CN104879228A - 一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法，能够有效改善压力传感器的零点漂移问题，以提高控制可靠性。本发明包括以下步骤：检测发动机的转速是否为零，如果是，则获取压力传感器的零点电压的检测值；获取压力传感器的零点电压的检测值与理论值的差值；利用所述差值对发动机运行时压力传感器所检测到的电压值进行修正。本发明能够实现零点漂移的自适应，从而消除零点漂移对发动机电控的影响，实现发动机的精确控制，优化发动机的性能；本发明通过简单的控制程序即可有效降低零点漂移对检测结果的影响，从而延长了压力传感器的使用寿命，与更改电路硬件的形式相比，节约了购置硬件的成本以及更改电路所需的时间，更加经济高效。

Description

一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法

技术领域

本发明涉及电控发动机技术领域，特别是涉及一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，包括普通的压力传感器以及能够实现压差检测的压差传感器。

目前，在电控发动机技术领域，压力传感器已经成为一种必不可少的部件，但是，实践中存在多种因素造成压力传感器存在零点漂移现象。所谓传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间推移发生变化；相应的，所谓传感器的零点漂移是指在没有任何输入量的情况下，传感器的零点随着时间推移而变化。当传感器产生零点漂移时，会导致检测结果的准确性降低。由于压力传感器是电控发动机的基础，用于采集发动机的各项参数，从而实现对发动机的控制，当压力传感器存在零点漂移时，导致发动机各项参数测量不准确，进而不能对发动机进行精确控制，影响发动机的性能与排放。

针对上述技术问题，现有技术中通常对相关硬件进行改进，例如，在压力传感器的采集电路中增加差动放大电路，以提高检测结果的准确性。但是，上述方式需要更改电路硬件，不仅操作不便，还增加了硬件成本。

因此，如何另辟蹊径，设计一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法，以便在不改变硬件的同时有效改善压力传感器的零点漂移问题，是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法，能够有效改善压力传感器的零点漂移问题，以提高控制可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法，包括以下步骤：

11)检测发动机的转速是否为零，如果是，则获取压力传感器的零点电压的检测值；

21)获取压力传感器的零点电压的检测值与理论值的差值；

31)利用所述步骤21)中的差值对发动机运行时压力传感器所检测到的电压值进行修正。

本发明提供了一种适用于发动机的压力传感器的零点漂移自适应方法，在发动机转速为零的情况下，由于发动机不运转，此时压力传感器应处于零位，则可以获取压力传感器的零点电压的检测值；然后，可以根据零点电压的理论值与检测值得到一个差值，并利用该差值对发动机正常运转时压力传感器所检测到的电压值进行修正，从而使得获取更加真实有效的电压值，消除零点对检测结果的影。

可见，本发明能够实现零点漂移的自适应，从而消除因压力传感器长时间使用产生的零点漂移对发动机电控的影响，实现发动机的精确控制，优化发动机的性能；与此同时，本发明操作简单易行，通过简单的控制程序即可有效降低零点漂移对检测结果的影响，从而延长了压力传感器的使用寿命，与现有技术中更改电路硬件的形式相比，节约了购置硬件的成本以及更改电路所需的时间，更加经济高效。

可选地，所述步骤11)中，如果是，则关闭节流阀，以保证发动机内部无气体流动。

可选地，所述步骤11)中，所述零点电压的检测值为多次采集并滤波后获得的平均值。

可选地，所述步骤11)中，如果否，则继续检测发动机转速是否为零。

可选地，在所述步骤11)和所述步骤21)之间还包括步骤12)：判断所述零点电压的检测值是否处于预定范围内，如果是，则执行步骤21)。

可选地，所述步骤12)中，如果否，则发出压力传感器故障的报警信号。

可选地，所述步骤21)中，以零点电压的理论值减去其检测值作为所述差值；所述步骤31)中，以发动机运行时压力传感器所检测到的电压值减去所述差值作为修正后的电压值。

可选地，在所述步骤21)和所述步骤31)之间还包括步骤22)：判断所述差值的绝对值是否小于预定值，如果否，则执行所述步骤31)。

可选地，所述步骤22)中，如果是，则终止。

附图说明

图1为本发明所提供零点漂移自适应方法在一种具体实施方式中的获取差值的部分流程示意图；

图2为本发明所提供零点漂移自适应方法在一种具体实施方式中的进行修正的部分流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供发动机压力传感器的零点漂移自适应方法，能够有效改善压力传感器的零点漂移问题，以提高控制可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

请参考图1和图2，本发明提供一种零点漂移自适应方法，适用于发动机的压力传感器，以消除因压力传感器的零点漂移而引起的发动机各项参数测量不准确的弊端，进而实现发动机的精确控制，优化发动机的性能，尤其是发动机的排放性能。

详细地，本发明所述的零点漂移自适应方法可以包括以下步骤：

S11：检测并判断发动机是否处于运行状态，即发动机的转速是否为零，如果是，则执行步骤S12；

S12：发动机的ECU控制节流阀关闭，以保证发动机内部没有气体流动，此时压力传感器不会受到外界的压力，理论上讲压力传感器应该处于零点；

S13：采集此时压力传感器的零点电压，即获取压力传感器零点电压的检测值U₀，具体可以采用多次采集并进行平稳滤波后取平均值的方法获取所述零点电压的检测值U₀，即U₀为多次检测获取的平均值，以便更加真实有效地反应偏移情况；

S14：判断U₀是否处于预定范围内，可以设定压力传感器的零点电压的最大值U_max和最小值U_min，此时可以判断U₀是否处于U_max和U_min之间，即U₀是否大于等于U_min并且小于等于U_max，如果是，则执行步骤S15，如果否，则执行步骤S16；

S15：从发动机的EEPROM中读取该压力传感器的零点电压的理论值U_E，并获取理论值与检测值的差值，记为△U；

S16：发出压力传感器故障的报警信号，所述报警信号可以为声光报警信号，以提醒操作人员对压力传感器进行检修或更换；

S17：判断所述差值△U的绝对值是否小于预定值，如果否，则执行步骤S18；

S18：将△U存储在EEPROM中，以备发动机下次启动时使用；

S19：在发动机正常运行后，从EEPROM中读取步骤S15中的差值△U；

S20：通过压力传感器采集电压值U，然后利用△U对电压值U进行修正，将修正后的电压值记为U_F，然后利用修正后的电压值U_F作为有效电压值转换得到相应的压力值，以便发动机利用该压力值进行相应的处理和控制。

在步骤S11中，如果发动机的转速不为零，说明此时的发动机依然处于运行状态，则此时的压力传感器也处于工作状态，即此时的压力传感器必然不可能出于零点，故可以继续判断发动机转速是否为零，直到判断发动机转速为零时，才执行自适应方法。

在步骤S13中，可以采用多次检测取平均值的方式获取零点电压的检测值，同时进行滤波处理，以排出偶然因素以及外界其他因素的干扰，使得此时的检测值能够更加接近零点电压的真实值，从而真实有效地反映压力传感器的偏移状况；当然，也可以不采用多次测量取平均值的方式，以简化处理步骤。

在步骤S15中，可以令△U＝U_E-U₀，相应地，在步骤S20中，对U进行修正时，可以令U_F＝U-△U，以获取准确的电压值。本领域技术人员应可以理解，步骤S15中差值的衡量形式和步骤S20中的修正形式是相互对应的。

在步骤S17中，可以对理论值与检测值的差值大小进行判断，即此时△U的绝对值是否小于预定值，所述预定值可以为一较小值，如果△U小于预定值，说明理论值与检测值的差值较小，此时可以认为零点电压的理论值与检测值基本一致，无需对压力传感器进行修正；也就是说，如果△U不小于预定值，可以直接终止，以退出自适应程序，无需进行自适应修正，从而简化处理步骤，提高发动机的处理效率。

此外，在执行步骤S11后，还可以直接执行步骤S13，而省略步骤S12，此时，由于发动机已经下电并处于静止状态，则默认发动机内部没有气体流动，从而简化步骤，提高自适应效率；当然，增设步骤S12后可以进一步确保发动机内部无气体流动，保证检测结果的准确性。

在步骤S13中获取U₀之后，还可以直接执行步骤S15以获取△U，而省略步骤S14，也就是说，正常情况下，默认压力传感器是能够正常使用的，不存在故障，此时得出的检测值也必然处于预定范围内。但是，增设步骤S14后，一方面，当U₀超出预定范围时，说明此时的压力传感器存在故障，则无需对其进行零点漂移的自适应，故可以直接执行步骤S16发出报警信号，而不再进行后续的自适应方法，从而及时终止程序；另一方面，执行步骤S16时发出报警信号，以及时提醒操作人员对压力传感器进行检修或更换，确保发动机电控的正常有序进行，避免出现控制故障，进而提高发动机的安全性。

同理，在执行步骤S16之后，也可以直接执行步骤S18，而省略步骤S17，也就是说，不管差值△U的大小，均采用△U对电压值U进行修正，以保证电压值U的准确性。而在△U小于预定值时，此时可以认为压力传感器基本上不存在零点漂移，则可以无需对压力传感器所检测的电压值进行修正；换言之，在差值△U较小的情况下，可以认为不存在零点漂移，从而直接终止自适应程序，仅在△U大于等于预定值时，才有必要对压力传感器进行修正。

需要说明的是，步骤S11-S18均是发动机在下电状态下完成的，步骤S19是在发动机再次正常运行时执行的步骤；当完成步骤S18后，在步骤S19中，发动机的ECU可以直接从EEPROM中读取△U，然后执行步骤S20，以获得修正后的U_F即可。本领域技术人员可以根据需要选择合适的时间间隔进行一次自适应，以获取△U，然后在发动机正常运行时仅执行步骤S19-S20进行修正即可，无需在每次发动机下电后均对△U进行检测，从而提高控制效率。再者，本领域技术人员可以根据需要选择所述预定范围和所述预定值，具体可以根据发动机的控制需求，以及对压力传感器的精度要求进行选择。

值得注意的是，步骤S11-S18显然在发动机下电状态下完成，步骤S19和S20是在发动机下一次上电时执行的；而且，只要发动机处于运行状态，步骤S20就会持续进行，以便对电压值进行有效修正，也就是说，步骤S20是循环进行的，直至发动机再次下电。本领域技术人员应该可以理解，步骤S11-S18可以仅执行一次以获取△U，但是，步骤S20显然是循环进行的，而只有执行了步骤S20才能够实现对压力值的修正，以解决零点漂移的问题，而执行次数和时间的不同不会影响本申请的整体性；也不能因为步骤S19-S20与步骤S11-S18处于两个流程图中就否认本申请所述技术方案的完整性，采用两个流程图进行表示是为了说明两者对应发动机不同的状态。

另外，本发明的零点漂移自适应方法可以采用自适应系统进行控制。即将上述步骤S11-S19采用自适应系统进行控制。

本发明的零点漂移自适应方法无需对硬件电路进行改进，也不需要增加任何硬件成本，可以充分利用现有发动机的结构实现。具体可以在发动机的ECU中写入一个自适应系统，然后将发动机的转速传感器、需要进行自适应的压力传感器以及节流阀均与所述自适应系统信号连接；同时，将自适应系统与ECU的EEPROM信号连接。详细地，自适应系统包含上述控制步骤S11-S19，转速传感器将转速信号传递给自适应系统，以便自适应系统根据转速信号判断发动机是否静止，以执行相应步骤；压力传感器将采集的电压信号传递给自适应系统，以便自适应系统进行相应判断并执行相关步骤；节流阀与自适应系统信号连接，以便在执行自适应时关闭节流阀；自适应系统将其处理后的相关数据存入EEPROM中，并能够从EEPROM中读取相关数据，从而存储△U并利用△U进行电压修正。

需要说明的是，由于发动机电控系统较为复杂，本发明仅对与自适应有关的部分进行了简要说明，不详之处烦请参考现有技术。

以上对本发明所提供的发动机压力传感器的零点漂移自适应方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种发动机压力传感器的零点漂移自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)检测发动机的转速是否为零，如果是，则获取压力传感器的零点电压的检测值；

21)获取压力传感器的零点电压的检测值与理论值的差值；

31)利用所述步骤21)中的差值对发动机运行时压力传感器所检测到的电压值进行修正。

2.如权利要求1所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，所述步骤11)中，如果是，则关闭节流阀，以保证发动机内部无气体流动。

3.如权利要求1所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，所述步骤11)中，所述零点电压的检测值为多次采集并滤波后获得的平均值。

4.如权利要求1所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，所述步骤11)中，如果否，则继续检测发动机转速是否为零。

5.如权利要求1-4任一项所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，在所述步骤11)和所述步骤21)之间还包括步骤12)：判断所述零点电压的检测值是否处于预定范围内，如果是，则执行所述步骤21)。

6.如权利要求5所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，所述步骤12)中，如果否，则发出压力传感器故障的报警信号。

7.如权利要求5所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，所述步骤21)中，以零点电压的理论值减去其检测值作为所述差值；所述步骤31)中，以发动机运行时压力传感器所检测到的电压值减去所述差值作为修正后的电压值。

8.如权利要求5所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，在所述步骤21)和所述步骤31)之间还包括步骤22)：判断所述差值的绝对值是否小于预定值，如果否，则执行所述步骤31)。

9.如权利要求8所述的零点漂移自适应方法，其特征在于，所述步骤22)中，如果是，则终止。