CN102108906B - 发动机控制参数调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机控制参数调整方法，宽域氧传感器检测车尾气氧含量输出模拟电压信号；对模拟电信号实施采样得到的尾气氧含量采样电压根据基准参考电平的变化进行相应补偿，转换为补偿后电流标量；根据多个连续尾气氧含量采样电压得到的多个补偿后电流标量，转换为相应的电流真值；查表得到电流真值对应的空气过量系数；车尾气氧含量分析仪根据空气过量系数进行分析评定，得到对发动机控制参数进行调整的目标数据，以提供给发动机控制单元调整发动机控制参数。本发明发动机控制参数调整方法，能对发动机控制参数进行精确调整，并且运算量小，硬件要求低，成本低。

Description

发动机控制参数调整方法

技术领域

本发明涉及汽车技术，特别涉及一种发动机控制参数调整方法。

背景技术

汽车的广泛使用导致了环境的污染越发严重，为此，世界各国均制定了严苛的排放标准，以降低有害气体的排放。同时低效率的发动机浪费了大量的能源，特别在石油资源日益紧张的今天，成为急需解决的问题。如何使汽车减小污染，提高燃油效率成为汽车行业关注的重点。各大汽车厂商都花大力气用于研发，以达到上述目标。

氧离子的一种特性是在高温时易于移动，基于此特性的宽域氧传感器通常是将氧化锆烧结成管状，并在内层与外层涂上Pt(氧化触媒)，当氧离子移动时即会产生电动势，而电动势的大小是依氧化锆两侧的Pt所接触到的氧而定。宽域氧传感器安装在车排气管处，一层Pt面同大气接触，所以氧气浓度高，另一层Pt与汽车排出尾气接触，氧气浓度低，当空燃比较小时，排放的废气所含的氧相对地减少，因此氧化锆两侧的Pt所接触到的氧气高低落差大，所产生的电动势也相对高(将近1V)；当空燃比较大时，燃料燃烧完排出尾气所多余的氧气较多，氧化锆两侧的Pt层的氧气落差小，因此所产生的电动势低(将近0V)，如图1所示。

为提高发动机的燃烧效率，需要调整发动机控制参数。通常，是在汽车排气管安装宽域氧传感器，宽域氧传感器输出模拟电压信号，用车尾气氧含量分析仪通过对宽域氧传感器输出的模拟电压信号进行处理后得到标称汽车尾气氧含量的空气过量系数λ，然后车尾气氧含量分析仪根据空气过量系数λ进行分析评定，得到对发动机控制参数进行调整的目标数据，例如得到对发动机空燃比进行调整的目标数据。发动机空燃比的可控范围较广，当处于0.7到32.7之间时，均为可控量程。当实际空燃比位于理论空燃比，即0.9到1.1之间时，控制精度要求骤升至3‰，这就要求车尾气氧含量分析仪用于进行分析评定的空气过量系数λ有足够高的精度，但宽域氧传感器输出的模拟电压信号，以5V宽域氧传感器基准电压设定换算，当宽域氧传感器基准电压变化引起模拟电压信号每波动0.013mv，则对宽域氧传感器输出的模拟电压信号进行处理后得到标称汽车尾气氧含量的空气过量系数λ的波动将超过3‰，难以满足车尾气氧含量分析仪进行分析评定对空气过量系数λ的精度要求，无法得到对发动机控制参数进行调整的高精度目标数据。

为了满足对空气过量系数λ的高精度要求，现有车尾气氧含量分析仪对宽域氧传感器输出的模拟电压信号进行处理以得到高精度空气过量系数λ方法，通常是对宽域氧传感器输出的模拟电压信号采用流体力学结合燃烧分析，通过一系列复杂的数据阵列算法，运算而得到高精度空气过量系数λ，这使得硬件结构相当复杂，制造成本居高不下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种发动机控制参数调整方法，能对发动机控制参数进行精确调整，并且运算量小，硬件要求低，成本低。

为解决上述技术问题，本发明的发动机控制参数调整方法，包括以下步骤：

一种发动机控制参数调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

一.将宽域氧传感器安装在汽车排气管处，检测车尾气氧含量，输出尾气氧含量模拟电压信号；

二.对宽域氧传感器输出的尾气氧含量模拟电压信号实施采样得到尾气氧含量采样电压U_A1，同时对宽域氧传感器的基准参考电平进行采样，得到基准参考电平采样电压U_A2，通过以下公式将采样得到的尾气氧含量采样电压U_A1转换为补偿后电流标量，

$I_{p2}=\frac{(U_{A1}-U_{A2}+a)*b}{c}$

其中I_p2为补偿后电流标量，U_A1为尾气氧含量采样电压，U_A2为基准参考电平采样电压，a为微调量，b为增益系数，c为电回路特征系数，取决于车尾气氧含量分析仪板体电回路特性；

三.根据多个连续尾气氧含量采样电压得到的多个补偿后电流标量，依以下公式转换为相应的电流真值，

$I_{\mathrm{pn}}=\frac{\underset{i=n-d}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{p2i}}{d}*e+f$

其中，d为算术平均采样量，为正整数，n为大于d的正整数，I_p2i为第i个尾气氧含量采样电压补偿后电流标量，I_p电流真值，I_pn为在采集到第n个尾气氧含量采样电压时转换得到的电流真值，e为电流曲线扩张系数，f为电流收缩点误差补偿值；

四.查表得到电流真值I_p对应的空气过量系数λ；

五.车尾气氧含量分析仪根据步骤四得到的空气过量系数λ进行分析评定，得到对发动机控制参数进行调整的目标数据，以提供给发动机控制单元，调整发动机控制参数。

所述表是基于电流真值I_p与空气过量系数λ的图表，所述图表是根据实验实际采样得到的电流真值及其相对应的空气过量系数λ的数据所构建。

在查表时，根据表中的离散的值通过分段线性插值得到与电流真值对应的空气过量系数λ的数值。

-0.15≤a≤0.1，500≤b≤1200，320≤c≤840。

0.6082≤e≤0.9753，-0.015≤f≤0.002。

本发明的发动机控制参数调整方法，将对宽域氧传感器输出的尾气氧含量模拟电压信号实施采样得到的尾气氧含量采样电压根据宽域氧传感器的基准参考电平的变化进行相应补偿得到补偿后电流标量，消除了由于宽域氧传感器电系动态波动而带来的固定误差；将补偿后电流标量通过数学模型转换，得到电流真值，所述数学模型通过将一定采样量补偿后电流标量进行算数平均，并辅之以参数的设定调整，进一步消除了在得到上述补偿后电流标量时由于采样瞬间的偶然性因素导致的误差，得到更精确的宽域氧传感器的基准参考电平为理想稳定状态的电流真值，然后根据该电流真值通过查表得到空气过量系数λ，由于电流真值受宽域氧传感器的采样基准参考电平的变化影响极小，精度很高，所以得到的空气过量系数λ受宽域氧传感器的采样基准参考电平的变化影响极小，精度很高，能对发动机控制参数进行精确调整，而且通过查表的方式得到空气过量系数λ，运算量小硬件要求低，实现成本较低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是宽域氧传感器产生的电动势同空燃比关系示意图；

图2是本发明的发动机控制参数调整方法一实施方式示意图；

图3是电流真值-空气过量系数图表示意图。

具体实施方式

本发明的发动机控制参数调整方法一实施方式如图2所示，包括以下步骤。

一.将宽域氧传感器安装在汽车排气管处，检测车尾气氧含量，输出尾气氧含量模拟电压信号。

二.对宽域氧传感器输出的尾气氧含量模拟电压信号实施精准采样得到尾气氧含量采样电压U_A1，同时对宽域氧传感器的基准参考电平进行采样，得到基准参考电平采样电压U_A2，通过以下公式将采样得到的尾气氧含量采样电压U_A1转换为补偿后电流标量，

$I_{p2}=\frac{(U_{A1}-U_{A2}+a)*b}{c}$

其中I_p2为补偿后电流标量，U_A1为尾气氧含量采样电压，U_A2为基准参考电平采样电压；a为微调量，为常数，-0.15≤a≤0.1，例如取值0.05；b为增益系数，为常数，500≤b≤1200，例如取值800；c为电回路特征系数，仅取决于车尾气氧含量分析仪板体电回路特性，320≤c≤840，例如取值560。

所述补偿后电流标量对应于宽域氧传感器的基准参考电平采样电压U_A2的变化而相应变化，使得补偿后电流标量基准曲线能够跟随宽域氧传感器的基准参考电平的微小波动而变化，减小由于宽域氧传感器电系动态波动而带来的固定误差。

三.根据多个连续尾气氧含量采样电压得到的多个补偿后电流标量，依以下公式转换为相应的电流真值，

$I_{\mathrm{pn}}=\frac{\underset{i=n-d}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{p2i}}{d}*e+f$

其中，d为算术平均采样量，为正整数，例如可以设定为10、200、3000等，n为大于d的正整数，I_p2i为第i个尾气氧含量采样电压补偿后电流标量，I_p电流真值，I_pn为在采集到第n个尾气氧含量采样电压时转换得到的电流真值，e为电流曲线扩张系数，0.6082≤e≤0.9753，例如取值0.7005；f为电流收缩点误差补偿值，-0.015≤f≤0.002，例如取值0.0012。

四.查表得到电流真值I_p对应的空气过量系数λ，所述表如图3所示，是基于电流真值I_p与空气过量系数λ的图表，所述表是根据实验实际采样得到的大量电流真值及其相对应的空气过量系数λ的数据所构建。在查表时，根据表中的离散的值通过分段线性插值得到与电流真值对应的空气过量系数λ的数值。图3所示为空气过量系数λ的数值在0.9～1.1之间的示意图。

五.车尾气氧含量分析仪根据步骤四得到的空气过量系数λ进行分析评定，得到对发动机控制参数进行调整的目标数据，以提供给发动机控制单元，调整发动机控制参数。

本发明的发动机控制参数调整方法，将对宽域氧传感器输出的尾气氧含量模拟电压信号实施采样得到的尾气氧含量采样电压根据宽域氧传感器的基准参考电平的变化进行相应补偿得到补偿后电流标量，消除了由于宽域氧传感器电系动态波动而带来的固定误差；将补偿后电流标量通过数学模型转换，得到电流真值，所述数学模型通过将一定采样量补偿后电流标量进行算数平均，并辅之以参数的设定调整，进一步消除了在得到上述补偿后电流标量时由于采样瞬间的偶然性因素导致的误差，得到更精确的宽域氧传感器的基准参考电平为理想稳定状态的电流真值，然后根据该电流真值通过查表得到空气过量系数λ，由于电流真值受宽域氧传感器的采样基准参考电平的变化影响极小，精度很高，所以得到的空气过量系数λ受宽域氧传感器的采样基准参考电平的变化影响极小，精度很高，能对发动机控制参数进行精确调整，而且通过查表的方式得到空气过量系数λ，运算量小硬件要求低，实现成本较低。

Claims (5)

1.一种发动机控制参数调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

一.将宽域氧传感器安装在汽车排气管处，检测车尾气氧含量，输出尾气氧含量模拟电压信号；

二.对宽域氧传感器输出的尾气氧含量模拟电压信号实施采样得到尾气氧含量采样电压U_A1，同时对宽域氧传感器的基准参考电平进行采样，得到基准参考电平采样电压U_A2，通过以下公式将采样得到的尾气氧含量采样电压U_A1转换为补偿后电流标量，

$I_{p2}=\frac{(U_{A1}-U_{A2}+a)*b}{c}$

其中I_p2为补偿后电流标量，U_A1为尾气氧含量采样电压，U_A2基准参考电平采样电压，a为微调量，b为增益系数，c为电回路特征系数，取决于车尾气氧含量分析仪板体电回路特性；

三.根据多个连续尾气氧含量采样电压得到的多个补偿后电流标量，依以下公式转换为相应的电流真值，

$I_{\mathrm{pn}}=\frac{\underset{i=n-d}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{p2i}}{d}*e+f$

其中，d为算术平均采样量，为正整数，n为大于d的正整数，I_p2i为第i个尾气氧含量采样电压补偿后电流标量，I_p电流真值，I_pn为在采集到第n个尾气氧含量采样电压时转换得到的电流真值，e为电流曲线扩张系数，f为电流收缩点误差补偿值；

四.查表得到电流真值I_p对应的空气过量系数λ；

五.车尾气氧含量分析仪根据步骤四得到的空气过量系数λ进行分析评定，得到对发动机控制参数进行调整的目标数据，以提供给发动机控制单元，调整发动机控制参数；

所述表是基于电流真值I_p与空气过量系数λ的图表，所述图表是根据实验实际采样得到的电流真值及其相对应的空气过量系数λ的数据所构建；

在查表时，根据表中的离散的值通过分段线性插值得到与电流真值对应的空气过量系数λ的数值。

2.根据权利要求1所述的发动机控制参数调整方法，其特征在于，-0.15≤a≤0.1，500≤b≤1200，320≤c≤840。

3.根据权利要求1所述的发动机控制参数调整方法，其特征在于，a＝0.05，b＝800，c＝560。

4.根据权利要求1所述的发动机控制参数调整方法，其特征在于，0.6082≤e≤0.9753，-0.015≤f≤0.002。

5.根据权利要求1所述的发动机控制参数调整方法，其特征在于，e＝0.7005，f＝0.0012。

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