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文档简介
GMU–GMPROJECTModel-BasedOn-BoardFaultDiagnosisofEmissionControlComponentsinAutomotiveEngines“FaultFinder”1990-19961TheemissioncontrolproblemMainpollutantsinautomotivetailpipeemissions:Hydrocarbons(un-burntfuel)Carbonmonoxide(partiallyburntfuel)Nitrousoxides(compoundsarisingfromhigh-pressurecombustion)Singlecatalyticconverterforthethreepollutants2Catalystefficiencyforthreepollutants3Basicfuel-controlsystem
driverTHROTTLEENGINEFUELINJECTORCONTROLLERPOSITIONSENSOROXYGENSENSORairexhaustfuelfeed-forwardfeedback4
driverExhaustgasrecirculation(EGR)THROTTLEENGINEEGRVALVECONTROLLERMAPSENSORRPMSENSORairexhaust5On-BoardDiagnosis(OBD)–IIRegulation
(Mid-nineties)Anyfaultofanemissioncontrolcomponentcausinganyofthethreemainpollutantstoexceeditslegallimitby50%mustbedetected/diagnosedwithinthreedrivingcycles.Warninglightmustilluminate.Drivingcycle:25minhighway/city6
Carenginemodel
MANIFOLDSUBSYSTEMINERTIALSUBSYTEMAIR-FUELSUBSYSTEM
Thr
EgrFuelLoadMapOxygenRpmThr:throttleEgr:exhaustgasrecirculation
Map:ManifoldabsolutepressureRpm:Revolutionsperminute7Carenginemodel
Carenginemodel
MANIFOLDSUBSYSTEMINERTIALSUBSYTEMAIR-FUELSUBSYSTEM
Thr
EgrFuelLoadMapOxygenRpm8Carenginemodel
Carenginemodel
Carenginemodel
MANIFOLDSUBSYSTEMAIR-FUELSUBSYSTEM
Thr
EgrFuelMapOxygenRpm9Work-plan
Data-collectionfromvehicle (idle,city,highway,hill)Modelidentification (directidentificationofeachequation)AlgorithmdesignCoding(HC11;assemblycode,memory-limitedsystem)Buildingfault-emulators(hardwareonvehicle)Roadtesting(faultfree/faulty)10
11
12
13
14Six-variablesystem
ThrEgrFuelRpmMapVO2
Thr
EgrFuelMapRpmVO2
011111101111110111111011111101111110VO2:Oxygensensorvoltage15
Four-variablesystem
MANIFOLDSUBSYSTEMThrIacEgr
Map
Maf
Thr/Iac
EgrMapMaf
0111101111011110Iac:IdleaircontrolMaf:Massairflow16Thefoursubsystems
THROTTLEBODYINTAKEMANIFOLDThr/Iac
Egr
MafMapMap
Maf17Residualgeneration
MODELEXCEPTIONSMapThr
Iac
EgrMap^rawresidual
ThrRpm
-
+18A“typical”equationMap^(t)=13.72 constant +0.78*Thr(t) +0.049*Iac(t) +0.22*Egr(t)
+0.66*Map(t-1)autoregressiveterm
–0.0085*Thr2(t) –0.001*Iac(t)*Egr(t)lineartermsnonlinearterms19Residualprocessing
LOW-PASSFILTERTHRESHOLDTESTINGUP/DOWNCOUNTERTHRESHOLDTESTINGrawresidualfilteredresidual0/+1/-1count(periodicallyreset)onebitofthefault-code20Residualandcounter–nofault21Residualandcounter–highnoise22Residualandcounter–withfault23Systemreport–nofault24Systemreport–MAFfault25Systemreport–EGRorMAPfault2625-carfleetexperimentFleetof“identical”vehicles(ChevyBlazer)availableatGMCollectdatafrom25vehiclesIdentifymodelsfromcombineddatafrom5vehiclesTestondatafrom25vehiclesResidualmeansandvariancesvary
increasethresholds(sacrificesensitivity)Onlya50%increaseisnecessary27Faultsensitivities
Criticalfaultsizesfordetectionanddiagnosis (fleetexperiment)
Thr
Iac
Egr Map Maf detection 2% 10% 12% 5% 2% diagnosis 6% 20% 17% 7% 8%28ContributorsAtGMU AtGM RonHira Man-FengChang
XiaowenFang MarkCostin
Qiang
Luo
DerongLiu
Moid
Kunwer TomTing
Ramin
Monajemy JohnVanGilder
Zdzislaw
Kowalczuk
JimHeron BillHunter YongLi JasonPeng29Epilogue
May26,2004DETROIT,Michigan-GeneralMotorshonorsitstopinnovatorsof2003atthe28thannual"Boss"KetteringAwardsceremonytoday.The"Boss"KetteringAwardisGM’shighestawardforrecognizingGMtechnicalinventionsandinnovations.30FaultFinder:Model-BasedApproachforAdvancedEngineDiagnostics
Thismodel-basedapproachforadvancedengine
diagnostics…requiresnoadditionalsensorsorotherhardware,reducesfalse-alarmrates,improvesvehiclerepairratesanddealershipeffectiveness.31
Thisinnovationhasbeen
implementedinthe
2004ChevroletMalibu
featuringECOTEC2.2-LITER4-cylinderengines;
Cadillacs
featuringtheNorthstar
4.6-literV-8engines;and
ChevroletColoradoandGMCCanyonmid-sizetrucks.TheFaultFinderteami
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