CN115182813A - 一种混合动力汽车的发动机失火监测方法 - Google Patents

一种混合动力汽车的发动机失火监测方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种混合动力汽车的发动机失火监测方法，所述监测方法包括：在所述发动机工作过程中，根据预设条件选取多个分段时间窗口，获取各所述分段时间窗口对应的实际失火信号值，根据所述实际失火信号值进行失火判定。本申请实施例的发动机失火监测方法失火监测准确性较高。

Description

一种混合动力汽车的发动机失火监测方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种混合动力汽车的发动机失火监测方法。
背景技术
对于传统燃油车来说，失火监测已经是一个经典的诊断概念。现有的失火监测原理基本一致，即：当某一气缸发生失火时，发动机曲轴旋转速度会降低，EMS系统通过监测曲轴旋转速度的变化来判定是否有失火发生。EMS系统会根据曲轴旋转速度的变化实时计算失火信号值，如果发动机运转平稳，计算得到的失火信号值就较小，当曲轴旋转速度突然降低，会计算得到一个较大的失火信号值，如果失火信号值超过标定的限值，则认为发生了失火。因此对于传统燃油车，可以基于一个固定的失火阈值表以在线监测失火车辆是否发生失火。
然而，对于混合动力汽车来说，当直接沿用传统燃油车的监测方法，发动机发生失火后，电机会进行扭矩补偿，并产生共振信号，从而出现“共振”问题。并且在失火率不同时，会产生不同的共振表现，这使得在一些失火率下失火信号值被消减，无法监测到失火，而在另一些失火率下失火信号值被叠加，振荡信号被放大，从而监测到比实际失火程度更高的失火率，导致失火阈值表无法在所有情况下都准确监测失火。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种失火监测准确性较高的混合动力汽车的发动机失火监测方法。
为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供了一种混合动力汽车的发动机失火监测方法，所述监测方法包括：
在所述发动机工作过程中，根据预设条件选取多个分段时间窗口；
获取各所述分段时间窗口对应的实际失火信号值；
根据所述实际失火信号值进行失火判定。
一种实施方式中，所述根据预设条件选取多个分段时间窗口，包括：
根据所述发动机的当前工况确定所选取的所述分段时间窗口的数量；
根据确定的数量对所述分段时间窗口进行选取。
一种实施方式中，所述分段时间窗口的设置方法包括：
根据所述发动机的转速和负荷确定对应的多个时间窗口；
获取各所述时间窗口中失火率大于0时的第一失火信号值以及失火率等于0时的第二失火信号值；
根据所述第一失火信号值确定第一设定区间，并根据所述第二失火信号值确定第二设定区间；
将所述第一设定区间的下限值大于所述第二设定区间的上限值的所述时间窗口设置为所述分段时间窗口。
一种实施方式中，通过三西格玛准则分别对所述第一失火信号值和所述第二失火信号值进行运算以对应确定所述第一设定区间和所述第二设定区间。
一种实施方式中，所述发动机具有多种工况，根据所述发动机在所处工况下的失火监测结果确定各所述工况所对应的所述分段时间窗口的数量。
一种实施方式中，多种所述工况包括第一工况；
若所述第一工况存在具有失火漏报的所述分段时间窗口，则增加所选取的所述分段时间窗口的数量。
一种实施方式中，多种所述工况包括第二工况；
若所述第二工况存在具有失火误报的所述分段时间窗口，则去除存在失火误报的所述分段时间窗口。
一种实施方式中，所述获取各所述分段时间窗口对应的实际失火信号值，包括：
根据各所述分段时间窗口内所述发动机曲轴旋转的角加速度获取所述实际失火信号值。
一种实施方式中，所述根据所述实际失火信号值进行失火判定，包括：
获取各所述分段时间窗口对应的失火阈值；
将所述实际失火信号值和所述失火阈值进行对比以进行失火判定。
一种实施方式中，所述将所述实际失火信号值和所述失火阈值进行对比以进行失火判定，包括：
当至少一个所述分段时间窗口的所述实际失火信号值大于对应的所述失火阈值，则判定所述发动机失火故障。
一种实施方式中，所述将所述实际失火信号值和所述失火阈值进行对比以进行失火判定，包括：
当全部所述分段时间窗口的所述实际失火信号值小于或等于对应的所述失火阈值，则判定所述发动机无失火故障。
一种实施方式中，所述失火阈值的设置方法包括：
根据各所述分段时间窗口中失火率大于0时的第一失火信号值确定第一设定区间，并根据各所述分段时间窗口中失火率等于0时的第二失火信号值确定第二设定区间；
将小于所述第一设定区间的下限值且大于所述第二设定区间的上限值的任一数值设置为所述失火阈值。
本申请实施例提供了一种混合动力汽车的发动机失火监测方法,该发动机失火监测方法在发动机工作过程中，可以根据预设条件选取多个分段时间窗口，由此，混合动力汽车在不同预设条件下可以选择多个不同的分段时间窗口进行失火计算，能够通过综合各分段时间窗口的失火监测结果进行失火判定，以消减混合动力汽车共振问题对失火监测结果的影响，从而整体上提高发动机失火监测的准确性。
附图说明
图1为本申请一实施例的一种发动机失火监测方法的流程图；
图2为本申请另一实施例的一种发动机失火监测方法的流程图；
图3为本申请再一实施例中一分段时间窗口的失火信号值与失火阈值的测试试验结果图，其中失火率随时间的推移而变化；
图4为与图3同一工况下另一分段时间窗口的失火信号值与失火阈值的测试试验结果图，其中失火率随时间的推移而变化；
图5为图3和图4中失火率随时间的变化图。
附图标记说明
失火阈值10；失火信号值20；失火率30；时间T。
具体实施方式
本申请一实施例提供了一种混合动力汽车的发动机失火监测方法，请参阅图1，监测方法包括：
步骤S1：在发动机工作过程中，根据预设条件选取多个分段时间窗口。
步骤S2：获取各分段时间窗口对应的实际失火信号值。
步骤S3：根据实际失火信号值进行失火判定。
在发动机工作过程中，发动机各个气缸均会完成进气、压缩、膨胀、排气的工作循环，发动机在一个工作循环中曲轴共旋转720°，分段时间窗口为其中一段曲轴旋转的角度范围。
实际失火信号值指的是根据发动机实际工作过程中设定的参数变化获取的失火信号值，例如，根据各分段时间窗口内发动机曲轴旋转的角加速度获取实际失火信号值。不同的分段时间窗口会对应获取不同的实际失火信号值。
具体地，预设条件是根据实际需要预先设定的条件，如发动机的当前工况，或发动机的当前转速和当前负荷。根据预设条件选取多个分段时间窗口指的是，当发动机工作过程中达到预设条件中的某一具体设定要求，则选取与该设定要求匹配的分段时间窗口。
相关技术中，也有通过标定得出混合动力汽车分别在串联和并联两种模式下驱动时的失火阈值表进行失火监测的技术方案，该方案结合CAN(控制器域网)上的串/并联模式信号，当识别到车辆处于串联模式时，使用串联模式阈值表判定失火，当识别到车辆处于并联模式时，使用并联模式阈值表判定失火。然而，采用CAN信号判断选取串联还是并联失火阈值表进行失火监测存在时滞问题。失火监测周期为气缸点火的周期，一般远远低于CAN通讯周期。整车运行工况复杂且变化较快，CAN信号的滞后极可能导致选取的失火阈值表不是当前工况下所需要的，可能导致失火监测不准确。
而本申请实施例是直接通过预设条件直接选用匹配的分段时间窗口，以根据获取的多个实际失火信号值进行失火判定，无需采用CAN信号选择失火阈值表，在失火判定上没有时滞性。
本申请实施例的发动机失火监测方法在发动机工作过程中，可以根据预设条件选取多个分段时间窗口，由此，混合动力汽车在不同预设条件下可以选择多个不同的分段时间窗口进行失火计算，能够通过综合各分段时间窗口的失火监测结果进行失火判定，以消减混合动力汽车共振问题对失火监测结果的影响，从而整体上提高发动机失火监测的准确性。
一实施例中，根据预设条件选取多个分段时间窗口包括：
根据发动机的当前工况确定所选取的分段时间窗口的数量。
根据确定的数量对分段时间窗口进行选取。
具体地，发动机处在不同的工况下，与之匹配的具体分段时间窗口并不相同，且对应选取的分段时间窗口的数量也不相同。由此，可以采用与发动机当前工况相适应的分段时间窗口进行失火监测，以极大程度提高混合动力汽车在各种复杂工况下的失火监测准确性。
需要说明的是，各工况与分段时间窗口及其数量的对应情况是已经预先确定的，如通过测试试验确定工况与分段时间窗口的对应关系。
示例性地，发动机具有多种工况，根据发动机在所处工况下的失火监测结果确定各工况所对应的分段时间窗口的数量。
需要说明的是，失火监测结果指的是测试试验中各工况失火判定获取的结果，根据各失火监测结果是否良好，确定是否设置与之对应的分段时间窗口。其中，各失火监测结果是否良好指的是失火监测结果是否能够良好的反应混合动力汽车的失火情况。
示例性地，多种工况包括第一工况，若第一工况存在具有失火漏报的分段时间窗口，则增加所选取的分段时间窗口的数量。
具体地，失火漏报指的是在一些工况下，电机会产生共振信号使得失火信号值30被消减，无法监测到失火。因此，在测试试验中，可以通过加设分段时间窗口的数量，将不同分段时间窗口的优势进行互补，只要有一个分段时间窗口监测到失火，即可以判定发动机失火故障，大大提高了失火监测的准确性。
在一些实施例中，多种工况包括第二工况，若第二工况存在具有失火误报的分段时间窗口，则去除存在失火误报的分段时间窗口。
具体地，失火误报指的是在一些工况下，电机会产生共振信号使得失火信号值30被叠加，从而获取到比实际失火程度更高的失火信号值30。因此，在测试试验中，可以自适应关闭一些失火误报明显的分段时间窗口，仅留下表现较好的分段时间窗口进行判定，可以大大提高失火监测的准确性。
需要说明的是，工况和失火率30均可能引起失火误报和失火漏报。
一实施例中，分段时间窗口的设置方法包括：
根据发动机的转速和负荷确定对应的多个时间窗口。其中，时间窗口是发动机在工作循环过程中的任意一段曲轴旋转的角度范围。
获取各时间窗口中失火率30大于0时的第一失火信号值以及失火率30等于0时的第二失火信号值。
具体地，在测试实验中，失火率30可以通过失火发生装置设置。针对同一个时间窗口分别进行有失火(失火率30大于0)和无失火(失火率30等于0)两个测试试验，可以分别获得与失火率30对应的第一失火信号值和第二失火信号值。需要说明的是，两个测试试验能够分别获取一组第一失火信号值和一组第二失火信号值。
根据第一失火信号值确定第一设定区间，并根据第二失火信号值确定第二设定区间。
将第一设定区间的下限值大于第二设定区间的上限值的时间窗口设置为分段时间窗口。由此，可以确保设置的分段时间窗口能够根据实际失火信号值准确判断是否失火，同时可以预先将发动机转速负荷与各分段时间窗口进行匹配。
具体地，第一设定区间和第二设定区间是分别根据第一失火信号值和第二失火信号值的确定方法可以预先设定，例如，通过三西格玛准则分别对第一失火信号值和第二失火信号值进行运算以对应确定第一设定区间和第二设定区间。
示例性地，根据三西格玛准则，确定第一设定区间为(μ1-3σ1,μ1+3σ1)，第二设定区间为(μ2-3σ2,μ2+3σ2)，其中，μ1为各第一失火信号值的均值，σ1为各第一失火信号值中的标准差，μ2为各第二失火信号值的均值，σ2为各第二失火信号值中的标准差。可以理解的是，满足μ1-3σ1＞μ2+3σ2的时间窗口即为分段时间窗口。
一些实施例中，可以建立一个横坐标为转速，纵坐标为负荷，中间填值为根据测试试验选择的分段时间窗口的标定表，用于在线监测失火，实现更准确的混合动力汽车失火监测。
一实施例中，根据实际失火信号值进行失火判定，包括：获取各分段时间窗口对应的失火阈值10，将实际失火信号值和失火阈值10进行对比以进行失火判定。
也就是说，每一个分段时间窗口都对应一个失火阈值10，由此，在预设条件下，如混合动力汽车的工况达到预设工况，或发动机的转速和荷载达到预设转速和预设荷载，可以选取多个分段时间窗口，并将获取的多个实际失火信号值和失火阈值10对比，综合进行失火判定。
示例性地，请参阅图2，当至少一个分段时间窗口的实际失火信号值大于对应的失火阈值10，则判定发动机失火故障。
当全部分段时间窗口的实际失火信号值小于或等于对应的失火阈值10，则判定发动机无失火故障。
也就是说，只要存在一个分段时间窗口的实际失火信号值大于其失火阈值10，则可以确认其失火。
需要说明的是，不同分段时间窗口下的失火阈值10通过测试试验确定。在测试试验中，引入的失火率30不同，确定的失火阈值10也会存在不同。
一具体实施例中，请参阅图3至图5，不同的分段时间窗口对应有着不同的失火阈值10，同时随着引入的失火率30的变化，失火信号值20和失火阈值10也是随之变化的。其中，两个分段时间窗口在A段和B段部分具有明显的差异，图4中的A段和B段的失火信号值较失火阈值小，图3中的A段和B段的失火信号值较失火阈值大，图4的分段时间窗口存在明显失火漏报的问题，由此，可以结合图3的分段时间窗口共同进行失火判定。
一实施例中，失火阈值10的设置方法包括：根据各分段时间窗口中失火率30大于0时的第一失火信号值确定第一设定区间，并根据各分段时间窗口中失火率30等于0时的第二失火信号值确定第二设定区间，将小于第一设定区间的下限值且大于第二设定区间的上限值的任一数值设置为失火阈值10。
具体地，失火阈值10在第一设定区间和第二设定区间的间隔范围内，由此，可以很准确地将有失火(失火率30大于0)和无失火(失火率30等于0)的情况区分开来。
一具体实施例中，第一设定区间和第二设定区间根据三西格玛准则分别确定为(μ1-3σ1,μ1+3σ1)和(μ2-3σ2,μ2+3σ2)，失火阈值10小于μ1-3σ1且大于μ2+3σ2。
在本申请的描述中，参考术语“一实施例中”、“在一些实施例中”、“一具体实施例中”、或“示例性”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种混合动力汽车的发动机失火监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
在所述发动机工作过程中，根据预设条件选取多个分段时间窗口；
获取各所述分段时间窗口对应的实际失火信号值；
根据所述实际失火信号值进行失火判定。
2.根据权利要求1所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述根据预设条件选取多个分段时间窗口，包括：
根据所述发动机的当前工况确定所选取的所述分段时间窗口的数量；
根据确定的数量对所述分段时间窗口进行选取。
3.根据权利要求2所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述分段时间窗口的设置方法包括：
根据所述发动机的转速和负荷确定对应的多个时间窗口；
获取各所述时间窗口中失火率大于0时的第一失火信号值以及失火率等于0时的第二失火信号值；
根据所述第一失火信号值确定第一设定区间，并根据所述第二失火信号值确定第二设定区间；
将所述第一设定区间的下限值大于所述第二设定区间的上限值的所述时间窗口设置为所述分段时间窗口。
4.根据权利要求3所述的发动机失火监测方法，其特征在于，通过三西格玛准则分别对所述第一失火信号值和所述第二失火信号值进行运算以对应确定所述第一设定区间和所述第二设定区间。
5.根据权利要求2所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述发动机具有多种工况，根据所述发动机在所处工况下的失火监测结果确定各所述工况所对应的所述分段时间窗口的数量。
6.根据权利要求5所述的发动机失火监测方法，其特征在于，多种所述工况包括第一工况；
若所述第一工况存在具有失火漏报的所述分段时间窗口，则增加所选取的所述分段时间窗口的数量。
7.根据权利要求5所述的发动机失火监测方法，其特征在于，多种所述工况包括第二工况；
若所述第二工况存在具有失火误报的所述分段时间窗口，则去除存在失火误报的所述分段时间窗口。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述获取各所述分段时间窗口对应的实际失火信号值，包括：
根据各所述分段时间窗口内所述发动机曲轴旋转的角加速度获取所述实际失火信号值。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述根据所述实际失火信号值进行失火判定，包括：
获取各所述分段时间窗口对应的失火阈值；
将所述实际失火信号值和所述失火阈值进行对比以进行失火判定。
10.根据权利要求9所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述将所述实际失火信号值和所述失火阈值进行对比以进行失火判定，包括：
当至少一个所述分段时间窗口的所述实际失火信号值大于对应的所述失火阈值，则判定所述发动机失火故障。
11.根据权利要求9所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述将所述实际失火信号值和所述失火阈值进行对比以进行失火判定，包括：
当全部所述分段时间窗口的所述实际失火信号值小于或等于对应的所述失火阈值，则判定所述发动机无失火故障。
12.根据权利要求9所述的发动机失火监测方法，其特征在于，所述失火阈值的设置方法包括：
根据各所述分段时间窗口中失火率大于0时的第一失火信号值确定第一设定区间，并根据各所述分段时间窗口中失火率等于0时的第二失火信号值确定第二设定区间；
将小于所述第一设定区间的下限值且大于所述第二设定区间的上限值的任一数值设置为所述失火阈值。
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