发动机的失火故障诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机的失火故障诊断方法，尤其涉及一种在车载诊断(OBD)系统中使用的失火故障诊断方法。
【背景技术】
[0002]发动机失火按照失火率的不同可分为排放损害型失火和催化器损害型失火。现有检测失火率的方法一般都会采集发动机曲轴信号中的一整段信号，并根据该整段信号来计算并判断发动机的失火率，在上述整段信号中，有可表明出现失火后曲轴速度变化明显的部分，也有发动机正常工作时曲轴速度变化不明显的部分，所以在计算失火率的过程中通常会需要用到较复杂的计算方法和步骤，才能计算出发动机的失火情况，诊断成本高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种发动机的失火故障诊断方法，其计算方式简单，在可以保证诊断结果的情况下降低诊断成本。
[0004]本发明提供了一种发动机的失火故障诊断方法，其包括以下步骤:使能条件判断；上止点曲轴信号采集步骤，采集发动机曲轴信号，并在曲轴信号中确定一个气缸的上止点；窗口选取步骤，在曲轴信号中以上止点作为原点，按一预定的时间间隔依次选取一个第一窗口和一个第二窗口，其中第一窗口具有一个第一起齿和一个与第一起齿相隔一预定齿数的第一终齿，第二窗口具有一个第二起齿和一个与第二起齿相隔齿数同样为预定齿数的第二终齿；窗口角速度计算步骤，计算第一窗口角速度Vwinl= (Lw*6 (度/齿)/360度)/Tl,其中Tl为曲轴从第一起齿转动到第一终齿的时间，计算第二窗口角速度Vwin2=(Lw*6(度/齿)/360度)/T2，其中T2为曲轴从所述第二起齿转动到第二终齿的时间，计算从第一起齿到第二起齿的估算时间Tacc = ((Q2-Ql)*6)/((Vwinl+Vwin2)/2)，累计窗口速度计算次数i = i+Ι ;窗口加速度计算步骤，根据第一窗口角速度、第二窗口角速度和估算时间计算窗口加速度Acc= (Vwin2-Vwinl) /Tacc ;失火判断步骤，比较窗口加速度与一个预设的加速度限值，如果窗口加速度小于加速度限值，则失火次数j = j+1，反之则失火次数j =j+0 ;判断窗口速度计算是否达到预定次数，比较窗口速度计算次数i与预设计算次数m的大小，如果是i〈m，则程序返回上止点曲轴信号采集步骤，反之，则程序进入下一步；失火类型判断步骤，计算发动机的失火率=j/m，用失火率与所述发动机的失火率限值比较，以判断失火类型。
[0005]在发动机的失火故障诊断方法的一种示意性实施方式中，使能条件判断包括:判断发动机的转速是否正常；判断发动机的进气压力是否正常；判断是否行使于颠簸路面；判断油箱油位是否满足高度要求；判断发动机是否有其他诊断报错。
[0006]发动机的失火故障诊断方法在曲轴信号的采集中，通过标定计算窗口的方式来计算和判断失火率，由于计算窗口可由标定工程师预先设定，以选择最能反映曲轴速度变化的位置，所以可以仅针对计算窗口来计算和判断发动机的失火率，计算方式简单，在可以保证诊断结果的情况下降低诊断成本。
[0007]下文将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施例，对发动机的失火故障诊断方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
【附图说明】
[0008]以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
[0009]图1用以说明一种可以执行发动机的失火故障诊断方法的控制装置。
[0010]图2用以说明发动机的失火故障诊断方法的一种示意性实施方式的流程。
[0011]图3和图4用以说明如何在曲轴信号中选取窗口。
[0012]图5用以说明发动机的失火故障诊断方法的一种示意性实施方式中的使能判断流程。
[0013]标号说明
20发动机管理单元 22油位传感模块 24发动机运转状态传感模块 26串口通讯模块 28故障灯控制模块 30失火故障诊断单元 32使能条件判断模块 34曲轴信号采集模块 36窗口选取模块 37窗口加速度计算模块 38失火率计算模块 39失火类型判断模块
40OBD系统管理单元。
【具体实施方式】
[0014]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
[0015]为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
[0016]在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0017]图1用以说明一种可以执行发动机的失火故障诊断方法的诊断装置。如图1所示，其中，可用于执行发动机的失火故障诊断方法的诊断装置包括一个发动机管理单元20、一个失火故障诊断单元30和一个OBD系统管理单元40。失火故障诊断单元30与发动机管理单元20可信号连接，OBD系统管理单元40与发动机管理单元20和失火故障诊断单元30可信号连接。
[0018]发动机管理单元20包括一个油位传感模块22、一个发动机运转状态传感模块24、一个串口通讯模块26、一个故障灯控制模块28。
[0019]其中油位传感模块22可感测油箱的油液高度，发动机运转状态传感模块24可感测发动机的运转参数，例如进气压力等。串口通讯模块24与OBD诊断模块可信号连接，故障灯控制模块25的输出控制故障指示灯。
[0020]失火故障诊断单元30包括一个使能条件判断模块32，其可根据从油位传感模块22和发动机运转状态传感模块24输出的信息，执行使能条件判断。
[0021]失火故障诊断单兀30还包括一个曲轴信号米集模块34、一个窗口选取模块36、一个窗口加速度计算模块37、一个失火率计算模块38和一个失火类型判断模块39。其中，曲轴信号采集模块34可从发动机采集曲轴信号。窗口选取模块36可从采集的曲轴信号中选取一个第一计算窗口和一个第二计算窗口。窗口加速度计算模块37可根据选取的第一计算窗口和第二计算窗口计算加速度，以判断是否出现失火情况。失火率计算模块38会统计出现失火情况的概率，即失火率。失火类型判断模块39会根据计算出的失火率判断失火类型。OBD系统管理单元40可记录各失火类型出现的次数，且一旦有出现超过预设限值的情况就会发送命令至故障灯控制模块28以开启相应的故障指示灯，提醒驾驶员汽车出现失火故障，需要修理。上述各个部件的具体信息及运算过程容后详述。
[0022]图2用以说明发动机的失火故障诊断方法的一种示意性实施方式的流程，现结合图1和图2说明发动机的失火故障诊断流程。
[0023]如图2所示，发动机的失火故障诊断方法开始后，程序先于SlO判断发动机是否满足进行失火故障诊断的使能条件。这些条件主要是用于判断发动机是否已进入正常的工作状态，并排除非正常工况对失火故障诊断的干扰，其主要判断过程由使能条件判断模块32完成。
[0024]如果SlO的判断结果表示发动机不满足失火故障诊断的使能条件，则程序停止，结束本次的诊断。如果SlO的判断结果表示发动机满足失火故障诊断的使能条件，则程序进入上止点曲轴信号采集步骤S22。
[0025]在上止点曲轴信号采集步骤S22，曲轴信号采集模块34可采集发动机的曲轴信号，并在曲轴信号中确定发动机的一个气缸的上止点0，请同时参见图4和图5，然后进入窗口选取步骤S24。
[0026]在窗口选取步骤S24,窗口选取模块36会在上述曲轴信号中选取一个第一计算窗口和一个第二计算窗口，具体选取方法请参见图3，如图3所示，以上止点O为原点，并按照时间顺序分别选取第一计算窗口和第二计算窗口。第一计算窗口具有一个第一起齿Ql和一个第一终齿Zl,第一起齿Ql距离第一终齿Zl相隔的齿数为Lw,例如Lw为16个齿,一般发动机飞轮每圈的实质齿数为58个齿，因为飞轮上有齿缺，所以每个齿间的角度间隔为6度，16个齿对应的曲轴转角为96度。
[0027]第二计算窗口具有一个第二起齿Q2和一个第二终齿Z2，第二起齿Q2距离第二终齿Z2相隔的齿数也为Lw，即也是16个齿，对应84度曲轴转角，然后进入步骤S26。另外，在图3中，相对于上止点0，Ql和Q2都处于上止点O的右侧，所以Ql和Q2的取值都是正数，本领域技术人员可以理解，也可以如图4所示，Ql和/或Q2的取值也可以是负数。
[0028]在窗口角速度计算步骤S26，窗口加速度计算模块37先会记录下第一计算窗口中，发动机曲轴从第一起齿Ql转至第一终齿Q2所用的时间Tl，及第二计算窗口中，发动机曲轴从第二起齿Q2转至第二终齿Z2所用的时间T2，并分别计算: