[发明专利]氧传感器诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车氧传感器诊断方法，特别是应用于在线诊断系统(OBD)中的汽车氧传感器的故障诊断方法。

背景技术

在使用三元催化转化器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比(14.6∶1)，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向发动机管理单元发出反馈信号，再由它控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。发动机管理单元根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油脉宽。但是，如果氧传感器出现故障，输出的电压异常，发动机管理单元就不能精确控制空燃比，使得尾气排放超标，同时，还会使发动机工况恶化，导致怠速熄火，发动机运转失准等各种故障。因此，非常有必要对氧传感器进行故障诊断。

氧传感器失效的原因主要有铅中毒、硅中毒、表面积碳、陶瓷元件破损和加热器电阻烧蚀等，其失效的表现形式主要是输出电压信号不正常和响应迟缓，因此可以通过诊断氧传感器的输出电压信号实现对其故障的诊断。

目前氧传感器诊断装置可与车辆的在线诊断(OBD)系统相连，并检测氧传感器的状态，通过故障指示灯及扫描仪读取故障码，保证及时维修更换氧传感器。

图1所示为氧传感器的测量输出示意图，如图所示，混合气在接近理论空燃比14.6时，约输出450mV的电压。尾气偏浓时，输出电压会增加，例如由450mV增加到650mV以上；反之，尾气变稀后，输出电压减小，例如由450mV下降到300mV以下(根据氧传感器特性稍有不同，氧传感器的输出值略有变化)。

氧传感器正常工作时，在诊断工况下，氧传感器的输出电压是在低压和高压之间周期性变化。当系统进入减速断油时，则氧传感器信号会持续低于某特定值(基本为0)；而当系统进入加浓工况时，则氧传感器信号会持续大于某个特定值。而目前对于在这种特殊工况下的使能条件判断不能准确。

发明内容

本发明的目的是提供氧传感器诊断方法，覆盖车辆的各种运行工况，特别是在特殊工况下，也能实施逻辑严谨、规程合理的控制。

本发明提供了氧传感器诊断方法，它包括响应诊断和特殊工况诊断，特殊工况诊断包括：判断发动机是否处于稳态工况，判断发动机是否满足特殊工况诊断的通用条件，判断发动机是否满足特殊工况使能条件，如果上述判断中有一个条件不满足，则步骤返回，重新开始下一次诊断，如果上述判断条件全部满足，则处理氧传感器信号，进行故障判断并汇报诊断情况。

其中特殊工况使能条件判断包括：氧传感器故障标志位是否已清零，发动机转速是否大于或等于特殊工况诊断转速限值，发动机水温是否大于或等于特殊工况诊断水温限值，发动机运转持续时间是否大于或等于特殊工况诊断发动机最小运转时间，功率加浓标志是否置位，和发动机进气流量是否大于特殊工况诊断进气流量最小限值。

在氧传感器诊断方法的再一种具体实施方式中，其中判断发动机稳态工况的判断值包括瞬态工况计数器记录值、进气流量偏差和发动机转速偏差。如果瞬态工况计数器记录值小于或等于所述瞬态工况计数器上限值，且进气流量偏差大于或等于进气流量偏差限值，且所述发动机转速偏差大于或等于发动机转速偏差限值，则所述稳态工况条件满足且所述瞬态工况计数器开始累加。

在氧传感器诊断方法的另一种具体实施方式中，其中判断特殊工况诊断的通用条件包括：未处于开发或标定控制状态，电瓶电压大于或等于氧传感器所述特殊工况诊断电瓶电压最小限值，未处于燃油降扭控制使能状态，发动机进气流量大于氧传感器所述特殊工况诊断进气流量最小限值，油门变化率小于油门变化率限值，和未处于二次空气诊断工况。

使用本发明的氧传感器诊断方法，可以实现在汽车的不同运行工况下对氧传感器的故障进行诊断，特别是在发动机处于减速断油或加浓的特殊工况下，以可以准确地判断氧传感器是否工作正常，以免因发动机处于特殊工况，而误报氧传感器故障。

附图说明

图1是一种氧传感器输出曲线示意图。

图2是氧传感器诊断方法一种示意性实施方式的流程示意图。

图3是氧传感器诊断方法一种示意性实施方式中响应诊断流程的示意图。

图4是氧传感器诊断方法一种示意性实施方式中特殊工况诊断流程的示意图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的步骤。