专利名称：汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法
技术领域：
本发明涉及汽车检测领域，尤其涉及一种汽车尾气排放及车载自 诊断的标定方法。
背景技术：
随着我国汽车工业的发展，国内的汽车使用量大幅度上升，对汽
车尾气排放和车载自诊断系统(OBD)的标定等的相关技术要求也越 来越高。
目前，我国汽车的排放标准等效于欧洲排放标准，采用的是2007 年实施的国IV排放标准，在实施国IV标准以后，OBD在线故障诊断软 件则必须安装。新型汽车产品在出厂之前都要进行国IV+OBD系统的 标定，只有标定合格后的产品才能投入市场使用，而国IV+OBD系统 标定的核心技术主要掌握在美、日、欧等几家跨国公司手中，国内生 产的汽车，国IV+OBD系统的标定都是由这几家跨国公司完成的，但 我国目前生产的汽车有上千个品种，几家跨国公司一年只能完成数十 种汽车的标定工作，没有完成国IV+OBD系统的标定工作和标定结果 不合格的汽车则不能投入市场使用，而国内目前在国IV+OBD系统的 标定技术方面仍处于空白，严重阻碍了国内新型汽车的上市和汽车工 业的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的 才示定方法。本发明采用的技术方案是
一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，包括下列步
骤(1)发动机台架试验、(2)车辆检查、(3)车辆优化调试、(4) 车辆工况法调试、(5)车载自诊断系统调试、(6)三高试验和(7) 验证试验。
所述的步骤(l)包括充气效率、最佳点火角和动力加浓，所述 充气效率通过调整待标定车辆的氧传感器的电压值来调整；所述最佳 点火角通过确定发动机扭矩最高时的最小点火角来确定；所述动力加 浓通过确定所述发动机的扭矩最高时的空燃比值来确定。
所述的步骤(2)是通过人工的方式来检查所述待标定车辆上的 各个传感器和执行器的安装位置并确定合适位置。
所述的步骤(3)是初步调试所述待标定车辆的驾驶性并采集所 述各个传感器和执行器的信号信息，将所述信号信息与所述各个传感 器和执行器在所述待标定车辆的系统工作时的正常信息相比较。
所述的步骤(4)首先将所述待标定车辆浸置一段时间，试验前 将排气采样管插入所述待标定车辆的排气管中并做好密封，运行十五 工况法并分别采集尾气，通过尾气分析仪对采集到的所述尾气和采集 过程进行综合性分析，所述综合性分析的内容包括采样结果、过程数 据和开发工具的采样数据，将排放结果与GB-18352. 3的排放要求进 行比较。
所述的步骤(5)包括氧传感器老化试验、失火^r测试验、临界 催化器判定试验和零部件诊断试验，所述氧传感器老化试验通过氧传感器模拟器对所述氧传感器的 信号进行滤波处理，使所述信号的波形与老化的氧传感器传输的信号 波形相同，通过所述氧传感器模拟器模拟不同程度的所述氧传感器的 老化程度，进行排放实验，将所得到的排放结果与所述车载自诊断系 统的限值进行比较，并将所述排放结果在所述车载自诊断系统的限值
8 0%至9 0%的对应^t拟值输入所述待标定车辆的^"车电脑中；
所述失火检测试验通过失火发生器强制所述发动机的任意一缸
失火，从ly。开始不断调整失火率并每次进行排放实验，将所得到的
排放结果与所述车载自诊断系统的限值进行比较，并将所述排放结果 在所述车载自诊断系统的限值80%至90°/。的对应;^莫拟值输入所述行车 电脑中；
所述临界催化器判定试验，首先使用所述待标定车辆厂家提供的 临界催化器先进行排放实验，选取使所得到的排放值接近所述车载自 诊断系统的限值的催化器进行催化器的储氧时间测定，将采集到的信 息进行统计分析，将分析后临界催化器的储氧时间输入所述车载电 脑；
所述零部件诊断试验是对与所述各个传感器和执行器输入和输 出相关的零部件的电路进行测试并判断所述各个传感器输入值的合理性。
所述的步骤(6)包括高寒试验、高温试验和高原试验，将所述 待标定车辆分别停放在高寒、高温和高原的恶劣的环境中，经过一段 时间的浸置，使所述待标定车辆起动工作，采集所述各个传感器的数据并分析，检验所述待标定车辆是否能够正常运行、是否出现故障和 所述各个传感器和执行器是否出现误报的情况。
所述的步骤(7)是将所有的标定后的数据综合后使所述待标定 车辆正常工作，4企验是否达到标定的预期目的。
所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，能够通过机 加工的方法调整所述各个传感器和执行器的位置使所述各个传感器
和执行器匹配所述发动机；能够通过调整所述待标定车辆的所述氧传 感器的振幅和政党频率、喷油嘴开启的通断、点火时间和步进马达的 步数调整所述待标定车辆的排放结果。
所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，硬件方面包 括电脑、发动机线束、Break Box和所述各个传感器和执行器的模拟 器或控制器，所述发动机线束连接所述行车电脑与所述各个传感器和 执行器，所述Break Box连接所述行车电脑和所述线束，所述模拟器 或控制器在需要时连接在所述各个传感器和执行器与所述线束之间， 所述电脑在需要时与所述行车电脑相连，所述电脑通过所述行车电脑 和所述线束接收来自所述模拟器或控制器采集到的来自所述各个传 感器和执行器的信号，通过人工分析进行检测，所述电脑能够修改所 述行车电脑内的数据；软件方面配合使用发动机管理系统，例如德尔 福MT20U2发动才几管理系统或自行设计的发动4几管理系统，所述发动 机管理系统以MT20U2发动机控制模块(ECM)为核心，所述ECM匹配 所述发动机，所述ECM硬件上采用16位微处理器，软件上采用德尔 福模块化C语言编写的第二代控制软件。本技术方案的有益效果本发明提供的汽车尾气排放及车载自诊
断系统的标定方法，能够使待标定车辆模拟各种实际路况进行试验，
并将得到的相关标定参数写入行车电脑(ECU)中，使所述待标定车 辆的排放物达到国家排放标准，车载自诊断系统(OBD)通过国家验 收从而达到上市要求，并使所述待标定车辆的经济性、动力性和驾驶 性等性能达到最佳，满足消费者的需求。
图1为汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一 步说明。
参见图l, 一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，包 括下列步骤(1 )发动机台架试验、(2 )车辆4企查、(3 )车辆优化调 试、(4)车辆工况法调试、(5)车载自诊断系统调试、(6)三高试验 和(7 )验证试验。
所述的汽车尾气及车载自诊断系统的标定方法，硬件方面包括电 脑、发动机线束、Break Box和所述各个传感器和执行器的模拟器或 控制器，还包括万用表和示波器等测量工具，所述发动机线束连接所 述行车电脑与所述各个传感器和执行器，所述Break Box连接所述行 车电脑和所述线束，所述模拟器或控制器在需要时连接在所述各个传 感器和执行器与所述线束之间，所述电脑在需要时与所述行车电脑相 连，所述电脑通过所述行车电脑和所述线束接收来自所述才莫拟器或控 制器采集到的来自所述各个传感器和执行器的信号，通过人工分析进行检测，所述电脑能够修改所述行车电脑内的数据；软件方面配合使 用发动机管理系统，例如德尔福MT20U2发动机管理系统或自行设计 的发动机管理系统，所述发动机管理系统以MT20U2发动机控制模块 (ECM)为核心，所述ECM匹配所述发动^/L，所述ECM^5更件上采用16 位微处理器，软件上采用德尔福模块化C语言编写的第二代控制软 件。
所述发动机台架试验的项目包括充气效率、最佳点火角和动力加 浓，将所述待标定车辆的发动机固定在专业标定实验室内的试验台架 上，将所述电脑和所述发动机管理系统与所述行车电脑(ECU)连接， 发动所述发动机，使用万用表测量所迷氧传感器的电压，通过所述电 脑和所述发动机管理系统调节影响所述充气效率的参数，当所述万用 表显示的电压维持在所述氧传感器的中值电压450mv左右时，确定影 响所述充气效率的参数，并通过所述电脑编辑或修改所述参数，最后 储存在所述行车电脑(ECU)中；使用测功机对所述待标定车辆进行 多次扭矩测量试验，得到发动机在不同转速下的扭矩，经过对比得出 最高的扭矩值，将发动机扭矩最高时的点火角确定为最佳点火角；所 述动力加浓通过所述发动机在扭矩最高时的空燃比值来确定。
所述发动机台架试验后进行所述车辆检查，所述车辆检查是通过 人工的方式来检查所述待标定车辆上的各个传感器和执行器的安装 位置是否合适，如果合适进行下一步工作，如果不合适通过机加工的 方法来使所述各个传感器和执行器匹配所述发动机。
所述车辆检查无状况后进行所述车辆优化调试，起动所述待标定车辆，通过所述万用表和示波器对各个传感器和执行器的信号进行采 集，将采集到的所述信号与所述各个传感器和执行器在所述待标定车 辆的系统工作时的正常信息相比较，检查采集的所述各个传感器和执 行器的信号是否出现异常，如果正常进行下一步工作，如果所述各个 传感器和执行器中有一个或部分釆集到的所述信号出现异常，将所述
电脑与所述行车电脑(ECU)连接，调节所述行车电脑(ECU)中的影 响所述传感器和执行器信号的参数，直到再次采集到的信号无异常为止。
接下来对所述待标定车辆进行车辆工况法调试，首先将所述待标 定车辆在标定实验室中浸置一段时间(12小时左右)，将排气采样管
插入所述待标定车辆的排气管中，并做好密封，确保尾气不泄露，使 所述待标定车辆运行十五工况法，在每个工况下采集排出的尾气，通 过尾气分析仪对采样结果、过程数据及开发工具的采样数据综合进行 分析并记录，开发工具的采样数据又包括所述各个传感器和执行器反 馈的波形图及电压值经滤波后的线性信息，将采集到的所述数据与 GB-18352. 3的排放要求进行对比，如采集到的所述数据符合 GB-18352. 3则不需要调整，如采集到的所述数据不符合GB-18352. 3 的排放标准，将所述电脑和所述发动机管理系统与所述行车电脑 (ECU)连接，通过所述电脑和所述发动机管理系统调整所述行车电 脑(ECU)中的控制氧传感器的振幅和振荡频率、喷油嘴开启的通断 和步进马达的步数合理等的参数，直到十五工况法运行下采集到的尾 气的分析数据符合GB-18352. 3的排放标准。然后进行所述的车载自诊断系统调试，包括氧传感器老化试验、 失火检测试验、临界催化器判定试验和零部件诊断试验。
所述氧传感器老化试验先将氧传感器模拟器与所述氧传感器连 接，通过所述氧传感器模拟器对所述氧传感器在工作状态下的输出信 号做滤波处理，通过示波器采集处理后的信号，通过对比和调整，使 所述氧传感器模拟器滤波处理后的信号能够模拟老化的氧传感器输
出的信号，并通过所述发动机线束和所述Break Box输入到所述行车 电脑(ECU)中，通过所述氧传感器模拟器模拟所述氧传感器的不同 老化状态，并分别进行排放试验，将排放结果的分析数据记录下来， 与OBD排放限值进行比较，挑选出在OBD排放限值85°/。左右的对应模 拟值通过所述电脑和所述发动机管理系统输入所述行车电脑(ECU ) 中，使车辆能够在所述氧传感器老化到此状态时自动提示并亮灯，从 而达到自动监控车辆排放的目的。
所述失火检测试验，将失火发生器与所述发动机相连，通过失火 发生器强制所述发动机的任意一缸失火，从1%开始不断调整失火率 并每次进行排放实验，将所得到的排放结果记录，再通过所述失火发 生器强制所述发动机的另一缸失火，从1%开始不断调整失火率并每 次进行排放实验，将所得到的排放结果记录，如此经过大量的试验， 将所得到的排放结果与OBD排放限值进行比较，挑选出在OBD排放限 值85°/。左右的对应模拟值通过所述电脑和所述发动机管理系统输入所 述行车电脑(ECU)中，使所述发动机的失火率在此情况时自动提示 并亮灯，从而达到自动监控车辆的目的。
13所述临界催化器判定试验，首先使用所述待标定车辆厂家提供的 临界催化器先进行排放实验，将排放结果记录并与OBD的限值进行比
'较，选取使所得到的排放值接近所述OBD的限值的催化器，使用选取 后的临界催化器进行催化器的储氧时间测定，将采集到的信息进行统 计分析(需40组数据，同时需在不少于两辆车上进行)，将分析后临 界催化器的储氧时间通过所述电脑和所述发动机管理系统输入所述 行车电脑(ECU)中并存储，使在不高于3次的储氧时间达到此值的 排放试验中自动提示并亮灯。
所述零部件诊断试验是对与所述各个传感器和执行器输入和输 出相关的零部件的电路进行测试并判断所述各个传感器输入值的合 理性，使得在出现可能导致排放超标的故障时能够自动提示并亮灯。
在进行完所述车载自诊断系统调试后对所述待标定车辆进行所 述三高试验，所述三高试验包括高寒试验、高温试验和高原试验，将 所述待标定车辆停放在高寒、高温和高原的恶劣环境中浸置一段时 间，使所述待标定车辆启动工作，根据所述待标定车辆的运行状况对 所述待标定车辆进行冷起动试验、重复起动试验、节气门标定试验、 驾驶性评价试验、怠速稳定性试验、故障诊断试验和车载自诊断系统 调试试验，并通过采集设备采集所述各个传感器和执行器的信号，通 过对采集到的信号的分析，检验所述待标定车辆在恶劣的环境中是否 能够正常运行、是否出现故障和车载自诊断系统是否出现误报的情 况，如出现以上情况，将所述电脑和所述发动机管理系统与所述行车 电脑(ECU)连接，并通过所述电脑和所述发动机管理系统修正所述行车电脑(ECU)中的数据，使所述待标定车辆能够在恶劣的环境下
运行正常。
最后对所述待标定车辆进行所述验证试验，将所有的标定数据综 合后使所述待标定车辆正常工作，检验是否达到标定的预期目的，或 提取批产车进行验证，对比数据是否与所述待标定车辆有较大的不 同。
权利要求
1、一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于包括下列步骤(1)发动机台架试验、(2)车辆检查、(3)车辆优化调试、(4)车辆工况法调试、(5)车载自诊断系统调试、(6)三高试验和(7)验证试验。
2、 如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(1)包括充气效率、最佳点火角和动 力加浓，所述充气效率通过调整待标定车辆的氧传感器的电压值来调 整；所述最佳点火角通过确定发动机扭矩最高时的最小点火角来确 定；所述动力加浓通过确定所述发动机的扭矩最高时的空燃比值来确 定。
3、 如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(2)是通过人工的方式来检查所述待 标定车辆上的各个传感器和执行器的安装位置并确定合适位置。
4、 如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(3)初步调试所述待标定车辆的驾驶 性并采集所述各个传感器和执行器的信号信息，将所述信号信息与所 述各个传感器和执行器在所述待标定车辆的系统工作时的正常信息 相比较。
5、 如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(4)首先将所述待标定车辆浸置一段 时间，试验前将排气采样管插入所述待标定车辆的排气管中并做好密封，运行十五工况法并分别采集尾气，通过尾气分析仪对采集到的所 述尾气和采集过程进行综合性分析，所述综合性分析的内容包括釆样结果、过程数据和开发工具的采样数据，将排放结果与GB-18352. 3 的排放要求进行比较。
6、如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(5)包括氧传感器老化试验、失火检 测试验、临界催化器判定试验和零部件诊断试验，所述氧传感器老化试验通过氧传感器模拟器对所述氧传感器的 信号进行滤波处理，使所述信号的波形与老化的氧传感器传输的信号 波形相同，通过所述氧传感器模拟器模拟不同程度的所述氧传感器的 老化程度，进行排放实验，将所得到的排放结果与所述车载自诊断系 统的限值进行比较，并将所述排放结果在所述车载自诊断系统的限值 80%至90%的对应模拟值输入所述待标定车辆的行车电脑中；所述失火检测试验通过失火发生器强制所述发动机的任意 一缸 失火，从ly。开始不断调整失火率并每次进行排放实验，将所得到的 排放结果与所述车载自诊断系统的限值进行比较，并将所述排放结果 在所述车载自诊断系统的限值80%至90°/。的对应模拟值输入所述行车 电脑中；所述临界催化器判定试验，首先使用所述待标定车辆厂家提供的 临界催化器先进行排放实验，选取使所得到的排放值接近所述车载自 诊断系统的限值的催化器进行催化器的储氧时间测定，将采集到的信 息进行统计分析，将分析后临界催化器的储氧时间输入所述车载电脑；所述零部件诊断试验是对与所述各个传感器和执行器输入和输 出相关的零部件的电路进行测试并判断所述各个传感器输入值的合 理性。
7、 如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(6)包括高寒试验、高温试验和高原 试验，将所述待标定车辆分别停放在高寒、高温和高原的恶劣的环境 中，经过一段时间的浸置，使所述待标定车辆起动工作，采集所述各 个传感器的数据并分析，检验所述待标定车辆是否能够正常运行、是 否出现故障和所述各个传感器和执行器是否出现误报的情况。
8、 如权利要求1所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定 方法，其特征在于所述的步骤(7)是将所有的标定后的数据综合后 使所述待标定车辆正常工作，检验是否达到标定的预期目的。
9、 如权利要求3或5所述的汽车尾气排放及车载自诊断系统的 标定方法，其特征在于能够通过机加工的方法调整所述各个传感器和 执行器的位置使所述各个传感器和执行器匹配所述发动机；能够通过 调整所述待标定车辆的所述氧传感器的振幅和政党频率、喷油嘴开启 的通断、点火时间和步进马达的步数调整所述待标定车辆的排放结 果。
10、 如权利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的汽车尾气排放及车载自"^断系统的标定方法，其特征在于硬件方面包括电脑、发动 机线束、Break Box和所述各个传感器和执行器的模拟器或控制器，所述发动机线束连接所述行车电脑与所述各个传感器和执行器，所述Break Box连接所述行车电脑和所述线束，所述模拟器或控制器在需 要时连接在所述各个传感器和执行器与所述线束之间，所述电脑在需 要时与所述行车电脑相连，所述电脑通过所述行车电脑和所述线束接 收来自所述模拟器或控制器采集到的来自所述各个传感器和执行器 的信号，通过人工分析进行检测，所述电脑能够修改所述行车电脑内 的数据；软件方面配合使用发动机管理系统，例如德尔福MT20U2发 动机管理系统或自行设计的发动机管理系统，所述发动机管理系统以 MT20U2发动机控制模块(ECM )为核心，所述ECM匹配所述发动机， 所述ECM硬件上采用16位微处理器，软件上采用德尔福模块化C语 言编写的第二代控制软件。
全文摘要
本发明涉及一种汽车尾气排放及车载自诊断系统的标定方法，其特征在于包括下列步骤(1)发动机台架试验、(2)车辆检查、(3)车辆优化调试、(4)车辆工况法调试和(5)车载自诊断系统调试，所述车载自诊断系统调试包括氧传感器老化试验、失火检测试验、临界催化器判定试验、零部件诊断试验、三高实验和验证试验，通过本发明的标定方法将待标定车辆通过各种试验得到的相关标定参数写入行车电脑(ECU)中，使所述待标定车辆的排放物达到国家排放标准，车载自诊断系统(OBD)通过国家验收从而达到上市要求，并使所述待标定车辆的经济性、动力性、驾驶性达到最佳，满足消费者需要。
文档编号G01M17/007GK101532915SQ20091008216
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者刘定玉, 常广财, 张重建, 王聿晞 申请人:北京北内创意电控发动机有限责任公司