机转速、发动机的运行负荷和预设差值的关系表，并嵌入整车控制器中。
在执行上述步骤S30时，根据发动机转速和发动机的运行负荷选择关系表中对应的预设差值。
在对EGR阀进行闭环控制的过程中存在一个瞬态到稳态的过程，发动机运行在瞬态过程中时，EGR阀的实际开度在不断的变化，在瞬态过程中执行上述步骤S30，极易造成误判。为此，本实施例在获取EGR阀的实际开度与修正后的EGR阀的前馈开度的差值之前，判断发动机是否处于稳态工况中，在发动机处于稳态工况时，获取EGR阀的实际开度与修正后的EGR阀的前馈开度的差值。
但需要说明的是，计算EGR阀的实际开度与修正后的EGR阀的前馈开度的差值时所用的修正后的EGR阀的前馈开度指的是发动机处于稳态工况时，对根据发动机的运行负荷获取的EGR阀的前馈开度进行修正得到的前馈开度。
具体地，每次根据发动机的运行负荷得到一个EGR阀的前馈开度时，记录该EGR阀的前馈开度；在下次根据发动机的运行负荷得到EGR阀的前馈开度时，更新所记录的EGR阀的前馈开度。一旦发动机的运行负荷不再变化，在对EGR阀的开度进行闭环控制的作用下，发动机运行将逐渐由处于瞬态过程过渡至处于稳态过程，即发动机由瞬态工况切换至稳态工况。
若发动机的实际转速在预设转速范围内，且发动机实际转速的变化率小于预设转速变化率，且发动机进气流量在预设空气流量范围内，且发动机进气流量的变化率小于预设进气流量变化率，则发动机处于稳态工况。
于其他实施例中，还可以在发动机的实际转速在预设转速范围内，且发动机实际转速的变化率小于预设转速变化率，且发动机的运行负荷在预设运行负荷范围内，且发动机运行负荷的变化率小于预设运行负荷变化率时，确认发动机处于稳态工况。
进一步地，一旦通过上述方法确认发动机排气管路故障，无论是排气管路漏气，还是催化器被移除，均需尽快对发动机排气管路进行维修。为此，本实施例中在确认发动机排气管路存在故障时，进行报警，以催促驾驶员尽快对发动机排气管路进行修复，以使发动机安全运行，提高发动机的寿命。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取EGR阀的前馈开度，根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；
获取EGR阀的实际开度与EGR阀的前馈开度的差值，比较所述差值与预设差值的大小；若所述差值大于所述预设差值，则发动机排气管路存在故障。
2.根据权利要求1所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，所述获取EGR阀的前馈开度，包括：
根据发动机的运行负荷和EGR率的MAP图查找与发动机的运行负荷对应的需求EGR率；
根据需求EGR率计算EGR阀的前馈开度。
3.根据权利要求1所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，根据EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节。
4.根据权利要求3所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，根据EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节，包括：
根据EGR阀的前馈开度调节EGR阀的开度；
获取EGR阀的实际开度，根据EGR阀的实际开度计算实际EGR率；
根据实际EGR率和需求EGR率的差值对EGR阀的开度进行PID控制调节。
5.根据权利要求1所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，根据发动机转速和发动机的运行负荷选择发动机转速、发动机的运行负荷和预设差值的关系表中对应的预设差值。
6.根据权利要求3所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，发动机处于稳态工况时，获取EGR阀的实际开度与EGR阀的前馈开度的差值。
7.根据权利要求6所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，若发动机的实际转速在预设转速范围内，且发动机实际转速的变化率小于预设转速变化率，且发动机进气流量在预设空气流量范围内，且发动机进气流量的变化率小于预设进气流量变化率，则发动机处于稳态工况。
8.根据权利要求6所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，
根据发动机排气管路的排气背压对EGR阀的前馈开度进行修正；
根据修正后的EGR阀的前馈开度对EGR阀的开度进行闭环控制调节。
9.根据权利要求8所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，
获取发动机处于稳态工况下的理论排气背压及实际排气背压；
根据理论排气背压和实际排气背压的关系对EGR阀的前馈开度进行修正。
10.根据权利要求1所述的发动机排气管路故障检测方法，其特征在于，在确认发动机排气管路存在故障时，进行报警。
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