发动机控制系统安全监控方法、装置、计算机设备和介质

摘要

本发明公开一种发动机控制系统安全监控方法、装置、计算机设备和介质，该方法包括：获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数；根据进气检测参数确定进气比例系数；根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比；根据进气比例系数和理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。本发明基于进气量与喷油量的交互关系，计算发动机进气量和喷油量之间的相关参数，通过相关参数的比较同时对进气量和喷油量的功能层进行安全监控，简化了安全监控模型和监控程序代码，系统可靠性高。

权利要求

1.一种发动机控制系统安全监控方法，其特征在于，包括：获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数；

根据所述进气检测参数确定进气比例系数；

根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比；

根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控；

所述进气比例系数为进气功能层计算得到的进气量与燃烧室内的燃料之间的比值；

所述理论喷油配比为进气功能层计算得到的进气量与监控层计算得到的喷油量之间的比值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷油关联参数包括：所述喷油执行单元的喷油执行参数；

所述喷油量修正因数包括：功能层λ修正因数和目标λ限值，所述目标λ限值用于对监控层λ修正因数的数值大小进行限制。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：判断功能层λ修正因数是否偏离预设值；

若所述功能层λ修正因数偏离预设值，则根据所述目标λ限值和所述喷油执行参数确定所述理论喷油配比。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标λ限值包括λ上限值和λ下限值，所述λ上限值小于所述功能层λ修正因数的上限阈值，所述λ下限值大于所述功能层λ修正因数的下限阈值；

在所述功能层λ修正因数大于预设值之时，根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：根据所述λ上限值和所述喷油执行参数确定所述理论喷油配比；

在所述功能层λ修正因数小于预设值之时，根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：根据所述λ下限值和所述喷油执行参数确定所述理论喷油配比。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控，包括：获取发动机的实时扭矩；

根据所述实时扭矩确定差值阈值；

根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比确定测量偏差值；

根据所述测量偏差值和所述差值阈值确定所述进气检测单元和所述喷油执行单元是否发生故障。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控之前，所述方法还包括：获取发动机控制系统状态，并根据所述系统状态确定是否执行故障监控；

其中，所述系统状态包括下述至少一项：节气门断电故障状态和发动机油量故障状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述喷油执行单元检测到故障之后，所述方法还包括：对功能层进行故障响应监控；

获取故障响应监控中的发动机转速；

判断所述发动机转速是否超过预设转速阈值；

若所述发动机转速超过所述预设转速阈值，则根据触发主控制系统复位，停止再次重新控制发动机。

8.一种发动机控制系统安全监控装置，其特征在于，包括：参数获取单元，用于获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数；

第一计算单元，用于根据所述进气检测参数确定进气比例系数；

第二计算单元，用于根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比；

故障监控单元，用于根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑7中任一所述的发动机控制系统安全监控方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7中任一所述的发动机控制系统安全监控方法。

说明书

发动机控制系统安全监控方法、装置、计算机设备和介质

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机控制技术领域，尤其涉及一种发动机控制系统安全监控方法、装置、计算机设备和介质。

背景技术

[0002] 为了保证发动机控制系统的安全运行，需要设置监控层对功能层进行安全监控，大多数情况下，功能层和监控层共用一个传感器的输入信号，如果输入信号有问题，整个监控系统会产生共因失效，因此，需要对监控层用到的所有输入信号进行监控或限制，提高功能安全监控的可靠性，一旦发现输入信号不可信，立即进行安全监控的故障响应。

[0003] 在发动机控制系统中，进气量和喷油量作为直接与动力输出相关的输入量，是发动机控制系统中的重要参数，因此，需要对进气流量传感器和喷油量相关传感器进行安全监控。

[0004] 现有的发动机进气流量传感器与喷油执行单元采用相互独立的功能安全监控策略，其中，进气流量传感器功能安全监控策略通过节气门的开度和转速进行进气量的计算，同时，还需要考虑增压器的因素，其存在以下问题：需要有经验的标定工程师在不同工况下进行确定，工作量巨大；为了计算得到尽可能真实的进气量与进气流量传感器测得的进气量进行比较监控，在发动机运行的不同阶段，需要制定策略进行监控优化，增加了功能安全程序的复杂度。

[0005] 现有的发动机喷油执行单元功能安全监控策略，一般在监控层设置一个与功能层不同的冗余的方法计算理论喷油量，再与功能层计算得出的需求喷油量进行比较监控，其存在的问题在于，冗余控制策略复杂，且需要较高的专业技术能力实现，实用性较差。

发明内容

[0006] 本发明提供一种发动机控制系统安全监控方法、装置、计算机设备和介质，以实现通过进气量与喷油量之间的相关参数的比较，同时对进气量和喷油量的功能层进行安全监控，有利于简化监控模型和程序代码。

[0007] 根据本发明的一方面，提供了一种发动机控制系统安全监控方法，包括：获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数；根据所述进气检测参数确定进气比例系数；根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比；根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。

[0008] 根据本发明的另一方面，提供了一种发动机控制系统安全监控装置，包括：参数获取单元，用于获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数；第一计算单元，用于根据所述进气检测参数确定进气比例系数；第二计算单元，用于根据所述喷油量修正因数和所述喷油关联参数确定理论喷油配比；故障监控单元，用于根据所述进气比例系数和所述理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。

[0009] 根据本发明的另一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述发动机控制系统安全监控方法。

[0010] 根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述发动机控制系统安全监控方法。

[0011] 本发明的技术方案，通过获取喷油执行单元的喷油量修正因数和喷油关联参数，及进气检测单元的进气检测参数，根据进气检测参数计算进气比例系数；根据喷油量修正因数和喷油关联参数计算理论喷油配比；对进气比例系数和理论喷油配比进行比较，根据比较结果对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控，通过对进气量与喷油量之间的相关参数进行比较，同时实现进气量和喷油量的功能层的安全监控，解决了现有的发动机控制系统分别对进气传感器和喷油传感器进行安全监控，导致控制策略复杂、可靠性低的问题，有利于简化安全监控模型和监控程序代码，提高系统可靠性。

[0012] 应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

[0014] 图1是本发明实施例一提供的一种发动机控制系统安全监控方法的流程图；

[0015] 图2是本发明实施例一提供的另一种发动机控制系统安全监控方法的流程图；

[0016] 图3是本发明实施例一提供的又一种发动机控制系统安全监控方法的流程图；

[0017] 图4是本发明实施例一提供的一种故障监控识别方法的工作原理图；

[0018] 图5是本发明实施例一提供的另一种故障监控识别方法的工作原理图；

[0019] 图6是本发明实施例一提供的又一种故障监控识别方法的工作原理图；

[0020] 图7是本发明实施例一提供的又一种故障监控识别方法的工作原理图；

[0021] 图8是本发明实施例二提供的一种发动机控制系统安全监控方法的流程图；

[0022] 图9是本发明实施例三提供的一种发动机控制系统安全监控方法的流程图；

[0023] 图10是本发明实施例四提供的一种发动机控制系统安全监控装置的结构示意图；

[0024] 图11是本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

[0026] 需要说明的是，本发明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，以便这里描述的本发明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。

[0027] 实施例一

[0028] 图1是本发明实施例一提供的一种发动机控制系统安全监控方法的流程图，本实施例适用于结合进气量和喷油量之间的交互关系，同时对进气功能层和喷油功能层进行功能安全监控的应用场景，该方法可以由安全监控装置来执行，该安全监控装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该安全监控装置可配置于发动机控制器中。

[0029] 在本实施例中，进气功能层设有具备进气检测功能的设备，例如，该设备可为进气检测单元，进气检测单元用于采集进入发动机燃烧室的进气量；喷油功能层设有执行喷油功能的喷油执行单元，喷油执行单元用于根据发动机控制器发出的喷油信号喷射相应的油量。

[0030] 如图1所示，该发动机控制系统安全监控方法，具体包括以下步骤：

[0031] 步骤S1：获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数。

[0032] 本步骤中，喷油关联参数是计算发动机每个工作循环的喷油量所需的参数。典型地，喷油关联参数包括但不限于：喷油执行单元的喷油执行参数。其中，喷油执行参数包括轨压、喷油脉宽和喷油时间；喷油时间包括吸气冲程喷油时间和压缩冲程喷油时间。

[0033] 本步骤中，进气检测参数是进气功能层采集得到的进气量。

[0034] 本步骤中，喷油量修正因数是根据发动机进气温度、大气压力等发动机实际运行条件，对基本喷油量进行适当修正的参数。典型地，喷油量修正因数可由功能层计算并输入到监控层，避免功能层计算错误导致的监控层失效。

[0035] 一实施例中，喷油量修正因数包括但不限于：功能层λ(Lambda)修正因数和目标λ限值，其中，功能层λ修正因数为表示发动机实际空燃比(即空气质量与燃料质量的比值)与理论空燃比之间的比值，当实际空燃比等于14.7:1(即理论空燃比)时，功能层λ修正因数等于1，在λ闭环控制系统中，功能层λ修正因数随喷油量和进气量变化而发生波动；目标λ限值用于对监控层λ修正因数的数值大小进行限制。

[0036] 可选地，喷油量修正因数还包括下述至少一项：喷油器延时修正因数、喷油器非线性修正因数、供油系统时间修正因数、供油系统压力修正因数、启动喷油因数、恢复喷油因数、启动后暖机喷油因数、相对油量因数、相对油量适应修正相加因数、混合比修正相乘因数、油量输送补偿和碳罐控制相对油量修正因数。上述喷油量修正因子均由功能层计算并输入到监控层。

[0037] 步骤S2：根据进气检测参数确定进气比例系数。

[0038] 其中，进气比例系数为进气功能层计算得到的进气量与燃烧室内的燃料之间的比值。

[0039] 步骤S3：根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比。

[0040] 其中，理论喷油配比为进气功能层计算得到的进气量与监控层计算得到的喷油量之间的比值。理论喷油配比和进气比例系数的物理意义相同。

[0041] 在本步骤中，监控层可根据上述喷油量修正因数(例如，功能层λ修正因数、目标λ限值、喷油器延时修正因数、喷油器非线性修正因数、供油系统时间修正因数、供油系统压力修正因数、启动喷油因数、恢复喷油因数等修正因数)和喷油关联参数(例如轨压、喷油脉宽和喷油时间等参数)反算喷油量。

[0042] 一实施例中，监控层喷油量计算可包括：根据吸气冲程喷油时间、轨压、喷油脉宽及喷油量修正因数计算吸气冲程喷油量；根据压缩冲程喷油时间、轨压、喷油脉宽及喷油量修正因数计算压缩冲程喷油量；对吸气冲程喷油量和压缩冲程喷油量进行求和，得到理论喷油量；基于功能层λ修正因数或者目标λ限值对理论喷油量进行供油配比相对负荷转换，得到理论喷油配比。其中，目标λ限值为λ闭环控制系统中，功能层λ修正因数的标定阈值，该标定阈值是维持发动机正常运行的临界值。

[0043] 步骤S4：根据进气比例系数和理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。

[0044] 具体而言，在喷油量监控路线中，通过功能层上传的轨压、喷油脉宽和各项影响因子反算出理论喷油配比，在进气量监控路线中，通过功能层上传的进气量计算得到进气比例系数，理论喷油配比和进气比例系数的物理意义相同。由于进气量和喷油量在发动机控制系统中存在交互关系，在发动机控制系统正常工作时，进气比例系数和理论喷油配比的数值近似相等。在得到进气比例系数和理论喷油配比之后，对进气比例系数和理论喷油配比的数值进行比较，若进气比例系数和理论喷油配比的数值近似相等，则判定进气检测单元和喷油执行单元未发生故障；若进气比例系数和理论喷油配比的数值偏差较大，则判定进气检测单元或者喷油执行单元发生故障，执行响应的故障响应。

[0045] 由此，本发明的技术方案，利用进气量和喷油量在发动机控制系统中的交互关系，首先由轨压、喷油脉宽和各项影响因子反算出理论喷油配比，再与通过进气流量传感器得出的进气比例系数进行比较，同时实现进气量和喷油量的功能层的安全监控，解决了现有的发动机控制系统分别对进气传感器和喷油传感器进行安全监控，导致控制策略复杂、可靠性低的问题，有利于简化安全监控模型和监控程序代码，提高系统可靠性。

[0046] 可选地，图2是本发明实施例一提供的另一种发动机控制系统安全监控方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种步骤S4的具体实施方式，而非对上述步骤的限定。

[0047] 如图2所示，该发动机控制系统安全监控方法具体包括如下步骤：

[0048] 步骤S1：获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数。

[0049] 步骤S2：根据进气检测参数确定进气比例系数。

[0050] 步骤S3：根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比。

[0051] 步骤S401：获取发动机的实时扭矩。

[0052] 步骤S402：根据实时扭矩确定差值阈值。

[0053] 步骤S403：根据进气比例系数和理论喷油配比确定测量偏差值。

[0054] 其中，测量偏差值为进气比例系数与理论喷油配比之间的差值。

[0055] 步骤S404：判断测量偏差值是否超过差值阈值。

[0056] 若测量偏差值未超过差值阈值，则执行后续步骤S405；否则，执行步骤S406。

[0057] 步骤S405：对计数器的计数值进行清零。

[0058] 步骤S406：判断测量偏差值超过差值阈值的持续时间是否超过预设容错时间。

[0059] 若持续时间超过预设容错时间，则执行步骤S407；否则，返回执行步骤S401。

[0060] 步骤S407：触发故障响应。

[0061] 一实施例中，故障响应策略包括：对油量监控故障标志位进行置位；对节气门关断标志位进行置位；关断节气门使能，控制发动机进入跛行模式。

[0062] 具体而言，上述步骤S401至步骤S407记载了一种根据进气比例系数和理论喷油配比之间的差值确定进气检测单元和喷油执行单元是否发生故障的具体实施方式。结合图2所示，当进气比例系数和理论喷油配比之间的测量偏差值超过差值阈值，则判定进气检测单元或者喷油执行单元等功能层存在故障，该差值阈值随着发动机的扭矩和转速不同而变化。若检测到功能层存在故障，则累计故障时间，当故障时间超过预设容错时间，则触发故障响应，上报监控故障。由此，本发明的技术方案，通过进气比例系数和理论喷油配比之间的偏差值，同时实现进气量和喷油量的功能层的安全监控，解决了现有的发动机控制系统分别对进气传感器和喷油传感器进行安全监控，导致控制策略复杂、可靠性低的问题，有利于简化安全监控模型和监控程序代码，提高系统可靠性。

[0063] 可选地，图3是本发明实施例一提供的又一种发动机控制系统安全监控方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种计算理论喷油配比的具体实施方式。

[0064] 如图2所示，该发动机控制系统安全监控方法具体包括以下步骤：

[0065] 步骤S1：获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数。

[0066] 步骤S2：根据进气检测参数确定进气比例系数。

[0067] 步骤S301：获取功能层λ修正因数、轨压和喷油脉宽。

[0068] 步骤S302：判断功能层λ修正因数是否偏离预设值。其中，预设值可为1。

[0069] 若功能层λ修正因数偏离预设值，则执行步骤S303；否则，执行步骤S304。

[0070] 步骤S303：根据目标λ限值、轨压和喷油脉宽确定理论喷油配比。

[0071] 步骤S304：根据功能层λ修正因数、轨压和喷油脉宽确定理论喷油配比。

[0072] 步骤S4：根据进气比例系数和理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。

[0073] 具体而言，在计算理论喷油配比时，可采用设定标定量对各项影响因数进行限制，其中，目标λ限值为功能层λ修正因数的设定标定量。若监控层监测到功能层λ修正因数偏离预设值(例如为1)，则监控层采用目标λ限值、轨压和喷油脉宽计算理论喷油配比；若监控层监测到功能层λ修正因数未偏离预设值(例如为1)，则监控层采用功能层λ修正因数、轨压和喷油脉宽计算理论喷油配比。理论喷油配比的计算过程可采用上述步骤S3中记载的方法，在此不再赘述。

[0074] 可选地，目标λ限值包括λ上限值和λ下限值，λ上限值小于功能层λ修正因数的上限阈值，λ下限值大于功能层λ修正因数的下限阈值。

[0075] 一实施例中，在功能层λ修正因数大于预设值之时，根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：根据λ上限值、轨压和喷油脉宽确定理论喷油配比。

[0076] 具体来说，当喷油执行单元故障导致喷油过少，或者，进气检测单元故障导致测量值偏小时，监控层监测到功能层λ修正因数变大(大于预设值)，监控层根据λ上限值、轨压和喷油脉宽确定理论喷油配比。当功能层λ修正因数大于λ上限值时，监控层计算得到的理论喷油配比大于功能层计算得到的进气比例系数，在理论喷油配比与进气比例系数之间的测量偏差值大于差值阈值后，报出监控故障。

[0077] 示例性地，图4是本发明实施例一提供的一种故障监控识别方法的工作原理图，示出了一种识别喷油执行单元故障的工作原理。

[0078] 如图4所示，当喷油执行单元故障导致喷油过少时，功能层λ修正因数变大(大于预设值1)，λ修正因数闭环调节会使功能层λ修正因数变大(大于预设值1)，用以增加喷油量。在监控层计算理论喷油配比时，实际上是根据计算出的需求喷油量来计算的，现有技术还无法准确测得实际喷油量，所以就算有其他影响因数的作用，λ修正因数闭环调节后的需求喷油量再除以功能层λ修正因数所得到的理论喷油配比与进气检测单元测得的进气比例系数的值也是很接近的，很难起到监控作用，因此，需要设定λ上限值(小于功能层λ修正因数的上限)对监控层λ修正因数的上限进行限制，当功能层λ修正因数大于λ上限值时，监控层计算出的理论喷油配比就会大于进气检测单元测得的进气比例系数的值，当偏差大于阈值后，报出监控故障。为了不对功能层产生过多影响，在监控层给λ修正因数限制的使能增加触发条件，当λ修正因数闭环调节到达极限(调节后λ修正因数不等于1)时触发，且设定阈值和持续时间。

[0079] 示例性地，图5是本发明实施例一提供的另一种故障监控识别方法的工作原理图，示出了一种识别进气检测单元故障的工作原理。

[0080] 如图5所示，当进气检测单元故障导致测量值偏小时，如果为第一次出现，功能层会根据测量进气量以λ修正因数等于1为标准计算出相应的偏小的喷油量，由于此时实际进气量不变，功能层λ修正因数会变大(大于1)，λ修正因数闭环调节会使功能层λ修正因数变大(大于1)，用以增加喷油量。在监控层计算理论喷油配比时，会根据功能层λ修正因数进行调整(除以λ修正因数)，计算出的值会小于进气检测单元测得的进气比例系数的值，但持续时间短，不会报出监控故障。

[0081] 如果λ修正因数闭环调节已经开始起作用，功能层会根据功能层λ修正因数(大于1)增加喷油量。在监控层计算理论喷油配比时，会根据功能层λ修正因数进行调整(除以λ修正因数)，此时就算有其他影响因数的作用，λ修正因数闭环调节后的喷油量再除以功能层λ修正因数所得到的理论喷油配比与进气检测单元测得的进气比例系数的值也是很接近的，很难起到监控作用，所以需要设定λ上限值(小于功能层λ修正因数的上限)对监控层λ修正因数的上限进行限制，当功能层λ修正因数大于λ上限值时，监控层计算出的理论喷油配比值就会大于进气检测单元测得的进气比例系数的值，当偏差大于阈值后，报出监控故障。为了不对功能层产生过多影响，在监控层给功能层λ修正因数限制的使能增加触发条件，当λ修正因数闭环调节到达极限(调节后功能层λ修正因数不等于1)时触发，且设定阈值和持续时间。

[0082] 一实施例中，在功能层λ修正因数小于预设值之时，根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：根据λ下限值、轨压和喷油脉宽确定理论喷油配比。

[0083] 具体而言，当喷油执行单元故障导致喷油过多，或者，进气检测单元故障导致测量值偏大时，监控层监测到功能层λ修正因数变小(小于预设值1)，监控层根据λ下限值、轨压和喷油脉宽确定理论喷油配比。当功能层λ修正因数小于λ下限值时，监控层计算得到的理论喷油配比小于功能层计算得到的进气比例系数，在理论喷油配比与进气比例系数之间的测量偏差值大于差值阈值后，报出监控故障。

[0084] 示例性地，图6是本发明实施例一提供的又一种故障监控识别方法的工作原理图，示出了另一种识别喷油执行单元故障的工作原理。

[0085] 如图6所示，当喷油执行单元故障导致喷油过多时，功能层λ修正因数变小(小于1)，λ修正因数闭环调节会使功能层λ修正因数变小(小于1)，用以减少喷油量，在监控层计算理论喷油配比时，实际上是根据计算出的需求喷油量来计算的，现有技术还无法准确测得实际喷油量，所以就算有其他影响因数的作用，λ修正因数闭环调节后的需求喷油量再除以功能层λ修正因数所得到的理论喷油配比与进气检测单元测得的进气比例系数的值也是很接近的，很难起到监控作用，所以需要设定λ下限值(大于功能层λ修正因数的下限)对监控层λ修正因数的下限进行限制，当功能层λ修正因数小于设定λ下限值时，监控层计算出的理论喷油配比值就会小于进气检测单元测得的进气比例系数的值，当偏差大于阈值后，报出监控故障。为了不对功能层产生过多影响，在监控层给λ修正因数限制的使能增加触发条件，当功λ修正因数闭环调节到达极限(调节后λ修正因数不等于1)时触发，且设定阈值和持续时间。

[0086] 示例性地，图7是本发明实施例一提供的又一种故障监控识别方法的工作原理图，示出了另一种识别进气检测单元故障的工作原理。

[0087] 如图7所示，当进气检测单元故障导致测量值偏小时，如果为第一次出现，功能层会根据测量进气量以功能层λ修正因数等于1为标准计算出相应的偏小的喷油量，由于此时实际进气量不变，功能层λ修正因数会变小(小于预设值1)，λ修正因数闭环调节会使功能层λ修正因数变小(小于预设值1)，用以减少喷油量。在监控层计算理论喷油配比时，会根据功能层λ修正因数进行调整(除以功能层λ修正因数)，计算出的值会大于进气检测单元测得的进气比例系数的值，但持续时间短，不会报出监控故障。

[0088] 如果λ修正因数闭环调节已经开始起作用，功能层会根据功能层λ修正因数(小于预设值1)减少喷油量。在监控层计算理论喷油配比时，会根据功能层λ修正因数进行调整(除以功能层λ修正因数)，在这里，就算有其他影响因数的作用，λ修正因数闭环调节后的喷油量再除以功能层λ修正因数所得到的理论喷油配比与进气检测单元测得的进气比例系数的值也是很接近的，很难起到监控作用，所以需要设定λ下限值(大于功能层λ修正因数的下限)对监控层λ修正因数的下限进行限制，当功能层λ修正因数小于设定λ下限值时，监控层计算出的理论喷油配比值就会小于进气检测单元测得的进气比例系数的值，当偏差大于阈值后，报出监控故障。为了不对功能层产生过多影响，在监控层给λ修正因数限制的使能增加触发条件，当λ修正因数闭环调节到达极限(调节后功能层λ修正因数不等于预设值1)时触发，且设定阈值和持续时间。

[0089] 由此，本发明的技术方案，通过设置功能层λ修正因数的限值，同时实现进气量和喷油量的功能层的安全监控，解决了现有的发动机控制系统分别对进气传感器和喷油传感器进行安全监控，导致控制策略复杂、可靠性低的问题，有利于简化安全监控模型和监控程序代码，提高系统可靠性。

[0090] 实施例二

[0091] 基于上述实施例，图8是本发明实施例二提供的一种发动机控制系统安全监控方法的流程图，在图1的基础上，示出了一种具有系统故障检测功能的安全监控方法。

[0092] 可选地，如图8所示，在根据进气比例系数和理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控之前，方法还包括以下步骤：

[0093] 步骤S30：获取发动机控制系统状态，并根据系统状态确定是否执行故障监控。

[0094] 可选地，系统状态包括下述至少一项：节气门断电故障状态和发动机油量故障状态。其中，节气门断电故障状态用于表示控制系统是否发生节气门断电故障；发动机油量故障状态用于表示控制系统是否发生断油故障。

[0095] 具体而言，若发动机控制系统发生节气门断电故障状态标志位为1，或者发动机油量故障状态标志位为1，则可判定发动机控制系统发生故障，停止对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控，即不再执行步骤S4；若发动机控制系统发生节气门断电故障状态标志位为0，且发动机油量故障状态标志位为0，则可判定发动机控制系统未发生故障，执行步骤S4，根据进气比例系数和理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。由此，本发明的技术方案，通过设置控制系统状态检测，确定是否启动监控层的功能安全功能，避免系统故障造成的误检测，有利于提高系统安全监控模型的监控结果的准确度。

[0096] 实施例三

[0097] 基于上述任一实施例，图9是本发明实施例三提供的一种发动机控制系统安全监控方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种故障响应策略。

[0098] 可选地，如图9所示，在喷油执行单元检测到故障之后，该方法还包括以下步骤：

[0099] 步骤S601：对功能层进行故障响应监控。

[0100] 步骤S602：获取故障响应监控中的发动机转速。

[0101] 步骤S603：判断发动机转速是否超过预设转速阈值。

[0102] 若发动机转速超过预设转速阈值，则执行步骤S604；否则，返回执行步骤S601。

[0103] 步骤S604：根据触发主控制系统复位，且停止再次控制发动机。

[0104] 具体而言，在故障响应监控中，如果检测到发动机转速超过预设转速阈值，则不再执行跛行模式，监控层关闭功率器件，触发主控制系统复位，且复位后不再尝试重新控制发动机，而是控制车辆进入安全模式。通过故障响应监控，提高发动机控制系统可靠性和安全性。

[0105] 实施例四

[0106] 根据本发明的另一方面，提供了一种发动机控制系统安全监控装置，用于执行本发明任一实施例所提供的发动机控制系统安全监控方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

[0107] 图10是本发明实施例四提供的一种发动机控制系统安全监控装置的结构示意图。

[0108] 如图10所示，该安全监控装置00包括：参数获取单元101、第一计算单元102、第二计算单元103和故障监控单元104。其中，参数获取单元101，用于获取喷油量修正因数、喷油关联参数及进气检测参数；第一计算单元102，用于根据进气检测参数确定进气比例系数；第二计算单元103，用于根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比；故障监控单元104，用于根据进气比例系数和理论喷油配比对进气检测单元和喷油执行单元进行故障监控。

[0109] 一实施例中，喷油关联参数包括：喷油执行单元的喷油执行参数；喷油量修正因数包括：功能层λ修正因数和目标λ限值，目标λ限值用于对监控层λ修正因数的数值大小进行限制。

[0110] 一实施例中，根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：判断功能层λ修正因数是否偏离预设值；若功能层λ修正因数偏离预设值，则根据目标λ限值和喷油执行参数确定理论喷油配比。

[0111] 一实施例中，目标λ限值包括λ上限值和λ下限值，λ上限值小于功能层λ修正因数的上限阈值，λ下限值大于功能层λ修正因数的下限阈值；在功能层λ修正因数大于预设值之时，根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：根据λ上限值和喷油执行参数确定理论喷油配比；在功能层λ修正因数小于预设值之时，根据喷油量修正因数和喷油关联参数确定理论喷油配比，包括：根据λ下限值和喷油执行参数确定理论喷油配比。

[0112] 一实施例中，故障监控单元104用于获取发动机的实时扭矩；根据实时扭矩确定差值阈值；根据进气比例系数和理论喷油配比确定测量偏差值；根据测量偏差值和差值阈值确定进气检测单元和喷油执行单元是否发生故障。

[0113] 一实施例中，该安全监控装置00包括：系统状态检测单元，系统状态检测单元用于获取发动机控制系统状态，并根据系统状态确定是否执行故障监控；其中，系统状态包括下述至少一项：节气门断电故障状态和发动机油量故障状态。

[0114] 一实施例中，该安全监控装置00包括：故障响应监控单元，故障响应监控单元用于对功能层进行故障响应监控，获取故障响应监控中的发动机转速，并判断发动机转速是否超过预设转速阈值；若发动机转速超过预设转速阈值，则根据触发主控制系统复位，停止再次重新控制发动机。

[0115] 实施例五

[0116] 基于上述任一实施例，本发明实施例五提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任一实施例提供的发动机控制系统安全监控方法。

[0117] 图11是本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图。计算机设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。计算机设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

[0118] 如图11所示，计算机设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储计算机设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线
14。

[0119] 计算机设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许计算机设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

[0120] 处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如发动机控制系统安全监控方法。

[0121] 在一些实施例中，发动机控制系统安全监控方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到计算机设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的发动机控制系统安全监控的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行发动机控制系统安全监控方法。

[0122] 本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

[0123] 用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

[0124] 在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD‑ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

[0125] 为了提供与用户的交互，可以在计算机设备上实施此处描述的系统和技术，该计算机设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

[0126] 可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

[0127] 计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端‑服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

[0128] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

[0129] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。