CN117367702A - 一种高负荷脱附管路故障诊断方法、装置及介质 - Google Patents

一种高负荷脱附管路故障诊断方法、装置及介质 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车蒸发系统技术领域,特别是一种高负荷脱附管路故障诊断方法、装置及介质。在满足时前置诊断条件时,开闭炭罐阀,计算高负荷脱附管路压力变化;根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障;所述前置诊断条件包括:可影响高负荷脱附管路真空度的增压诊断条件;所述增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值。本发明将增压压力变化量作为诊断前的条件,仅当增压压力波动在一定范围内才激活后续诊断,避免了在工况变化剧烈的情况下进行诊断而造成的误判。在工况变化剧烈时就算高负荷脱附管路出现故障,也会出现压力变化明显,从而误判为并无故障。

Description

一种高负荷脱附管路故障诊断方法、装置及介质
技术领域
本发明属于汽车蒸发系统技术领域,特别是一种高负荷脱附管路故障诊断方法、装置及介质。
背景技术
汽车污染物除了尾气排放的污染物以外,还有从汽车的燃料(汽油)系统损失的碳氢化合物蒸汽,即蒸发污染物。这种碳氢化合物的损失来自“热浸损失”和“燃油箱呼吸损失”。为了防止蒸发污染物污染环境,满足法规的蒸发物排放要求,需要一种蒸发系统,该系统可以暂时保存蒸发污染物,防止其逸散到大气,并在合适的时候将蒸发污染物送入发动机参与燃烧。从国VI开始,法规强制要求OBD系统能够对蒸发系统进行监测,具体包括脱附流量监测和泄漏监测两部分,脱附流量监测包括低负荷管路脱附流量监测和高负荷管路脱附流量监测。蒸发系统如图1所示,以炭罐阀CPV为界,右侧(下游)的脱附管路(不包括发动机进气系统管路)为脱附流量诊断部分。
对于增压发动机,增压工况下的歧管压力会大于大气压,此时无法进行炭罐的脱附。为了满足IV型试验的要求,提高整个系统的炭罐脱附能力,需要增加另外一条脱附管路,该管路可以在增压状态下脱附炭罐,称为高负荷脱附管路,如图1中C管,压力传感器为高负荷管路压力传感器P1;P2为文丘里管处压力,通过计算得到;P3为增压压力;P4为涡轮增压前压力。
高负荷脱附管路的脱附动力一般来自于发动机高负荷运转时空气滤清器下游或涡轮增压器上游产生的负压,由于此处的负压不会像进气歧管内的负压那样大且稳定,为了充分发挥高负荷脱附管路的能力,通常都会加装文丘里管,文丘里管处的压力根据增压前、后压力和文丘里管的特性曲线计算得到,为P2。双脱附管路的系统布置如图1所示。
脱附管路出现堵塞或者断开,则无法实现炭罐的脱附功能,将报出相关的故障。目前对于高负荷脱附管路(C管),诊断功能在增压工况下利用C管上的压力传感器进行诊断。如果无故障,由于有脱附气流进入脱附管路,管路内的压力会发生变化会超过阈值。如果脱附管路发生断裂、堵塞以及炭罐阀卡滞在常开、常闭状态,脱附管路内的压力变化不会超过阈值。
除了高负荷脱附管路是否出现堵塞或者断开会影响脱附管路内的压力变化,压力变化还取决于高负荷脱附管路的真空度。由于只有在高负荷脱附管路与环境压力有足够区分度的时候,炭罐阀开启期间产生的压力波动才能被确定,因此激活基于压力传感器诊断的关键变量是炭罐阀处的真空大小。目前传统的诊断方式如图2所示,无法完全排除真空度对诊断带来的影响,具有以下不足:
1、当前HEV、PHEV等车型在高车速,增压工况且电量消耗较快的情况下,当VCU端有较大的扭矩需求时,串联模式切换到并联模式,发动机和电机同时进行驱动。在模式切换后,出现转速下跌,增压压力急剧上升或增压超调的情况。由于增压压力急剧上升,导致高负荷管路的真空度也上升,压力传感器监测到压力明显下跌;此时如果存在炭罐阀卡滞或高负荷管路堵塞的故障其数据变化如图5所示,在进行脱附诊断时,炭罐阀突然全开,则检测到压力波动较大(此压力波动根本原因是增压压力急剧上升带来的),最终误识别为炭罐阀和管路正常,未检测到故障。
2、当前针对诊断工况变化的识别仅通过节气门开度变化量进行识别,只有考虑到节气门开度变化量较小的情况才满足诊断激活条件。但是针对HEV或PHEV车辆,在高速行驶或大油门行驶,节气门开度在100%左右,并不能检测到节气门开度剧烈变化,无法识别到入增压压力突然升高的突变工况,不能很好的抑制诊断。
发明内容
本发明公开了一种高负荷脱附管路故障诊断方法、装置及介质,它可以显著提升高负荷脱附管路的故障诊断准确度。
为达到上述目的,一方面,提供一种高负荷脱附管路故障诊断方法,具体方法如下:
在满足时前置诊断条件时,开闭炭罐阀,计算高负荷脱附管路压力变化;
根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障;
所述前置诊断条件包括:可影响高负荷脱附管路真空度的增压诊断条件;
所述增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值。
该实施例的优点在于,将增压压力变化量作为诊断前的条件,仅当增压压力波动在一定范围内才激活后续诊断,避免了在工况变化剧烈的情况下进行诊断而造成的误判。在工况变化剧烈时就算高负荷脱附管路出现故障,也会出现压力变化明显,从而误判为并无故障。
可选地,所述增压诊断条件还包括以下任意条件之一及以上:
发动机转速变化量的绝对值小于等于第二阈值;
需求扭矩变化量的绝对值小于等于第三阈值;
真空度变化量的绝对值小于等于第四阈值。
该实施例的优点在于,高负荷脱附管路增压压力变化量结合发动机转速变化量、需求扭矩变化量和真空度变化量可进一步准确排除工况变化剧烈的情况,进一步减少误判可能性。
进一步地,所述真空度计算方法如下:
涡轮增压压力减去涡轮增压前压力,构建文丘里特征曲线;
涡轮增压前压力减去文丘里特性曲线,算得文丘里管处压力;
大气压力减去文丘里管处压力的差,算得真空度。
进一步地,所述前置诊断条件还包括诊断工况条件;
所述诊断工况条件包括:真空度的绝对值大于等于第五阈值。
该实施例的优点在于,在满足增压诊断条件的基础上,满足真空度的绝对值可进一步提高诊断准确度。
可选地,所述诊断工况条件还包括以下任意条件之一及以上:
炭罐冲洗流量积分、排气流量积分、节气门开度变化量。
该实施例的优点在于,高速行驶时,节气门全开,根据增压压力推断该工况真空度较高,在高负荷管路脱附诊断区间。该工况电量低,由串联发电工况切换到并联驱动,转速变化剧烈。切换为并联后,增压有些超调,需引入转速变化量作为诊断激活条件,提前识别工况变化,抑制诊断。而当转速又趋于稳定后,引入增压压力变化量等作为诊断激活条件,抑制诊断。
可选地,所述前置诊断条件还包括诊断物理条件,所述诊断物理条件包括以下任意条件之一及以上:
发动机温度、环境温度、电瓶电压、海拔、炭罐冲洗闭环控制激活。
可选地,判断是否存在高负荷脱附管路故障,具体方法如下:
若开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化大于判断阈值,则判断高负荷脱附管路不存在故障;
若开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化小于等于判断阈值,则判断高负荷脱附管路存在故障。
可选地,判断是否存在高负荷脱附管路故障,具体方法如下:
多次开闭炭罐阀,计算开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化的平均值;
若高负荷脱附管路压力变化平均值大于判断阈值,则判断高负荷脱附管路不存在故障;
若高负荷脱附管路压力变化平均值小于等于判断阈值,则判断高负荷脱附管路存在故障。
作为优选,判断是否存在高负荷脱附管路故障,具体方法如下:
多次开闭炭罐阀,计算每次开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化;
若高负荷脱附管路压力变化大于判断阈值的次数先达到预设次数,则判断高负荷脱附管路不存在故障;
若高负荷脱附管路压力变化小于等于判断阈值的次数先达到预设次数,则判断高负荷脱附管路存在故障。
进一步地,用于串、并联HEV或PHEV车型在增压工况下的高负荷脱附管路故障诊断。
该实施例的优点在于,HEV、PHEV等车型在VCU有较大扭矩需求时,如图4所示,串联模式切换到并联模式,发动机和电机同时驱动时,会出现转速下降,增压压力急剧上升或增压超调的情况,由于增压压力急剧上升,导致高负荷管路的真空度上升,压力明显下跌;若此时存在高负荷管路故障,进行诊断时炭罐阀突然全开,检测到压力波动较大,误判为未检测到故障。
为达到上述目的,另一方面,提供一种高负荷脱附管路故障诊断装置,包括:前置诊断条件判断模块和故障诊断模块;
所述前置诊断条件判断模块,判断待诊断汽车是否满足前置诊断条件,并将判断结果发送至所述故障诊断模块;
所述故障诊断模块,若前置诊断条件判断模块判断符合,则控制炭罐阈开闭,计算高负荷脱附管路压力变化,根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障;
所述前置诊断条件判断模块,通过涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值是否小于等于第一阈值,判断待诊断汽车是否满足前置诊断条件。
为达到上述目的,另一方面,提供一种存储介质,存储有若干指令,处理器加载若干指令以执行上述高负荷脱附管路故障诊断方法。
需要说明的是,在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇,仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素,并不构成对技术方案的限定,也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示;带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素,表示在对应技术方案中,该要素至少包含一个。
附图说明
为了更加清晰地说明本发明的技术方案,利于对本发明的技术效果、技术特征和目的进一步理解,下面结合附图对本发明进行详细的描述,附图构成说明书的必要组成部分,与本发明的实施例一并用于说明本发明的技术方案,但并不构成对本发明的限制。
附图中的同一标号代表相同的部件,具体地:
图1为背景技术中蒸发系统示意图。
图2为背景技术中传统高负荷脱附管路故障诊断流程示意图。
图3为实施例2中高负荷管路诊断过程的数据变化示意图。
图4为HEV动力系统结构示意图。
图5为背景技术中炭罐阀卡滞常才故障漏检时的数据变化示意图。
图6为实施例3的诊断流程示意图。
图7为实施例3进行第一次仿真时的数据变化示意图。
图8为实施例3进行第二次仿真时的数据变化示意图。
图9为实施例3进行第三次仿真时的数据变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明作进一步的详细说明。当然,下列描述的具体实施例只是为了解释本发明的技术方案,而不是对本发明的限定。此外,实施例或附图中表述的部分,也仅仅是本发明相关部分的举例说明,而不是本发明的全部。
实施例1:
一种高负荷脱附管路故障诊断方法,具体方法如下:
S1、判断是否满足时前置诊断条件。
具体地,前置诊断条件包括增压诊断条件。
具体地,增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值。
S2、若满足,开闭炭罐阀,计算高负荷脱附管路压力变化。
S3、根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障。
具体地,若开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化大于判断阈值,则判断高负荷脱附管路不存在故障;若开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化小于等于判断阈值,则判断高负荷脱附管路存在故障。
所述前置诊断条件包括:可影响高负荷脱附管路真空度的增压诊断条件;
所述增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值。
实施例2:
一种高负荷脱附管路故障诊断方法,具体方法如下:
S1、判断是否满足时前置诊断条件。
具体地,前置诊断条件包括增压诊断条件和诊断工况条件,
具体地,增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值,以及发动机转速变化量的绝对值小于等于第二阈值。
诊断工况条件包括:真空度的绝对值大于等于第五阈值。
该实施例中,其中最关键的条件是真空度,由于只有在其与环境压力有足够区分度的时候,炭罐阀开启期间产生的压力波动才能被确定,因此激活基于压力传感器诊断的关键变量是炭罐阀处的真空大小。高脱附诊断需要有足够的真空度才能进行。
真空度的计算是Pv=Pu-P2,即大气压力与文丘里管处压力之差。而P2的计算如下:
P3-P4作为数组P_curve的横坐标值,P_curve为文丘里特性曲线,通过P4-P_curve得到文丘里管路的压力。标定P_curve是基于关闭炭罐阀后,理论上文丘里管路处的压力与高负荷管路压力传感器测得的压力是相等的。通过关闭炭罐阀,调整发动机运行到不同的稳态工况,调整参数P_curve,使得文丘里管压力P2与高负荷压力传感器压力P1接近。当发动机运行之后,脱附流量监测功能处于待机状态,根据压力传感器的实测信号持续更新参考压力,直到监测功能的运行条件满足。当诊断物理条件及工况条件满足时,炭罐阀处于关闭状态。随后,监测功能主动打开炭罐阀一段时间,并在这段时间内持续计算脱附管路内的压力变化,既实测压力与参考压力之差。无故障时,由于有脱附气流进入脱附管路,管路内的压力会发生较大的变化。若压力变化超过阈值,则无故障计数器加1。经过若干次检测,当无故障计数器超过其上限时,本次驾驶循环的监测完成,且没有故障。如果脱附管路发生断裂、堵塞以及炭罐阀卡滞在常开、常闭状态,脱附管路内的压力变化没有超过阈值,则故障计数器加1。经过若干次检测,当故障计数器超过其上限时,本次驾驶循环的监测完成,脱附流量监测功能报出故障。图3为高负荷管路诊断过程的数据变化示意图,管路如果正常,则在一定真空度条件下,打开炭罐阀时,管路的压力差dP较大,如出现管路堵塞或断开等情况,则dP较小。
S2、若满足,开闭炭罐阀,计算高负荷脱附管路压力变化。
S3、根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障。
具体地,多次开闭炭罐阀,计算开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化的平均值;若高负荷脱附管路压力变化平均值大于判断阈值,则判断高负荷脱附管路不存在故障;若高负荷脱附管路压力变化平均值小于等于判断阈值,则判断高负荷脱附管路存在故障。
实施例3:
一种高负荷脱附管路故障诊断方法,如图6所示,具体方法如下:
S1、判断是否满足时前置诊断条件。
具体地,前置诊断条件包括:增压诊断条件、诊断工况条件和诊断物理条件。
具体地,增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值,发动机转速变化量的绝对值小于等于第二阈值,需求扭矩变化量的绝对值小于等于第三阈值,以及真空度变化量的绝对值小于等于第四阈值。
具体地,诊断工况条件包括:真空度的绝对值大于等于第五阈值,炭罐冲洗流量积分判断,排气流量积分判断,以及节气门开度变化量判断。
具体地,诊断物理条件包括:发动机温度判断,环境温度判断,电瓶电压判断,海拔高度判断,以及炭罐冲洗闭环控制激活判断。
S2、若满足,开闭炭罐阀,计算高负荷脱附管路压力变化。
S3、根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障。
具体地,多次开闭炭罐阀,计算每次开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化;
若高负荷脱附管路压力变化大于判断阈值的次数先达到预设次数,则判断高负荷脱附管路不存在故障;若高负荷脱附管路压力变化小于等于判断阈值的次数先达到预设次数,则判断高负荷脱附管路存在故障。
以该实施例进行仿真,第一次仿真数据变化如图7所示,其中P3为增压压力P3_LT为滤波后的增压压力,A_deltaP为增压压力变化量的绝对值。仅设置codword bit0=TRUE,A_deltaP为增加压力与其滤波值之差的绝对值,反映增压压力变化量;当真空度等诊断工况条件满足后,需进一步根据A_deltaP小于阈值Pmax的条件触发高负荷管路脱附诊断激活条件,如图,B_dact=TRUE;避免了在工况剧烈变化进行诊断,减少了漏报故障的情况。
以该实施例进行仿真,第二次仿真数据变化如图8所示,图中V为车速,R为负荷,P3为增压压力,Pv为高负荷管路真空度,Ps为进气压力,S为转速。行驶工况为高速行驶,节气门全开工况,根据增压压力推断该工况真空度较高,在高负荷管路脱附诊断区间。从光标1、光标2对应数值可以看出,发动机转速、车速基本不变,增压压力P3等急剧上升,出现增压超调。针对该工况,选择转速变化量、车速变化量等作为诊断激活条件显然无法达到预期目标。针对该工况,可选择增压压力变化量、负荷变化量等作为诊断激活条件。
以该实施例进行仿真,第三次仿真数据变化如图9所示。行驶工况高速行驶,节气门全开,根据增压压力推断该工况真空度较高,在高负荷管路脱附诊断区间。该工况电量低,由串联发电工况切换到并联驱动,转速变化剧烈。切换为并联后,增压有些超调。需引入转速变化量作为诊断激活条件,提前识别工况变化,抑制诊断。而当转速又趋于稳定后,引入增压压力变化量等作为诊断激活条件,抑制诊断。
由实施例1、实施例2和实施例3的步骤S1可知,前置诊断条件可以是增压诊断条件、诊断工况条件、诊断物理条件根据实施需求的可任意组合。当然还可以包括其它能影响真空度变化的条件。
其中,增压诊断条件可以是增压压力、发动机转速变化量、需求扭矩变化量、真空度变化量根据实施需求的任意组合。当然增压诊断条件还可以是其它能引起增压压力剧烈变化而影响故障诊断的其它条件。
其中,诊断工况条件可以是真空度的绝对值、炭罐冲洗流量积分、排气流量积分、节气门开度变化量根据实施需求的任意组合。当然还可以是其它能判断环境压力与当前高负荷脱附管路压力适合于故障诊断的条件。
其中,诊断物理条件包括发动机温度判断、环境温度判断、电瓶电压判断、海拔高度判断、炭罐冲洗闭环控制激活判断根据实施需求的任意组合。当然还可以是其它能帮助设定诊断压差阈值的其它外界因素。
由实施例1、实施例2和实施例3的步骤S3可知,可以单次开闭炭罐阀或多次开闭炭罐阀用以诊断是否出现高负荷脱附管路故障。若是多次开闭炭罐阀,可以采用常见统计数学手段或其它可增加数据稳定性的手段,进行高负荷脱附管路故障诊断。
需要说明的是,上述实施例仅是为了更清楚地说明本发明的技术方案,本领域技术人员可以理解,本发明的实施方式不限于以上内容,基于上述内容所进行的明显变化、替换或替代,均不超出本发明技术方案涵盖的范围;在不脱离本发明构思的情况下,其它实施方式也将落入本发明的范围。

Claims (12)

1.一种高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,具体方法如下:
在满足时前置诊断条件时,开闭炭罐阀,计算高负荷脱附管路压力变化;
根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障;
所述前置诊断条件包括:可影响高负荷脱附管路真空度的增压诊断条件;
所述增压诊断条件包括:涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值小于等于第一阈值。
2.如权利要求1所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,所述增压诊断条件还包括以下任意条件之一及以上:
发动机转速变化量的绝对值小于等于第二阈值;
需求扭矩变化量的绝对值小于等于第三阈值;
真空度变化量的绝对值小于等于第四阈值。
3.如权利要求2所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,所述真空度计算方法如下:
涡轮增压压力减去涡轮增压前压力,构建文丘里特征曲线;
涡轮增压前压力减去文丘里特性曲线,算得文丘里管处压力;
大气压力减去文丘里管处压力的差,算得真空度。
4.如权利要求1所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,所述前置诊断条件还包括诊断工况条件;
所述诊断工况条件包括:真空度的绝对值大于等于第五阈值。
5.如权利要求4所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,所述诊断工况条件还包括以下任意条件之一及以上:
炭罐冲洗流量积分、排气流量积分、节气门开度变化量。
6.如权利要求1所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,所述前置诊断条件还包括诊断物理条件,所述诊断物理条件包括以下任意条件之一及以上:
发动机温度、环境温度、电瓶电压、海拔、炭罐冲洗闭环控制激活。
7.如权利要求1所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,判断是否存在高负荷脱附管路故障,具体方法如下:
若开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化大于判断阈值,则判断高负荷脱附管路不存在故障;
若开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化小于等于判断阈值,则判断高负荷脱附管路存在故障。
8.如权利要求1所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,判断是否存在高负荷脱附管路故障,具体方法如下:
多次开闭炭罐阀,计算开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化的平均值;
若高负荷脱附管路压力变化平均值大于判断阈值,则判断高负荷脱附管路不存在故障;
若高负荷脱附管路压力变化平均值小于等于判断阈值,则判断高负荷脱附管路存在故障。
9.如权利要求1所述的高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,判断是否存在高负荷脱附管路故障,具体方法如下:
多次开闭炭罐阀,计算每次开闭炭罐阀导致的高负荷脱附管路压力变化;
若高负荷脱附管路压力变化大于判断阈值的次数先达到预设次数,则判断高负荷脱附管路不存在故障;
若高负荷脱附管路压力变化小于等于判断阈值的次数先达到预设次数,则判断高负荷脱附管路存在故障。
10.如权利要求1所述高负荷脱附管路故障诊断方法,其特征在于,用于串、并联HEV或PHEV车型在增压工况下的高负荷脱附管路故障诊断。
11.一种高负荷脱附管路故障诊断装置,其特征在于,包括:前置诊断条件判断模块和故障诊断模块;
所述前置诊断条件判断模块,判断待诊断汽车是否满足前置诊断条件,并将判断结果发送至所述故障诊断模块;
所述故障诊断模块,若前置诊断条件判断模块判断符合,则控制炭罐阈开闭,计算高负荷脱附管路压力变化,根据高负荷脱附管路压力变化,判断是否存在高负荷脱附管路故障;
所述前置诊断条件判断模块,通过涡轮增压器导致高负荷脱附管路增压压力变化量的绝对值是否小于等于第一阈值,判断待诊断汽车是否满足前置诊断条件。
12.一种存储介质,其特征在于,存储有若干指令,处理器加载若干指令以执行权利要求1至10任意一项所述高负荷脱附管路故障诊断方法。
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