CN113431668B - 发动机排气系统中三元催化器监测方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆领域，公开了一种发动机排气系统中三元催化器监测方法及车辆。本发明基于发动机倒拖预设时长后恢复燃料喷射导致三元催化器内存储的燃料剧烈燃烧使三元催化器的下游温度快速上升，在发动机退出倒拖工况且恢复燃料喷射后利用指定条件判断三元催化器的下游温度是否出现明显的温度峰值，在三元催化器的下游温度未出现明显的温度峰值时确认三元催化器被替代。采用本发明提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法，能够有效检测出三元催化器是否被替代，准确率高。本发明提供的车辆采用上述发动机排气系统中三元催化器监测方法，能够有效检测三元催化器是否被替代。

Description

发动机排气系统中三元催化器监测方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种发动机排气系统中三元催化器监测方法及车辆。

背景技术

三元催化器(Three Way Catalysts，简称TWC)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。

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计算三元催化器的上下游温度变化是否符合要求，判断三元催化器是否正常。

但若是车上被装上三元催化器替代品，使得常规情况下安装有三元催化器替代品的上下游温度变化与正规三元催化器的上下游温度变化基本一致，导致现有的检测方法失效，以致三元催化器被移除而用户未知的情况发生。

因此，亟需一种发动机排气系统中三元催化器监测方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机排气系统中三元催化器监测方法及车辆，能够有效检测三元催化器是否被移除，提高检测的准确率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

发动机排气系统中三元催化器监测方法，包括以下步骤：

发动机退出倒拖工况后，在发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射时，判断是否未满足指定条件，若不满足指定条件，则确认三元催化器被移除；

所述指定条件包括三元催化器的下游温度存在温度峰值，且恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差小于指定时间差且满足目标条件；

所述目标条件包括该温度峰值与恢复燃料喷射时的下游温度之间的差值大于指定差值，或该温度峰值大于预设峰值。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在确认三元催化器被移除之前，还包括：

判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，且未满足指定条件，且三元催化器的上下游温度差大于预设温度差，则确认三元催化器被移除。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在判断是否满足指定条件之前，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差；

或，在确定未满足指定条件之后，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在恢复燃料喷射后且在判断是否满足指定条件之前，判断三元催化器的上游温度是否大于等于三元催化器的起燃温度，在三元催化器的上游温度大于等于三元催化器的起燃温度时，判断是否满足指定条件。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，对恢复燃料喷射后的三元催化器的下游温度-时间曲线求导，倒数为零的下游温度为温度峰值。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，则记为一次倒拖；

若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则记为一次确认；

在确认三元催化器被移除之前，还包括：

判断是否满足确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且倒拖次数大于第一预设次数，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，且确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且倒拖次数大于第一预设次数，则确认三元催化器被移除。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，则记为一次倒拖；

若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则记为一次确认；

在确认三元催化器被移除之前，还包括：

判断是否满足确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且满足确认次数大于第二预设次数，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，且确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且确认次数大于第一预设次数，则确认三元催化器被移除。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，若连续N次倒拖时满足发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则确认三元催化器被移除，N为大于等于3的整数。

作为上述发动机排气系统中三元催化器监测方法的一种优选技术方案，在确认三元催化器被移除时，发出报警提示信号。

本发明还提供了一种车辆，采用上述的发动机排气系统中三元催化器监测方法。

作为上述车辆的一种优选技术方案，包括发动机，所述发动机为燃气发动机。

本发明的有益效果：本发明基于发动机倒拖预设时长后恢复燃料喷射导致三元催化器内存储的燃料剧烈燃烧使三元催化器的下游温度快速上升，在发动机退出倒拖工况且恢复燃料喷射后利用指定条件判断三元催化器的下游温度是否出现明显的温度峰值，在三元催化器的下游温度未出现明显的温度峰值时确认三元催化器被替代。采用本发明提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法，能够有效检测出三元催化器是否被替代，准确率高。

本发明提供的车辆，采用上述发动机排气系统中三元催化器监测方法，能够有效检测三元催化器是否被替代。

附图说明

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。

图1是本发明实施例一提供的安装有三元催化器的车辆的发动机退出倒拖工况后三元催化器的上下游温度变化图；

图2是本发明实施例一提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法的主要流程图；

图3是本发明实施例一提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法的详细流程图。

具体实施方式

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。

实施例一

由于常规的监测三元催化器是否被移除的方法无法检测出三元催化器被替换的情况，为此，本实施例提供了一种发动机排气系统中三元催化器监测方法，用于燃气发动机，通过该监测方法能够有效地监测三元催化器是否被移除，适用于三元催化器被安装替代品的情况。

发动机倒拖时，燃料停止喷射，发动机长时间倒拖后，发动机进气为空气，三元催化器内逐渐充满空气，三元催化器处于储氧状态，三元催化器上下游温度逐渐降低，使三元催化器上下游温度与三元催化器的起燃温度之间的差值逐渐增大；在恢复燃料喷射后，发动机正常工作，发动机进气为燃料和空气的混合气体，部分混合气体因空燃比不在起燃范围内而被作为尾气进入三元催化器内，使三元催化器内混合气体中的燃料含量逐渐增大；随着发动机的工作，进入三元催化器内的尾气温度逐渐升高，在三元催化器内的温度达到三元催化器的起燃温度时，三元催化器内储存的混合气体在催化剂的作用下燃烧，放出大量的热，导致三元催化器的下游温度骤然上升；而在三元催化器内储存的混合气体消耗完毕后，送入三元催化器内的尾气温度相对较低，使三元催化器的下游温度下降，这样就产生了一个较为明显的温度峰值。

图1是本实施例提供的安装有三元催化器的车辆的发动机退出倒拖工况后三元催化器的上下游温度变化图。参照图1可以看出，发动机退出倒拖工况后，三元催化器的下游温度存在明显的温度峰值。

研究发现目前市场上被非法安装三元催化器替代品的车辆，发动机退出倒拖工况后三元催化器的下游温度不存在这样一个明显的温度峰值。基于上述前提，本实施例提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法包括如下步骤：

发动机退出倒拖工况后，在发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射时，判断是否未满足指定条件，若不满足指定条件，则确认三元催化器被移除；指定条件包括三元催化器的下游温度存在温度峰值，且恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差小于指定时间差且满足目标条件；目标条件包括该温度峰值与恢复燃料喷射时的下游温度之间的差值大于指定差值。

本实施例基于发动机倒拖预设时长后恢复燃料喷射导致三元催化器内存储的燃料剧烈燃烧使三元催化器的下游温度快速上升，在发动机退出倒拖工况且恢复燃料喷射后利用指定条件判断三元催化器的下游温度是否出现明显的温度峰值，在三元催化器的下游温度未出现明显的温度峰值时确认三元催化器被替代。采用本实施例提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法，能够有效检测出三元催化器是否被替代，准确率高。

需要说明的是，上述发动机可以为燃气发动机，还可以为燃油发动机，实际发现，燃气发动机运用上述方法监测三元催化器是否被移除的判断准确率较高，本实施例以燃气发动机为例。

为了检测三元催化器的上下游温度，三元催化器的进口安装有上游温度传感器，三元催化器的出口安装有下游温度传感器。为了有效且准确地获取三元催化器的上游温度和下游温度，需检测上游温度传感器和下游温度传感器是否出现故障。需要说明的是，用于检测三元催化器的上游温度的上游温度检测单元不仅限于温度传感器，用于检测三元催化器的下游温度的下游温度检测单元不仅限于温度传感器。

图2是本实施例提供的发动机排气系统中三元催化器监测方法的简要流程图，下面结合图2对上述发动机排气系统中三元催化器监测方法进行详细介绍。

S1、判断发动机倒拖时长是否大于预设时长；若是，则执行S2，若否，则返回S1。

由于发动机倒拖时，发动机进气为纯空气，进入三元催化器内的废气中主要气体为空气，三元催化器倒拖结束后，发动机进气为空气和燃料的混合物，发动机进入正常工作状态。通过对预设时长进行限定，使发动机倒拖过程中，三元催化器内充满空气，以提高三元催化器内的氧含量。

S2、在发动机退出倒拖工况时，恢复燃料喷射，之后执行S3。

通过油门开度判断是否恢复燃料喷射，在油门开度大于预设开始时，说明已经恢复燃料喷射。

S3、判断是否满足指定条件，若否，则执行S4，若是，则返回S1。

上述指定条件包括三元催化器的下游温度存在温度峰值，且恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差小于指定时间差且满足目标条件。目标条件包括该温度峰值与恢复燃料喷射时的下游温度之间的差值大于指定差值。

上述指定条件主要用于判断三元催化器的下游温度是否出现明显的温度峰值，而判断三元催化器是否出现明显的温度峰值的方法是基于三元催化器的下游温度存在温度峰值且三元催化器的下游温度骤然上升。基于前述的指定条件判断是否存在明显的温度峰值，具体如下：

S31、判断三元催化器的下游温度是否存在温度峰值，若是，则执行S32；若否，则三元催化器的下游温度未出现明显峰值。

在恢复燃料喷射后，对恢复燃料喷射后的三元催化器的下游温度-时间曲线求导，倒数为零的下游温度为温度峰值。

在求取温度峰值的过程中，对上游温度传感器和下游温度传感器的检测信号进行滤波处理。

S32、判断恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差是否小于指定时间差，若是，则执行S33，若否，则三元催化器的下游温度未出现明显峰值。

S33、判断该温度峰值与恢复燃料喷射时的下游温度之间的差值是否大于指定差值，若是，则三元催化器的下游温度出现明显峰值，若否，则三元催化器的下游温度未出现明显峰值；

在恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差小于指定时间差且该温度峰值与恢复燃料喷射时的下游温度之间的差值大于指定差值，则说明三元催化器的下游温度发生骤然上升。

于其他实施例中，在三元催化器的上游温度达到三元催化器起燃温度后，三元催化器内存储的燃料将会剧烈燃烧，而放出大量的热，导致三元催化器的下游温度骤然上升。所谓明显的温度峰值指的是该温度峰值相比其他原因引起的温度峰值偏高，因此可以通过恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差小于指定时间差且该温度峰值大于预设峰值，确认三元催化器的下游温度骤然上升。

S4、三元催化器被移除。

进一步地，在确认三元催化器被移除时，发出报警提示信号，以提醒驾驶员；同时限制发动机的扭矩。

进一步地，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，则记为一次倒拖；若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则记为一次确认。在确认三元催化器被移除之前，判断是否满足确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且倒拖次数大于第一预设次数，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，且确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且倒拖次数大于第一预设次数，则确认三元催化器被移除。通过该方法提高了检测的准确率，以降低误判的概率。

于其他实施例中，还可以采用其他方式提高检测的准确率，具体地，判断是否满足确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且满足确认次数大于第二预设次数，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，且确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且确认次数大于第一预设次数，则确认三元催化器被移除。还可以在连续N次倒拖时满足发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件时，确认三元催化器被移除，N为大于等于3的整数。

结合上述内容，本实施例提供了发动机排气系统中三元催化器监测方法的详细流程图，参照图3，上述发动机排气系统中三元催化器监测方法包括以下步骤：

S110、判断发动机倒拖时长是否大于预设时长；若是，则执行S111，若否，则返回S110。

S111、在发动机退出倒拖工况时，恢复燃料喷射，之后执行S112。

S112、判断三元催化器的上游温度是否大于等于三元催化器的起燃温度；若是，则执行S113，若否，则返回S110。

S113、判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差，若是，则执行S114，若否，则返回S110。

S114、判断是否满足指定条件，若否，则执行S115，若是，则返回S110。

S115、三元催化器被移除。

本实施例还提供了一种车辆，采用上述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，该车辆包括发动机，发动机为燃气发动机。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，进行了进一步的优化。具体地，为了避免程序冗余，在确认三元催化器被移除之前，判断三元催化器的上游温度是否大于等于三元催化器的起燃温度，在三元催化器的上游温度大于等于三元催化器的起燃温度时，再判断是否满足指定条件。

由于三元倒拖结束后，三元催化器的温度达到起燃温度时三元催化器内的混合气体才会燃烧，而放出大量的热，使三元催化器的下游温度发生剧烈变化。因此，在恢复燃料喷射后且在判断是否满足指定条件之前，判断三元催化器的上游温度是否大于等于三元催化器的起燃温度，在三元催化器的上游温度大于等于三元催化器的起燃温度时，再判断是否满足指定条件，可以简化程序，避免数据冗余。

进一步地，在确认三元催化器被移除之前，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，且未满足指定条件，且三元催化器的上下游温度差大于预设温度差，则确认三元催化器被移除。

本实施例中，在判断是否满足指定条件之前，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差；在三元催化器的上下游温度差大于预设温度差时，判断是否满足指定条件。

在三元催化器内存储的燃料发生燃烧而使三元催化器的下游温度出现温度峰值后，三元催化器内存储的燃料逐渐被消耗完毕，三元催化器恢复正常工作，三元催化器的上下游温度差将会恢复至正常水平，而之后三元催化器的下游温度也可能因别的原因而产生温度峰值，因此通过判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差确认获取的明显的温度峰值是否是因三元催化器内存储的混合气体剧烈燃烧造成的。

于其他实施例中，还可以在确定未满足指定条件之后，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差；在三元催化器的上下游温度差大于预设温度差时，确认三元催化器被移除。

需要说明的是，由于本实施例中确认三元催化器被移除的条件增设了三元催化器的上下游温度差大于预设温度差这个条件，那么相应地，所谓的“一次确认”也会有所不同，本实施例中，将满足发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件且三元催化器的上游温度大于等于三元催化器的起燃温度，记为一次确认。

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。

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。

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。

Claims (10)

1.发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

发动机退出倒拖工况后，在发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射时，判断是否未满足指定条件，若不满足指定条件，则确认三元催化器被移除；

所述指定条件包括三元催化器的下游温度存在温度峰值，且恢复燃料喷射的时刻与该温度峰值所在时刻之间的时间差小于指定时间差且满足目标条件；

所述目标条件包括该温度峰值与恢复燃料喷射时的下游温度之间的差值大于指定差值，或该温度峰值大于预设峰值。

2.根据权利要求1所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，在确认三元催化器被移除之前，还包括：

判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，且未满足指定条件，且三元催化器的上下游温度差大于预设温度差，则确认三元催化器被移除。

3.根据权利要求2所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，在判断是否满足指定条件之前，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差；

或，在确定未满足指定条件之后，判断三元催化器的上下游温度差是否大于预设温度差。

4.根据权利要求1所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，在恢复燃料喷射后且在判断是否满足指定条件之前，判断三元催化器的上游温度是否大于等于三元催化器的起燃温度，在三元催化器的上游温度大于等于三元催化器的起燃温度时，判断是否满足指定条件。

5.根据权利要求1所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，对恢复燃料喷射后的三元催化器的下游温度-时间曲线求导，倒数为零的下游温度为温度峰值。

6.根据权利要求1至5任一项所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，则记为一次倒拖；

若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则记为一次确认；

在确认三元催化器被移除之前，还包括：

判断是否满足确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且倒拖次数大于第一预设次数，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，且确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且倒拖次数大于第一预设次数，则确认三元催化器被移除。

7.根据权利要求1至5任一项所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射，则记为一次倒拖；

若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则记为一次确认；

在确认三元催化器被移除之前，还包括：

判断是否满足确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且满足确认次数大于第二预设次数，若发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，且确认次数与倒拖次数的比值大于预设比值且确认次数大于第一预设次数，则确认三元催化器被移除。

8.根据权利要求1至5任一项所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，若连续N次倒拖时满足发动机倒拖时长大于预设时长且恢复燃料喷射且未满足指定条件，则确认三元催化器被移除，N为大于等于3的整数。

9.根据权利要求1至5任一项所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法，其特征在于，在确认三元催化器被移除时，发出报警提示信号。

10.车辆，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的发动机排气系统中三元催化器监测方法。

Images