一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法以及装置。其中，所述方法包括：根据发动机的运行参数调节所述三元催化器进口端的过量空气系数；检测安装于所述三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间；将所述跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果；以及根据所述比较结果判断所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，从而实现所述三元催化器的监测。本发明专利技术通过主动调节三元催化器进口端的过量空气系数，并检测安装于三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间，能够在线实时监测三元催化器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三元催化器领域，具体地，涉及一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法以及装置。
技术介绍
三元催化器(Three-Way-Catalyst)是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过机外净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx这三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应。其中，CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。这三种有害气体变成无害气体，使得汽车尾气得以净化。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。在具体的应用中，由于三元催化器可同时净化排气中的三个主要污染物CO、HC和NOx，且在理论空燃比附近转换效率最高，因此，理论空燃比+三元催化器的路线被广泛推广以满足日益严格的排放法规要求。然而，如果发动机排气系统中的三元催化器老化或被移除，则汽车尾气排放会大大超限。目前尚没有诊断三元催化器转换效率或/和被移除的控制策略。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法以及装置。其中，所述方法通过主动调节三元催化器进口端的过量空气系数，并检测安装于三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间，能够在线实时监测三元催化器。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法。所述方法包括：根据发动机的运行参数调节所述三元催化器进口端的过量空气系数；检测安装于所述三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间；将所述跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果；以及根据所述比较结果判断所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，从而实现所述三元催化器的监测。其中，所述传感器为开关型氧传感器。其中，所述方法具体包括：根据所述发动机的运行参数增大所述三元催化器进口端的过量空气系数，使得所述发动机的燃烧混合气为稀混合气；检测所述传感器的输出电压变为第一电压的第一跃变时间；在所述第一跃变时间大于预设的标定时间的情况下，判断所述三元催化器未被移除，且未老化。其中，在所述第一跃变时间小于或等于预设的标定时间的情况下，所述方法还包括：使得所述三元催化器进口端的过量空气系数在预设时间段内保持不变，以使得所述三元催化器吸收氧气至饱和状态；根据所述发动机的运行参数减小所述三元催化器进口端的过量空气系数，使得所述发动机的燃烧混合气为浓混合气；检测所述传感器的输出电压变为第二电压的第二跃变时间；在所述第二跃变时间小于或等于预设的标定时间的情况下，判断所述三元催化器被移除。其中，在所述第二跃变时间大于预设的标定时间的情况下，所述方法还包括：根据所述第二跃变时间和由所述发动机的运行参数得到的废气质量流量查表得到所述三元催化器的转换效率；在所述转换效率小于或等于预设的效率阈值的情况下，判断所述三元催化器老化，在所述转换效率大于预设的效率阈值的情况下，判断所述三元催化器未老化。相应地，本专利技术还提供一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的装置。所述装置包括：调节单元，用于根据发动机的运行参数调节所述三元催化器进口端的过量空气系数；检测单元，用于检测安装于所述三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间；比较单元，用于将所述跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果；以及判断单元，用于根据所述比较结果判断所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，从而实现所述三元催化器的监测。其中，所述传感器为开关型氧传感器。其中，所述调节单元，还用于根据所述发动机的运行参数增大所述三元催化器进口端的过量空气系数，使得所述发动机的燃烧混合气为稀混合气；所述检测单元，还用于检测所述传感器的输出电压变为第一电压的第一跃变时间；所述判断单元，用于在所述第一跃变时间大于预设的标定时间的情况下，判断所述三元催化器未被移除，且未老化。其中，所述调节单元，还用于使得所述三元催化器进口端的过量空气系数在预设时间段内保持不变，以使得所述三元催化器吸收氧气至饱和状态，并根据所述发动机的运行参数减小所述三元催化器进口端的过量空气系数，使得所述发动机的燃烧混合气为浓混合气；所述检测单元，还用于检测所述传感器的输出电压变为第二电压的第二跃变时间；所述判断单元，还用于在所述第二跃变时间小于或等于预设的标定时间的情况下，判断所述三元催化器被移除。其中，所述装置还包括：查找单元，用于根据所述第二跃变时间和由所述发动机的运行参数得到的废气质量流量查表得到所述三元催化器的转换效率，所述判断单元，还用于在所述转换效率小于或等于预设的效率阈值的情况下，判断所述三元催化器老化，在所述转换效率大于预设的效率阈值的情况下，判断所述三元催化器未老化。通过上述技术方案，根据发动机的运行参数调节三元催化器进口端的过量空气系数；检测安装于三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间；将跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果；以及根据比较结果判断三元催化器是否被移除或三元催化器是否老化，从而实现三元催化器的监测，能够在线实时监测三元催化器，节约了成本，并且可靠性满足实际使用需求。附图说明图1是本专利技术提供的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法的流程图；图2是本专利技术提供的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法的具体流程图；图3是三元催化器及进口端和出口端的氧传感器的安装位置示意图；图4是本专利技术提供的用于监测发动机排气系统中三元催化器的装置的结构示意图。附图标记说明10进口端氧传感器20三元催化器30出口端氧传感器40调节单元50检测单元60比较单元70判断单元80查找单元具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是本专利技术提供的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法的流程图。如图1所示，本专利技术提供的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法包括：在步骤S101中，根据发动机的运行参数调节所述三元催化器进口端的过量空气系数。接着，在步骤S102中，检测安装于所述三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间。紧接着，在步骤S103中，将所述跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果。最后，在步骤S104中，...

【技术保护点】
一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法，其特征在于，所述方法包括：根据发动机的运行参数调节所述三元催化器进口端的过量空气系数；检测安装于所述三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间；将所述跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果；以及根据所述比较结果判断所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，从而实现所述三元催化器的监测。

【技术特征摘要】
1.一种用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据发动机的运行参数调节所述三元催化器进口端的过量空气系数；
检测安装于所述三元催化器出口端的传感器的输出电压的跃变时间；
将所述跃变时间与预设的标定时间进行比较，得到比较结果；以及
根据所述比较结果判断所述三元催化器是否被移除或所述三元催化器是否老化，从而
实现所述三元催化器的监测。
2.根据权利要求1所述的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法，其特征在于，
所述传感器为开关型氧传感器。
3.根据权利要求1所述的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法，其特征在于，
所述方法具体包括：
根据所述发动机的运行参数增大所述三元催化器进口端的过量空气系数，使得所述发
动机的燃烧混合气为稀混合气；
检测所述传感器的输出电压变为第一电压的第一跃变时间；
在所述第一跃变时间大于预设的标定时间的情况下，判断所述三元催化器未被移除，
且未老化。
4.根据权利要求3所述的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法，其特征在于，
在所述第一跃变时间小于或等于预设的标定时间的情况下，所述方法还包括：
使得所述三元催化器进口端的过量空气系数在预设时间段内保持不变，以使得所述三
元催化器吸收氧气至饱和状态；
根据所述发动机的运行参数减小所述三元催化器进口端的过量空气系数，使得所述发
动机的燃烧混合气为浓混合气；
检测所述传感器的输出电压变为第二电压的第二跃变时间；
在所述第二跃变时间小于或等于预设的标定时间的情况下，判断所述三元催化器被移
除。
5.根据权利要求4所述的用于监测发动机排气系统中三元催化器的方法，其特征在于，
在所述第二跃变时间大于预设的标定时间的情况下，所述方法还包括：
根据所述第二跃变时间和由所述发动机的运行参数得到的废气质量流量查表得到所
述三元催化器的转换效率；
在所述转换效率小于或等于预设的效率阈值的情况下，判断所述三元催化器老化，在
所述转换效率大于预设的效率阈值的情况下，判断所述三元催化器未老化。
6.一种用于监测发动机排气系统中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，王震华，解同鹏，张雷波，闫立冰，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37