發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)及診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)及診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶有節(jié)氣門的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在出現(xiàn)收油門等負(fù)梯度負(fù)荷變化時(shí)，節(jié)氣門瞬間開度會變小。為避免發(fā)生增壓器喘振，進(jìn)氣泄壓閥應(yīng)迅速開啟，以使增壓器維持在較高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行并保證發(fā)動(dòng)機(jī)加速能力有效提升。但如果進(jìn)氣泄壓閥出現(xiàn)機(jī)械部件故障或冰堵問題導(dǎo)致無法正常開啟時(shí)，將無法保護(hù)增壓器。這種故障狀態(tài)如果持續(xù)一段時(shí)間后，增壓器性能會嚴(yán)重下降，導(dǎo)致車輛功率不足、油耗升高。因此，急需研發(fā)一種行之有效的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測進(jìn)氣泄壓閥工況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足的情況下，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)及診斷方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合【附圖說明】如下:
[0005]—種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)，主要由布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器5、用于算法執(zhí)行的電子控制單元(ECU)6以及控制算法程序組成。
[0006]—種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，包括以下步驟:
[0007]a、在收油門或換擋過程中，對發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷進(jìn)行采集，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷出現(xiàn)梯度變化率是否小于設(shè)定負(fù)值；
[0008]b、如果小于該設(shè)定負(fù)值，則繼續(xù)判斷當(dāng)前工況是否處于喘振區(qū)；
[0009]C、如果當(dāng)前工況處于喘振區(qū)，則開始故障診斷，利用布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器5實(shí)時(shí)采集增壓壓力值，再利用控制算法程序通過ECU6對增壓壓力值求導(dǎo)得到變化率；
[0010]d、根據(jù)增壓變化率判定進(jìn)氣泄壓閥是否存在堵塞故障；
[0011]e、診斷持續(xù)達(dá)到設(shè)定時(shí)間或出現(xiàn)實(shí)際負(fù)荷的正梯度變化率狀態(tài)后，故障診斷終止。
[0012]步驟c中，所述喘振區(qū)是指根據(jù)增壓器特性曲線方程，取特征曲線的外包絡(luò)線并設(shè)置安全裕度為喘振線，位于喘振線外的工況點(diǎn)即為喘振區(qū)，其中，所述增壓器特性曲線方程為Pd/Ps = f(Q，n)，是壓比(增壓前后壓力比)與流量、轉(zhuǎn)速的特征曲線。
[0013]所述安全裕度設(shè)置為10%。
[0014]所述實(shí)時(shí)采集過程的任務(wù)時(shí)間片為10ms。
[0015]步驟d中，所述進(jìn)氣泄壓閥是否存在堵塞故障的判定條件為:
[0016]如果增壓壓力變化率出現(xiàn)正、負(fù)梯度的交變變化，且交變次數(shù)多于一個(gè)設(shè)定值，判定進(jìn)氣泄壓閥存在堵塞故障；
[0017]如果交變次數(shù)少于一個(gè)設(shè)定值，判定進(jìn)氣泄壓閥不存在堵塞故障；
[0018]當(dāng)交變次數(shù)處于以上兩個(gè)設(shè)定值之間，進(jìn)氣泄壓閥堵塞故障的輸出狀態(tài)保持不變。
[0019]步驟e中，所述設(shè)定時(shí)間為2s。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明針對進(jìn)氣泄壓閥的機(jī)械部件故障或冰堵問題，覆蓋了這兩種失效模式，相對現(xiàn)有技術(shù)提高了診斷能力和診斷范圍。在沒有干預(yù)車輛正常駕駛的基礎(chǔ)上，以簡單實(shí)際的方法實(shí)現(xiàn)了故障的診斷。通過報(bào)故障的方式提示用戶主動(dòng)維修，幫助維修人員迅速定位問題，避免增壓器因長時(shí)間喘振造成性能下降。
【附圖說明】
[0021]圖1為典型喘振曲線。
[0022]圖2為本發(fā)明故障診斷方法流程圖。
[0023]圖3為本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0024]圖4為本發(fā)明節(jié)氣門迅速關(guān)閉后增壓器喘振過程中的增壓壓力變化過程。
[0025]圖中，1.壓氣機(jī)2.中冷器3.節(jié)氣門4.渦輪機(jī)5.增壓壓力傳感器6.E⑶7.發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)診斷系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
[0026]—種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)，主要由布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器5、用于算法執(zhí)行的電子控制單元6以及控制算法程序組成。
[0027]本發(fā)明利用增壓壓力傳感器5實(shí)時(shí)采集增壓壓力信號。當(dāng)增壓氣出現(xiàn)喘振現(xiàn)象時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道(空氣濾清器到節(jié)氣門體)中的空氣必然出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，增壓壓力信號同樣會出現(xiàn)波動(dòng)。因此，只需檢測是否出現(xiàn)此波動(dòng)現(xiàn)象即可判定進(jìn)氣泄壓閥出現(xiàn)堵塞故障。
[0028]—種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，包括以下步驟:
[0029]a、在收油門或換擋過程中，對發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷進(jìn)行采集，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷的變化率是否小于_1;
[0030]b、如果小于-1，則繼續(xù)判斷當(dāng)前工況是否處于喘振區(qū)；
[0031]C、如果當(dāng)前工況處于喘振區(qū)，則開始故障診斷，利用布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器5以1ms任務(wù)時(shí)間片，實(shí)時(shí)采集增壓壓力值，再利用控制算法程序通過ECU6對增壓壓力值求導(dǎo)得到變化率；
[0032]d、根據(jù)增壓變化率判定進(jìn)氣泄壓閥是否存在堵塞故障:
[0033]如果增壓壓力變化率出現(xiàn)正、負(fù)梯度的交變變化，且交變次數(shù)多于6次，判定進(jìn)氣泄壓閥存在堵塞故障；
[0034]如果交變次數(shù)少于2次，判定進(jìn)氣泄壓閥不存在堵塞故障；
[0035]當(dāng)交變次數(shù)處于2次到6次之間，進(jìn)氣泄壓閥堵塞故障的輸出狀態(tài)保持不變；
[0036]e、診斷持續(xù)達(dá)到2s或出現(xiàn)實(shí)際負(fù)荷的正梯度變化率狀態(tài)后，故障診斷終止。
[0037]步驟b中，所述喘振區(qū)的判斷是根據(jù)增壓器特性曲線方程，取特征曲線的外包絡(luò)線并設(shè)置安全裕度10%為喘振線，位于喘振線外的工況點(diǎn)即為喘振區(qū)，其中，所述增壓器特性曲線方程為Pd/Ps = f (Q，η)，是壓比與流量、轉(zhuǎn)速的特征曲線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:主要由布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器(5)、用于算法執(zhí)行的電子控制單元(6)以及控制算法程序組成。2.—種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟: a、在收油門或換擋過程中，對發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷進(jìn)行采集，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷出現(xiàn)梯度變化率是否小于設(shè)定負(fù)值； b、如果小于該設(shè)定負(fù)值，則繼續(xù)判斷當(dāng)前工況是否處于喘振區(qū)； C、如果當(dāng)前工況處于喘振區(qū)，則開始故障診斷，利用布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器(5)實(shí)時(shí)采集增壓壓力值，再利用控制算法程序通過電子控制單元(6)對增壓壓力值求導(dǎo)得到變化率； d、根據(jù)增壓變化率判定進(jìn)氣泄壓閥是否存在堵塞故障； e、診斷持續(xù)達(dá)到設(shè)定時(shí)間或出現(xiàn)實(shí)際負(fù)荷的正梯度變化率狀態(tài)后，故障診斷終止。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，其特征在于:步驟c中，所述喘振區(qū)是指根據(jù)增壓器特性曲線方程，取特征曲線的外包絡(luò)線并設(shè)置安全裕度為喘振線，位于喘振線外的工況點(diǎn)即為喘振區(qū)，其中，所述增壓器特性曲線方程為Pd/Ps = f(Q，η)，是壓比與流量、轉(zhuǎn)速的特征曲線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，其特征在于:所述安全裕度設(shè)置為10 %。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，其特征在于:所述實(shí)時(shí)采集過程的任務(wù)時(shí)間片為I Oms。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，其特征在于:步驟d中，所述判定進(jìn)氣泄壓閥是否存在堵塞故障具體為: 如果增壓壓力變化率出現(xiàn)正、負(fù)梯度的交變變化，且交變次數(shù)多于一個(gè)設(shè)定值，判定進(jìn)氣泄壓閥存在堵塞故障； 如果交變次數(shù)少于一個(gè)設(shè)定值，判定進(jìn)氣泄壓閥不存在堵塞故障； 當(dāng)交變次數(shù)處于以上兩個(gè)設(shè)定值之間，進(jìn)氣泄壓閥堵塞故障的輸出狀態(tài)保持不變。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷方法，其特征在于:步驟e中，所述設(shè)定時(shí)間為2s。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣泄壓閥阻塞的故障診斷系統(tǒng)，主要由布置在發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)出口的增壓壓力傳感器、用于算法執(zhí)行的電子控制單元以及控制算法程序組成。應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的方法為：在收油門或換擋過程中，對發(fā)動(dòng)機(jī)需求負(fù)荷或?qū)嶋H負(fù)荷進(jìn)行采集，當(dāng)其滿足一定診斷條件時(shí)，開始故障診斷；通過實(shí)時(shí)采集增壓壓力值，根據(jù)信號正、負(fù)梯度的交變情況，確定進(jìn)氣泄壓閥是否存在堵塞故障。本發(fā)明完全覆蓋了進(jìn)氣泄壓閥的機(jī)械部件故障和冰堵問題這兩種失效模式，在沒有干預(yù)車輛正常駕駛的基礎(chǔ)上，以簡單的方法實(shí)現(xiàn)了故障的診斷。通過報(bào)故障的方式提示用戶主動(dòng)維修，幫助維修人員迅速定位問題，避免增壓器因長時(shí)間喘振造成性能下降。
【IPC分類】F02B39/16
【公開號】CN105673194
【申請?zhí)枴緾N201610017939
【發(fā)明人】張貴銘, 華東旭, 王超, 張俊杰, 祝浩, 楊雪珠, 李軍, 曹包華
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月12日