三元催化转换器的故障诊断方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三元催化转换器的故障诊断方法及装置，其中，故障诊断方法包括如下步骤：1)获取前氧传感器产生的控制信号和进气流量；2)基于所述控制信号和进气流量，进行模拟计算，获得模拟氧传感器电压信号；3)根据所述模拟氧传感器电压信号，计算获得模拟氧传感器振幅；4)获取后氧传感器产生的电压信号；5)根据所述后氧传感器的电压信号计算实测后氧传感器振幅；6)基于所述模拟氧传感器振幅和实测后氧传感器振幅，诊断所述三元催化转换器是否发生故障。

Fault diagnosis method and device for three element catalytic converter

The invention provides a device and method of fault diagnosis, a three element catalytic converter, fault diagnosis method comprises the following steps: 1) to obtain signal and inlet flow control before the oxygen sensor; 2) the control signal of the inlet flow and based on the simulation, the simulated oxygen sensor voltage signal; 3) according to the the simulation of oxygen sensor voltage signal, calculate the simulated oxygen sensor amplitude; 4) voltage signal acquisition after the oxygen sensor is produced; 5) according to the voltage signal of the oxygen sensor measured after oxygen sensor amplitude; 6) of the simulated and measured the amplitude of the oxygen sensor after oxygen sensor based on amplitude, diagnosis of the three catalytic converter fault.

【技术实现步骤摘要】
三元催化转换器的故障诊断方法及装置
本专利技术涉及汽车制造
，特别地，涉及一种三元催化转换器的故障诊断方法及装置。
技术介绍
三元催化器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(一氧化碳)、HC(碳氢化合物)和NOx(氮氧化物)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，以达到净化尾气、降低污染的目的。车辆的三元催化器在正常使用过程中会逐步裂化，最终不能进行三元催化转换，以至于不能满足国家排放法规的要求。此外，车辆由于使用不当也会造成催化器提前失效，从而造成尾气超标。因此，发动机控制单元需要具有三元催化转换区监控功能，以及时发现三元催化转换器的故障，从而保证三元催化转换器始终具有较高的净化效率。对三元催化器的催化转化能力进行检测的方法有多种，可以对HC排放物直接进行监测，这种方法需要使用能够直接监测到排气中HC含量的传感器，但是由于成本高昂、可靠性不足够高等问题，目前采用的不多。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种成本低、可靠性高的三元催化转换器的故障诊断方法和装置以及设备。为解决上述技术问题，本专利技术一方面提供了一种三元催化转换器的故障诊断方法。根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断方法，包括如下步骤：1)获取前氧传感器产生的控制信号和进气流量；2)基于所述控制信号和进气流量，进行模拟计算，获得模拟氧传感器电压信号；3)根据所述模拟氧传感器电压信号，计算获得模拟氧传感器振幅；4)获取后氧传感器产生的电压信号；5)根据所述后氧传感器的电压信号计算实测后氧传感器振幅；6)基于所述模拟氧传感器振幅和实测后氧传感器振幅，诊断所述三元催化转换器是否发生故障。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤2)可以为：将所述三元催化转换器替换为预定的裂化催化器，在所述前氧传感器的控制信号和进气流量的情况下计算经过所述裂化催化器转换之后应得的电压信号，以该电压信号为模拟氧传感器电压信号。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤6)包括如下子步骤：6-1)分别计算一定时间段内所述模拟样传感器振幅的平均值和所述实测下游氧传感器振幅平均值；6-2)将所述模拟氧传感器振幅的平均值和所述实测后氧传感器振幅平均值进行比较，当所述实测后氧传感器振幅平均值大于所述模拟氧传感器振幅的平均值时，诊断为所述三元催化转换器故障。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤6)还包括如下子步骤：6-3)当诊断为所述三元催化转换器故障，则点亮发动机故障灯。进一步，根据本专利技术的一些实施例，在子步骤6-3)中，进行循环诊断处理，当预定循环处理诊断处理次数中，诊断为所述三元催化转换器故障的次数超过阈值，则点亮发动机故障灯。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种三元催化转换器的故障诊断装置。根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断装置，包括：第一获取模块，以获取前氧传感器产生的控制信号和进气流量；模拟计算模块，以基于所述控制信号和进气流量，进行模拟计算，获得模拟氧传感器电压信号；第一振幅计算模块，以根据所述模拟氧传感器电压信号，计算获得模拟氧传感器振幅；第二获取模块，以获取后氧传感器产生的电压信号；第二振幅计算模块，以根据所述后氧传感器的电压信号计算实测后氧传感器振幅；诊断模块，以基于所述模拟氧传感器振幅和实测后氧传感器振幅，诊断所述三元催化转换器是否发生故障。根据本专利技术的一些实施例，所述模拟计算模块被配置为，将所述三元催化转换器替换为预定的裂化催化器，在所述前氧传感器的控制信号和进气流量的情况下计算经过所述裂化催化器转换之后应得的电压信号，以该电压信号为模拟氧传感器电压信号。根据本专利技术的一些实施例，所述诊断模块包括：计算单元，所述计算单元分别计算一定时间段内所述模拟氧传感器振幅的平均值和所述实测下游氧传感器振幅平均值；和判断单元，所述判断单元将所述模拟氧传感器振幅的平均值和所述实测后氧传感器振幅平均值进行比较，当所述实测后氧传感器振幅平均值大于所述模拟氧传感器振幅的平均值时，诊断为所述三元催化转换器故障。进一步地，所述诊断模块还可以包括：报警单元，所述报警单元被配置为当诊断为所述三元催化转换器故障，则点亮发动机故障灯。更进一步地，所述报警单元可以被配置为进行循环诊断处理，当预定次数的循环诊断处理中，诊断为所述三元催化转换器故障的次数超过阈值，则点亮发动机故障灯。根据本专利技术的上述实施例，通过模拟裂化催化器下的模拟氧传感器振幅，与实测后氧传感器振幅进行比对，如果实测后氧传感器振幅超过裂化催化器下的模拟氧传感器振幅，则诊断催化器裂化，由此，能够利用现有的元件中所能够检测到的信号，实时、快捷、可靠地进行三元催化转换器的故障诊断，其不会导致成本的增加，且可靠性高。附图说明图1为根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断方法的流程图；图2为根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断方法中模拟计算以获得模拟氧传感器电压信号的计算过程示意图；图3为根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断装置的模块图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面，首先结合图1对根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断方法进行说明。如图1所示，根据本专利技术实施例的三元催化转换器的故障诊断方法，包括如下步骤：步骤1)获取前氧传感器产生的控制信号和进气流量。其中，控制信号例如包括根据前氧传感器电压反馈的闭环燃油的修正系数fr_w，修正系数fr_w是根据氧传感器浓稀信号进行PI项调节，根据PI项调节fr_w的变化范围大概是1+0.03。进气流量为进气质量流量ml，根据进气流量ml_w结合空燃比计算得出的排气流量msabg_w。步骤2)基于所述控制信号和进气流量，进行模拟计算，获得模拟氧传感器电压信号。例如，根据本专利技术的一些示例，将所述三元催化转换器替换为预定的裂化催化器，在所述前氧传感器的控制信号和进气流量的情况下，计算经过所述裂化催化器转换之后应得的电压信号，以该电压信号为模拟氧传感器电压信号。图2为该模拟计算的计算过程示意图。模拟电压信号，例如可以通过如下方法进行计算：1、根据修正系数fr_w计算其振幅；2、把fr_w的振幅乘以排气流量msabg_w后，根据进气质量流量进行一系列信号滤波处理模拟出裂化催化器条件下的模拟氧传感器电压，模拟的机理就是模拟的氧传感器的电压变化与裂化催化器的实测氧传感器电压变化大概一致。步骤3)根据所述模拟氧传感器电压信号，计算获得模拟氧传感器振幅。关于从电压信号计算获得模拟氧传感器振幅的方法，例如可以通过如下方法进行：计算一段时间上述电压信号的平均值N，计算当前电压信号与该平均值之间的偏差，计算一段时间内的偏差的绝对值的平均值M，将上述偏差的绝对值的平均值M乘以一个系数K(该系数K与发动机转速以及负荷相关)，所得的值即为模拟氧传感器振幅。步骤4)获取后氧传感器产生的电压信号。步骤5)根据所述后氧传感器的电压信号计算实测后氧传感器振幅。该计算方法可以参考上述步骤3)中的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元催化转换器的故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取前氧传感器产生的控制信号和进气流量；2)基于所述控制信号和进气流量，进行模拟计算，获得模拟氧传感器电压信号；3)根据所述模拟氧传感器电压信号，计算获得模拟氧传感器振幅；4)获取后氧传感器产生的电压信号；5)根据所述后氧传感器的电压信号计算实测后氧传感器振幅；6)基于所述模拟氧传感器振幅和实测后氧传感器振幅，诊断所述三元催化转换器是否发生故障。

【技术特征摘要】
1.一种三元催化转换器的故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取前氧传感器产生的控制信号和进气流量；2)基于所述控制信号和进气流量，进行模拟计算，获得模拟氧传感器电压信号；3)根据所述模拟氧传感器电压信号，计算获得模拟氧传感器振幅；4)获取后氧传感器产生的电压信号；5)根据所述后氧传感器的电压信号计算实测后氧传感器振幅；6)基于所述模拟氧传感器振幅和实测后氧传感器振幅，诊断所述三元催化转换器是否发生故障。2.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：将所述三元催化转换器替换为预定的裂化催化器，在所述前氧传感器的控制信号和进气流量的情况下计算经过所述裂化催化器转换之后应得的电压信号，以该电压信号为模拟氧传感器电压信号。3.如权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述步骤6)包括如下子步骤：6-1)分别计算一定时间段内所述模拟氧传感器振幅的平均值和所述实测下游氧传感器振幅平均值；6-2)将所述模拟氧传感器振幅的平均值和所述实测后氧传感器振幅平均值进行比较，当所述实测后氧传感器振幅平均值大于所述模拟氧传感器振幅的平均值时，诊断为所述三元催化转换器故障。4.如权利要求3所述的故障诊断方法，其特征在于，所述步骤6)还包括如下子步骤：6-3)当诊断为所述三元催化转换器故障，则点亮发动机故障灯。5.如权利要求4所述的故障诊断方法，其特征在于，在子步骤6-3)中，进行循环诊断处理，当预定次数的循环诊断处理中，诊断为所述三元催化转换器故障的次数超过阈值，则点亮发动机故障灯。6.一种三元催化转换器的故障诊断装置，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国兵，李平伟，孟怡平，
申请(专利权)人：北京汽车研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11