CN205135820U - 基于发动机控制器的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于发动机控制器的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统，包括呈闭环连接的氧传感器、发动机控制器和发动机本体，所述发动机控制器包括有源滤波电路、标定数据存储单元、信号处理模块和发动机控制算法模块。由于采用了上述技术方案，本实用新型具有结构合理的优点，本实用新型无需专用的模拟电路盒子，通过氧传感器、发动机控制器和发动机本体呈闭环连接，实现对正常氧传感器的老化模拟，并通过发动机控制算法模块将混合气中空气与燃料之间的质量的比例控制在理论空燃比附近。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车发动机电喷控制技术领域，特别是汽车OBD(OnBoardDiagnosis在线诊断)系统氧传感器老化模拟及空燃比调节系统。
背景技术
氧传感器工作在高温环境下，不可避免会产生老化。尤其是在发动机刚启动时，排气中过剩的燃油会在氧传感器的表面产生燃烧反应，使传感元件局部表面温度过高而加速传感器老化。根据OBD法规要求，发动机控制器须对氧传感器信号进行监测，如果诊断出氧传感器老化到一定程度，致使整车排放性能超出法规要求，通过仪表盘的故障灯提醒用户更换氧传感器。
发动机控制器对氧传感器老化程度的监测能力通常是在发动机标定和匹配过程中通过循环工况排放实验和实车道路实验来测试。因氧传感器自然老化的过程比较慢，目前各电喷系统供应商的常规做法是实验时在正常氧传感器与发动机控制器之间接入专用的模拟电路盒子对氧传感器信号进行处理以模拟老化的氧传感器。这类模拟电路盒子成本较高，且使用不方便，在使用一段时间后硬件可靠性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构合理的无需专用的模拟电路盒子的基于发动机控制器的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统，通过氧传感器、发动机控制器和发动机本体呈闭环连接，实现对正常氧传感器的老化模拟，并通过发动机控制算法模块将混合气中空气与燃料之间的质量的比例控制在理论空燃比附近。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括呈闭环连接的氧传感器、发动机控制器和发动机本体，所述发动机控制器包括有源滤波电路、标定数据存储单元、信号处理模块和发动机控制算法模块；其中，
所述氧传感器检测汽车排气中氧的浓度，并将氧传感器信号传输至有源滤波电路；
所述有源滤波电路去除氧传感器信号中的尖峰毛刺，将处理后的信号传输至信号处理模块；
所述信号处理模块根据标定数据存储单元里预先设定的参数对氧传感器信号进行老化模拟处理，并将处理后的信号传输至发动机控制算法模块；
发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
本实用新型包括呈闭环连接的氧传感器、发动机控制器和发动机本体，所述发动机控制器包括有源滤波电路、标定数据存储单元、信号处理模块和发动机控制算法模块。所述氧传感器检测汽车排气中氧的浓度，并将氧传感器信号传输至有源滤波电路。所述有源滤波电路去除氧传感器信号中的尖峰毛刺，将处理后的信号传输至信号处理模块。所述信号处理模块根据标定数据存储单元里预先设定的参数对氧传感器信号进行老化模拟处理，并将处理后的信号传输至发动机控制算法模块。发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
与现有技术相比，本实用新型无需专用的模拟电路盒子，通过氧传感器、发动机控制器和发动机本体呈闭环连接，实现对正常氧传感器的老化模拟，并通过发动机控制算法模块将混合气中空气与燃料之间的质量的比例控制在理论空燃比附近。
进一步，所述有源滤波电路的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述标定数据存储单元与信号处理模块连接，所述信号处理模块的信号输出端与发动机控制算法模块连接。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有结构合理的优点，本实用新型无需专用的模拟电路盒子，通过氧传感器、发动机控制器和发动机本体呈闭环连接，实现对正常氧传感器的老化模拟，并通过发动机控制算法模块将混合气中空气与燃料之间的质量的比例控制在理论空燃比附近。
附图说明
图1是本实用新型的原理结构示意图。
图2是氧传感器信号上升沿老化模拟前后的波形对比图。
图3是氧传感器信号下降沿老化模拟前后的波形对比图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，本实用新型包括呈闭环连接的氧传感器、发动机控制器和发动机本体，所述发动机控制器包括有源滤波电路、标定数据存储单元、信号处理模块和发动机控制算法模块；其中，
所述氧传感器检测汽车排气中氧的浓度，并将氧传感器信号传输至有源滤波电路；
所述有源滤波电路去除氧传感器信号中的尖峰毛刺，将处理后的信号传输至信号处理模块；
所述信号处理模块根据标定数据存储单元里预先设定的参数对氧传感器信号进行老化模拟处理，并将处理后的信号传输至发动机控制算法模块；
发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体内的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
本实用新型包括呈闭环连接的氧传感器、发动机控制器和发动机本体，所述发动机控制器包括有源滤波电路、标定数据存储单元、信号处理模块和发动机控制算法模块。所述氧传感器检测汽车排气中氧的浓度，并将氧传感器信号传输至有源滤波电路。所述有源滤波电路去除氧传感器信号中的尖峰毛刺，将处理后的信号传输至信号处理模块。所述信号处理模块根据标定数据存储单元里预先设定的参数对氧传感器信号进行老化模拟处理，并将处理后的信号传输至发动机控制算法模块。发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
与现有技术相比，本实用新型无需专用的模拟电路盒子，通过氧传感器、发动机控制器和发动机本体呈闭环连接，实现对正常氧传感器的老化模拟，并通过发动机控制算法模块将混合气中空气与燃料之间的质量的比例控制在理论空燃比附近。
如图1所示，所述有源滤波电路的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述标定数据存储单元与信号处理模块连接，所述信号处理模块的信号输出端与发动机控制算法模块连接。
本实用新型的具体工作原理如下：
汽车排放实验中需要验证发动机控制器对氧传感器老化程度的监测能力时，选取相应标定数据写入标定数据存储单元，并开启本实用新型提供的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统。
发动机启动后，氧传感器检测汽车排气中氧的浓度，转化为一个电压信号后将氧传感器电压信号传输至有源滤波电路；
在发动机控制器内部，首先由有源滤波电路去除接收到的氧传感器信号中的尖峰毛刺。信号处理模块对滤波后的氧传感器信号进行毫秒级采样并实时分析信号曲线变化特征。通过连续多个点上信号斜率的变化识别信号的跳变沿，进而按照实验需要对滤波后的信号采用一阶滞后的方法模拟氧传感器老化后的信号特征。通过调整一阶滞后的计算参数可以实现不同的老化程度。
信号处理模块将处理过的信号输出给发动机控制算法模块，发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体内的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
老化模拟时，根据氧传感器电压信号与时间关系的曲线图有三种不同情况的处理：对单边上升沿处理、对单边下降沿处理和对双边跳变沿(上升沿和下降沿)处理。
如图2所示，对单边上升沿处理时，老化模拟处理模块通过连续多个点上信号斜率的上升趋势识别到信号上升沿开始后采用一阶滞后的方法模拟氧传感器老化后的信号上升沿特征。当老化模拟处理模块通过连续多个点上信号斜率的下降趋势识别到信号上升沿结束时，继续保持老化模拟，待老化前后的信号幅值非常接近时退出老化模拟处理，避免信号上升沿一结束即退出老化处理而导致信号突变。
图2中实线为老化前信号，虚线为老化后信号。
如图3所示，对单边下降沿处理时，老化模拟处理模块通过连续多个点上信号斜率的下降趋势识别到信号下降沿开始后采用一阶滞后的方法模拟氧传感器老化后的信号下降沿特征。当老化模拟处理模块通过连续多个点上信号斜率的上升趋势识别到信号下降沿结束时，继续保持老化模拟，待老化前后的信号幅值非常接近时退出老化模拟处理，避免信号下降沿一结束即退出老化处理而导致的信号突变。
图3中实线为老化前信号，虚线为老化后信号。
对双边跳变沿处理时，无需考虑何时退出老化处理，直接对信号采用一阶滞后的方法模拟氧传感器老化后的信号沿特征。
老化模拟结束后，经处理后的信号传输至发动机控制算法模块，发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。
Claims (2)
1.基于发动机控制器的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统，其特征在于，包括呈闭环连接的氧传感器、发动机控制器和发动机本体，所述发动机控制器包括有源滤波电路、标定数据存储单元、信号处理模块和发动机控制算法模块；其中，
所述氧传感器检测汽车排气中氧的浓度，并将氧传感器信号传输至有源滤波电路；
所述有源滤波电路去除氧传感器信号中的尖峰毛刺，将处理后的信号传输至信号处理模块；
所述信号处理模块根据标定数据存储单元里预先设定的参数对氧传感器信号进行老化模拟处理，并将处理后的信号传输至发动机控制算法模块；
发动机控制算法模块根据氧传感器信号反映的空燃比浓稀程度调节发动机的喷油脉宽以控制发动机内混合气的燃烧，燃烧后的气体由发动机本体的排气管排出，并由氧传感器再次检测，从而形成一个闭环反馈系统。
2.如权利要求1所述的基于发动机控制器的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统，其特征在于，所述有源滤波电路的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，所述标定数据存储单元与信号处理模块连接，所述信号处理模块的信号输出端与发动机控制算法模块连接。
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| CN201520897330.5U CN205135820U (zh) | 2015-11-11 | 2015-11-11 | 基于发动机控制器的汽车氧传感器老化模拟及空燃比调节系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113090397A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 联合汽车电子有限公司 | 发动机混合气控制系统参数识别方法 |
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2015
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| CN113090397B (zh) * | 2021-04-01 | 2023-07-04 | 联合汽车电子有限公司 | 发动机混合气控制系统参数识别方法及可读存储介质 |
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