CN116337328A - Egr系统上游压力传感器的可信性检测方法、装置和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法、装置和车辆，包括：获取EGR系统工况；在EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量；基于EGR模型流量、文丘里上游温度、文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值；基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值；判断上游压力实测值与上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间；在第一差值未包含于可信区间时，确定EGR阀上游压力传感器存在故障。利用上游压力模型值判断上游压力传感器的检测精度时，需要上游压力模型值的可信程度较高，即EGR系统工况符合预设工况，通过第一差值判断上游压力传感器是否发生故障，提高EGR系统数据检测准确性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆检测技术领域，具体涉及一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法、装置和车辆。
背景技术
我国是汽车大国，随着人们生活水平的提高，汽车的排放也越来越受到重视。
EGR系统通过将发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2等多原子气体，而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热，使气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。因此，在EGR系统工作时，系统中工作部件，例如EGR阀上游压力传感器、下游压力传感器等检测部件的检测精度需要准确，对出现故障的工作部件，需要及时发现并进行维修或更换，避免检测偏差过大导致排放升高，不符合国标要求。
现有的一种针对EGR系统上游压力传感器的故障检测方案为在汽车处于熄火状态时进行故障检测，此方案只能检测0点的位置对应的上游压力传感器的检测精度，并不能确定上游压力传感器的特性曲线的斜率是否漂移，因此即使利用该方案确定出上游压力传感器无故障，但在其他工况下测试时，仍会出现上游压力传感器检测精度差的情况。
因此，如何提高EGR阀的上游压力传感器的可信性检测准确性的技术问题，亟待解决。
发明内容
为解决上述背景技术中阐述的如何检测EGR系统工作部件的工况的技术问题。本发明提出一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法、装置和车辆。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，包括：获取所述EGR系统工况；在所述EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量；基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值；基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值；判断所述上游压力实测值与所述上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间；在所述第一差值未包含于所述可信区间时，确定所述EGR阀上游压力传感器存在故障。
可选地，所述EGR系统工况符合预设工况包括：基于EGR阀的下游压力传感器获取EGR阀的下游压力值；判断所述上游压力模型值与所述下游压力值的第二差值是否大于预设值；在所述第二差值大于所述预设值时，确定所述EGR系统工况符合所述预设工况。
可选地，所述基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值包括：获取EGR阀的第一流量模型；基于所述第一流量模型和所述文丘里上游温度确定所述第一压力模型；基于所述第一压力模型、所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度和所述文丘里压差确定所述上游压力模型值。
可选地，所述EGR阀模型流量的确定方法包括：获取进气总流量、空气流量和燃气流量；基于所述进气总流量、所述空气流量和所述燃气流量确定所述EGR阀模型流量。
可选地，所述获取进气总量包括：获取发动机的进气歧管压力值、发动机转速和进气歧管温度；基于所述进气歧管压力值、发动机转速、进气歧管温度和充气效率确定所述进气总量。
可选地，所述上游压力模型值的确定方法还包括：获取EGR阀的下游压力值、下游温度值、EGR模型流量和EGR阀开度值；基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定所述上游压力模型值。
可选地，所述基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定所述上游压力模型值包括：基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定EGR阀的第二流量模型；基于所述第二流量模型确定第二压力模型；基于所述第二压力模型、所述下游压力值、所述下游温度值、所述EGR模型流量、所述EGR阀开度值和所述修正参数确定所述上游压力模型值。
可选地，所述上游压力模型值的确定方法还包括：获取涡轮机的涡前压力值、涡前温度值和EGR模型流量；基于第三压力模型、所述涡前压力值、所述涡前温度值和所述EGR模型流量确定所述上游压力模型值。
根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测装置，包括：第一获取模块，获取所述EGR系统工况；第二获取模块，在所述EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量；第一分析模块，基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值；第三获取模块，基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值；第二分析模块，判断所述上游压力实测值与所述上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间；第三分析模块，在所述第一差值未包含于所述可信区间时，确定所述EGR阀上游压力传感器存在故障。
根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种车辆，包括控制器，所述控制器用于执行上述任意一项实施例所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法。
本申请中，在利用上游压力模型值判断上游压力传感器的检测精度时，需要保证上游压力模型值的可信程度较高，即EGR系统工况符合预设工况，通过对工况的要求，精确EGR阀的上游压力模型值，进而通过第一差值判断上游压力传感器是否发生故障，在第一差值不包含于可信区间时，表征此时上游压力传感器检测的上游压力实测值与上游压力模型值的偏差过大，即上游压力传感器的检测精度较低，此时确定上游压力传感器发生故障，在确定发生故障后，可以通过报警并记录故障代码的方式便于驾驶员察觉异常情况以及后续维修人员的维修，提高了允许进行上游压力传感器可信性检测的工况范围，进而提高EGR系统中相关参数如EGR率、EGR阀开度等参数的计算准确，提高EGR系统数据检测以及控制的准确性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的一种可选的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法的流程示意图；
图2是根据本申请实施例的一种可选的EGR系统上游压力传感器的可信性检测装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术所述，现有的一种针对EGR系统上游压力传感器的故障检测方案为在汽车处于熄火状态时进行故障检测，此方案只能检测0点的位置对应的上游压力传感器的检测精度，并不能确定上游压力传感器的特性曲线的斜率是否漂移，因此即使利用该方案确定出上游压力传感器无故障，但在其他工况下测试时，仍会出现上游压力传感器检测精度差的情况。
因此，根据本申请实施例的一个方面，提供了一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，参见图1所示，该方法的流程可以包括以下步骤：
S10.获取所述EGR系统工况。
S20.在所述EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量。
S30.基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值。
S40.基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值。
S50.判断所述上游压力实测值与所述上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间。
S60.在所述第一差值未包含于所述可信区间时，确定所述EGR阀上游压力传感器存在故障。
在本申请实施例中，在利用上游压力模型值判断上游压力传感器的检测精度时，需要保证上游压力模型值的可信程度较高，即EGR系统工况符合预设工况，通过对工况的要求，精确EGR阀的上游压力模型值，进而通过第一差值判断上游压力传感器是否发生故障，在第一差值不包含于可信区间时，表征此时上游压力传感器检测的上游压力实测值与上游压力模型值的偏差过大，即上游压力传感器的检测精度较低，此时确定上游压力传感器发生故障，在确定发生故障后，可以通过报警并记录故障代码的方式便于驾驶员察觉异常情况以及后续维修人员的维修，提高了允许进行上游压力传感器可信性检测的工况范围，进而提高EGR系统中相关参数如EGR率、EGR阀开度等参数的计算准确，提高EGR系统数据检测以及控制的准确性。
作为示例性的实施例，所述EGR系统工况符合预设工况包括：基于EGR阀的下游压力传感器获取EGR阀的下游压力值；判断所述上游压力模型值与所述下游压力值的第二差值是否大于预设值；在所述第二差值大于所述预设值时，确定所述EGR系统工况符合所述预设工况。
在本实施例中，在利用第一差值判断上游压力传感器是否具有可信性即是否故障时，需要保证上游压力模型值的准确度，可以是在空气流量传感器、前氧传感器、EGR压差传感器均无故障，且发动机转速和EGR阀开度值分别保持在一定值时，进行上游压力模型值的计算。其中，发动机转速对应的定值和EGR阀开度值对应的定值可以通过台架试验确定。通过对上游压力模型值计算是的工况条件约束，能进一步提高上游压力传感器可信性检测的准确性。
作为示例性的实施例，所述基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值包括：获取EGR阀的第一流量模型；基于所述第一流量模型和所述文丘里上游温度确定所述第一压力模型；基于所述第一压力模型、所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度和所述文丘里压差确定所述上游压力模型值。
在本实施例中，在具有文丘里结构的EGR系统中，通过第一流量模型以及文丘里上游温度进行相应转换，能得出第一流量模型，参见下式(1)所示为第一流量模型：
其中，β为文丘里喉口直径与文丘里上游位置直径的比值，AEGR为文丘里喉口面积，ε为可压缩系数，ρ1为文丘里上游气体的密度，p1为文丘里上游气体的压力值，p2指文丘里喉口气体的压力，k1为常数，Δp为文丘里压差。ρ1可由p1、T1结合状态方程得到，p2指文丘里喉口气体的压力，可以通过p1-Δp计算得到，k1可以通过试验确定，Δp为文丘里压差传感器测得的值，ε可由β、p1、p2表示，参见式(2)所示：
其中，k为热力学常数，以上式(1)-(2)经过转换，并结合状态方程将ρ1转换为P1和T1的形式，即可得出第一压力模型，如下式(3)所示：
其中，ε(t-1)为上一时刻的ε值，k2为常数。基于此，即可通过EGR模型流量、文丘里上游温度和文丘里压差计算出EGR阀上游压力模型值。
作为示例性的实施例，所述EGR阀模型流量的确定方法包括：获取进气总流量、空气流量和燃气流量；基于所述进气总流量、所述空气流量和所述燃气流量确定所述EGR阀模型流量。所述获取进气总量包括：获取发动机的进气歧管压力值、发动机转速和进气歧管温度；基于所述进气歧管压力值、发动机转速、进气歧管温度和充气效率确定所述进气总量。
在本实施例中，进气总量可以通过下式(4)计算得到：
其中，mfTotal为进气总量，n为发动机转速，可以通过ECU直接读取得到，MAP为发动机的进气歧管压力，可以通过进气歧管压力传感器检测，MAT为发动机的进气歧管温度，可以通过进气歧管温度传感器检测，k3为充气效率，可以在台架试验上提前标定得到。
在确定了进气总量后，即可进行EGR阀模型流量的计算，参见下式(5)所示：
mfEGR＝mfTotal-mfAir-mfNG (5)
其中，mfEGR为EGR阀模型流量，mfTotal为进气总量，mfAir为空气流量，可以通过空气流量计检测，mfNG为燃气流量，ECU可以通过读取喷油量进行计算得到。
作为示例性的实施例，所述上游压力模型值的确定方法还包括：获取EGR阀的下游压力值、下游温度值、EGR模型流量和EGR阀开度值；基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定所述上游压力模型值。所述基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定所述上游压力模型值包括：基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定EGR阀的第二流量模型；基于所述第二流量模型确定第二压力模型；基于所述第二压力模型、所述下游压力值、所述下游温度值、所述EGR模型流量、所述EGR阀开度值和所述修正参数确定所述上游压力模型值。
在本实施例中，对于无文丘里结构的EGR系统，可以基于EGR阀模型流量与EGR阀的下游压力值、下游温度值、EGR阀开度值和EGR阀的上游压力模型值的脉谱图进行查表确定，即参见下式(6)所示：
其中，mfegr为EGR模型流量，T3为EGR阀下游温度值，p3为EGR阀下游压力值，p1为EGR阀上游压力模型值，M为EGR阀开度值，f1、f2、f3、f4为由脉谱图转化成的与EGR模型流量的对应固定关系，f5为修正参数，可以通过试验获得。基于脉谱图与式(6)即可确定出EGR阀的上游压力模型值，进而在EGR系统工况符合预设工况时，进行EGR阀的上游压力传感器的可信性检测。
作为示例性的实施例，所述上游压力模型值的确定方法还包括：获取涡轮机的涡前压力值、涡前温度值和EGR模型流量；基于第三压力模型、所述涡前压力值、所述涡前温度值和所述EGR模型流量确定所述上游压力模型值。
在本实施例中，上游压力模型值的确定方式还可以是基于涡轮机的涡前压力值、涡前温度值、EGR模型流量，并结合流体力学基本公式确定，即第三压力模型，参见下式(7)所示：
其中，P1为上游压力模型值，P0为涡前压力值，mfEGR为EGR模型流量，T0为涡前温度值，
为基于EGR模型流量和涡前温度值的二维插值表，对应关系通过实验得到。
本申请中，可以基于不同的EGR系统以及能够获取或计算的不同的参数选择相应的压力模型进行上游压力模型值的计算，并在EGR系统工况符合预设工况时进行上游压力传感器的可信性检测，增加了上游压力传感器的可信性检测的工况范围，能够更加准确的检测上游压力传感器是否发生故障。
根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测装置，参见图2所示，包括：
第一获取模块201，获取所述EGR系统工况；
第二获取模块202，在所述EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量；
第一分析模块203，基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值；
第三获取模块204，基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值；
第二分析模块205，判断所述上游压力实测值与所述上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间；
第三分析模块206，在所述第一差值未包含于所述可信区间时，确定所述EGR阀上游压力传感器存在故障。
需要说明的是，该实施例中的第一获取模块201可以用于执行上述步骤S10，该实施例中的第二获取模块202可以用于执行上述步骤S20，该实施例中的第一分析模块203可以用于执行上述步骤S30，该实施例中的第三获取模块204可以用于执行上述步骤S40，该实施例中的第二分析模块205可以用于执行上述步骤S50，该实施例中的第三分析模块206可以用于执行上述步骤S60。
根据本申请实施例的再一个方面，还提供了一种车辆，包括控制器，所述控制器用于执行上述任意一项实施例所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，包括：
获取所述EGR系统工况；
在所述EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量；
基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值；
基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值；
判断所述上游压力实测值与所述上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间；
在所述第一差值未包含于所述可信区间时，确定所述EGR阀上游压力传感器存在故障。
2.如权利要求1所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述EGR系统工况符合预设工况包括：
基于EGR阀的下游压力传感器获取EGR阀的下游压力值；
判断所述上游压力模型值与所述下游压力值的第二差值是否大于预设值；
在所述第二差值大于所述预设值时，确定所述EGR系统工况符合所述预设工况。
3.如权利要求1所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值包括：
获取EGR阀的第一流量模型；
基于所述第一流量模型和所述文丘里上游温度确定所述第一压力模型；
基于所述第一压力模型、所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度和所述文丘里压差确定所述上游压力模型值。
4.如权利要求3所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述EGR阀模型流量的确定方法包括：
获取进气总流量、空气流量和燃气流量；
基于所述进气总流量、所述空气流量和所述燃气流量确定所述EGR阀模型流量。
5.如权利要求4所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述获取进气总量包括：
获取发动机的进气歧管压力值、发动机转速和进气歧管温度；
基于所述进气歧管压力值、发动机转速、进气歧管温度和充气效率确定所述进气总量。
6.如权利要求1所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述上游压力模型值的确定方法还包括：
获取EGR阀的下游压力值、下游温度值、EGR模型流量和EGR阀开度值；
基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定所述上游压力模型值。
7.如权利要求6所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定所述上游压力模型值包括：
基于所述下游压力值、下游温度值、EGR模型流量、EGR阀开度值和修正参数确定EGR阀的第二流量模型；
基于所述第二流量模型确定第二压力模型；
基于所述第二压力模型、所述下游压力值、所述下游温度值、所述EGR模型流量、所述EGR阀开度值和所述修正参数确定所述上游压力模型值。
8.如权利要求1所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法，其特征在于，所述上游压力模型值的确定方法还包括：
获取涡轮机的涡前压力值、涡前温度值和EGR模型流量；
基于第三压力模型、所述涡前压力值、所述涡前温度值和所述EGR模型流量确定所述上游压力模型值。
9.一种EGR系统上游压力传感器的可信性检测装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，获取所述EGR系统工况；
第二获取模块，在所述EGR系统工况符合预设工况时，获取文丘里上游温度、文丘里压差和EGR阀模型流量；
第一分析模块，基于所述EGR模型流量、所述文丘里上游温度、所述文丘里压差和第一压力模型确定EGR阀的上游压力模型值；
第三获取模块，基于EGR阀上游压力传感器获取EGR阀的上游压力实测值；
第二分析模块，判断所述上游压力实测值与所述上游压力模型值的第一差值是否包含于可信区间；
第三分析模块，在所述第一差值未包含于所述可信区间时，确定所述EGR阀上游压力传感器存在故障。
10.一种车辆，其特征在于，包括控制器，所述控制器用于执行如权利要求1-8任意一项所述的EGR系统上游压力传感器的可信性检测方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN116907727A (zh) * | 2023-09-12 | 2023-10-20 | 潍柴动力股份有限公司 | 涡前压力传感器故障检测方法、装置、车辆及存储介质 |
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2023
- 2023-04-14 CN CN202310420857.8A patent/CN116337328A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116181509A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-05-30 | 潍柴动力股份有限公司 | Egr阀上游压力传感器故障诊断方法及车辆 |
| CN116181509B (zh) * | 2023-03-03 | 2024-07-19 | 潍柴动力股份有限公司 | Egr阀上游压力传感器故障诊断方法及车辆 |
| CN116907727A (zh) * | 2023-09-12 | 2023-10-20 | 潍柴动力股份有限公司 | 涡前压力传感器故障检测方法、装置、车辆及存储介质 |
| CN116907727B (zh) * | 2023-09-12 | 2024-01-12 | 潍柴动力股份有限公司 | 涡前压力传感器故障检测方法、装置、车辆及存储介质 |
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