CN101532915B - 汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于包括下列步骤：(1)发动机台架试验、(2)车辆检查、(3)车辆优化调试、(4)车辆工况法调试和(5)车载自诊断系统调试，所述车载自诊断系统调试包括氧传感器老化试验、失火检测试验、临界催化器判定试验、零部件诊断试验、三高实验和验证试验，通过本发明的标定方法将待标定车辆通过各种试验得到的相关标定参数写入行车电脑(ECU)中，使所述待标定车辆的排放物达到国家排放标准，车载自诊断系统(OBD)通过国家验收从而达到上市要求，并使所述待标定车辆的经济性、动力性、驾驶性达到最佳，满足消费者需要。
Description
技术领域
本发明涉及汽车检测领域，尤其涉及一种汽车尾气排放及车载自诊断的标定方法。
背景技术
随着我国汽车工业的发展，国内的汽车使用量大幅度上升，对汽车尾气排放和车载自诊断系统(OBD)的标定等的相关技术要求也越来越高。
目前，我国汽车的排放标准等效于欧洲排放标准，采用的是2007年实施的国IV排放标准，在实施国IV标准以后，OBD在线故障诊断软件则必须安装。新型汽车产品在出厂之前都要进行国IV+OBD系统的标定，只有标定合格后的产品才能投入市场使用，而国IV+OBD系统标定的核心技术主要掌握在美、日、欧等几家跨国公司手中，国内生产的汽车，国IV+OBD系统的标定都是由这几家跨国公司完成的，但我国目前生产的汽车有上千个品种，几家跨国公司一年只能完成数十种汽车的标定工作，没有完成国IV+OBD系统的标定工作和标定结果不合格的汽车则不能投入市场使用，而国内目前在国IV+OBD系统的标定技术方面仍处于空白，严重阻碍了国内新型汽车的上市和汽车工业的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法。
本发明采用的技术方案是：
一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，包括下列步骤：(1)发动机台架试验，所述发动机台架试验的项目包括充气效率、最佳点火角和动力加浓；(2)车辆检查，所述车辆检查包括所述待标定车辆的传感器和执行器位置的检查；(3)车辆优化调试，所述车辆优化调试包括所述待标定车辆驾驶性的调试；(4)车辆工况法调试，所述车辆工况法调试包括所述待标定车辆的尾气排放分析；(5)车载自诊断系统调试，所述车载自诊断系统调试包括氧传感器老化试验、失火检测试验、临界催化器判定试验和零部件诊断试验；(6)三高试验，所述三高试验包括所述待标定车辆在高寒、高温和高原地区运行时，各个传感器和执行器的工作状态试验；(7)验证试验，所述验证试验为验证所述待标定车辆的标定结果。
所述的步骤(1)中所述充气效率通过调整待标定车辆的氧传感器的电压值来调整；所述最佳点火角通过确定发动机扭矩最高时的最小点火角来确定；所述动力加浓通过确定所述发动机的扭矩最高时的空燃比值来确定。
所述的步骤(2)是通过人工的方式来检查所述待标定车辆上的各个传感器和执行器的安装位置并确定合适位置。
所述的步骤(3)是初步调试所述待标定车辆的驾驶性并采集所述各个传感器和执行器的信号信息，将所述信号信息与所述各个传感器和执行器在所述待标定车辆的系统工作时的正常信息相比较。
所述的步骤(4)首先将所述待标定车辆浸置一段时间，试验前 将排气采样管插入所述待标定车辆的排气管中并做好密封，运行十五工况法并分别采集尾气，通过尾气分析仪对采集到的所述尾气和采集过程进行综合性分析，所述综合性分析的内容包括采样结果、过程数据和开发工具的采样数据，将排放结果与GB-18352.3的排放要求进行比较。
所述的步骤(5)中：所述氧传感器老化试验通过氧传感器模拟器对所述氧传感器的信号进行滤波处理，使所述信号的波形与老化的氧传感器传输的信号波形相同，通过所述氧传感器模拟器模拟不同程度的所述氧传感器的老化程度，进行排放实验，将所得到的排放结果与所述车载自诊断系统的限值进行比较，并将所述排放结果在所述车载自诊断系统的限值80％至90％的对应模拟值输入所述待标定车辆的行车电脑中；
所述失火检测试验通过失火发生器强制所述发动机的任意一缸失火，从1％开始不断调整失火率并每次进行排放实验，将所得到的排放结果与所述车载自诊断系统的限值进行比较，并将所述排放结果在所述车载自诊断系统的限值80％至90％的对应模拟值输入所述行车电脑中；
所述临界催化器判定试验，首先使用所述待标定车辆厂家提供的临界催化器先进行排放实验，选取使所得到的排放值接近所述车载自诊断系统的限值的催化器进行催化器的储氧时间测定，将采集到的信息进行统计分析，将分析后临界催化器的储氧时间输入所述车载电脑；
所述零部件诊断试验是对与所述各个传感器和执行器输入和输出相关的零部件的电路进行测试并判断所述各个传感器输入值的合理性。
所述的步骤(6)为将所述待标定车辆分别停放在高寒、高温和高原的恶劣的环境中，经过一段时间的浸置，使所述待标定车辆起动工作，采集所述各个传感器的数据并分析，检验所述待标定车辆是否能够正常运行、是否出现故障和所述各个传感器和执行器是否出现误报的情况。
所述的步骤(7)是将所有的标定后的数据综合后使所述待标定车辆正常工作，检验是否达到标定的预期目的。
所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，能够通过机加工的方法调整所述各个传感器和执行器的位置使所述各个传感器和执行器匹配所述发动机；能够通过调整所述待标定车辆的所述氧传感器的振幅和震荡频率、喷油嘴开启的通断、点火时间和步进马达的步数调整所述待标定车辆的排放结果。
所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，硬件方面包括电脑、发动机线束、Break Box和所述各个传感器和执行器的模拟器或控制器，所述发动机线束连接所述行车电脑与所述各个传感器和执行器，所述Break Box连接所述行车电脑和所述线束，所述模拟器或控制器在需要时连接在所述各个传感器和执行器与所述线束之间，所述电脑在需要时与所述行车电脑相连，所述电脑通过所述行车电脑和所述线束接收来自所述模拟器或控制器采集到的来自所述各个传 感器和执行器的信号，通过人工分析进行检测，所述电脑能够修改所述行车电脑内的数据；软件方面配合使用发动机管理系统，例如德尔福MT20U2发动机管理系统或自行设计的发动机管理系统，所述发动机管理系统以MT20U2发动机控制模块(ECM)为核心，所述发动机控制模块匹配所述发动机，所述发动机控制模块硬件上采用16位微处理器，软件上采用德尔福模块化C语言编写的第二代控制软件。
本技术方案的有益效果：本发明提供的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，能够使待标定车辆模拟各种实际路况进行试验，并将得到的相关标定参数写入行车电脑(ECU)中，使所述待标定车辆的排放物达到国家排放标准，车载自诊断系统(OBD)通过国家验收从而达到上市要求，并使所述待标定车辆的经济性、动力性和驾驶性等性能达到最佳，满足消费者的需求。
附图说明
图1为汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，包括下列步骤：(1)发动机台架试验、(2)车辆检查、(3)车辆优化调试、(4)车辆工况法调试、(5)车载自诊断系统调试、(6)三高试验和(7)验证试验。
所述的汽车尾气及车载自诊断系统的标定方法，硬件方面包括电脑、发动机线束、Break Box和所述各个传感器和执行器的模拟器或 控制器，还包括万用表和示波器等测量工具，所述发动机线束连接所述行车电脑与所述各个传感器和执行器，所述Break Box连接所述行车电脑和所述线束，所述模拟器或控制器在需要时连接在所述各个传感器和执行器与所述线束之间，所述电脑在需要时与所述行车电脑相连，所述电脑通过所述行车电脑和所述线束接收来自所述模拟器或控制器采集到的来自所述各个传感器和执行器的信号，通过人工分析进行检测，所述电脑能够修改所述行车电脑内的数据；软件方面配合使用发动机管理系统，所述发动机管理系统可以为德尔福MT20U2发动机管理系统或自行设计的发动机管理系统，所述发动机管理系统以MT20U2发动机控制模块(ECM)为核心，所述发动机控制模块匹配所述发动机，所述发动机控制模块硬件上采用16位微处理器，软件上采用德尔福模块化C语言编写的第二代控制软件。
所述发动机台架试验的项目包括充气效率、最佳点火角和动力加浓，将所述待标定车辆的发动机固定在专业标定实验室内的试验台架上，将所述电脑和所述发动机管理系统与所述行车电脑(ECU)连接，发动所述发动机，使用万用表测量所述氧传感器的电压，通过所述电脑和所述发动机管理系统调节影响所述充气效率的参数，当所述万用表显示的电压维持在所述氧传感器的中值电压450mv左右时，确定影响所述充气效率的参数，并通过所述电脑编辑或修改所述参数，最后储存在所述行车电脑(ECU)中；使用测功机对所述待标定车辆进行多次扭矩测量试验，得到发动机在不同转速下的扭矩，经过对比得出最高的扭矩值，将发动机扭矩最高时的点火角确定为最佳点火角；所 述动力加浓通过所述发动机在扭矩最高时的空燃比值来确定。
所述发动机台架试验后进行所述车辆检查，所述车辆检查是通过人工的方式来检查所述待标定车辆上的各个传感器和执行器的安装位置是否合适，如果合适进行下一步工作，如果不合适通过机加工的方法来使所述各个传感器和执行器匹配所述发动机。
所述车辆检查无状况后进行所述车辆优化调试，起动所述待标定车辆，通过所述万用表和示波器对各个传感器和执行器的信号进行采集，将采集到的所述信号与所述各个传感器和执行器在所述待标定车辆的系统工作时的正常信息相比较，检查采集的所述各个传感器和执行器的信号是否出现异常，如果正常进行下一步工作，如果所述各个传感器和执行器中有一个或部分采集到的所述信号出现异常，将所述电脑与所述行车电脑(ECU)连接，调节所述行车电脑(ECU)中的影响所述传感器和执行器信号的参数，直到再次采集到的信号无异常为止。
接下来对所述待标定车辆进行车辆工况法调试，首先将所述待标定车辆在标定实验室中浸置一段时间(12小时左右)，将排气采样管插入所述待标定车辆的排气管中，并做好密封，确保尾气不泄露，使所述待标定车辆运行十五工况法，在每个工况下采集排出的尾气，通过尾气分析仪对采样结果、过程数据及开发工具的采样数据综合进行分析并记录，开发工具的采样数据又包括所述各个传感器和执行器反馈的波形图及电压值经滤波后的线性信息，将采集到的所述数据与GB-18352.3的排放要求进行对比，如采集到的所述数据符合 GB-18352.3则不需要调整，如采集到的所述数据不符合GB-18352.3的排放标准，将所述电脑和所述发动机管理系统与所述行车电脑(ECU)连接，通过所述电脑和所述发动机管理系统调整所述行车电脑(ECU)中的控制氧传感器的振幅和振荡频率、喷油嘴开启的通断和步进马达的步数合理等的参数，直到十五工况法运行下采集到的尾气的分析数据符合GB-18352.3的排放标准。
然后进行所述的车载自诊断系统调试，包括氧传感器老化试验、失火检测试验、临界催化器判定试验和零部件诊断试验。
所述氧传感器老化试验先将氧传感器模拟器与所述氧传感器连接，通过所述氧传感器模拟器对所述氧传感器在工作状态下的输出信号做滤波处理，通过示波器采集处理后的信号，通过对比和调整，使所述氧传感器模拟器滤波处理后的信号能够模拟老化的氧传感器输出的信号，并通过所述发动机线束和所述Break Box输入到所述行车电脑(ECU)中，通过所述氧传感器模拟器模拟所述氧传感器的不同老化状态，并分别进行排放试验，将排放结果的分析数据记录下来，与OBD排放限值进行比较，挑选出在OBD排放限值85％左右的对应模拟值通过所述电脑和所述发动机管理系统输入所述行车电脑(ECU)中，使车辆能够在所述氧传感器老化到此状态时自动提示并亮灯，从而达到自动监控车辆排放的目的。
所述失火检测试验，将失火发生器与所述发动机相连，通过失火发生器强制所述发动机的任意一缸失火，从1％开始不断调整失火率并每次进行排放实验，将所得到的排放结果记录，再通过所述失火发 生器强制所述发动机的另一缸失火，从1％开始不断调整失火率并每次进行排放实验，将所得到的排放结果记录，如此经过大量的试验，将所得到的排放结果与OBD排放限值进行比较，挑选出在OBD排放限值85％左右的对应模拟值通过所述电脑和所述发动机管理系统输入所述行车电脑(ECU)中，使所述发动机的失火率在此情况时自动提示并亮灯，从而达到自动监控车辆的目的。
所述临界催化器判定试验，首先使用所述待标定车辆厂家提供的临界催化器先进行排放实验，将排放结果记录并与OBD的限值进行比较，选取使所得到的排放值接近所述OBD的限值的催化器，使用选取后的临界催化器进行催化器的储氧时间测定，将采集到的信息进行统计分析(需40组数据，同时需在不少于两辆车上进行)，将分析后临界催化器的储氧时间通过所述电脑和所述发动机管理系统输入所述行车电脑(ECU)中并存储，使在不高于3次的储氧时间达到此值的排放试验中自动提示并亮灯。
所述零部件诊断试验是对与所述各个传感器和执行器输入和输出相关的零部件的电路进行测试并判断所述各个传感器输入值的合理性，使得在出现可能导致排放超标的故障时能够自动提示并亮灯。
在进行完所述车载自诊断系统调试后对所述待标定车辆进行所述三高试验，所述三高试验包括高寒试验、高温试验和高原试验，将所述待标定车辆停放在高寒、高温和高原的恶劣环境中浸置一段时间，使所述待标定车辆启动工作，根据所述待标定车辆的运行状况对所述待标定车辆进行冷起动试验、重复起动试验、节气门标定试验、 驾驶性评价试验、怠速稳定性试验、故障诊断试验和车载自诊断系统调试试验，并通过采集设备采集所述各个传感器和执行器的信号，通过对采集到的信号的分析，检验所述待标定车辆在恶劣的环境中是否能够正常运行、是否出现故障和车载自诊断系统是否出现误报的情况，如出现以上情况，将所述电脑和所述发动机管理系统与所述行车电脑(ECU)连接，并通过所述电脑和所述发动机管理系统修正所述行车电脑(ECU)中的数据，使所述待标定车辆能够在恶劣的环境下运行正常。
最后对所述待标定车辆进行所述验证试验，将所有的标定数据综合后使所述待标定车辆正常工作，检验是否达到标定的预期目的，或提取批产车进行验证，对比数据是否与所述待标定车辆有较大的不同。
Claims (10)
1.一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于包括下列步骤：(1)发动机台架试验，所述发动机台架试验的项目包括充气效率、最佳点火角和动力加浓；(2)车辆检查，所述车辆检查包括所述待标定车辆的传感器和执行器位置的检查；(3)车辆优化调试，所述车辆优化调试包括所述待标定车辆驾驶性的调试；(4)车辆工况法调试，所述车辆工况法调试包括所述待标定车辆的尾气排放分析；(5)车载自诊断系统调试，所述车载自诊断系统调试包括氧传感器老化试验、失火检测试验、临界催化器判定试验和零部件诊断试验；(6)三高试验，所述三高试验包括所述待标定车辆在高寒、高温和高原地区运行时，各个传感器和执行器的工作状态试验；(7)验证试验，所述验证试验为验证所述待标定车辆的标定结果。
2.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(1)中所述充气效率通过调整待标定车辆的氧传感器的电压值来调整；所述最佳点火角通过确定发动机扭矩最高时的最小点火角来确定；所述动力加浓通过确定所述发动机的扭矩最高时的空燃比值来确定。
3.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(2)是通过人工的方式来检查所述待标定车辆上的各个传感器和执行器的安装位置并确定合适位置。
4.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(3)初步调试所述待标定车辆的驾驶 性并采集所述各个传感器和执行器的信号信息，将所述信号信息与所述各个传感器和执行器在所述待标定车辆的系统工作时的正常信息相比较。
5.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(4)首先将所述待标定车辆浸置一段时间，试验前将排气采样管插入所述待标定车辆的排气管中并做好密封，运行十五工况法并分别采集尾气，通过尾气分析仪对采集到的所述尾气和采集过程进行综合性分析，所述综合性分析的内容包括采样结果、过程数据和开发工具的采样数据，将排放结果与GB-18352.3的排放要求进行比较。
6.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(5)中：
所述氧传感器老化试验通过氧传感器模拟器对所述氧传感器的信号进行滤波处理，使所述信号的波形与老化的氧传感器传输的信号波形相同，通过所述氧传感器模拟器模拟不同程度的所述氧传感器的老化程度，进行排放实验，将所得到的排放结果与所述车载自诊断系统的限值进行比较，并将所述排放结果在所述车载自诊断系统的限值80％至90％的对应模拟值输入所述待标定车辆的行车电脑中；
所述失火检测试验通过失火发生器强制所述发动机的任意一缸失火，从1％开始不断调整失火率并每次进行排放实验，将所得到的排放结果与所述车载自诊断系统的限值进行比较，并将所述排放结果在所述车载自诊断系统的限值80％至90％的对应模拟值输入所述行车 电脑中；
所述临界催化器判定试验，首先使用所述待标定车辆厂家提供的临界催化器先进行排放实验，选取使所得到的排放值接近所述车载自诊断系统的限值的催化器进行催化器的储氧时间测定，将采集到的信息进行统计分析，将分析后临界催化器的储氧时间输入所述车载电脑；
所述零部件诊断试验是对与所述各个传感器和执行器输入和输出相关的零部件的电路进行测试并判断所述各个传感器输入值的合理性。
7.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(6)为将所述待标定车辆分别停放在高寒、高温和高原的恶劣的环境中，经过一段时间的浸置，使所述待标定车辆起动工作，采集所述各个传感器的数据并分析，检验所述待标定车辆是否能够正常运行、是否出现故障和所述各个传感器和执行器是否出现误报的情况。
8.如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于所述的步骤(7)是将所有的标定后的数据综合后使所述待标定车辆正常工作，检验是否达到标定的预期目的。
9.如权利要求3或5所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于能够通过机加工的方法调整所述各个传感器和执行器的位置使所述各个传感器和执行器匹配所述发动机；能够通过调整所述待标定车辆的所述氧传感器的振幅和震荡频率、喷油嘴开启 的通断、点火时间和步进马达的步数调整所述待标定车辆的排放结果。
10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于硬件方面包括电脑、发动机线束、Break Box和所述各个传感器和执行器的模拟器或控制器，所述发动机线束连接所述行车电脑与所述各个传感器和执行器，所述Break Box连接所述行车电脑和所述线束，所述模拟器或控制器在需要时连接在所述各个传感器和执行器与所述线束之间，所述电脑在需要时与所述行车电脑相连，所述电脑通过所述行车电脑和所述线束接收来自所述模拟器或控制器采集到的来自所述各个传感器和执行器的信号，通过人工分析进行检测，所述电脑能够修改所述行车电脑内的数据；软件方面配合使用发动机管理系统，所述发动机管理系统为德尔福MT20U2发动机管理系统或自行设计的发动机管理系统，所述发动机管理系统以MT20U2发动机控制模块(ECM)为核心，所述发动机控制模块匹配所述发动机，所述发动机控制模块硬件上采用16位微处理器，软件上采用德尔福模块化C语言编写的第二代控制软件。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110105 Termination date: 20160415 |
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