一种三元催化器监测方法、车辆排气系统及车辆与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种三元催化器监测方法、车辆排气系统及车辆。


背景技术：

2.三元催化器是安装在汽车尾气排放系统中用于对排放的汽车尾气进行处理，以将尾气中的氮氧化物、一氧化碳等有害气体通过氧化还原反应转变为水、二氧化碳和氮气的设备。
3.由于三元催化器中的贵金属价格较高，因此时常有三元催化器被非法移除而用户未知的情况发生，以致汽车排放的尾气直接排放至大气中，严重污染环境。为了便于用户及时了解三元催化器是否被非法移除，现有技术中通常采用对混合气进行主动的加浓减稀，并以后氧传感器的电压的某个范围作为检测开始与停止的条件，进行三元催化器储氧量的计算，该方法依赖于后氧传感器检测的准确性。
4.但若是取消三元催化器，并在后氧传感器上增加一个空腔，再采用上述方法进行检测时，检测结果会与安装有三元催化器时的检测结果相近，以致无法有效的判断出三元催化器是否被移除。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种三元催化器监测方法、车辆排气系统及车辆，能够准确地判断三元催化器是否被移除及后氧传感器上是否设置空腔。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种三元催化器监测方法，包括以下步骤：
8.发动机恢复燃料供应后，获取后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率；
9.基于所述延迟时间和/或所述电压变化率确认三元催化器是否被移除。
10.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在一次发动机恢复燃料供应后，若所述延迟时间大于预设时长和/或所述电压变化率大于预设电压变化率，则三元催化器被移除。
11.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在发动机每次恢复燃料供应后，记录后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率；
12.获取至少连续两次的延迟时间的平均值及对应的电压变化率的平均值；
13.若延迟时间的平均值大于预设时长和/或电压变化率的平均值大于预设电压变化率，则三元催化器被移除。
14.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在发动机每次恢复燃料供应后，比较后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间与预设时长的大小，及后氧传
感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率与预设电压变化率的大小；
15.若至少连续两次满足所述延迟时间大于预设时长和/或所述电压变化率大于预设电压变化率，则三元催化器被移除。
16.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在发动机每次恢复燃料供应后，比较后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间与预设时长的大小，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率与预设电压变化率的大小；
17.发动机恢复燃料供应的次数为n，n≥3，比较结果为满足所述延迟时间大于预设时长和/或所述电压变化率大于预设电压变化率的次数为m，若m/n大于等于预设比值，则三元催化器被移除。
18.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率指的是在一次发动机恢复燃料供应后，后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压平均斜率。
19.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在发动机恢复供气后，判断三元催化器的进气温度是否大于三元催化器的起燃温度；
20.在三元催化器的进气温度大于三元催化器的起燃温度时，开始计时直至后氧传感器的电压上升至第一预设电压时停止计时，开始计时的时刻至停止计时的时刻之间的时长为延迟时间。
21.作为上述三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在发动机恢复供气后，判断是否满足发动机负荷大于等于预设负荷；
22.在发动机负荷大于等于预设负荷时，开始计时直至后氧传感器的电压上升至第一预设电压时停止计时，开始计时的时刻至停止计时的时刻之间的时长为延迟时间。
23.本发明还提供了一种车辆排气系统，采用上述的三元催化器监测方法。
24.本发明还提供了一种车辆，包括上述的车辆排气系统。
25.本发明的有益效果：本发明提供的三元催化器监测方法、车辆排气系统及车辆，发动机恢复燃料供应后，获取后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率，基于延迟时间和/或电压变化率确认三元催化器是否被移除，能够准确有效地判断三元催化器是否被移除及后氧传感器是否安装有空腔，从而减小了三元催化器故障误判的概率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明实施例一提供的三元催化器监测方法的流程图；
28.图2是本发明实施例二提供的三元催化器监测方法的流程图；
29.图3是本发明实施例三提供的三元催化器监测方法的流程图。
具体实施方式
30.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
31.实施例一
32.本实施例提供了一种三元催化器监测方法及车辆排气系统，其中，车辆排气系统包括排气管和三元催化器，排气管与发动机的排气口连通，三元催化器用于对排气管中的高温尾气进行净化处理，以将高温尾气中的一氧化碳(co)、氢碳化合物(hc)及氮氧化物(nox)等有害气体通过氧化还原反应转变为无害的二氧化碳、水和氮气等。
33.三元催化器的进气口安装有温度传感器，三元催化器的出气口安装有后氧传感器。
34.对于安装有三元催化器的车辆而言，发动机恢复燃料供应后，后氧传感器会在0v左右延迟1.5s左右，之后后氧传感器的电压缓慢上升。对于移除三元催化器并在后氧传感器上增加空腔的车辆而言，发动机恢复燃料供应后，后氧传感器会在0v左右延迟8s左右，然后后氧传感器的电压会瞬间由0v上升至0.7v。由此可知，可以在发动机恢复燃料供应后，检测后氧传感器的延迟时间及后氧传感器的电压变化率，以精确地检测三元催化器是否被移除及后氧传感器上是否增设空腔。
35.基于上述情况，本实施例提供的三元催化器监测方法，通过检测发动机恢复燃料供应后，后氧传感器的电压变化来判断后氧传感器是否被移除并增加了空腔。
36.图1是本实施例提供的三元催化器监测方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的三元催化器监测方法包括以下步骤：
37.发动机恢复燃料供应后，获取后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率；基于延迟时间和/或电压变化率确认三元催化器是否被移除。
38.具体地，在一次发动机恢复燃料供应后，若满足延迟时间大于预设时长且电压变化率大于预设电压变化率，则三元催化器被移除；若不满足延迟时间大于预设时长且电压变化率大于预设电压变化率，则三元催化器未被移除。于其他实施例中，还可以仅采用延迟时间大于预设时长，或仅采用电压变化率大于预设电压变化率，作为三元催化器被移除的判断基准，但相比本实施例而言，三元催化器的故障判断的准确率偏低。
39.对于燃气发动机如天然气发动机而言，发动机恢复燃料供应指的是发动机恢复天然气供给；对于燃油发动机而言，发动机恢复燃料供应指的是发动机恢复燃油供油。
40.上述预设时长为安装有三元催化器的车辆，发动机恢复燃料供应后，后氧传感器的电压达到第一预设电压所用的时长。通过多次重复试验确定上述预设时长，预设时长的取值范围为7s～9s，可选地，预设时长可以为7s、8s或9s。优选地，预设时长为8s。
41.后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率指的是在一次发动机恢复燃料供应后，后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压平均斜率。上述预设电压变化率表述的意义与电压平均斜率的意义相同，可以通过多次重复试验确定上述预设电压变化率。上述第一预设电压为0v～0.2v且不包括0v。可选地，第
一预设电压可以为0.05v、0.1v、0.15v或0.2v。优选地，第一预设电压为0.1v。上述第二预设电压为0.6v～0.8v，可选地，第二预设电压可以为0.6v、0.7v或0.8v。优选地，第二预设电压为0.7v。
42.需要说明的是，本实施例提供的三元催化器监测方法，若是监测结果为三元催化器被移除，则同时伴随着后氧传感器上设置有空腔。对于三元催化器被移除但后氧传感器未增设空腔的车辆而言，上述方法是不适用的。
43.进一步地，为了保证后氧传感器的工作正常，在发动机处于切断燃料供应的工况时，获取后氧传感器的电压，若后氧传感器的电压为零，则后氧传感器正常。
44.进一步地，在三元催化器的进口温度未达到三元催化器的起燃温度时，虽然有空气流经三元催化器，但由于三元催化器未工作，此时后氧传感器的电压变化与移除三元催化器后的电压变化较为接近，以致难以准确地判断三元催化器是否被移除。此外，在发动机负荷较小时，空气量可能不足，以致难以找到后氧传感器的电压达到第二预设电压的时刻。
45.为此，本实施例在三元催化器的进气温度大于三元催化器的起燃温度且发动机负荷大于预设负荷时，开始计时直至后氧传感器的电压上升至第一预设电压时停止计时，开始计时的时刻至停止计时的时刻之间的时长为延迟时间。
46.示例性地，本实施例提供的三元催化器监测方法包括以下步骤：
47.s11、发动机恢复燃料供应后，在三元催化器的进口温度达到三元催化器的起燃温度且发动机负荷大于等于预设负荷时，获取后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率。
48.s12、判断是否满足延迟时间大于预设时长且电压变化率大于预设电压变化率，若是，则三元催化器被移除；若否，则三元催化器未被移除。
49.本实施例提供的车辆排气系统，采用上述三元催化器监测方法，可以根据后氧传感器的电压变化，准确有效地判断三元催化器是否被移除及后氧传感器是否安装有空腔，从而减小了三元催化器故障误判的概率。
50.本实施例还提供了一种车辆，包括上述车辆排气系统，该车辆排气系统可以被动地执行上述三元催化器监测方法，不会影响整车的正常运行。
51.车辆内设有报警装置，在确认三元催化器被移除后，通过报警装置进行报警，以提醒驾驶员。报警装置可以是声和/或光报警，还可以通过车内的显示屏显示，在此不再具体限定。
52.实施例二
53.本实施例与实施例一的区别在于，为了提高三元催化器故障判断的准确性，本实施例提出了基于发动机连续n次恢复燃料供应后的延迟时间的平均值和电压变化率的平均值确认三元催化器是否被移除。n大于等于2，示例性地，n＝3。
54.图2是本实施例提供的三元催化器监测方法的流程图，如图2所示，本实施例提供的三元催化器监测方法包括以下步骤：
55.s21、一次发动机恢复燃料供应后，在三元催化器的进口温度达到三元催化器的起燃温度且发动机负荷大于等于预设负荷时，获取后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率；
56.s22、判断发动机恢复燃料供应的次数是n否达到n次，若是，则执行s23，若否，令发
动机恢复燃料供应的次数n加1，并返回s21；
57.s23、获取n次的延迟时间的平均值及n次的电压变化率的平均值；
58.s24、判断是否满足延迟时间的平均值大于预设时长且电压变化率的平均值大于预设电压变化率，若是，则三元催化器被移除；若否，三元催化器未被移除。
59.实施例三
60.本实施例与实施例一的区别在于，为了提高三元催化器故障判断的准确性，本实施例提出的基于发动机连续n次恢复燃料供应后的延迟时间和电压变化率确认三元催化器是否被移除。n大于等于3。
61.图3是本实施例提供的三元催化器监测方法的流程图，如图3所示，本实施例提供的三元催化器监测方法包括以下步骤：
62.s31、发动机恢复燃料供应后，在三元催化器的进口温度达到三元催化器的起燃温度且发动机负荷大于等于预设负荷时，获取后氧传感器的电压上升至第一预设电压的延迟时间，及后氧传感器的电压由第一预设电压增大至第二预设电压的电压变化率；
63.s32、判断是否满足延迟时间大于预设时长且电压变化率大于预设电压变化率，若是，则令比较结果为延迟时间大于预设时长且电压变化率大于预设电压变化率的次数m加1，并执行s33；若否，则令发动机恢复燃料供应的次数n加1，并返回s31；
64.s33、判断发动机恢复燃料供应的次数n是否等于n，若是，则执行s34，若否，则令发动机恢复燃料供应的次数n加1，并返回s31；
65.s34、判断m/n是否大于等于预设比值，若是，则三元催化器被移除；若否，则三元催化器未被移除。
66.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
68.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。