CN110608097B - 发动机失火检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机失火检测的方法，包括确认所述发动机的当前工况是否是预设问题工况，依据预设问题工况中预设周期内的失火次数是否大于第一阈值，判断是否要应用前级两点式氧传感器进行辅助判断，再根据所述前氧信号、以及ECU反馈的空燃比调节因子来判断所述发动机的失火是真失火还是假失火，当所述发动机的失火是真失火时，将所述失火次数计入发动机总失火次数中，而当所述发动机的失火是假失火时，所述失火次数不计入发动机总失火次数，使所述总失火次数能够正确的累加，确保了失火故障检测的及时性，避免了将假失火计入总失火次数内造成故障的误报，确保在预设问题工况内的失火检测质量，降低了发动机失火检测的误判率。

Description

发动机失火检测的方法

技术领域

本发明涉及发动机故障检测领域，尤其涉及一种发动机失火检测的方法。

背景技术

汽油机正常工作时，燃油与空气按一定比例混合，压缩，通过火花塞点燃，膨胀做功，但是在某些情况下，例如发动机的油路、电路、火路等其中一个地方出现问题都可能引起发动机失火故障。发动机失火后，不仅会引起发动机运转的平稳性、动力性和经济性下降，更会因为燃料的不完全燃烧或根本没有燃烧而导致排放污染的增加，另外，失火带来的未燃燃料在催化器中反应，会导致催化器温度急剧升高，如不及时检测到故障会导致催化器出现不可逆的损坏，因此汽车的自动诊断***(OBD)都会对发动机的失火故障进行监测，当监测到失火次数超标时，点亮发动机故障灯的同时也会设置相应的故障代码以供查询及维修。

但现有的一些车辆，例如采用了双质量飞轮的结构，或者采用混合动力***，在某些工况下，发动机正常运转与发动机失火时对应的检测信号，两者区分度很低，造成失火检测的误判率很高，给失火检测带来困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机失火检测的方法，以解决现有的发动机失火检测误判率高等问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种发动机失火检测的方法，所述发动机失火检测的方法包括：

L1：判断发动机当前的工况是否为预设问题工况；若所述发动机当前的工况为预设问题工况，执行步骤L2；

L2：获取失火检测信号，并根据所述失火检测信号统计设定周期内所述发动机的失火次数，判断所述失火次数与第一阈值的大小，若所述失火次数大于所述第一阈值，执行步骤L3；

L3：获取所述发动机的前氧信号，并根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是否为真失火，若所述发动机的失火为真失火，则执行步骤L4；

L4：将所述失火次数计入所述发动机的总失火次数中，执行步骤L1。

可选的，判断所述发动机当前的工况是否为预设问题工况的方法包括：

L11：判断所述发动机的转速和扭矩是否在所述预设问题工况的范围内，若所述发动机的转速和扭矩在所述预设问题工况的范围内，执行步骤L12；

L12：判断所述发动机中的混合气是否处在闭环状态，若所述发动机中的混合气体处在闭环状态，执行步骤L13；

L13：判断先前驾驶循环中的混合气是否完成自学习，若所述先前驾驶循环中的混合气已完成自学习，则所述发动机当前的工况为预设问题工况。

可选的，获取所述发动机的前氧信号，并根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是否为真失火的步骤包括：

获取所述前氧信号，并根据所述前氧信号计算出空燃比调节平均因子和平均因子初始值；

判断所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值与第二阈值的大小，若所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第二阈值，并且所述空燃比调节平均因子连续增加的时间大于第四阈值时；或者，所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于第三阈值时，所述发动机的失火为真失火；否则，所述发动机的失火为假失火。

可选的，当所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第二阈值，并且所述空燃比调节平均因子连续增加的时间大于所述第四阈值时，所述发动机的失火包括一缸连续失火；当所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第三阈值时，所述发动机的失火包括两缸失火。

可选的，所述第三阈值大于所述第二阈值。

可选的，所述第二阈值的范围包括0.07～0.15，所述第三阈值的范围包括0.15～0.25。

可选的，所述第四阈值大于等于1秒。

可选的，当所述总失火次数大于等于第五阈值时，所述发动机进行故障报警。

可选的，所述发动机失火检测的方法应用于具有双质量飞轮结构的车辆或者混合动力结构的车辆。

在本发明提供的发动机失火检测的方法，包括确认所述发动机的当前工况是否是预设问题工况，依据预设问题工况中预设周期内的失火次数是否大于第一阈值，判断是否要应用前氧信号辅助判断，再根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是真失火还是假失火，当所述发动机的失火是真失火时，将所述失火次数计入发动机总失火次数中，而当所述发动机的失火是假失火时，所述失火次数不计入发动机总失火次数，使所述总失火次数能够正确的累加，确保了失火故障检测的及时性，避免了将假失火计入总失火次数内造成故障的误报，确保在预设问题工况内的失火检测质量，降低了发动机失火检测的误判率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的具有双质量飞轮结构的车辆在正常状态时与真失火时失火检测信号比较的示意图；

图2为本发明实施例提供的混合动力结构的车辆在正常状态时的失火检测信号的示意图；

图3为本发明实施例提供的发动机在正常状态时与两缸失火时前氧信号比较的示意图；

图4为本发明实施例提供的发动机的失火检测的方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的判断发动机当前的工况是否为预设问题工况的流程图；

图6为本发明实施例提供的具有双质量飞轮结构的车辆采用现有的失火检测方法和本发明提供的发动机的失火检测方法的比较图；

图7为本发明实施例提供的具有双质量飞轮结构的车辆采用现有的失火检测方法和本发明提供的发动机的失火检测方法在失火时的比较图；

信号a1-具有双质量飞轮结构的车辆在正常状态时的失火检测信号；

信号a2-具有双质量飞轮结构的车辆在两缸失火时的失火检测信号；

信号a3-混合动力结构的车辆在正常状态时的失火检测信号；

信号a4-车辆在正常状态和连续失火状态时的失火检测信号；

信号a5-双质量飞轮结构的车辆的失火检测信号a5；

信号a6-双质量飞轮结构的车辆的失火检测信号a6；

信号b-前氧信号；信号c-空燃比调节因子；信号d-空燃比调节平均因子，信号e-现有的失火检测方法检测的失火次数；信号e’-本发明提供的发动机的失火检测方法检测的失火次数；信号g-现有的失火检测方法在失火时检测到的失火次数；信号g’-本发明提供的发动机的失火检测方法在失火时检测到的失火次数，k-发动机缸序。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

发明人经研究发现，现有的发动机的失火检测方法大多都是应用转速传感器计算发动机曲轴旋转的角速度来进行失火检测的，失火检测信号就取决于发动机轴系扭矩及转动惯量，但对于具有双质量飞轮结构车辆或者混合动力结构的车辆(PHEV)，在某些工况条件下，发动机正常运转与发动机真失火时对应的失火检测信号，两者区分度很低，给失火检测带来困难。例如：请参阅图1，其为具有双质量飞轮结构的车辆在正常状态时下与真失火时失火检测信号比较的示意图，在图1中，横坐标为车辆运行时间，单位是秒(s)，纵坐标分别为发动机缸序(0，1，2，3变化)及信号a1和信号a2的加速度，其单位为转/秒²(r/s²)，信号a1为具有双质量飞轮结构的车辆在正常状态时的失火检测信号，信号a2为具有双质量飞轮结构的车辆在两缸失火时的失火检测信号，k为发动机的缸序，可见，信号a1和信号a2区分度较低，容易造成误判；请参阅图2，其为混合动力结构的车辆在正常状态时的失火检测信号的示意图，图2中，横坐标为车辆运行时间，单位是秒(s)，纵坐标分别为电压(V)和信号a3的加速度，信号a3为混合动力结构的车辆在正常状态时的失火检测信号，信号b为前氧信号，信号a3突变且持续偏高，因此判定混合动力结构的车辆发生失火，然而实际上混合动力结构的车辆处于正常状态，因此造成了误判，并且在图2中的信号b可以看出，当混合动力结构的车辆处于正常状态时，其前氧信号呈周期性变化。

接下来请参阅图3，其为所述发动机在正常状态时与两缸失火时的前氧信号比较的示意图，图3中，横坐标为车辆运行时间，单位是秒(s)，纵坐标分别为电压(V)和信号a4的加速度，信号a4为发动机在正常状态时与两缸失火时的失火检测信号，信号b为前氧信号，信号c为空燃比调节因子，信号d为空燃比调节平均因子，发明人通过进一步研究发现，当发动机处于正常状态时，混合气闭环控制，前氧信号呈周期性变化，其周期由发动机工况、预先匹配的混合气闭环控制参数决定，由前氧信号计算得到的空燃比调节因子同样呈周期性变化，且调节幅度取决于混合气在浓边或稀边的时间，因周期一定，调节幅度也就一定，所以可以用空燃比调节因子的平均值-空燃比调节平均因子来反映混合气调节幅度，如图3中的左半部分，发动机在正常状态下，混合气自学***均因子的变化幅度较小，基本稳定在空燃比1附近；当发动机失火时(图3中右半部分)，前氧传感器感知未燃混合气多出来的氧，导致相当长时间混合气处在稀边，此时空燃比调节因子会长时间的调节，甚至到达调节极限值1.25，之后因喷油器多喷油，导致混合气总体偏浓，前氧信号浓稀切换变快，空燃比调节平均因子在1上方出现明显的漂移，该漂移程度取决于失火严重程度，两缸连续失火高于一缸连续失火。

接着请参阅图4，基于上述研究，本实施提供了一种发动机失火检测的方法，包括：

S1：判断发动机当前的工况是否为预设问题工况；若所述发动机当前的工况为预设问题工况，执行步骤S2；

S2：获取失火检测信号，并根据所述失火检测信号统计一设定周期内所述发动机的失火次数，判断所述失火次数与一第一阈值的大小，若所述失火次数大于所述第一阈值，执行步骤S3；

S3：获取所述发动机的前氧信号，并根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是否为真失火，若所述发动机的失火为真失火，则执行步骤S4；

S4：将所述失火次数计入所述发动机的总失火次数中，执行步骤S1。

其中，本实施例根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是真失火还是假失火，当所述发动机的失火是真失火时，将所述失火次数计入发动机总失火次数中，而当所述发动机的失火是假失火时，所述失火次数不计入发动机总失火次数，使所述总失火次数能够正确的累加，确保了失火故障检测的及时性，避免了将假失火计入总失火次数内造成故障的误报，确保在预设问题工况内的失火检测质量，降低了发动机失火检测的误判率。

请参阅图5，首先判断发动机当前的工况是否为预设问题工况，所述发动机在所述预设问题工况下，误判率较其他工况高。判断发动机当前的工况是否为预设问题工况的步骤包括：

S11：判断所述发动机的转速和扭矩是否在所述预设问题工况的范围内，若所述发动机的转速和扭矩在所述预设问题工况的范围内，执行步骤S12；

S12：判断所述发动机中的混合气是否处在闭环状态，若所述发动机中的混合气体处在闭环状态，执行步骤S13；

S13：判断所述先前驾驶循环中的混合气是否完成自学习，若所述先前驾驶循环中的混合气已完成自学习，则所述发动机当前的工况为预设问题工况。

即当所述发动机同时满足转速和扭矩在预设问题工况的范围内、混合气处在闭环状态和先前驾驶循环中的混合气自学习完成，所述发动机当前的工况为预设问题工况，否则，所述发动机当前的工况不是预设问题工况。

当所述发动机当前的工况为预设问题工况时，获取所述失火检测信号，并根据所述失火检测信号统计一设定周期内的失火次数，例如：所述设定周期为发动机每点火100次，统计发动机点火100次中的失火次数，并将所述失火次数与所述第一阈值进行比较，所述第一阈值可以根据失火率和设定周期进行调整，当所述失火率为2％时，所述第一阈值可以设定为2。当所述失火次数大于所述第一阈值时，例如所述失火次数为3次及以上时，则进入下一步骤；当所述失火次数小于等于所述第一阈值时，例如所述失火次数为2次及以下时，因为失火次数少，对发动机整体的故障误报产生的影响也较小，不进入所述真假失火判定过程。

当所述失火次数大于所述第一阈值时，失火次数多，对发动机整体的故障误报产生的影响也较大，此时，获取所述前氧信号，并根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是否为真失火。具体的，通过所述前氧信号计算出空燃比调节平均因子和平均因子初始值，所述空燃比调节平均因子为所述空燃比调节因子的平均值，所述平均因子初始值为未失火时混合气起始状态，通过比较所述空燃比调节平均因子与平均因子初始值差值与一第二阈值的大小，若所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第二阈值，并且所述空燃比调节平均因子连续增加的时间大于第四阈值时，所述发动机的失火为真失火；或者，所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于第三阈值时，所述发动机的失火为真失火；否则，不满足以上的两个条件时，所述发动机的失火均为假失火。

具体的，当所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第二阈值，并且所述空燃比调节平均因子连续增加的时间大于所述第四阈值时，所述发动机的失火为一缸连续失火；当所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第三阈值时，所述发动机的失火为两缸失火。进一步，由于两缸失火的严重程度高于一缸连续失火，所以所述第三阈值大于所述第二阈值，例如，所述第二阈值的范围在0.07～0.15之间，例如是0.08、0.10、0.12或0.14，本实施例中，所述第二阈值为0.08；所述第三阈值的范围在0.15～0.25之间，例如0.17、0.20或0.23，本实施例中，所述第三阈值为0.15；所述第四阈值为一时间阈值，其值可以大于等于1秒，本实施例中，所述第四阈值为1秒。

接下来，判断所述预设问题工况内的失火次数是否计入所述发动机的总失火次数中，可见，当所述发动机的失火为真失火时，将所述预设问题工况内的失火次数计入总失火次数，当所述发动机的失火为假失火时，没有将所述失火次数计入总失火次数，所述总失火次数更接近实际情况，提高了检测精度，降低误判率。当所述发动机的总失火次数超过一第五阈值时，所述发动机进行故障报警，当所述总失火次数大于等于所述第五阈值时，所述发动机的失火会导致OBD排放超标；或者，所述发动机的失火会导致催化器损坏之前报出失火故障，所以，当所述发动机的总失火次数超过所述第五阈值时，所述发动机进行故障报警，以达到及时保护催化器及故障维修的目的。

请参阅图6，其为某具有双质量飞轮结构的车辆采用现有的失火检测方法和本发明提供的发动机的失火检测方法的比较图，图6中，横坐标为车辆运行时间，单位是秒(s)，纵坐标分别为调节因子、失火次数、调节因子偏移和调节时间，其中，因为调节因子和失火次数没有单位，即调节因子偏移也无单位，而调节时间是与一设定时间阈值的偏差，所以也没有单位，信号a5为具有双质量飞轮结构的车辆的失火检测信号，信号e为采用现有的失火检测方法检测到的失火次数，e’为采用本发明提供的发动机失火检测的方法检测到的失火次数，可见，采用现有的失火检测方法误判的失火次数最大能达400以上，而本发明提供的发动机失火检测的方法误判的失火次数最大为10次，远低于失火故障阀值，大大地降低了失火检测的误判率。

图7为本发明实施例提供的具有双质量飞轮结构的车辆采用现有的失火检测方法和本发明提供的发动机的失火检测方法在失火时的比较图，图7中，横坐标为车辆运行时间，单位是秒(s)，纵坐标分别为调节因子、失火次数、调节因子偏移和调节时间，信号a6-双质量飞轮结构的车辆在失火时的失火检测信号，信号g为现有的失火检测方法在失火时检测到的失火次数，信号g’为本发明提供的发动机的失火检测方法在失火时检测到的失火次数，通过对比信号g和信号g’可见，当发动机产生真失火时，本发明提供的发动机的失火检测方法能够准确的检测到失火，并将失火次数累加到总失火次数中，确保了不会出现因引入该方法导致失火漏判情况，确保了失火检测的准确性的及时性。

综上，在本发明实施例提供的发动机失火检测的方法中，包括确认所述发动机的当前工况是否是预设问题工况，依据预设问题工况中预设周期内的失火次数是否大于第一阈值，判断是否要应用前氧信号辅助判断，再根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是真失火还是假失火，当所述发动机的失火是真失火时，将所述失火次数计入发动机总失火次数中，而当所述发动机的失火是假失火时，所述失火次数不计入发动机总失火次数，使所述总失火次数能够正确的累加，确保了失火故障检测的及时性，避免了将假失火计入总失火次数内造成故障的误报，确保在预设问题工况内的失火检测质量，降低了发动机失火检测的误判率。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发动机失火检测的方法，其特征在于：应用转速传感器计算发动机曲轴旋转的角速度进行失火检测之后，所述发动机失火检测的方法还包括：

L1：判断发动机当前的工况是否为预设问题工况；若所述发动机当前的工况为预设问题工况，执行步骤L2；

L2：获取失火检测信号，并根据所述失火检测信号统计设定周期内所述发动机的失火次数，判断所述失火次数与第一阈值的大小，若所述失火次数大于所述第一阈值，执行步骤L3；

L3：获取所述发动机的前氧信号，并根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是否为真失火，若所述发动机的失火为真失火，则执行步骤L4；

L4：将所述失火次数计入所述发动机的总失火次数中，执行步骤L1；

获取所述发动机的前氧信号，并根据所述前氧信号判断所述发动机的失火是否为真失火的步骤包括：

获取所述前氧信号，并根据所述前氧信号计算出空燃比调节平均因子和平均因子初始值；

判断所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值与第二阈值的大小，若所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第二阈值，并且所述空燃比调节平均因子连续增加的时间大于第四阈值时；或者，所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于第三阈值时，所述发动机的失火为真失火；否则，所述发动机的失火为假失火。

2.如权利要求1所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，判断所述发动机当前的工况是否为预设问题工况的方法包括：

L11：判断所述发动机的转速和扭矩是否在所述预设问题工况的范围内，若所述发动机的转速和扭矩在所述预设问题工况的范围内，执行步骤L12；

L12：判断所述发动机中的混合气是否处在闭环状态，若所述发动机中的混合气体处在闭环状态，执行步骤L13；

L13：判断先前驾驶循环中的混合气是否完成自学习，若所述先前驾驶循环中的混合气已完成自学习，则所述发动机当前的工况为预设问题工况。

3.如权利要求1所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，当所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第二阈值，并且所述空燃比调节平均因子连续增加的时间大于所述第四阈值时，所述发动机的失火包括一缸连续失火；当所述空燃比调节平均因子和所述平均因子初始值的差值大于所述第三阈值时，所述发动机的失火包括两缸失火。

4.如权利要求3所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，所述第三阈值大于所述第二阈值。

5.如权利要求4所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，所述第二阈值的范围包括0.07～0.15，所述第三阈值的范围包括0.15～0.25。

6.如权利要求5所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，所述第四阈值大于等于1秒。

7.如权利要求1所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，当所述总失火次数大于等于第五阈值时，所述发动机进行故障报警。

8.如权利要求1-7中任一项所述的发动机失火检测的方法，其特征在于，所述发动机失火检测的方法应用于具有双质量飞轮结构的车辆或者混合动力结构的车辆。

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