CN114592980A - 发动机状态的检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种发动机状态的检测方法和装置，涉及车辆检测领域，该方法包括：根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，根据发动机的排出气体中的氧气含量，确定发动机的第二空燃比，在第二空燃比大于或者等于预设倍数的第一空燃比的情况下，确定发动机的状态为异常。本公开根据第一空燃比和第二空燃比之间的关系，判断发动机的状态，无需检测发动机的曲轴角速度，避免了在粗糙路面上行驶或者发动机高转速低负荷工况运转时，对发动机异常的误判，提高了发动机状态检测的准确度。
Description
技术领域
本公开涉及车辆检测领域，具体地，涉及一种发动机状态的检测方法和装置。
背景技术
随着社会的不断发展，汽车的保有量在不断升高，汽车的安全性能也变得越来重要，因此需要实时检测汽车的发动机状态是否异常(例如发动机的气缸失火)。通常情况下，可以使用曲轴位置传感器来检测发动机的曲轴角速度的波动情况，从而判断发动机的气缸是否发生失火。但是当汽车在粗糙的路面上行驶时，曲轴位置传感器也会产生异常波动，因此容易导致失火误判。进一步的，由于发动机飞轮的惯性较大，当发动机在高转速且低负荷的工况下运行时，发动机失火引起的曲轴角速度的波动较小，导致较难检测出发动机失火的状况。
发明内容
本公开的目的是提供一种发动机状态的检测方法和装置，用于提高发动机状态检测的准确度。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种发动机状态的检测方法，所述方法包括：
根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比；
根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比；
在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。
可选地，在所述根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比之前，所述方法还包括：
通过空气流量传感器获取所述进气量；
根据所述发动机的喷油压力和喷油脉宽，确定所述喷油量。
可选地，在所述根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比之前，所述方法还包括：
通过目标传感器获取所述排出气体中的所述氧气含量，所述目标传感器设置在所述发动机的增压器的排气口处。
可选地，所述根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，包括：
根据所述发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定所述发动机在所述第一时刻的第一空燃比；
所述根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比，包括：
根据所述发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机在所述第二时刻的第二空燃比；所述第二时刻为所述第一时刻之后指定时长的时刻，所述指定时长为气体从所述发动机的排气口流动到所述目标传感器的时间。
可选地，所述方法还包括：
获取所述发动机的转速，并根据所述转速确定所述指定时长。
可选地，所述根据所述转速确定所述指定时长，包括：
根据所述转速、所述进气量、排气密度和所述发动机的排气参数，确定所述指定时长，所述排气参数包括：所述发动机的排气管的长度、横截面积。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种发动机状态的检测装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比；
第二确定模块，用于根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比；
检测模块，用于在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。
可选地，所述第一确定模块还用于：
在所述根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比之前，通过空气流量传感器获取所述进气量；
根据所述发动机的喷油压力和喷油脉宽，确定所述喷油量。
可选地，所述装置还包括：
获取模块，用于在所述根据所述发动机的排出气体中氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比之前，通过目标传感器获取所述排出气体中的所述氧气含量，所述目标传感器设置在所述发动机的增压器的排气口处。
可选地，所述第一确定模块用于：
根据所述发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定所述发动机在所述第一时刻的第一空燃比；
所述第二确定模块用于：
根据所述发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机在所述第二时刻的第二空燃比；所述第二时刻为所述第一时刻之后指定时长的时刻，所述指定时长为气体从所述发动机的排气口流动到所述目标传感器的时间。
可选地，所述装置还包括：
第三确定模块，用于获取所述发动机的转速，并根据所述转速确定所述指定时长。
可选地，所述第三确定模块，还用于根据所述转速、所述进气量、排气密度和所述发动机的排气参数，确定所述指定时长，所述排气参数包括：所述发动机的排气管的长度、横截面积。
通过上述技术方案，本公开首先根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，再根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比，在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。本公开根据第一空燃比和第二空燃比之间的关系，判断发动机的状态，无需检测发动机的曲轴角速度，避免了在粗糙路面上行驶或者发动机高转速低负荷工况运转时，对发动机异常的误判，提高了发动机状态检测的准确度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种发动机状态的检测方法的流程图；
图2是根据图1实施例示出的一种发动机的空燃比的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测方法的流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测方法的流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测方法的流程图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种发动机状态的检测装置的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测装置的框图；
图8是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种发动机状态的检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101，根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比。
举例来说，本公开所示出的实施例的执行主体可以是发动机的ECU(英文：Electronic Control Unit，中文：电子控制单元)，其中，发动机为燃料发动机，例如可以是柴油发动机，也可以是汽油发动机。在发动机运行过程中，若发动机的状态出现异常，根据发动机的进气量和喷油量得到的第一空燃比，和根据发动机的排出气体中的氧气含量得到的第二空燃比之间的比值会发生变化，因此，可以根据第一空燃比和第二空燃比之间的比例关系，来确定发动机的状态是否出现异常。
首先，可以确定发动机的进气量和喷油量，并根据进气量和喷油量确定第一空燃比，可以将第一空燃比理解为发动机的理论空燃比。具体的，可以通过设置在进气歧管上的空气流量传感器，获取发动机的进气量，进一步的，可以获取喷油器的加电脉宽和油泵系统的喷油压力，并根据加电脉宽和喷油压力，在第一预设表格中查找对应的喷油量，其中，第一预设表格可以理解为，存储加电脉宽、喷油压力和喷油量之间对应关系的表格。最后，计算出进气量与喷油量的比值，该比值即为第一空燃比。
步骤102，根据发动机的排出气体中的氧气含量，确定发动机的第二空燃比。
步骤103，在第二空燃比大于或者等于预设倍数的第一空燃比的情况下，确定发动机的状态为异常。
示例的，可以通过预设的传感器获取发动机的排出气体中的氧气含量，其中，预设的传感器可以是宽域氧传感器、氮氧传感器等任一种可以检测出氧气含量的传感器。之后，可以在第二预设表格中，查找获取到的氧气含量对应的第二空燃比，其中，第二预设表格可以理解为，存储氧气含量和第二空燃比之间对应关系的表格。
进一步的，可以计算出第一空燃比与第二空燃比之间的比例关系，在第二空燃比大于或者等于预设倍数的第一空燃比的情况下，可以判断发动机发生异常，即判断发动机发生失火(一个气缸或多个气缸异常燃烧)，导致气缸不作功或者作功不足。
具体的，以预设倍数为2为例，当第一空燃比为20:1，第二空燃比为50:1时，可以判定发动机的状态为异常，当第一空燃比为20:1，第二空燃比为30:1时，可以判定发动机的状态为正常。
需要说明的是，预设倍数可以通过实验的方法得出。图2是在实验中，发动机的第二空燃比在不同情况下的波形图，其中，发动机正常运转时的第一空燃比约为20:1，通过用断开喷油器来模拟发动机发生异常的情况。如图2所示，t0-t1时间段内，发动机正常运转，第二空燃比接近于第一空燃比，大约为20:1，在t1时刻断开喷油器，第二空燃比升高至约为73:1，t2-t3时间段内，间歇性接通喷油器，第二空燃比大约在50:1-73:1之间变化，在t3时刻重新接通喷油器，t3-t4时间段内，第二空燃比重新恢复至约20:1，在t4时刻再次断开喷油器，第二空燃比再次升高至约73:1。由此可以看出，第二空燃比大于发动机正常运转时的第一空燃比的2倍，可以判断发动机的状态出现异常。
综上所述，本公开首先根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，再根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比，在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。本公开根据第一空燃比和第二空燃比之间的关系，判断发动机的状态，无需检测发动机的曲轴角速度，避免了在粗糙路面上行驶或者发动机高转速低负荷工况运转时，对发动机异常的误判，提高了发动机状态检测的准确度。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测方法的流程图，如图3所示，在根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比之前，该方法还包括：
步骤104，通过空气流量传感器获取进气量。
步骤105，根据发动机的喷油压力和加电脉宽，确定喷油量。
示例的，在确定发动机的第一空燃比之前，首先可以确定发动机的进气量和喷油量。具体的，可以预先在发动机气缸的进气歧管上设置空气流量传感器，空气流量传感器用于将进气量转换为电信号，通过获取空气流量传感器的电信号，可以得到发动机的进气量。进一步的，可以获取喷油器的加电脉宽和油泵系统的喷油压力，在第一预设表格中查找对应的喷油量。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测方法的流程图，如图4所示，在根据发动机的排出气体中的氧气含量，确定发动机的第二空燃比之前，该方法还包括：
步骤106，通过目标传感器获取排出气体中的氧气含量，目标传感器设置在发动机的增压器的排气口处。
示例的，在确定发动机的第二空燃比之前，可以先确定发动机的排出气体中的氧气含量，可以预先在增压器的排气口处设置目标传感器，目标传感器用于将排出气体中的氧气含量转换为对应的电信号，通过获取目标传感器的电信号，可以得到排出气体中的氧气含量。其中，目标传感器例如可以是宽域氧传感器、氮氧传感器或者任一种可以检测氧气含量的传感器，本公开对此不做具体限定。
在一种应用场景中，步骤101的一种实现方式可以是：
根据发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定发动机在第一时刻的第一空燃比。
相应的，步骤102的一种实现方式可以是：
根据发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，确定发动机在第二时刻的第二空燃比。第二时刻为第一时刻之后指定时长的时刻，指定时长为气体从发动机的排气口流动到目标传感器的时间。
示例的，由于排出气体从发动机的排气口流动到目标传感器需要经过指定时长的时间，因此可以根据发动机在第一时刻的第一空燃比和发动机在第二时刻的第二空燃比，判断发动机的状态是否出现异常。
首先可以获取发动机在第一时刻的进气量和喷油量，并根据第一时刻的进气量和喷油量得到发动机在第一时刻的第一空燃比。在指定时长之后，可以获取目标传感器在第二时刻检测到的排出气体中的氧气含量，并根据第二时刻的氧气含量，得到发动机在第二时刻的第二空燃比。在第二时刻的第二空燃比与第一时刻的第一空燃比的比值，大于或等于预设倍数的情况下，判定发动机的状态发生异常。其中，第二时刻可以理解为第一时刻之后指定时长的时刻，指定时长为气体从发动机的排气口流动到目标传感器的时间，例如：第一时刻为12:00:00，指定时长为2s，那么第二时刻可以为12:00:02。
需要说明的是，也可以先根据发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，得到发动机在第二时刻的第二空燃比，之后查找发动机中存储的，第一时刻的第一空燃比，在第二时刻的第二空燃比和第一时刻的第一空燃比的比值，大于或等于预设倍数的情况下，判定发动机的状态发生异常。也就是说，上述实施例中先执行步骤101，再执行步骤102仅是一种示例，也可以先执行步骤102再执行步骤101，本公开对此不做具体限定。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测方法的流程图，如图5所示，该方法还包括：
步骤107，获取发动机的转速，并根据转速确定指定时长。
示例的，在根据发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定发动机在第一时刻的第一空燃比之后，可以先通过转速传感器获取发动机在第一时刻的转速，之后在第三预设表格中查找转速对应的指定时长，其中，第三预设表格可以理解为存储预先标定的，转速和指定时长之间的对应关系的表格。进一步的，可以根据指定时长确定第二时刻，之后确定发动机在第二时刻的第二空燃比。需要说明的是，也可以先根据发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，得到发动机在第二时刻的第二空燃比，之后通过转速传感器获取发动机在第二时刻的转速，并在第三预设表格中查找转速对应的指定时长，再进一步根据指定时长确定第一时刻，并查找发动机中存储的，第一时刻的第一空燃比。也就是说，可以先执行步骤101，之后根据发动机在第一时刻的转速确定指定时长，再执行步骤102，也可以先执行步骤102，之后根据发动机在第二时刻的转速确定指定时长，再执行步骤101，本公开对此不做具体限定。
在另一种应用场景中，步骤107的一种实现方式可以是：
根据转速、进气量、排气密度和发动机的排气参数，确定指定时长，排气参数包括：发动机的排气管的长度、横截面积。
示例的，还可以根据发动机的转速、发动机每个气缸一次的进气量、排气密度(即发动机的排出气体的密度)和发动机的排气参数，通过公式1计算指定时长，其中，排气参数包括：发动机的排气管的长度、横截面积。
Δt＝120*ρLSMn (公式1)
其中，Δt为指定时长，ρ为排气密度(即发动机的排出气体的密度)，L为发动机的排气管的长度，S为发动机的排气管的横截面积，M为发动机每个气缸一次的进气量，n为发动机的转速。
综上所述，本公开首先根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，再根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比，在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。本公开根据第一空燃比和第二空燃比之间的关系，判断发动机的状态，无需检测发动机的曲轴角速度，避免了在粗糙路面上行驶或者发动机高转速低负荷工况运转时，对发动机异常的误判，提高了发动机状态检测的准确度。
图6是根据一示例性实施例示出的一种发动机状态的检测装置的框图，如图6所示，该装置200包括：
第一确定模块201，用于根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比。
第二确定模块202，用于根据发动机的排出气体中的氧气含量，确定发动机的第二空燃比。
检测模块203，用于在第二空燃比大于或者等于预设倍数的第一空燃比的情况下，确定发动机的状态为异常。
在一种应用场景中，第一确定模块201还用于：
在根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比之前，通过空气流量传感器获取进气量。
根据发动机的喷油压力和加电脉宽，确定喷油量。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测装置的框图，如图7所示，该装置200还包括：
获取模块204，用于在根据发动机的排出气体中氧气含量，确定发动机的第二空燃比之前，通过目标传感器获取排出气体中的氧气含量，目标传感器设置在发动机的增压器的排气口处。
在一种应用场景中，第一确定模块201用于：
根据发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定发动机在第一时刻的第一空燃比。
第二确定模块202用于：
根据发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，确定发动机在第二时刻的第二空燃比。第二时刻为第一时刻之后指定时长的时刻，指定时长为气体从发动机的排气口流动到目标传感器的时间。
图8是根据一示例性实施例示出的另一种发动机状态的检测装置的框图，如图8所示，该装置200还包括：
第三确定模块205，用于获取发动机的转速，并根据转速确定指定时长。
在另一种应用场景中，第三确定模块205，还用于根据转速、进气量、排气密度和发动机的排气参数，确定指定时长，排气参数包括：发动机的排气管的长度、横截面积。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开首先根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，再根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比，在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。本公开根据第一空燃比和第二空燃比之间的关系，判断发动机的状态，无需检测发动机的曲轴角速度，避免了在粗糙路面上行驶或者发动机高转速低负荷工况运转时，对发动机异常的误判，提高了发动机状态检测的准确度。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种发动机状态的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比；
根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比；
在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比之前，所述方法还包括：
通过空气流量传感器获取所述进气量；
根据所述发动机的喷油压力和加电脉宽，确定所述喷油量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比之前，所述方法还包括：
通过目标传感器获取所述排出气体中的所述氧气含量，所述目标传感器设置在所述发动机的增压器的排气口处。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比，包括：
根据所述发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定所述发动机在所述第一时刻的第一空燃比；
所述根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比，包括：
根据所述发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机在所述第二时刻的第二空燃比；所述第二时刻为所述第一时刻之后指定时长的时刻，所述指定时长为气体从所述发动机的排气口流动到所述目标传感器的时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述发动机的转速，并根据所述转速确定所述指定时长。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述转速确定所述指定时长，包括：
根据所述转速、所述进气量、排气密度和所述发动机的排气参数，确定所述指定时长，所述排气参数包括：所述发动机的排气管的长度、横截面积。
7.一种发动机状态的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比；
第二确定模块，用于根据所述发动机的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比；
检测模块，用于在所述第二空燃比大于或者等于预设倍数的所述第一空燃比的情况下，确定所述发动机的状态为异常。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块还用于：
在所述根据发动机的进气量和喷油量，确定发动机的第一空燃比之前，通过空气流量传感器获取所述进气量；
根据所述发动机的喷油压力加电脉宽，确定所述喷油量。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
获取模块，用于在所述根据所述发动机的排出气体中氧气含量，确定所述发动机的第二空燃比之前，通过目标传感器获取所述排出气体中的所述氧气含量，所述目标传感器设置在所述发动机的增压器的排气口处。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块用于：
根据所述发动机在第一时刻的进气量和喷油量，确定所述发动机在所述第一时刻的第一空燃比；
所述第二确定模块用于：
根据所述发动机在第二时刻的排出气体中的氧气含量，确定所述发动机在所述第二时刻的第二空燃比；所述第二时刻为所述第一时刻之后指定时长的时刻，所述指定时长为气体从所述发动机的排气口流动到所述目标传感器的时间。
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|---|---|---|---|---|
| JPH0763111A (ja) * | 1993-08-20 | 1995-03-07 | Mitsubishi Motors Corp | エンジンの失火検出装置 |
| CN101688498A (zh) * | 2007-06-22 | 2010-03-31 | 丰田自动车株式会社 | 空燃比传感器的异常诊断装置 |
| CN101809268A (zh) * | 2007-08-13 | 2010-08-18 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃发动机的控制设备和控制方法 |
| CN112081677A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 空燃比控制方法及装置 |
-
2021
- 2021-03-26 CN CN202110328316.3A patent/CN114592980A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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