CN107218146B - 一种宽域氧传感器的特性自学习装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种宽域氧传感器的特性自学习装置，包括过量空气系数标定值存储模块、校正条件判断模块、自学习模块、自学习启动条件判断模块，自学习模块的输入端与过量空气系数标定值存储模块、校正条件判断模块、自学习启动条件判断模块、宽域氧传感器的输出端电连，使用时，自学习启动条件判断模块控制激活自学习模块，自学习模块先计算得到自学习启动条件下过量空气系数检测值与过量空气系数标定值的比值factor，当校正条件判断模块检测车辆工况满足校正条件时，自学习模块将该工况下宽域氧传感器测得的过量空气系数信号值除以factor后所对应的过量空气系数作为校正后的过量空气系数。该设计实现了对过量空气系数及时、有效的校正。
Description
技术领域
本发明属于汽车发动机性能控制领域，具体涉及一种宽域氧传感器的特性自学习装置及其使用方法，适用于实现对过量空气系数的及时校正。
背景技术
宽域氧传感器通常安装在发动机排气管上，其主要通过测量氧浓度来反馈实测的过量空气系数，由ECU接收后对比实测值和目标值差距来对喷油量进行补偿（增加或减少），这就是目前普遍使用的燃油闭环控制方法，该方法依托于氧传感器本身的测量特性——反馈电压和过量空气系数的函数关系，通过反馈的电压值就能知道当前工况下的过量空气系数是多少。
中国专利申请公布号为CN102022204A，申请公布日为2011年4月20日的发明专利公开了一种基于CAN 总线用于汽车气缸的空燃比分析装置及其分析方法，该装置包括用于计算得到的过量空气系数处理模块，该过量空气系数处理模块通过CAN 总线将过量空气系数λ值及废气中含氧百分比反馈给气缸的ECU 单元，进而调节ECU 喷油持续时间，实现闭环控制。由于氧传感器在使用过程中只能假定其测量特性是不变的，而随着氧传感器使用时间的延长，其测量特性会出现微小变化，此时再用之前的函数关系无法真实反映当前工况的实测过量空气系数，因此会造成反馈控制的不准确性，使发动机动力不足、油耗变大，当出现特性偏移过大时只能更换氧传感器 。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的无法保证过量空气系数测量的真实性问题，提供一种能够及时有效的校正过量空气系数、保证测量真实性的宽域氧传感器的特性自学习装置及其使用方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：
一种宽域氧传感器的特性自学习装置，包括过量空气系数标定值存储模块、校正条件判断模块、自学习模块、自学习启动条件判断模块，所述自学习模块用于校正过量空气系数，其输入端与过量空气系数标定值存储模块、校正条件判断模块、自学习启动条件判断模块、宽域氧传感器的输出端电连。
所述校正条件判断模块包括车辆正常行驶状态判断模块、燃油闭环控制条件判断模块，所述车辆正常行驶状态判断模块、燃油闭环控制条件判断模块的输出端均与自学习模块的输入端电连。
所述装置还包括车辆挂挡滑行状态判断模块、发动机转速检测模块、环境湿度检测模块，所述车辆挂挡滑行状态判断模块、发动机转速检测模块的输出端均与自学习启动条件判断模块的输入端电连。
一种宽域氧传感器的特性自学习装置的使用方法，依次包括以下步骤：
S1、所述自学习启动条件判断模块实时判断是否满足自学习启动条件，若是，执行S2；
S2、所述自学习模块接收来自宽域氧传感器的过量空气系数检测值信号和过量空气系数标定值存储模块的信号后计算出过量空气系数检测值与过量空气系数标定值的比值，并记为factor；
S3、所述校正条件判断模块实时判断是否满足校正条件，若是，执行S4；
S4、所述宽域氧传感器将当前检测到的过量空气系数信号值发送至自学习模块，随后自学习模块将该过量空气系数信号值除以factor得到校正后的信号值，并将该校正后的信号值在过量空气系数与信号值的函数关系表中所对应的过量空气系数作为校正后的过量空气系数。
所述校正条件判断模块包括车辆正常行驶状态判断模块、燃油闭环控制条件判断模块，所述车辆正常行驶状态判断模块、燃油闭环控制条件判断模块的输出端均与自学习模块的输入端电连；
步骤S3中，所述校正条件为车辆处于正常行驶状态且满足燃油闭环控制条件。
所述装置内还设置有车辆挂挡滑行状态判断模块、发动机转速检测模块、环境湿度检测模块，所述车辆挂挡滑行状态判断模块、发动机转速检测模块的输出端均与自学习启动条件判断模块的输入端电连；
步骤S1中，所述自学习启动条件为环境湿度小于设定值，车辆在连续的时间T内处于挂挡滑行状态且发动机转速不低于设定值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种宽域氧传感器的特性自学习装置包括过量空气系数标定值存储模块、校正条件判断模块、自学习模块、自学习启动条件判断模块，自学习模块用于校正过量空气系数，其输入端与过量空气系数标定值存储模块、校正条件判断模块、自学习启动条件判断模块、宽域氧传感器的输出端电连，使用时，自学习启动条件判断模块控制激活自学习模块，自学习模块先计算得到自学习启动条件下过量空气系数检测值与过量空气系数标定值的比值factor，当校正条件判断模块检测车辆工况满足校正条件时，自学习模块将该工况下宽域氧传感器测得的过量空气系数信号值除以factor后所对应的过量空气系数作为校正后的过量空气系数，该设计实现了对过量空气系数及时、有效的校正，不仅保证了宽域氧传感器实测的过量空气系数的真实性，使得发动机能够有效发挥其性能特性，而且也延长了宽域氧传感器的使用寿命。因此，本发明不仅保证了宽域氧传感器实测的过量空气系数的真实性，而且延长了宽域氧传感器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图中：过量空气系数标定值存储模块1、校正条件判断模块2、车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22、自学习模块3、自学习启动条件判断模块4、宽域氧传感器5、车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7、环境湿度检测模块8。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，一种宽域氧传感器的特性自学习装置，包括过量空气系数标定值存储模块1、校正条件判断模块2、自学习模块3、自学习启动条件判断模块4，所述自学习模块3用于校正过量空气系数，其输入端与过量空气系数标定值存储模块1、校正条件判断模块2、自学习启动条件判断模块4、宽域氧传感器5的输出端电连。
所述校正条件判断模块2包括车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22，所述车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22的输出端均与自学习模块3的输入端电连。
所述装置还包括车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7、环境湿度检测模块8，所述车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7的输出端均与自学习启动条件判断模块4的输入端电连。
一种宽域氧传感器的特性自学习装置的使用方法，依次包括以下步骤：
S1、所述自学习启动条件判断模块4实时判断是否满足自学习启动条件，若是，执行S2；
S2、所述自学习模块3接收来自宽域氧传感器5的过量空气系数检测值信号和过量空气系数标定值存储模块1的信号后计算出过量空气系数检测值与过量空气系数标定值的比值，并记为factor；
S3、所述校正条件判断模块2实时判断是否满足校正条件，若是，执行S4；
S4、所述宽域氧传感器5将当前检测到的过量空气系数信号值发送至自学习模块3，随后自学习模块3将该过量空气系数信号值除以factor得到校正后的信号值，并将该校正后的信号值在过量空气系数与信号值的函数关系表中所对应的过量空气系数作为校正后的过量空气系数。
所述校正条件判断模块2包括车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22，所述车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22的输出端均与自学习模块3的输入端电连；
步骤S3中，所述校正条件为车辆处于正常行驶状态且满足燃油闭环控制条件。
所述装置还包括车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7、环境湿度检测模块8，所述车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7的输出端均与自学习启动条件判断模块4的输入端电连；
步骤S1中，所述自学习启动条件为环境湿度小于设定值，车辆在连续的时间T内处于挂挡滑行状态且发动机转速不低于设定值。
本发明的原理说明如下：
本发明提供了一种宽域氧传感器的特性自学习装置及其使用方法，使宽域氧氧传感器在使用的过程中能在满足自学习条件下激活自身特性校正功能，以在空气中的氧浓度作为参考值来及时校正氧传感器的特性，当不满足自学习条件时则会使用当前已经自学习得到的factor值。
自学习启动条件：当整车处于挂挡滑行状态时，如果发动机转速不低于某设定转速，此时发动机会切断燃油喷射，整个发动机的进排气管道内都流动的是纯空气。如果该状态持续了一段时间，则认为已具备了把当前状态下氧浓度对应的电压值作为参考值的条件一；如果ECU所测的环境湿度小于某设定值，则认为此时的空气湿度满足适合氧传感器特性修正的条件二。当条件一、二都满足就会激活自学习模块3。
本发明所述车辆正常行驶是指车辆处于非挂挡滑行状态。
实施例1：
参见图1，一种宽域氧传感器的特性自学习装置，包括过量空气系数标定值存储模块1、校正条件判断模块2、自学习模块3、自学习启动条件判断模块4、车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7、环境湿度检测模块8，所述校正条件判断模块2包括车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22，所述自学习模块3用于校正过量空气系数，其输入端与过量空气系数标定值存储模块1、车辆正常行驶状态判断模块21、燃油闭环控制条件判断模块22、自学习启动条件判断模块4、宽域氧传感器5的输出端电连，所述车辆挂挡滑行状态判断模块6、发动机转速检测模块7的输出端均与自学习启动条件判断模块4的输入端电连。
一种宽域氧传感器的特性自学习装置的使用方法，依次包括以下步骤：
S1、所述自学习启动条件判断模块4实时判断是否满足自学习启动条件，若是，执行S2，其中，所述自学习启动条件为环境湿度小于设定值、车辆在连续的时间T内处于挂挡滑行状态且发动机转速不低于设定值；
S2、所述自学习模块3接收来自宽域氧传感器5的过量空气系数检测值信号和过量空气系数标定值存储模块1的信号后计算出过量空气系数检测值与过量空气系数标定值的比值，并记为factor；
S3、所述校正条件判断模块2实时判断是否满足校正条件，若是，执行S4，其中，所述校正条件为车辆处于正常行驶状态且满足燃油闭环控制条件；
S4、所述宽域氧传感器5将当前检测到的过量空气系数信号值发送至自学习模块3，随后自学习模块3将该过量空气系数信号值除以factor得到校正后的信号值，并将该校正后的信号值在过量空气系数与信号值的函数关系表中所对应的过量空气系数作为校正后的过量空气系数。
为考察本发明方法的有效性，本实施例进行了以下试验：
在发动机台架上进行非挂挡滑行工况下的试验，经过几十小时后，发动机的功率下降了5%左右，此时更换新的宽域氧氧传感器，随后对发动机再次进行无挂挡滑行工况下的试验，发动机的功率马上恢复；使用本发明方法并加上挂挡滑行工况后，发动机功率在几百个小时的持续试验中无明显变化。
上述试验说明本发明方法能够实现对过量空气系数及时、有效的校正。
Claims (3)
1.一种宽域氧传感器的特性自学习装置的使用方法，其特征在于：
所述装置包括过量空气系数标定值存储模块（1）、校正条件判断模块（2）、自学习模块（3）、自学习启动条件判断模块（4），所述自学习模块（3）用于校正过量空气系数，其输入端与过量空气系数标定值存储模块（1）、校正条件判断模块（2）、自学习启动条件判断模块（4）、宽域氧传感器（5）的输出端电连；
所述使用方法依次包括以下步骤：
S1、所述自学习启动条件判断模块（4）实时判断是否满足自学习启动条件，若是，执行S2；
S2、所述自学习模块（3）接收来自宽域氧传感器（5）的过量空气系数检测值信号和过量空气系数标定值存储模块（1）的信号后计算出过量空气系数检测值与过量空气系数标定值的比值，并记为factor；
S3、所述校正条件判断模块（2）实时判断是否满足校正条件，若是，执行S4；
S4、所述宽域氧传感器（5）将当前检测到的过量空气系数信号值发送至自学习模块（3），随后自学习模块（3）将该过量空气系数信号值除以factor得到校正后的信号值，并将该校正后的信号值在过量空气系数与信号值的函数关系表中所对应的过量空气系数作为校正后的过量空气系数。
2.根据权利要求1所述的一种宽域氧传感器的特性自学习装置的使用方法，其特征在于：
所述校正条件判断模块（2）包括车辆正常行驶状态判断模块（21）、燃油闭环控制条件判断模块（22），所述车辆正常行驶状态判断模块（21）、燃油闭环控制条件判断模块（22）的输出端均与自学习模块（3）的输入端电连；
步骤S3中，所述校正条件为车辆处于正常行驶状态且满足燃油闭环控制条件。
3.根据权利要求1所述的一种宽域氧传感器的特性自学习装置的使用方法，其特征在于：
所述装置还包括车辆挂挡滑行状态判断模块（6）、发动机转速检测模块（7）、环境湿度检测模块（8），所述车辆挂挡滑行状态判断模块（6）、发动机转速检测模块（7）的输出端均与自学习启动条件判断模块（4）的输入端电连；
步骤S1中，所述自学习启动条件为环境湿度小于设定值、车辆在连续的时间T内处于挂挡滑行状态且发动机转速不低于设定值。
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