[发明专利]车辆催化器怠速诊断系统和方法

说明书

本发明涉及一种车辆催化器怠速诊断系统和方法，其中，该车辆催化器怠速诊断系统包括发动机怠速监测模块、使能条件判断模块、催化器诊断模块以及起停功能模块。通过采用本发明的车辆催化器怠速诊断系统和方法能够在配备有带起停功能的发动机的车辆上保证三元催化器的诊断，从而提高三元催化器的IUPR率。

技术领域

本发明涉及车辆控制系统领域，并且更具体而言，涉及一种车辆催化器怠速诊断系统和方法，其适用于配备有怠速起停(Stop/Start，缩写为S/S)功能的汽油发动机，并且在车载诊断(On-board Diagnostics，缩写为OBD)系统中应用。

背景技术

随着中国环保法律和环保措施的加强，越来越多的车辆变为以满足轻型汽车排放标准(中国第五阶段)(以下简称为国V阶段)为前提来进行设计。国V阶段的标准关注与三元催化器劣化诊断相关联的NMHC (Non-methane Hydrocarbon，非甲烷烃)和NO_x排放量。当由于三元催化器劣化而导致所排放的污染物超过OBD中设定的排放上限值时，OBD将使车辆驾驶面板上的故障指示灯(Malfunction Indicator Lamp，缩写为MIL ) 点亮，并且发出对应的故障码。此外，国V阶段的相关法律法规还规定车辆三元催化器的诊断率(In-usePerformance Ratio，缩写为IUPR)需要达到一定的水平。

图1图示了现有技术中常用的三元催化器诊断装置。其中，在三元催化器10的上游和下游处分别设置有前级氧传感器11和后级氧传感器12。前级氧传感器11和后级氧传感器12设置为分别测量三元催化器10的上游和下游的氧含量，并且向OBD发出指示氧含量的电信号(通常为电压信号)。通过比较前级氧传感器11和后级氧传感器12的电压信号，能够确定三元催化器10的储氧能力(Oxygen Storage Capacity，缩写为OSC)，进而判断三元催化器10的转化效率。对本领域技术人员已知的是，三元催化器10的上游通常联接至发动机排气端上，并且三元催化器10的下游通常联接至车辆的尾气管。

图2图示了现有技术中对三元催化器进行诊断的方法。其中，曲线20代表了前级氧传感器11的电压信号，并且曲线21代表了后级氧传感器12的电压信号。当车辆进入怠速状态且在一定工况下时，在t₀时刻使空燃比加浓，前级氧传感器11和后级氧传感器12先后做出响应，也即如图2中所示的那样，曲线20和曲线21相继发生变化；随后，在t₁时刻使空燃比减稀，并且在t₂时刻使空燃比恢复。如图2所示的那样，前级氧传感器11将相对快地在t₃时刻对空燃比的减稀做出响应，即曲线20发生变化，而后级氧传感器12将延迟到t₄时刻才做出响应，即曲线21发生变化。t₃和t₄之间的时间差即为储氧时间，并且当储氧时间小于标定的限值时，可判断三元催化器已丧失了储氧能力。

然而，越来越多的车辆开始应用起停功能。起停系统设置为使得当车辆刹车停止怠速且工况满足一定条件的情况下，车辆将被强制熄火；而当驾驶员松开刹车并意在启动车辆时，发动机控制模块能够根据逻辑判断来使车辆发动机自动启动。起停系统意在降低车辆在城市中低速拥堵的工况下的燃油消耗，并且在短时停车时自动地使发动机关闭，从而减少了排放并降低了大气污染水平。

上述三元催化器诊断系统有时需要在车辆怠速的情况下运行。然而，在具有起停功能的车辆上，车辆管理系统将在车辆怠速的情况下使发动机关闭。这使得三元催化器诊断系统无法运行，进而影响车辆三元催化器的IUPR率。

因此，所期望的是设计一种车辆催化器怠速诊断系统和方法，其能够设置在带有起停功能的车辆上，并且保证车辆三元催化器的诊断不受车辆起停状态的影响，从而提高车辆三元催化器的IUPR率。

发明内容