一种GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法

技术领域

本发明涉及GPF压差传感器故障检测领域，具体涉及一种GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法。

背景技术

国六排放标准中进一步加强了汽车尾气污染物的排放限值，为了满足汽车尾气中的颗粒物的要求，大多数主机厂的技术路线是在排气系统中加装颗粒捕集器，颗粒捕集器可以捕捉汽车尾气中90％以上数量的颗粒。但是被捕捉到的颗粒物将附着在捕集器过滤体上，随着颗粒物的不断积累，发动机的排气阻力会不断增加，当颗粒捕集器被严重堵塞时，发动机排气系统背压上升，造成发动机动力性经济性也会恶化。

汽油机颗粒捕集器(GPF)内会安装有颗粒捕集器压差传感器，读取捕集器载体的压差，压差的采集作为颗粒捕集器中累碳量的重要输入，决定了颗粒物捕集器中累碳量估算的精度，从而影响到颗粒物捕集器再生控制的精度。因此，需要及时检测出压差传感器是否出现故障，避免错误估算累碳量和再生控制精度。

现有技术公开了一种颗粒捕集器主动再生分级控制方法。但是该现有技术尚未公开如果采集颗粒捕集器压差的传感器出现失效时，可能会造成累碳量预估错误导致错误提醒驾驶员累碳量过高对驾驶员出现恐慌的现象而降低客户满意度；同样可能会造成烧坏颗粒捕集器的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法，以对GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障进行及时准确地检测。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法，该方法包括如下步骤，

获取整车运行参数，判断当前是否处于稳态工况，并且满足稳定性条件；若是则进行后续步骤，若否则重复本步骤；

获取GPF入口压力原始值及GPF出口压力原始值；所述GPF入口压力原始值及GPF出口压力原始值由GPF压差传感器测量获得；

对GPF入口压力原始值及GPF出口压力原始值分别进行一阶低通滤波处理，得到GPF入口压力滤波值及GPF出口压力滤波值；

根据不同时刻GPF入口压力滤波值及GPF出口压力滤波值，得到不同时刻的GPF入口压力滤波值的极值之间的间隔时长，以及不同时刻的GPF出口压力滤波值的极值之间的间隔时长；

根据不同时刻的GPF入口压力滤波值的极值之间的间隔时长，以及不同时刻的GPF出口压力滤波值的极值之间的间隔时长，判断GPF压差传感器是否存在周期性振荡的合理性故障。

按上述方案，稳态工况判定条件具体如下，

1)发动机处于运行状态；

2)发动机转速在一定范围之内；且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，发动机转速波动量在一定范围之内；

3)进入气缸的新鲜空气的进气密度在一定范围之内，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，进入气缸的新鲜空气的进气密度波动量在一定范围之内；

4)目标空燃比波动量在一定范围之内；

5)目标空燃比与实际空燃比的差值波动量在一定范围之内；

6)实际空燃比波动量在一定范围之内；

7)GPF本体温度波动量在一定范围之内；

8)发动机水温在一定范围之内，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，发动机水温波动量在一定范围之内；

9)进气温度在一定范围之内，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，进气温度波动量在一定范围之内；

10)点火角效率波动量在一定范围之内；

11)未发生爆震，且未发生早燃；

12)发动机未发生断油；

13)催化器前氧传感器和催化器后氧传感器均已完成加热活化；

14)大气压力波动量在一定范围之内；

15)未发生失火故障；

16)未发生GPF压差传感器电气故障；

17)未发生GPF温度传感器任何故障；

18)本次车辆驾驶循环中未检测出GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障；

当同时满足上述条件时，判定处于稳态工况。

按上述方案，所述稳定性条件为，连续处于稳态工况下的时间超过一定时长。

按上述方案，GPF入口压力滤波值及GPF出口压力滤波值获得方法如下，p

式中，p

上式中，m为发动机缸数，n为发动机转速，f

按上述方案，根据不同时刻的GPF入口压力滤波值的极值之间的间隔时长，以及不同时刻的GPF出口压力滤波值的极值之间的间隔时长，判断GPF压差传感器是否存在周期性振荡的合理性故障的过程如下；

将某一采样周期的GPF入口压力滤波值的极大值，与该采样周期的上一采样周期的GPF入口压力滤波值的极大值之间的时间间隔，记为该采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

根据不同采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

若满足，

则判断GPF压差传感器存在周期性振荡的合理性故障，其中r

将某一采样周期的GPF出口压力滤波值的极大值，与该采样周期的上一采样周期的GPF出口压力滤波值的极大值之间的时间间隔，记为该采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

根据不同采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

若满足，

则判断GPF压差传感器存在周期性振荡的合理性故障；

根据GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

根据GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

若满足；

则判断GPF压差传感器存在周期性振荡的合理性故障，其中f(T

按上述方案，GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

将经过剔除后的剩余采样周期的t

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

将经过剔除后的剩余采样周期的t

按上述方案，GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

将经过剔除后的剩余采样周期的t

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

将经过剔除后的剩余采样周期的t

按上述方案，自学习修正系数r

判断当前是否处于自学习工况，若是则读取自学习工况下的初始时刻的累碳量系数r

根据t

按上述方案，自学习工况判定条件具体如下，

a)发动机处于运行状态；

b)发动机转速波动量在一定范围之内；

c)车速超过一定值；

d)累碳量系数r

e)GPF本体温度不低于一定值；

f)进入气缸的新鲜空气的进气密度波动量在一定范围之内；

g)目标空燃比波动量在一定范围之内；

h)目标空燃比与实际空燃比的差值波动量在一定范围之内；

i)实际空燃比波动量在一定范围之内；

j)发动机水温在一定范围之内，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，发动机水温波动量在一定范围之内；

k)进气温度在一定范围之内，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，进气温度波动量在一定范围之内；

l)点火角效率波动量在一定范围之内；

m)未发生爆震，且未发生早燃；

n)GPF本体温度波动量在一定范围之内；

o)催化器前氧传感器和催化器后氧传感器均已完成加热活化；

p)大气压力波动量在一定范围之内；

q)未发生失火故障；

r)未发生GPF压差传感器电气故障；

s)未发生GPF温度传感器任何故障；

t)本次车辆驾驶循环中未检测出GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障；

当同时满足上述条件时，判定处于自学习工况。

按上述方案，根据t

若t

若t

若t

t

本发明的有益效果是：根据GPF压力信号波动情况实时进行故障判断，并对故障阈值进行实时动态更新，可及时准确进行故障检测。

附图说明

图1是本发明实施例一的GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法流程图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

实施例一：

颗粒捕集器(GPF)压差传感器是监测颗粒物捕集器载体中入口和出口的气体的压力差，而传感器失效是指传感器工作性能不正常，无法准确读取颗粒物捕集器载体的压差。传感器失效包括传感器电气故障和合理性故障，如电气故障包括线束开路、短路和断路等。而合理性故障是指除电气故障以外的信号不合理故障。

发动机排气侧系统结构依次连接有催化器前氧传感器、催化器、催化器后氧传感器、GPF、以及检测GPF入口和出口压差的传感器。GPF压差传感器可以检测GPF入口绝对压力信号和GPF出口绝对压力信号。本发明即是对GPF压差传感器的故障进行检测，检测其合理性故障。本发明的合理性故障不一定会全部覆盖所有的合理性故障，只是其中的一种合理性故障，称为周期性振荡合理性故障检测。由于发动机是各个气缸非连续时间进行喷油点火，如果压力传感器信号正常，会导致排气系统原始压力信号会周期性波动。基于排气压力原始信号的周期性波动的现象进行GPF压差传感器信号的检测，称为周期性振荡合理性故障检测，具体检测方法如下。

参见图1，一种GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法，该方法包括如下步骤，

获取整车运行参数，判断当前是否处于稳态工况，并且满足稳定性条件；若是则进行后续步骤，若否则重复本步骤；

获取GPF入口压力原始值及GPF出口压力原始值；所述GPF入口压力原始值及GPF出口压力原始值由GPF压差传感器测量获得；

对GPF入口压力原始值及GPF出口压力原始值分别进行一阶低通滤波处理，得到GPF入口压力滤波值及GPF出口压力滤波值；

根据不同时刻GPF入口压力滤波值及GPF出口压力滤波值，得到不同时刻的GPF入口压力滤波值的极值之间的间隔时长，以及不同时刻的GPF出口压力滤波值的极值之间的间隔时长；

根据不同时刻的GPF入口压力滤波值的极值之间的间隔时长，以及不同时刻的GPF出口压力滤波值的极值之间的间隔时长，判断GPF压差传感器是否存在周期性振荡的合理性故障。

进一步地，稳态工况判定条件具体如下，

1)发动机处于运行状态；

2)发动机转速在一定范围之内(本实例取600rpm到5900rpm之间)；且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，发动机转速波动量在一定范围之内(本实例取±15rpm)；

3)进入气缸的新鲜空气的进气密度(即负荷)在一定范围之内(本实例取200mgpl到3000mgpl之间)，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，进入气缸的新鲜空气的进气密度波动量在一定范围之内(本实例取±20mgpl)；

4)目标空燃比波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

5)目标空燃比与实际空燃比的差值波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

6)实际空燃比波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

7)GPF本体温度波动量在一定范围之内(本实例取±5℃)；

8)发动机水温在一定范围之内(本实例取0℃到100℃)，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，发动机水温波动量在一定范围之内(本实例取±2℃)；

9)进气温度在一定范围之内(本实例取30℃到80℃)，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，进气温度波动量在一定范围之内(本实例取±1.5℃)；

10)点火角效率波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

11)未发生爆震，且未发生早燃；

12)发动机未发生断油；

13)催化器前氧传感器和催化器后氧传感器均已完成加热活化；

14)大气压力波动量在一定范围之内(本实例取±0.5kPa)；

15)未发生失火故障；

16)未发生GPF压差传感器电气故障；

17)未发生GPF温度传感器任何故障；

18)本次车辆驾驶循环中未检测出GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障；

当同时满足上述条件时，判定处于稳态工况。

进一步地，所述稳定性条件为，连续处于稳态工况下的时间超过一定时长(本实施例取5s)。

进一步地，GPF入口压力滤波值及GPF出口压力滤波值获得方法如下，

p

p

式中，p

上式中，m为发动机缸数，n为发动机转速，f

具体标定如下：

进一步地，根据不同时刻的GPF入口压力滤波值的极值之间的间隔时长，以及不同时刻的GPF出口压力滤波值的极值之间的间隔时长，判断GPF压差传感器是否存在周期性振荡的合理性故障的过程如下；

将某一采样周期的GPF入口压力滤波值的极大值，与该采样周期的上一采样周期的GPF入口压力滤波值的极大值之间的时间间隔，记为该采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

根据不同采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

若满足，

则判断GPF压差传感器存在周期性振荡的合理性故障，其中r

将某一采样周期的GPF出口压力滤波值的极大值，与该采样周期的上一采样周期的GPF出口压力滤波值的极大值之间的时间间隔，记为该采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

根据不同采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

若满足，

则判断GPF压差传感器存在周期性振荡的合理性故障；

根据GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

根据GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

若满足；

/>

则判断GPF压差传感器存在周期性振荡的合理性故障，其中f(T

累碳量系数r

进一步地，GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

其中A

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

其中A

将经过剔除后的剩余采样周期的t

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

其中A

若当前采样周期的GPF入口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

其中A

将经过剔除后的剩余采样周期的t

进一步地，GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔平均值

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

A

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极大值时间间隔t

A

将经过剔除后的剩余采样周期的t

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

A

若当前采样周期的GPF出口压力滤波值相邻极小值时间间隔t

A

将经过剔除后的剩余采样周期的t

进一步地，自学习修正系数r

判断当前是否处于自学习工况，若是则读取自学习工况下的初始时刻的累碳量系数r

根据t

进一步地，自学习工况判定条件具体如下，

a)发动机处于运行状态；

b)发动机转速波动量在一定范围之内(本实例取±15rpm)；

c)车速超过一定值(本实例取70km/h)；

d)累碳量系数r

e)GPF本体温度不低于一定值(本实例取610℃)；

f)进入气缸的新鲜空气的进气密度波动量在一定范围之内(本实例取±20mgpl)；

g)目标空燃比波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

h)目标空燃比与实际空燃比的差值波动量在一定范围之内(本实例取±

0.1)；

i)实际空燃比波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

j)发动机水温在一定范围之内(本实例取0℃到100℃)，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，发动机水温波动量在一定范围之内(本实例取±2℃)；

k)进气温度在一定范围之内(本实例取30℃到80℃)，且进入GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测后，进气温度波动量在一定范围之内(本实例取±1.5℃)；

l)点火角效率波动量在一定范围之内(本实例取±0.1)；

m)未发生爆震，且未发生早燃；

n)GPF本体温度波动量在一定范围之内(本实例取±3℃)；

o)催化器前氧传感器和催化器后氧传感器均已完成加热活化；

p)大气压力波动量在一定范围之内(本实例取±0.5kPa)；

q)未发生失火故障；

r)未发生GPF压差传感器电气故障；

s)未发生GPF温度传感器任何故障；

t)本次车辆驾驶循环中未检测出GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障；

当同时满足上述条件时，判定处于自学习工况。

进一步地，根据t

若t

其中f

若t

其中f

若t

实施例二：

本实施例公开了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中所述GPF压差传感器的周期性振荡的合理性故障检测方法的步骤。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。