[发明专利]一种汽车三元催化转换器的故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车三元催化转换器的故障诊断方法，属于汽车电子技术领域。

背景技术

如今，大多数汽车在发动机排放系统中安装三元催化转化器，使排气中的HC、CO、Nox发生氧化还原反应，以达到净化尾气、降低污染的目的。相应地发动机控制单元需要具有三元催化转化器监控功能，以及时发现三元催化转化器的故障，从而保证三元催化转化器始终具有较高的净化效率。

由三元催化转化器的空燃比特性可知，只有在理论空燃比附近的狭窄范围内，三元催化转化器对HC、CO、Nox三种有害成分的净化效率才能同时达到最高；而一旦偏离理论值，三元催化剂的净化能力会急剧下降。因此，在电控汽车系统中，普遍采用在汽车排气管道内安装氧传感器来测量排气中的氧浓度，为控制装置提供反馈信号，以控制空燃比收敛于理论值。从理论上来讲，通过氧传感器的反馈信号控制燃油的喷射，可以确保空燃比在理论空燃比附近。但是由于系统的响应延迟导致实际的空燃比总是以一定的频率在理论值附近波动。因此，在三元催化转化器的水洗涂层中添加了能够具有储存和释放氧的稀土元素铈，当空燃比较大时，铈能够吸收废气中多余的氧气；而当混合气较浓时，铈又能释放出所吸收的氧气参与废气在催化器中的氧化反应。由此可知，当车辆在相对稳定的转速和负荷下运转时，如果三元催化转化器工作正常，则三元催化转化器下游废气中氧含量将会很小，相反如果三元催化转化器的工作效率及氧的储存能力下降，则三元催化转化器下游的废气中氧含量会很高。

基于上述的原理，可以采用在三元催化转化器的下游装置一个氧传感器。通过对下游氧传感器的信号分析来确定三元催化转化器的工作状态。可是在汽车上直接使用废气分析装置来检测三效催化转化器的转化效率是不切实际的，即使可以这样做其成本也是相当高的。

发明内容

本发明的目的是提出一种汽车三元催化转换器的故障诊断方法，通过在一些较为容易测得的参数与催化器工作效率之间建立一种关系，然后通过对这些参数的测量来评价催化器的净化效率，形成一种间接评价催化器工作效率的方法。

本发明提出的汽车三元催化转换器的故障诊断方法，包括以下步骤：

(1)以一定周期采集汽车中三元催化转换器下游的氧传感器的电压信号；

(2)计算一段时间内上述采集的下游氧传感器电压信号的平均值N；

(3)采集当前下游氧传感器的电压信号，并计算该当前电压信号与上述平均值N之间的偏差；

(4)分别计算一段时间内当前电压信号与上述平均值N之间的偏差，并计算所有偏差绝对值的平均值M；

(5)将上述偏差绝对值的平均值乘以一个与发动机转速和负荷相关的系数K，将该计算结果作为下游氧传感器的振幅Z，其中K的取值范围为：0≤K≤5；

(6)分别计算一段时间内下游氧传感器振幅的平均值P；

(7)设定下游氧传感器振幅的阈值，将上述下游氧传感器振幅的平均值P与该阈值比较，若下游氧传感器振幅的平均值P小于设定的阈值，则判断三元催化转换器工作正常，若下游氧传感器振幅的平均值P大于设定的阈值，则判断三元催化转换器存在故障。

本发明提出的三元催化转换器的故障诊断方法，通过在一些较为容易测得的参数与催化器工作效率之间建立一种关系，然后通过对这些参数的测量来评价催化器的净化效率。在氧传感器的技术已经发展的比较成熟，测量的准确性较高的情况下，本发明提出的三元催化转换器的诊断方法，可以有效替代在汽车上直接使用废气分析装置来检测三效催化转化器的转化效率，是监控三效催化转化器的工作效率的最简单、有效且成本最低的一种方法。

附图说明

图1是本发明提出的汽车三元催化转换器的故障诊断方法的流程框图。

具体实施方式

本发明提出的汽车三元催化转换器的故障诊断方法，其流程框图如图1所示，包括以下步骤：

(1)以一定周期采集汽车中三元催化转换器下游的氧传感器的电压信号；

(2)计算一段时间内上述采集的下游氧传感器电压信号的平均值N，作为计算下游氧传感器电压信号波动性的基准。

(3)采集当前下游氧传感器的电压信号，并计算该当前电压信号与上述平均值N之间的偏差；

(4)分别计算一段时间内当前电压信号与上述平均值N之间的偏差，并计算所有偏差绝对值的平均值M，作为表征下游氧传感器电压信号波动性的原始值；