CN114962039B - 一种egr阀性能失效监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种EGR性能失效监测方法，通过对车辆当前工况进行判断，选择预设的第一至第三诊断方法对EGR性能进行监测，该方法在无需额外增加成本的前提下，通过多种验证方法尽早识别出EGR阀的性能是否失效，避免在EGR性能失效未及时后处理导致出现排放恶化，燃烧稳定性恶化的问题。

Description

一种EGR阀性能失效监测方法
技术领域
本发明涉及发动机控制领域，具体涉及一种EGR阀性能失效监测方法。
背景技术
研究表明EGR系统在改善排放，降低油耗和改善抗爆震能力上有一定优势。
EGR阀为控制EGR气体进入进气系统用于与新鲜空气混合的执行器。在EGR阀性能失效后，无法及时准确控制混合气来实现EGR率的达成，可能无法改善排放，降低油耗和改善抗爆震能力，反而会进一步恶化排放，燃烧稳定性等。因此对EGR阀的性能失效监测尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种EGR阀性能失效监测方法，以提升对EGR阀性能的诊断精度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种EGR阀性能失效监测方法，包括以下步骤，
S1、进行诊断前置条件判断，当发动机处于运行状态且EGR系统的传感器无故障时，进入EGR阀性能失效监测判断步骤；
S2、EGR阀性能失效监测判断步骤包括第一至第三诊断方法，当满足诊断前置条件时，首先执行第一诊断方法，若第一诊断方法的诊断结果为出现EGR阀性能失效，则EGR阀性能失效监测判断步骤终止，若第一诊断方法的诊断结果为未监测出EGR阀性能失效，则对第二和第三的诊断方法的启用条件进行判断，并执行满足其对应启用条件的诊断方法，当第二或第三诊断方法的诊断结果为出现EGR阀性能失效，则EGR阀性能失效监测判断步骤终止，否则继续执行未被执行过的诊断方法，并且在同一驾驶循环的EGR阀性能失效监测判断步骤中，相同的诊断方法至多进行一次，当所有诊断方法均未监测出EGR阀性能失效时，判断本次驾驶循环未出现EGR阀性能失效，EGR阀性能失效监测判断步骤终止；
其中第一诊断方法根据目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力、节气门入口实际进气压力的变化情况以及EGR阀废气目标流量、EGR阀目标开度变化率、蓄电池电压进行EGR阀性能失效判断；
第二诊断方法、第三诊断方法根据EGR阀出口废气压力进行EGR阀性能失效判断。
按上述方案，第一诊断方法包括以下步骤，
设置参数NMargin，NMargi的取值根据目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力以及节气门入口实际进气压力的变化情况决定；
随后将目标EGR阀开度最大值pctEGRSepmax、最小值pctEGRSepmin分别作为实际EGR阀开度最大值初始值pctEGRActMaxRaw、实际EGR阀开度最小值初始值pctEGRActMinRaw；根据EGR阀废气目标流量、EGR阀目标开度变化率、蓄电池电压限定实际EGR阀开度变化率，进而得到最终的实际EGR阀开度最大值pctEGRActMax以及实际EGR阀开度最小值pctEGRActMin，具体地，
当pctEGRActMaxRaw≥pctEGRActMaxRaw(z)，则pctEGRActMax＝pctEGRActMaxRaw；其中pctEGRActMaxRaw(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最大值初始值；
当pctEGRActMaxRaw<pctEGRActMaxRaw(z)，则pctEGRActMax＝Min[pctEGRActMax(z)-Δpctrate×Δt，pctEGRActMaxRaw]；其中，Δt为采样周期，pctEGRActMax(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最大值，Δpctrate为Δt的允许变化率；
当pctEGRActMinRaw≥pctEGRActMinRaw(z)，则pctEGRActMin＝Min[pctEGRActMin(z)+Δpctrate×Δt，pctEGRActMaxRaw]；其中，pctEGRActMin(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最小值；
当pctEGRActMinRaw<pctEGRActMinRaw(z)，则pctEGRActMin＝pctEGRActMinRaw；
Δpctrate的值根据EGR阀废气目标流量dmEGR、EGR阀目标开度变化率dmEGRSep、蓄电池电压VBattery共同决定，具体地，
Δpctrate＝ΔpctrateBase×f(dmEGR,dpctEGRSep)×f(VBattery)
上式中，ΔpctrateBase为基本变化率，其通过在一定的EGR阀废气目标流量dmEGR、EGR阀目标开度变化率dpctEGRSep以及蓄电池电压VBattery的工况下，对标性能劣化的EGR阀与正常EGR阀而得；f(dmEGR,dpctEGRSep)为依据dmEGR、dpctEGRSep确定的修正因子，f(VBattery)为依据VBattery确定的修正因子；
若出现pctEGRAct<pctEGRActMin或pctEGRAct>pctEGRActMax，则表明该采样周期内出现EGR阀性能故障，若在本次驾驶循环中，在TEGRValveTotal的时间内，出现EGR阀性能故障的周期时长累加后不少于TEGRValveErLim，则判断本次驾驶循环中出现EGR阀性能失效；其中TEGRValveTotal、TEGRValveErLim为预设的时间值。
按上述方案，NMargin的取值规则具体为，设置发动机进气系统控制瞬态工况系数rAirTrans，当目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力以及节气门入口实际进气压力这4项影响因子均满足其各自对应的稳态工况条件时，rAirTrans＝0；当上述4项影响因子均不满足各自对应的稳态工况条件时，rAirTrans＝1；当上述4项影响因子中存在X项影响因子不满足各自对应的稳态条件时，
Figure BDA0003719449710000031
同时限制rAirTrans的变化率不超过每10ms变化0.025，rAirTrans与NMargin具体对应关系如下，
<![CDATA[r<sub>AirTrans</sub>]]> 0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.925 1
<![CDATA[N<sub>Margin</sub>]]> 4 5 6 8 9 10 11 13 15
按上述方案，目标进气量满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的目标进气量的低通滤波值rhoDesFilter(N)，
rhoDesFilter(N)
＝KRho×[rhoDesRaw(N)-rhoDesFilter(N-1)]
+rhoDesFilter(N-1)
特殊地，rhoDesFilter(0)＝rhoDesRaw(0)；
上式中，rhoDesRaw(N)为第N个采样周期的目标进气量，rhoDesFilter(N-1)为第N-1个采样周期的目标进气量的低通滤波值，采样周期间隔为Δt；KRho为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000041
m为发动机缸数，n为发动机转速，kRho为气量滤波系数；
当满足|rhoDesRaw(N)-rhoDesFilter(N)|<min[rhoDesRaw(N),rhoDesFilter(N)]×rRhoLim，并且满足该条件的持续时间超过TRho，则表明目标进气量满足其稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TRho，才表明目标进气量满足其稳态工况条件；rRhoLi为系数值。
按上述方案，节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
节气门流阀体满足以下公式，
Figure BDA0003719449710000042
其中，
Figure BDA0003719449710000043
为节气门处气体流量，Athr为节气门有效面积，R为为气体常数，T为节气门入口气体温度，ppre为节气门入口气体压力，pMan为节气门出口气体压力，
Figure BDA0003719449710000051
为节气门出口气体压力与节气门入口气体压力比值的函数；
设置特征参数
Figure BDA0003719449710000052
并引入以下公式
fThrFilter(N)＝KThr×[fThr(N)-fThrFilter(N-1)]+fThrFilter(N-1)
其中，fThrFilter(N)为第N个采样周期的fThr的低通滤波值，fThr(N)为第N个采样周期的fThr，fThrFilter(N-1)为第N-1个采样周期的fThr的低通滤波值，KThr为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000053
m为发动机缸数，n为发动机转速，kThr为节气门滤波系数；
当满足|fThr(N)-fThrFilter(N)|<min[fThrFilter(N),fThr(N)]×rThr，并且满足该条件的持续时间超过TThr，则表明节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TThr，才表明节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其稳态工况条件；rThr为系数值。
按上述方案，节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的节气门出口进气压力的低通滤波值pManFilter(N)，pManFilter(N)＝KMan×[pMan(N)-pManFilter(N-1)]+pManFilter(N-1)
其中，pMan(N)为第N个采样周期的节气门出口进气压力，pManFilter(N-1)为第N-1个采样周期的节气门出口进气压力的低通滤波值，KMan为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000054
m为发动机缸数，n为发动机转速，kMan为节气门出口进气压力滤波系数；
当满足|pMan(N)-pManFilter(N)|<min[pMan(N),pManFilter(N)]×rManLim，并且满足该条件的持续时间超过TMan，则表明节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TMan，才表明节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；rManLim为系数值。
按上述方案，节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的节气门入口实际进气压力的低通滤波值ppreFilter(N)，
ppreFilter(N)＝Kpre×[ppre(N)-ppreFilter(N-1)]+ppreFilter(N-1)
其中，ppre(N)为第N个采样周期的节气门入口进气压力，ppreFilter(N-1)为第N-1个采样周期的节气门入口进气压力的低通滤波值，Kpre为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000061
m为发动机缸数，n为发动机转速，kpre节气门入口进气压力滤波系数；
当满足|ppre(N)-ppreFilter(N)|<min[ppre(N),ppreFilter(N)]×rpreLim，并且满足该条件的持续时间超过Tpre，表明节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过Tpre，才表明节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；rpreLim为系数值。
按上述方案，第二诊断方法包括以下步骤，
在目标EGR阀开度小于预设开度时开始计时，监测EGR阀出口压力波动趋于稳定所需的时间TEGRValveClose，TEGRValveClose计算方法为，
pEGRValveOutletFilt(N)＝k1×[pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(N-1)]+pEGRValveOutletFilt(N-1)，N＝1,2,3…
其中
pEGRValveOutletFilt(N-1)为N-1时刻的EGR阀出口废气压力的滤波值，pEGRValveOutletFilt(N)为N时刻的EGR阀出口废气压力的滤波值；时刻N-1与时刻N的时间差为固定更新周期Δt；pEGRValveOutlet为N时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；pEGRValveOutletFilt(0)等于目标EGR阀开度为0时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；
一旦出现|pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(N)|<min[pEGRValveOutlet，pEGRValveOutletFilt(N)]×rpresOutLim，且|pEGRValveOutlet-pMixture|<min[pEGRValveOutlet,pMixture]×rpresMixtureLim时，累加目标EGR阀开度为0时刻到该条件满足的时间得到TEGRValveClose；其中，pMixture为EGR气体与新鲜空气混合点的新鲜空气的压力，rpresOutLim、rpresMixtureLim为系数值；
若TEGRValveClose>TEGRValveCloseLim，则表明EGR阀性能失效，反之EGR阀性能未失效；其中TEGRValveCloseLim为预设的时间值。
按上述方案，第三诊断方法包括以下步骤，
首先判断第三诊断方法的启用条件，若目标EGR阀开度大于0，且小于预设开度，且目标EGR阀开度波动在±0.5％范围内，则执行以下的第三诊断方法；
若pEGRValveOutet-pMixture<pDifflim时，则表明EGR阀性能失效，反之进行下一步；其中pDifflim为预设压力值；
若监测EGR阀出口压力之差波动趋于稳定所需的时间TEGRValveLilltleOpen超过其对应的预设时间TEGRValveLilltleOpenLim时，则表明EGR阀性能失效；其中TEGRValveLilltleOpen的计算方法为，
pEGRValveOutletFilt(M)＝k1×[pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(M-1)]+pEGRValveOutletFilt(M-1)，M＝1,2,3…
pEGRValveOutletFilt(M-1)为M-1时刻的EGR阀出口废气压力滤波值，pEGRValveOutletFilt(M)为M时刻的EGR阀出口废气压力滤波值，时刻M-1与时刻M的时间差为固定更新周期Δt；pEGRValveOutlet为M时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；pEGRValveOutletFilt(0)等于目标EGR阀开度为0时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；
一旦出现|pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(M)|<min[pEGRValveOutlet，pEGRValveOutletFilt(M)]×rpresOutLim，累加从目标EGR阀开度条件刚满足时到当前时刻时间得到TEGRValveLilltleOpen。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上文所述EGR阀性能失效监测方法的步骤。
本发明的有益效果是：在无需额外增加成本的前提下，通过多种验证方法尽早识别出EGR阀的性能是否失效，避免在EGR性能失效未及时后处理导致出现排放恶化，燃烧稳定性恶化的问题。
附图说明
图1是本发明一实施例的EGR阀性能失效监测方法流程图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
参见图1，一种EGR阀性能失效监测方法，包括以下步骤，
S1、进行诊断前置条件判断，当发动机处于运行状态且EGR系统的传感器无故障时，进入EGR阀性能失效监测判断步骤；
S2、EGR阀性能失效监测判断步骤包括第一至第三诊断方法，当满足诊断前置条件时，首先执行第一诊断方法，若第一诊断方法的诊断结果为出现EGR阀性能失效，则EGR阀性能失效监测判断步骤终止，若第一诊断方法的诊断结果为未监测出EGR阀性能失效，则对第二和第三的诊断方法的启用条件进行判断，并执行满足其对应启用条件的诊断方法，当第二或第三诊断方法的诊断结果为出现EGR阀性能失效，则EGR阀性能失效监测判断步骤终止，否则继续执行未被执行过的诊断方法，并且在同一驾驶循环的EGR阀性能失效监测判断步骤中，相同的诊断方法至多进行一次，当所有诊断方法均未监测出EGR阀性能失效时，判断本次驾驶循环未出现EGR阀性能失效，EGR阀性能失效监测判断步骤终止。
按上述方案，第一诊断方法包括以下步骤，
设置参数NMargin，NMargin的取值根据目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力以及节气门入口实际进气压力的变化情况决定；
随后将目标EGR阀开度最大值pctEGRSepmax、最小值pctEGRSepmin分别作为实际EGR阀开度最大值初始值pctEGRActMaxRaw、实际EGR阀开度最小值初始值pctEGRActMinRaw；根据EGR阀废气目标流量、EGR阀目标开度变化率、蓄电池电压限定实际EGR阀开度变化率，进而得到最终的实际EGR阀开度最大值pctEGRActMax以及实际EGR阀开度最小值pctEGRActMin，具体地，
当pctEGRActMaxRaw≥pctEGRActMaxRaw(z)，则pctEGRActMax＝pctEGRActMaxRaw；其中pctEGRActMaxRaw(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最大值初始值；
当pctEGRActMaxRaw<pctEGRActMaxRaw(z)，则pctEGRActMax＝Min[pctEGRActMax(z)-Δpctrate×Δt，pctEGRActMaxRaw]；其中，Δt(本实施例中为10ms)为采样周期，pctEGRActMax(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最大值，Δpctrate为Δt的允许变化率；
当pctEGRActMinRaw≥pctEGRActMinRaw(z)，则pctEGRActMi＝Min[pctEGRActMin(z)+Δpctrate×Δt，pctEGRActMaxRaw]；其中，pctEGRActMin(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最小值；
当pctEGRActMinRaw<pctEGRActMinRaw(z)，则pctEGRActMin＝pctEGRActMinRaw；
Δpctrate的值根据EGR阀废气目标流量dmEGR、EGR阀目标开度变化率dmEGRSep、蓄电池电压VBattery共同决定，具体地，
Δpctrate＝ΔpctrateBase×f(dmEGR,dpctEGRSep)×f(VBattery)
上式中，ΔpctrateBase为基本变化率，其通过在一定的EGR阀废气目标流量dmEGR(本实施例中为15g/s)、EGR阀目标开度变化率dpctEGRSep(本实施例中为0)以及蓄电池电压VBattery(本实施例中为12V)的工况下，对标性能劣化的EGR阀与正常EGR阀而得；f(dmEGR,dpctEGRSep)为依据dmEGR、dpctEGRSep确定的修正因子，f(VBattery)为依据VBattery确定的修正因子；
Figure BDA0003719449710000101
Figure BDA0003719449710000102
若出现pctEGRAct<pctEGRActMin或pctEGRAct>pctEGRActMax，则表明该采样周期内出现EGR阀性能故障，若在本次驾驶循环中，在TEGRValveTotal(本实施例中为100ms)的时间内，出现EGR阀性能故障的周期时长累加后不少于TEGRValveErLim(本实施例中为80ms)，则判断本次驾驶循环中出现EGR阀性能失效；其中TEGRValveTotal、TEGRValveErLim为预设的时间值。
按上述方案，NMargin的取值规则具体为，设置发动机进气系统控制瞬态工况系数rAirTrans，当目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力以及节气门入口实际进气压力这4项影响因子均满足其各自对应的稳态工况条件时，rAirTrans＝0；当上述4项影响因子均不满足各自对应的稳态工况条件时，rAirTrans＝1；当上述4项影响因子中存在X项影响因子不满足各自对应的稳态条件时，
Figure BDA0003719449710000111
同时限制rAirTrans的变化率不超过每10ms变化0.025，rAirTrans与NMargin具体对应关系如下，
<![CDATA[r<sub>AirTrans</sub>]]> 0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.925 1
<![CDATA[N<sub>Margin</sub>]]> 4 5 6 8 9 10 11 13 15
按上述方案，目标进气量满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的目标进气量的低通滤波值rhoDesFilter(N)，
rhoDesFilter(N)
＝KRho×[rhoDesRaw(N)-rhoDesFilter(N-1)]
+rhoDesFilter(N-1)
特殊地，rhoDesFilter(0)＝rhoDesRaw(0)；
上式中，rhoDesRaw(N)为第N个采样周期的目标进气量，rhoDesFilter(N-1)为第N-1个采样周期的目标进气量的低通滤波值，采样周期间隔为Δt；Krho为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000112
m为发动机缸数(本实施例中为4)，n为发动机转速(本实施例中为1000rpm)，kRho为气量滤波系数(本实施例中为0.02)；
当满足
|rhoDesRaw(N)-rhoDesFilter(N)|<min[rhoDesRaw(N),rhoDesFilter(N)]×rRhoLi，并且满足该条件的持续时间超过TRho(本实施例中为0.4s)，则表明目标进气量满足其稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TRho，才表明目标进气量满足其稳态工况条件；rRhoLi(本实施例中为0.05)为系数值。
按上述方案，节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
节气门流阀体满足以下公式，
Figure BDA0003719449710000121
其中，
Figure BDA0003719449710000122
为节气门处气体流量，Athr为节气门有效面积，R为为气体常数，T为节气门入口气体温度，ppre为节气门入口气体压力，pMan为节气门出口气体压力，
Figure BDA0003719449710000123
为节气门出口气体压力与节气门入口气体压力比值的函数；
本实例取值如下：
Figure BDA0003719449710000124
设置特征参数
Figure BDA0003719449710000125
并引入以下公式
fThrFilter(N)＝KThr×[fThr(N)-fThrFilter(N-1)]+fThrFilter(N-1)fThrFilter(0)＝0
其中，fThrFilter(N)为第N个采样周期的fThr的低通滤波值，fThr(N)为第N个采样周期的fThr，fThrFilter(N-1)为第N-1个采样周期的fThr的低通滤波值，采样周期间隔为Δt(本实施例中为10ms)，KThr为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000126
m为发动机缸数(本实施例中为4)，n为发动机转速(本实施例中为1000rpm)，kThr为节气门滤波系数(本实施例中为0.03)；
当满足|fThr(N)-fThrFilter(N)|<min[fThrFilter(N),fThr(N)]×rThrLim，并且满足该条件的持续时间超过TThr(本实施例中为0.25s)，则表明节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TThr，才表明节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其稳态工况条件；rThrLi为系数值(本实施例中为0.05)。
按上述方案，节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的节气门出口进气压力的低通滤波值pManFilter(N)，pManFilter(N)＝KMan×[pMan(N)-pManFilter(N-1)]+pManFilter(N-1)
其中，pMan(N)为第N个采样周期的节气门出口进气压力，pManFilter(N-1)为第N-1个采样周期的节气门出口进气压力的低通滤波值，采样周期间隔为Δt(本实施例中为10ms)，KMan为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000131
m为发动机缸数(本实施例中为4)，n为发动机转速(本实施例中为1000rpm)，kMan为节气门出口进气压力滤波系数(本实施例中为0.02)；
当满足|pMan(N)-pManFilter(N)|<min[pMan(N),pManFilter(N)]×rManLim，并且满足该条件的持续时间超过TMan(本实施例中为0.4)，则表明节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TMan，才表明节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；rManLim为系数值(本实施例中为0.05)。
按上述方案，节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的节气门入口实际进气压力的低通滤波值ppreFilter(N)，
ppreFilter(N)＝Kpre×[ppre(N)-ppreFilter(N-1)]+ppreFilter(N-1)
其中，ppre(N)为第N个采样周期的节气门入口进气压力，ppreFilter(N-1)为第N-1个采样周期的节气门入口进气压力的低通滤波值，采样周期间隔为Δt(本实施例中为10ms)，Kpre为系数值，且有
Figure BDA0003719449710000141
m为发动机缸数(本实施例中为4)，n为发动机转速(本实施例中为1000rpm)，kpre节气门入口进气压力滤波系数(本实施例中为0.02)；
当满足|ppre(N)-ppreFilter(N)|<min[ppre(N),ppreFilter(N)]×rpreLim，并且满足该条件的持续时间超过Tpre(本实施例中为0.4s)，表明节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过Tpre，才表明节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；rpreLim为系数值(本实施例中为0.05)。
按上述方案，第二诊断方法包括以下步骤，
在目标EGR阀开度小于预设开度时开始计时，监测EGR阀出口压力波动趋于稳定所需的时间TEGRValveClose，TEGRValveClose计算方法为，
pEGRValveOutletFilt(N)＝k1×[pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(N-1)]+pEGRValveOutletFilt(N-1)，N＝1,2,3…
其中
pEGRValveOutletFilt(N-1)为N-1时刻的EGR阀出口废气压力的滤波值，pEGRValveOutletFilt(N)为N时刻的EGR阀出口废气压力的滤波值；时刻N-1与时刻N的时间差为固定更新周期Δt；pEGRValveOutlet为N时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；pEGRValveOutletFilt(0)等于目标EGR阀开度为0时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；
一旦出现|pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(N)|<min[pEGRValveOutlet，pEGRValveOut(N)]×rpresOutLim，且|pEGRValveOutlet-pMixture|<min[pEGRValveOutlet,pMixture]×rpresMixtureLim时，累加目标EGR阀开度为0时刻到该条件满足的时间得到TEGRValveClose；其中，pMixture为EGR气体与新鲜空气混合点的新鲜空气的压力，rpresOutLim(本实施例中为0.08)、rpresMixtureLim(本实施例中为0.03)为系数值；
若TEGRValveClose>TEGRValveCloseLim，则表明EGR阀性能失效，反之EGR阀性能未失效；其中TEGRValveCloseLim为预设的时间值。
按上述方案，第三诊断方法包括以下步骤，
首先判断第三诊断方法的启用条件，若目标EGR阀开度大于0，且小于预设开度(本实施例为3％)，且目标EGR阀开度波动在±0.5％范围内，则执行以下的第三诊断方法；
若pEGRValveOutet-pMixture<pDifflim时，则表明EGR阀性能失效，反之进行下一步；其中pDifflim为预设压力值(本实施例中为0.5kPa)；
若监测EGR阀出口压力之差波动趋于稳定所需的时间TEGRValveLilltleOpen超过其对应的预设时间TEGRValveLilltleOpenLim(本实施例中为0.45s)时，则表明EGR阀性能失效；其中TEGRValveLilltleOpen的计算方法为，
pEGRValveOutletFilt(M)＝k1×[pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(M-1)]+pEGRValveOutletFilt(M-1)，M＝1,2,3…
pEGRValveOutletFilt(M-1)为M-1时刻的EGR阀出口废气压力滤波值，pEGRValveOutletFilt(M)为M时刻的EGR阀出口废气压力滤波值，时刻M-1与时刻M的时间差为固定更新周期Δt；pEGRValveOutl为M时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；pEGRValveOutletFilt(0)等于目标EGR阀开度为0时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；
一旦出现|pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(M)|<min[pEGRValveOutlet，pEGRValveOutletFilt(M)]×rpresOutLim，累加从目标EGR阀开度条件刚满足时到当前时刻时间得到TEGRValveLilltleOpen。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上文所述EGR阀性能失效监测方法的步骤。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、进行诊断前置条件判断，当发动机处于运行状态且EGR系统的传感器无故障时，进入EGR阀性能失效监测判断步骤；
S2、EGR阀性能失效监测判断步骤包括第一至第三诊断方法，当满足诊断前置条件时，首先执行第一诊断方法，若第一诊断方法的诊断结果为出现EGR阀性能失效，则EGR阀性能失效监测判断步骤终止，若第一诊断方法的诊断结果为未监测出EGR阀性能失效，则对第二和第三的诊断方法的启用条件进行判断，并执行满足其对应启用条件的诊断方法，当第二或第三诊断方法的诊断结果为出现EGR阀性能失效，则EGR阀性能失效监测判断步骤终止，否则继续执行未被执行过的诊断方法，并且在同一驾驶循环的EGR阀性能失效监测判断步骤中，相同的诊断方法至多进行一次，当所有诊断方法均未监测出EGR阀性能失效时，判断本次驾驶循环未出现EGR阀性能失效，EGR阀性能失效监测判断步骤终止；
其中第一诊断方法根据目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力、节气门入口实际进气压力的变化情况以及EGR阀废气目标流量、EGR阀目标开度变化率、蓄电池电压进行EGR阀性能失效判断；
第二诊断方法、第三诊断方法根据EGR阀出口废气压力进行EGR阀性能失效判断。
2.根据权利要求1所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：第一诊断方法包括以下步骤，
设置参数NMargin，NMargin的取值根据目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力以及节气门入口实际进气压力的变化情况决定；
随后将目标EGR阀开度最大值pctEGRSemax、最小值pctEGRSemin分别作为实际EGR阀开度最大值初始值pctEGRActMaxRaw、实际EGR阀开度最小值初始值pctEGRActMinRaw；根据EGR阀废气目标流量、EGR阀目标开度变化率、蓄电池电压限定实际EGR阀开度变化率，进而得到最终的实际EGR阀开度最大值pctEGRActMax以及实际EGR阀开度最小值pctEGRActMin，具体地，
当pctEGRActMaxRaw≥pctEGRActMaxRaw(z)，则pctEGRActMax＝pctEGRActMaxRaw；其中pctEGRActMaxRaw(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最大值初始值；
当pctEGRActMaxRaw＜pctEGRActMaxRaw(z)，则pctEGRActMax＝Min[pctEGRActMax(z)-Δpctrate×Δt，pctEGRActMaxRaw]；其中，Δt为采样周期，pctEGRActMax(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最大值，Δpctrate为Δt的允许变化率；
当pctEGRActMinRaw≥pctEGRActMinRaw(z)，则pctEGRActMin＝Min|pctEGRActMin(z)+Δpctrate×Δt，pctEGRActMaxRaw|；其中，pctEGRActMin(z)为上一采样周期的实际EGR阀开度最小值；
当pctEGRActMinRaw＜pctEGRActMinRaw(z)，则pctEGRActMin＝pctEGRActMinRaw；
Δpctrate的值根据EGR阀废气目标流量dmEGR、EGR阀目标开度变化率dmEGRSep、蓄电池电压VBattery共同决定，具体地，
Δpctrate＝ΔpctrateBase×f(dmEGR，dpctEGRSep)×f(VBattery)
上式中，ΔpctrateBase为基本变化率，其通过在一定的EGR阀废气目标流量dmEGR、EGR阀目标开度变化率dpctEGRSep以及蓄电池电压VBattery的工况下，对标性能劣化的EGR阀与正常EGR阀而得；f(dmEGR，dpctEGRSep)为依据dmEGR、dpctEGRSep确定的修正因子，f(VBattery)为依据VBattery确定的修正因子；
若出现pctEGRAct＜pctEGRActMin或pctEGRAct＞pctEGRActMax，则表明该采样周期内出现EGR阀性能故障，若在本次驾驶循环中，在TEGRValveTotal的时间内，出现EGR阀性能故障的周期时长累加后不少于TEGRValveErLim，则判断本次驾驶循环中出现EGR阀性能失效；其中TEGRValveTotai、TEGRValveErLim为预设的时间值。
3.根据权利要求2所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：NMargin的取值规则具体为，设置发动机进气系统控制瞬态工况系数rAirTrans，当目标进气量、节气门气体流量与有效面积的特征参数、节气门出口实际进气压力以及节气门入口实际进气压力这4项影响因子均满足其各自对应的稳态工况条件时，rAirTrans＝0；当上述4项影响因子均不满足各自对应的稳态工况条件时，rAirTrans＝1；当上述4项影响因子中存在X项影响因子不满足各自对应的稳态条件时，
Figure FDA0004128654070000031
同时限制rAirTrans的变化率不超过每10ms变化0.025，rAirTrans与NMargin具体对应关系如下，
上表中，rAirTrans的值为0、0.25、0.5、0.75、1时，分别对应的X值为0、1、2、3、4；rAirTrans的值0.125、0.375、0.625、0.925为X值产生突变时，rAirTrans在0、0.25、0.5、0.75、1之间以其限制的最大变化率变化时而产生的值。
4.根据权利要求3所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：目标进气量满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的目标进气量的低通滤波值rhoDesFilter(N)，
rhoDesFilter(N)
＝KRho×[rhoDesRaw(N)-rhoDesFilter(N-1)]+rhoDesFilter(N-1)
特殊地，rhoDesFilter(0)＝rhoDesRaw(0)；
上式中，rhoDesRaw(N)为第N个采样周期的目标进气量，rhoDesFilter(N-1)为第N-1个采样周期的目标进气量的低通滤波值，采样周期间隔为Δt；KRho为系数值，且有
Figure FDA0004128654070000041
m为发动机缸数，n为发动机转速，kRho为气量滤波系数；
当满足|rhoDesRaw(N)-rhoDesFilter(N)|＜min[rhoDesRaw(N)，rhoDesFilter(N)]×rRhoLim，并且满足该条件的持续时间超过TRho，则表明目标进气量满足其稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TRho，才表明目标进气量满足其稳态工况条件；rRhoLim为系数值。
5.根据权利要求3所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
节气门流阀体满足以下公式，
Figure FDA0004128654070000042
其中，
Figure FDA0004128654070000043
为节气门处气体流量，Athr为节气门有效面积，R为为气体常数，T为节气门入口气体温度，ppre为节气门入口气体压力，pMan为节气门出口气体压力，
Figure FDA0004128654070000044
为节气门出口气体压力与节气门入口气体压力比值的函数；
设置特征参数
Figure FDA0004128654070000045
并引入以下公式
fThrFilter(N)＝KThr×[fThr(N)-fThrFilter(N-1)]+fThrFilter(N-1)
其中，fThrFilter(N)为第N个采样周期的fThr的低通滤波值，fThr(N)为第N个采样周期的fThr，fThrFilter(N-1)为第N-1个采样周期的fThr的低通滤波值，KThr为系数值，且有
Figure FDA0004128654070000046
m为发动机缸数，n为发动机转速，kThr为节气门滤波系数；
当满足|fThr(N)-fThrFilter(N)|＜min[fThrFilter(N)，fThr(N)]×rThrLim，并且满足该条件的持续时间超过TThr，则表明节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TThr，才表明节气门气体流量与有效面积的特征参数满足其稳态工况条件；rThrLim为系数值。
6.根据权利要求3所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的节气门出口进气压力的低通滤波值pManFilter(N)，
pManFilter(N)＝KMan×[pMan(N)-pManFilter(N-1)]+pManFilter(N-1)
其中，pMan(N)为第N个采样周期的节气门出口进气压力，pManFilter(N-1)为第N-1个采样周期的节气门出口进气压力的低通滤波值，KMan为系数值，且有
Figure FDA0004128654070000051
m为发动机缸数，n为发动机转速，kMan为节气门出口进气压力滤波系数；
当满足|pMan(N)-pManFilter(N)|＜min[pMan(N)，pManFilter(N)]×rManLimm，并且满足该条件的持续时间超过TMan，则表明节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过TMan，才表明节气门出口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；rManLim为系数值。
7.根据权利要求3所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件的判断方法为，
计算第N个采样周期的节气门入口实际进气压力的低通滤波值ppreFilter(N)，
ppreFilter(N)＝Kpre×[ppre(N)-ppreFilter(N-1)]+ppreFilter(N-1)
其中，ppre(N)为第N个采样周期的节气门入口进气压力，ppreFilter(N-1)为第N-1个采样周期的节气门入口进气压力的低通滤波值，Kpre为系数值，且有
Figure FDA0004128654070000052
m为发动机缸数，n为发动机转速，kpre节气门入口进气压力滤波系数；
当满足|ppre(N)-ppreFilter(N)|＜min[ppre(N)，ppreFilter(N)]×rpreLim，并且满足该条件的持续时间超过Tpre，表明节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；一旦不满足上述条件，则重新进行计时，直到再次满足上述条件且持续时间超过Tpre，才表明节气门入口实际进气压力满足其对应的稳态工况条件；rpreLim为系数值。
8.根据权利要求1所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：第二诊断方法包括以下步骤，
在目标EGR阀开度小于预设开度时开始计时，监测EGR阀出口压力波动趋于稳定所需的时间TEGRValveClose，TEGRValveClose计算方法为，
pEGRValveOutletFilt(N)＝k1×[pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(N-1)]+pEGRValveOutletFilt(N-1)，N＝1，2，3...
其中
pEGRValveOutletFilt(N-1)为N-1时刻的EGR阀出口废气压力的滤波值，pEGRValveOutletFilt(N)为N时刻的EGR阀出口废气压力的滤波值；时刻N-1与时刻N的时间差为固定更新周期Δt；pEGRValveOutlet为N时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；pEGRValveOutletFilt(0)等于目标EGR阀开度为0时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；
一旦出现|pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(N)|＜min|pEGRValveOutlet，pEGRValveOutletFilt(N)]×rpresOutLim，且|pEGRValveOutlet-pMixture|＜min[pEGRValveOutlet，pMixture]×rpresMixtureLim时，累加目标EGR阀开度为0时刻到该条件满足的时间得到TEGRValveClose；其中，pMixture为EGR气体与新鲜空气混合点的新鲜空气的压力，rpresOutLim、rpresMixtureLim为系数值；
若TEGRValveClose＞TEGRValveCloseLim，则表明EGR阀性能失效，反之EGR阀性能未失效；其中TEGRValveCloseLim为预设的时间值。
9.根据权利要求8所述的EGR阀性能失效监测方法，其特征在于：第三诊断方法包括以下步骤，
首先判断第三诊断方法的启用条件，若目标EGR阀开度大于0，且小于预设开度，且目标EGR阀开度波动在±0.5％范围内，则执行以下的第三诊断方法；
若pEGRValveOutet-pMixture＜pDifflim时，则表明EGR阀性能失效，反之进行下一步；其中pDifflim为预设压力值；
若监测EGR阀出口压力之差波动趋于稳定所需的时间TEGRValveLilltleOpen超过其对应的预设时间TEGRValveLilltleOpenLim时，则表明EGR阀性能失效；其中TEGRValveLilltleOpen的计算方法为，
pEGRValveOutletFilt(M)＝k1×[pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(M-1)]+pEGRValveOutletFilt(M-1)，M＝1，2，3...
pEGRValveOutletFilt(M-1)为M-1时刻的EGR阀出口废气压力滤波值，pEGRValveOutletFilt(M)为M时刻的EGR阀出口废气压力滤波值，时刻M-1与时刻M的时间差为固定更新周期Δt；pEGRValveOutlet为M时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；pEGRValveOutletFilt(0)等于目标EGR阀开度为0时刻的传感器读取实际EGR阀出口废气压力；
一旦出现|pEGRValveOutlet-pEGRValveOutletFilt(M)|＜min[pEGRValveOutlet，pEGRValveOutletFilt(M)]×rpresOutLim，累加从目标EGR阀开度条件刚满足时到当前时刻时间得到TEGRValveLilltleOpen。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
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