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CN105673194A - 发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统及诊断方法 - Google Patents

发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统及诊断方法 Download PDF

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CN105673194A
CN105673194A CN201610017939.8A CN201610017939A CN105673194A CN 105673194 A CN105673194 A CN 105673194A CN 201610017939 A CN201610017939 A CN 201610017939A CN 105673194 A CN105673194 A CN 105673194A
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air inlet
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fault
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华东旭
王超
张俊杰
祝浩
杨雪珠
李军
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Abstract

本发明涉及一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统，主要由布置在发动机压气机出口的增压压力传感器、用于算法执行的电子控制单元以及控制算法程序组成。应用该系统进行故障诊断的方法为：在收油门或换挡过程中，对发动机需求负荷或实际负荷进行采集，当其满足一定诊断条件时，开始故障诊断；通过实时采集增压压力值，根据信号正、负梯度的交变情况，确定进气泄压阀是否存在堵塞故障。本发明完全覆盖了进气泄压阀的机械部件故障和冰堵问题这两种失效模式，在没有干预车辆正常驾驶的基础上，以简单的方法实现了故障的诊断。通过报故障的方式提示用户主动维修，帮助维修人员迅速定位问题，避免增压器因长时间喘振造成性能下降。

Description

发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统及诊断方法
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统及诊断方法。
背景技术
带有节气门的增压发动机在出现收油门等负梯度负荷变化时，节气门瞬间开度会变小。为避免发生增压器喘振，进气泄压阀应迅速开启，以使增压器维持在较高的转速运行并保证发动机加速能力有效提升。但如果进气泄压阀出现机械部件故障或冰堵问题导致无法正常开启时，将无法保护增压器。这种故障状态如果持续一段时间后，增压器性能会严重下降，导致车辆功率不足、油耗升高。因此，急需研发一种行之有效的发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，能够实时监测进气泄压阀工况。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术不足的情况下，提供一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统及诊断方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：
一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统，主要由布置在发动机压气机出口的增压压力传感器5、用于算法执行的电子控制单元(ECU)6以及控制算法程序组成。
一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，包括以下步骤：
a、在收油门或换挡过程中，对发动机需求负荷或实际负荷进行采集，判断发动机需求负荷或实际负荷出现梯度变化率是否小于设定负值；
b、如果小于该设定负值，则继续判断当前工况是否处于喘振区；
c、如果当前工况处于喘振区，则开始故障诊断，利用布置在发动机压气机出口的增压压力传感器5实时采集增压压力值，再利用控制算法程序通过ECU6对增压压力值求导得到变化率；
d、根据增压变化率判定进气泄压阀是否存在堵塞故障；
e、诊断持续达到设定时间或出现实际负荷的正梯度变化率状态后，故障诊断终止。
步骤c中，所述喘振区是指根据增压器特性曲线方程，取特征曲线的外包络线并设置安全裕度为喘振线，位于喘振线外的工况点即为喘振区，其中，所述增压器特性曲线方程为Pd/Ps＝f(Q,n)，是压比(增压前后压力比)与流量、转速的特征曲线。
所述安全裕度设置为10％。
所述实时采集过程的任务时间片为10ms。
步骤d中，所述进气泄压阀是否存在堵塞故障的判定条件为：
如果增压压力变化率出现正、负梯度的交变变化，且交变次数多于一个设定值，判定进气泄压阀存在堵塞故障；
如果交变次数少于一个设定值，判定进气泄压阀不存在堵塞故障；
当交变次数处于以上两个设定值之间，进气泄压阀堵塞故障的输出状态保持不变。
步骤e中，所述设定时间为2s。
本发明的有益效果为：本发明针对进气泄压阀的机械部件故障或冰堵问题，覆盖了这两种失效模式，相对现有技术提高了诊断能力和诊断范围。在没有干预车辆正常驾驶的基础上，以简单实际的方法实现了故障的诊断。通过报故障的方式提示用户主动维修，帮助维修人员迅速定位问题，避免增压器因长时间喘振造成性能下降。
附图说明
图1为典型喘振曲线。
图2为本发明故障诊断方法流程图。
图3为本发明发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法的系统结构。
图4为本发明节气门迅速关闭后增压器喘振过程中的增压压力变化过程。
图中，1.压气机2.中冷器3.节气门4.涡轮机5.增压压力传感器6.ECU7.发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统诊断系统
具体实施方式
一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统，主要由布置在发动机压气机出口的增压压力传感器5、用于算法执行的电子控制单元6以及控制算法程序组成。
本发明利用增压压力传感器5实时采集增压压力信号。当增压气出现喘振现象时，发动机进气管道(空气滤清器到节气门体)中的空气必然出现振动现象，增压压力信号同样会出现波动。因此，只需检测是否出现此波动现象即可判定进气泄压阀出现堵塞故障。
一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，包括以下步骤：
a、在收油门或换挡过程中，对发动机需求负荷或实际负荷进行采集，判断发动机需求负荷或实际负荷的变化率是否小于-1；
b、如果小于-1，则继续判断当前工况是否处于喘振区；
c、如果当前工况处于喘振区，则开始故障诊断，利用布置在发动机压气机出口的增压压力传感器5以10ms任务时间片，实时采集增压压力值，再利用控制算法程序通过ECU6对增压压力值求导得到变化率；
d、根据增压变化率判定进气泄压阀是否存在堵塞故障：
如果增压压力变化率出现正、负梯度的交变变化，且交变次数多于6次，判定进气泄压阀存在堵塞故障；
如果交变次数少于2次，判定进气泄压阀不存在堵塞故障；
当交变次数处于2次到6次之间，进气泄压阀堵塞故障的输出状态保持不变；
e、诊断持续达到2s或出现实际负荷的正梯度变化率状态后，故障诊断终止。
步骤b中，所述喘振区的判断是根据增压器特性曲线方程，取特征曲线的外包络线并设置安全裕度10％为喘振线，位于喘振线外的工况点即为喘振区，其中，所述增压器特性曲线方程为Pd/Ps＝f(Q,n)，是压比与流量、转速的特征曲线。

Claims (7)

1.一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断系统，其特征在于：主要由布置在发动机压气机出口的增压压力传感器(5)、用于算法执行的电子控制单元(6)以及控制算法程序组成。
2.一种发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在收油门或换挡过程中，对发动机需求负荷或实际负荷进行采集，判断发动机需求负荷或实际负荷出现梯度变化率是否小于设定负值；
b、如果小于该设定负值，则继续判断当前工况是否处于喘振区；
c、如果当前工况处于喘振区，则开始故障诊断，利用布置在发动机压气机出口的增压压力传感器(5)实时采集增压压力值，再利用控制算法程序通过电子控制单元(6)对增压压力值求导得到变化率；
d、根据增压变化率判定进气泄压阀是否存在堵塞故障；
e、诊断持续达到设定时间或出现实际负荷的正梯度变化率状态后，故障诊断终止。
3.根据权利要求2所述的发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，其特征在于：步骤c中，所述喘振区是指根据增压器特性曲线方程，取特征曲线的外包络线并设置安全裕度为喘振线，位于喘振线外的工况点即为喘振区，其中，所述增压器特性曲线方程为Pd/Ps＝f(Q,n)，是压比与流量、转速的特征曲线。
4.根据权利要求3所述的发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，其特征在于：所述安全裕度设置为10％。
5.根据权利要求2所述的发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，其特征在于：所述实时采集过程的任务时间片为10ms。
6.根据权利要求2所述的发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，其特征在于：步骤d中，所述判定进气泄压阀是否存在堵塞故障具体为：
如果增压压力变化率出现正、负梯度的交变变化，且交变次数多于一个设定值，判定进气泄压阀存在堵塞故障；
如果交变次数少于一个设定值，判定进气泄压阀不存在堵塞故障；
当交变次数处于以上两个设定值之间，进气泄压阀堵塞故障的输出状态保持不变。
7.根据权利要求2所述的发动机进气泄压阀阻塞的故障诊断方法，其特征在于：步骤e中，所述设定时间为2s。
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