CN116877249A - 一种颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置及车辆，涉及车辆技术领域，基于压力检测装置，压力检测装置的一端通过上游管路与颗粒捕捉器的上游连接，压力检测装置的另一端通过下游管路与颗粒捕捉器的下游连接，颗粒捕捉器的故障诊断方法包括：获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值；根据车辆工况数据确定颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值；对管路实测压力值和管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。本发明以颗粒捕捉器正常运行时的管路模型压力值为参考值，根据管路实测压力值与管路模型压力值的对比结果判断是否出现管路脱落故障，提高了管路脱落故障诊断的准确性。

Description

一种颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置及车辆。

背景技术

随着环境保护对汽车尾气中颗粒物的数量和重量的要求越来越严格，GPF(Gasoline Particulate Filter，汽油机颗粒捕捉器)已经逐渐成为汽油机后处理系统中必不可少的装置。GPF通常安装在汽油机的排气端，其核心部件是由金属纤维毡或蜂窝状陶瓷支撑的滤芯，滤芯能够过滤掉汽车尾气中大部分的颗粒物，从而实现对尾气的净化作用。由于GPF出现故障会导致汽车排放尾气中污染物超标，因此需要对GPF进行故障诊断，监测GPF的状态。

现有技术中，GPF的故障诊断方法是在汽油机后处理系统中增设一个单膜压差传感器，单膜压差传感器通过两根管路分别与GPF的上游和下游连接，以检测GPF上游和下游之间的压差值，根据该压差值的变化情况来诊断GPF故障。但是，单膜压差传感器只能检测上游与下游的压差，无法检测上游管路和下游管路的绝对压力，通过上下游的压差进行故障诊断无法有效诊断管路脱落故障，导致存在漏报故障或误报故障的情况。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高管路脱落故障的诊断准确性。

为解决上述问题，本发明提供一种颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置及车辆。

第一方面，本发明提供了一种颗粒捕捉器的故障诊断方法，基于压力检测装置，所述压力检测装置的一端通过上游管路与颗粒捕捉器的上游连接，所述压力检测装置的另一端通过下游管路与所述颗粒捕捉器的下游连接，所述颗粒捕捉器的故障诊断方法包括：

获取车辆工况数据和所述压力检测装置采集的管路实测压力值，所述管路实测压力值包括所述上游管路的上游实测压力值和/或所述下游管路的下游实测压力值；

根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值；

对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。

可选地，所述压力检测装置包括双膜压差传感器。

可选地，所述车辆工况数据包括发动机转速、发动机负荷和车速中的至少一者。

可选地，所述对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障包括：

确定所述管路实测压力值与大气压之间的第一压差值，以及所述管路模型压力值与大气压之间的第二压差值；

确定所述第一压差值的平方，得到实测压差能量值；确定所述第二压差值的平方，得到模型压差能量值；

对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障。

可选地，所述对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障包括：

确定所述实测压差能量值与所述模型压差能量值之间的比值，获得能量比值；

将所述能量比值与预设阈值进行对比，根据对比结果确定是否出现所述管路脱落故障。

可选地，所述根据对比结果确定是否出现管路脱落故障包括：

当所述能量比值小于预设阈值时，确定出现管路错误；

记录不同采集时刻所述能量比值与所述预设阈值的对比次数，以及出现所述管路错误的错误次数；

当所述错误次数与所述对比次数的比值大于预设百分比阈值时，确定出现所述管路脱落故障。

可选地，所述根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值包括：

在预设对应关系中确定与所述车辆工况数据对应的所述管路模型压力值，所述预设对应关系包括所述车辆工况数据和相对应的所述管路模型压力值，所述管路模型压力值包括所述上游管路的上游模型压力值和/或所述下游管路的下游模型压力值。

可选地，所述颗粒捕捉器的故障诊断方法还包括：

确定连续的多个不同采集时刻的所述上游实测压力值与所述下游实测压力值之间的实测压差值，以及各个所述采集时刻的所述上游模型压力值与所述下游模型压力值之间的模型压差值；

确定当前采集时刻的所述模型压差值与前一采集时刻的所述模型压差值之间的第一变化量，以及所述当前采集时刻的所述实测压差值与前一时刻的所述实测压差值之间的第二变化量，所述当前采集时刻为任意一个采集时刻；

根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障。

可选地，所述根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障包括：

将所述第一变化量作为所述当前采集时刻的模型压差梯度，将所述第二变化量作为所述当前采集时刻的实测压差梯度；

根据各个采集时刻的所述模型压差梯度确定所述模型压差梯度关于时间的第一函数，以及所述模型压差梯度关于偏差时间值的第二函数；根据各个采集时刻的所述实测压差梯度确定所述实测压差梯度关于所述偏差时间值的第三函数，其中，所述偏差时间值为所述时间与相邻两个采集时刻之间的时间间隔之和，每相邻两个采集时刻之间的时间间隔相同；

将所述第一函数与所述第二函数相乘，得到模型压差函数；将所述第一函数与所述第三函数相乘，得到实测压差函数；

在预设时间区间内，对所述模型压差函数根据时间进行积分，得到模型压差积分值；并对所述实测压差函数根据时间进行积分，得到实测压差积分值；

确定所述实测压差积分值与所述模型压差积分值之间的比值，得到压差梯度相互关系数；

判断所述压差梯度相互关系数是否在预设故障阈值范围内，根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障。

可选地，所述根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障包括：

当所述压差梯度相互关系数在所述预设故障阈值范围内时，确定出现颗粒捕捉器错误；

当出现所述颗粒捕捉器错误的次数达到预设次数限值时，确定出现所述颗粒捕捉器移除故障。

第二方面，本发明提供了一种颗粒捕捉器的故障诊断装置，基于压力检测装置，所述压力检测装置的一端通过上游管路与颗粒捕捉器的上游连接，所述压力检测装置的另一端通过下游管路与所述颗粒捕捉器的下游连接，所述颗粒捕捉器的故障诊断装置包括：

获取模块，用于获取车辆工况数据和所述压力检测装置采集的管路实测压力值，所述管路实测压力值包括所述上游管路的上游实测压力值和/或所述下游管路的下游实测压力值；

处理模块，用于根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值；

判断模块，用于对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。

第三方面，本发明提供了一种车辆，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法。

本发明的颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置及车辆的有益效果是：压力检测装置用于采集颗粒捕捉器上游(即上游管路)的上游实测压力值，和/或颗粒捕捉器下游(即下游管路)的下游实测压力值。获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值，一个管路的管路实测压力值不受另一个管路的压力的影响，例如上游管路的管路实测压力值不受下游管路的压力影响。车辆工况数据可包括发动机负荷、发动机转速和车速中的至少一者。根据车辆工况数据确定颗粒捕捉器正常运行时的管路模型压力值，管路模型压力值在对应的车辆工况下固定，以管路模型压力值为参考值，对比管路模型实测压力值和管路模型压力值，根据对比结果能够准确判断是否出现管路脱落故障，提高了管路脱落故障的诊断准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种压力检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种颗粒捕捉器的故障诊断方法的流程示意图；

图3为本发明实施例的另一种颗粒捕捉器的故障诊断方法的流程示意图；

图4为本发明实施例的又一种颗粒捕捉器的故障诊断方法的流程示意图；

图5为本发明实施例的出现颗粒捕捉器移除+上游管路脱落的并发故障时各诊断数据的波形示意图；

图6为本发明实施例的出现颗粒捕捉器移除+下游管路脱落的并发故障时各诊断数据的波形示意图；

图7为本发明实施例的一种颗粒捕捉器的故障诊断装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、催化器；2、颗粒捕捉器；3、压力检测装置；4、上游管路；5、下游管路；6、消音器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

现有技术中，常通过单膜压差传感器采集颗粒捕捉器的上下游压差，并监测上下游压差的变化，根据变化情况诊断颗粒捕捉器和管路脱落的故障。具体而言，在获取到单膜压差传感器输出的上下游压差信号后，通过低通滤波得到上下游压差，计算上下游压差的平方，得到压差能量值；将压差能量值与预设阈值进行对比，根据对比结果判断是否出现错误；记录压差能量与预设阈值的对比次数，以及对比过程中出现错误的错误次数，将错误次数与对比次数的比值与预设百分比阈值进行对比，以诊断下游管路脱落故障和颗粒捕捉器移除故障。

需要说明的是，正常情况下上游管路中的压力通常大于下游管路中的压力，且均大于大气压。

单膜压差传感器只能采集上游管路与下游管路之间的压力差，不能输出上游管路和下游管路的绝对压力值，导致现有的故障诊断方法存在以下三个问题：

(1)当上游管路脱落时，单膜压差传感器测量的是大气压与下游管路的压差值，其只能在大负荷条件下实现准确诊断，且无法区分上游管路脱落和管路接反两种故障，例如上游管路脱落时大气压与下游管路的压差值为负值，上下游管路接反时传感器检测的压差值也为负值，导致无法区分两种故障。

(2)当下游管路脱落时，单膜压差传感器测量的是上游管路与大气压的压差值，下游管路脱落与管路正常的压差能量值有重叠，所以现有诊断方法，在某些工况下无法准确诊断出下游管路是否脱落，例如当下游管路压力接近于大气压时诊断结果可能出现出错。

(3)无法在颗粒捕捉器移除状态下同时诊断出颗粒捕捉器移除+上游管脱落、颗粒捕捉器移除+下游管脱落的故障，存在漏报或者误报故障的风险。

针对上述现有技术无法有效诊断颗粒捕捉器上下游的管路脱落故障以及相关叠加故障的问题，本发明实施例提供了一种颗粒捕捉器的故障诊断方法、装置、车辆及计算机可读存储介质。

如图1所示，本发明实施例提供的一种压力检测装置3，所述压力检测装置3的一端通过上游管路4与颗粒捕捉器2的上游连接，所述压力检测装置3的另一端通过下游管路5与颗粒捕捉器2的下游连接。

具体地，颗粒捕捉器2设置在催化器1与消音器6之间，压力检测装置3的一端与上游管路4的一端连接，上游管路4的另一端安装在催化器1与颗粒捕捉器2之间；压力检测装置3的另一端与下游管路5的一端连接，下游管路5的另一端安装在颗粒捕捉器2与消音器6之间。

颗粒捕捉器2的上游表示颗粒捕捉器2的进气端，即颗粒捕捉器2与催化器1之间的管路；颗粒捕捉器2的下游表示颗粒捕捉器2的出气端，即颗粒捕捉器2与消音器6之间的管路。压力检测装置3用于采集上游管路4中的上游实测压力值和下游管路5中的下游实测压力值。

示例性地，压力检测装置3可包括双膜压差传感器，其采用双膜绝压技术，内置两个压敏元件、一个芯片处理器和一个数字转换器，两个压敏元件分别感应颗粒捕捉器2上游和下游的绝对压力，芯片处理器用于处理上游和下游的压力信号，数字转换器用于将模拟信号转换成数字信号，双膜压差传感器可同时输出上游绝对压力值、下游绝对压力值和上下游压差值。

压力检测装置3还可包括两个压力传感器，其中一个压力传感器通过上游管路4与颗粒捕捉器2的上游连接，用于采集上游绝对压力值，另一个压力传感器通过下游管路5与颗粒捕捉器2的下游连接，用于采集下游绝对压力值，两个压力传感器分别与控制器连接，控制器对上游绝对压力值和下游绝对压力值进行处理，得到上下游压差值。

本实施例中，压力检测装置3能够检测上游管路4中的上游实测压力值和下游管路5中的下游实测压力值，根据上游实测压力值和下游实测压力值可确定上下游压差值，多种压力信息为颗粒捕捉器2的故障诊断提供了充足的数据，能够提高后续故障诊断的准确性。

如图2所示，本发明实施例提供的一种颗粒捕捉器的故障诊断方法，基于如上所述的压力检测装置3，所述颗粒捕捉器的故障诊断方法包括：

S100，获取车辆工况数据和所述压力检测装置采集的管路实测压力值，所述管路实测压力值包括所述上游管路的上游实测压力值和/或所述下游管路的下游实测压力值。

具体地，车辆工况数据可包括发动机转速、发动机负荷和车速中的至少一者，压力检测装置用于采集颗粒捕捉器上游(即上游管路)的上游实测压力值P1和/或颗粒捕捉器下游(即下游管路)的下游实测压力值P2。

具体而言，可获取双膜压差传感器采集的上游压力信号和下游压力信号，对两个压力信号进行低通数字滤波处理，滤波截止频率可为3.5Hz，得到上游实测压力值P1和下游实测压力值P2。

S200，根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值。

具体地，管路模型压力值可包括颗粒捕捉器上游的上游模型压力值P1m和/或颗粒捕捉器的下游模型压力值P2m。

可预先根据颗粒捕捉器正常运行时的历史数据(历史车辆工况数据和对应的管路模型压力值)建立对应关系或模型等。当获取到当前时刻的车辆工况数据时，可根据模型计算对应的管路模型压力值，或在对应关系中确定对应的管路模型压力值。

S300，对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。

示例性地，可将管路实测压力值与管路模型压力值进行对比，根据对比结果判断是否出现管路脱落故障。还可确定管路实测压力值与管路模型压力值之间的差值，并将差值与对应阈值进行对比，当差值大于对应阈值时，确定出现管路脱落故障。

具体地，管路脱落故障可包括上游管路脱落故障和/或下游管路脱落故障。

当管路实测压力值为上游实测压力值时，根据车辆工况数据确定颗粒捕捉器正常运行时的上游模型压力值，对比上游实测压力值与上游模型压力值，根据对比结果判断是否出现上游管路脱落故障。

当管路实测压力值为下游实测压力值时，根据车辆工况数据确定颗粒捕捉器正常运行时的下游模型压力值，对比下游实测压力值与下游模型压力值，根据对比结果判断是否出现下游管路脱落故障。

本实施例中，获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值，一个管路的管路实测压力值不受另一个管路的压力的影响，例如上游管路的管路实测压力值不受下游管路的压力影响。车辆工况数据可包括发动机负荷、发动机转速和车速中的至少一者。根据车辆工况数据确定颗粒捕捉器正常运行时的管路模型压力值，管路模型压力值在对应的车辆工况下固定，以管路模型压力值为参考值，对比管路模型实测压力值和管路模型压力值，根据对比结果能够准确判断是否出现管路脱落故障，提高了管路脱落故障的诊断准确性。

可选地，如图3所示，所述对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障包括：

S310，确定所述管路实测压力值与大气压之间的第一压差值，以及所述管路模型压力值与大气压之间的第二压差值；

S320，确定所述第一压差值的平方，得到实测压差能量值；确定所述第二压差值的平方，得到模型压差能量值；

S330，对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障。

示例性地，以管路实测压力值为上游实测压力值P1，管路模型压力值为上游模型压力值P1m为例，假设大气压为P0。先确定上游实测压力值P1与大气压P0之间的第一压差值P1-P0，以及上游模型压力值P1m与大气压P0之间的第二压差值P1m-P0。确定第一压差值P1-P0的平方为上游实测压差能量值，第二压差值P1m-P0的平方为上游模型压差能量值。对比上游实测压差能量值与上游模型压差能量值，若上游实测压差能量值小于上游模型压差能量值，则确定可能出现上游管路脱落故障。或者，可确定上游模型压差能量值与上游实测压差能量值之间的上游能量差值，将上游能量差值与预设能量阈值进行对比，若上游能量差值大于预设能量阈值，则确定可能出现上游管路脱落故障。

以管路实测压力值为下游实测压力值P2，管路模型压力值为下游模型压力值P2m为例，假设大气压为P0。先确定下游实测压力值P2与大气压P0之间的第一压差值P2-P0，以及下游模型压力值P2m与大气压P0之间的第二压差值P2m-P0。确定第一压差值P2-P0的平方为下游实测压差能量值，第二压差值P2m-P0的平方为下游模型压差能量值。对比下游实测压差能量值与下游模型压差能量值，若下游实测压差能量值小于下游模型压差能量值，则确定可能出现下游管路脱落故障。或者，可确定下游模型压差能量值与下游实测压差能量值之间的下游能量差值，将下游能量差值与预设能量阈值进行对比，若下游能量差值大于预设能量阈值，则确定可能出现下游管路脱落故障。

本可选的实施例中，根据管路实测压力值与大气压之间的第一压差值计算实测压差能量值，并根据管路模型压力值与大气压之间的第二压差值计算实测压差能量值，大气压保持不变，使得计算得到的单一管路的实测压差能量值不受另一管路压力的影响，例如上游管路的实测压差能量值不受下游管路的压力的影响。将颗粒捕捉器正常运行时对应的管路模型压力值计算得到的模型压差能量值作为参考值，与实测压差能量值进行对比，能够准确诊断是否出现管路脱落故障。

可选地，所述对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障包括：

S331，确定所述实测压差能量值与所述模型压差能量值之间的比值，获得能量比值；

S332，将所述能量比值与预设阈值进行对比，根据对比结果确定是否出现所述管路脱落故障。

示例性地，以上游管路为例，确定上游实测压差能量值与上游模型压差能量值之间的比值为上游能量比值E1，将上游能量比值E1与预设阈值进行对比，当上游能量比值E1小于预设阈值时，确定可能出现上游管路脱落故障。

以下游管路为例，确定下游实测压差能量值与下游模型压差能量值之间的比值为下游能量比值E2，将下游能量比值E2与预设阈值进行对比，当下游能量比值E2小于预设阈值时，确定可能出现下游管路脱落故障。

具体而言，上游能量比值E1和下游能量比值E2越接近于1，上游管路和下游管路越可能正常；上游能量比值E1和下游能量比值E2越接近于0，上游管路和下游管路越可能脱落。

可选地，所述根据对比结果确定是否出现管路脱落故障包括：

当所述能量比值小于预设阈值时，确定出现管路错误；

记录不同采集时刻所述能量比值与所述预设阈值的对比次数，以及出现所述管路错误的错误次数；

当所述错误次数与所述对比次数的比值大于预设百分比阈值时，确定出现所述管路脱落故障。

示例性地，以上游管路为例，当上游能量比值E1小于预设阈值时，确定出现上游管路错误。监测各个采集时刻的车辆工况数据和上游管路实测压力值，每个采集时刻的数据都经过上述处理过程后，记录上游能量比值E1与预设阈值的对比次数，以及出现上游管路错误的上游错误次数。将上游错误次数与对比次数的比值与预设百分比阈值进行对比，当该比值大于预设百分比阈值时，确定出现上游管路脱落故障。

以下游管路为例，当下游能量比值E2小于预设阈值时，确定出现下游管路错误。监测各个采集时刻的车辆工况数据和下游管路实测压力值，每个采集时刻的数据都经过上述处理过程后，记录下游能量比值E2与预设阈值的对比次数，以及出现下游管路错误的下游错误次数。将下游错误次数与对比次数的比值与预设百分比阈值进行对比，当该比值大于预设百分比阈值时，确定出现下游管路脱落故障。

具体地，判断能量比值是否小于预设阈值，当能量比值小于预设阈值时，实测压差能量值小于模型压差能量值，即管路实测压力值与大气压之间的第一压差值小于管路模型压力值与大气压之间的第二压差值，管路实测压力值更接近大气压，可能出现管路错误。当能量比值大于或等于预设阈值时，则返回获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值，即继续监测车辆工况和颗粒捕捉器上下游压力。

判断错误次数与对比次数的比值是否大于预设百分比阈值，若是，则确定出现管路脱落故障；若否，则确定当前采集时刻管路正常，返回获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值，即继续监测车辆工况和颗粒捕捉器上下游压力。

本可选的实施例中，记录不同采集时刻能量比值与预设阈值的对比次数，以及对比结果出现管路错误的错误次数，将错误次数与总的对比次数的比值与预设百分比阈值进行对比，当该比值大于预设百分比阈值时，表示出现管路错误的情况较频繁，此时确定出现管路脱落故障，预设百分比阈值可设定为2％。相较于直接根据单一时刻的能量比值与预设阈值的对比结果来判断是否出现管路脱落故障，通过多次对比结果来相互确认故障诊断的准确性，能够避免出现故障误报的情况，提高了管路脱落故障的诊断准确性。

可选地，所述根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值包括：

在预设对应关系中确定与所述车辆工况数据对应的所述管路模型压力值，所述预设对应关系包括所述车辆工况数据和相对应的所述管路模型压力值，所述管路模型压力值包括所述上游管路的上游模型压力值和/或所述下游管路的下游模型压力值。

具体地，可预先通过标定确定颗粒捕捉器正常运行时的不同车辆工况对应的管路模型压力值，建立车辆工况数据与管路模型压力值之间的预设对应关系。当获取到当前时刻的车辆工况数据时，可直接在预设对应关系中查找与该车辆工况数据对应的管路模型压力值。管路模型压力值可包括上游模型压力值和下游模型压力值，预设对应该关系可采用图表和数据库等形式进行存储。

可选地，如图4所示，所述颗粒捕捉器的故障诊断方法还包括：

S410，确定连续的多个不同采集时刻的所述上游实测压力值与所述下游实测压力值之间的实测压差值，以及各个所述采集时刻的所述上游模型压力值与所述下游模型压力值之间的模型压差值。

具体地，可每间隔相同的时间间隔采集一次上游实测压力值P1和下游实测压力值P2，即每相邻的两个采集时刻之间的时间间隔相同，并且确定每个采集时刻的上游模型压力值P1m和下游模型压力值P2m。

将上游实测压力值P1与下游实测压力值P2相减，得到实测压差值ΔP，即ΔP＝P1-P2。也可直接获取双膜压差传感器输出的压差信号，对压差信号进行低通数字滤波处理，滤波截止频率可为3.5Hz，得到实测压差值ΔP。

将上游模型压力值P1m与下游模型压力值P2m相减，得到模型压差值ΔPm，即ΔPm＝P1m-P2m。

S420，确定当前采集时刻的所述模型压差值与前一采集时刻的所述模型压差值之间的第一变化量，以及所述当前采集时刻的所述实测压差值与前一时刻的所述实测压差值之间的第二变化量，所述当前采集时刻为任意一个采集时刻。

具体地，计算每相邻两个采集时刻的模型压差值之间的第一变化量，第一变化量可表示为ΔPm(t)-ΔPm(t-Δt)，t表示当前采集时刻，Δt表示时间间隔，ΔPm(t)表示当前采集时刻的模型压差值，ΔPm(t-Δt)表示前一采集时刻的模型压差值。

并计算每相邻两个采集时刻的实测压差值之间的第二变化量，第二变化量可表示为ΔP(t)-ΔP(t-Δt)，t表示当前采集时刻，Δt表示时间间隔，ΔP(t)表示当前采集时刻的实测压差值，ΔP(t-Δt)表示前一采集时刻的实测压差值。

S430，根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障。

具体地，可将各个采集时刻的第一变化量和第二变化量进行对比，根据对比结果判断是否出现颗粒捕捉器移除故障。

示例性地，对于任一采集时刻，将该采集时刻的第一变化量与第二变化量进行对比，当第一变化量小于第二变化量时，确定可能出现颗粒捕捉器移除。记录各个采集时刻的对比总次数，以及诊断结果中可能出现颗粒捕捉器移除的次数，当可能出现颗粒捕捉器移除的次数达到预设次数，或可能出现颗粒捕捉器移除的次数与对比总次数的比值大于或等于预设比值时，确定出现颗粒捕捉器移除故障。综合各个采集时刻的第一变化量与第二变化量的对比结果进行故障诊断，能够避免出现故障误报，提高了故障诊断的准确性。

需要说明的是，正常情况下实测压差值与模型压差值比较接近，两者之间差距较小，当出现颗粒捕捉器移除时，实测压差值会接近于0。同样地，正常情况下实测压差值和模型压差值在一段时间内的变化量较小，当出现颗粒捕捉器移除时，实测压差值的变化量变大。

本可选的实施例中，计算每两个相邻采集时刻实测压差值的第一变化量和模型压差值的第二变化量，通过对比第一变化量和第二变化量，能够准确诊断是否出现颗粒捕捉器移除故障。

可选地，所述根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障包括：

S431，将所述第一变化量作为所述当前采集时刻的模型压差梯度，将所述第二变化量作为所述当前采集时刻的实测压差梯度。

具体地，将第一变化量作为当前采集时刻的模型压差梯度x(t)，即x(t)＝ΔPm(t)-ΔPm(t-Δt)。将第二变化量作为当前采集时刻的实测压差梯度y(t),y(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-Δt)。

S432，根据各个采集时刻的所述模型压差梯度确定所述模型压差梯度关于时间的第一函数，以及所述模型压差梯度关于偏差时间值的第二函数；根据各个采集时刻的所述实测压差梯度确定所述实测压差梯度关于所述偏差时间值的第三函数，其中，所述偏差时间值为所述时间与相邻两个采集时刻之间的时间间隔之和，每相邻两个采集时刻之间的时间间隔相同。

具体地，当前采集时刻为任意一个采集时刻，因此，模型压差梯度关于时间的第一函数就是x(t)，而模型压差梯度关于偏差时间值的第二函数可为x(t+Δt)，实测压差梯度关于偏差时间值的第三函数为y(t+Δt)，其中，偏差时间值为t+Δt，t表示任一采集时刻，Δt表示时间间隔。

S433，将所述第一函数与所述第二函数相乘，得到模型压差函数；将所述第一函数与所述第三函数相乘，得到实测压差函数。

具体地，模型压差函数可表示为x(t)·x(t+Δt)，实测压差函数可表示为x(t)·y(t+Δt)。

S434，在预设时间区间内，对所述模型压差函数根据时间进行积分，得到模型压差积分值；并对所述实测压差函数根据时间进行积分，得到实测压差积分值。

具体地，在预设时间区间内，分别对模型压差函数x(t)·x(t+Δt)和实测压差函数x(t)·y(t+Δt)进行积分，得到模型压差积分值和实测压差积分值。

S435，确定所述实测压差积分值与所述模型压差积分值之间的比值，得到压差梯度相互关系数。

具体地，实测压差积分值与模型压差积分值的比值就是压差梯度相互关系数。

S436，判断所述压差梯度相互关系数是否在预设故障阈值范围内，根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障。

具体地，当压差梯度相互关系数在预设故障阈值范围内时，确定可能出现颗粒捕捉器移除故障，预设故障阈值范围可为0.09至0.16。

本可选的实施例中，实测压差函数可反映相邻两个采集时刻模型压差梯度与实测压差梯度之间的相互关系，即前一采集时刻的模型压差值的第二变化量与当前采集时刻的实测压差值的第一变化量之间的相互关系，在预设时间区间对实测压差函数进行积分，确定各个实测压差函数值的累积值，即实测压差积分值。

模型压差函数可反映相邻两个采集时刻的模型压差梯度之间的相互关系，即前一采集时刻的模型压差值的第二变化量与当前采集时刻的模型压差值的第二变化量之间的相互关系，在预设时间区间对模型压差函数进行积分，确定各个模型压差函数值的累积值，即模型压差积分值。

可将实测压差积分值与模型压差积分值进行对比，以诊断是否出现颗粒捕捉器移除故障，具体而言，可将模型压差积分值作为参考值，确定实测压差积分值与模型压差积分值的比值，通过判断该比值(即压差梯度相互关系数)是否在预设故障阈值范围内，以诊断是否出现颗粒捕捉器移除故障。通过预设时间区间内模型压差值变化量与实测压差值变化量的相互关系的累积值进行故障诊断，避免了采用单一时刻数据进行故障诊断可能导致的故障误报或漏报，提高了颗粒捕捉器移除故障诊断的准确性。

可选地，所述根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障包括：

当所述压差梯度相互关系数在所述预设故障阈值范围内时，确定出现颗粒捕捉器错误。

具体地，判断压差梯度相互关系数是否在预设故障阈值范围内，若是，则确定颗粒捕捉器错误；若否，则确定颗粒捕捉器正常，返回获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值，即继续监测车辆工况和颗粒捕捉器上下游压力。

当出现所述颗粒捕捉器错误的次数达到预设次数限值时，确定出现所述颗粒捕捉器移除故障。

具体地，判断出现颗粒捕捉器错误的次数是否达到预设次数限值，若是，则确定出现颗粒捕捉器移除故障；若否，则确定当前采集时刻颗粒捕捉器正常，返回获取车辆工况数据和压力检测装置采集的管路实测压力值，即继续监测车辆工况和颗粒捕捉器上下游压力

本可选的实施例中，记录随着时间变化出现颗粒捕捉器错误的次数，当该次数达到预设次数限值时，确定出现颗粒捕捉器移除故障，避免单次出现颗粒捕捉器错误可能存在的故障误报情况，提高了颗粒捕捉器移除故障的诊断准确性。

可将上述管路脱落故障的诊断过程与颗粒捕捉器移除故障的诊断过程相结合，以诊断颗粒捕捉器移除+上游管路脱落的并发故障，以及颗粒捕捉器移除+下游管路脱落的并发故障。

具体地，监测车辆工况数据、上游实测压力值和下游实测压力值，以计算压差梯度相互关系数，进而判断是否出现颗粒捕捉器错误，当出现颗粒捕捉器错误的次数达到预设次数限值时，诊断出现颗粒捕捉器移除故障。

此时，计算上游能量比值E1和下游能量比值E2，分别将上游能量比值E1和下游能量比值E2与预设阈值进行对比，当上游能量比值E1小于预设阈值时，确定出现上游管路错误；当下游能量比值E2小于预设阈值时，确定出现下游管路错误。记录上游能量比值E1与预设阈值的对比次数和上游管路错误的上游错误次数，下游能量比值E2与预设阈值的对比次数和下游管路错误的下游错误次数。当上游错误次数与对比次数的比值大于预设百分比阈值时，确定出现颗粒捕捉器移除+上游管路脱落的并发故障；当下游错误次数与对比次数的比值大于预设百分比阈值时，确定出现颗粒捕捉器移除+下游管路脱落的并发故障。

如图5所示的出现颗粒捕捉器移除+上游管路脱落的并发故障时各诊断数据的波形示意图，其中，1号波形为颗粒捕捉器移除+上游管路正常时发动机负荷的波形，2号波形为颗粒捕捉器移除+上游管路正常时发动机转速的波形，3号波形为颗粒捕捉器移除+上游管路正常时上游压力能量比值的波形，4号波形为颗粒捕捉器移除+上游管路脱落时发动机负荷的波形，5号波形为颗粒捕捉器移除+上游管路脱落时发动机转速的波形，6号波形为颗粒捕捉器移除+上游管路脱落时上游压力能量比值的波形。可以看出，当出现上游管路脱落时，上游压力能量比值下降，接近于0。

如图6所示的出现颗粒捕捉器移除+下游管路脱落的并发故障时各诊断数据的波形示意图，其中，1号波形为颗粒捕捉器移除+下游管路正常时发动机负荷的波形，2号波形为颗粒捕捉器移除+下游管路正常时发动机转速的波形，3号波形为颗粒捕捉器移除+下游管路正常时下游压力能量比值的波形，4号波形为颗粒捕捉器移除+下游管路脱落时发动机负荷的波形，5号波形为颗粒捕捉器移除+下游管路脱落时发动机转速的波形，6号波形为颗粒捕捉器移除+下游管路脱落时下游压力能量比值的波形。可以看出，当出现下游管路脱落时，下游压力能量比值下降，接近于0。

本实施例中，预设百分比阈值可设定为2％，如表一所示，颗粒捕捉器移除时，压差相互关系数在0.09至0.16之间；颗粒捕捉器移除+上游管路正常时，上游能量比值在0.12至0.34之间；颗粒捕捉器移除+上游管路脱落时，上游能量比值在0至0.001之间；颗粒捕捉器移除+下游管路正常时，下游能量比值等于1.63；颗粒捕捉器移除+下游管路脱落时，下游能量比值在0.001至0.013之间。

表一各种GPF移除的相关并发故障下的诊断数据

如图7所示，本发明实施例提供的一种颗粒捕捉器的故障诊断装置，基于压力检测装置，所述压力检测装置的一端通过上游管路与颗粒捕捉器的上游连接，所述压力检测装置的另一端通过下游管路与所述颗粒捕捉器的下游连接，所述颗粒捕捉器的故障诊断装置包括：

获取模块，用于获取车辆工况数据和所述压力检测装置采集的管路实测压力值，所述管路实测压力值包括所述上游管路的上游实测压力值和/或所述下游管路的下游实测压力值；

处理模块，用于根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值；

判断模块，用于对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。

本实施例的颗粒捕捉器的故障诊断装置用于实现如上所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其相较于现有技术的优势与上述故障诊断方法相较于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

可选地，所述判断模块具体用于：确定所述管路实测压力值与大气压之间的第一压差值，以及所述管路模型压力值与大气压之间的第二压差值；确定所述第一压差值的平方，得到实测压差能量值；确定所述第二压差值的平方，得到模型压差能量值；对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障。

可选地，所述判断模块具体还用于：确定所述实测压差能量值与所述模型压差能量值之间的比值，获得能量比值；将所述能量比值与预设阈值进行对比，根据对比结果确定是否出现所述管路脱落故障。

可选地，所述判断模块具体还用于：当所述能量比值小于预设阈值时，确定出现管路错误；记录不同采集时刻所述能量比值与所述预设阈值的对比次数，以及出现所述管路错误的错误次数；当所述错误次数与所述对比次数的比值大于预设百分比阈值时，确定出现所述管路脱落故障。

可选地，所述处理模块具体用于：在预设对应关系中确定与所述车辆工况数据对应的所述管路模型压力值，所述预设对应关系包括所述车辆工况数据和相对应的所述管路模型压力值，所述管路模型压力值包括所述上游管路的上游模型压力值和/或所述下游管路的下游模型压力值。

可选地，所述颗粒捕捉器的故障诊断装置还包括：

第一计算模块，用于确定连续的多个不同采集时刻的所述上游实测压力值与所述下游实测压力值之间的实测压差值，以及各个所述采集时刻的所述上游模型压力值与所述下游模型压力值之间的模型压差值；

第二计算模块，用于确定当前采集时刻的所述模型压差值与前一采集时刻的所述模型压差值之间的第一变化量，以及所述当前采集时刻的所述实测压差值与前一时刻的所述实测压差值之间的第二变化量，所述当前采集时刻为任意一个采集时刻；

对比模块，用于根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障。

可选地，所述对比模块具体用于：将所述第一变化量作为所述当前采集时刻的模型压差梯度，将所述第二变化量作为所述当前采集时刻的实测压差梯度；根据各个采集时刻的所述模型压差梯度确定所述模型压差梯度关于时间的第一函数，以及所述模型压差梯度关于偏差时间值的第二函数；根据各个采集时刻的所述实测压差梯度确定所述实测压差梯度关于所述偏差时间值的第三函数，其中，所述偏差时间值为所述时间与相邻两个采集时刻之间的时间间隔之和，每相邻两个采集时刻之间的时间间隔相同；将所述第一函数与所述第二函数相乘，得到模型压差函数；将所述第一函数与所述第三函数相乘，得到实测压差函数；在预设时间区间内，对所述模型压差函数根据时间进行积分，得到模型压差积分值；并对所述实测压差函数根据时间进行积分，得到实测压差积分值；确定所述实测压差积分值与所述模型压差积分值之间的比值，得到压差梯度相互关系数；判断所述压差梯度相互关系数是否在预设故障阈值范围内，根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障。

可选地，所述对比模块具体还用于：当所述压差梯度相互关系数在所述预设故障阈值范围内时，确定出现颗粒捕捉器错误；当出现所述颗粒捕捉器错误的次数达到预设次数限值时，确定出现所述颗粒捕捉器移除故障。

本发明实施例提供的一种车辆，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。在本申请中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，基于压力检测装置，所述压力检测装置的一端通过上游管路与颗粒捕捉器的上游连接，所述压力检测装置的另一端通过下游管路与所述颗粒捕捉器的下游连接，所述颗粒捕捉器的故障诊断方法包括：

获取车辆工况数据和所述压力检测装置采集的管路实测压力值，所述管路实测压力值包括所述上游管路的上游实测压力值和/或所述下游管路的下游实测压力值；

根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值；

对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。

2.根据权利要求1所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，所述对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障包括：

确定所述管路实测压力值与大气压之间的第一压差值，以及所述管路模型压力值与大气压之间的第二压差值；

确定所述第一压差值的平方，得到实测压差能量值；确定所述第二压差值的平方，得到模型压差能量值；

对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障。

3.根据权利要求2所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，所述对所述实测压差能量值和所述模型压差能量值进行对比处理，判断是否出现所述管路脱落故障包括：

确定所述实测压差能量值与所述模型压差能量值之间的比值，获得能量比值；

将所述能量比值与预设阈值进行对比，根据对比结果确定是否出现所述管路脱落故障。

4.根据权利要求3所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，所述根据对比结果确定是否出现管路脱落故障包括：

当所述能量比值小于预设阈值时，确定出现管路错误；

记录不同采集时刻所述能量比值与所述预设阈值的对比次数，以及出现所述管路错误的错误次数；

当所述错误次数与所述对比次数的比值大于预设百分比阈值时，确定出现所述管路脱落故障。

5.根据权利要求1至4任一项所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值包括：

在预设对应关系中确定与所述车辆工况数据对应的所述管路模型压力值，所述预设对应关系包括所述车辆工况数据和相对应的所述管路模型压力值，所述管路模型压力值包括所述上游管路的上游模型压力值和/或所述下游管路的下游模型压力值。

6.根据权利要求1至4任一项所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，还包括：

确定连续的多个不同采集时刻的所述上游实测压力值与所述下游实测压力值之间的实测压差值，以及各个所述采集时刻的所述上游模型压力值与所述下游模型压力值之间的模型压差值；

确定当前采集时刻的所述模型压差值与前一采集时刻的所述模型压差值之间的第一变化量，以及所述当前采集时刻的所述实测压差值与前一时刻的所述实测压差值之间的第二变化量，所述当前采集时刻为任意一个采集时刻；

根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障。

7.根据权利要求6所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述第一变化量和所述第二变化量进行对比处理，判断是否出现颗粒捕捉器移除故障包括：

将所述第一变化量作为所述当前采集时刻的模型压差梯度，将所述第二变化量作为所述当前采集时刻的实测压差梯度；

根据各个采集时刻的所述模型压差梯度确定所述模型压差梯度关于时间的第一函数，以及所述模型压差梯度关于偏差时间值的第二函数；根据各个采集时刻的所述实测压差梯度确定所述实测压差梯度关于所述偏差时间值的第三函数，其中，所述偏差时间值为所述时间与相邻两个采集时刻之间的时间间隔之和，每相邻两个采集时刻之间的时间间隔相同；

将所述第一函数与所述第二函数相乘，得到模型压差函数；将所述第一函数与所述第三函数相乘，得到实测压差函数；

在预设时间区间内，对所述模型压差函数根据时间进行积分，得到模型压差积分值；并对所述实测压差函数根据时间进行积分，得到实测压差积分值；

确定所述实测压差积分值与所述模型压差积分值之间的比值，得到压差梯度相互关系数；

判断所述压差梯度相互关系数是否在预设故障阈值范围内，根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障。

8.根据权利要求7所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法，其特征在于，所述根据判断结果确定是否出现所述颗粒捕捉器移除故障包括：

当所述压差梯度相互关系数在所述预设故障阈值范围内时，确定出现颗粒捕捉器错误；

当出现所述颗粒捕捉器错误的次数达到预设次数限值时，确定出现所述颗粒捕捉器移除故障。

9.一种颗粒捕捉器的故障诊断装置，其特征在于，基于压力检测装置，所述压力检测装置的一端通过上游管路与颗粒捕捉器的上游连接，所述压力检测装置的另一端通过下游管路与所述颗粒捕捉器的下游连接，所述颗粒捕捉器的故障诊断装置包括：

获取模块，用于获取车辆工况数据和所述压力检测装置采集的管路实测压力值，所述管路实测压力值包括所述上游管路的上游实测压力值和/或所述下游管路的下游实测压力值；

处理模块，用于根据所述车辆工况数据确定所述颗粒捕捉器正常运行时对应管路的管路模型压力值；

判断模块，用于对所述管路实测压力值和所述管路模型压力值进行对比处理，判断是否出现管路脱落故障。

10.一种车辆，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至8任一项所述的颗粒捕捉器的故障诊断方法。