一种失火坏路检测方法及系统与流程

本发明涉及汽车发动机技术领域，特别涉及一种失火坏路检测方法及系统。

背景技术：

从20世纪80年代起，美、日、欧等各大汽车制造企业开始在其生产的电喷汽车上配备OBD(On-Board Diagnostic，车载诊断系统)，其实质就是发动机管理系统通过监测汽车的动力和排放控制系统来监测汽车的排放。这些监测中包括失火监测，失火即发动机某一缸或者某几缸发生缺火的现象。失火会导致发动机动力中断，影响驾乘感受；失火还会导致未燃烧的油气混合气进入催化器，导致碳氢化合物排放超标；严重的失火如失火率达到25％会因大量未燃烧油气混合气进入催化器后燃损坏催化器，从而降低催化器使用寿命。

失火监测是电喷汽油机OBD开发时必做的内容之一。且现今很多监测失火的原理为监测发动机曲轴角加速度的变化，当发动机某缸缺火产生失火时，曲轴加速度会发生变化，产生一个跳变，发动机管理系统的发动机控制器接收到此跳变后经过信号处理及逻辑判定监测为失火。但此监测曲轴角加速度的方式会有误判，因为当没有失火的汽车行驶在颠簸路面时，如搓板路、鹅卵石路等坏路上时，坏路路面对车轮的冲击会通过传动系传递到发动机曲轴上，导致曲轴角加速度出现跳变，发动机控制器接收到跳变信号后会误判为失火。

因此失火坏路的判定是OBD失火诊断开发时的难题之一。坏路是如搓板路、鹅卵石路等会对车轮产生冲击导致发动机曲轴角加速度变化的路面。在失火监测时，必须要让发动机控制器识别车辆行驶在坏路上，判定车辆行驶在坏路上后屏蔽失火诊断。

目前对失火坏路的判断主要通过安装在底盘上的加速度传感器来判断。当车辆行驶在坏路上时，加速度传感器采集到跳变的电容信号，经过信号处理后得到纵向电压值V，发动机控制器将此纵向电压值V与加速门限值Thresh(加速门限值Thresh是在平路上得到的纵向电压值)进行比较，判断是否为坏路；如果纵向电压值V大于加速门限值Thresh，则判定为坏路即需要屏蔽失火诊断规定时间，比如3s。

目前对于失火坏路的判定存在以下两点缺陷：

(1)加速度传感器长久使用会出现信号失真或失灵的现象，因此可能会导致失火坏路判定逻辑执行错误。

(2)在车型开发时，对每一款车型都需要加装合适的加速度传感器，增加了车型开发成本。

技术实现要素：

本发明提供了一种失火坏路检测方法及系统，以准确、有效地判定失火坏路。

一种失火坏路检测方法，包括：

实时采集车速传感器信号与轮速传感器信号；

根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标；

检测所述失火坏路指标是否大于失火门限值；如果是，确定当前路况为失火坏路。

优选地，所述方法还包括：

采集车速传感器信号与轮速传感器信号之前，启动失火监测；

确定当前路况为失火坏路后，关闭失火监测。

优选地，所述根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标包括：

根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到加速度差值绝对值；

对所述加速度差值绝对值进行累加判定，得到累加判定值；

根据所述累加判定值，计算得到失火坏路指标。

优选地，所述根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到加速度差值绝对值包括：

对所述车速传感器信号进行滤波处理得到车速值，对所述轮速传感器信号进行滤波处理得到轮速值；

分别计算标定时间段内的车加速度与轮加速度；

将所述车加速度与轮加速度做差后，求绝对值得到加速度差值绝对值。

优选地，所述对所述加速度差值绝对值进行累加判定，得到累加判定值包括：

判断所述加速度差值绝对值是否大于第一设定值；

如果是，则所述累加判定值等于所述加速度差值绝对值；否则，所述累加判定值等于零。

优选地，所述根据所述累加判定值，计算失火坏路指标包括：

对连续设定个数的累加判定值取平均值，得到失火坏路指标。

优选地，所述设定个数为发动机点火次数。

一种失火坏路检测系统，所述系统包括：

发动机控制器、分别与所述发动机控制器电连接的车速传感器、轮速传感器；发动机控制器实时采集车速传感器的车速传感器信号、以及轮速传感器的轮速传感器信号，根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，并在检测到所述失火坏路指标大于失火门限值时，确定当前路况为失火坏路。

优选地，所述系统还包括：

与所述发动机控制器电连接的转速传感器，所述转速传感器安装于电喷汽油机上，以实时采集所述电喷汽油机转速；

所述发动机控制器在采集车速传感器信号与轮速传感器信号之前，使能所述转速传感器，以启动失火监测；并且在确定当前路况为失火坏路后，禁能所述转速传感器，以关闭失火监测。

优选地，所述系统还包括：

与所述发动机控制器电连接的转速传感器，所述转速传感器安装于柴油机上，以实时采集所述柴油机转速；

所述发动机控制器在采集车速传感器信号与轮速传感器信号之前，使能所述转速传感器，以启动失火监测；并且在确定当前路况为失火坏路后，禁能所述转速传感器，以关闭失火监测。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的失火坏路检测方法及系统，发动机控制器实时采集车速传感器信号与轮速传感器信号，根据所述车速传感器信号与轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，当所述失火坏路指标大于失火门限值时，确定当前路况为失火坏路。通过本发明，提高了失火坏路判定的准确性与有效地。

附图说明

图1是本发明实施例失火坏路检测方法的一种流程图。

图2是本发明实施例失火坏路检测方法的另一种流程图。

图3是本发明实施例失火坏路检测系统的一种结构示意图。

图4是本发明实施例失火坏路检测系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

如图1所示是本发明实施例失火坏路检测方法的一种流程图，包括以下步骤：

步骤101：实时采集车速传感器信号与轮速传感器信号，执行步骤102。

步骤102：根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，执行步骤103。

具体地，所述根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标包括以下步骤：

步骤(A)：根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到加速度差值绝对值，执行步骤(B)。

具体地，所述根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到加速度差值绝对值包括以下步骤：

步骤(1A’)：对所述车速传感器信号进行滤波处理得到车速值，对所述轮速传感器信号进行滤波处理得到轮速值，执行步骤(1B’)。

步骤(1B’)：分别计算标定时间段内的车加速度与轮加速度，步骤(1C’)。

步骤(1C’):将所述车加速度与轮加速度做差后，求绝对值得到加速度差值绝对值。

步骤(B)：对所述加速度差值绝对值进行累加判定，得到累加判定值，执行步骤(C)。

具体地，所述对所述加速度差值绝对值进行累加判定，得到累加判定值包括以下步骤：

步骤(2A’)：判断所述加速度差值绝对值是否大于第一设定值；如果是，执行步骤(2B’)；否则，执行步骤(2C’)。

步骤(2B’)：所述累加判定值等于所述加速度差值绝对值。

步骤(2C’)：所述累加判定值等于零。

步骤(C)：根据所述累加判定值，计算得到失火坏路指标。

具体地，所述根据所述累加判定值，计算失火坏路指标包括：

对连续设定个数的累加判定值取平均值，得到失火坏路指标。

进一步，所述设定个数可以为发动机点火次数，当然，由于不同型号的发动机的点火次数可能不同，设定个数也可以由当前发动机确定。

步骤103：检测所述失火坏路指标是否大于失火门限值；如果是，执行步骤104；否则，返回执行步骤102。

步骤104：确定当前路况为失火坏路。

本发明实施例提供的失火坏路检测方法，实时采集车速传感器信号与轮速传感器信号，根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，当失火坏路指标大于失火门限值时，确定当前路况为失火坏路。通过本发明，提高了失火坏路判断的准确性与有效性。

进一步，当检测到失火坏路时，为了使失火监测更加有效。可以将图1所示的控制方法应用到对电喷汽油机或柴油机等需要失火监测的机型上。具体地，如图2所示，是本发明实施例失火坏路检测方法的另一种流程图，包括以下步骤：

步骤201：启动失火监测；

步骤202：实时采集车速传感器信号与轮速传感器信号，执行步骤203。

步骤203：根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，执行步骤204。

步骤204：检测所述失火坏路指标是否大于失火门限值；如果是，执行步骤205；否则，返回执行步骤203。

步骤205：确定当前路况为失火坏路，执行步骤206。

步骤206：关闭失火监测。

需要说明的是，本发明实施例中，关闭失火监测，可以是设定时间段内关闭失火监测，具体地，具体地，设定时间段可以根据具体的车型标定确定，比如设定时间段为3s。

为了便于对本发明实施例的理解，下面对本发明实施例涉及到的方法进行详细的举例说明：

(一)发动机控制器进行失火监测。

发动机控制的失火监测主要是：监测发动机曲轴角加速度的变化，当发动机某缸缺火产生失火时，曲轴角加速度会发生变化，产生一个跳变，发动机接收到此跳变后经过信号处理及逻辑判定监测为失火。但此监测曲轴角加速度的方式会有误判，因为当没有失火的汽车行驶在颠簸路面时，如搓板路，鹅卵石路等坏路上时，坏路路面对车轮的冲击会通过传动系传递到发动机曲轴上，导致曲轴角加速度出现跳变，发动机控制器接收到跳变信号后可能会误判为失火。

需要说明的是，发动机曲轴角加速度是发动机控制器通过安装于电喷汽油机或柴油机等可以失火监测机型上的转速传感器计算得到的。

(二)发动机控制器实时采集车速传感器信号及轮速传感器信号，计算加速度差值绝对值ABS_ΔA。

a)发动机控制器实时采集车速传感器信号及轮速传感器信号，并对车速传感器信号及轮速传感器信号进行滤波处理去掉信号毛刺，得到车速值VS与轮速值WS。

b)发动机控制器计算在标定时间段内的车速差值ΔVS与轮速差值ΔWS，ΔVS＝VS_t+Δt-VS_t，ΔWS＝WS_t+Δt-WS_t，间隔时间Δt可选择为标定时间段，本发明实施例中，标定时间段可以根据具体发动机控制器计算周期确定，比如标定时间段为1s。

c)计算在每个标定时间段Δt内的车加速度VS_A和轮加速度WS_A。VS_A＝ΔVS/Δt，WS_A＝ΔWS/Δt。

d)计算标定时间段Δt内的轮加速度WS_A与车加速度VS_A的差值ΔA，并对所述差值ΔA求绝对值得到加速度差值绝对值ABS_ΔA。

(三)加速度差值绝对值ABS_ΔA进行是否累加判定，得到累加判定值。

当加速度差值绝对值ABS_ΔA大于第一设定值Limit(该限值由平路工况采集到的ABS_ΔA得到)时，把当前加速度差值绝对值ABS_ΔA作为累加判定值；当ABS_ΔA小于等于第一设定值Limit，ABS_ΔA置0，即用0值作为累加判定值。

(四)根据累加判定值，计算失火坏路指标Index的计算

对连续设定个数K的累加判定值取平均值，得到失火坏路指标Index，具体地，失火坏路指标K为设定个数。此公式中对设定个数K的加速度差值绝对值ABS_ΔAk进行累加，并在累加完除以K求平均值即为失火坏路指标Index，本发明中，用平均值来衡量连续设定个数的加速度差值的平均水平，能起到很好的平衡与去除异常点的作用。需要说明的是，设定个数K最小不能低于最小发动机周期/标定时间段Δt，其中，所述最小发动机周期为发动机在最低转速时对应的时间。优选地，设定个数K可以为发动机点火次数，比如K为400。

(五)坏路与否的判定逻辑

失火坏路指标Index与失火门限值Thresh index(该值在OBD开发时的标定得到)进行比较。如果失火坏路指标Index>失火门限值Thresh index，确定当前路况为失火坏路，因为坏路引起的转速波动会让发动机控制器误判为失火故障，此失火故障属于坏路引起的，发动机并没有发生失火。则发动机控制器判定此行驶路况为坏路且会影响失火判定，因此，发动机控制器通过强制让失火监测条件不满足，即关闭失火监测，具体地，关闭失火监测的时间可以为设定时间段，比如设定时间段为3s，当设定时间段3s结束后，退出继续下一个循环的失火坏路监测；如果失火坏路指标Index<失火门限值Thresh index，则发动机控制器判定此行驶路况不足以影响失火的判定，判定结束退出，进入下一循环失火监测。

本发明实施例提供的失火坏路检测方法，在实时失火监测的过程中，一旦确认当前路况为失火坏路，则关闭失火监测，从而提高失火监测的准确性与有效性。

针对上述失火坏路检测方法，本发明实施例还提供了一种失火坏路检测系统，如图1所示，该失火坏路检测系统包括：发动机控制器、分别与所述发动机控制器电连接的车速传感器、轮速传感器；发动机控制器实时采集车速传感器的车速传感器信号、以及轮速传感器的轮速传感器信号，根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，并在检测到所述失火坏路指标大于失火门限值时，确定当前路况为失火坏路。

综上所述，本发明实施例提供的失火坏路检测系统，发动机控制器分别与车速传感器、轮速传感器电连接，实时采集车速传感器的车速传感器信号与轮速传感器的轮速传感器信号，根据所述车速传感器信号与所述轮速传感器信号，计算得到失火坏路指标，并在检测到所述失火坏路指标大于失火门限值时，确定当前路况为失火坏路。通过本发明，提高了发动机控制器对失火坏路检测的准确性与有效性，并且本发明硬件电路简单，容易实现。

进一步，当检测到失火坏路时，为了使失火监测更加有效。可以将图3所示的控制系统应用到对电喷汽油机或柴油机等需要失火监测的机型上。具体地，如图4所示，是本发明实施例失火坏路检测系统的另一种结构示意图，相对于图3所示实施例，图4所示实施例中，增加了转速传感器，具体地，转速传感器与发动机控制器电连接，所述转速传感器可以安装于电喷汽油机上，也可以安装于柴油机上。

当转速传感器安装于电喷汽油机时，可以实时采集所述电喷汽油机转速；并且所述发动机控制器在采集车速传感器信号与轮速传感器信号之前，使能所述转速传感器，以启动失火监测；并且在确定当前路况为失火坏路后，所述发动机控制器禁能所述转速传感器，以关闭失火监测。当转速传感器安装于柴油机时，可以实时采集所述柴油机转速；并且所述发动机控制器在采集车速传感器信号与轮速传感器信号之前，使能所述转速传感器、以启动失火监测；并且在确定当前路况为失火坏路后，所述发动机控制器禁能所述转速传感器，以关闭失火监测。

需要说明的是，本发明实施例中，失火监测主要是：实时获取当前电喷汽油机或柴油机转速，并根据当前电喷汽油机转速或柴油机转速计算得到当前曲轴角加速度值，通过所述曲轴角加速度对所述电喷汽油机或柴油机进行失火判断。

需要说明的是，本发明实施例中，发动机控制器禁能转速传感器的时间，即关闭失火监测的时间，可以为设定时间段，具体地，设定时间段可以根据具体的车型标定确定，比如，设定时间段为3s。

本发明实施例提供的失火坏路检测系统，发动机控制器实时进行失火监测过程中，一旦确认当前路况为失火坏路，则关闭失火监测，从而提高了失火监测的准确性与有效性。

综上所述，本发明实施例提供的失火坏路检测方法及系统，可以解决在没有加速度传感器的情况下，发动机控制器仍然能判定坏路工况。具体地，本发明中去掉了加速度传感器，采用车速传感器和轮速传感器，并根据车速传感器信号与轮速传感器信号，进行算法运算和逻辑判定，最终确认车辆行驶的路况是否为坏路。通过本发明能有效准确的判定坏路，并在检测到失火坏路后关闭失火监测，从而不仅达到与加速度传感器一样的判定效果，还提供了一种操作简单、行之有效、节约成本的技术方案。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。