一种低压EGR系统能力检测方法及装置
本发明公开了一种低压EGR系统能力检测方法，包括，任意工况低压EGR系统能力检测：确定低压EGR系统能力检测条件，保留N个目标开度，将实际EGR率与实际EGR率最大值最终值或实际EGR率最小值最终值比较，判断EGR系统能力是否故障；稳态工况低压EGR系统能力检测：判断稳态工况满足条件，分别累加趋于稳定的时间t1和电控执行器位置之和平均值pctBoostAvg，将t1和pctBoostAvg分别与各自限值进行比较，判断EGR系统能力是否出现故障；任意工况和稳态工况检测中一种出现故障，则说明低压EGR系统能力发生故障。本发明还公开了一种低压EGR系统能力检测装置。本发明能检测出低压EGR系统能力故障，可以广泛应用于发动机控制领域。
发明专利
CN202311050449.4
2023-08-18
CN117028083A
2023-11-10
F02M26/49(2016.01)
东风汽车集团股份有限公司
秦龙;崔良浩;李京;张春娇;雷雪
430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道特1号
湖北武汉永嘉专利代理有限公司
王丹%陈懿
湖北;42
1.一种低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：包括任意工况低压EGR系统能力检测或/和稳态工况低压EGR系统能力检测，其中， 任意工况低压EGR系统能力检测：确定低压EGR系统能力检测条件，读取并保留最近时间内的N个目标EGR率，分别确定实际EGR率初始值和最终值，将实际EGR率与实际EGR率最大值最终值或实际EGR率最小值最终值比较，判断EGR系统能力是否故障； 稳态工况低压EGR系统能力检测：判断稳态工况满足条件，在满足稳态工况条件的基础上进行低压EGR系统能力检测，并分别累加从目标EGR率为0到增压器涡轮电控执行器趋于稳定的时间t1和t1时间下的电控执行器位置之和平均值pctBoostAvg，将t1和pctBoostAvg分别与各自限值进行比较，判断EGR系统能力是否出现故障； 只要任意工况低压EGR系统能力检测和稳态工况低压EGR系统能力检测中任意一种出现故障，则说明低压EGR系统能力发生故障，否则未发生故障。 2.根据权利要求1所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述任意工况低压EGR系统能力检测步骤的具体过程如下： 任意工况低压EGR系统能力检测确定条件：确定低压EGR系统能力检测的条件，确定检测条件均满足后再进行低压EGR系统能力检测； 目标EGR率采样：读取连续N次采样的目标EGR率，将其组成数组[rEGRDsr1,…,rEGRDsrdN]，每次采样周期结束后均会更新数组内的元素，只保留最近时间内的N个目标EGR率； 确定实际EGR率初始值：确定实际EGR率最大值初始值rEGRActMaxRaw和实际EGR率最小值初始值rEGRActMinRaw； 确定实际EGR率最终值：确定实际EGR率最大值最终值rEGRActMaxLim和实际EGR率最小值最终值rEGRActMinLim； 任意工况低压EGR系统能力判断：如果出现实际EGR率小于实际EGR率最小值最终值或者实际EGR率大于实际EGR率最大值最终值，则表明混合阀性能出现响应性能采样故障一次，故障出现时间作为采样周期时间，如果在本次驾驶循环内，TTotal时间内的故障出现时间累加值不少于故障时间TErrLim,则表明低压EGR系统能力发生故障。 3.根据权利要求2所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述任意工况低压EGR系统能力检测确定条件步骤的具体条件为： 电压故障检测：无蓄电池电压故障； 传感器故障检测：混合阀无位置传感器故障； 电机电路故障检测：混合阀无电机电路故障； 第一运行状态检测：发动机处于第一运行状态； 增压器故障检测：增压器无故障； 节气门故障检测：节气门无故障； EGR阀故障检测：EGR阀无故障； 进气系统传感器故障检测：进气系统无传感器故障； EGR闭环检测：EGR处于闭环状态； 所述目标EGR率采样步骤的具体过程如下： 读值并组成数组：读取连续N次采样的目标EGR率，将其组成数组[rEGRDsr1,…,rEGRDsrdN]； 元素更新：每次采样周期结束后更新数组内的元素，只保留最近时间内的N个目标EGR率。 4.根据权利要求3所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述目标EGR率采样步骤中，采样次数N获取方法的具体过程如下： 首先，由发动机转速和实际新鲜空气进气密度确定采样次数基本值； 其次，由发动机转速和大气压力确定第一采样次数修正值1； 再次，由实际新鲜空气进气密度和实际新鲜空气进气密度变化率确定第二采样次数修正值2； 最后，将采样次数基本值先乘以第一采样次数修正值1，然后乘以第二采样次数修正值2，再进行四舍五入获得整数为最终的N值。 5.根据权利要求4所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述确定实际EGR率初始值步骤的具体过程如下： 根据上一步N个数组内的目标EGR率分别确定目标EGR率最大值rEGRDsrdMax和目标EGR率最小值rEGRDsrdMin，rEGRActMaxRaw＝rEGRDsrdMax+Δ，rEGRActMinRaw＝rEGRDsrdMin-Δ，其中Δ为EGR率精度允许偏差； 所述确定实际EGR率最终值步骤的具体过程如下： 混合阀开度增大：在当前采样周期下的混合阀目标开度pctDsrd不小于上一个采样周期下的混合阀目标开度pctDsrd(z)时，即pctDsrd≥pctDsrd(z)，说明混合阀开度在增大，则混合阀正常的响应性能会变差，因此有： rEGRActMaxLim＝rEGRActMaxRaw+Δrate×Δt， rEGRActMinLim＝rEGRActMinRaw-Δrate×Δt， 混合阀开度减小：在当前采样周期下的混合阀目标开度pctDsrd小于上一个采样周期下的混合阀目标开度pctDsrd(z)时，即pctDsrd<pctDsrd(z)，说明混合阀开度在减小，则混合阀正常的响应性能会变好，因此有： rEGRActMaxLim＝rEGRActMaxRaw-Δrate×Δt， rEGRActMinLim＝rEGRActMinRaw+Δrate×Δt， 其中，Δt为采样周期；Δrate为采样周期允许变化率，由发动机转速n、大气温度TAmb、蓄电池电压VBattery共同来决定； 采样周期基本变化率计算与判断： 在不同发动机转速下，大气温度越低会影响到EGR系统执行电机响应能力弱化；混合阀电机控制依赖蓄电池供电，在蓄电池电压越低，此时Δrate同样越大，则有： Δrate＝ΔrateBase×f(n,TAbm)×f(VBattery)， 其中ΔrateBase是发动机转速n，大气温度TAmb、蓄电池电压VBattery共同来决定，通过对标响应性能故障混合阀和正常混合阀而得到的采样周期基本变化率，即该采样周期基本变化率可以准确甄别出混合阀是否出现响应性能故障，f(n,TAbm)为发动机转速和大气温度确定的第一修正因子，f(VBattery)为基于蓄电池电压VBattery确定的第二修正因子； 蓄电池电压也大，电机工作电流越大，响应能力越好，因此第二修正因子越小。 6.根据权利要求5所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述稳态工况低压EGR系统能力检测步骤的具体过程如下： 稳态工况满足条件判断：判断稳态工况满足条件，稳态工况条件均满足时，再进行故障检测； 稳态工况低压EGR系统能力故障检测：在满足稳态工况条件的基础上进行低压EGR系统能力检测，并分别累加从目标EGR率为0到增压器涡轮电控执行器趋于稳定的时间t1和t1时间下的电控执行器位置之和平均值pctBoostAvg，将t1和pctBoostAvg分别与各自限值进行比较，判断EGR系统能力是否出现故障。 7.根据权利要求1所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述稳态工况满足条件判断步骤的具体条件为： 第二运行状态检测：发动机处于第二运行状态； 发动机转速波动检测：发动机转速在一定范围内，且进入低压EGR系统能力检测时的发动机转速波动较小； 目标新鲜空气进气密度检测：目标新鲜空气进气密度大于预设值，，且进入EGR系统能力检测时的实际新鲜空气进气密度波动较小； 目标新鲜空气进气密度与实际新鲜空气进气密度差值检测：目标新鲜空气进气密度与实际新鲜空气进气密度之差在一定范围内； 实际新鲜空气进气密度参数检测：实际新鲜空气进气密度大于预设值，且进入EGR系统能力检测时的实际新鲜空气进气密度波动较小； 目标EGR率参数检测：目标EGR率大于预设值，且进入EGR系统能力检测时的目标EGR率稳定； 实际EGR率波动检测：实际EGR率在一定范围内，且进入EGR系统能力检测时的实际EGR率波动较小； 混合阀实际开度参数检测：混合阀实际开度不大于预设值，且进入EGR系统能力检测时的混合阀实际开度稳定； 目标EGR率和实际EGR率差值检测：目标EGR率和实际EGR率之差在一定范围内； 发动机水温检测：发动机水温在一定范围内； EGR阀故障检测：EGR阀无故障； 失火故障、爆震检测：未出现失火故障、爆震； 节气门状态检测：节气门处于全开状态； 增压器工作能力最大极限检测：增压器工作能力未达到其最大极限； 第一预设时间T0检测：以上14个条件均满足超过第一预设时间T0； 第二预设时间T1检测：此种低压EGR系统能力检测方法未执行超过第二预设时间T1； 以上条件满足后进行低压EGR系统能力故障检测； 所述稳态工况低压EGR系统能力故障检测步骤的具体过程如下： 累计时间T2：累计时间T2内的发动机转速总和、实际新鲜空气进气密度总和、目标EGR率总和； 求取T2时间内各参数平均值：求取T2时间内的发动机转速平均值nAvg、实际新鲜空气进气密度平均值rhoAvg、目标EGR率平均值rDsrdEGRAvg； 目标EGR率设置：将目标EGR率设置为0，即强制关闭EGR系统； 参数累加：累加从目标EGR率为0到增压器涡轮电控执行器趋于稳定的时间t1和t1时间下的电控执行器位置之和平均值pctBoostAvg，其中趋于稳定的确定方法为增压器涡轮电控执行器的位置变化范围不超过位置预设值，且位置变化时间超过时间预设值； 参数与各自限值比较：将t1与相同工况下的限值t1_limHi和t1_limLo进行比较，同时将pctBoostAvg与相同工况下的限值pctBoostAvgHi和pctBoostAvgLo进行比较，如果以下同时满足： 1)t1＞t1_limHi； 2)pctBoostAvg＞pctBoostAvgHi； 则说明出现EGR系统能力故障，如果以上条件不满足，则再次判断如下条件，如果以下条件同时满足： 1)t1＜t1_limLo； 2)pctBoostAvg＜pctBoostAvgLo； 则说明出现EGR系统能力故障，否则未出现响应性能故障； 其中，时间限值t1_limHi、t1_limLo、pctBoostAvgHi和pctBoostAvgLo的获取方法为，在固定发动机转速、实际新鲜空气进气密度、目标EGR率下，采用响应过快和响应过慢两种响应性能劣化的混合阀进行试验得到，进行多次采样读取平均值。 8.根据权利要求7所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：还包括故障判断与自学习更新步骤，简要内容如下： 未检测到任何低压EGR系统能力故障时，将相同工况下的t1和电控执行器位置之和平均值pctBoostAvg按照累加时间顺序分别组成数组，如果顺序数大于预设值，且两个数组均呈现不减小或不增加趋势，当两个数组均呈现不减小趋势时，数组最后一个数除以第一个数均大于预设值，或者当两个数组均呈现不增加趋势时，数组最后一个数除以第一个数均小于预设值，则将任意工况下低压EGR系统能力检测的故障时间更新，并将满足稳态工况的相同工况下的t1和pctBoostAvg数组进行清除，待重新满足后再次进行组合。 9.根据权利要求8所述的低压EGR系统能力检测方法，其特征在于：所述故障判断与自学习更新步骤的详细具体过程如下： 参数数组变化趋势：如果在未检测任何混合阀响应性能故障时，将相同工况下的趋于稳定的时间t1和电控执行器位置之和平均值pctBoostAvg按照累加时间顺序由先到后组成参数数组[t1_1,t1_2,…t1_M]和[t2_1,t2_2,…t2_M]，如果M大于预设值，且满足以下任意2个条件满足其一： 数组[t1_1,t1_2,…t1_M]和[pctBoostAvg1,pctBoostAvg2,…pctBoostAvgM]均呈现不减小的趋势；t1_M除以t1_1大于预设值；pctBoostAvgM除以pctBoostAvg1大于预设值； 或者， 数组[t1_1,t1_2,…t1_M]和[pctBoostAvg1,pctBoostAvg2,…pctBoostAvgM]均呈现不增加的趋势；t1_M除以t1_1小于预设值；pctBoostAvgM除以pctBoostAvg1小于预设值； 以上任意条件满足后，则执行如下动作： 任意工况故障时间更新：将任意工况低压EGR系统能力检测的故障时间TErrLim进行更新，更新方法为： TErrLimOld为上一次更新后的故障时间； 稳态工况参数数组清除：将满足稳态工况的相同工况下对应的t1和pctBoostAvg数组进行清除，待重新满足后再次进行组合。 10.一种低压EGR系统能力检测装置，具有计算机程序，其特征在于：该计算机程序能够执行如权利要求1～9所述的低压EGR系统能力检测方法。