CN109026417B - 混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，与发动机ECU和混合动力整车控制器HCU配合使用，包括老化自学习功能激活、判断、报文发送、老化自学习、结果判断以及故障检测等步骤，本发明通过对多个条件进行检测判断，启动宽域氧传感器的老化自学习功能，通过对宽域氧传感器泵电流监测，利用混合动力整车控制器HCU控制断气指令，并利用电机将发动机倒脱到某一转速使其满足氧传感老化自学习条件，进而完成宽域氧传感器老化自学习，直至自学习修正值真实可靠，与现有技术中的其他相关控制相比，使发动机喷射系统正常供气，不影响发动机响应性及经济性，能够有效提高发动机宽域氧传感器及相关部件的寿命，进而提高发动机整体寿命。

Description

混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法。
背景技术
现阶段，天然气发动机均采用电控技术，分别调控新鲜空气量、天燃气喷射量，通过混合装置形成混合气，经进气歧管分配到气缸内燃烧做功。其中，新鲜空气通过增压器增压，经进气歧管温度与大气湿度修正后，得到增压进气量；天然气通过燃料喷射阀按照预标定理论空燃比进行喷射，经废气中氧浓度修正后，得到实际喷气量，上述过程中宽域氧传感器是不可缺少的部件之一。
发动机ECU利用宽域氧传感器进行闭环控制过程中，混合气的空燃比总是控制在设定值附近，排气中几乎没有多余的燃料，但是发动机刚刚起动或者瞬态工况变化时，需要提供足够的燃料，排气中多余的燃料就会在宽域氧传感器表面产生燃烧反应，致使宽域氧传感器传感元件局部温度过高而加速传感器老化。另外润滑油添加剂中含有多种铅化合物，致使宽域氧传感器铅中毒也是不可避免。发动机上的硅脂密封胶等硅离子与宽域氧传感器的铂电极发生化学反应液会导致宽域氧传感器性能降低。
宽域氧传感器老化现象不可避免，当宽域氧传感器老化后，则所测尾气中氧含量将存在偏差，闭环响应时会影响发动机的经济性、动力性甚至排放结果。因此需要进行宽域氧传感器老化状态自学习，将当前宽域氧传感器所测得泵电流与标准泵电流进行比较，从而学习得到泵电流修正值，作用到发动机喷气模块，使发动机能够按照实际正常设定值进行喷射运行。
当前发动机控制系统中，主要在发动机断气时进行宽域氧传感器老化自学习，这个运行过程中需要满足发动机断气时间足够，宽域氧传感器才能够进行有效自学习，但是混动公交车辆由于主要运行工况及变速箱换挡策略导致发动机断气时间不能够满足需要，宽域氧传感器不能进行有效自学习，这会引起发动机喷射出现偏差，因此有必要研究一种新的宽域氧传感器老化自学习控制方法来消除上述现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种够有效避免混合动力车辆因不能完成宽域氧传感器老化修正而造成的喷气误差，从而有效提高发动机零部件可靠性、动力性和经济性的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，与发动机ECU和混合动力整车控制器HCU配合使用，包括以下步骤，
步骤一、发动机起动运行，条件A或条件B满足后，宽域氧传感器的老化自学习功能激活，
条件A1、Mmin1≤发动机排气流量M1≤Mmax1，发动机排气流量M1满足上述条件时，条件A1的逻辑值为1，否则为0；
条件A2、Tlsumin1≤宽域氧传感器温度Tlsu1≤Tlsumax1，宽域氧传感器温度Tlsu1满足上述条件时，条件A2的逻辑值为1，否则为0；
条件A3、EngTmin1≤发动机水温EngT1≤EngTmax1，发动机水温EngT1满足上述条件时，条件A3的逻辑值为1，否则为0；
条件A4、发动机断油时间T≥T1，发动机断油时间满足上述条件时，条件A4的逻辑值为1，否则为0；
条件A1的逻辑值×条件A2的逻辑值×条件A3的逻辑值×条件A4的逻辑值＝条件A的逻辑值，条件A的逻辑值为1时，进入步骤二，由此可见，条件A1、条件A2、条件A3、和条件A4为逻辑与的关系；
上一次宽域氧传感器老化自学习过程的累积时间为T2，宽域氧传感器老化自学习后发动机ECU的循环运行时间为T，当T≥T2时，条件B的逻辑值为1，否则为0，条件B的逻辑值为1时进入步骤三；
步骤二、宽域氧传感器的老化自学习功能激活后，判断宽域氧传感器泵电流值是否处于稳定环境中并与两个标准偏差值进行比较，设定标准工况下宽域氧传感器泵电流值为IP，设定第一标准偏差值为δIP1、第二标准偏差值为δIP2；
宽域氧传感器测得泵电流值IP1与上一周期测得的宽域氧传感器泵电流值IP2绝对差值小于第一标准偏差值为δIP1，即|IP2-IP1|≤δIP1，则判断废气中氧含量稳定；
宽域氧传感器测得泵电流值IP1与标准状况下宽域氧传感器泵电流值差值大于第二标准偏差值为δIP2，即|IP2-IP|≥δIP2，则宽域氧传感器泵电流值偏差过大，测得的泵电流值不可信，判定宽域氧传感器需要进行自学习修正；
步骤三、所述发动机ECU将宽域氧传感器需要进行自学习修正的需求报文发送给所述混合动力整车控制器HCU，所述混合动力整车控制器HCU接收到命令需求后，在驻车发电完成之后，所述混合动力整车控制器HCU发送停机指令给所述发动机ECU，所述发动机ECU控制电机将发动机倒脱至转速N，并且持续时间超过上一次宽域氧传感器老化自学习过程的累积时间T2，确保宽域氧传感器满足老化修正条件；
步骤四、发动机被倒脱至转速N，并满足以下所有条件时，宽域氧传感器开始进行老化自学习，
Mmin2≤发动机排气流量M2≤Mmax2；
Tlsumin2≤宽域氧传感器温度Tlsu2≤Tlsumax2；
EngTmin2≤发动机水温EngT2≤EngTmax2；
步骤五、宽域氧传感器进行老化自学习，并将自学习值存入所述发动机ECU的EEPROM中；
S1、宽域氧传感器测得泵电流IP1与上一周期宽域氧传感器泵电流IP2的绝对差值小于所述第一标准偏差值为δIP1，即|IP1-IP2|≤δIP1，将废气中氧含量稳定的判断结果存入所述发动机ECU的EEPROM中，并返回至步骤三；
S2、宽域氧传感器测得泵电流IP1与标准工况下宽域氧传感器泵电流值IP取比值，即IP1/IP＝Fac1，并将系数Fac1延时后输出Fac2存入的EEPROM中，即将系数Fac1经过一个低通滤波时间，将其转变为系数Fac2存储在EEPROM中，进行下一步；
S3、当存入EEPROM中的系数Fac2与Fac1差值绝对值小于δFac时，即|Fac1-Fac2|≤δFac，判定宽域氧传感器的老化自学习完成，进行下一步；
步骤六、宽域氧传感器老化自学习值进行故障检测，当δFac不满足上下限值要求时，报出相关错误；当δFac满足上下限值时，判定学习合格，发动机循环时间T进行清零处理。
作为优选的技术方案，所述步骤一中的Mmin1、Mmax1、Tlsumin1、Tlsumax1、EngTmin1、EngTmax1、T1均为设定值。
作为优选的技术方案，所述Mmin1为30Kg/h，Mmax1为1000Kg/h，Tlsumin1为600℃、Tlsumax1为800℃、EngTmin1为50℃、EngTmax1为95℃、T1为40S。
作为优选的技术方案，所述步骤二中的IP、δIP1、δIP2均为设定值。
作为优选的技术方案，所述IP为2530μA、δIP1为40μA、δIP2为80μA。
作为优选的技术方案，所述步骤四中的转速N、Mmin2、Mmax2、Tlsumin2、Tlsumax2、EngTmin2、EngTmax2均为设定值。
作为优选的技术方案，所述Mmin2为30Kg/h、Mmax2为300Kg/h、Tlsumin2600℃、Tlsumax2800℃、EngTmin270℃、EngTmax290℃。
作为对上述技术方案的改进，所述步骤六进行故障检测中，当δFac≤0.85或δFac≥1.5时，报出宽域氧传感器故障；当0.85<δFac<1.5时，报出宽域氧传感器正常，自学习合格。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过对多个条件进行检测判断，启动宽域氧传感器的老化自学习功能，通过对宽域氧传感器泵电流监测，利用混合动力整车控制器HCU控制断气指令，并利用电机将发动机倒脱到某一转速使其满足氧传感老化自学习条件，进而完成宽域氧传感器老化自学习，直至自学习修正值真实可靠，与现有技术中的其他相关控制相比，使发动机喷射系统正常供气，不影响发动机响应性及经济性，能够有效提高发动机宽域氧传感器及相关部件的寿命，进而提高发动机整体寿命。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，与发动机ECU和混合动力整车控制器HCU配合使用，本实施例主要通过多个条件判定，判定发动机宽域氧传感器是否与标准值偏差过大，从而通过混合动力整车控制器HCU控制发动机使其能够满足宽域氧传感器老化修正自学习的条件，进行老化自学习，具体包括以下步骤，
步骤一、发动机起动运行，条件A或条件B满足后，宽域氧传感器的老化自学习功能激活，具体如下所述：
条件A1、Mmin1≤发动机排气流量M1≤Mmax1，发动机排气流量M1满足上述条件时，条件A1的逻辑值为1，否则为0；条件A2、Tlsumin1≤宽域氧传感器温度Tlsu1≤Tlsumax1，宽域氧传感器温度Tlsu1满足上述条件时，条件A2的逻辑值为1，否则为0；条件A3、EngTmin1≤发动机水温EngT1≤EngTmax1，发动机水温EngT1满足上述条件时，条件A3的逻辑值为1，否则为0；条件A4、发动机断油时间T≥T1，发动机断油时间满足上述条件时，条件A4的逻辑值为1，否则为0；条件A1的逻辑值×条件A2的逻辑值×条件A3的逻辑值×条件A4的逻辑值＝条件A的逻辑值，条件A的逻辑值为1时，进入步骤二。
上一次宽域氧传感器老化自学习过程的累积时间为T2，宽域氧传感器老化自学习后发动机ECU的循环运行时间为T，当T≥T2时，条件B的逻辑值为1，否则为0，条件B的逻辑值为1时进入步骤三。
在上步骤中，Mmin1、Mmax1、Tlsumin1、Tlsumax1、EngTmin1、EngTmax1、T1均为设定值，例如所述Mmin1为30Kg/h，Mmax1为1000Kg/h，Tlsumin1为600℃、Tlsumax1为800℃、EngTmin1为50℃、EngTmax1为95℃、T1为40S，上述数值，根据具体控制情况可选择不同的控制参数。
步骤二、宽域氧传感器的老化自学习功能激活后，判断宽域氧传感器泵电流值是否处于稳定环境中并与两个标准偏差值进行比较，设定标准工况下宽域氧传感器泵电流值为IP，设定第一标准偏差值为δIP1、第二标准偏差值为δIP2。
宽域氧传感器测得泵电流值IP1与上一周期测得的宽域氧传感器泵电流值IP2绝对差值小于第一标准偏差值为δIP1，即|IP2-IP1|≤δIP1，则判断废气中氧含量稳定。
宽域氧传感器测得泵电流值IP1与标准状况下宽域氧传感器泵电流值差值大于第二标准偏差值为δIP2，即|IP2-IP|≥δIP2，则宽域氧传感器泵电流值偏差过大，测得的泵电流值不可信，判定宽域氧传感器需要进行自学习修正。
稳定环境指发动机尾气中氧分子含量稳定，判断宽域氧传感器泵电流值是否处于稳定环境中的方法为，使发动机处于断油倒拖状态，即尾气成分基本同空气一致，且宽域氧传感器泵电流变化率稳定在一个数值范围内，经过测定正常情况下在空气中宽域氧传感器泵电流值为2530μA，即IP为2530μA。本步骤中，δIP1、δIP2均为设定值，经检验测定，δIP1为40μA、δIP2为80μA。
步骤三、所述发动机ECU将宽域氧传感器需要进行自学习修正的需求报文发送给所述混合动力整车控制器HCU，所述混合动力整车控制器HCU接收到命令需求后，在驻车发电完成之后，所述混合动力整车控制器HCU发送停机指令给所述发动机ECU，所述发动机ECU控制电机将发动机倒脱至转速N，并且持续时间超过上一次宽域氧传感器老化自学习过程的累积时间T2，确保宽域氧传感器满足老化修正条件。
步骤四、发动机被倒脱至转速N，并满足以下所有条件时，宽域氧传感器开始进行老化自学习，Mmin2≤发动机排气流量M2≤Mmax2、Tlsumin2≤宽域氧传感器温度Tlsu2≤Tlsumax2、EngTmin2≤发动机水温EngT2≤EngTmax2。
本步骤中的转速N、Mmin2、Mmax2、Tlsumin2、Tlsumax2、EngTmin2、EngTmax2均为设定值，具体可做以下设定，转速N的取值范围为1000～1500rpm/min，所述Mmin2为30Kg/h、Mmax2为300Kg/h、Tlsumin2600℃、Tlsumax2800℃、EngTmin270℃、EngTmax290℃，上述数值并不是固定不可调的，根据具体控制情况，可以对各参数进行适当的调整。
步骤五、宽域氧传感器进行老化自学习，并将自学习值存入所述发动机ECU的EEPROM中。
S1、宽域氧传感器测得泵电流IP1与上一周期宽域氧传感器泵电流IP2的绝对差值小于所述第一标准偏差值为δIP1，即|IP1-IP2|≤δIP1，将废气中氧含量稳定的判断结果存入所述发动机ECU的EEPROM中，并返回至步骤三。
S2、宽域氧传感器测得泵电流IP1与标准工况下宽域氧传感器泵电流值IP取比值，即IP1/IP＝Fac1，并将系数Fac1延时后输出Fac2存入的EEPROM中，即将系数Fac1经过一个低通滤波时间，将其转变为系数Fac2存储在EEPROM中，进行下一步。
S3、当存入EEPROM中的系数Fac2与Fac1差值绝对值小于δFac时，即|Fac1-Fac2|≤δFac，判定宽域氧传感器的老化自学习完成，进行下一步。
步骤六、宽域氧传感器老化自学习值进行故障检测，当δFac不满足上下限值要求时，报出相关错误；当δFac满足上下限值时，判定学习合格，发动机循环时间T进行清零处理。
所述步骤六进行故障检测中，当δFac≤0.85或δFac≥1.5时，报出宽域氧传感器故障；当0.85<δFac<1.5时，报出宽域氧传感器正常，自学习合格。
本发明通过对多个条件进行检测判断，启动宽域氧传感器的老化自学习功能，通过对宽域氧传感器泵电流监测，利用混合动力整车控制器HCU控制断气指令，并利用电机将发动机倒脱到某一转速使其满足氧传感老化自学习条件，进而完成宽域氧传感器老化自学习，直至自学习修正值真实可靠，与现有技术中的其他相关控制相比，能够改善宽域氧传感器老化造成的喷气出现偏差，使发动机喷射系统正常供气，不影响发动机响应性及经济性，能够有效提高发动机宽域氧传感器及相关部件的寿命，进而提高发动机整体寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，与发动机ECU和混合动力整车控制器HCU配合使用，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、发动机起动运行，条件A或条件B满足后，宽域氧传感器的老化自学习功能激活，
条件A1、Mmin1≤发动机排气流量M1≤Mmax1，发动机排气流量M1满足上述条件时，条件A1的逻辑值为1，否则为0；
条件A2、Tlsumin1≤宽域氧传感器温度Tlsu1≤Tlsumax1，宽域氧传感器温度Tlsu1满足上述条件时，条件A2的逻辑值为1，否则为0；
条件A3、EngTmin1≤发动机水温EngT1≤EngTmax1，发动机水温EngT1满足上述条件时，条件A3的逻辑值为1，否则为0；
条件A4、发动机断油时间T≥T1，发动机断油时间满足上述条件时，条件A4的逻辑值为1，否则为0；
条件A1的逻辑值×条件A2的逻辑值×条件A3的逻辑值×条件A4的逻辑值＝条件A的逻辑值，条件A的逻辑值为1时，进入步骤二；
上一次宽域氧传感器老化自学习过程的累积时间为T2，宽域氧传感器老化自学习后发动机ECU的循环运行时间为T，当T≥T2时，条件B的逻辑值为1，否则为0，条件B的逻辑值为1时进入步骤三；
步骤二、宽域氧传感器的老化自学习功能激活后，判断宽域氧传感器泵电流值是否处于稳定环境中并与两个标准偏差值进行比较，设定标准工况下宽域氧传感器泵电流值为IP，设定第一标准偏差值为δIP1、第二标准偏差值为δIP2；
宽域氧传感器测得泵电流值IP1与上一周期测得的宽域氧传感器泵电流值IP2绝对差值小于第一标准偏差值为δIP1，即|IP2-IP1|≤δIP1，则判断废气中氧含量稳定；
宽域氧传感器测得泵电流值IP1与标准状况下宽域氧传感器泵电流值差值大于第二标准偏差值为δIP2，即|IP2-IP|≥δIP2，则宽域氧传感器泵电流值偏差过大，测得的泵电流值不可信，判定宽域氧传感器需要进行自学习修正；
步骤三、所述发动机ECU将宽域氧传感器需要进行自学习修正的需求报文发送给所述混合动力整车控制器HCU，所述混合动力整车控制器HCU接收到命令需求后，在驻车发电完成之后，所述混合动力整车控制器HCU发送停机指令给所述发动机ECU，所述发动机ECU控制电机将发动机倒脱至转速N，并且持续时间超过上一次宽域氧传感器老化自学习过程的累积时间T2，确保宽域氧传感器满足老化修正条件；
步骤四、发动机被倒脱至转速N，并满足以下所有条件时，宽域氧传感器开始进行老化自学习，
Mmin2≤发动机排气流量M2≤Mmax2；
Tlsumin2≤宽域氧传感器温度Tlsu2≤Tlsumax2；
EngTmin2≤发动机水温EngT2≤EngTmax2；
步骤五、宽域氧传感器进行老化自学习，并将自学习值存入所述发动机ECU的EEPROM中；
S1、宽域氧传感器测得泵电流IP1与上一周期宽域氧传感器泵电流IP2的绝对差值小于所述第一标准偏差值为δIP1，即|IP1-IP2|≤δIP1，将废气中氧含量稳定的判断结果存入所述发动机ECU的EEPROM中，并返回至步骤三；
S2、宽域氧传感器测得泵电流IP1与标准工况下宽域氧传感器泵电流值IP取比值，即IP1/IP＝Fac1，并将系数Fac1延时后输出Fac2存入的EEPROM中，即将系数Fac1经过一个低通滤波时间，将其转变为系数Fac2存储在EEPROM中，进行下一步；
S3、当存入EEPROM中的系数Fac2与Fac1差值绝对值小于δFac时，即|Fac1-Fac2|≤δFac，判定宽域氧传感器的老化自学习完成，进行下一步；
步骤六、宽域氧传感器老化自学习值进行故障检测，当δFac不满足上下限值要求时，报出相关错误；当δFac满足上下限值时，判定学习合格，发动机循环时间T进行清零处理。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述步骤一中的Mmin1、Mmax1、Tlsumin1、Tlsumax1、EngTmin1、EngTmax1、T1均为设定值。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述Mmin1为30Kg/h，Mmax1为1000Kg/h，Tlsumin1为600℃、Tlsumax1为800℃、EngTmin1为50℃、EngTmax1为95℃、T1为40S。
4.如权利要求1所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述步骤二中的IP、δIP1、δIP2均为设定值。
5.如权利要求4所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述IP为2530μA、δIP1为40μA、δIP2为80μA。
6.如权利要求1所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述步骤四中的转速N、Mmin2、Mmax2、Tlsumin2、Tlsumax2、EngTmin2、EngTmax2均为设定值。
7.如权利要求6所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述Mmin2为30Kg/h、Mmax2为300Kg/h、Tlsumin2600℃、Tlsumax2800℃、EngTmin270℃、EngTmax290℃。
8.如权利要求1所述的混合动力车辆用宽域氧传感器老化自学习的控制方法，其特征在于：所述步骤六进行故障检测中，当δFac≤0.85或δFac≥1.5时，报出宽域氧传感器故障；当0.85<δFac<1.5时，报出宽域氧传感器正常，自学习合格。
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