一種寬域氧傳感器故障檢測方法及裝置製造方法
2023-08-05 19:02:36
一種寬域氧傳感器故障檢測方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種寬域氧傳感器故障檢測方法及裝置，包括：根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件；若所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件，根據當前的催化排放參數值計算理論氧濃度值；將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較，根據比較結果對所述寬域氧傳感器進行故障告警。通過使用以上方法，可以實現對寬域氧傳感器故障的實時檢測和準確判斷，從而及時發現催化過程中存在的問題，有效的控制車輛廢氣的排放。
【專利說明】一種寬域氧傳感器故障檢測方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車發動機【技術領域】，特別涉及一種寬域氧傳感器故障檢測方法及裝 置。
【背景技術】
[0002] 為了滿足日益嚴格的車輛尾氣排放要求，寬域氧傳感器在發動機控制和廢氣後處 理方面的應用越來越廣泛。
[0003] 寬域氧傳感器主要用於檢測三元催化器的轉化效率。其工作原理是發動機排出的 廢氣中包括有HC、CO、NOx等有害氣體。在廢氣進入三元催化器後，在催化作用下發生化學 反應轉換為二氧化碳、水和氮氣，催化的同時消耗廢氣中的氧氣並產生熱量，使得三元催化 器升溫。通過使用寬域氧傳感器檢測在催化後廢氣中的氧氣含量，計算出三元催化器的轉 化效率。
[0004] 但隨著使用時間的增加，寬域氧傳感器可能會變得不再敏感，從而導致檢測結果 存在故障或偏差。從而影響對三元催化器轉化效率的正確判斷，並最終導致廢氣排放的超 標。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種寬域氧傳感器故障檢測方法及裝置，可以實 現對寬域氧傳感器故障的實時檢測和準確判斷，從而及時發現催化過程中存在的問題，有 效的控制車輛廢氣的排放。
[0006] -種寬域氧傳感器故障檢測方法，包括：
[0007] 根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件；
[0008] 若所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件，根據當前的催化排放參數值計算理 論氧濃度值；
[0009] 將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較，根據比較結果對所述寬 域氧傳感器進行故障告警。
[0010] 優選地，所述根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件，具體 為：
[0011] 檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量；
[0012] 判斷所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量在指定時間內的變 化幅度是否均不超過指定幅度閾值；
[0013] 若所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量在指定時間內的變化 幅度均不超過指定幅度閾值，認為所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件。
[0014] 優選地，在檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣 質量流量之前，還包括：
[0015] 檢測所述車輛當前的轉速是否大於指定轉速閾值，並且所述車輛的當前噴油量是 否大於指定噴油量閾值；
[0016] 若所述車輛當前的轉速大於指定轉速閾值，且所述車輛的當前噴油量大於指定噴 油量閾值，檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量。
[0017] 優選地，所述根據當前的催化排放參數值計算理論氧濃度值，具體為：
[0018] 獲取當前的催化上遊溫度、催化下遊溫度和排氣質量流量；
[0019] 根據所述當前的催化上遊溫度、催化下遊溫度和排氣質量流量計算出所述理論氧 濃度值。
[0020] 優選地，還包括：
[0021] 獲取當前的車速和環境溫度；
[0022] 根據所述當前的車速和環境溫度修正所述理論氧濃度值。
[0023] 優選地，所述將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較，根據比較 結果對所述寬域氧傳感器進行故障告警，具體為：
[0024] 判斷所述理論氧濃度值與實際氧濃度值相減的結果的絕對值是否大於所述故障 閾值；
[0025] 若大於所述故障閾值，對所述寬域氧傳感器進行故障告警。
[0026] -種寬域氧傳感器故障檢測裝置，包括：參數獲取單元、比較條件判斷單元、氧濃 度比較單元和告警單元；
[0027] 所述參數獲取單元，用於獲取車輛的行駛狀態參數值；
[0028] 所述比較條件判斷單元，用於判斷所述車輛的狀態參數值是否滿足理論值計算條 件；若滿足，通知所述氧濃度比較單元進行比較計算；
[0029] 所述氧濃度比較單元，用於所述根據當前的狀態參數值計算理論氧濃度值，將所 述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行差值計算，判斷所述差值計算的結果是否大 於故障閾值；若所述比較結果大於故障閾值，通知所述告警單元進行告警；
[0030] 所述告警單元，用於根據所述氧濃度比較單元的指令對所述寬域氧傳感器進行故 障告警。
[0031] 優選地,所述參數獲取單元獲取的車輛的狀態參數值包括：
[0032] 所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度、排氣質量流量、催化上遊溫度、催化下 遊溫度和催化後的氧濃度值。
[0033] 優選地，所述比較條件判斷單元包括：觸發條件判斷子單元和持續狀態判斷子單 元；
[0034] 所述觸發條件判斷子單元，用於判斷若所述車輛當前的轉速大於指定轉速閾值， 且所述車輛的當前噴油量大於指定噴油量閾值，通知所述持續狀態判斷子單元進行持續狀 態判斷；
[0035] 所述持續狀態判斷子單元，用於判斷若所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度 和排氣質量流量在指定時間內的變化幅度均不超過指定幅度閾值，通知所述氧濃度比較單 元進行比較計算。
[0036] 優選地，所述氧濃度比較單元，還包括：理論值修正子單元；
[0037] 所述理論值修正子單元，用於根據獲取到的當前的車速和環境溫度修正計算得到 的所述理論氧濃度值。
[0038] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0039] 在發明中，首先根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件。若所 述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件，根據當前的催化排放參數值計算理論氧濃度值， 並將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較。最後根據比較結果對所述寬域 氧傳感器進行故障告警。通過使用以上方法，可以實現對寬域氧傳感器故障的實時檢測和 準確判斷，從而及時發現催化過程中存在的問題，有效的控制車輛廢氣的排放。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040] 圖1是本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法第一實施例的流程圖；
[0041] 圖2是本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法第二實施例的流程圖；
[0042] 圖3是本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法第三實施例的流程圖；
[0043] 圖4是本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測裝置第一實施例的原理框圖；
[0044] 圖5是本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測裝置第二實施例的原理框圖；
[0045] 圖6是本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測裝置第三實施例的原理框圖。
【具體實施方式】
[0046] 為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0047] 參見圖1，該圖為本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法第一實施例的流 程圖。
[0048] 在本實施例中，包括：
[0049] SlOl:根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件。
[0050] S102:若所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件，根據當前的催化排放參數值 計算理論氧濃度值。
[0051] S103:將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較。
[0052] S104:根據比較結果對所述寬域氧傳感器進行故障告警。
[0053] 在本實施例中，首先獲取車輛在行駛時的狀態參數值，例如可以包括：轉速、車 速、環境溫度和排氣質量流量，還可以包括其它參數值。
[0054] 之後根據獲取到的行駛狀態參數值判斷車輛的狀態是否滿足理論值計算條件，即 車輛的當前狀態或是以當前時間為起點的未來一定時間內是否滿足預置的理論值計算所 需要的環境條件。
[0055] 如果滿足，則認為可以使用車輛的當前狀態參數來計算理論氧濃度參數。具體為， 獲取車輛當前的催化排放參數值，根據催化排放參數值來計算理論氧濃度值。
[0056] 再將得到的理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較，並根據比較結果對 所述寬域氧傳感器進行故障告警。例如計算得出的理論氧濃度值不等於實際氧濃度值，則 認為寬域氧傳感器當前存在故障。或者結合實際情況預先設置一定的閾值（或叫故障閾 值，即超過了該閾值即可認為存在故障），在實際進行比較時判斷理論氧濃度值與實際氧濃 度值相減的結果的絕對值是否大於該閾值（故障閾值）。如果比較結果的絕對值大於該閾 值（故障閾值），即認為實際檢測到的氧濃度值存在的誤差超過了可以接受的閾值區間，對 寬域氧傳感器進行故障告警。
[0057] 在本實施例中，首先根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件。 若所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件，根據當前的催化排放參數值計算理論氧濃度 值，並將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較。最後根據比較結果對所述 寬域氧傳感器進行故障告警。通過使用以上方法，可以實現對寬域氧傳感器故障的實時檢 測和準確判斷，從而及時發現催化過程中存在的問題，有效的控制車輛廢氣的排放。
[0058] 參見圖2,該圖為本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法第二實施例的流 程圖。
[0059] 本實施例中的步驟S204-S206與本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法 第一實施中的步驟S102-S104相同，在此不再重複進行介紹。
[0060] 在本實施例中，所述根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件， 具體為：
[0061] S202:檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量 流量。
[0062] S203:判斷所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量在指定時間 內的變化幅度是否均不超過指定幅度閾值；若所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和 排氣質量流量在指定時間內的變化幅度均不超過指定幅度閾值，認為所述行駛狀態參數值 滿足理論值計算條件。
[0063] 由於車輛在行駛過程中可能存在不同的行駛狀況，而在不同的行駛狀況下所計算 得出的氧濃度理論值有時並不準確或並不具有代表性，因此只能首先判斷車輛處於一定穩 定狀態下，才能準備計算出氧濃度理論值。
[0064] 具體為：以當前時間點為起點，檢測在未來指定時間內車輛的轉速、噴油量、車速、 環境溫度和排氣質量流量。
[0065] 如果在指定時間段內，車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量的變 化幅度均不超過指定幅度閾值則，認為所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件。這裡， 指定時間可以為10分鐘，指定幅度閾值可以設置為5%。例如：當前車速為100公裡/小 時，從當前時間點為起點，在之後的10分鐘之內，車輛的車速變化幅度沒有超過5 %，即處 於95-105公裡/小時的速度區間，則認為車速沒有超過指定幅度閾值。同理，其它的轉速、 噴油量、環境溫度和排氣質量流量的變化幅度也不能超過指定幅度閾值（即5% )。在這種 狀態下，則認為所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件。
[0066] 在本實施例中，在檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度 和排氣質量流量之前，還可以包括：
[0067] S201:檢測車輛當前的轉速是否大於指定轉速閾值，並且所述車輛的當前噴油量 是否大於指定噴油量閾值。
[0068] 如果車輛當前的轉速大於指定轉速閾值，且所述車輛的當前噴油量大於指定噴油 量閾值，則認為車輛現在滿足檢測的觸發條件，可以繼續檢測所述車輛的在指定時間內的 轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量。
[0069] 在本實施中，首先檢測判斷車輛當前的轉速大於指定轉速閾值，且所述車輛的當 前噴油量大於指定噴油量閾值，再繼續檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車 速、環境溫度和排氣質量流量，從而確定行駛狀態參數值是否滿足理論值計算條件。通過使 用以上方法，可以實現對車輛行駛狀況的準確判斷，避免出現在特殊行駛狀態下計算得出 的極端理論值，從而影響到對寬域氧傳感器的故障檢測。
[0070] 參見圖3,該圖為本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測方法第三實施例的流 程圖。
[0071] 本實施例中的步驟S301、S306、S307與本發明提供的一種寬域氧傳感器故障檢測 方法第一實施中的步驟S101、S103、S104相同，在此不再重複進行介紹。
[0072] 在本實施例中，所述根據當前的催化排放參數值計算理論氧濃度值，具體為：
[0073]S302:獲取當前的催化上遊溫度、催化下遊溫度和排氣質量流量；
[0074]S303:根據所述當前的催化上遊溫度、催化下遊溫度和排氣質量流量計算出所述 理論氧濃度值。
[0075] 在通過條件判斷確定車輛當前處於平穩運行狀態下後，即可以對車輛的寬域氧傳 感器進行故障檢測。
[0076] 具體為，首先獲取當前的催化排放參數值。在現有的催化過程中，一般都會檢測三 元催化箱上遊和下遊的若干個參數。在本實施例中，只需要檢測當前的催化上遊溫度、催化 下遊溫度和排氣質量流量，通過查找預置的MP表，即可以查找到所對應的理論氧濃度值。 具體MP表如下：
[0077]
【權利要求】
1. 一種寬域氧傳感器故障檢測方法，其特徵在於，包括： 根據車輛的行駛狀態參數值判斷是否滿足理論值計算條件； 若所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件，根據當前的催化排放參數值計算理論氧 濃度值； 將所述理論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行比較，根據比較結果對所述寬域氧 傳感器進行故障告警。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據車輛的行駛狀態參數值判斷是 否滿足理論值計算條件，具體為： 檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量； 判斷所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量在指定時間內的變化幅 度是否均不超過指定幅度閾值； 若所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量在指定時間內的變化幅度 均不超過指定幅度閾值，認為所述行駛狀態參數值滿足理論值計算條件。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、 噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量之前，還包括： 檢測所述車輛當前的轉速是否大於指定轉速閾值，並且所述車輛的當前噴油量是否大 於指定噴油量閾值； 若所述車輛當前的轉速大於指定轉速閾值，且所述車輛的當前噴油量大於指定噴油量 閾值，檢測所述車輛的在指定時間內的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排氣質量流量。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據當前的催化排放參數值計算理 論氧濃度值，具體為： 獲取當前的催化上遊溫度、催化下遊溫度和排氣質量流量； 根據所述當前的催化上遊溫度、催化下遊溫度和排氣質量流量計算出所述理論氧濃度 值。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，還包括： 獲取當前的車速和環境溫度； 根據所述當前的車速和環境溫度修正所述理論氧濃度值。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將所述理論氧濃度值與檢測到的實 際氧濃度值進行比較，根據比較結果對所述寬域氧傳感器進行故障告警，具體為： 判斷所述理論氧濃度值與實際氧濃度值相減的結果的絕對值是否大於所述故障閾 值； 若大於所述故障閾值，對所述寬域氧傳感器進行故障告警。
7. -種寬域氧傳感器故障檢測裝置，其特徵在於，包括：參數獲取單元、比較條件判斷 單元、氧濃度比較單元和告警單元； 所述參數獲取單元，用於獲取車輛的行駛狀態參數值； 所述比較條件判斷單元，用於判斷所述車輛的狀態參數值是否滿足理論值計算條件； 若滿足，通知所述氧濃度比較單元進行比較計算； 所述氧濃度比較單元，用於所述根據當前的狀態參數值計算理論氧濃度值，將所述理 論氧濃度值與檢測到的實際氧濃度值進行差值計算，判斷所述差值計算的結果是否大於故 障閾值；若所述比較結果大於故障閾值，通知所述告警單元進行告警； 所述告警單元，用於根據所述氧濃度比較單元的指令對所述寬域氧傳感器進行故障告 警。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述參數獲取單元獲取的車輛的狀態參 數值包括： 所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度、排氣質量流量、催化上遊溫度、催化下遊溫 度和催化後的氧濃度值。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述比較條件判斷單元包括：觸發條件判 斷子單元和持續狀態判斷子單元； 所述觸發條件判斷子單元，用於判斷若所述車輛當前的轉速大於指定轉速閾值，且所 述車輛的當前噴油量大於指定噴油量閾值，通知所述持續狀態判斷子單元進行持續狀態判 斷； 所述持續狀態判斷子單元，用於判斷若所述車輛的轉速、噴油量、車速、環境溫度和排 氣質量流量在指定時間內的變化幅度均不超過指定幅度閾值，通知所述氧濃度比較單元進 行比較計算。
10. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述氧濃度比較單元，還包括：理論值修 正子單元； 所述理論值修正子單元，用於根據獲取到的當前的車速和環境溫度修正計算得到的所 述理論氧濃度值。
【文檔編號】F01N11/00GK104279036SQ201410439812
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2014年9月1日
【發明者】李棟, 任憲豐, 藺海豔, 王金平, 臧潤濤 申請人:濰柴動力股份有限公司