淺析簡配車型取消檢測硬件顛簸路面誤報失火風險評估方法

鄭 松

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

淺析簡配車型取消檢測硬件顛簸路面誤報失火風險評估方法

鄭 松

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

通過對簡配車型（即取消檢測硬件）在顛簸路面失火計數與失火計數工況及誤報失火量化指標的統計，分析出易發生失火的路面與行駛工況，并且折算出故障燈點亮所需要的最短路面長度和運行時間，系統評估車輛誤報失火故障并點亮發動機故障燈的風險。

失火診斷；排放損害型失火；催化器損害型失火；顛簸路面診斷；失火計數

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.050

CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)09-151-03

引言

加速度傳感器等顛簸路面檢測硬件提供相應信號給發動機電控系統用于診斷顛簸路面，當檢測到車輛行駛于顛簸路面上時屏蔽失火診斷，避免顛簸路面造成發動機轉速波動而誤報發動機失火故障。

簡配車型通常會取消加速度傳感器等檢測硬件，這時發動機電控系統ECU無法獲取相應信號用于診斷顛簸路面，當車輛行駛于顛簸路面時，將不能屏蔽失火診斷，會存在誤報發動機失火故障，點亮發動機故障燈的風險。由于整備質量、傳動系統配置、驅動形式等均會影響車輛對來自路面激勵的響應，影響車輛對各種典型的顛簸路面的敏感程度，故需要系統評估車輛誤報失火故障的風險。

1、失火診斷簡介

1.1診斷原理

當發動機某一缸發生失火的時候曲軸旋轉將會減速，失火診斷邏輯就是通過監測曲軸旋轉的加速度的變化來判定是否有失火發生。

1.2失火類型

需要區分兩種不同的失火：排放損害型失火和催化器損害型失火。

排放損害性失火：失火（有噴油，無點火）導致未燃的HC和CO進入排氣系統，從而導致排放升高。當失火率達到一定水平導致排放達到EOBD的排放損害限值，此時需要報出排放損害型失火故障碼。該車型排放損害性失火報出故障碼的條件為：一個Block包括400次點火（每缸100次），當一個Block的失火計數大于等于排放損害性失火限值（12次）時則記錄為存在失火的Block；一個Array包括16個Block，當存在失火的Block大于等于標定限值（5個）時，則記錄為存在失火的Array；當連續記錄4個存在失火的Array時，報出失火故障P0300，各標定量如下表1所示：

表1

催化器損害型失火：失火導致未燃的汽油進入催化器之后將會在催化器中后燃。當失火率達到一定百分比的時候，后燃將會導致催化器的溫度急劇升高，而催化器因此也可能被損害。失火率超過標定的催化器損害失火限值即點亮故障燈，并且如果發動機的轉速或負荷超過標定值，發動機故障燈將會閃爍指示催化器可能被損害。催化器損害型失火報出故障碼的條件為：一個Block包括400次點火（每缸100次），當一個Block的失火計數大于等于催化器損害型失效限值時則記錄為存在失火的Block，當連續記錄3個存在失火的Block時，報出失火故障P0300。各標定量如下表2所示：

表2

1.3故障燈點亮規則

在電控系統中，排放損害型失火故障定義為B類故障，即連續兩個診斷循環診斷為失效時，系統將點亮發動機故障指示燈（MIL），當連續三個診斷循環診斷為通過后，系統將自動熄滅該故障引起的故障指示燈。催化器損害型失火故障定義為A類故障，即一個診斷循環診斷為失效時就會點亮故障燈。

2、顛簸路面診斷簡介

2.1顛簸路面診斷目的

在顛簸路面行使，車輛驅動輪的驅動力會波動，通過傳動系統傳遞給發動機的曲軸，引起曲軸的扭振。從而發動機轉速傳感器會檢測到發動機轉速的波動，此現象與發動機失火時的轉速波動類似。現有的失火檢測方法，會認為此現象是發動機失火，從而誤報失火故障。為了避免誤報失火故障現象發生，需要檢測顛簸路面信息。當檢測到顛簸路面，失火檢測到的信息將被屏蔽，不用作失火計數，直到顛簸路面信息消失。

2.2顛簸路面檢測硬件

顛簸路面檢測硬件包括三種。加速度傳感器（一般安裝在車輛底盤上面）；ABS控制器輸出的占空比信號；ABS輪速傳感器，取驅動輪的輪速信號。

2.3顛簸路面各種類型

顛簸路面各種路況包括：減速坎、鐵路道口、仿路沿凸起、仿路沿坑洼、病害路、魚鱗路、不整齊石塊路、石板路、卵石路、搓板路。一般汽車試驗場強化道路都有各種典型路面的顛簸路面，幾種典型路面如下圖1所示：

3、顛簸路面誤報失火評估

以某簡配車型（即取消檢測硬件）為例進行顛簸路面誤報失火評估，駕駛車輛以不同檔位、車速、油門開度通過試驗場強化道路的各種典型路面，采集數據記錄各種路況與運行工況下的發動機失火計數，評估車輛在顛簸路面上行駛誤報發動機失火故障、點亮故障燈的風險。

3.1各種路面失火計數統計

駕駛驗證車輛在試驗場強化道路行駛6圈以上，統計各種路況下的失火計數情況。各種路況包括：減速坎、鐵路道口、仿路沿凸起、仿路沿坑洼、病害路、魚鱗路、不整齊石塊路、石板路、卵石路、搓板路，全長約6公里。通過監測的試驗數據發現，石板路、卵石路和搓板路為主要的容易誤報失火計數的路面，其中誤報失火計數最多的路面為搓板路，以下為統計結果：

表3 各種路面的失火計數統計

石板路、卵石路、搓板路產生的失火計數低于標定的排放損害型失火限值（12次/Block），故不存在誤報失火故障的風險。當失火計數在某些發動機運行工況下超出標定的排放損害型失火限值（12次/Block），則存在誤報失火故障的風險。

3.2失火計數工況統計

駕駛驗證車輛以不同檔位與車速通過搓板路，統計發動機失火計數如下表4所示：

表4 各種工況通過搓板路的發動機失火計數統計

由以上統計可以看出，車輛在搓板路上失火計數的發動機工況覆蓋了2500-3200rpm的發動機轉速范圍和25到50kpa的進氣壓力范圍。

3.3誤報失火量化指標

如果表格中失火計數超出了相應的失火限值，長時間在搓板路這種振幅小、頻率高的路面上以這種工況行駛是會報出失火故障并點亮故障燈的。為量化實際的風險，我們假設在檔位III檔車速50km/h與檔位IV檔車速70km/h工況失火計數高于標定的排放損害型失火限值（12次/Block），折算出故障燈點亮所需要的最短搓板路長度和最短運行時間。

表5 搓板路上誤報失火故障風險的量化指標

其中，排放損害性失火點亮發動機故障燈的最短時間為兩個診斷循環T1的時間，熄滅發動機故障燈的最短時間為三個診斷循環T1的時間。而催化器損害型失火點亮發動機故障燈的最短時間為一個診斷循環T2的時間。一個排放損害型失火診斷循環的最短時間為：T1=(400×5×4)/(2×r)= 4000/r；而一個催化器損害型失火診斷循環的最短時間為：T2=(400×3)/(2×r)= 600/r，其中r為發動機轉速。

由此可見，如果搓板路達到200米以上，同時車輛又剛好運行在上述工況區間，其報出失火故障并點亮故障燈的風險是相當高的。

4、結論

本文系統介紹了失火診斷原理與排放損害型失火、催化器損害型失火兩種失火類型及失火診斷故障燈點亮規則；簡要概述了顛簸路面診斷目的與檢測硬件及各種類型；重點闡述了簡配車型（即取消檢測硬件）車輛在顛簸路面誤報失火故障并點亮發動機故障燈的風險系統評估方法。

[1] 劉永長.內燃機原理[M].武漢:華中科技大學出版社,2001(06).

[2] 錢人一.現代汽車發動機電子控制[M].上海:上海交通大學出版社,2004(07).

[3] 吳森.汽油機管理系統[M].北京:北京理工大學出版社,2002(09).

Analyse risk evaluation measure of the simple scheme vehicle cancel testing hardware run in the jounce road surface distort misfire

Zheng Song
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Via Stat the simple scheme vehicle(cancel testing hardware)run in the jounce road surface take count of misfire and take count of misfire road and distort misfire measure index, analyse road of occur misfire easy and drive road surface and account failurelight illume demand shortcut and runtime, evaluate risk of the vehicle distort misfire failure and illume engine failurelight by the numbers.

misfire diagnosis; emission damage misfire; catalysis damage misfire; jounce road surface diagnosis; take count of misfire.

U467.3

A

1671-7988（2015）09-151-03

鄭松，就職于安徽江淮汽車股份有限公司，從事汽車電控系統標定開發工作。