CN113236404B - 三元催化器转化效率的监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种三元催化器转化效率的监控方法及系统，该监控方法包括计算每一个驾驶循环的储氧量；判断储氧量的有效性；根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率；根据转化效率低于预设转化效率，判定三元催化器存在故障。根据本发明实施例的三元催化器转化效率的监控方法，在车辆运行的过程中，计算每一个驾驶循环内的储氧量，根据储氧量判断当前驾驶循环内的三元催化器的转化效率。每一个驾驶循环内的储氧量还需要判断其是否具有有效性，以提高储氧量计算结果的准确性，进而提高了对三元催化器的转化效率的判断的鲁棒性，相比较于现有技术提高了对正常的三元催化器和劣化的三元催化器的区分度。

Description

三元催化器转化效率的监控方法及系统

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种三元催化器转化效率的监控方法及系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

三元催化器(Three-Way-Catalyst)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，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，如果三元催化器发生老化，将严重影响汽车尾气的处理效果，导致车辆无法满足日益严格的排放法规要求。

现有技术中的对三元催化器的转化效率的判断存在以下技术问题：储氧量计算使能条件不完备，导致实际应用过程中，储氧量计算不稳定；缺少储氧量计算结果有效性判断逻辑，计算结果准确性需要提高；故障判断计算方法存在不足，需优化计算逻辑，提高正常件与劣化件的区分度。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中的对于三元催化器的转化效率判断不准确的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种三元催化器转化效率的监控方法，包括：

计算每一个驾驶循环的储氧量；

判断储氧量的有效性；

根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率；

根据转化效率低于预设转化效率，判定三元催化器存在故障。

根据本发明实施例的三元催化器转化效率的监控方法，在车辆运行的过程中，计算每一个驾驶循环内的储氧量，根据储氧量判断当前驾驶循环内的三元催化器的转化效率。每一个驾驶循环内的储氧量还需要判断其是否具有有效性，以提高储氧量计算结果的准确性，进而提高了对三元催化器的转化效率的判断的鲁棒性，相比较于现有技术提高了对正常的三元催化器和劣化的三元催化器的区分度。

另外，根据本发明实施例的三元催化器转化效率的监控方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，计算每一个驾驶循环的储氧量包括：

判断三元催化器是否满足稳态条件；

判断三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件；

判断三元催化器是否满足储氧完成条件；

根据三元催化器满足稳态条件、空燃比条件和储氧完成条件，开始计算储氧量；

根据后氧传感器电压值大于等于第二电压限值，停止计算储氧量。

在本发明的一些实施例中，判断三元催化器是否满足稳态条件包括：

获取三元催化器的载体温度和载体温度最低限值；

获取三元催化器的环境温度和环境温度最低限值；

获取发动机的冷却液温度和冷却液温度最低限值；

获取发动机的运行时间和运行时间最低限值；

获取发动机的转速、转速最低限值和转速最高限值；

获取一个驾驶循环内计算储氧量的实际次数和次数最高限值；

根据载体温度大于等于载体温度最低限值、环境温度大于等于环境温度最低限值、冷却液温度大于等于冷却液温度最低限值、运行时间大于等于运行时间最低限值、转速在转速最低限值和转速最高限值之间以及实际次数小于等于次数最高限值，判定三元催化器满足稳态条件。

在本发明的一些实施例中，判断三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件包括：

获取三元催化器退出倒拖加浓过程中的前氧传感器空燃比；

根据前氧传感器空燃比小于等于1，判定三元催化器退出倒拖加浓过程中满足空燃比条件。

在本发明的一些实施例中，判断三元催化器是否满足储氧完成条件包括：

获取后氧传感器电压值和第一电压限值；

获取三元催化器的储氧完成时间和储氧完成时间最低限值；

根据后氧传感器电压值小于等于第一电压限值和储氧完成时间大于等于储氧完成时间最低限值，判定三元催化器满足储氧完成条件。

在本发明的一些实施例中，判断储氧量的有效性包括：

获取储氧量最低限值和储氧量最高限值；

根据储氧量在储氧量最低限值和储氧量最高限值之间，判定储氧量具有有效性；

根据储氧量大于储氧量最高限值，判定储氧量无效；

根据储氧量小于储氧量最低限值，检测三元催化器的状态。

在本发明的一些实施例中，检测三元催化器的状态包括：

获取倒拖工况中后氧传感器空燃比、后氧传感器空燃比最低限值、前氧传感器空燃比和前氧传感器空燃比最低限值；

获取后氧传感器空燃比小于后氧传感器空燃比最低限值的第一时长和前氧传感器空燃比小于前氧传感器空燃比最低限值的第二时长；

根据第一时长和第二时长计算时长差值；

获取标定时长差值和修正系数；

根据标定时长差值和修正系数，计算时长差值限值；

根据时长差值小于时长差值限值，判定三元催化器为移除状态和储氧量具有有效性；

根据时长差值不小于时长差值限值，判定三元催化器为未移除状态，检测是否存在故障；

根据存在增压压力低故障和/或EGR流量高故障，判定所述储氧量有效；

根据不存在增压压力低故障和/或EGR流量高故障，判定所述储氧量无效。

在本发明的一些实施例中，后氧传感器空燃比最低限值为后氧传感器所测气体为纯空气的最小空燃比值，前氧传感器空燃比最低限值为前氧传感器所测气体为纯空气的最小空燃比值。

在本发明的一些实施例中，根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率包括：

获取一个驾驶循环内计算得到的第n次的所述储氧量和第n+1次的所述储氧量，n的初始值为1且1≤n≤n_max；

根据第n次的所述储氧量和第n+1次的所述储氧量，利用加权平均算法计算得到第n次的加权平均储氧量；

n由1开始逐渐递增并开始循环获取第n+2次的所述储氧量；

根据所述第n次的加权平均储氧量和所述第n+2次的所述储氧量，利用加权平均算法计算得到第n+1次的加权平均储氧量，直至驾驶循环结束；

获取所述三元催化器转化效率低故障报错对应的报错储氧量最低限值；

根据所述第n+1次的加权平均储氧量小于所述报错储氧量最低限值，判定所述三元催化器的转化效率低。

本发明的第二方面提出了一种三元催化器转化效率的监控系统，所述监控系统包括控制器，所述控制器包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实现上述技术方案所提供的三元催化器转化效率的监控方法，所述控制装置包括：

计算模块，计算模块用于计算每一个驾驶循环的储氧量；

第一判断模块，第一判断模块用于判断储氧量的有效性；

第二判断模块，第二判断模块用于根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率；

判定模块，判定模块用于根据转化效率低于预设转化效率，判定三元催化器存在故障。

根据本发明实施例的三元催化器转化效率的监控系统，在车辆运行的过程中，计算每一个驾驶循环内的储氧量，根据储氧量判断当前驾驶循环内的三元催化器的转化效率。每一个驾驶循环内的储氧量还需要判断其是否具有有效性，以提高储氧量计算结果的准确性，进而提高了对三元催化器的转化效率的判断的鲁棒性，相比较于现有技术提高了对正常的三元催化器和劣化的三元催化器的区分度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的三元催化器转化效率的监控方法的流程示意图；

图2为图1所示的计算每一个驾驶循环的储氧量的流程示意图；

图3为图2所示的判断三元催化器是否满足稳态条件的流程示意图；

图4为图2所示的判断三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件的流程示意图；

图5为图2所示的判断三元催化器是否满足储氧完成条件的流程示意图；

图6为图1所示的判断储氧量的有效性的流程示意图；

图7为图6所示的检测三元催化器的状态的流程示意图；

图8为图1所示的根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率的流程示意图；

图9为图8所示的根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率的展开流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

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、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净化装置时，三元催化器中的净化剂将促使CO、HC和NOx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(H₂0)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。

为了能有效地使用三元催化器，必须精确地控制空燃比，使它始终接近理论空燃比。在三元催化器的前后分别设置有一个氧传感器，称为前氧传感器和后氧传感器，前氧传感器用于获取泵电流，泵电流与空燃比之间存在一定的关系，将泵电流反馈给ECU(Electronic Control Unit)，以控制空燃比。后氧传感器电压值与空燃比之间存在一定的关系，将后氧传感器电压值反馈给ECU，以控制空燃比。

前氧传感器的作用是检测汽车排放尾气中的氧含量，通过检测氧含量的多少确定发动机混合气的浓或稀，产生的信号给发动机控制单元，然后发动机控制单元根据信号改变燃油喷射时间。最终目的就是能更好的控制排放，使排放达标的同时还省油。

后氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。

如图1所示，根据本发明一个实施例的三元催化器转化效率的监控方法，包括：

计算每一个驾驶循环的储氧量；

判断储氧量的有效性；

根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率；

根据转化效率低于预设转化效率，判定三元催化器存在故障。

根据本发明实施例的三元催化器转化效率的监控方法，在车辆运行的过程中，计算每一个驾驶循环内的储氧量，根据储氧量的大小来判断当前驾驶循环内的三元催化器的转化效率。每一个驾驶循环内的储氧量还需要判断其是否具有有效性，以提高储氧量计算结果的准确性，进而提高了对三元催化器的转化效率的判断的鲁棒性，相比较于现有技术提高了对正常的三元催化器和劣化的三元催化器的区分度。

在本发明的一些实施例中，在计算每一个驾驶循环的储氧量之前，需要进行条件的判断，通过条件判断筛除了无效数据，简化了计算工作量，实现了对三元催化器转化效率的快速监控。具体地，如图2所示，计算每一个驾驶循环的储氧量包括判断三元催化器是否满足稳态条件；判断三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件；判断三元催化器是否满足储氧完成条件；根据三元催化器满足稳态条件、空燃比条件和储氧完成条件，开始计算储氧量；也就是说要开始计算储氧量，需要同时满足稳态条件、退出倒拖加浓过程中空燃比条件和储氧完成条件，三个条件的限制在庞大的原始数据的基础上进行筛选，筛除了无效数据，简化了计算工作量。反过来说，当三个条件中的至少一个不能满足时，都无法进行储氧量的计算。储氧量是对一段时间内氧气的消耗量进行积分得到的，为一个过程值，存在开始计算的时刻和停止计算的时刻，当同时满足稳态条件、退出倒拖加浓过程中空燃比条件和储氧完成条件时开始进行储氧量的计算，并开始计时，当后氧传感器电压值大于等于第二电压限值，停止计算储氧量，计时结束。开始计算的时刻为同时满足三个条件的时刻，停止计算的时刻为后氧传感器电压值大于等于第二电压限值的时刻。

储氧量计算公式：

其中，m为三元催化器的储氧量，FPC为单杠的燃气喷射量，λ为空燃比，RPM为发动机转速，Cyl为发动机气缸数。

其中，第二电压限值的大小可以在车辆出厂前进行设定，在出厂前进行多次实验得到该第二电压限值。也可以出厂后由用户根据车辆的实际情况进行调节，由厂方给出第二电压限值的参考范围。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，判断三元催化器是否满足稳态条件包括获取三元催化器的载体温度和载体温度最低限值；获取三元催化器的环境温度和环境温度最低限值；获取发动机的冷却液温度和冷却液温度最低限值；获取发动机的运行时间和运行时间最低限值；获取发动机的转速、转速最低限值和转速最高限值；获取一个驾驶循环内计算储氧量的实际次数和次数最高限值；根据载体温度大于等于载体温度最低限值、环境温度大于等于环境温度最低限值、冷却液温度大于等于冷却液温度最低限值、运行时间大于等于运行时间最低限值、转速在转速最低限值和转速最高限值之间以及实际次数小于等于次数最高限值，判定三元催化器满足稳态条件。只有当载体温度大于等于载体温度最低限值、环境温度大于等于环境温度最低限值、冷却液温度大于等于冷却液温度最低限值、运行时间大于等于运行时间最低限值、转速在转速最低限值和转速最高限值之间以及实际次数小于等于次数最高限值同时满足时才能认为三元催化器满足稳态条件，载体温度大于等于载体温度最低限值、环境温度大于等于环境温度最低限值、冷却液温度大于等于冷却液温度最低限值、运行时间大于等于运行时间最低限值、转速在转速最低限值和转速最高限值之间以及实际次数小于等于次数最高限值中的至少一者不满足时，都不能认为三元催化器满足稳态条件。通过载体温度和冷却液温度以及运行时间能够确保计算储氧量时发动机处于充分热机的状态，三元催化器的工作状态达到稳定状态。通过环境温度的条件限定排除了发动机在极端环境下出现误诊断的问题。通过发动机转速、和后氧传感器电压值能够确保三元催化器处于储氧完成的状态。

其中，载体温度、环境温度和冷却液温度可通过在车辆上设置温度传感器，由车辆控制器读取温度传感器的数据获得。运行时间可通过在车辆上设置计时器，由车辆控制器读取计时器的数据获得，转速可通过在车辆上设置转速传感器，由车辆控制器读取转速传感器的数据获得，实际次数可通过在车辆上设置计数器，由车辆控制器读取计数器的数据获得。载体温度最低限值、环境温度最低限值、冷却液温度最低限值、运行时间最低限值、转速最低限值、转速最高限值和次数最高限值的大小可以在车辆出厂前进行设定，在出厂前进行多次实验得到。也可以出厂后由用户根据车辆的实际情况进行调节，由厂方给出的参考范围。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，判断三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件包括获取三元催化器退出倒拖加浓过程中的前氧传感器空燃比；根据前氧传感器空燃比小于等于1，判定三元催化器退出倒拖加浓过程中满足空燃比条件。只有前氧空燃比小于等于1时，利用储氧量计算公式才能计算出大于等于0的储氧量，当前氧空燃比大于1时，利用储氧量计算公式计算出的储氧量小于0，属于无效数据，对于三元催化器转化效率的监控没有意义。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，判断三元催化器是否满足储氧完成条件包括获取后氧传感器电压值和第一电压限值；获取三元催化器的储氧完成时间和储氧完成时间最低限值；根据后氧传感器电压值小于等于第一电压限值和储氧完成时间大于等于储氧完成时间最低限值，判定三元催化器满足储氧完成条件。只有当后氧传感器电压值大于等于第一电压限值和储氧完成时间大于等于储氧完成时间最低限值同时满足时，才能认为三元催化器满足储氧完成条件，后氧传感器电压值大于等于第一电压限值和储氧完成时间大于等于储氧完成时间最低限值中的至少一者不能满足时，都不能认为三元催化器满足储氧完成条件。

在本发明的一些实施例中，通过建立稳态条件、空燃比条件和储氧完成条件作为对三元催化器转化效率监控的基础，能够提高对储氧量计算结果的准确性，且对于储氧量的计算更加贴近于实际值，提高了其结果的稳定性。

在本发明的一些实施例中，储氧量计算完成后对其进行有效性的判断，只有通过了有效性的判断后，才能判断三元催化器的转化效率，通过有效性的判断，一方面，筛除了无效的数据，简化了计算工作量，另一方面，再次对储氧量进行判断提高了储氧量计算结果的准确性，相比较于现有技术中所计算出的储氧量准确性更高，也就会提高对三元催化器转化效率监控的准确性。如图6所示，判断储氧量的有效性包括获取储氧量最低限值和储氧量最高限值；根据储氧量在储氧量最低限值和储氧量最高限值之间，判定储氧量具有有效性；根据储氧量大于储氧量最高限值，判定储氧量无效；根据储氧量小于储氧量最低限值，检测三元催化器的状态。如图7所示，检测三元催化器的状态包括：获取倒拖工况中后氧传感器空燃比、后氧传感器空燃比最低限值、前氧传感器空燃比和前氧传感器空燃比最低限值；获取后氧传感器空燃比小于后氧传感器空燃比最低限值的第一时长t₁和前氧传感器空燃比小于前氧传感器空燃比最低限值的第二时长t₂；根据第一时长t₁和第二时长t₂计算时长差值t；获取标定时长差值t_标定和修正系数

根据标定时长差值t_标定和修正系数

计算时长差值限值

根据时长差值t小于时长差值限值t_限值，判定三元催化器为移除状态和储氧量具有有效性；根据时长差值t不小于时长差值限值t_限值，判定三元催化器为未移除状态，检测是否存在故障；根据存在增压压力低故障和/或EGR流量高故障，判定储氧量有效；根据不存在增压压力低故障和/或EGR流量高故障，判定储氧量无效。通过增加储氧量计算过程中前氧传感器空燃比的限值条件，排除储氧量计算过程中前氧传感器信号异常偏低对储氧量计算的影响。通过增加储氧量计算后氧传感器电压限值条件，确保储氧量计算完全。针对一个驾驶循环中储氧量计算值过低的情况增加有效性判断，排除由于前氧传感器和后氧传感器异常造成的储氧量计算异常低的问题。

其中，t_标定为进行台架实验得到的值，台架上使用的排气管长度、排气管之间和排气流量与整车实际的排气管长度、排气管之间和排气流量等均存在差异，因此，通过修正系数

对t_标定进行修正，使其符合整车的实际情况。后氧传感器空燃比最低限值为后氧传感器所测气体为纯空气的最小空燃比值，前氧传感器空燃比最低限值为前氧传感器所测气体为纯空气的最小空燃比值。

在本发明的一些实施例中，如图8和图9所示，根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率包括获取一个驾驶循环内计算得到的第n次的储氧量和第n+1次的储氧量，n的初始值为1且1≤n≤n_max，n_max为次数最高限值；根据第n次的储氧量和第n+1次的储氧量，利用加权平均算法计算得到第n次的加权平均储氧量；n由1开始逐渐递增并开始循环获取第n+2次的储氧量；根据第n次的加权平均储氧量和第n+2次的储氧量，利用加权平均算法计算得到第n+1次的加权平均储氧量，直至驾驶循环结束；获取三元催化器转化效率低故障报错对应的报错储氧量最低限值；根据第n+1次的加权平均储氧量小于报错储氧量最低限值，判定三元催化器的转化效率低。

当n为1时，获取第1个驾驶循环的储氧量OSC₁和第2个驾驶循环的储氧量OSC₂，根据第1个驾驶循环的储氧量OSC₁和第2个驾驶循环的储氧量OSC₂，利用加权平均算法计算得到第1个加权平均储氧量OSC_EWMA1；获取第3个驾驶循环的储氧量OSC₃；根据第1个加权平均储氧量OSC_EWMA1和第3个驾驶循环的储氧量OSC₃，利用加权平均算法计算得到第2个加权平均储氧量OSC_EWMA2；获取三元催化器转化效率低故障报错对应的报错储氧量最低限值OSC_Thres，根据第2个加权平均储氧量OSC_EWMA2小于报错储氧量最低限值OSC_Thres，判定三元催化器的转化效率低。

当n为2时，获取第1个驾驶循环的储氧量OSC₁和第2个驾驶循环的储氧量OSC₂，根据第1个驾驶循环的储氧量OSC₁和第2个驾驶循环的储氧量OSC₂，利用加权平均算法计算得到第1个加权平均储氧量OSC_EWMA1；获取第3个驾驶循环的储氧量OSC₃；根据第1个加权平均储氧量OSC_EWMA1和第3个驾驶循环的储氧量OSC₃，利用加权平均算法计算得到第2个加权平均储氧量OSC_EWMA2；获取第4个驾驶循环的储氧量OSC₄，根据第4个驾驶循环的储氧量OSC₄和第2个加权平均储氧量OSC_EWMA2，利用加权平均算法计算得到第3个加权平均储氧量OSC_EWMA3；获取三元催化器转化效率低故障报错对应的报错储氧量最低限值OSC_Thres，根据第3个加权平均储氧量OSC_EWMA3小于报错储氧量最低限值OSC_Thres，判定三元催化器的转化效率低。

当n为3时，获取第1个驾驶循环的储氧量OSC₁和第2个驾驶循环的储氧量OSC₂，根据第1个驾驶循环的储氧量OSC₁和第2个驾驶循环的储氧量OSC₂，利用加权平均算法计算得到第1个加权平均储氧量OSC_EWMA1；获取第3个驾驶循环的储氧量OSC₃；根据第1个加权平均储氧量OSC_EWMA1和第3个驾驶循环的储氧量OSC₃，利用加权平均算法计算得到第2个加权平均储氧量OSC_EWMA2；获取第4个驾驶循环的储氧量OSC₄，根据第4个驾驶循环的储氧量OSC₄和第2个加权平均储氧量OSC_EWMA2，利用加权平均算法计算得到第3个加权平均储氧量OSC_EWMA3；获取第5个驾驶循环的储氧量OSC₅，根据第5个驾驶循环的储氧量OSC₅和第3个加权平均储氧量OSC_EWMA3，利用加权平均算法计算得到第4个加权平均储氧量OSC_EWMA4；获取三元催化器转化效率低故障报错对应的报错储氧量最低限值OSC_Thres，根据第4个加权平均储氧量OSC_EWMA4小于报错储氧量最低限值OSC_Thres，判定三元催化器的转化效率低。

为了避免单次计算偏差可能导致的故障误报，单次计算的储氧量结果再经过加权平均的方式与之前的结果进行加权计算，

为第n+1个加权平均储氧量，

为第n个加权平均储氧量，y_t为第n+1个驾驶循环的储氧量，λ为设置的当前计算权重系数。

现有技术中，正常的三元催化器的储氧量大约为15，劣化的三元催化器的储氧量大约为3，因为OSC氧清洁原因，未计算前存在一个储氧量初始值，目前策略都是把储氧量初始值直接用于后续加权平均计算，为兼顾劣化件一个WHTC循环故障可以报出，正常状态不误报，都是把储氧量初始值标定为正常件值和劣化件值的平均值，这样会导致储氧量结果不会快速接近真实值。正常一个WHTC循环只能计算储氧量3～4次，这样正常件和劣化件一个WHTC循环下来区分度偏小，存在将正常的三元催化器误判为劣化的三元催化器或者将劣化的三元催化器误判为正常的三元催化器的问题。在本申请中，直接利用前文经过数据筛选后计算得到的第一个储氧量替换掉储氧量初始值，这样就能够快速接近三元催化器的真实水平，最终加权平均计算结果对于正常件和劣化件的区分度高，有利于增加诊断的鲁棒性，能够提高正常的三元催化器的储氧量，降低劣化的三元催化器的储氧量，计算得到的储氧量更加贴近于储氧量的实际值，在进行三元催化器转化效率的判断时，其准确性更高，提高了对于正常三元催化器和劣化三元催化器的区分度。

其中，报错储氧量最低限值OSC_Thres的大小可以在车辆出厂前进行设定，在出厂前进行多次实验得到。也可以出厂后由用户根据车辆的实际情况进行报错储氧量最低限值OSC_Thres的调节，由厂方给出报错储氧量最低限值OSC_Thres的参考范围。

在本发明的一些实施例中，在计算每一个驾驶循环的储氧量时通过建立使能条件，增加了对计算得到的储氧量的有效性判断逻辑，并在进行判断转化效率时，以计算得到的储氧量为基础，替换了未进行计算的储氧量初始值，修正了转化效率的判断方法，提高了对三元催化器的转化效率的诊断鲁棒性。

本发明的另一个实施例还提供了一种三元催化器转化效率的监控系统，所述监控系统包括控制器，所述控制器包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实现上述实施例所提供的三元催化器转化效率的监控方法，所述控制装置包括：

计算模块，计算模块用于计算每一个驾驶循环的储氧量；

第一判断模块，第一判断模块用于判断储氧量的有效性；

第二判断模块，第二判断模块用于根据储氧量具有有效性，判断三元催化器的转化效率；

判定模块，判定模块用于根据转化效率低于预设转化效率，判定三元催化器存在故障。

根据本发明实施例的三元催化器转化效率的监控系统，在车辆运行的过程中，计算每一个驾驶循环内的储氧量，根据储氧量的大小来判断当前驾驶循环内的三元催化器的转化效率。每一个驾驶循环内的储氧量还需要判断其是否具有有效性，以提高储氧量计算结果的准确性，进而提高了对三元催化器的转化效率的判断的鲁棒性，相比较于现有技术提高了对正常的三元催化器和劣化的三元催化器的区分度。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，包括：

计算每一个驾驶循环的储氧量；

判断所述储氧量的有效性；

根据所述储氧量具有有效性，判断所述三元催化器的转化效率；

根据所述转化效率低于预设转化效率，判定所述三元催化器存在故障；

所述计算每一个驾驶循环的储氧量包括：

判断所述三元催化器是否满足稳态条件；

判断所述三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件；

判断所述三元催化器是否满足储氧完成条件；

根据所述三元催化器满足稳态条件、空燃比条件和储氧完成条件，开始计算所述储氧量；

根据后氧传感器电压值大于等于第二电压限值，停止计算所述储氧量。

2.根据权利要求1所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述判断所述三元催化器是否满足稳态条件包括：

获取所述三元催化器的载体温度和载体温度最低限值；

获取所述三元催化器的环境温度和环境温度最低限值；

获取发动机的冷却液温度和冷却液温度最低限值；

获取所述发动机的运行时间和运行时间最低限值；

获取所述发动机的转速、转速最低限值和转速最高限值；

获取一个驾驶循环内计算所述储氧量的实际次数和次数最高限值；

根据所述载体温度大于等于所述载体温度最低限值、所述环境温度大于等于所述环境温度最低限值、所述冷却液温度大于等于所述冷却液温度最低限值、所述运行时间大于等于所述运行时间最低限值、所述转速在所述转速最低限值和所述转速最高限值之间以及所述实际次数小于等于所述次数最高限值，判定所述三元催化器满足稳态条件。

3.根据权利要求1所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述判断所述三元催化器退出倒拖加浓过程中是否满足空燃比条件包括：

获取所述三元催化器退出倒拖加浓过程中的前氧传感器空燃比；

根据所述前氧传感器空燃比小于等于1，判定所述三元催化器退出倒拖加浓过程中满足空燃比条件。

4.根据权利要求1所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述判断所述三元催化器是否满足储氧完成条件包括：

获取所述后氧传感器电压值和第一电压限值；

获取所述三元催化器的储氧完成时间和储氧完成时间最低限值；

根据所述后氧传感器电压值小于等于所述第一电压限值和所述储氧完成时间大于等于所述储氧完成时间最低限值，判定所述三元催化器满足储氧完成条件。

5.根据权利要求1所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述判断所述储氧量的有效性包括：

获取储氧量最低限值和储氧量最高限值；

根据所述储氧量在所述储氧量最低限值和所述储氧量最高限值之间，判定所述储氧量具有有效性；

根据所述储氧量大于所述储氧量最高限值，判定所述储氧量无效；

根据所述储氧量小于所述储氧量最低限值，检测所述三元催化器的状态。

6.根据权利要求5所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述检测所述三元催化器的状态包括：

获取倒拖工况中后氧传感器空燃比、后氧传感器空燃比最低限值、前氧传感器空燃比和前氧传感器空燃比最低限值；

获取后氧传感器空燃比小于后氧传感器空燃比最低限值的第一时长和前氧传感器空燃比小于前氧传感器空燃比最低限值的第二时长；

根据所述第一时长和所述第二时长计算时长差值；

获取标定时长差值和修正系数；

根据所述标定时长差值和所述修正系数，计算时长差值限值；

根据所述时长差值小于所述时长差值限值，判定所述三元催化器为移除状态和所述储氧量具有有效性；

根据所述时长差值不小于所述时长差值限值，判定所述三元催化器为未移除状态，检测是否存在故障；

根据存在增压压力低故障和/或EGR流量高故障，判定所述储氧量有效；

根据不存在增压压力低故障且不存在EGR流量高故障，判定所述储氧量无效。

7.根据权利要求6所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述后氧传感器空燃比最低限值为所述后氧传感器所测气体为纯空气的最小空燃比值，所述前氧传感器空燃比最低限值为所述前氧传感器所测气体为纯空气的最小空燃比值。

8.根据权利要求1所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述根据所述储氧量具有有效性，判断所述三元催化器的转化效率包括：

获取一个驾驶循环内计算得到的第n次的所述储氧量和第n+1次的所述储氧量，n的初始值为1且1≤n≤nmax；

根据第n次的所述储氧量和第n+1次的所述储氧量，利用加权平均算法计算得到第n次的加权平均储氧量；

n由1开始逐渐递增并开始循环获取第n+2次的所述储氧量；

根据所述第n次的加权平均储氧量和所述第n+2次的所述储氧量，利用加权平均算法计算得到第n+1次的加权平均储氧量，直至驾驶循环结束；

获取所述三元催化器转化效率低故障报错对应的报错储氧量最低限值；

根据所述第n+1次的加权平均储氧量小于所述报错储氧量最低限值，判定所述三元催化器的转化效率低。

9.一种三元催化器转化效率的监控系统，所述监控系统包括控制器，所述控制器包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实现根据权利要求1所述的三元催化器转化效率的监控方法，其特征在于，所述控制装置包括：

计算模块，所述计算模块用于计算每一个驾驶循环的储氧量；

第一判断模块，所述第一判断模块用于判断所述储氧量的有效性；

第二判断模块，所述第二判断模块用于根据所述储氧量具有有效性，判断所述三元催化器的转化效率；

判定模块，所述判定模块用于根据所述转化效率低于预设转化效率，判定所述三元催化器存在故障。

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