一种发动机混合气信息处理方法、装置、介质及控制器与流程

本发明属于发动机控制，尤其涉及一种发动机混合气信息处理方法、装置、介质及控制器。

背景技术：

1、 混合气控制是发动机燃烧控制的核心技术之一；对于点燃型发动机，更是制约排放水平的决定性环节；其中，相关零部件（进气流量传感器、喷油器、油轨、轨压传感器等）散差、车辆散差以及车辆耐久等因素还会带来混合气预控偏差，需要电子控制单元ecu（electronic control unit）或发动机管理系统ems（engine management system）等采取类似于图1所示的闭环控制，将混合气参数约束在预定的范围。

2、然而，由于在发动机或车辆冷起动后，针对混合气的上述闭环控制尚未被激活，该阶段对排放参数的影响权重加大；相关数据显示，3%的混合气偏差，即可导致排放等级出现降级风险；通常，希望自学习过程是在混合气闭环控制激活后，且又满足一定条件下才进行，得到的自学习值可以在下次起动后混合气闭环控制未激活时，对混合气预控偏差进行修正；其中，自学习过程是在混合气闭环控制被激活且满足预设条件后才进行的，得到的自学习值可在下次起动后或其它条件下混合气闭环控制未激活时，对混合气预控偏差进行修正。

3、申请人研究发现：在采用如图2所示的单点混合气自学习或者如图3所示的分区混合气自学习时，一方面存在误学习现象，失准数据或非期望数据的引入会带来预控偏差修正异常和排放恶化；另一方面，分区的混合气自学习不能代表整体系统性偏差，仅适用于特定区域混合气预控偏差的修正；对于特定区域以外的工况，其修正过程失效。

4、此外，充分的自学习需要消耗较多的机时，或难以满足实际应用场景对实时性、处理时效等的要求；进而对于相关的处理过程，如碳罐脱附等，产生了过多的约束；不仅如此，相关技术中多区域的自学习过程还可能导致故障诊断的完成性和实时性变差；因此，亟需改进上述对预控偏差的干预过程，确保发动机的原始排放全程受控、高效运行。

技术实现思路

1、本发明实施例公开了一种发动机混合气信息处理方法，用于所述混合气信息的自学习过程，其核心过程包括第一数据暂存步骤、第二学习冻结步骤；其第一数据暂存步骤保存单次自学习值对应的工况信息并以该工况信息作为动态窗口用作工况筛选的依据，其工况包括当前工况和历史工况；第二学习冻结步骤根据其动态窗口与工况的偏差进行自学习过程的过滤；如当前工况超出动态窗口限定的范围，则冻结当前的自学习过程直至当前工况回到动态窗口限定的范围以内；其中的自学习过程在发动机的混合气组分处于闭环控制时或发动机的排放控制达到预设标准时进行。

2、进一步地，该自学习过程可用以修正混合气信息中的第一偏差信息；以单点自学习和/或区域自学习过程进行混合气信息的自学习处理，进而对混合气信息进行干预和/或修正；其当前工况为正在执行自学习过程时的工况；历史工况为进入当前工况之前进行自学习过程时的至少一个工况或工况序列。

3、其中，工况信息包括第一转速和/或第二负荷；其第二负荷可采用需求扭矩和/或发动机的预设参数或参数集表征；其第一偏差信息包括第一系统性预控偏差和/或第二非系统性预控偏差；其自学习过程则仅限于乘法自学习过程，即fra，用以对比例偏移类系统性预控偏差进行修正。

4、具体地，其动态窗口可采用工况信息作为依据，根据预设的第一偏移量集合设定动态窗口限定的范围；该第一偏移量集合用以限定工况信息中预设参量的取值范围。

5、其中，工况信息可采用第一转速和第二负荷的第一偏移量集合为参数，获得矩形窗口区域，并以该矩形窗口区域作为动态窗口在不同时刻的取值进行当前工况和/或历史工况筛选的依据。

6、进一步地，该自学习过程可采用低通滤波自中性值1.0趋近当前的混合气预控偏差，即xfrai；同时，获得第一正向进程变量，即flpfrai和第二负向进程变量，即flnfrai；再以其第一正向进程变量和第二负向进程变量中绝对值更大者作为第三进程变量，用以表征自学习过程的进展深度或学习程度。

7、其中，第一正向进程变量和第二负向进程变量分别自绝对值较大的方向，以低通滤波过程趋近目标值；该目标值为当前混合气预控偏差与当前自学习值的差值；随自学习过程的深入，如当前自学习值达到当前混合气预控偏差水平，则所述目标值趋近于0；如第三进程变量小于预设的第四进程阈值并保持预设的第五时长后，则结束其自学习处理过程。

8、进一步地，该混合气信息处理方法还可设置有第三数据更新步骤，比较历史工况对应的历史动态窗口或历史动态窗口集合与当前自学习值对应的当前动态窗口，如历史动态窗口或历史动态窗口集合的元素与当前动态窗口重合或相互的交集大于预设的比例，则以当前自学习值替换历史自学习值或历史自学习值序列中的元素；否则，以至少1个历史自学习值与当前自学习值构造自学习值序列直至自学习值序列的元素个数达到或大于正整数n；如当前自学习值在加入自学习值序列时自学习值序列中元素的个数等于正整数n，n大于等于2；则以当前自学习值替换最早加入历史自学习值序列的历史自学习值；为描述方便，把历史自学习值作为一个自学习值序列的第一个元素，则自学习序列元素个数n最小为3；该历史自学习值（最早）在自学习个数达到上限n时，如果当前动态窗口与其他自学习值对应的不重合，则优先被替换。

9、其中，如历史自学习序列中的元素个数大于或等于3，则去除历史自学习序列中的最大值和最小值，并以历史自学习序列剩余元素的加权平均值作为自学习过程的修正值；如历史自学习序列中的元素个数小于或等于2，则保持修正值不变。

10、进一步地，该混合气信息处理方法还可设置有第四故障评估步骤，获取预设发动机集合或车辆集合的排放测试数据，如修正值大于预设的监测阈值，则认为供油系统存在故障。

11、其中，动态窗口可采用固定的窗口范围或与预设的工况变化范围对应；其工况由预设的发动机参数或混合气参数约束或给定。

12、相应地，本发明实施例还公开了一种故障诊断装置，包括第一数据暂存单元、第二学习冻结单元；其中：第一数据暂存单元保存单次自学习值对应的工况信息并以工况信息作为动态窗口用作工况筛选的依据，其工况包括当前工况和历史工况；其第二学习冻结单元根据态窗口与工况的偏差进行自学习过程的过滤；如当前工况超出动态窗口限定的范围，则冻结当前的自学习过程直至当前工况回到动态窗口限定的范围以内；其自学习过程在发动机的混合气组分处于闭环控制时或发动机的排放控制达到预设标准时进行；其自学习过程可用以修正混合气信息中的第一偏差信息；以单点自学习和/或区域自学习过程进行混合气信息的自学习处理，进而对混合气信息进行干预和/或修正；当前工况为正在执行自学习过程时的工况；历史工况为进入当前工况之前进行自学习过程时的至少一个工况或工况序列。

13、具体地，其工况信息可采用第一转速和/或第二负荷来表征；第二负荷可采用需求扭矩和/或发动机的预设参数或参数集表征；其第一偏差信息包括第一系统性预控偏差和/或第二非系统性预控偏差；其自学习过程仅限于乘法自学习过程，即fra，用以对比例偏移类系统性预控偏差进行修正；其动态窗口以工况信息为依据，根据预设的第一偏移量集合设定动态窗口限定的范围；该第一偏移量集合用以限定工况信息中预设参量的取值范围。

14、进一步地，其工况信息可采用第一转速和第二负荷的第一偏移量集合为参数，获得矩形窗口区域集合，并以该矩形窗口区域集合作为动态窗口在不同时刻的取值进行当前工况和/或历史工况的过滤。

15、相应地，其自学习过程亦可采用低通滤波自中性值1.0趋近当前的混合气预控偏差，即xfrai；同时，获得第一正向进程变量，即flpfrai和第二负向进程变量，即flnfrai；再以该第一正向进程变量和第二负向进程变量中绝对值更大者作为第三进程变量，用以表征自学习过程的进展深度或学习程度。

16、其中，第一正向进程变量和第二负向进程变量分别自绝对值较大的方向，以低通滤波过程趋近目标值；该目标值同为当前混合气预控偏差与当前自学习值的差值；随自学习过程的深入，如当前自学习值达到当前混合气预控偏差水平，则目标值趋近于0；如第三进程变量小于预设的第四进程阈值并保持预设的第五时长后，则结束自学习处理过程。

17、进一步地，该故障诊断装置还可设置有第三数据更新单元，比较历史工况对应的历史动态窗口或历史动态窗口集合与当前自学习值对应的当前动态窗口，如历史动态窗口或历史动态窗口集合的元素与当前动态窗口重合或相互的交集大于预设的比例，则以当前自学习值替换历史自学习值或历史自学习值序列中的元素；否则，以最早存储的历史自学习值作为自学习值序列的第一元素，其自学习序列的元素个数n最小为3；在历史自学习值的个数达到上限n时，如果当前动态窗口与被关注的历史自学习值不重合或差值大于预设的范围，则将超出所述范围的所述历史自学习值用所述当前动态窗口对应的数据替换掉。

18、其中，如历史自学习序列中的元素个数大于或等于3，则去除历史自学习序列中的最大值和最小值，并以历史自学习序列剩余元素的加权平均值作为自学习过程的修正值；如历史自学习序列中的元素个数小于或等于2，则保持修正值不变。

19、进一步地，该故障诊断装置还可设置有第四故障评估单元；获取预设发动机集合或车辆集合的排放测试数据，如修正值大于预设的监测阈值，则认为供油系统存在故障。

20、其中，动态窗口还可采用固定的窗口范围或与预设的工况变化范围对应；其工况由预设的发动机参数或混合气参数约束或给定。

21、相应地，本发明实施例还公开了一种计算机存储介质和一种控制器；其计算机存储介质包括用于存储计算机程序的存储介质本体；当计算机程序在被微处理器执行时用以实现如上任一的混合气信息处理方法；其控制器包括如上任一的故障诊断装置和/或计算机存储介质可用以解决同样的技术问题。

22、 综上，本发明第一数据暂存步骤/单元记录单次自学习值对应的工况信息并以其作为动态窗口来筛选工况；其第二学习冻结步骤/单元根据上述动态窗口与工况的偏差进行信息过滤，确保自学习过程在可接受的工况下实施，并将超出动态窗口范围的数据冻结直至工况回到动态窗口限定的范围；其第三数据更新步骤/单元将动态窗口筛选后获得的自学习值用于修正值求解，其第四故障评估步骤/单元通过修正值与监测阈值的关系进行供油系统故障诊断；其产品可用于电子控制单元ecu（electronic control unit）、发动机管理系统ems（engine management system）等结构，用以改善排放控制和故障检测的效能。

23、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。