[發明專利]一種車用寬域氧傳感器老化故障診斷方法

有效

• 申請號: 201710085207.7
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106837569B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 顏松;孫鵬遠
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02D21/08
• 分類號: F02D21/08;F01N11/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 李泉宏;高佳佳

1.一種車用寬域氧傳感器老化故障診斷方法，該診斷方法基于寬域氧傳感器老化監控系統，該系統主要包括ECU控制器、寬域氧傳感器智能驅動芯片和寬域氧傳感器；

寬域氧傳感器用于向ECU提供當前排氣管中空氣的氧濃度信號；

寬域氧傳感器智能驅動芯片負責寬域氧傳感器的空氣的氧濃度信號采集處理，轉換為過量空氣系數λ，并且負責寬域氧傳感器的加熱，以使氧傳感器盡快進入正常工作溫度；

ECU控制器根據當前寬域氧傳感器采集值，通過控制進氣量、噴油量、噴油和點火時刻對發動機汽缸內空燃比和λ進行調節；其特征在于，診斷方法的具體步驟如下：

前提條件：要求寬域氧傳感器不存在電氣類故障，負荷、轉速變化在±5%范圍內，系統λ閉環控制介入前提下才能進行寬域氧傳感器的老化診斷，否則診斷結果不可信；

1）當ECU控制器正在對發動機進行λ閉環控制，且要求發動機負荷和轉速變化量在±5%范圍內時，在寬域氧傳感器的期望λ的基礎上，通過ECU控制器控制進氣閥和噴油器，使寬域氧傳感器的λ采集值信號波動中疊加一個方波，對期望λ進行強制振蕩，從寬域氧傳感器采集的λ信號會圍繞恒定的期望值進行振蕩；

2）ECU控制器根據λ閉環噴油修正乘法因子反推λ參考模型值，λ參考模型值由λ閉環噴油修正乘法因子經過一個二階延時環節和低通濾波得到，λ閉環噴油修正乘法因子是從寬域氧傳感器采集的λ值與λ期望的理論值的偏差，該因子為λ閉環控制輸出，可直接采集獲得；

3）ECU控制器比較從寬域氧傳感器實際采集的λ值和λ參考模型值，分別計算兩者在強制振蕩上升沿處的最大斜率和下降沿處的最小斜率，并且分別相除兩者的最大斜率和最小斜率，從中取最小值作為實際采集的λ值和λ參考模型值斜率最小比值；

4）ECU控制器判斷：如果這個比值小于老化限值，則說明寬域氧傳感器響應遲滯，存在老化故障；否則寬域氧傳感器工作狀態正常，不存在老化故障。

2.根據權利要求1所述的車用寬域氧傳感器老化故障診斷方法，其特征在于，步驟1）中所述期望λ根據催化器自身特性，以最高轉化效率的λ為期望λ。

3.根據權利要求1所述的車用寬域氧傳感器老化故障診斷方法，其特征在于，步驟1）中方波幅值為0.03，周期為1s。

4.根據權利要求1所述的車用寬域氧傳感器老化故障診斷方法，其特征在于，步驟2）中二階延時環節的時間常數的確定具體步驟如下：

第一步，在不同發動機負荷和轉速以及同樣的發動機溫度下調整λ期望值，其幅值和疊加的振蕩方波幅值一致，觀察二階延時環節響應，通過調整二階延時環節時間常數輸入，和實際λ進行比較，如果延時期間的二階環節λ輸出值低于階躍幅值20%，則認為可以接受，并以當前設置的二階延時環節的時間常數作為當前發動機負荷、轉速和溫度下的二階延時基礎量；

第二步，在同樣的溫度下，重復上述工作，在其他發動機轉速、負荷下獲取對應工況的二階延時基礎量，并做成三維圖表，其中z軸為二階延時基礎量，發動機負荷、轉速分別為x軸和y軸；

第三步，確定發動機溫度影響的乘法修正因子，其趨勢為溫度越高，修正因子越小，做成二維圖表，其中x軸為溫度值，y軸為乘法修正因子；

最后根據實際發動機負荷、轉速經過查表獲得二階延時基礎量并經過乘法修正因子修正后即可得到最終的二階延時環節的時間常數。

5.根據權利要求4所述的車用寬域氧傳感器老化故障診斷方法，其特征在于，第三步中二維圖表中，當溫度分別為0.0, 18.0, 36.0, 54.0, 72.0, 90.0時，所對應的修正因子值分別為1,1,1,0.99,0.99,0.97。