專利名稱：汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車檢測領域，尤其涉及一種汽車尾氣排放及車載自 診斷的標定方法。
背景技術：
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，國內的汽車使用量大幅度上升，對汽
車尾氣排放和車載自診斷系統(tǒng)(OBD)的標定等的相關技術要求也越 來越高。
目前，我國汽車的排放標準等效于歐洲排放標準，采用的是2007 年實施的國IV排放標準，在實施國IV標準以后，OBD在線故障診斷軟 件則必須安裝。新型汽車產品在出廠之前都要進行國IV+OBD系統(tǒng)的 標定，只有標定合格后的產品才能投入市場使用，而國IV+OBD系統(tǒng) 標定的核心技術主要掌握在美、日、歐等幾家跨國公司手中，國內生 產的汽車，國IV+OBD系統(tǒng)的標定都是由這幾家跨國公司完成的，但 我國目前生產的汽車有上千個品種，幾家跨國公司一年只能完成數十 種汽車的標定工作，沒有完成國IV+OBD系統(tǒng)的標定工作和標定結果 不合格的汽車則不能投入市場使用，而國內目前在國IV+OBD系統(tǒng)的 標定技術方面仍處于空白，嚴重阻礙了國內新型汽車的上市和汽車工 業(yè)的發(fā)展。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的 才示定方法。本發(fā)明采用的技術方案是
一種汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，包括下列步
驟(1)發(fā)動機臺架試驗、(2)車輛檢查、(3)車輛優(yōu)化調試、(4) 車輛工況法調試、(5)車載自診斷系統(tǒng)調試、(6)三高試驗和(7) 驗證試驗。
所述的步驟(l)包括充氣效率、最佳點火角和動力加濃，所述 充氣效率通過調整待標定車輛的氧傳感器的電壓值來調整；所述最佳 點火角通過確定發(fā)動機扭矩最高時的最小點火角來確定；所述動力加 濃通過確定所述發(fā)動機的扭矩最高時的空燃比值來確定。
所述的步驟(2)是通過人工的方式來檢查所述待標定車輛上的 各個傳感器和執(zhí)行器的安裝位置并確定合適位置。
所述的步驟(3)是初步調試所述待標定車輛的駕駛性并采集所 述各個傳感器和執(zhí)行器的信號信息，將所述信號信息與所述各個傳感 器和執(zhí)行器在所述待標定車輛的系統(tǒng)工作時的正常信息相比較。
所述的步驟(4)首先將所述待標定車輛浸置一段時間，試驗前 將排氣采樣管插入所述待標定車輛的排氣管中并做好密封，運行十五 工況法并分別采集尾氣，通過尾氣分析儀對采集到的所述尾氣和采集 過程進行綜合性分析，所述綜合性分析的內容包括采樣結果、過程數 據和開發(fā)工具的采樣數據，將排放結果與GB-18352. 3的排放要求進 行比較。
所述的步驟(5)包括氧傳感器老化試驗、失火^r測試驗、臨界 催化器判定試驗和零部件診斷試驗，所述氧傳感器老化試驗通過氧傳感器模擬器對所述氧傳感器的 信號進行濾波處理，使所述信號的波形與老化的氧傳感器傳輸的信號 波形相同，通過所述氧傳感器模擬器模擬不同程度的所述氧傳感器的 老化程度，進行排放實驗，將所得到的排放結果與所述車載自診斷系 統(tǒng)的限值進行比較，并將所述排放結果在所述車載自診斷系統(tǒng)的限值
8 0%至9 0%的對應^t擬值輸入所述待標定車輛的^"車電腦中；
所述失火檢測試驗通過失火發(fā)生器強制所述發(fā)動機的任意一缸
失火，從ly。開始不斷調整失火率并每次進行排放實驗，將所得到的
排放結果與所述車載自診斷系統(tǒng)的限值進行比較，并將所述排放結果 在所述車載自診斷系統(tǒng)的限值80%至90°/。的對應;^莫擬值輸入所述行車 電腦中；
所述臨界催化器判定試驗，首先使用所述待標定車輛廠家提供的 臨界催化器先進行排放實驗，選取使所得到的排放值接近所述車載自 診斷系統(tǒng)的限值的催化器進行催化器的儲氧時間測定，將采集到的信 息進行統(tǒng)計分析，將分析后臨界催化器的儲氧時間輸入所述車載電 腦；
所述零部件診斷試驗是對與所述各個傳感器和執(zhí)行器輸入和輸 出相關的零部件的電路進行測試并判斷所述各個傳感器輸入值的合理性。
所述的步驟(6)包括高寒試驗、高溫試驗和高原試驗，將所述 待標定車輛分別停放在高寒、高溫和高原的惡劣的環(huán)境中，經過一段 時間的浸置，使所述待標定車輛起動工作，采集所述各個傳感器的數據并分析，檢驗所述待標定車輛是否能夠正常運行、是否出現故障和 所述各個傳感器和執(zhí)行器是否出現誤報的情況。
所述的步驟(7)是將所有的標定后的數據綜合后使所述待標定 車輛正常工作，4企驗是否達到標定的預期目的。
所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，能夠通過機 加工的方法調整所述各個傳感器和執(zhí)行器的位置使所述各個傳感器
和執(zhí)行器匹配所述發(fā)動機；能夠通過調整所述待標定車輛的所述氧傳 感器的振幅和政黨頻率、噴油嘴開啟的通斷、點火時間和步進馬達的 步數調整所述待標定車輛的排放結果。
所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，硬件方面包 括電腦、發(fā)動機線束、Break Box和所述各個傳感器和執(zhí)行器的模擬 器或控制器，所述發(fā)動機線束連接所述行車電腦與所述各個傳感器和 執(zhí)行器，所述Break Box連接所述行車電腦和所述線束，所述模擬器 或控制器在需要時連接在所述各個傳感器和執(zhí)行器與所述線束之間， 所述電腦在需要時與所述行車電腦相連，所述電腦通過所述行車電腦 和所述線束接收來自所述模擬器或控制器采集到的來自所述各個傳 感器和執(zhí)行器的信號，通過人工分析進行檢測，所述電腦能夠修改所 述行車電腦內的數據；軟件方面配合使用發(fā)動機管理系統(tǒng)，例如德爾 福MT20U2發(fā)動才幾管理系統(tǒng)或自行設計的發(fā)動4幾管理系統(tǒng)，所述發(fā)動 機管理系統(tǒng)以MT20U2發(fā)動機控制模塊(ECM)為核心，所述ECM匹配 所述發(fā)動機，所述ECM硬件上采用16位微處理器，軟件上采用德爾 福模塊化C語言編寫的第二代控制軟件。本技術方案的有益效果本發(fā)明提供的汽車尾氣排放及車載自診
斷系統(tǒng)的標定方法，能夠使待標定車輛模擬各種實際路況進行試驗，
并將得到的相關標定參數寫入行車電腦(ECU)中，使所述待標定車 輛的排放物達到國家排放標準，車載自診斷系統(tǒng)(OBD)通過國家驗 收從而達到上市要求，并使所述待標定車輛的經濟性、動力性和駕駛 性等性能達到最佳，滿足消費者的需求。
圖1為汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一 步說明。
參見圖l, 一種汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，包 括下列步驟(1 )發(fā)動機臺架試驗、(2 )車輛4企查、(3 )車輛優(yōu)化調 試、(4)車輛工況法調試、(5)車載自診斷系統(tǒng)調試、(6)三高試驗 和(7 )驗證試驗。
所述的汽車尾氣及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，硬件方面包括電 腦、發(fā)動機線束、Break Box和所述各個傳感器和執(zhí)行器的模擬器或 控制器，還包括萬用表和示波器等測量工具，所述發(fā)動機線束連接所 述行車電腦與所述各個傳感器和執(zhí)行器，所述Break Box連接所述行 車電腦和所述線束，所述模擬器或控制器在需要時連接在所述各個傳 感器和執(zhí)行器與所述線束之間，所述電腦在需要時與所述行車電腦相 連，所述電腦通過所述行車電腦和所述線束接收來自所述才莫擬器或控 制器采集到的來自所述各個傳感器和執(zhí)行器的信號，通過人工分析進行檢測，所述電腦能夠修改所述行車電腦內的數據；軟件方面配合使 用發(fā)動機管理系統(tǒng)，例如德爾福MT20U2發(fā)動機管理系統(tǒng)或自行設計 的發(fā)動機管理系統(tǒng)，所述發(fā)動機管理系統(tǒng)以MT20U2發(fā)動機控制模塊 (ECM)為核心，所述ECM匹配所述發(fā)動^/L，所述ECM^5更件上采用16 位微處理器，軟件上采用德爾福模塊化C語言編寫的第二代控制軟 件。
所述發(fā)動機臺架試驗的項目包括充氣效率、最佳點火角和動力加 濃，將所述待標定車輛的發(fā)動機固定在專業(yè)標定實驗室內的試驗臺架 上，將所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)與所述行車電腦(ECU)連接， 發(fā)動所述發(fā)動機，使用萬用表測量所迷氧傳感器的電壓，通過所述電 腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)調節(jié)影響所述充氣效率的參數，當所述萬用 表顯示的電壓維持在所述氧傳感器的中值電壓450mv左右時，確定影 響所述充氣效率的參數，并通過所述電腦編輯或修改所述參數，最后 儲存在所述行車電腦(ECU)中；使用測功機對所述待標定車輛進行 多次扭矩測量試驗，得到發(fā)動機在不同轉速下的扭矩，經過對比得出 最高的扭矩值，將發(fā)動機扭矩最高時的點火角確定為最佳點火角；所 述動力加濃通過所述發(fā)動機在扭矩最高時的空燃比值來確定。
所述發(fā)動機臺架試驗后進行所述車輛檢查，所述車輛檢查是通過 人工的方式來檢查所述待標定車輛上的各個傳感器和執(zhí)行器的安裝 位置是否合適，如果合適進行下一步工作，如果不合適通過機加工的 方法來使所述各個傳感器和執(zhí)行器匹配所述發(fā)動機。
所述車輛檢查無狀況后進行所述車輛優(yōu)化調試，起動所述待標定車輛，通過所述萬用表和示波器對各個傳感器和執(zhí)行器的信號進行采 集，將采集到的所述信號與所述各個傳感器和執(zhí)行器在所述待標定車 輛的系統(tǒng)工作時的正常信息相比較，檢查采集的所述各個傳感器和執(zhí) 行器的信號是否出現異常，如果正常進行下一步工作，如果所述各個 傳感器和執(zhí)行器中有一個或部分釆集到的所述信號出現異常，將所述
電腦與所述行車電腦(ECU)連接，調節(jié)所述行車電腦(ECU)中的影 響所述傳感器和執(zhí)行器信號的參數，直到再次采集到的信號無異常為止。
接下來對所述待標定車輛進行車輛工況法調試，首先將所述待標 定車輛在標定實驗室中浸置一段時間(12小時左右)，將排氣采樣管
插入所述待標定車輛的排氣管中，并做好密封，確保尾氣不泄露，使 所述待標定車輛運行十五工況法，在每個工況下采集排出的尾氣，通 過尾氣分析儀對采樣結果、過程數據及開發(fā)工具的采樣數據綜合進行 分析并記錄，開發(fā)工具的采樣數據又包括所述各個傳感器和執(zhí)行器反 饋的波形圖及電壓值經濾波后的線性信息，將采集到的所述數據與 GB-18352. 3的排放要求進行對比，如采集到的所述數據符合 GB-18352. 3則不需要調整，如采集到的所述數據不符合GB-18352. 3 的排放標準，將所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)與所述行車電腦 (ECU)連接，通過所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)調整所述行車電 腦(ECU)中的控制氧傳感器的振幅和振蕩頻率、噴油嘴開啟的通斷 和步進馬達的步數合理等的參數，直到十五工況法運行下采集到的尾 氣的分析數據符合GB-18352. 3的排放標準。然后進行所述的車載自診斷系統(tǒng)調試，包括氧傳感器老化試驗、 失火檢測試驗、臨界催化器判定試驗和零部件診斷試驗。
所述氧傳感器老化試驗先將氧傳感器模擬器與所述氧傳感器連 接，通過所述氧傳感器模擬器對所述氧傳感器在工作狀態(tài)下的輸出信 號做濾波處理，通過示波器采集處理后的信號，通過對比和調整，使 所述氧傳感器模擬器濾波處理后的信號能夠模擬老化的氧傳感器輸
出的信號，并通過所述發(fā)動機線束和所述Break Box輸入到所述行車 電腦(ECU)中，通過所述氧傳感器模擬器模擬所述氧傳感器的不同 老化狀態(tài)，并分別進行排放試驗，將排放結果的分析數據記錄下來， 與OBD排放限值進行比較，挑選出在OBD排放限值85°/。左右的對應模 擬值通過所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)輸入所述行車電腦(ECU ) 中，使車輛能夠在所述氧傳感器老化到此狀態(tài)時自動提示并亮燈，從 而達到自動監(jiān)控車輛排放的目的。
所述失火檢測試驗，將失火發(fā)生器與所述發(fā)動機相連，通過失火 發(fā)生器強制所述發(fā)動機的任意一缸失火，從1%開始不斷調整失火率 并每次進行排放實驗，將所得到的排放結果記錄，再通過所述失火發(fā) 生器強制所述發(fā)動機的另一缸失火，從1%開始不斷調整失火率并每 次進行排放實驗，將所得到的排放結果記錄，如此經過大量的試驗， 將所得到的排放結果與OBD排放限值進行比較，挑選出在OBD排放限 值85°/。左右的對應模擬值通過所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)輸入所 述行車電腦(ECU)中，使所述發(fā)動機的失火率在此情況時自動提示 并亮燈，從而達到自動監(jiān)控車輛的目的。
13所述臨界催化器判定試驗，首先使用所述待標定車輛廠家提供的 臨界催化器先進行排放實驗，將排放結果記錄并與OBD的限值進行比
'較，選取使所得到的排放值接近所述OBD的限值的催化器，使用選取 后的臨界催化器進行催化器的儲氧時間測定，將采集到的信息進行統(tǒng) 計分析(需40組數據，同時需在不少于兩輛車上進行)，將分析后臨 界催化器的儲氧時間通過所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)輸入所述 行車電腦(ECU)中并存儲，使在不高于3次的儲氧時間達到此值的 排放試驗中自動提示并亮燈。
所述零部件診斷試驗是對與所述各個傳感器和執(zhí)行器輸入和輸 出相關的零部件的電路進行測試并判斷所述各個傳感器輸入值的合 理性，使得在出現可能導致排放超標的故障時能夠自動提示并亮燈。
在進行完所述車載自診斷系統(tǒng)調試后對所述待標定車輛進行所 述三高試驗，所述三高試驗包括高寒試驗、高溫試驗和高原試驗，將 所述待標定車輛停放在高寒、高溫和高原的惡劣環(huán)境中浸置一段時 間，使所述待標定車輛啟動工作，根據所述待標定車輛的運行狀況對 所述待標定車輛進行冷起動試驗、重復起動試驗、節(jié)氣門標定試驗、 駕駛性評價試驗、怠速穩(wěn)定性試驗、故障診斷試驗和車載自診斷系統(tǒng) 調試試驗，并通過采集設備采集所述各個傳感器和執(zhí)行器的信號，通 過對采集到的信號的分析，檢驗所述待標定車輛在惡劣的環(huán)境中是否 能夠正常運行、是否出現故障和車載自診斷系統(tǒng)是否出現誤報的情 況，如出現以上情況，將所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)與所述行車 電腦(ECU)連接，并通過所述電腦和所述發(fā)動機管理系統(tǒng)修正所述行車電腦(ECU)中的數據，使所述待標定車輛能夠在惡劣的環(huán)境下
運行正常。
最后對所述待標定車輛進行所述驗證試驗，將所有的標定數據綜 合后使所述待標定車輛正常工作，檢驗是否達到標定的預期目的，或 提取批產車進行驗證，對比數據是否與所述待標定車輛有較大的不 同。
權利要求
1、一種汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，其特征在于包括下列步驟(1)發(fā)動機臺架試驗、(2)車輛檢查、(3)車輛優(yōu)化調試、(4)車輛工況法調試、(5)車載自診斷系統(tǒng)調試、(6)三高試驗和(7)驗證試驗。
2、 如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(1)包括充氣效率、最佳點火角和動 力加濃，所述充氣效率通過調整待標定車輛的氧傳感器的電壓值來調 整；所述最佳點火角通過確定發(fā)動機扭矩最高時的最小點火角來確 定；所述動力加濃通過確定所述發(fā)動機的扭矩最高時的空燃比值來確 定。
3、 如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(2)是通過人工的方式來檢查所述待 標定車輛上的各個傳感器和執(zhí)行器的安裝位置并確定合適位置。
4、 如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(3)初步調試所述待標定車輛的駕駛 性并采集所述各個傳感器和執(zhí)行器的信號信息，將所述信號信息與所 述各個傳感器和執(zhí)行器在所述待標定車輛的系統(tǒng)工作時的正常信息 相比較。
5、 如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(4)首先將所述待標定車輛浸置一段 時間，試驗前將排氣采樣管插入所述待標定車輛的排氣管中并做好密封，運行十五工況法并分別采集尾氣，通過尾氣分析儀對采集到的所 述尾氣和采集過程進行綜合性分析，所述綜合性分析的內容包括釆樣結果、過程數據和開發(fā)工具的采樣數據，將排放結果與GB-18352. 3 的排放要求進行比較。
6、如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(5)包括氧傳感器老化試驗、失火檢 測試驗、臨界催化器判定試驗和零部件診斷試驗，所述氧傳感器老化試驗通過氧傳感器模擬器對所述氧傳感器的 信號進行濾波處理，使所述信號的波形與老化的氧傳感器傳輸的信號 波形相同，通過所述氧傳感器模擬器模擬不同程度的所述氧傳感器的 老化程度，進行排放實驗，將所得到的排放結果與所述車載自診斷系 統(tǒng)的限值進行比較，并將所述排放結果在所述車載自診斷系統(tǒng)的限值 80%至90%的對應模擬值輸入所述待標定車輛的行車電腦中；所述失火檢測試驗通過失火發(fā)生器強制所述發(fā)動機的任意 一缸 失火，從ly。開始不斷調整失火率并每次進行排放實驗，將所得到的 排放結果與所述車載自診斷系統(tǒng)的限值進行比較，并將所述排放結果 在所述車載自診斷系統(tǒng)的限值80%至90°/。的對應模擬值輸入所述行車 電腦中；所述臨界催化器判定試驗，首先使用所述待標定車輛廠家提供的 臨界催化器先進行排放實驗，選取使所得到的排放值接近所述車載自 診斷系統(tǒng)的限值的催化器進行催化器的儲氧時間測定，將采集到的信 息進行統(tǒng)計分析，將分析后臨界催化器的儲氧時間輸入所述車載電腦；所述零部件診斷試驗是對與所述各個傳感器和執(zhí)行器輸入和輸 出相關的零部件的電路進行測試并判斷所述各個傳感器輸入值的合 理性。
7、 如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(6)包括高寒試驗、高溫試驗和高原 試驗，將所述待標定車輛分別停放在高寒、高溫和高原的惡劣的環(huán)境 中，經過一段時間的浸置，使所述待標定車輛起動工作，采集所述各 個傳感器的數據并分析，檢驗所述待標定車輛是否能夠正常運行、是 否出現故障和所述各個傳感器和執(zhí)行器是否出現誤報的情況。
8、 如權利要求1所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定 方法，其特征在于所述的步驟(7)是將所有的標定后的數據綜合后 使所述待標定車輛正常工作，檢驗是否達到標定的預期目的。
9、 如權利要求3或5所述的汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的 標定方法，其特征在于能夠通過機加工的方法調整所述各個傳感器和 執(zhí)行器的位置使所述各個傳感器和執(zhí)行器匹配所述發(fā)動機；能夠通過 調整所述待標定車輛的所述氧傳感器的振幅和政黨頻率、噴油嘴開啟 的通斷、點火時間和步進馬達的步數調整所述待標定車輛的排放結 果。
10、 如權利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的汽車尾氣排放及車載自"^斷系統(tǒng)的標定方法，其特征在于硬件方面包括電腦、發(fā)動 機線束、Break Box和所述各個傳感器和執(zhí)行器的模擬器或控制器，所述發(fā)動機線束連接所述行車電腦與所述各個傳感器和執(zhí)行器，所述Break Box連接所述行車電腦和所述線束，所述模擬器或控制器在需 要時連接在所述各個傳感器和執(zhí)行器與所述線束之間，所述電腦在需 要時與所述行車電腦相連，所述電腦通過所述行車電腦和所述線束接 收來自所述模擬器或控制器采集到的來自所述各個傳感器和執(zhí)行器 的信號，通過人工分析進行檢測，所述電腦能夠修改所述行車電腦內 的數據；軟件方面配合使用發(fā)動機管理系統(tǒng)，例如德爾福MT20U2發(fā) 動機管理系統(tǒng)或自行設計的發(fā)動機管理系統(tǒng)，所述發(fā)動機管理系統(tǒng)以 MT20U2發(fā)動機控制模塊(ECM )為核心，所述ECM匹配所述發(fā)動機， 所述ECM硬件上采用16位微處理器，軟件上采用德爾福模塊化C語 言編寫的第二代控制軟件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車尾氣排放及車載自診斷系統(tǒng)的標定方法，其特征在于包括下列步驟(1)發(fā)動機臺架試驗、(2)車輛檢查、(3)車輛優(yōu)化調試、(4)車輛工況法調試和(5)車載自診斷系統(tǒng)調試，所述車載自診斷系統(tǒng)調試包括氧傳感器老化試驗、失火檢測試驗、臨界催化器判定試驗、零部件診斷試驗、三高實驗和驗證試驗，通過本發(fā)明的標定方法將待標定車輛通過各種試驗得到的相關標定參數寫入行車電腦(ECU)中，使所述待標定車輛的排放物達到國家排放標準，車載自診斷系統(tǒng)(OBD)通過國家驗收從而達到上市要求，并使所述待標定車輛的經濟性、動力性、駕駛性達到最佳，滿足消費者需要。
文檔編號G01M17/007GK101532915SQ20091008216
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權日2009年4月15日
發(fā)明者劉定玉, 常廣財, 張重建, 王聿晞 申請人:北京北內創(chuàng)意電控發(fā)動機有限責任公司