一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置及其使用方法與流程

本發明屬于汽車發動機性能控制領域，具體涉及一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置及其使用方法，適用于實現對過量空氣系數的及時校正。

背景技術：

寬域氧傳感器通常安裝在發動機排氣管上，其主要通過測量氧濃度來反饋實測的過量空氣系數，由ecu接收后對比實測值和目標值差距來對噴油量進行補償（增加或減少），這就是目前普遍使用的燃油閉環控制方法，該方法依托于氧傳感器本身的測量特性——反饋電壓和過量空氣系數的函數關系，通過反饋的電壓值就能知道當前工況下的過量空氣系數是多少。

中國專利申請公布號為cn102022204a，申請公布日為2011年4月20日的發明專利公開了一種基于can總線用于汽車氣缸的空燃比分析裝置及其分析方法，該裝置包括用于計算得到的過量空氣系數處理模塊，該過量空氣系數處理模塊通過can總線將過量空氣系數λ值及廢氣中含氧百分比反饋給氣缸的ecu單元，進而調節ecu噴油持續時間，實現閉環控制。由于氧傳感器在使用過程中只能假定其測量特性是不變的，而隨著氧傳感器使用時間的延長，其測量特性會出現微小變化，此時再用之前的函數關系無法真實反映當前工況的實測過量空氣系數，因此會造成反饋控制的不準確性，使發動機動力不足、油耗變大，當出現特性偏移過大時只能更換氧傳感器。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術存在的無法保證過量空氣系數測量的真實性問題，提供一種能夠及時有效的校正過量空氣系數、保證測量真實性的寬域氧傳感器的特性自學習裝置及其使用方法。

為實現以上目的，本發明的技術方案如下：

一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置，包括過量空氣系數標定值存儲模塊、校正條件判斷模塊、自學習模塊、自學習啟動條件判斷模塊，所述自學習模塊用于校正過量空氣系數，其輸入端與過量空氣系數標定值存儲模塊、校正條件判斷模塊、自學習啟動條件判斷模塊、寬域氧傳感器的輸出端電連。

所述校正條件判斷模塊包括車輛正常行駛狀態判斷模塊、燃油閉環控制條件判斷模塊，所述車輛正常行駛狀態判斷模塊、燃油閉環控制條件判斷模塊的輸出端均與自學習模塊的輸入端電連。

所述裝置還包括車輛掛擋滑行狀態判斷模塊、發動機轉速檢測模塊、環境濕度檢測模塊，所述車輛掛擋滑行狀態判斷模塊、發動機轉速檢測模塊的輸出端均與自學習啟動條件判斷模塊的輸入端電連。

一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置的使用方法，依次包括以下步驟：

s1、所述自學習啟動條件判斷模塊實時判斷是否滿足自學習啟動條件，若是，執行s2；

s2、所述自學習模塊接收來自寬域氧傳感器的過量空氣系數檢測值信號和過量空氣系數標定值存儲模塊的信號后計算出過量空氣系數檢測值與過量空氣系數標定值的比值，并記為factor；

s3、所述校正條件判斷模塊實時判斷是否滿足校正條件，若是，執行s4；

s4、所述寬域氧傳感器將當前檢測到的過量空氣系數信號值發送至自學習模塊，隨后自學習模塊將該過量空氣系數信號值除以factor得到校正后的信號值，并將該校正后的信號值在過量空氣系數與信號值的函數關系表中所對應的過量空氣系數作為校正后的過量空氣系數。

所述校正條件判斷模塊包括車輛正常行駛狀態判斷模塊、燃油閉環控制條件判斷模塊，所述車輛正常行駛狀態判斷模塊、燃油閉環控制條件判斷模塊的輸出端均與自學習模塊的輸入端電連；

步驟s3中，所述校正條件為車輛處于正常行駛狀態且滿足燃油閉環控制條件。

所述裝置內還設置有車輛掛擋滑行狀態判斷模塊、發動機轉速檢測模塊、環境濕度檢測模塊，所述車輛掛擋滑行狀態判斷模塊、發動機轉速檢測模塊的輸出端均與自學習啟動條件判斷模塊的輸入端電連；

步驟s1中，所述自學習啟動條件為環境濕度小于設定值，車輛在連續的時間t內處于掛擋滑行狀態且發動機轉速不低于設定值。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置包括過量空氣系數標定值存儲模塊、校正條件判斷模塊、自學習模塊、自學習啟動條件判斷模塊，自學習模塊用于校正過量空氣系數，其輸入端與過量空氣系數標定值存儲模塊、校正條件判斷模塊、自學習啟動條件判斷模塊、寬域氧傳感器的輸出端電連，使用時，自學習啟動條件判斷模塊控制激活自學習模塊，自學習模塊先計算得到自學習啟動條件下過量空氣系數檢測值與過量空氣系數標定值的比值factor，當校正條件判斷模塊檢測車輛工況滿足校正條件時，自學習模塊將該工況下寬域氧傳感器測得的過量空氣系數信號值除以factor后所對應的過量空氣系數作為校正后的過量空氣系數，該設計實現了對過量空氣系數及時、有效的校正，不僅保證了寬域氧傳感器實測的過量空氣系數的真實性，使得發動機能夠有效發揮其性能特性，而且也延長了寬域氧傳感器的使用壽命。因此，本發明不僅保證了寬域氧傳感器實測的過量空氣系數的真實性，而且延長了寬域氧傳感器的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖。

圖中：過量空氣系數標定值存儲模塊1、校正條件判斷模塊2、車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22、自學習模塊3、自學習啟動條件判斷模塊4、寬域氧傳感器5、車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7、環境濕度檢測模塊8。

具體實施方式

下面結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

參見圖1，一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置，包括過量空氣系數標定值存儲模塊1、校正條件判斷模塊2、自學習模塊3、自學習啟動條件判斷模塊4，所述自學習模塊3用于校正過量空氣系數，其輸入端與過量空氣系數標定值存儲模塊1、校正條件判斷模塊2、自學習啟動條件判斷模塊4、寬域氧傳感器5的輸出端電連。

所述校正條件判斷模塊2包括車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22，所述車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22的輸出端均與自學習模塊3的輸入端電連。

所述裝置還包括車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7、環境濕度檢測模塊8，所述車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7的輸出端均與自學習啟動條件判斷模塊4的輸入端電連。

一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置的使用方法，依次包括以下步驟：

s1、所述自學習啟動條件判斷模塊4實時判斷是否滿足自學習啟動條件，若是，執行s2；

s2、所述自學習模塊3接收來自寬域氧傳感器5的過量空氣系數檢測值信號和過量空氣系數標定值存儲模塊1的信號后計算出過量空氣系數檢測值與過量空氣系數標定值的比值，并記為factor；

s3、所述校正條件判斷模塊2實時判斷是否滿足校正條件，若是，執行s4；

s4、所述寬域氧傳感器5將當前檢測到的過量空氣系數信號值發送至自學習模塊3，隨后自學習模塊3將該過量空氣系數信號值除以factor得到校正后的信號值，并將該校正后的信號值在過量空氣系數與信號值的函數關系表中所對應的過量空氣系數作為校正后的過量空氣系數。

所述校正條件判斷模塊2包括車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22，所述車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22的輸出端均與自學習模塊3的輸入端電連；

步驟s3中，所述校正條件為車輛處于正常行駛狀態且滿足燃油閉環控制條件。

所述裝置還包括車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7、環境濕度檢測模塊8，所述車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7的輸出端均與自學習啟動條件判斷模塊4的輸入端電連；

步驟s1中，所述自學習啟動條件為環境濕度小于設定值，車輛在連續的時間t內處于掛擋滑行狀態且發動機轉速不低于設定值。

本發明的原理說明如下：

本發明提供了一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置及其使用方法，使寬域氧氧傳感器在使用的過程中能在滿足自學習條件下激活自身特性校正功能，以在空氣中的氧濃度作為參考值來及時校正氧傳感器的特性，當不滿足自學習條件時則會使用當前已經自學習得到的factor值。

自學習啟動條件：當整車處于掛擋滑行狀態時，如果發動機轉速不低于某設定轉速，此時發動機會切斷燃油噴射，整個發動機的進排氣管道內都流動的是純空氣。如果該狀態持續了一段時間，則認為已具備了把當前狀態下氧濃度對應的電壓值作為參考值的條件一；如果ecu所測的環境濕度小于某設定值，則認為此時的空氣濕度滿足適合氧傳感器特性修正的條件二。當條件一、二都滿足就會激活自學習模塊3。

本發明所述車輛正常行駛是指車輛處于非掛擋滑行狀態。

實施例1：

參見圖1，一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置，包括過量空氣系數標定值存儲模塊1、校正條件判斷模塊2、自學習模塊3、自學習啟動條件判斷模塊4、車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7、環境濕度檢測模塊8，所述校正條件判斷模塊2包括車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22，所述自學習模塊3用于校正過量空氣系數，其輸入端與過量空氣系數標定值存儲模塊1、車輛正常行駛狀態判斷模塊21、燃油閉環控制條件判斷模塊22、自學習啟動條件判斷模塊4、寬域氧傳感器5的輸出端電連，所述車輛掛擋滑行狀態判斷模塊6、發動機轉速檢測模塊7的輸出端均與自學習啟動條件判斷模塊4的輸入端電連。

一種寬域氧傳感器的特性自學習裝置的使用方法，依次包括以下步驟：

s1、所述自學習啟動條件判斷模塊4實時判斷是否滿足自學習啟動條件，若是，執行s2，其中，所述自學習啟動條件為環境濕度小于設定值、車輛在連續的時間t內處于掛擋滑行狀態且發動機轉速不低于設定值；

s2、所述自學習模塊3接收來自寬域氧傳感器5的過量空氣系數檢測值信號和過量空氣系數標定值存儲模塊1的信號后計算出過量空氣系數檢測值與過量空氣系數標定值的比值，并記為factor；

s3、所述校正條件判斷模塊2實時判斷是否滿足校正條件，若是，執行s4，其中，所述校正條件為車輛處于正常行駛狀態且滿足燃油閉環控制條件；

s4、所述寬域氧傳感器5將當前檢測到的過量空氣系數信號值發送至自學習模塊3，隨后自學習模塊3將該過量空氣系數信號值除以factor得到校正后的信號值，并將該校正后的信號值在過量空氣系數與信號值的函數關系表中所對應的過量空氣系數作為校正后的過量空氣系數。

為考察本發明方法的有效性，本實施例進行了以下試驗：

在發動機臺架上進行非掛擋滑行工況下的試驗，經過幾十小時后，發動機的功率下降了5%左右，此時更換新的寬域氧氧傳感器，隨后對發動機再次進行無掛擋滑行工況下的試驗，發動機的功率馬上恢復；使用本發明方法并加上掛擋滑行工況后，發動機功率在幾百個小時的持續試驗中無明顯變化。

上述試驗說明本發明方法能夠實現對過量空氣系數及時、有效的校正。