CN110863917A - 一种氧传感器的诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧传感器的诊断方法，包括如下步骤：使能条件判断步骤：判断当前整车状态数据是否满足激活诊断的使能条件，满足使能条件后进入故障诊断分析步骤；故障诊断分析步骤：1)、采集前氧传感器的电压信号，根据前氧传感器电压信号判断此时是否为短路故障；若是，诊断为短路故障；若否，进入步骤2)；2)、调节空燃比并采集前氧传感器电压信号，并根据前氧传感器电压信号的变化判断前氧传感器的故障与否状态。通过这种方法来主动调节实际空燃比，诊断实际氧信号变化情况，适合此种不带氧加热内阻的ECU电控系统对于氧传感器信号状态的诊断，从而更准确的诊断前氧传感器的故障与否状态，使诊断更精确。

Description

一种氧传感器的诊断方法

技术领域

本发明涉及整车部件检测领域，特别涉及一种氧传感器的诊断方法。

背景技术

目前由于更严苛的排放及油耗法规的实施，OBD诊断也越来越严苛。氧传感器反馈信号可用于闭环调节，混合气控制，对于汽车排放结果具有关键性影响，因此氧传器是国家法规强制要求进行排放认证的诊断项目之一。现在市场上的电控单元ECU普遍带有氧加热内阻，计算泵电流的ECU控制器方案。该方案需要增加硬件成本，考虑到成本问题，增强产品优势，电控系统不少会选择电控单元ECU内部无氧加热内阻方案。但由于ECU内部没有氧加热内阻，氧加热的实际具体情况不能通过泵电流得到直接的反馈信息，不能实时监测氧加热从而精确的诊断氧传感器信号状态。这样会导致出现误报氧传感器开路故障的现象，会进一步影响发动机闭环控制，从而严重影响混合气控制，对整个发动机控制造成影响

针对无氧加热内阻的电控单元的氧传感器诊断，现有技术中并没有公开的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氧传感器诊断方法，该诊断方法适用于无氧加热内阻的电控单元来诊断氧传感器的故障状态，此诊断方法应用于不带氧加热内阻的ECU控制器诊断氧传感器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种氧传感器的诊断方法，包括如下步骤：

使能条件判断步骤：判断当前整车状态数据是否满足激活诊断的使能条件，满足使能条件后进入故障诊断分析步骤；

故障诊断分析步骤：

1)、采集前氧传感器的电压信号，根据前氧传感器电压信号判断此时是否为短路故障；若是，诊断为短路故障；若否，进入步骤2)；

2)、调节空燃比并采集前氧传感器电压信号，并根据前氧传感器电压信号的变化判断前氧传感器的故障与否状态。

在步骤2)中，通过增加燃油的方式减小空燃比，然后断油一段设定时间，并检测设定时间内的氧传感器的电压信号的变化；判断在断油的设定时间内前氧传感器的电压信号是否在设定电压范围内频繁震荡，若是则诊断为前氧传感器正常。

若否，检测前氧传感器电压信号是否处于0.4V-0.6V之间且后氧压力传感器电压信号正常，若检测到前氧传感器电压信号处于0.4V-0.6V之间且后氧压力传感器电压信号正常，则诊断为开路故障，否则诊断为前氧传感器未知故障。

在步骤1)中，若前氧传感器的电压信号小于0.06V或大于1.5V时，诊断为短路故障。

在步骤1)中，若前氧传感器的电压信号小于0.06V，诊断为前氧传感器对地短路；若前氧传感器的电压信号大于1.5V时，诊断为对电源短路。

使能条件判断步骤中当前整车状态数据包括发动机状态数据、目标需求空燃比、发动机排温、当前的电池电压、氧传感器是否已过露点数据、氧传感器加热就绪状态。

满足诊断使能激活的条件包括：

发动机处于工作状态且检测到发动机转速信号；

目标空燃比等于1；

发动机排温未达催化器损坏限值；

氧传感器过露点；

氧传感器加热状态就绪。

以上条件均满足时满足使能条件，进入故障诊断分析步骤。

本发明的优点在于：通过这种方法来主动调节实际空燃比，诊断实际氧信号变化情况，适合此种不带氧加热内阻的ECU电控系统对于氧传感器信号状态的诊断，从而更准确的诊断前氧传感器的故障与否状态，使诊断更精确；同时本方案仅需要在该不带氧加热内阻的ECU电控单元中集成本申请方法对应的应用程序即可实现，不需要增加硬件成本。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明诊断方法的流程示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明的目的在于提出一种针对无氧加热内阻的电控单元氧传感器诊断方法。氧传感器的工作原理是主要根据监测废气中的氧含量浓度与氧传感器陶瓷管的标准氧含量的内外浓度差来反映氧电压变化，从而反映出混合气浓稀情况。当混合气偏浓时，氧电压表现为0.45V-1V之间的高电压，当混合气偏稀时，氧电压表现为0V-0.45V之间的低电压。氧传感器一般在300℃以上温度才开始工作，当温度高于900℃时会停止氧加热。该方法是针对电控单元ECU内部不嵌入氧加热内阻方案的一种氧传感器信号诊断的有效的控制方法，能够针对由于ECU没有氧加热内阻，无法计算泵电流，从而无法直接检测氧加热情况判、反映真实的氧传感器状态的现象进行有效的解决。

本专利即氧传感信号诊断软件，主要使用相关参数有发动机转速信号、电池电压、目标空燃比、排温、氧加热功率、断油信号等。利用氧传感器的特性，氧传感器是根据陶瓷管内外氧离子浓度差反映氧电压变化，从而实现闭环混合气浓稀的反馈。在没有泵电流计算的情况下，无法根据氧加热内阻计算的泵电流来进行氧传感器信号判断。本专利采用的诊断方法是在进入诊断窗口后，主动进行混合气浓稀的变化，通过一次加浓后断油一段时间来激活氧传感器信号震荡。通过这种方法来主动调节实际空燃比，诊断实际氧信号变化情况，从而更准确的检测此种不带氧加热内阻的ECU电控系统的氧传感器信号状态，使得氧传感器诊断精确。使用此方法，能降低硬件成本，同时使诊断更精确。专业术语说明：前氧电压uLsb；后氧电压uLsa。

一、氧传感器信号诊断激发使能条件

如图1所示，氧传感器信号诊断激发使能条件主要就是根据判断发动机能否正常运转，有转速信号、目标需求空燃比是否为目标值1、发动机排温是否正常未达催化器损坏限值、当前的电池电压是否满足最低要求、氧传感器是否已过露点，氧传感器加热是否已就绪。

当以下条件都满足时，氧传感器信号诊断使能条件激活。

1、发动转速条件，发动机处于工作状态，能正常检测到发动机转速信号；

2、目标空燃比等于1，能够进入闭环状态，使得氧信号能震荡的条件；

3、发动机排温条件，排温充分，排温未达催化器损坏限值，通过排温温度与限值进行比较判断；

4、氧传感器过露点；

5、氧传感器加热状态就绪；

二、氧传感器信号诊断

首先要确保诊断使能条件满足，当进入诊断窗口，诊断使能条件满足，主动进行混合气浓稀的变化，通过一次燃料加浓后断油一段时间来激活氧传感器信号震荡。通过这种方法来主动调节实际空燃比(增加燃油量从而燃料加浓)，诊断实际前氧电压信号变化情况。如果进行了一次断油信号检测后，诊断检测氧传感器电压信号在0.2V-0.8V之间来回频繁震荡(即前氧传感器电压信号在0.2-0.8V之间快速变动震荡)，则判定前氧传感器信号正常，前氧传感器工作正常；若进行了一次断油信号检测后，诊断氧传感器信号不发生频繁震荡或者氧电压信号维持在恒定某个值时，则判定前氧传感器故障。

如图1所示为本申请的流程图，当满足激活诊断条件后进入如下步骤：

步骤1、当检测到满足uLsb＜0.06V或者uLsb＞1.5V时，诊断为前氧传感器短路故障，诊断结束。当uLsb＜0.06V，判定为对地短路；当uLsb＞1.5V，判定为对电源短路；若不满足，进行步骤2；

步骤2、检测加浓后断油持续状态，当断油持续一段时间(3s)时，对氧电压信号进行判断。若满足氧信号uLsb在0.2V-0.8V之间能频繁来回震荡条件，此时说明氧信号正常，前氧传感器正常，诊断结束。若不满足，进行步骤3；

步骤3、检测到0.4V＜uLsb＜0.6V且uLsa正常(后氧传感器电压处于0.2V-0.8V之间),判定为前氧传感器开路故障，若不满足，进行步骤4；

步骤4、经过步骤1、2、3判定之后，在步骤4中检测判定该信号不合理，前氧传感器为未知故障，诊断结束。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：

使能条件判断步骤：判断当前整车状态数据是否满足激活诊断的使能条件，满足使能条件后进入故障诊断分析步骤；

故障诊断分析步骤：

1)、采集前氧传感器的电压信号，根据前氧传感器电压信号判断此时是否为短路故障；若是，诊断为短路故障；若否，进入步骤2)；

2)、调节空燃比并采集前氧传感器电压信号，并根据前氧传感器电压信号的变化判断前氧传感器的故障与否状态。

2.如权利要求1所述的一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：在步骤2)中，通过增加燃油的方式减小空燃比，然后断油一段设定时间，并检测设定时间内的氧传感器的电压信号的变化；判断在断油的设定时间内前氧传感器的电压信号是否在设定电压范围内频繁震荡，若是则诊断为前氧传感器正常。

3.如权利要求2所述的一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：若否，检测前氧传感器电压信号是否处于0.4V-0.6V之间且后氧压力传感器电压信号正常，若检测到前氧传感器电压信号处于0.4V-0.6V之间且后氧压力传感器电压信号正常，则诊断为开路故障，否则诊断为前氧传感器未知故障。

4.如权利要求1-3任一所述的一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：在步骤1)中，若前氧传感器的电压信号小于0.06V或大于1.5V时，诊断为短路故障。

5.如权利要求4所述的一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：

在步骤1)中，若前氧传感器的电压信号小于0.06V，诊断为前氧传感器对地短路；若前氧传感器的电压信号大于1.5V时，诊断为对电源短路。

6.如权利要求1所述的一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：使能条件判断步骤中当前整车状态数据包括发动机状态数据、目标需求空燃比、发动机排温、当前的电池电压、氧传感器是否已过露点数据、氧传感器加热就绪状态。

7.如权利要求1或6所述的一种氧传感器的诊断方法，其特征在于：满足诊断使能激活的条件包括：

发动机处于工作状态且检测到发动机转速信号；

目标空燃比等于1；

发动机排温未达催化器损坏限值；

氧传感器过露点；

氧传感器加热状态就绪。

以上条件均满足时满足使能条件，进入故障诊断分析步骤。

Images