浅析简配车型取消检测硬件颠簸路面误报失火风险评估方法

郑 松

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

浅析简配车型取消检测硬件颠簸路面误报失火风险评估方法

郑 松

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

通过对简配车型（即取消检测硬件）在颠簸路面失火计数与失火计数工况及误报失火量化指标的统计，分析出易发生失火的路面与行驶工况，并且折算出故障灯点亮所需要的最短路面长度和运行时间，系统评估车辆误报失火故障并点亮发动机故障灯的风险。

失火诊断；排放损害型失火；催化器损害型失火；颠簸路面诊断；失火计数

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

加速度传感器等颠簸路面检测硬件提供相应信号给发动机电控系统用于诊断颠簸路面，当检测到车辆行驶于颠簸路面上时屏蔽失火诊断，避免颠簸路面造成发动机转速波动而误报发动机失火故障。

简配车型通常会取消加速度传感器等检测硬件，这时发动机电控系统ECU无法获取相应信号用于诊断颠簸路面，当车辆行驶于颠簸路面时，将不能屏蔽失火诊断，会存在误报发动机失火故障，点亮发动机故障灯的风险。由于整备质量、传动系统配置、驱动形式等均会影响车辆对来自路面激励的响应，影响车辆对各种典型的颠簸路面的敏感程度，故需要系统评估车辆误报失火故障的风险。

1、失火诊断简介

1.1诊断原理

当发动机某一缸发生失火的时候曲轴旋转将会减速，失火诊断逻辑就是通过监测曲轴旋转的加速度的变化来判定是否有失火发生。

1.2失火类型

需要区分两种不同的失火：排放损害型失火和催化器损害型失火。

排放损害性失火：失火（有喷油，无点火）导致未燃的HC和CO进入排气系统，从而导致排放升高。当失火率达到一定水平导致排放达到EOBD的排放损害限值，此时需要报出排放损害型失火故障码。该车型排放损害性失火报出故障码的条件为：一个Block包括400次点火（每缸100次），当一个Block的失火计数大于等于排放损害性失火限值（12次）时则记录为存在失火的Block；一个Array包括16个Block，当存在失火的Block大于等于标定限值（5个）时，则记录为存在失火的Array；当连续记录4个存在失火的Array时，报出失火故障P0300，各标定量如下表1所示：

表1

催化器损害型失火：失火导致未燃的汽油进入催化器之后将会在催化器中后燃。当失火率达到一定百分比的时候，后燃将会导致催化器的温度急剧升高，而催化器因此也可能被损害。失火率超过标定的催化器损害失火限值即点亮故障灯，并且如果发动机的转速或负荷超过标定值，发动机故障灯将会闪烁指示催化器可能被损害。催化器损害型失火报出故障码的条件为：一个Block包括400次点火（每缸100次），当一个Block的失火计数大于等于催化器损害型失效限值时则记录为存在失火的Block，当连续记录3个存在失火的Block时，报出失火故障P0300。各标定量如下表2所示：

表2

1.3故障灯点亮规则

在电控系统中，排放损害型失火故障定义为B类故障，即连续两个诊断循环诊断为失效时，系统将点亮发动机故障指示灯（MIL），当连续三个诊断循环诊断为通过后，系统将自动熄灭该故障引起的故障指示灯。催化器损害型失火故障定义为A类故障，即一个诊断循环诊断为失效时就会点亮故障灯。

2、颠簸路面诊断简介

2.1颠簸路面诊断目的

在颠簸路面行使，车辆驱动轮的驱动力会波动，通过传动系统传递给发动机的曲轴，引起曲轴的扭振。从而发动机转速传感器会检测到发动机转速的波动，此现象与发动机失火时的转速波动类似。现有的失火检测方法，会认为此现象是发动机失火，从而误报失火故障。为了避免误报失火故障现象发生，需要检测颠簸路面信息。当检测到颠簸路面，失火检测到的信息将被屏蔽，不用作失火计数，直到颠簸路面信息消失。

2.2颠簸路面检测硬件

颠簸路面检测硬件包括三种。加速度传感器（一般安装在车辆底盘上面）；ABS控制器输出的占空比信号；ABS轮速传感器，取驱动轮的轮速信号。

2.3颠簸路面各种类型

颠簸路面各种路况包括：减速坎、铁路道口、仿路沿凸起、仿路沿坑洼、病害路、鱼鳞路、不整齐石块路、石板路、卵石路、搓板路。一般汽车试验场强化道路都有各种典型路面的颠簸路面，几种典型路面如下图1所示：

3、颠簸路面误报失火评估

以某简配车型（即取消检测硬件）为例进行颠簸路面误报失火评估，驾驶车辆以不同档位、车速、油门开度通过试验场强化道路的各种典型路面，采集数据记录各种路况与运行工况下的发动机失火计数，评估车辆在颠簸路面上行驶误报发动机失火故障、点亮故障灯的风险。

3.1各种路面失火计数统计

驾驶验证车辆在试验场强化道路行驶6圈以上，统计各种路况下的失火计数情况。各种路况包括：减速坎、铁路道口、仿路沿凸起、仿路沿坑洼、病害路、鱼鳞路、不整齐石块路、石板路、卵石路、搓板路，全长约6公里。通过监测的试验数据发现，石板路、卵石路和搓板路为主要的容易误报失火计数的路面，其中误报失火计数最多的路面为搓板路，以下为统计结果：

表3 各种路面的失火计数统计

石板路、卵石路、搓板路产生的失火计数低于标定的排放损害型失火限值（12次/Block），故不存在误报失火故障的风险。当失火计数在某些发动机运行工况下超出标定的排放损害型失火限值（12次/Block），则存在误报失火故障的风险。

3.2失火计数工况统计

驾驶验证车辆以不同档位与车速通过搓板路，统计发动机失火计数如下表4所示：

表4 各种工况通过搓板路的发动机失火计数统计

由以上统计可以看出，车辆在搓板路上失火计数的发动机工况覆盖了2500-3200rpm的发动机转速范围和25到50kpa的进气压力范围。

3.3误报失火量化指标

如果表格中失火计数超出了相应的失火限值，长时间在搓板路这种振幅小、频率高的路面上以这种工况行驶是会报出失火故障并点亮故障灯的。为量化实际的风险，我们假设在档位III档车速50km/h与档位IV档车速70km/h工况失火计数高于标定的排放损害型失火限值（12次/Block），折算出故障灯点亮所需要的最短搓板路长度和最短运行时间。

表5 搓板路上误报失火故障风险的量化指标

其中，排放损害性失火点亮发动机故障灯的最短时间为两个诊断循环T1的时间，熄灭发动机故障灯的最短时间为三个诊断循环T1的时间。而催化器损害型失火点亮发动机故障灯的最短时间为一个诊断循环T2的时间。一个排放损害型失火诊断循环的最短时间为：T1=(400×5×4)/(2×r)= 4000/r；而一个催化器损害型失火诊断循环的最短时间为：T2=(400×3)/(2×r)= 600/r，其中r为发动机转速。

由此可见，如果搓板路达到200米以上，同时车辆又刚好运行在上述工况区间，其报出失火故障并点亮故障灯的风险是相当高的。

4、结论

本文系统介绍了失火诊断原理与排放损害型失火、催化器损害型失火两种失火类型及失火诊断故障灯点亮规则；简要概述了颠簸路面诊断目的与检测硬件及各种类型；重点阐述了简配车型（即取消检测硬件）车辆在颠簸路面误报失火故障并点亮发动机故障灯的风险系统评估方法。

[1] 刘永长.内燃机原理[M].武汉:华中科技大学出版社,2001(06).

[2] 钱人一.现代汽车发动机电子控制[M].上海:上海交通大学出版社,2004(07).

[3] 吴森.汽油机管理系统[M].北京:北京理工大学出版社,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

郑松，就职于安徽江淮汽车股份有限公司，从事汽车电控系统标定开发工作。