基于Lambda闭环控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Lambda控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差 的校准方法，测量Lambda闭环控制周期在不同劣化模拟延迟时间下的值， 并将所得到测量值分别与Lambda闭环控制周期在不同劣化模拟延迟时间 下的理论计算值相比较，得到测量值与理论计算值的差值，并根据该差值 计算氧传感器劣化模拟器对劣化模拟延迟时间的控制偏差，依据该控制偏 差对所述氧传感器劣化模拟器进行校准。本发明专利技术能够避免由不同模拟器控 制偏差而导致的试验结果的差异，而且方便快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车电喷OBD(在线诊断系统)系统，特别是涉及一种基于Lambda(过量空气系数，同空燃比一样表示混合气的浓度)控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法。
技术介绍
OBD法规要求汽车电喷OBD系统必须监测控制排放的重要部件氧传感器的劣化。随着氧传感器劣化程度的加深，车辆的排放将越来越恶化，OBD法规要求汽车电喷OBD系统必须在氧传感器劣化程度达到能够导致车辆排放超过OBD法规限值之前报出氧传感器劣化的故障。为此，在氧传感器劣化监测功能的标定过程中，以及整车厂在向权力机关演示氧传感器劣化监测功能时都需要用氧传感器劣化模拟器来模拟氧传感器的劣化故障。氧传感器劣化模拟器的工作原理是将氧传感器信号延迟一定的时间后再输入ECU，不同的延迟时间代表了不同程度的氧传感器的劣化。然而不同模拟器由于存在控制偏差的差异，会存在在设定相同的延迟时间的情况下，由于实际延迟时间的差异导致匹配试验或演示试验结果的差异，严重时会导致演示试验失败(报不出故障或排放超限)。因此，有必要对氧传感器劣化模拟器控制偏差进行校准。 而当前国内需要用到氧传感器劣化模拟器的企业(电喷系统供应商和整车厂)对模拟器控制偏差基本没有控制，包括从德国ETAS公司购买的氧传感器劣化模拟器，也没有对控制偏差进行标注。如果需要对模拟器控制偏差进行校对，一般的做法是用示波器监测输入和输出的氧传感器信号跳变的时间差。因此，需要有专业的示波器设备和试验工程师使用该设备的特殊技能。由于试验得到的是模拟信号，试验数据的处理和最终试验结果的获取过程比较繁琐，另外，偶然因素和人为因素对试验结果影响较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于Lambda控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法，能够避免由不同模拟器控制偏差而导致的试验结果的差异，而且方便快捷。 为解决上述技术问题，本专利技术的基于Lambda控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法是测量Lambda闭环控制周期在不同劣化模拟延迟时间下的值，并将所得到测量值分别与Lambda闭环控制周期在不同劣化模拟延迟时间下的理论计算值相比较，得到测量值与理论计算值的差值，并根据该差值计算氧传感器劣化模拟器的控制偏差，依据该控制偏差对所述氧传感器劣化模拟器进行校准。 所述控制偏差为比例偏差。相关的试验结果表明，氧传感器劣化模拟器对劣化模拟延迟时间的控制偏差来由内部计数器的误差累积而成，因而与劣化模拟延迟时间成比例，通过该方法得到该比例偏差后，对该模拟器而言，对设定的劣化模拟延迟时间进行该比例修正后，就能得到实际的劣化模拟延迟时间。 本专利技术是基于对Lambda闭环控制(PI控制)相关特征参数(死时间、控制周期、Lambda目标偏差等)的研究而得到的一种对氧传感器劣化模拟器控制偏差实现快速便捷校准的方法。采用本专利技术的方法，任何一个标定工程师只要进行一组不同氧传感器劣化模拟器劣化模拟延迟时间下的Lambda闭环控制的测量，将测量文件读入为之开发的软件，就能方便快捷地得到该氧传感器劣化模拟器对劣化模拟延迟时间的控制偏差，从而保证了在不同氧传感器劣化模拟器上进行的氧传感器劣化试验结果的一致性。 附图说明 下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明 图1是本专利技术采用的氧传感器劣化模拟器控制偏差标定软件界面图； 图2是Lambda闭环控制过程中调节量fr变化示意图； 图3是极限情况(I＝0，P＝2ΔL)下调节量fr变化情况示意图； 图4是极限情况(P＝0)下调节量fr变化情况示意图； 图5是氧传感器周期劣化情况下调节量fr变化情况示意图； 图6是Lambda闭环控制调节量fr达到限值时的情况示意图； 图7是氧传感器特性曲线图； 图8是验证试验中不同氧传感器周期劣化模拟延迟的情况下Lambda控制周期测量值与计算值的比较图； 图9是验证试验中不同氧传感器劣化模拟器设定的延迟时间下延迟时间控制的比例偏差图； 图10是验证试验中修正后的Lambda闭环控制周期的计算值与测量值的比较图； 图11是本专利技术的基于Lambda控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法控制流程图； 图12是本专利技术的方法软件控制流程示意图。 具体实施例方式 采用本专利技术的方法需要将测量文件读入为之开发的软件。该软件的界面如图1所示。该软件界面左上面的命令按钮“…”用于选择校准试验的测量文件，测量文件的文件名和路径将显示在左边的静态文本框内。右边的命令按钮“读测量文件”用于读取测量文件的数据，包括测量工况点的转速和负荷信息，将显示在“测量工况点信息”一栏中的发动机转速和发动机负荷两个静态文本框中。Lambda闭环控制的调节量fr以及闭环控制周期tpotv将显示在界面下部的轴图中。左边“请输入Lambda控制参数”一栏，需要输入校准试验时Lambda闭环控制的P(比例)部分和I(积分)部分的设定以及Lambda闭环控制调节量fr的上下限，用于计算在各劣化模拟延迟时间情况下的Lambda闭环的理论控制周期，以及对Lambda闭环控制调节量fr达到上下限后Lambda闭环控制周期计算值出现异常情况的估计。右边的两个轴图，下边一个反映了对应不同劣化模拟延迟时间下Lambda闭环控制周期计算值与实测值之间的差异；上边一个反映了根据Lambda闭环控制周期理论计算值与实测值之间的差异，计算得到的各测量点劣化模拟延迟时间控制的比例偏差，对于存在Lambda调节量达到限值的测量点，将以红圈标识。右上面的静态文本框“该氧传感器模拟器控制偏差为”表示最终的校准试验结果，如图中所示+10％代表实际劣化模拟延迟时间比设定的劣化模拟延迟时间大10％，即在该氧传感器劣化模拟器上，如果设定的延迟时间为400ms，则实际的延迟时间应该为440ms。 本专利技术通过研究Lambda闭环控制各特征参数之间的关系，得到了Lambda闭环控制周期的计算方法，分析该计算方法的误差来源，分为随机误差(包括预控空燃比的不稳定性以及氧传感器特性的随机性)和系统偏差(氧传感器劣化模拟器对劣化模拟延迟时间的控制偏差)。通过对多个Lambda闭环控制周期进行平均来消除随机误判后，剩下的偏差就是氧传感器劣化模拟器的控制偏差。因此，可以通过测量氧传感器劣化模拟器在不同劣化模拟延迟时间下的测量值与理论计算值的差异来获得氧传感器劣化模拟器对劣化模拟延迟时间的控制偏差，然后再对该控制偏差进行校正。 详细的理论分析和推理过程如下。 由于Lambda闭环控制(PI控制)死时间的存在，汽车电喷系统通过改变喷油而对空燃比的调整需要经过该死时间后才能被氧传感器所感知。对于两点式氧传感器，由于氧传感器特性(输出电压在Lambda等于1.0附近存在跳变)，上面的描述可以变为当Lambda闭环控制将系统Lambda调整到1.0时，需经过该死时间后，才会有氧传感器电压的跳变。当电喷系统检测到氧传感器电压跳变时先进行P部分调节(暂时不考虑tv部分，注tv部分为通过延长Lambda控制调节量fr在浓侧或稀侧的停留时间以实现对Lambda窗口的调整以降低排放的手段)，而后进行I部分调节，直到氧传感器检测到下一次电压跳变。 Lambda闭环控制过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Ｌａｍｂｄａ控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法，其特征在于：测量Ｌａｍｂｄａ闭环控制周期在不同劣化模拟延迟时间下的值，并将所得到测量值分别与Ｌａｍｂｄａ闭环控制周期在不同劣化模拟延迟时间下的理论计算值相比较，得到测量值与理论计算值的差值，并根据该差值计算氧传感器劣化模拟器的控制偏差，依据该控制偏差对所述氧传感器劣化模拟器进行校准。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢悦孝，刘强，
申请(专利权)人：谢悦孝，刘强，
类型：发明
国别省市：31