一種用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三元催化器領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法以及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]三元催化器(Three-Way-Catalyst)是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的C0、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)狻．?dāng)高溫的汽車尾氣通過機(jī)外凈化裝置時(shí)，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)C0、HC和NOx這三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)。其中，⑶在高溫下氧化成為無(wú)色、無(wú)毒的二氧化碳?xì)怏w;HC化合物在高溫下氧化成水(H2O)和二氧化碳;NOx還原成氮?dú)夂脱鯕?。這三種有害氣體變成無(wú)害氣體，使得汽車尾氣得以凈化。由于這種催化器可同時(shí)將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，故稱三元。在具體的應(yīng)用中，由于三元催化器可同時(shí)凈化排氣中的三個(gè)主要污染物C0、HC和NOx，且在理論空燃比附近轉(zhuǎn)換效率最高，因此，理論空燃比+三元催化器的路線被廣泛推廣以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。
[0003]然而，如果發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的三元催化器老化或被移除，則汽車尾氣排放會(huì)大大超限。目前尚沒有診斷三元催化器轉(zhuǎn)換效率或/和被移除的控制策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法以及裝置。其中，所述方法通過主動(dòng)調(diào)節(jié)三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，并檢測(cè)安裝于三元催化器出口端的傳感器的輸出電壓的躍變時(shí)間，能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三元催化器。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法。所述方法包括:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù);檢測(cè)安裝于所述三元催化器出口端的傳感器的輸出電壓的躍變時(shí)間;將所述躍變時(shí)間與預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；以及根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，從而實(shí)現(xiàn)所述三元催化器的監(jiān)測(cè)。
[0006]其中，所述傳感器為開關(guān)型氧傳感器。
[0007]其中，所述方法具體包括:根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)增大所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為稀混合氣;檢測(cè)所述傳感器的輸出電壓變?yōu)榈谝浑妷旱牡谝卉S變時(shí)間；在所述第一躍變時(shí)間大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，判斷所述三元催化器未被移除，且未老化。
[0008]其中，在所述第一躍變時(shí)間小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，所述方法還包括:使得所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)保持不變，以使得所述三元催化器吸收氧氣至飽和狀態(tài);根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)減小所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為濃混合氣;檢測(cè)所述傳感器的輸出電壓變?yōu)榈诙妷旱牡诙S變時(shí)間；在所述第二躍變時(shí)間小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，判斷所述三元催化器被移除。
[0009]其中，在所述第二躍變時(shí)間大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，所述方法還包括:根據(jù)所述第二躍變時(shí)間和由所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)得到的廢氣質(zhì)量流量查表得到所述三元催化器的轉(zhuǎn)換效率;在所述轉(zhuǎn)換效率小于或等于預(yù)設(shè)的效率閾值的情況下，判斷所述三元催化器老化，在所述轉(zhuǎn)換效率大于預(yù)設(shè)的效率閾值的情況下，判斷所述三元催化器未老化。
[0010]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的裝置。所述裝置包括:調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù);檢測(cè)單元，用于檢測(cè)安裝于所述三元催化器出口端的傳感器的輸出電壓的躍變時(shí)間；比較單元，用于將所述躍變時(shí)間與預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；以及判斷單元，用于根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，從而實(shí)現(xiàn)所述三元催化器的監(jiān)測(cè)。
[0011 ]其中，所述傳感器為開關(guān)型氧傳感器。
[0012]其中，所述調(diào)節(jié)單元，還用于根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)增大所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為稀混合氣;所述檢測(cè)單元，還用于檢測(cè)所述傳感器的輸出電壓變?yōu)榈谝浑妷旱牡谝卉S變時(shí)間；所述判斷單元，用于在所述第一躍變時(shí)間大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，判斷所述三元催化器未被移除，且未老化。
[0013]其中，所述調(diào)節(jié)單元，還用于使得所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)保持不變，以使得所述三元催化器吸收氧氣至飽和狀態(tài)，并根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)減小所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為濃混合氣;所述檢測(cè)單元，還用于檢測(cè)所述傳感器的輸出電壓變?yōu)榈诙妷旱牡诙S變時(shí)間;所述判斷單元，還用于在所述第二躍變時(shí)間小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，判斷所述三元催化器被移除。
[0014]其中，所述裝置還包括:查找單元，用于根據(jù)所述第二躍變時(shí)間和由所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)得到的廢氣質(zhì)量流量查表得到所述三元催化器的轉(zhuǎn)換效率，所述判斷單元，還用于在所述轉(zhuǎn)換效率小于或等于預(yù)設(shè)的效率閾值的情況下，判斷所述三元催化器老化，在所述轉(zhuǎn)換效率大于預(yù)設(shè)的效率閾值的情況下，判斷所述三元催化器未老化。
[0015]通過上述技術(shù)方案，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù);檢測(cè)安裝于三元催化器出口端的傳感器的輸出電壓的躍變時(shí)間；將躍變時(shí)間與預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；以及根據(jù)比較結(jié)果判斷三元催化器是否被移除或三元催化器是否老化，從而實(shí)現(xiàn)三元催化器的監(jiān)測(cè)，能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三元催化器，節(jié)約了成本，并且可靠性滿足實(shí)際使用需求。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法的流程圖；
[0017]圖2是本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法的具體流程圖；
[0018]圖3是三元催化器及進(jìn)口端和出口端的氧傳感器的安裝位置示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明
[0021]10進(jìn)口端氧傳感器20三元催化器30出口端氧傳感器
[0022]40調(diào)節(jié)單元50檢測(cè)單元60比較單元70判斷單元
[0023]80查找單元
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0025]圖1是本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法包括:在步驟SlOl中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)。接著，在步驟S102中，檢測(cè)安裝于所述三元催化器出口端的傳感器的輸出電壓的躍變時(shí)間。緊接著，在步驟S103中，將所述躍變時(shí)間與預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果。最后，在步驟S104中，根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，從而實(shí)現(xiàn)所述三元催化器的監(jiān)測(cè)。藉此，能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三元催化器，節(jié)約了成本，并且可靠性滿足實(shí)際使用需求。
[0026]圖2是本發(fā)明提供的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中三元催化器的方法的具體流程圖。如圖2所示，在應(yīng)用本發(fā)明提供的方法之前，需要判斷是否滿足監(jiān)測(cè)三元催化器的條件。其中，所述條件包括達(dá)到監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和廢氣質(zhì)量流量在一定的范圍內(nèi)并保持一段時(shí)間，排溫、環(huán)境溫度以及環(huán)境壓力在正常的范圍內(nèi)，氧閉環(huán)，無(wú)相關(guān)傳感器錯(cuò)誤等等。在判斷滿足監(jiān)測(cè)三元催化器的條件下，根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)增大所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為稀混合氣。其中，過量空氣系數(shù)等于I時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為理論混合氣(此時(shí)燃料與空氣中的氧氣完全燃燒)，過量空氣系數(shù)小于I時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為濃混合氣，過量空氣系數(shù)大于I時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為稀混合氣。具體地，增大三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)由理論值I向偏稀方向偏移(如使過量空氣系數(shù)為1.05)。然后，檢測(cè)所述傳感器的輸出電壓變?yōu)榈谝浑妷旱牡谝卉S變時(shí)間，并判斷所述第一躍變時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間。在所述第一躍變時(shí)間大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，說明三元催化器儲(chǔ)氧能力強(qiáng)，且轉(zhuǎn)換效率高，判斷所述三元催化器未被移除，且未老化，將監(jiān)測(cè)累計(jì)時(shí)間置零后，發(fā)動(dòng)機(jī)正常閉環(huán)工作，監(jiān)測(cè)時(shí)間累加。其中，所述第一電壓為低電壓，具體為0.1V-0.3V，所述第一躍變時(shí)間指的是從電壓0.3V-0.7V躍變到電壓0.1V-0.3V的時(shí)間，所述預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間由廢氣質(zhì)量流量、排溫、三元催化器長(zhǎng)度以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間綜合確定。具體地，傳感器的輸出電壓在0.1V-0.3V時(shí)，則表明從三元催化器輸出的燃燒混合氣為稀混合氣，傳感器的輸出電壓在0.3V-0.7V時(shí)，則表明從三元催化器輸出的燃燒混合氣為理論混合氣，傳感器的輸出電壓在0.7V-1V時(shí)，則表明從三元催化器輸出的燃燒混合氣為濃混合氣，在第一躍變時(shí)間大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，則表明三元催化器逐漸地吸取進(jìn)入的燃燒混合氣中的氧氣，直到將氧氣儲(chǔ)滿。在三元催化器將氧氣儲(chǔ)滿之后，傳感器的輸出電壓指示從三元催化器輸出的燃燒混合氣為稀混合Ho
[0027]在所述第一躍變時(shí)間小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，說明三元催化器已被移除或者三元催化器未被移除但氧氣已儲(chǔ)滿，則需要進(jìn)一步的方法確定三元催化器的狀態(tài)。所述方法包括:首先，使得所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)保持不變，以使得所述三元催化器吸收氧氣至飽和狀態(tài)。其次，根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)減小所述三元催化器進(jìn)口端的過量空氣系數(shù)，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒混合氣為濃混合氣。具體地，減小發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒混合氣的過量空氣系數(shù)至偏濃狀態(tài)(如0.95)。然后，檢測(cè)所述傳感器的輸出電壓變?yōu)榈诙妷旱牡诙S變時(shí)間，并判斷所述第二躍變時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間。在所述第二躍變時(shí)間小于或等于預(yù)設(shè)的標(biāo)定時(shí)間的情況下，判斷所述三元催化器被移除，系統(tǒng)報(bào)DFC(故障檢測(cè)系統(tǒng))。其中，所述第二電