一种汽车的发动机喷油器诊断方法和装置、以及汽车与流程

本发明实施例涉及发动机技术，尤其涉及一种汽车的发动机喷油器诊断方法和装置、以及汽车。

背景技术

缸内后喷技术是为了适应汽车不断升级的排放要求而诞生的技术，具体的喷油器在发动机工作的排气阶段向缸内喷射汽油，使缸内燃油与空气接近理想的混合状态并实现充分燃烧，从而提高发动机的动力性和燃油经济性，将有害气体排放降到最低水平。缸内后喷技术还进一步与颗粒捕捉器(dieselparticulatefilter，dpf)再生技术共同抑制发动机尾气中的颗粒物pm含量，具体的喷油器在发动机工作的排气阶段向缸内喷射汽油，能够提升发动机排出的废气温度，以达到更好的dpf再生的目的，降低有害气体排放。

然而，现有技术中针对喷油器在发动机工作的排气阶段向缸内喷射汽油的情况，无法控制喷油器在排气阶段的喷油量，也无法对喷油器进行失效监测，如此将影响整车的排放和油耗，甚至影响整车的安全性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种汽车的发动机喷油器诊断方法和装置、以及汽车，以实现对排气阶段的发动机喷油器的监控。

本发明实施例提供了一种汽车的发动机喷油器诊断方法，所述发动机内集成有喷油器和柴油燃烧反应炉，该诊断方法包括：

如果所述喷油器工作在排气阶段且所述汽车的整车运行信息满足所述排气阶段的标定整车运行条件，计算所述柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计所述柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值；

如果所述连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定所述喷油器在所述排气阶段出现一次故障事件。

进一步地，计算所述柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差之前，还包括：检测所述喷油器是否工作在排气阶段。

进一步地，所述整车运行信息至少包括：车速、涡后温度、转速、喷油器喷油量、发动机废气流量、电子控制单元工作状态和整车运行模式；

所述整车运行信息满足所述排气阶段的标定整车运行条件包括：所述车速处于所述排气阶段的标定车速阈值区间、所述涡后温度处于所述排气阶段的标定涡后温度阈值区间、所述转速处于所述排气阶段的标定转速阈值区间、所述喷油器喷油量处于所述排气阶段的标定喷油量阈值区间、所述发动机废气流量处于所述排气阶段的标定废气流量阈值区间、所述电子控制单元已上电、以及所述整车运行模式是颗粒捕捉器再生模式。

进一步地，计算所述柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计所述柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值，包括：

确定至少n个设定时间节点，在每个所述设定时间节点处采集所述柴油燃烧反应炉的上游温度和下游温度并计算得出该设定时间节点的上下游温差；

选取连续的n个所述设定时间节点，并统计该连续n个设定时间节点的上下游温差总值。

进一步地，如果所述连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定所述喷油器在所述排气阶段出现一次故障事件，包括：

获取所述喷油器在所述连续n个设定时间节点的喷油量和所述发动机在所述连续n个设定时间节点的废气量，根据燃油能量守恒公式m(hc)＝m(exhaust)*c(p，exhaustgas)*(t(des)-t(in))/h(hc)计算所述连续n个设定时间节点的上下游温差理论值，m(hc)为喷油量，m(exhaust)为废气量，c(p，exhaustgas)为废气比热容，t(des)-t(in)为上下游温差值，h(hc)为设定常数；

计算所述连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值，并判断该差值绝对值是否大于所述预设温差阈值；

若是，判定所述喷油器在所述排气阶段出现一次故障事件，若否，判定所述喷油器在所述排气阶段正常工作。

进一步地，该诊断方法还包括：在一次驾驶循环中，检测到所述喷油器在所述排气阶段出现的故障事件次数超过设定次数阈值，判定所述喷油器在所述排气阶段工作异常。

本发明实施例还提供了一种汽车的发动机喷油器诊断装置，所述发动机内集成有喷油器和柴油燃烧反应炉，该诊断装置包括：

计算模块，用于如果所述喷油器工作在排气阶段且所述汽车的整车运行信息满足所述排气阶段的标定整车运行条件，计算所述柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计所述柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值；

判断模块，用于如果所述连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定所述喷油器在所述排气阶段出现一次故障事件。

本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车包括：发动机和如上所述的诊断装置，所述发动机内集成有喷油器和柴油燃烧反应炉，所述诊断装置分别与所述喷油器和所述柴油燃烧反应炉电连接。

本发明实施例提供的汽车及其发动机喷油器诊断方法和装置，如果喷油器工作在排气阶段且整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件则诊断释放，并计算柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值，如果连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件。本发明实施例中，在排气阶段喷油器向缸内喷射汽油，柴油燃烧反应炉doc对喷油器喷射的汽油进行燃烧以将汽油转换成热量并输出，则该热量造成柴油燃烧反应炉的上下游产生温差，由此喷油器喷射的喷油量可通过柴油燃烧反应炉的上下游温差体现出来，诊断装置通过对柴油燃烧反应炉的上下游温差进行判断实现了对喷油器喷油量控制或部件失效的监控，即实现了对喷油器在排气阶段是否工作异常的监控，相应改善了整车的排放、油耗和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种汽车的发动机喷油器诊断方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种汽车的发动机喷油器诊断方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种汽车的发动机喷油器诊断装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，为本发明实施例提供的一种汽车的发动机喷油器诊断方法的流程图，本实施例的技术方案适用于对汽车发动机中处于排气阶段即后喷阶段的喷油器进行监控的情况。该方法可以由汽车的发动机喷油器诊断装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，配置在汽车的电子控制单元中执行。本实施例提供的汽车的发动机内集成有喷油器和柴油燃烧反应炉。

本实施例提供的汽车的发动机喷油器诊断方法具体包括如下步骤：

步骤110、如果喷油器工作在排气阶段且汽车的整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件，计算柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值。

喷油器的工作阶段通常包括4个阶段，分别为吸气阶段、压缩阶段、做功阶段和排气阶段，喷油器的前三个工作阶段在现有技术中已有相关的诊断或监控策略，而排气阶段即后喷阶段在现有技术中没有相关的诊断或监控策略，导致在排气阶段喷油器的喷油量无法控制或部件失效无法监测，影响整车排放、油耗和安全性，基于此，本实施例提供的是排气阶段喷油器的诊断方法。

如上所述，确定喷油器工作在排气阶段后，如果在排气阶段持续不断的对喷油器进行故障诊断，可能造成电子控制单元功耗大。此外，排气阶段也无需始终进行故障诊断，本实施例中设定了排气阶段的一个标定整车运行条件，汽车运行在排气阶段时，只有其整车运行信息满足该标定整车运行条件时，诊断装置才释放诊断流程。基于此，诊断装置在汽车的整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件时，对喷油器进行故障诊断。对于柴油燃烧反应炉doc，在排气阶段喷油器向缸内喷射汽油，柴油燃烧反应炉doc用于对喷油器喷射的汽油进行燃烧以将汽油转换成热量，热量造成柴油燃烧反应炉的上下游产生温差，由此喷油器喷射的喷油量可通过柴油燃烧反应炉的上下游温差体现出来，诊断装置通过对柴油燃烧反应炉的上下游温差进行判断实现了对喷油器喷油量控制或部件失效的监控。基于此，柴油燃烧反应炉的上游设置有上游传感器用以采集柴油燃烧反应炉的上游温度，柴油燃烧反应炉的下游设置有下游传感器用以采集柴油燃烧反应炉的下游温度，诊断装置分别与柴油燃烧反应炉的上游传感器和下游传感器电连接。需要说明的是，上游温度实质是指柴油燃烧反应炉的燃烧前的废气温度，下游温度实质是指柴油燃烧反应炉的燃烧后的废气温度。

如上步骤中，诊断装置对喷油器进行故障诊断时，可选的，确定至少n个设定时间节点，在每个设定时间节点处采集柴油燃烧反应炉的上游温度和下游温度并计算得出该设定时间节点的上下游温差；选取连续的n个设定时间节点，并统计该连续n个设定时间节点的上下游温差总值。具体的，首先确定至少n个设定时间节点，该连续的n个设定时间节点依次标记为t1、t2、…、tn；对于任意一个设定时间节点ti(i＝1,2,…,n)，处于排气阶段的喷油器在该设定时间节点上向缸内喷射汽油，柴油燃烧反应炉doc对喷油器喷射的汽油进行燃烧以将汽油转换成热量，此时诊断装置获取柴油燃烧反应炉在该设定时间节点的上游温度和下游温度以计算得出柴油燃烧反应炉在该设定时间节点的上下游温差δti；以此类推，诊断装置获取柴油燃烧反应炉在连续的n个设定时间节点的上下游温差δt1、δt2、…、δti、…、δtn，并对该n个上下游温差进行求和δt1+δt2+…+δti+…+δtn以得到柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值。

步骤120、如果连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件。

如上所述，处于排气阶段的喷油器在每个设定时间节点上向缸内喷射汽油，诊断装置与喷油器电连接并能够获取到喷油器在每个设定时间节点上向缸内配设汽油的喷油量，基于此，诊断装置可统计得出喷油器在连续n个设定时间节点的喷油总量，诊断装置还与发动机电连接用以获取发动机在连续n个设定时间节点的废气总量和废气比热容，诊断装置中还存储有设定常数h(hc)。由此根据燃油能量守恒公式m(hc)＝m(exhaust)*c(p，exhaustgas)*(t(des)-t(in))/h(hc)，其中，m(hc)为喷油量，m(exhaust)为废气量，c(p，exhaustgas)为废气比热容，t(des)-t(in)为上下游温差值，h(hc)为设定常数，诊断装置可计算得出与连续n个设定时间节点的喷油总量对应的上下游温差值，该上下游温差值即为连续n个设定时间节点对应的上下游温差理论值。

诊断装置计算得出连续n个设定时间节点的上下游温差理论值，诊断装置还根据步骤110计算得出连续n个设定时间节点的上下游温差总值，已知喷油器在连续n个设定时间节点的喷油总量已确定，理想情况下连续n个设定时间节点的上下游温差理论值与上下游温差总值一致，基于此，诊断装置可通过计算该连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值并对该差值绝对值进行判断以实现对喷油器是否工作异常的监测。当上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值时，说明连续n个设定时间节点对应的上下游温差总值与上下游温差理论值差距较大，此时可判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件。当上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值小于或等于预设温差阈值时，说明连续n个设定时间节点对应的上下游温差总值与上下游温差理论值差距较小，此时可判定喷油器在排气阶段工作正常。

具体可选步骤120采用如下步骤实现：获取喷油器在连续n个设定时间节点的喷油量和发动机在连续n个设定时间节点的废气量，根据燃油能量守恒公式m(hc)＝m(exhaust)*c(p，exhaustgas)*(t(des)-t(in))/h(hc)计算连续n个设定时间节点的上下游温差理论值，m(hc)为喷油量，m(exhaust)为废气量，c(p，exhaustgas)为废气比热容，t(des)-t(in)为上下游温差值，h(hc)为设定常数；计算连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值，并判断该差值绝对值是否大于预设温差阈值；若是，判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件，若否，判定喷油器在排气阶段正常工作。其中，t(des)为燃烧后废气温度，t(in)为燃烧前废气温度，t(des)-t(in)为上下游温差值。

需要说明的是，在同样的环境温度下，发动机处于同种工况时，缸内后喷喷油器喷射的喷油量与对doc所造成的上下游温差存在线性的比例关系，其关系如燃油能量守恒公式所示，即喷油器喷射的1g柴油转化的热量在理想状态下是确定的，相应的该热量造成的doc上下游温差在理想状态下也是确定的。基于此，在已知喷油量的前提下，根据燃油能量守恒公式计算得出的doc上下游温差(t(des)-t(in))为理想状态下的上下游温差即上下游温差理论值。对于燃油能量守恒公式，诊断装置可通过发动机获取废气量和废气比热容，以及诊断装置中存储的设定常数也是经过多次试验确定的常数值。

本实施例提供的汽车的发动机喷油器诊断方法，如果喷油器工作在排气阶段且汽车的整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件，计算柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值，如果连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件。本实施例中，在排气阶段喷油器向缸内喷射汽油，柴油燃烧反应炉doc对喷油器喷射的汽油进行燃烧以将汽油转换成热量并输出，则该热量造成柴油燃烧反应炉的上下游产生温差，由此喷油器喷射的喷油量可通过柴油燃烧反应炉的上下游温差体现出来，诊断装置通过对柴油燃烧反应炉的上下游温差进行判断实现了对喷油器喷油量控制或部件失效的监控，即实现了对喷油器在排气阶段是否工作异常的监控，相应改善了整车的排放、油耗和安全性。

示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选步骤110的计算柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差之前，还包括：

步骤100、检测喷油器是否工作在排气阶段。

喷油器的工作阶段通常包括4个阶段，分别为吸气阶段、压缩阶段、做功阶段和排气阶段，喷油器的前三个工作阶段在现有技术中已有相关的诊断或监控策略，而排气阶段即后喷阶段在现有技术中没有相关的诊断或监控策略，导致在排气阶段喷油器的喷油量无法控制或部件失效无法监测，影响整车排放、油耗和安全性。基于此，本实施例提供排气阶段喷油器的诊断方法之前，需要检测喷油器是否处于排气阶段。

可选的，整车运行信息至少包括：车速、涡后温度、转速、喷油器喷油量、发动机废气流量、电子控制单元工作状态和整车运行模式；相应的，整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件包括：车速处于排气阶段的标定车速阈值区间、涡后温度处于排气阶段的标定涡后温度阈值区间、转速处于排气阶段的标定转速阈值区间、喷油器喷油量处于排气阶段的标定喷油量阈值区间、发动机废气流量处于排气阶段的标定废气流量阈值区间、电子控制单元已上电、以及整车运行模式是颗粒捕捉器再生模式。整车运行信息中各项运行信息或状态信息均满足标定整车运行条件中相对应的标定信息时，则判定喷油器工作在排气阶段且此时可对诊断进行释放，整车运行信息中至少一项运行信息或状态信息不满足排气阶段的标定整车运行条件中相对应的标定信息时，则判定喷油器工作在排气阶段但不符合诊断释放要求。

需要说明的是，本实施例中通过先确定喷油器是否工作在排气阶段，确定喷油器工作在排气阶段后再检测汽车的整车运行信息是否满足排气阶段的标定整车运行条件，若是则释放喷油器在排气阶段的诊断监控流程，提高了监控准确性。此外，喷油器工作在排气阶段时所对应的标定整车运行条件是相关从业人员在多次试验中确定的运行信息，在此不再进行具体说明和限定。

示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选步骤120之后，该诊断方法还包括：

步骤130、在一次驾驶循环中，检测到喷油器在排气阶段出现的故障事件次数超过设定次数阈值，判定喷油器在排气阶段工作异常。

一次驾驶循环实质是指汽车发动机的一次从点火到熄火的运行过程。依次驾驶循环中，喷油器在排气阶段仅出现一次故障事件，并不能表征喷油器工作异常或失效，因此为了提高喷油器在排气阶段的监控准确性，检测装置中预先存储有设定次数阈值。在一次驾驶循环中，累积计算喷油器在排气阶段出现的故障事件次数，并在检测到故障时间次数超过设定次数阈值，判定喷油器在排气阶段工作异常，并进行报错，提高整车运行安全性；反之，在一次驾驶循环中，累积计算喷油器在排气阶段出现的故障事件次数，并在检测到故障时间次数小于设定次数阈值，判定喷油器在排气阶段工作正常，不报错。

参考图3所示，为本发明实施例提供的一种汽车的发动机喷油器诊断装置的示意图，本实施例的技术方案适用于对汽车发动机中处于排气阶段即后喷阶段的喷油器进行监控的情况。该装置可以执行上述任意实施例所述的汽车的发动机喷油器诊断方法，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，配置在汽车的电子控制单元中执行。本实施例提供的汽车的发动机内集成有喷油器和柴油燃烧反应炉。

本实施例提供的汽车的发动机喷油器诊断装置包括：

计算模块210，用于如果喷油器工作在排气阶段且汽车的整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件，计算柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差，并统计柴油燃烧反应炉在连续n个设定时间节点的上下游温差总值；

判断模块220，用于如果连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值大于预设温差阈值，判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件。

可选的，该诊断装置还包括：检测模块，该检测模块用于在计算柴油燃烧反应炉在每个设定时间节点的上下游温差之前，检测喷油器是否工作在排气阶段。

可选的，整车运行信息至少包括：车速、涡后温度、转速、喷油器喷油量、发动机废气流量、电子控制单元工作状态和整车运行模式；

相应的，确定工作阶段单元的具体执行过程为：车速处于排气阶段的标定车速阈值区间、涡后温度处于排气阶段的标定涡后温度阈值区间、转速处于排气阶段的标定转速阈值区间、喷油器喷油量处于排气阶段的标定喷油量阈值区间、发动机废气流量处于排气阶段的标定废气流量阈值区间、电子控制单元已上电、以及整车运行模式是颗粒捕捉器再生模式，确定喷油器工作在排气阶段且整车运行信息满足排气阶段的标定整车运行条件。

可选的，计算模块210包括：计算上下游温差单元和统计上下游温差总值单元。

计算上下游温差单元用于确定至少n个设定时间节点，在每个设定时间节点处采集柴油燃烧反应炉的上游温度和下游温度并计算得出该设定时间节点的上下游温差；统计上下游温差总值单元用于选取连续的n个设定时间节点，并统计该连续n个设定时间节点的上下游温差总值。

可选的，判断模块220包括：计算温差理论值单元、判断温差单元和故障诊断单元。

计算温差理论值单元用于获取喷油器在连续n个设定时间节点的喷油量和发动机在连续n个设定时间节点的废气量，根据燃油能量守恒公式m(hc)＝m(exhaust)*c(p，exhaustgas)*(t(des)-t(in))/h(hc)计算连续n个设定时间节点的上下游温差理论值，m(hc)为喷油量，m(exhaust)为废气量，c(p，exhaustgas)为废气比热容，t(des)-t(in)为上下游温差值，h(hc)为设定常数；

判断温差单元用于计算连续n个设定时间节点的上下游温差总值与上下游温差理论值的差值绝对值，并判断该差值绝对值是否大于预设温差阈值；

故障诊断单元用于在检测到该差值绝对值大于预设温差阈值时，判定喷油器在排气阶段出现一次故障事件，还用于在检测到该差值绝对值小于或等于预设温差阈值时，判定喷油器在排气阶段正常工作。

可选的，该诊断装置还包括：异常诊断模块，该异常诊断模块用于在一次驾驶循环中，检测到喷油器在排气阶段出现的故障事件次数超过设定次数阈值，判定喷油器在排气阶段工作异常。

本实施例提供的汽车的发动机喷油器诊断装置，在排气阶段喷油器向缸内喷射汽油，柴油燃烧反应炉doc对喷油器喷射的汽油进行燃烧以将汽油转换成热量并输出，则该热量造成柴油燃烧反应炉的上下游产生温差，由此喷油器喷射的喷油量可通过柴油燃烧反应炉的上下游温差体现出来，诊断装置通过对柴油燃烧反应炉的上下游温差进行判断实现了对喷油器喷油量控制或部件失效的监控，即实现了对喷油器在排气阶段是否工作异常的监控，相应改善了整车的排放、油耗和安全性。

本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车为上述任意实施例所述的汽车，该汽车包括：发动机和如上任意实施例所述的诊断装置，发动机内集成有喷油器和柴油燃烧反应炉，诊断装置分别与喷油器和柴油燃烧反应炉电连接。

可选汽车还包括电子控制单元，可选诊断装置集成在电子控制单元中，诊断装置还分别与发动机、喷油器和柴油燃烧反应炉电连接。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。