车用宽域氧传感器失效监测方法技术

本发明专利技术公开了一种车用宽域氧传感器失效监测方法，宽域氧传感器失效监测包含排气系统中浓到稀响应迟滞的监测和稀到浓响应迟滞的监测，监测过程均包括失效初始化阶段，等待阶段，补偿Offset时间计算阶段，反应迟滞Delay时间计算阶段，最终反应时间计算阶段，失效监测评估阶段。本发明专利技术能快速准确的实现车用宽域氧传感器失效监测。

【技术实现步骤摘要】
车用宽域氧传感器失效监测方法
本专利技术涉及发动机控制
，具体地指一种车用宽域氧传感器失效监测方法。
技术介绍
《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》中明确提出了对前氧传感器的诊断要求：OBD(On-BoardDiagnostic，车载诊断系统)系统应对前氧传感器(用于燃油控制的传感器，传统的开关型氧传感器和/或宽域或通用传感器)的故障进行监测，监测内容包括输出电压、响应速率和可能影响排放的参数。现有技术中针对开关型氧传感器的诊断策略并不适用于宽域氧传感器(开关型氧传感器只能定性地读到排气中空气的含量，宽域氧传感器可以准确读到排气中空气的含量，更能够准确进行燃烧控制)。宽域氧传感器与传统开关型氧传感器相比，可以精确输出空燃比的信号，需要针对宽域氧传感器进行失效监测。现有的对宽域氧传感器的监测均是通过设置目标空燃比，强制振荡，属于主动监测，会造成排放升高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种宽域氧传感器失效的监测方法，该方法能对宽域氧传感器的失效状态进行准确的监测。为实现此目的，本专利技术所设计的一种车用宽域氧传感器失效监测方法，其特征在于：宽域氧传感器失效监测包含排气系统中浓到稀响应迟滞的监测，所述浓到稀响应迟滞的监测是指在发动机管理系统(EMS，EngineManagementSystem)请求断油时，监测氧传感器真实反映的排放气体中的燃油从浓到稀的反应时间；排放气体中的燃油从浓到稀的响应迟滞的监测，包括如下步骤：步骤1：初始化宽域氧传感器的监测信号；步骤2：等待发动机断油请求，直到排气管中的目标燃油当量比FEQR≤0.01，且宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR＞0.9，则进入步骤3；步骤3:得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR＞0.9的持续时间t_OffsetR2L；步骤4：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR从0.9到0.3的持续时间t_DelayR2L；步骤5：如果持续时间t_OffsetR2L加上持续时间t_DelayR2L小于1秒，或者在持续时间t_OffsetR2L和持续时间t_DelayR2L的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg≤0.01，或者排气管中的实际燃油当量比FEQR最大值＜1，则终止整个过程的监测；将持续时间t_OffsetR2L与持续时间t_DelayR2L相加得到最终的排放气体中的燃油从浓到稀反应时间t_MeasuredR2L；并根据在持续时间t_OffsetR2L和持续时间t_DelayR2L的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg得到时间限值t_LimitR2L:其中，p0、p1和p2为燃油从浓到稀过程中时间限值与发动机缸内平均进气量关系式的三个标定系数，p0，p1，和p2的具体值通过排放测试标定得到；将t_MeasuredR2L减去时间限值t_LimitR2L得到时间差t_DiffR2L，时间差t_DiffR2L用于评价排放气体中的燃油从浓到稀是否出现失效。步骤6：计算连续n+1次驾驶循环的时间差t_DiffR2L，并组成数组，调整连续n+1次驾驶循环的时间差从小到大进行排列，得到t_DiffR2L(0,1,...n)；n＝0，1，2...如果n为奇数，则取t_DiffR2L(0,1,...n)中的中间两个值的平均值为作为当前初始的浓稀反应时间差：其中和为数组t_DiffR2L(0,1,...n)中的第和位的时间值；如果n为偶数，则取t_DiffR2L(0,1,...n)中的中间值为作为初始评价的时间差：其中为数组t_DiffR2L(0,1,...n)中的第位的时间值；用于第N次(N＝1,2,3…)最终评价的浓稀反应时间差(第N次最终评价是指第N次计算连续n+1次的时间差)，用以下公式进行表征：t_DiffR2LFinal(N)＝kR2L×(t_DiffR2LNormal(N)-t_DiffR2LRestored(N-1))+t_DiffR2LRestored(N-1)其中，kR2L为滤波系数为0.195，根据排放标定获得；t_DiffR2LRestored(N-1)为车辆下电存储的浓稀反应时间差数据t_DiffR2LFinal(N-1)，即车辆下电后有：t_DiffR2LRestored(N-1)＝t_DiffR2LFinal(N-1)t_DiffR2LFinal(N)表示第N次计算连续n+1次的最终评价时间差；t_DiffR2LNormal(N)表示第N次计算连续n+1次的初始评价时间差特别地，对于首次下线的发动机管理系统，会有一个默认的数值存储在t_DiffR2LRestored(0)中；每次t_DiffR2LRestored更新时，排放气体中的燃油浓到稀响应失效监测的次数CntR2LDiag加1；将车辆下线后的前NR2L次的N次计算的失效评价剔除掉，保证数据的稳定性：即在N＜NR2L时，不做失效评价；在N≥NR2L时，如果t_DiffR2LFinal(N)＞t_DiffR2LLimit，则表明宽域氧传感器浓到稀响应迟滞，出现失效；如果t_DiffR2LFinal(N)≤t_DiffR2LLimit，表明宽域氧传感器浓到稀响应正常，未出现失效，其中t_DiffR2LLimit为预设的浓到稀响应迟滞标定限值。在排放气体中的燃油从浓到稀的响应迟滞的监测的同时进行排放气体中的燃油从稀到浓的响应迟滞的监测，所述排放气体中的燃油从稀到浓的响应迟滞的监测，包括如下步骤：步骤101：初始化宽域氧传感器的监测信号；步骤102：得到发动机断油的持续时间t_FuelcutL2R，当排气管中的目标燃油当量比FEQR大于1，宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR≤0.01，且断油时间t_FuelcutL2R超过2秒时，进入步骤103；步骤103：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR≤0.3时的持续时间t_OffsetL2R；步骤104：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR从0.3到0.9的持续时间t_DelayL2R；步骤105：如果持续时间t_OffsetL2R和持续时间t_DelayL2R的整个过程中进入发动机缸内的平均进气量dm_AirAvg＞12g/s或者平均发动机转速n_EngAvg＞2000rpm，则监测的数据无意义，终止整个过程的监测；将持续时间t_OffsetL2R加上持续时间t_DelayL2R得到最终的排放气体中的燃油从稀到浓反应时间t_MeasuredL2R:并根据持续时间t_OffsetL2R和持续时间t_DelayL2R的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg得到时间限值t_LimitL2R:t_LimitL2R＝p5×dm_AirAvg2+p4×dm_AirAvg+p3其中，p3，p4，和p5为燃油从稀到浓过程中时间限值与发动机缸内平均进气量关系式的三个标定系数，p3、p4和p5的具体值根据排放标定得到；将实测的从稀到浓反应时间t_MeasuredL2R减去限值t_LimitL2R得到时间差t_DiffL2R，t_DiffL2R用于评价排放气体中的燃油从稀到浓是否出现失效。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用宽域氧传感器失效监测方法，其特征在于：宽域氧传感器失效监测包含排气系统中浓到稀响应迟滞的监测，所述浓到稀响应迟滞的监测是指在发动机管理系统请求断油时，监测氧传感器真实反映的排放气体中的燃油从浓到稀的反应时间；排放气体中的燃油从浓到稀的响应迟滞的监测，包括如下步骤：步骤1：初始化宽域氧传感器的监测信号；步骤2：等待发动机断油请求，直到排气管中的目标燃油当量比FEQR≤0.01，且宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR＞0.9，则进入步骤3；步骤3:得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR＞0.9的持续时间t_OffsetR2L；步骤4：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR从0.9到0.3的持续时间t_DelayR2L；步骤5：如果持续时间t_OffsetR2L加上持续时间t_DelayR2L小于1秒，或者在持续时间t_OffsetR2L和持续时间t_DelayR2L的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg≤0.01，或者排气管中的实际燃油当量比FEQR最大值＜1，则终止整个过程的监测；将持续时间t_OffsetR2L与持续时间t_DelayR2L相加得到最终的排放气体中的燃油从浓到稀反应时间t_MeasuredR2L；并根据在持续时间t_OffsetR2L和持续时间t_DelayR2L的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg得到时间限值t_LimitR2L:...

【技术特征摘要】
1.一种车用宽域氧传感器失效监测方法，其特征在于：宽域氧传感器失效监测包含排气系统中浓到稀响应迟滞的监测，所述浓到稀响应迟滞的监测是指在发动机管理系统请求断油时，监测氧传感器真实反映的排放气体中的燃油从浓到稀的反应时间；排放气体中的燃油从浓到稀的响应迟滞的监测，包括如下步骤：步骤1：初始化宽域氧传感器的监测信号；步骤2：等待发动机断油请求，直到排气管中的目标燃油当量比FEQR≤0.01，且宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR＞0.9，则进入步骤3；步骤3:得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR＞0.9的持续时间t_OffsetR2L；步骤4：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR从0.9到0.3的持续时间t_DelayR2L；步骤5：如果持续时间t_OffsetR2L加上持续时间t_DelayR2L小于1秒，或者在持续时间t_OffsetR2L和持续时间t_DelayR2L的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg≤0.01，或者排气管中的实际燃油当量比FEQR最大值＜1，则终止整个过程的监测；将持续时间t_OffsetR2L与持续时间t_DelayR2L相加得到最终的排放气体中的燃油从浓到稀反应时间t_MeasuredR2L；并根据在持续时间t_OffsetR2L和持续时间t_DelayR2L的整个过程中进入发动机缸内平均进气量dm_AirAvg得到时间限值t_LimitR2L:其中，p0、p1和p2为燃油从浓到稀过程中时间限值与发动机缸内平均进气量关系式的三个标定系数，p0，p1，和p2的具体值通过排放测试标定得到；将t_MeasuredR2L减去时间限值t_LimitR2L得到时间差t_DiffR2L，时间差t_DiffR2L用于评价排放气体中的燃油从浓到稀是否出现失效。2.根据权利要求1所述的车用宽域氧传感器失效监测方法，其特征在于：步骤6：计算连续n+1次驾驶循环的时间差t_DiffR2L，并组成数组，调整连续n+1次驾驶循环的时间差从小到大进行排列，得到初始t_DiffR2L(0,1,...n)；如果n为奇数，则取t_DiffR2L(0,1,...n)中的中间两个值的平均值为作为当前的浓稀反应时间差：其中和为数组t_DiffR2L(0,1,...n)中的第和位的时间值；如果n为偶数，则取t_DiffR2L(0,1,...n)中的中间值为作为评价的时间差：其中为数组t_DiffR2L(0,1,...n)中的第位的时间值；用于第N次，N＝1,2,3…，最终评价的浓稀反应时间差，第N次最终评价是指第N次计算连续n+1次的时间差，用以下公式进行表征：t_DiffR2LFinal(N)＝kR2L×(t_DiffR2LNormal(N)-t_DiffR2LRestored(N-1))+t_DiffR2LRestored(N-1)其中，kR2L为滤波系数，根据排放标定获得；t_DiffR2LRestored(N-1)为车辆下电存储的浓稀反应时间差数据t_DiffR2LFinal(N-1)，即车辆下电后有：t_DiffR2LRestored(N-1)＝t_DiffR2LFinal(N-1)t_DiffR2LFinal(N)表示第N次计算连续n+1次的最终评价时间差；t_DiffR2LNormal(N)表示第N次计算连续n+1次的初始评价时间差；每次t_DiffR2LRestored更新时，排放气体中的燃油浓到稀响应失效监测的次数CntR2LDiag加1；将车辆下线后的前NR2L次的N失效评价剔除掉，保证数据的稳定性：即在N＜NR2L时，不做失效评价；在N≥NR2L时，如果t_DiffR2LFinal(N)＞t_DiffR2LLimit，则表明宽域氧传感器浓到稀响应迟滞，出现失效；如果t_DiffR2LFinal(N)≤t_DiffR2LLimit，表明宽域氧传感器浓到稀响应正常，未出现失效，其中t_DiffR2LLimit为预设的浓到稀响应迟滞标定限值。3.根据权利要求1所述的车用宽域氧传感器失效监测方法，其特征在于：在排放气体中的燃油从浓到稀的响应迟滞的监测的同时进行排放气体中的燃油从稀到浓的响应迟滞的监测，所述排放气体中的燃油从稀到浓的响应迟滞的监测，包括如下步骤：步骤101：初始化宽域氧传感器的监测信号；步骤102：得到发动机断油的持续时间t_FuelcutL2R，当排气管中的目标燃油当量比FEQR大于1，宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR≤0.01，且断油时间t_FuelcutL2R超过2秒时，进入步骤103；步骤103：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR≤0.3时的持续时间t_OffsetL2R；步骤104：得到宽域氧传感器反映出的排气管中的实际燃油当量比FEQR从0.3到0.9的持续时间t_DelayL2R；步骤105：如果持续时间t_OffsetL2R和持续时间t_DelayL2R的整个过程中进入发动机缸内的平均进气量dm_AirAvg...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦龙，王俊鹏，王恺，赵芳勋，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42