一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断方法及装置、介质

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断方法及装置、介质。

背景技术

中冷后进气管路漏气是柴油机常见的故障之一，漏气后会导致发动机动力性能变差、油耗恶化、且烟度增大。此外，目前非道路移动机械已实施第四阶段排放法规，对发动机PN颗粒数提出了更高的要求。为了满足非道路第四阶段排放法规要求，额定净功率大于37kW柴油移动机械需新增柴油颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter，DPF)后处理装置，如果无法准确诊断管路漏气，会导致DPF累碳加快，严重时会引起DPF堵塞烧毁。目前行业内现有进气管路漏气诊断技术是在进气管路(空气滤清器出气端)上加装流量计，通过传感器测量流经空滤器的空气进气流量来诊断出进气管路漏气，此诊断方法无法做到发动机全运行工况区域诊断，且存在无法诊断出中冷后管路漏气的情况。

现有技术特点：

1、需要加装流量计，成本高，易增加故障点；

2、诊断条件不可选，无法规避节气门开启导致进气量减少或瞬态工况引起的故障误报，准确性不高；

3、诊断区域窄，流量计安装在空气滤清器出气端，无法诊断出中冷器管路漏气，适用性较差。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明(主要)目的在于提出一种不需额外增加传感器，利用发动机现有的进气压力传感器、环境温度传感器根据发动机运行工况条件建立模型。同时视漏气严重程度，可分级设置不同诊断报警限值，实现不同严重等级报警提醒，并激活不同等级的发动机保护限制策略，从而保护后处理DPF的非道路柴油机进气管路的漏气诊断方法。

为此，本发明提出一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断方法及装置、介质。

优选地，本发明还可以具有如下技术特征：

一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断方法，包括如下步骤：

S101、选择开启漏气诊断的条件，当所选条件全部达到预设值，则启动漏气诊断，并进入下一步；

S102、ECU获取进气压力传感器信号、环境压力传感器信号、转速传感器信号、节气门信号、水温传感器信号、电子油门信号，并将各信号转成数字信号，读取出进气压力值、环境压力值、转速值、节气门开度、水温、电子油门开度；

S103、利用发动机转速、循环喷油量建立进气压力诊断模型，所述进气压力诊断模型体现当前发动机转速和循环喷油量对应的理论进气压力值；

S104、获取当前发动机转速和循环喷油量，根据进气压力诊断模型得到当前的理论进气压力值，然后获取当前进气压力值和环境压力值的差值；如该差值小于所述的当前理论进气压力值，则诊断进气出管路漏气；

S105、根据所述进气压力值和环境压力值的差值和所述的当前理论进气压力值的比较值激活不同等级的发动机保护限制策略。

进一步的，步骤S101中，所述漏气诊断条件包括故障信息、发动机运行模式、节气门开度、水温、发动机运行时间、运行工况、非瞬态工况；根据需求选择7个漏气诊断条件中的一个或多个作为进入漏气诊断的条件。

进一步的，条件1：故障信息，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机无故障，保证进气压力传感器、环境压力传感器等传感器正常，传感器异常会导致诊断无法进行；

条件2：发动机运行模式，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机处于正常模式，不在再生模式，因为再生模式下节气门开启，进气量减少；

条件3：节气门开度，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保节气门处于完全关闭状态，节气门开启会导致进气量减少，减少该情况带来的影响；

条件4：水温，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确定发动机处于热机状态，冷却水温度超过预设水温；处于热机状态再开启漏气诊断，此时增压压力处于比较稳定状态再诊断，提高诊断准确性；

条件5：发动机运行时间，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机起动后运行超过预设时间，此时增压压力处于比较稳定状态再诊断，提高诊断准确性；

条件6，运行工况，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机处于喷油工况，减少不喷油工况引起的增压压力降低的影响，防止误报；

条件7：非瞬态工况，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机处于稳态工况再诊断，漏气报警限值波动较小，减少误判。

进一步的，步骤S101中，当选择的漏气诊断条件超过1个时，需要在所选条件均满足对应的预设值的情况下才会进入漏气诊断。

进一步的，在步骤S103中，根据产品细分市场建立进气压力诊断模型。

进一步的，每个细分市场的产品设有三级不同的诊断进气压力诊断模型，三级进气压力诊断模型的每一级对应的漏气程度不同。

进一步的，在步骤S105中，所述发动机保护限制策略包括故障灯亮灯报警提醒、限制发动机扭矩、强制发动机熄火。

进一步的，当所述差值处于进气压力诊断模型中的第一预设区间值时，激活故障灯亮灯报警提醒策略；

当所述差值处于进气压力诊断模型中的第二预设区间值时，激活限制发动机扭矩策略；

当所述差值处于进气压力诊断模型中的第三预设区间值时，激活强制发动机熄火策略。

一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断系统，包括ECU内部信号处理模块，用于获取进气压力传感器信号、环境压力传感器信号、转速传感器信号、节气门信号、水温传感器信号、电子油门信号，并将各信号转成数字信号；管路漏气逻辑判断模块，其包括故障诊断条件选择单元、故障判断单元，其中，所述故障诊断条件选择单元用于选择开启漏气诊断的条件，所述故障判断单元用于利用发动机转速、循环喷油量建立进气压力诊断模型，并根据进气压力值和环境压力值的差值和进气压力诊断模型的理论进气压力进行比较，判断出进气管路漏气；ECU内部故障管理模块，用于根据所述进气压力值和环境压力值的差值和所述的当前理论进气压力值的比较值结果激活不同等级的发动机保护限制策略。

一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或所述指令被处理器执行时实现前述的进气管路的漏气诊断方法的步骤。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：本发明利用现有发动机传感器配置，不需要额外增加传感器，能够基于当前发动机进气压力传感器、ECU内部环境压力传感器，结合不同细分用途发动机运行工况，建立进气管路漏气报警诊断模型，根据不同的进气管路漏气情况，设置不同报警严重等级，功能适用性强；此外，还可以根据发动机运行模式，运行工况、节气门开度等条件进行选择分区域诊断，实现管路漏气精准报警，诊断功能精度高。还具备高原修正功能，可减少高海拔对增压压力的影响(高海拔地区，由于空气稀薄，增压压力会有损失，会影响诊断的准确性，因此，增加高原修正功能，可对诊断模型值根据不同海拔进行高原修正，减少故障误报)，环境适应性强。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的硬件架构模型图，其中，P3：排气压力传感器；T4：DOC上游温度传感器；T5：DPF上游温度传感器。

图3是本发明的装置构造图。

图4是本发明的诊断方法逻辑图，其中，进气压力模型即为进气压力诊断模型。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。

如图1～3所示的一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断方法，包括如下步骤：

S101、选择开启漏气诊断的条件，当所选条件全部达到预设值，则启动漏气诊断，并进入下一步；

所述漏气诊断条件包括故障信息、发动机运行模式、节气门开度、水温、发动机运行时间、运行工况、非瞬态工况；根据需求选择7个漏气诊断条件中的一个或多个作为进入漏气诊断的条件。

其中，条件1：故障信息，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机无故障，保证进气压力传感器、环境压力传感器等传感器正常，传感器异常会导致诊断无法进行。

条件2：发动机运行模式，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机处于正常模式，不在再生模式，因为再生模式下节气门开启，进气量减少。

条件3：节气门开度，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保节气门处于完全关闭状态，节气门开启会导致进气量减少，减少该情况带来的影响。

条件4：水温，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确定发动机处于热机状态，冷却水温度超过预设水温；处于热机状态再开启漏气诊断，此时增压压力处于比较稳定状态再诊断，提高诊断准确性。

条件5：发动机运行时间，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机起动后运行超过预设时间，此时增压压力处于比较稳定状态再诊断，提高诊断准确性。

条件6，运行工况，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机处于喷油工况，减少不喷油工况引起的增压压力降低的影响，防止误报。

条件7：非瞬态工况，选择该条件作为进入漏气诊断的条件时，确保发动机处于稳态工况再诊断，漏气报警限值波动较小，减少误判。

当选择的漏气诊断条件超过1个时，需要在所选条件均满足对应的预设值的情况下才会进入漏气诊断。例如，选择发动机运行时间和水温作为进入漏气诊断的条件时，只有同事达到发动机处于热机状态，水温超过预设值，且发动机起动后运行超过预设时间，才会进入漏气诊断。

S102、ECU获取进气压力传感器信号、环境压力传感器信号、转速传感器信号、节气门信号、水温传感器信号、电子油门信号，并将各信号转成数字信号，读取出进气压力值、环境压力值、转速值、节气门开度、水温、电子油门开度；

S103、利用发动机转速、循环喷油量建立进气压力诊断模型，所述进气压力诊断模型体现当前发动机转速和循环喷油量对应的理论进气压力值。所述的进气压力诊断模型中，某一发动机转速值和某一循环喷油量对应有进气压力值。

在步骤S103中，根据产品细分市场建立进气压力诊断模型，每个细分市场的产品根据漏气严重程度设有三级不同的诊断进气压力诊断模型，三级进气压力诊断模型的每一级对应的漏气程度不同，所述三级不同的诊断进气压力诊断模型分别对应为轻微漏气诊断模型、中度漏气诊断模型和严重漏气诊断模型。将所述进气压力值和环境压力值的差值和进气压力诊断模型的各级压力限值进行比较，根据比较结果判断管路漏气情况。

S104、获取当前发动机转速和循环喷油量，根据进气压力诊断模型得到当前的理论进气压力值，然后获取当前实际进气压力值和环境压力值的差值；如该差值小于所述的当前理论进气压力值，则诊断进气出管路漏气。

S105、根据所述进气压力值和环境压力值的差值和所述的当前理论进气压力值的比较值激活不同等级的发动机保护限制策略。

在步骤S105中，所述发动机保护限制策略包括故障灯亮灯报警提醒、限制发动机扭矩、强制发动机熄火。在某一细分市场的产品中，当所述差值处于进气压力诊断模型中的第一预设区间值时，激活故障灯亮灯报警提醒策略；当所述差值处于进气压力诊断模型中的第二预设区间值时，激活限制发动机扭矩策略；当所述差值处于进气压力诊断模型中的第三预设区间值时，激活强制发动机熄火策略。根据漏气程度的严重性，分级报警，逐级提高限制发动机工作的保护策略，实现警示和安全运行并行。

执行分级报警的示例说明，

轻微漏气情况：在进气管路中放入物体导致卡箍无法完全紧固模拟进气管路轻微漏气。当满足诊断条件满足后，如果此时增压压力与环境压力差值小于一级报警模型限值后，则报出一级漏气报警故障，发动机故障指示灯点亮，提醒驾驶员。

中度漏气情况：进气管路卡箍无法完全紧固模拟进气管路中度漏气。当满足诊断条件满足后，如果此时增压压力与环境压力差值小于二级报警模型限值后，则报出二级漏气报警故障，发动机故障指示灯点亮，同时发动机扭矩受限，以提醒驾驶员尽快检修。

严重漏气情况：断开中冷后管路模拟严重漏气。当满足诊断条件满足后，如果此时增压压力与环境压力差值小于三级报警模型限值后，则报出三级漏气报警故障，发动机故障指示灯点亮，同时发动机扭矩严重受限的同时转速不允许超过一定范围，以强制驾驶员检修。

结合图2，一种非道路柴油机进气管路的漏气诊断系统，包括ECU内部信号处理模块，用于获取进气压力传感器信号、环境压力传感器信号、转速传感器信号、节气门信号、水温传感器信号、电子油门信号，并将各信号转成数字信号；

管路漏气逻辑判断模块，其包括故障诊断条件选择单元、故障判断单元，其中，所述故障诊断条件选择单元用于选择开启漏气诊断的条件，可根据发动机传感器故障信息、运行工况及模式来选择诊断区域；所述故障判断单元用于利用发动机转速、循环喷油量、进气压力建立进气压力诊断模型，并根据进气压力值和环境压力值的差值和进气压力诊断模型的理论进气压力进行比较，判断出进气管路漏气；ECU内部故障管理模块，用于根据所述进气压力值和环境压力值的差值和所述的当前理论进气压力值的比较值结果激活不同等级的发动机保护限制策略。

一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或所述指令被处理器执行时实现前述的进气管路的漏气诊断方法的步骤。

再参照图1，P22为新鲜空气经过增压器增压后的进气压力值(绝对值)，可由发动机上进气压力传感器测量得出，进气压力传感器通过电信号传入ECU端，ECU内部经过逻辑运算转换成物理信号，环境压力则由ECU内部环境压力传感器直接测量得出。发动机在不同负载情况下，增压压力会有不同变化，可建立进气压力诊断模型来校准实际增压压力，从而判断管路是否存在漏气。根据不同的细分用途(发动机配套不同的机械)使用工况场景，即机械工作常用的使用工况，结合台架的万有工况数据来设置三张不同报警程度的进气压力诊断模型MAP。

执行分区域诊断的示例说明，为了减少瞬态工况下增压压力变化导致故障误诊断，通常情况下，诊断条件选择瞬态工况下不诊断，瞬态工况判断主要根据油门开度、发动机转速、循环喷油量、增压压力(P2压力值)变化来识别。例如，当油门开度、发动机转速、循环喷油量、增压压力变化率大于标定设定值时，诊断条件中对应的掩码位不点亮，使能条件不满足，故障诊断不进行，可有效避免故障误报情况发生。从而实现分区域诊断，避免故障误报，提高诊断精度。

本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述一个或多个特定实施方式。

尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。