CN103940554A - 发动机故障诊断方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机故障诊断方法和设备，属于发动机控制技术领域。基于缸压传感器的发动机故障诊断方法包括步骤：记录发动机在工作循环内的进气压力和上止点的气缸压力；将所述气缸压力除以所述进气压力得到第一压力比；以及将所述第一压力和发动机的压缩比进行比较，如果第一压力和与所述发动机压缩比之差的绝对值大于或等于所述发动机的压缩比的8-10%，则判断发动机的相应气缸存在燃烧室漏气的状态，否则，判断发动机的相应气缸不存在燃烧室漏气的状态。该方法能及时并准确地诊断发动机的燃烧室漏气相关故障，提高了发动机系统的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，涉及发动机的电子控制系统策略，尤其涉及基于缸压传感器的发动机故障诊断方法和设备。
背景技术
传统的汽油机采用火花点燃混合气，然后进行火焰传播的燃烧方式进行，发动机基本工作在当量混合气的状态下，发动机可能会因为爆震、维护保养出错等问题导致燃烧室漏气的故障状态出现，传统的发动机遇到燃烧室漏气的状况时，依靠发动机控制器往往无法立即诊断得知，如果持续工作往往会加剧发动机的磨损，甚至导致发动机的损坏。
新型的均质压燃发动机等由于需要对缸内燃烧过程进行更精确的控制，需要增加缸压传感器以实现对缸内燃烧过程的精确测量和控制。
发明内容
为了解决上述问题的至少一个，本发明提出基于缸压传感器对发动机燃烧室或者活塞环漏气的故障诊断。
按照本发明的一方面，提供一种基于缸压传感器的发动机故障诊断方法，其包括：
记录发动机在工作循环内的进气压力和上止点的气缸压力；
将所述气缸压力除以所述进气压力得到第一压力比；以及
将所述第一压力和发动机的压缩比进行比较，如果第一压力和与所述发动机压缩比之差的绝对值大于或等于所述发动机的压缩比的D%，则判断发动机的相应气缸存在燃烧室漏气的状态，否则，判断发动机的相应气缸不存在燃烧室漏气的状态。
按照本发明一实施例的发动机故障诊断方法，其中，还包括：判断点火角和上止点之间的关系，并且如果点火角一直发生在上止点之前，则将点火角推迟到上止点之后，然后再进行所述记录步骤。
在之前所述实施例的发动机故障诊断方法中，还包括：如果点火角一直发生在上止点之前，在将点火角推迟到上止点之后的同时修改发动机的喷油控制和/或节气门控制以使发动机转矩输出维持不变。
在之前所述实施例的发动机故障诊断方法中，优选地，8%≤D%≤10%。
优选地，在所述方法的实施过程中，保持发动机的稳定工况。
优选地，在所述记录步骤中，使用一个工作循环内的进气压力平均值作为所述进气压力。
优选地，所述发动机的压缩比为混合气的绝热指数k所对应的压缩比。
其中，气缸内的混合气的绝热指数k可以为1.4。
按照本发明的又一方面，提供一种基于缸压传感器的发动机故障诊断设备，其包括：
压力记录部件，其记录发动机在工作循环内的进气压力和上止点的气缸压力；
第一压力比计算部件，其将所述气缸压力除以所述进气压力得到第一压力比；以及
故障判断部件，其将所述第一压力和发动机的压缩比进行比较，如果第一压力和与所述发动机压缩比之差的绝对值大于或等于所述发动机的压缩比的D%，则判断发动机的相应气缸存在燃烧室漏气的状态，否则，判断发动机的相应气缸不存在燃烧室漏气的状态。
按照本发明一实施例的发动机故障诊断设备，还包括：
点火角判断和调节部件，其判断点火角和上止点之间的关系，并且如果点火角一直发生在上止点之前，则将点火角推迟到上止点之后。
按照本发明一实施例的发动机故障诊断设备，还包括控制部件，其用于修改发动机的喷油控制和/或节气门控制以使发动机转矩输出维持不变。
优选地，8%≤D%≤10%。
本发明的技术效果是，可以及时并准确地诊断发动机的燃烧室漏气相关故障，提高了发动机系统的可靠性和稳定性。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例的基于缸压传感器的发动机故障诊断方法流程示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
图1所示为按照本发明一实施例的基于缸压传感器的发动机故障诊断方法流程示意图。在该实施例中，发动机故障方法可以但不限于应用均质压燃发动机中，均质压燃发动机设置有压力传感器，其可以用来实时采集燃烧室内压力状态。需要理解的是，对于没有设置压力传感器的发动机，可以为该诊断方法来设置相应的压力传感器。以下结合图1详细说明基于缸压传感器的发动机故障诊断方法。
首先步骤S110，通过压力传感器记录气缸压力P_tdc和进气压力P_intake。
在该步骤中，压力传感器可以在发动机的工作循环内同步地采集发动机燃烧室内的压力状态。具体地，在工作循环中，如果发动机点火燃烧时，在点火角发生在上止点后的情况下，通过压力传感器记录在上止点位置的气缸压力P_tdc，并且记录进气压力P_intake，具体可以将气缸压力P_tdc和P_intake记录在发动机的控制器中。此时记录的P_tdc并不是最大的气缸压力值，在点火角发生在上止点后的情况下，点火后气缸压力会进一步上升。如果发动机不点火燃烧时，可以在一工作循环内通过压力传感器采集整个过程的气缸压力，将某一气缸压力判定为上止点的气缸压力P_tdc，例如，采集的气缸压力的最大值判定为上止点的气缸压力P_tdc；在一工作循环内的发动机进气门开启时段采集进气压力，将某一进气压力判定为上止点的气缸压力P_tdc，例如，采集的进气压力的平均值判定为上止点的气缸压力P_tdc。需要理解的是，气缸压力P_tdc和进气压力P_intake的记录方法不是限制性的。
在还一实施例中，如果点火角一直发生在上止点之前，此时需要检查燃烧室是否漏气时，需要在执行步骤S110之前先将点火角推迟到上止点之后，同时可以修改发动机的喷油控制和/或节气门控制，使得发动机转矩输出维持不变，再执行步骤S110，记录上止点的缸压P_tdc和进气压力P_intake。
进一步，步骤S120，计算第一压力比C1=P_tdc
/ P_intake。
进一步，步骤S130，得到该发动机的压缩比：F_compˆk。
在该步骤中，混合气的绝热指数k为发动机运行时混合气的一个特征参数，k可以根据实验进行标定，针对汽油机可以设k为1.4直接使用。发动机的压缩比F_comp为发动机的设计参数，在该实施例中，优选地，记录混合气的绝热指数为k所对应的压缩比F_compˆk。
需要理解的是，步骤S130与步骤S110和步骤S120之间的先后关系不受本发明图1所示实施例限定，例如，在步骤S110之前，也可以得出该发动机的压缩比F_compˆk。
进一步，步骤S140，比较C1和F_compˆk。
在该步骤中，得出C1与F_compˆk之间的差的绝对值，即︱C1－F_compˆk︱，实现二者之间的差距比较。
进一步，步骤S150，判断发动机的燃烧室的漏气状态。
在该步骤中，如果︱C1－F_compˆk︱≥D% × F_compˆk则判断这一缸存在燃烧室漏气的故障；否则，这判断这一缸不存在燃烧室漏气的故障。在该实施例中，D的可以在8-10的范围中取值，例如D%为8%或10%。
至此，发动机的故障诊断方法过程基本结束。以上步骤S110至S150可以循环地不断进行，从而，可以及时、准确地判断发动机的气缸燃烧室（或活塞环）是否存在漏气故障，提高了发动机系统的可靠性和稳定性。当然，如果漏气造成的拉缸等其他故障（例如拉缸），也可以及时准确地发现。
在一优选实施例中，为了提高如图1所示方法的判断的准确性，诊断故障时，发动机优选地处于较为稳定的工况；同时，由于进气压力存在波动，可以使用一个工作循环内的进气压力平均值作为计算使用的进气压力。
以上例子主要说明了本发明的发动机故障诊断方法及其相应设备。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (12)
1.一种基于缸压传感器的发动机故障诊断方法，其特征在于，包括：
记录发动机在工作循环内的进气压力和上止点的气缸压力；
将所述气缸压力除以所述进气压力得到第一压力比；以及
将所述第一压力和发动机的压缩比进行比较，如果第一压力和与所述发动机压缩比之差的绝对值大于或等于所述发动机的压缩比的D%，则判断发动机的相应气缸存在燃烧室漏气的状态，否则，判断发动机的相应气缸不存在燃烧室漏气的状态。
2.如权利要求1所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，还包括：判断点火角和上止点之间的关系，并且如果点火角一直发生在上止点之前，则将点火角推迟到上止点之后，然后再进行所述记录步骤。
3.如权利要求2所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，还包括：如果点火角一直发生在上止点之前，在将点火角推迟到上止点之后的同时修改发动机的喷油控制和/或节气门控制以使发动机转矩输出维持不变。
4.如权利要求1－3中任何一项所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，8%≤D%≤10%。
5.如权利要求1－3中任何一项所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，在所述方法的实施过程中，保持发动机的稳定工况。
6.如权利要1－3中任何一项所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，在所述记录步骤中，使用一个工作循环内的进气压力平均值作为所述进气压力。
7.如权利要求1－3中任何一项所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，所述发动机的压缩比为混合气的绝热指数k所对应的压缩比。
8. 如权利要求7所述的发动机故障诊断方法，其特征在于，气缸内的混合气的绝热指数k为1.4。
9.一种基于缸压传感器的发动机故障诊断设备，其特征在于，包括：
压力记录部件，其记录发动机在工作循环内的进气压力和上止点的气缸压力；
第一压力比计算部件，其将所述气缸压力除以所述进气压力得到第一压力比；以及
故障判断部件，其将所述第一压力和发动机的压缩比进行比较，如果第一压力和与所述发动机压缩比之差的绝对值大于或等于所述发动机的压缩比的D%，则判断发动机的相应气缸存在燃烧室漏气的状态，否则，判断发动机的相应气缸不存在燃烧室漏气的状态。
10.如权利要求9所述的发动机故障诊断设备，其特征在于，还包括：
点火角判断和调节部件，其判断点火角和上止点之间的关系，并且如果点火角一直发生在上止点之前，则将点火角推迟到上止点之后。
11.如权利要求10所述的发动机故障诊断设备，其特征在于，还包括控制部件，其用于修改发动机的喷油控制和/或节气门控制以使发动机转矩输出维持不变。
12.如权利要求9所述的发动机故障诊断设备，其特征在于，8%≤D%≤10%。
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