CN103726930A - 一种排气再循环发动机的故障检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种排气再循环发动机的故障检测装置及方法，所述装置为再循环发动机设置第一循环水阀门，所述具体包括：控制器，用于关闭再循环阀门，并根据指令关闭第一循环水阀门；第一循环水阀门，用于控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水；温度传感器，用于在关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测，得到第一水温；在第一循环水阀门关闭之后，对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；所述第二循环水为发动机循环水；处理器，用于判断所述第一水温是否高于第一阈值，如果是则指令关闭第一循环水阀门；判断所述第二水温是否高于第二阈值，如果否则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

Description

一种排气再循环发动机的故障检测装置及方法

技术领域

本发明设计发动机技术领域，特别涉及一种排气再循环发动机的故障检测装置及方法。

背景技术

排气再循环（Exhaust Gas Recirculation，简称EGR）是一种针对汽车发动机而设计的用作方式。EGR发动机的原理是，发动机燃烧后，将排出气体的一部分出重新吸入发动机中，以降低排出气体中的氮氧化物含量，并起到一定的节能作用。在EGR技术当中，冷却器（Exhaust Gas Recirculation Cooler，简称EGRC）是其关键组成部分。通过EGRC降低再循环废气温度，能够显著的提高氮氧化物的减排效果，同时也能避免废气温度过高损坏EGR的控制阀。

在EGR发动机当中，常见的一种故障现象为发动机的循环水温度过高，也就是俗称的“开锅现象”。EGRC自身故障（例如EGRC的故障、EGRC性能的衰退）以及EGRC本身的水循环组件（与水泵或节温器等）的故障，均有可能导致冷却效率下降，引发发动机的循环水温度过高。

现有技术中如果出现发动机循环水温度过高的现象，则将通过关闭再循环阀门同时限制发动机扭矩一系列限制措施，以确保发动机循环水水温下降，之后再进行故障的检测和维修。

现有技术的缺陷在于，并非所有导致发动机循环水温度上升的故障，都必须通过限制扭矩来使水温回归正常，而且限制发动机扭矩将影响发动机动力性能的发挥；所以现有技术当中针对所有故障均限制扭矩的故障排除方法，可能不必要的降低发动机动力，影响发动机的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种排气再循环发动机的故障检测装置及方法，以实现准确的判断故障原因，并针对故障采取限制措施。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种排气再循环发动机的故障检测装置，所述装置为再循环发动机设置第一循环水阀门，所述具体包括：

控制器，用于关闭再循环阀门，并根据指令关闭第一循环水阀门；

第一循环水阀门，用于控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水；

温度传感器，用于在关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测，得到第一水温；在第一循环水阀门关闭之后，对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；所述第二循环水为发动机循环水；

处理器，用于判断所述第一水温是否高于第一阈值，如果是则指令关闭第一循环水阀门；判断所述第二水温是否高于第二阈值，如果否则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

所述温度传感器还用于检测发动机冷却后气体的温度；

则处理器还用于；判断所述发动机冷却后气体的温度是否高于气体温度阈值，若气体温度高于气体温度阈值，则指令所述控制器关闭再循环阀门，否则认为所述发动机无故障。

所述处理器判断所述第一水温是否高于第一阈值还包括：

当所述第一水温低于第一阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器性能衰退。

所述处理器判断所述第二水温是否高于第二阈值还包括：

当所述第二水温高于第二阈值，则将故障类型确定为第二水循环组件故障，所述第二水循环组件为发动机的水循环组件。

所述控制器还用于反复开关第一循环水阀门；

则所述温度传感器还用于在第一循环水阀门反复开关时对所述第二循环水进行温度检测，得到第三水温；

则所述处理器还用于；监控第三水温，当开启第一循环水阀门后，第三水温升高，且关闭第一循环水阀门后，第三下降，则将故障类型确定为再循环冷却器故障；

所述再循环冷却器故障具体为再循环冷却器的气路泄露。

一种排气再循环发动机的故障检测方法，所述方法为再循环发动机设置第一循环水阀门，以控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水；所述方法包括以下步骤：

关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测得到第一水温，判断所述第一水温是否高于第一阈值；所述第二循环水为发动机循环水；

当所述第一水温高于第一阈值，则关闭第一循环水阀门，在关闭第一循环水阀门之后对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；

判断所述第二水温是否高于第二阈值；若所述第二水温不高于第二阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

所述关闭再循环阀门具体为：

判断所述发动机冷却后气体的温度是否高于气体温度阈值，若气体温度高于气体温度阈值，则关闭再循环阀门，否则认为所述发动机无故障。

所述方法还包括：

当所述第一水温低于第一阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器性能衰退。

所述方法还包括：

当所述第二水温高于第二阈值，则将故障类型确定为第二水循环组件故障，所述第二水循环组件为发动机的水循环组件。

所述将故障类型确定为再循环冷却器故障还包括：

反复开关第一循环水阀门，并同时对所述第二循环水进行温度检测，得到第三水温；

如果当开启第一循环水阀门后，第三水温升高，且关闭第一循环水阀门后，第三下降，则将故障类型确定为再循环冷却器故障；

所述再循环冷却器故障具体为再循环冷却器的气路泄露。

通过以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是：通过增设第一循环水阀门，判断关闭再循环阀门之后的第一水温与关闭第一循环水阀门之后的第二水温的变化规律，实现EGRC故障的断定，从而避免不必要的限制扭矩，保证了发动机的正常运行；还可以通过更完整的水温判断机制，准确的断定出三种不同的故障；并通过反复开关第一循环水阀门，实现更准确的断定EGRC故障，排除了偶然因素的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述方法流程图；

图2为本发明实施例所述装置结构示意图；

图3为本发明另一实施例所述方法流程图；

图4为本发明另一实施例所述装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中，所述故障检测所针对的故障类型主要有三种：

一是EGRC故障，所谓EGRC的故障主要就是EGRC的气路泄露，再循环的发动机排放气体进入EGRC的水循环当中，导致冷却效率下降，发动机循环水温度上升。不过参照EGR发动机的工作原理，EGRC的故障时并不需要进行扭矩限制，只需停止EGRC的水循环，循环水温度就会下降。

二是发动机的水循环组件故障，例如水泵或节温器的故障，鉴于EGR发动机的工作原理可以知道，发动机水循环组件故障的特点是即使停止EGRC的水循环，发动机的循环水温度依然不会下降。

三是EGRC的性能衰退；实际上所谓性能衰退是由EGRC中积碳沉积造成的，并非是由于物理损坏而造成的故障；EGRC的性能衰退的特点是，只要关闭再循环阀门，发动机循环水的水温就会下降。

基于以上三种故障的特点，本发明所述故障检测装置和方法不再在故障发生时，同时执行关闭再循环阀门并限制发动机扭矩的限制措施。而是为EGRC水循环增设了一个第一循环水阀门，按照特定方式依次的操作再循环阀门和第一循环水阀门，从而准确的发现故障的具体类型。

参见图1所示为本发明所述方法的一个具体的实施例。由于单纯的EGRC故障是无需限制扭矩的，所以为了避免不必要的限制扭矩，本实施例所述方法的主要目的在于检测出EGRC的故障。所述方法中，在EGR发动机中加入了第一循环水阀门，以控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为EGRC的循环水。所述方法包括以下步骤：

步骤101、关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测得到第一水温，判断所述第一水温是否高于第一阈值；所述第二循环水为发动机循环水。

步骤102、当所述第一水温高于第一阈值，则关闭第一循环水阀门，在关闭第一循环水阀门之后对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温。

步骤103、判断所述第二水温是否高于第二阈值；若所述第二水温不高于第二阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

如需检测某一故障是否为EGRC故障，则需根据EGRC故障的特点进行判断。也就是说，当EGRC故障，则关闭再循环阀门不会引起第二循环水水温的明显下降；而关闭再循环阀门之后进一步的关闭第一循环水阀门，则会引起第二循环水水温的明显下降。

所以本实施例中现关闭再循环阀门，再关闭第一循环水阀门；选取关闭再循环阀门之后和关闭第一循环水阀门之后两个节点进行第二循环水的温度测量，得到第一水温和第二水温；并根据实际的工况条件设置第一阈值和第二阈值。

如果第一水温高于第一阈值，则说明关闭再循环阀门之后，水温没有显著的下降；且第二水温低于第二阈值，又说明关闭第一循环水阀门之后，水温有了明显的下降。如此则满足EGRC故障的判断条件，所以断定该故障为EGRC故障。

参照图2所示为本发明所述装置的一个具体实施例。本实施例中所述装置为实现图1所示实施例所述方法的一个实体装置。图1所示实施例中的相关描述同样适用于本实施例中，本实施例所述装置在EGR发动机中加入了一个能够限制EGRC水循环的第一循环水阀门，所述具体包括：

控制器，用于关闭再循环阀门，并根据指令关闭第一循环水阀门。

第一循环水阀门，用于控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水。

温度传感器，用于在关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测，得到第一水温；在第一循环水阀门关闭之后，对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；所述第二循环水为发动机循环水。

处理器，用于判断所述第一水温是否高于第一阈值，如果是则指令关闭第一循环水阀门；判断所述第二水温是否高于第二阈值，如果否则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

图1～2所示实施例为本发明所述方法及装置的基础实施例。通过以上描述可知，上述两个实施例存在的有益效果是：通过增设第一循环水阀门，判断关闭再循环阀门之后的第一水温与关闭第一循环水阀门之后的第二水温的变化规律，实现EGRC故障的断定，从而避免不必要的限制扭矩，保证了发动机的正常运行。

参照图3所示，为本发明所述方法的另一个具体的实施例。本实施例中，所述方法在图1所示实施例的基础之上进一步的完善了对于第二循环水温度的判断机制，使得通过所述方法可以准确的断定出三种不同的故障。所述方法具体包括以下步骤：

步骤301、判断所述发动机冷却后气体的温度是否高于气体温度阈值，若气体温度高于气体温度阈值，则关闭再循环阀门，否则认为所述发动机无故障。

本实施例中，触发故障检测方法的条件在于检测发动机的冷却后气体的温度。所述气体温度阈值即是判定冷却后气体的温度是否在正常范围内的标准，若气体温度超标，则说明EGRC的冷却存在故障，则关闭再循环阀门，开始故障检测流程。否则认为EGRC处于正常运行当中。

步骤302、关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测得到第一水温，所述第二循环水为发动机循环水。

步骤303、判断所述第一水温是否高于第一阈值；如果低于第一阈值则进入步骤304，否则进入步骤305。

前述已知，若故障为EGRC的性能衰退，则具有关闭再循环阀门能导致第二循环水的水温下降的特点；但如果故障为EGRC故障或第二水循环组件故障，则关闭再循环阀门之后第二循环水的温度不会有非常明显的下降。所以本实施例中针对这一水温变化规律设定第一阈值，即可确定或排除EGRC性能衰退的情况。

步骤304、当所述第一水温低于第一阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器性能衰退。

如果所述第一水温相对于关闭再循环阀门之前明显降低，或者说低于第一阈值，便符合EGRC性能衰退的特点，则可以断定该故障是EGRC性能衰退。

步骤305、当所述第一水温高于第一阈值，则关闭第一循环水阀门，在关闭第一循环水阀门之后对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温。

步骤306、判断所述第二水温是否高于第二阈值，如果低于第二阈值则进入步骤307，否则进入步骤309。

当第一水温高于第一阈值，则说明故障类型是EGRC故障或者第二水循环组件故障二者之一。但要确定究竟是哪一种故障，还需要进一步的通过关闭第一循环水阀门之后第二循环水的水温变化规律来判断。

所以本实施例中将关闭第一循环水阀门之后的第二循环水温度作为第二水温，并参考第二阈值判断第二水温是否存在明显的下降。

步骤307、将故障类型确定为再循环冷却器故障。

关闭第一循环水阀门之后，第二水温出现明显下降，低于第二阈值，则符合EGRC故障的特点，所以将故障类型确定为再循环冷却器故障。

步骤308、反复开关第一循环水阀门，并同时对所述第二循环水进行温度检测，得到第三水温；如果当开启第一循环水阀门后，第三水温升高，且关闭第一循环水阀门后，第三下降，则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

本实施例中，为确认故障类型为EGRC故障，进一步的增加了反复开关第一循环水阀门的步骤。基于EGRC故障的特点，开启第一循环水阀门之后，第二循环水温度则随之升高，关闭第一循环水阀门之后，第二循环水温度则随之下降。

本步骤中，将反复开关过程中，动态变化的第二循环水温度作为第三水温，并判断第三水温是否符合以上的水温变化规律。如果符合，则可以更加准确的断定，该故障必然是EGRC故障，排除偶然因素的干扰。

需要强调的是，所述EGRC故障具体为再循环冷却器的气路泄露。

步骤309、将故障类型确定为第二水循环组件故障。

关闭第一循环水阀门之后，第二水温出现没有明显的变化，依然高于所述第二阈值，则符合第二水循环组件故障的特点，所以将故障类型确定为第二水循环组件故障。

参照图4所示为本发明所述装置的另一个具体实施例。本实施例中所述装置为实现图3所示实施例所述方法的一个实体装置。图3所示实施例中的相关描述同样适用于本实施例中，本实施例所述装置具体包括：

控制器，用于关闭再循环阀门，并根据指令关闭第一循环水阀门。

第一循环水阀门，用于控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水。

温度传感器，用于在关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测，得到第一水温；在第一循环水阀门关闭之后，对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；所述第二循环水为发动机循环水。

处理器，用于判断所述第一水温是否高于第一阈值，如果是则指令关闭第一循环水阀门；判断所述第二水温是否高于第二阈值，如果否则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

所述温度传感器还用于检测发动机冷却后气体的温度；

则处理器还用于；判断所述发动机冷却后气体的温度是否高于气体温度阈值，若气体温度高于气体温度阈值，则指令所述控制器关闭再循环阀门，否则认为所述发动机无故障。

所述处理器判断所述第一水温是否高于第一阈值还包括：

当所述第一水温低于第一阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器性能衰退。

所述处理器判断所述第二水温是否高于第二阈值还包括：

当所述第二水温高于第二阈值，则将故障类型确定为第二水循环组件故障，所述第二水循环组件为再循环系统中的水循环组件。

所述控制器还用于反复开关第一循环水阀门；

则所述温度传感器还用于在第一循环水阀门反复开关时对所述第二循环水进行温度检测，得到第三水温；

则所述处理器还用于；监控第三水温，当开启第一循环水阀门后，第三水温升高，且关闭第一循环水阀门后，第三下降，则将故障类型确定为再循环冷却器故障；

所述再循环冷却器故障具体为再循环冷却器的气路泄露。

通过以上技术方案可知，图3～4所示实施例存在的有益效果是：通过更完整的水温判断机制，准确的断定出三种不同的故障；并通过反复开关第一循环水阀门，实现更准确的断定EGRC故障，排除了偶然因素的干扰；以上两个实施例整体技术方案更加完整，公开更加充分。

还需要说明的是，以上实施例中所述的第一阈值、第二阈值、第三阈值以及气体温度阈值均是根据EGR发动机的实际运行工况而设置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排气再循环发动机的故障检测装置，其特征在于，所述装置为再循环发动机设置第一循环水阀门，所述具体包括：

控制器，用于关闭再循环阀门，并根据指令关闭第一循环水阀门；

第一循环水阀门，用于控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水；

温度传感器，用于在关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测，得到第一水温；在第一循环水阀门关闭之后，对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；所述第二循环水为发动机循环水；

处理器，用于判断所述第一水温是否高于第一阈值，如果是则指令关闭第一循环水阀门；判断所述第二水温是否高于第二阈值，如果否则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述温度传感器还用于检测发动机冷却后气体的温度；

则处理器还用于；判断所述发动机冷却后气体的温度是否高于气体温度阈值，若气体温度高于气体温度阈值，则指令所述控制器关闭再循环阀门，否则认为所述发动机无故障。

3.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于，所述处理器判断所述第一水温是否高于第一阈值还包括：

当所述第一水温低于第一阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器性能衰退。

4.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于，所述处理器判断所述第二水温是否高于第二阈值还包括：

当所述第二水温高于第二阈值，则将故障类型确定为第二水循环组件故障，所述第二水循环组件为发动机的水循环组件。

5.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于，所述控制器还用于反复开关第一循环水阀门；

则所述温度传感器还用于在第一循环水阀门反复开关时对所述第二循环水进行温度检测，得到第三水温；

则所述处理器还用于；监控第三水温，当开启第一循环水阀门后，第三水温升高，且关闭第一循环水阀门后，第三下降，则将故障类型确定为再循环冷却器故障；

所述再循环冷却器故障具体为再循环冷却器的气路泄露。

6.一种排气再循环发动机的故障检测方法，其特征在于，所述方法为再循环发动机设置第一循环水阀门，以控制第一循环水开启或关闭循环；所述第一循环水为再循环系统的循环水；所述方法包括以下步骤：

关闭再循环阀门之后，对第二循环水进行温度检测得到第一水温，判断所述第一水温是否高于第一阈值；所述第二循环水为发动机循环水；

当所述第一水温高于第一阈值，则关闭第一循环水阀门，在关闭第一循环水阀门之后对所述第二循环水进行温度检测，得到第二水温；

判断所述第二水温是否高于第二阈值；若所述第二水温不高于第二阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器故障。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述关闭再循环阀门具体为：

判断所述发动机冷却后气体的温度是否高于气体温度阈值，若气体温度高于气体温度阈值，则关闭再循环阀门，否则认为所述发动机无故障。

8.根据权利要求6或7所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一水温低于第一阈值，则将故障类型确定为再循环冷却器性能衰退。

9.根据权利要求6或7所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第二水温高于第二阈值，则将故障类型确定为第二水循环组件故障，所述第二水循环组件为发动机的水循环组件。

10.根据权利要求6或7所述方法，其特征在于，所述将故障类型确定为再循环冷却器故障还包括：

反复开关第一循环水阀门，并同时对所述第二循环水进行温度检测，得到第三水温；

如果当开启第一循环水阀门后，第三水温升高，且关闭第一循环水阀门后，第三下降，则将故障类型确定为再循环冷却器故障；

所述再循环冷却器故障具体为再循环冷却器的气路泄露。

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