一种汽车诊断完成率统计模块及其统计方法与流程

本发明涉及汽车电子控制领域，应用于发动机的控制，具体涉及一种汽车诊断完成率统计模块及其统计方法。

背景技术：

21世纪初是中国汽车业高速发展的时期，各大自主品牌汽车如雨后春笋般冒出，汽车越来越接近普通老百姓的生活。随着汽车保有量的不断增加，其带来的尾气排放问题也越来越突出。为了控制整车排放污染物，中国环保部引入欧标的排放标准，在此基础上制定了符合我国市场要求的排放法规。排放法规的制定，虽然可以保障新车入市时整车排放是合格的，但是随着车子在客户手上运行时间的增加，由于客观环境或者驾驶条件的差异，某些部件可能会有一些不同程度的老化，久而久之，有部件老化的整车排放就有可能超标。在此背景下，环保部又引入了OBD(On-Board Diagnosis，车载诊断系统)技术，要求整车实现自诊断功能，可以确保当影响排放的某部件老化时，整车仪表可以通过故障灯点亮的方式来通知客户进维修店排查。从2009年7月1日开始，在中国市场上销售的车型必选具备OBD功能。

OBD技术的使用，极大程度上提高了整车的排放污染物控制，并且在整车上市前，主机厂需要到中国汽车检测中心进行OBD功能的审查和实验演示工作，确保整车OBD系统的有效性和准确性。然而，在整车实际使用中，OBD系统对诊断的执行频率没有进行监测，当汽车运行工况偏离演示实验固定路线后，无法保证OBD功能是否一直处于激活状态，并且工作良好。在此背景下，从国五法规开始，增加了对OBD系统诊断实际监测频率(In-Use Performance Ratio，缩写为IUPR)的功能要求，由此，OBD系统就被套上了一个紧箍咒，要求各EMS开发商对诊断策略的设计和标定更加的细致和严密。

综上所述，现有技术中存在如下技术问题：在整车实际使用中，OBD系统对诊断的执行频率没有进行监测，当汽车运行工况偏离演示实验固定路线后，无法保证OBD功能是否一直处于激活状态，并且工作良好。

技术实现要素：

针对上述现有技术问题，本发明的目的在于根据法规要求，结合多年在OBD领域的开发和标定经验，特设计一个全新的IUPR模型，用来实现通用分母，各诊断功能的分子分母以及 点火循环计数器的统计等功能，同时实现各诊断功能诊断率的计算以及数据管理功能，确保OBD系统满足法规认证的要求，根据国五OBD法规要求，设计了一种实现IUPR诊断率统计的方法。具体技术方案如下：

一种汽车诊断完成率统计模块，包括计数器模块、诊断率计算模块以及数据管理模块，其中，所述计数器模块用于通用分母，各诊断功能的分子分母以及点火循环计数器的统计，其连接至诊断率计算模块以及数据管理模块并可向诊断率计算模块以及数据管理模块发送信号；所述诊断率计算模块用于实现各诊断功能诊断率的计算，其连接至数据管理模块并可向数据管理模块发送信号；所述数据管理模块分别连接至计数器模块、诊断率计算模块，并用于接受计数器模块和/或诊断率计算模块信号，并储存和/或管理数据。

进一步地，所述计数器模块包括上升沿脉冲触发模块，RS触发器，累加计数器，上升沿延迟模块。

进一步地，所述RS触发器用于实现脉冲信号保持功能并输出信号，和/或，所述上升沿延迟模块用于接收RS触发器的输出信号并用于实现任意时间延迟，和/或，所述累加计数器用于延迟时间达到后将计数器加1并将信号返回至RS触发器。

进一步地，其设置于具有OBD功能的发动机管理系统EMS中。

上述汽车诊断完成率统计模块的统计方法，包括如下步骤：

(1)计数器功能实现；

(1-1)将脉冲信号经过一个RS触发器实现信号保持功能；

(1-2)将触发器的输出信号经由一个上升沿延时模块；

(1-3)当延迟时间达到后，将计数器加1，并采用信号返回；

(1-4)步骤(1-3)的返回信号将RS触发器复位；

(2)诊断率计算功能实现；

(3)数据管理功能实现：诊断率的分子分母以及通用分母和点火循环计数器的数据记录在控制器存储器中，并且保持持续累加状态。

进一步地，步骤(1-2)中可以实现任意时间延迟。

进一步地，步骤(2)中诊断率的计算公式是分子除以分母。

进一步地，分子和分母计数器单独计算，只输出其诊断率最小的诊断方法对应的分子和分母，如果诊断率相等，则输出分母计数器值最大的诊断方法对应的分子和分母。

进一步地，步骤(3)中，当发动机控制器电源被断开的时候所述数据被清除，和/或，当点火循环计数器或者通用分母计数器达到最大值时，其下一个驾驶循环，所有的分 子分母计数器都将从零开始；当特定诊断的分子或者分母计数器达到最大值，则从下一个驾驶循环开始，对应特定诊断的分子分母计数器将除以二然后开始计数。

进一步地，进一步包括步骤(4)最终的分子分母计数值通过诊断通讯功能输出。

与目前现有技术相比，本发明以传统的具有OBD功能的发动机管理系统(EMS)为基础，增加IUPR策略模块，系统集成后，进行整车测试和验证，最终实现该功能在发动机控制器中的量产。无论是通用分母还是各功能的分子分母以及点火循环计数器，当他们的计数条件满足后，他们的计算法则基本上一致，本文就根据他们的共同点，通过上升沿脉冲触发，RS触发器，累加计数器，上升沿延迟等功能模块，实现了这些计数器的功能计算。

附图说明

图1为本发明计数器算法逻辑图

图2为IUPR系统逻辑框图

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

IUPR是用于检测非连续性OBD诊断的计数器，代表了实际车辆运行过程中诊断发生的频率(满足基本驾驶工况条件下的诊断完成次数)。是法规对OBD诊断系统提出的更高要求。要求诊断适应范围更宽广，诊断系统更可靠。

分子计数器：某一特定监测的分子计数器用于测量汽车执行该监测的次数。为了检测故障并通知驾驶员，只有当制造厂规定的所有监测条件满足时才会执行该监测。除非有合理的技术性理由，每个运转循环分子计数器增加应不超过一次。

分母计数器：显示汽车行驶事件的次数，并考虑特定监测的特定条件。如果在运转循环期间特定条件满足，则在该运转循环中分母计数器至少应增加一次。

在一个优选实施例中，IPUR功能是对传统OBD技术的一种限制和考量，要求各主机厂和电喷供应商在开发OBD技术的时候，不但要求诊断功能准确可靠，同时还要求扩大诊断区域，确保大部分驾驶工况下，诊断功能都能被激活，并且提出了明确的最小诊断率要求。根据法规要求，结合多年在OBD领域的开发和标定经验，特设计一个全新的IUPR模型，用来实现通用分母，各诊断功能的分子分母以及点火循环计数器的统计等功能，同时实现各诊断功能诊 断率的计算以及数据管理功能。

根据设计功能，把模型设计大致分为以下三个步骤：计数器功能、诊断率计算功能以及数据管理功能。

一、计数器功能

计数器功能整个IUPR模型的基础核心部分，只有该变量计算准确，才能保证最终的诊断计算准确，符合法规和认证的要求。无论是通用分母还是各功能的分子分母以及点火循环计数器，当他们的计数条件满足后，他们的计算法则基本上一致，本文就根据他们的共同点，通过上升沿脉冲触发，RS触发器，累加计数器，上升沿延迟等功能模块，实现了这些计数器的功能计算。当分子或者分母计算条件满足后，接下来就是计数器功能的实现。由于法规规定，计数器单个驾驶循环最多只能增加一次，并且在条件满足后并不是立马增加，而是要求在10秒内增加，因此单纯的脉冲信号无法实现信号持续几秒然后使计数器仅增加一次。基于这个问题，本文将脉冲信号经过一个RS触发器实现信号保持功能，然后将触发器的输出信号经由一个上升沿延时功能(可以实现任意时间延迟)，当延迟时间达到后，一方面将计数器加1，另一方面，采用信号返回的方式，再将RS触发器复位，这样就保证了一个驾驶循环仅加1次的功能。策略实现方式见图1。

二、诊断率计算功能

当各分子分母计算完成以后，接下来就是各诊断功能诊断率的计算。IUPR诊断率的计算公式就是分子除以分母。当一辆新车刚下线的时候，分母计算器在没增加之前，一直为0，那么模型里就要考虑到分母为0的除法情况，确保系统不会数据溢出。另外对于同一个诊断内容，可能存在超过一种以上的诊断方法，针对多种诊断方法，其分子和分母计数器是单独计算的，但是总的输出只能输出其诊断率最小的那种诊断方法对应的分子和分母，如果诊断率相等，则输出分母计数器值最大的那种诊断方法对应的分子和分母。

三、数据管理功能

由于IUPR是一项长期的统计功能，法规规定，其诊断率的分子分母以及通用分母和点火循环计数器的值只有当发动机控制器电源被断开的时候才能被清除，其他任何时候该数据都应该被记录在控制器存储器中，并且保持持续累加状态。因此在模型设计的时候，这些计数器值我们通常保存在NVM(下电不清除的存储空间)中，确保数据不会丢失。另外，在EMS软件中，计数器一般都采用16位的变量进行存储，这也意味着其能存储的最大值为65535，当点火循环计数器或者通用分母计数器达到最大值时，其下一个驾驶循环，所有的分子分母计数器都将从零开始；如果特定诊断的分子或者分母计数器达到最大值，则从下一个驾驶循 环开始，对应特定诊断的分子分母计数器将除以二然后开始计数。

当以上功能都实现之后，最终的分子分母计数值将会通过诊断通讯功能输出，当认证或者测试的时候通过诊断仪或者专用检测工具都可以读到所有IUPR统计数据。整个IUPR系统框架如图2所示。

在另一个优选实施例中，可以采用如下方案：以传统的具有OBD功能的发动机管理系统(EMS)为基础，增加IUPR策略模块，系统集成后，进行整车测试和验证，最终实现该功能在发动机控制器中的量产。其实施方式如下：

1、策略实现

根据法规需求，利用simulink建模工具，结合图1图2等策略逻辑和框图，建立一个新的IUPR模型。模型仿真成功后，生成C代码并集成到基础EMS软件中，生成一版完整的EMS数据，该数据就可以用来进行测试和标定。

2、实车测试

策略实现以后，将该策略的数据在整车上体现，并按照设计需求和规范进行实车测试，

每条设计需求都要在实车上进行验证，确保策略开发功能完成，计算准确，与设计需求和法规要求完全一致。

3、路试验证

实车完成之后，基本可以确保IUPR模块功能准确无误，但是作为工程化的产品，仍需要进行有规范且目的明确的道路实验，该实验相当于黑河测试，由不同的驾驶员在不同的车辆上进行全工况驾驶，进一步确保策略开发的准确性和可靠性。

4、适应性验证

由于OBD诊断条件和策略实现本身与环境相关性比较大，而诊断条件又对IUPR诊断率的计算起着至关重要的作用，因此IUPR功能还需要在高原、高温和高寒等极端条件下进行验证，实现该功能全工况，全环境下的覆盖性。经历以上所有测试之后，全面证明所开发的IUPR策略功能非常的准确和可靠，完全具备工程化的要求。事实上，该功能已经在奇瑞自主EMS系统中经过了市场的考验，无任何售后问题反馈。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。