CN113062812B - 一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备。该方法包括：获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。本技术方案，可以利用实际喷油量和实际进气量相互验证来为发动机监控提供信息，提高了行车安全性。

Description

一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备。

背景技术

随着技术日益复杂、软件内容和机电一体化应用不断增加，来自***性失效和硬件随机失效的风险逐渐增加，功能安全要求无论零部件或者安全相关控制***发生的失效是硬件随机失效还是***失效，都需要使受控设备可靠地进入和维持安全状态，避免对人员或者环境产生危害。扭矩是发动机性能参数的重要指标之一，实现功能安全的重点工作就是监控发动机实际输出扭矩。

由于扭矩传感器成本较高，很少有发动机安装了扭矩传感器，一般都是通过监控进气量来评估发动机实际输出扭矩。发动机配备了电子节气门控制保护***，基节气门控制的***对进气量进行监控。

一旦电子节气门出现信号失误，监控的进气量不准确，容易造成车辆意外急加速，行车安全性低。

发明内容

本申请实施例提供一种发动机安全监控检测方法、装置、介质及电子设备，利用实际喷油量和实际进气量相互验证来为发动机监控提供信息，提高了行车安全性。

第一方面，本申请实施例提供了一种发动机安全监控检测方法，该方法包括：

获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

第二方面，本申请实施例提供了一种发动机安全监控检测装置，该装置包括：

实际喷油量和实际进气量获取模块，用于获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

实际喷油量和实际进气量判断模块，用于判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

发动机动力输出控制模块，用于若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例所述的发动机安全监控检测方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例所述的发动机安全监控检测方法。

本申请实施例所提供的技术方案，获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；判断实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。本技术方案，可以利用实际喷油量和实际进气量相互验证来为发动机监控提供信息，提高了行车安全性。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的发动机安全监控检测方法的流程图；

图2是本申请实施例二提供的发动机安全监控检测过程的示意图；

图3是本申请实施例三提供的发动机安全监控检测装置的结构示意图；

图4是本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本申请实施例一提供的发动机安全监控检测方法的流程图，本实施例可适用于对发动机进行安全监控的情况，该方法可以由本申请实施例所提供的发动机安全监控检测装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于用于发动机安全监控的智能终端等设备中。

如图1所示，所述发动机安全监控检测方法包括：

S110、获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量。

在本方案中，发动机配备了电子节气门控制保护***，常规电子节气门控制保护***包含两套独立硬件和三层软件。两套独立硬件包括32位主处理器及外部独立监控模块；三层软件包括：发动机控制功能、功能监控和处理器自检功能。发动机控制功能主要通过对电子节气门控制相关的重要执行器、传感器的功能进行诊断，一旦检测到相关信号或执行器出现故障将进入故障跛行模式，限制发动机动力输出，以保证车辆安全。故障跛行模式是指当汽车ECU中的电控单元出现故障时，ECU自动启用后备控制回路对发动机进行简单控制。功能监控主要负责扭矩监控，通过简化的模型独立地计算实际输出扭矩，通过简化的模型独立地计算允许输出扭矩，将实际输出扭矩和允许输出扭矩进行比较，当实际输出扭矩大于允许输出扭矩时限制扭矩输出，车辆进入故障跛行模式。实际输出扭矩可以由实际喷油量和实际进气量计算得到。处理器监控功能中的主处理器自检功能实时监测主控制器硬件的状态。

其中，实际喷油量可以是指发动机工作过程中的喷油器喷油和供油的总量；实际进气量可以指汽车发动机进入外界清新空气的流量。发动机在工作时氧气的进入，才能保证正常运行。

在本实施例中，发动机的供油过程和喷油过程都会对燃油轨道的轨压产生影响，引起瞬时轨压的剧烈波动，可以通过测量燃油轨道轨压的变化计算得到实际喷油量；实际进气量可以是由电子节气门控制保护***中的空气流量计获得。

在本技术方案中，可选的，在获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量之前，所述方法还包括：

根据燃油轨道轨压变化构建实际喷油量观测模型，用于获取发动机工作过程中的实际喷油量。

其中，燃油轨道轨压的变化与实际喷油量直接相关，由传感器获取燃油轨道轨压变化，并根据燃油轨道轨压变化构建实际喷油量观测模型。

通过构建实际喷油量观测模型，可以获得发动机工作过程中的实际喷油量，为发动机安全监控提供了数据支持。

在本方案中，可选的，所述实际喷油量观测模型的构建过程包括：

采集各气缸喷油过程中的轨压，得到轨压离散数据；

根据所述轨压离散数据，计算得到各气缸的平均轨压和轨压压降；

利用所述平均轨压和轨压压降构建实际喷油量观测模型。

其中，由传感器定角度采集各气缸喷油过程中的轨压，获得不同时刻下的轨压，构成轨压离散数据。轨压可以是指油轨中的压力值。平均轨压可以是指一段时间内各气缸中轨压的均值；轨压压降是指相邻两个采集时刻下的轨压差值。

利用平均轨压和轨压压降构建实际喷油量观测模型，可以获得发动机工作过程中的实际喷油量，为发动机安全监控提供了数据支持。

在本技术方案中，可选的，利用所述平均轨压和轨压压降构建实际喷油量观测模型，包括：

采用如下公式构建实际喷油量观测模型：

其中，Q为实际喷油量，C1、C2、C3和C4为观测系数，P1为各气缸平均轨压的均值，P2为各气缸轨压压降的均值。

具体的，对发动机所有气缸的平均轨压求平均值，并对发动机所有气缸的轨压压降求平均值，建立实际喷油量观测模型。选取多个发动机作为样本，采集每个发动机所有气缸的实际喷油量、喷油过程中平均轨压的平均值与瞬时轨压压降的平均值，从而获得观测系数C1、C2、C3和C4的值。

通过构建实际喷油量观测模型，可以获得发动机工作过程中的实际喷油量，为发动机安全监控提供了数据。

S120、判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件。

在本实施例中，预设合理性条件可以是实际喷油量和实际进气量比值的差值不超过一定阈值，以及实际喷油量和实际进气量的比值的差值超过一定阈值的次数小于计数次数。

在本技术方案中，可选的，判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件，包括：

根据所述实际喷油量和实际进气量，确定实际空燃比；

通过所述实际空燃比和预先设定的理论空燃比，得到空燃比差值；

若所述空燃比差值不满足预设阈值，以及所述空燃比差值不满足预设阈值的次数符合预设计数次数，则所述实际喷油量和实际进气量不满足预设合理性条件。

其中，实际空燃比是指混合气中实际进气量与实际喷油量之间的质量的比例。一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。

在本实施例中，预设阈值和预设计数次数可以是根据发动机动力输出过程中确定的数值。若空燃比差值不超过预设阈值，则实际喷油量和实际进气量满足预设合理性条件，通过合理性检查；若空燃比差值超过预设阈值，则计数器累加一次，计数器累计次数达到一定预设计数时，则可以认定实际进气量或实际喷油量信号不合理，不能通过合理性检查。

利用实际喷油量和实际进气量，可以通过空燃比差值判断实际喷油量和实际进气量是否通过合理性检查，为发动机安全监控提供了可靠数据。

S130、若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

在本方案中，在LAMBDA＝1的汽油直喷***中，相对进气量与相对喷油量的配比存在固定范围，若实际喷油量和实际进气量不满足预设合理性条件，说明实际喷油量和实际进气量配比存在问题，此时由发动机控制功能直接限制发动机动力输出，以保证车辆安全。

本申请实施例所提供的技术方案，获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；判断实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。通过执行本技术方案，可以将实际喷油量和实际进气量进行合理性检测，为发动机监控提供信息，提高了行车安全性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的发动机安全监控检测过程的示意图，本实施例二在实施例一的基础上进行进一步地优化。具体优化为：若满足，则根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩；判断所述实际输出扭矩是否符合预设扭矩约束条件；若不符合，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。其中，未在本实施例中详尽描述的内容详见实施例一。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S210、若满足，则根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩。

其中，实际输出扭矩可以是发动机工作过程的从曲轴端输出的力矩。当实际输出扭矩大于允许输出扭矩时，车辆存在一定安全隐患。

在本实施例中，若实际喷油量和实际进气量满足预设合理性条件，通过合理性检查，则根据实际喷油量和实际进气量，并获取当前发动机转速，计算得到实际输出扭矩。

在本技术方案中，可选的，根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩，包括：

根据所述实际喷油量和预先设定的发动机转速，确定第一输出扭矩，以及，根据所述实际进气量和所述发动机转速，确定第二输出扭矩；

将所述第一输出扭矩和所述第二输出扭矩中的最大值作为目标输出扭矩，并根据所述目标输出扭矩和预先确定的附加扭矩特征，计算得到实际输出扭矩。

其中，附加扭矩特征可以是用于计算得到实际输出扭矩的附加特征。例如，附加扭矩特征可以是点火效率、断油效率以及扭矩效率等。汽车点火为了正常工作，按照各缸点火次序，定时地供给火花塞以足够高能量的高压电，使火花塞产生足够强的火花，点燃可燃混合气。发动机断油是指发动机在转速达到一定高度是，如8000转/分，行车电脑会自动停止对发动机供油，令发动机转速不能超过限值。发动机扭矩是发动机加速能力的具体指标，是指活塞在汽缸里的往复运动，往复一次做有一定的功。

利用实际喷油量和实际进气量相互验证来为发动机监控提供信息，提高了行车安全性。

S220、判断所述实际输出扭矩是否符合预设扭矩约束条件；

其中，预设扭矩约束条件可以是实际输出扭矩的值小于允许输出扭矩。通过比较实际输出扭矩和允许输出扭矩，可以确定发动机实际增加的转速是否超过驾驶员预期的转速增加。

S230、若不符合，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

可以理解的，若实际输出扭矩不符合预设扭矩约束条件，此时发动机实际输出扭矩大于允许输出扭矩，发动机实际增加的转速超过驾驶员预期要增加的转速，此时车辆存在一定安全隐患，由发动机控制功能直接限制发动机动力输出，以保证车辆安全。

本申请实施例所提供的技术方案，获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；判断实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全；若满足，则根据实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩；判断实际输出扭矩是否符合预设扭矩约束条件；若不符合，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。通过执行本技术方案，不仅可以通过合理性检查检测发动机安全监控，还可以利用实际喷油量和实际进气量相互验证来为发动机监控提供信息，提高了行车安全性。

实施例三

图3是本申请实施例三提供的发动机安全监控检测装置的结构示意图，如图3所示，发动机安全监控检测装置包括：

实际喷油量和实际进气量获取模块310，用于获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

实际喷油量和实际进气量判断模块320，用于判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

发动机动力输出控制模块330，用于若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

在本技术方案中，可选的，实际喷油量和实际进气量判断模块320，包括：

实际空燃比确定单元，用于根据所述实际喷油量和实际进气量，确定实际空燃比；

空燃比差值得到单元，用于通过所述实际空燃比和预先设定的理论空燃比，得到空燃比差值；

空燃比差值判断单元，用于若所述空燃比差值不满足预设阈值，以及所述空燃比差值不满足预设阈值的次数符合预设计数次数，则所述实际喷油量和实际进气量不满足预设合理性条件。

在本技术方案中，可选的，所述装置还包括：

实际喷油量观测模型构建模块，用于根据燃油轨道轨压变化构建实际喷油量观测模型，用于获取发动机工作过程中的实际喷油量。

在本技术方案中，可选的，实际喷油量观测模型构建模块，包括：

轨压离散数据得到单元，用于采集各气缸喷油过程中的轨压，得到轨压离散数据；

平均轨压和轨压压降计算单元，用于根据所述轨压离散数据，计算得到各气缸的平均轨压和轨压压降；

实际喷油量观测模型构建单元，用于利用所述平均轨压和轨压压降构建实际喷油量观测模型。

在本技术方案中，可选的，实际喷油量观测模型构建单元，具体用于：

采用如下公式构建实际喷油量观测模型：

其中，Q为实际喷油量，C1、C2、C3和C4为观测系数，P1为各气缸平均轨压的均值，P2为各气缸轨压压降的均值。

在本技术方案中，可选的，所述装置还包括：

实际输出扭矩确定模块，用于若满足，则根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩；

实际输出扭矩判断模块，用于判断所述实际输出扭矩是否符合预设扭矩约束条件；

发动机动力输出控制模块，用于若不符合，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

在本技术方案中，可选的，实际输出扭矩确定模块，具体用于：

根据所述实际喷油量和预先设定的发动机转速，确定第一输出扭矩，以及，根据所述实际进气量和所述发动机转速，确定第二输出扭矩；

将所述第一输出扭矩和所述第二输出扭矩中的最大值作为目标输出扭矩，并根据所述目标输出扭矩和预先确定的附加扭矩特征，计算得到实际输出扭矩。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

本申请实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种发动机安全监控检测方法，该方法包括：

获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机***存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDRRAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，介质可以位于程序在其中被执行的计算机***中，或者可以位于不同的第二计算机***中，第二计算机***通过网络(诸如因特网)连接到计算机***。第二计算机***可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机***中)的两个或更多介质。介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的发动机安全监控检测操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的发动机安全监控检测方法中的相关操作。

实施例五

本申请实施例五提供了一种电子设备，该电子设备中可集成本申请实施例提供的发动机安全监控检测装置。图4是本申请实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。如图4所示，本实施例提供了一种电子设备400，其包括：一个或多个处理器420；存储装置410，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器420执行，使得所述一个或多个处理器420实现本申请实施例所提供的发动机安全监控检测方法，该方法包括：

获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全。

当然，本领域技术人员可以理解，处理器420还实现本申请任意实施例所提供的发动机安全监控检测方法的技术方案。

图4显示的电子设备400仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，该电子设备400包括处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440；电子设备中处理器420的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器420为例；电子设备中的处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线450连接为例。

存储装置410作为一种计算机可读介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块单元，如本申请实施例中的发动机安全监控检测方法对应的程序指令。

存储装置410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置410可进一步包括相对于处理器420远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置430可用于接收输入的数字、字符信息或语音信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏、扬声器等电子设备。

本申请实施例提供的电子设备，可以达到利用实际喷油量和实际进气量相互验证来为发动机监控提供信息，提高了行车安全性的目的。

上述实施例中提供的发动机安全监控检测装置、介质及电子设备可执行本申请任意实施例所提供的发动机安全监控检测方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的发动机安全监控检测方法。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请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、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种发动机安全监控检测方法，其特征在于，包括：

获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全；

其中，所述方法还包括：

若满足，则根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩；

判断所述实际输出扭矩是否符合预设扭矩约束条件；

若不符合，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全；

其中，所述根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩，包括：

根据所述实际喷油量和预先设定的发动机转速，确定第一输出扭矩，以及，根据所述实际进气量和所述发动机转速，确定第二输出扭矩；

将所述第一输出扭矩和所述第二输出扭矩中的最大值作为目标输出扭矩，并根据所述目标输出扭矩和预先确定的附加扭矩特征，计算得到实际输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件，包括：

根据所述实际喷油量和实际进气量，确定实际空燃比；

通过所述实际空燃比和预先设定的理论空燃比，得到空燃比差值；

若所述空燃比差值不满足预设阈值，以及所述空燃比差值不满足预设阈值的次数符合预设计数次数，则所述实际喷油量和实际进气量不满足预设合理性条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量之前，所述方法还包括：

根据燃油轨道轨压变化构建实际喷油量观测模型，用于获取发动机工作过程中的实际喷油量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实际喷油量观测模型的构建过程包括：

采集各气缸喷油过程中的轨压，得到轨压离散数据；

根据所述轨压离散数据，计算得到各气缸的平均轨压和轨压压降；

利用所述平均轨压和轨压压降构建实际喷油量观测模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述平均轨压和轨压压降构建实际喷油量观测模型，包括：

采用如下公式构建实际喷油量观测模型：

其中，Q为实际喷油量，C1、C2、C3和C4为观测系数，P1为各气缸平均轨压的均值，P2为各气缸轨压压降的均值。

6.一种发动机安全监控检测装置，其特征在于，包括：

实际喷油量和实际进气量获取模块，用于获取发动机工作过程中的实际喷油量和实际进气量；

实际喷油量和实际进气量判断模块，用于判断所述实际喷油量和实际进气量是否满足预设合理性条件；

发动机动力输出控制模块，用于若不满足，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全；

其中，所述装置还包括：

实际输出扭矩确定模块，用于若满足，则根据所述实际喷油量和实际进气量确定实际输出扭矩；

实际输出扭矩判断模块，用于判断所述实际输出扭矩是否符合预设扭矩约束条件；

发动机动力输出控制模块，用于若不符合，则控制发动机动力输出，以保证车辆安全；

其中，所述实际输出扭矩确定模块，具体用于：

根据所述实际喷油量和预先设定的发动机转速，确定第一输出扭矩，以及，根据所述实际进气量和所述发动机转速，确定第二输出扭矩；

将所述第一输出扭矩和所述第二输出扭矩中的最大值作为目标输出扭矩，并根据所述目标输出扭矩和预先确定的附加扭矩特征，计算得到实际输出扭矩。

7.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的发动机安全监控检测方法。

8.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的发动机安全监控检测方法。

Images