CN113446098B - 一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置，通过同时采用被动式诊断和主动式诊断方式对三元催化器的储氧量进行计算，并将计算得到的被动式储氧量和主动式储氧量与被动式储氧量门限区间的下限值和主动式储氧量门限区间的下限值的大小分别做比较，可以诊断出三元催化器效率低的故障。当被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值，确定被动式储氧量不可信，当主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算被动式储氧量和主动式储氧量的绝对差，可输出三元催化器的储氧量不可信提示信息。主动式诊断与被动式诊断相结合可识别安装小孔底座进行作弊的行为，使得车辆尾气的排放处理得到保障。

Description

一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置

技术领域

本申请涉及三元催化器诊断技术，尤其涉一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置。

背景技术

三元催化器是安装在汽车尾气处理系统中最重要的机外净化装置，当高温的车辆尾气通过三元催化器时，三元催化器中的贵金属可以与车辆尾气中的污染物发生化学反应，实现净化车辆尾气中的污染物的目的。

一个性能较好的三元催化器应具有较高的氧气储存能力，目前，通过比较三元催化器前后安装的氧传感器的值来诊断三元催化器的效率，诊断方法有主动诊断和被动诊断。由于贵金属价格不断上涨，市场上存在大量拆除三元催化器变卖的情况，车辆在拆除三元催化器后，通过在后氧传感器与排气管之间安装小孔底座的方式，来代替催化器。

拆除催化器并安装小孔底座的方法也可以使车辆被动式诊断催化器时的储氧量和正常安装催化器的储氧量一致，无法报出催化器效率低故障。另外，通过减小小孔底座孔径，会导致主动诊断方式失效，无法报出催化器效率低故障。这种作弊方式，导致车辆无法为驾驶员报出故障，从而无法实现尾气排放的处理，不利于对环境的保护。

发明内容

本申请提供一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置，用以解决车辆拆除催化器并按照小孔底座使得车辆无法报出催化器效率低的问题。

第一方面，本申请提供一种发动机三元催化器防作弊诊断方法，包括：

当三元催化器的被动使能条件满足时，计算所述三元催化器的第一被动式储氧量；

当所述第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，确定所述三元催化器故障，输出第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述三元催化器出现故障；

当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信；

当所述三元催化器的主动使能条件满足时，计算所述三元催化器的第二主动式储氧量；

当所述第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量的绝对差；

当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信，并输出第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述三元催化器的储氧量不可信。

可选的，所述当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信，包括：

当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，重复计算N次所述三元催化器的第一被动式储氧量，N为大于1的整数；

当N次计算得到的第一被动式储氧量均大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信。

可选的，当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信，包括：

当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，重复计算M次所述三元催化器的第二主动式储氧量，M为大于1的整数；

计算所述第一被动式储氧量与M次计算得到的第二主动式储氧量的绝对差；

当M次计算对得到的绝对差均大于所述储氧量偏差门限时，确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信。

可选的，所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量是根据当前测量得到的单个气缸燃料喷射量、前氧传感器的实际phi值、发动机转速、储氧量计算时间差、理论空燃比和发动机气缸数计算得到的。

可选的，所述第一被动式储氧量是在以下被动式诊断条件下计算得到的：车辆的发动机倒拖时，所述三元催化器进行储氧，当后氧传感器的phi值达到第一被动式阈值时所述三元催化器储氧量满，当所述发动机动力输出，开始计算储氧量，当所述后氧传感器的phi值达到第二被动式阈值时，停止计算所述三元催化器的储氧量。

可选的，所述第二主动式储氧量是在以下主动式诊断条件下计算得到的：控制前氧传感器的phi值小于1，所述三元催化器进行储氧，当后氧传感器的phi值达到第一主动式阈值时，所述三元催化器储氧完成，控制前氧传感器的phi值大于1时，开始计算储氧量，当所述后氧传感器的phi值达到第二主动式阈值时，停止计算所述三元催化器的储氧量。

可选的，还包括：

当所述第二主动式储氧量小于所述主动式储氧量门限区间的下限值时，输出所述第一提示信息。

第一方面，本申请提供一种发动机三元催化器防作弊诊断装置，包括：

第一计算模块，用于当三元催化器的被动使能条件满足时，计算所述三元催化器的第一被动式储氧量；

第一输出模块，用于当所述第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，确定所述三元催化器故障，输出第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述三元催化器出现故障；

确认模块，用于当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信；

第二计算模块，用于当所述三元催化器的主动使能条件满足时，计算所述三元催化器的第二主动式储氧量；

第三计算模块，用于当所述第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量的绝对差；

第二输出模块，用于当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信，并输出第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述三元催化器的储氧量不可信。

第三方面，本申请提供一种车辆，包括发动机、电子控制单元、前氧传感器、后氧传感器和三元催化器；

所述电子控制单元用于控制所述发动机的燃料喷射量、接收所述前氧传感器和所述后氧传感器的phi值，以完成所述三元催化器的储氧，所述电子控制单元用于实现如本发明第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的方法。

第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的方法。

本申请提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置，通过使能条件的不同分别采用被动式诊断和主动式诊断方式对三元催化器的储氧量进行计算，并将计算得到的被动式储氧量与被动式储氧量门限区间的下限值做比较，以及将计算得到的主动式储氧量和主动式储氧量门限区间的下限值的大小做比较，当两者均小于其对应的储氧量门限区间的下限值，均可输出三元催化器出现故障提示信息，两种诊断方法都可以诊断出三元催化器效率低的故障。当被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值，确定被动式储氧量不可信，当主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算被动式储氧量和主动式储氧量的绝对差，当绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则输出三元催化器的储氧量不可信提示信息。主动式诊断与被动式诊断相结合可识别安装小孔底座进行作弊的行为，使得车辆尾气的排放处理得到保障。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为汽车尾气处理系统的一种结构示意图。

图2为本发明实施例一提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法的流程示意图。

图3为本发明实施例二提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法的流程图。

图4为本发明实施例三提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断装置的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明实施例提供一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置，适用于采用三元催化器的机动车辆，图1为汽车尾气处理系统的一种结构示意图，车辆发动机排出的废气(或称为尾气)通过排气管进入三元催化器，通常在三元催化器前后安装氧传感器，安装在三元催化器前两米的排气管处安装的氧传感器称为前氧传感器，经过三元催化器处理后的排气管处安装的氧传感器称为后氧传感器。OBD系统(On Board Diagnostics，简称OBD)是检测三元催化器的储氧能力，通过检测三元催化器的储氧量，与其标定的储氧量限值区间门限对比，确定三元催化器的储氧能力是否达标。电子控制单元(Electronic ControlUnit，简称ECU)是车辆的一个电子控制单元，类似于汽车的一个“电脑”，ECU通过协调前氧传感器、后氧传感器来控制和检测三元催化器的储氧过程，OBD检测到的信息也会受到ECU的监控。

OBD仪器：指的是一种检测系统，随时监控车辆三元催化器的储氧量是否达标，一旦储氧量不达标，ECU会监控到该信息并储存，然后为驾驶员做出故障提示。

前氧传感器用于检测车辆尾气排放的尾气中氧含量，通过检测氧含量的多少确定发动机混合气的浓混合气或者稀混合气，并输出一个氧浓度反馈信号给ECU，ECU根据该反馈信号改变燃料喷射时间，目的是能够做到更好的控制排放，使排放达标的同时还能省燃料。后氧传感器用于检测三元催化器处理后的尾气中氧浓度，发出一个氧浓度反馈信号发送给ECU，用于三元催化器储氧量的计算及尾气排放的闭环控制。

空燃比：表示空气和燃料的混合比，空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降。三元催化器：是安装在汽车尾气排放系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物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增强一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中一氧化碳在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；碳氢化合物在高温下氧化成水和二氧化碳；氮氧化合物还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。

储氧能力：一个比较好的三元催化器具有较高的氧气储存能力，当催化器的储氧量减少，说明催化器的储氧能力的下降，储氧量的多少是用来判定催化器活性的一个重要条件。

ECU也叫汽车专用单片机，由微处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、输入、输出及控制电路等组成。ECU一般都具备故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能在随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)中自动记录故障代码并采用保护措施从只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)中存放的经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转。同时这些故障信息会显示在仪表盘上并保持不灭，可以使车主及时发现问题并将车能开到修理店。

另外，本申请实施例对于发动机的类型不做限定，发动机可以是汽油发动机，也可以是天然气发动机等。

一个比较好的三元催化器应具有较高的氧气储存能力，目前，通过比较三元催化器前后安装氧传感器的值来诊断三元催化器的效率，诊断方法有主动诊断和被动诊断。由于贵金属价格不断上涨，市场上存在大量拆除三元催化器变卖的情况，车辆在拆除三元催化器后，通过在后氧传感器与排气管之间安装小孔底座的方式，来代替催化器。拆除催化器并安装小孔底座的方法也可以使车辆被动式诊断催化器时的储氧量和正常安装催化器的储氧量一致，无法报出催化器效率低故障。故障不报出，驾驶员不会发现车辆催化器功能异常，这种作弊方法达不到尾气净化的效果，排放的尾气没有经过催化转化，严重污染空气。另外，通过减小小孔底座孔径，会导致主动诊断方式失效，无法报出催化器效率低故障。这种作弊方式，导致车辆无法为驾驶员报出故障，从而无法实现尾气排放的处理，不利于对环境的保护。

针对现有技术的上述问题，本申请提供一种发动机三元催化器防作弊诊断方法和装置，当车辆的三元催化器被拆除，并在后氧传感器与排气管之间加装小孔底座，使车辆被动式诊断催化器时的储氧量大于报错限值，无法识别三元催化器被拆除。根据使能条件的不同分别采用被动式诊断和主动式诊断方式对三元催化器的储氧量进行计算，并将计算得到的被动式储氧量与被动式储氧量门限区间的下限值做比较，以及将计算得到的主动式储氧量和主动式储氧量门限区间的下限值的大小做比较，当两者均小于其对应的储氧量门限区间的下限值，则输出三元催化器出现故障提示信息，可以诊断出三元催化器效率低的故障。当主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算被动式储氧量和主动式储氧量的绝对差，当绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则输出三元催化器的储氧量不可信提示信息。主动式诊断与被动式诊断相结合可识别安装小孔底座进行作弊的行为，使得车辆尾气的排放处理得到保障。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

参考图2，图2为本发明实施例一提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法的流程示意图，该方法可以由车辆的电子控制单元执行，以车辆的发动机为天然气发动机为例进行说明，该方法包括以下步骤：

步骤201：当三元催化器的被动使能条件满足时，计算三元催化器的第一被动式储氧量。

示例性的，第一被动式储氧量是在以下被动式诊断条件下计算得到的：车辆发动机倒拖时，三元催化器进行储氧，当后氧传感器的phi值达到第一被动式阈值时三元催化器储氧量满，当发动机动力输出，开始计算储氧量，当后氧传感器的phi值达到第二被动式阈值时，停止计算三元催化器的储氧量。

被动式诊断需要车辆在倒拖工况时作为被动式诊断的前提条件，该倒拖工况可以理解为发动机此时没有动力输出，例如，天然气发动机不喷气的情况，并不是发动机工作带着车辆前进，发动机被倒拖着转动的情况，这种情况通常出现在车辆经过坡度较大的道路时。

当车辆在倒拖工况时，三元催化器进行储氧，当后氧传感器检测到的phi值达到第一被动式阈值时三元催化器的储氧量满，车辆会退出倒拖工况。车辆的电子控制单元接收到后氧传感器的反馈信号phi值后，控制流量调节阀的开度，增加天然气的喷射量，发动机开始喷气，当前氧传感器检测到的phi值大于1，并且电子控制单元接收到该前氧传感器检测的反馈信号phi值后，电子控制单元开始计算储氧量，当后氧传感器检测到的phi值大于第二被动式阈值，电子控制单元停止计算储氧量。上述phi值为过量空气系数的倒数，在被动式诊断中，第一被动式阈值为催化器储氧量满的时候对应的后氧传感器的phi值，第二被动式阈值是电子控制单元计算催化器储氧量停止的时候对应的后氧传感器的phi值，第一被动式阈值也称为被动式lean限值，第二被动式阈值也称为被动式rich值，当过量空气系数用L表示时，phi值为1/L。

第一被动式储氧量是根据当前测量得到的单缸天然气喷射量、前氧传感器的实际phi值、发动机转速、储氧量计算时间差、理论空燃比和发动机气缸数计算得到的。

根据下述公式计算储氧量：

其中，FPC为单缸燃料喷射量，UEGO_{_phi}是前氧传感器测量的实际的phi值，AFR_Desired是理论空燃比，RPM是发动机转速，cyl是发动机气缸数，DT是储氧量计算时间差。

理论空燃比通常为比值14.7:1，可以理解为表示消耗1g的燃料需要14.7g的空气。，发动机气缸数为车辆固定安装的气缸的数量，储氧量计算时间差为电子控制单元开始计算储氧量和停止计算储氧量的时间差，表示该储氧量是这一时间段内所计算的储氧量。

步骤202：当第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，确定三元催化器故障，输出第一提示信息。

根据步骤201的储氧量计算公式计算得到的第一被动式储氧量，电子控制单元会将该第一被动式储氧量与被动式储氧量门限区间的下限值做对比，判断该第一被动式储氧量是否属于被动式储氧量门限区间，当第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，说明该三元催化器的储氧能力不足，确定三元催化器出现故障，电子控制单元会输出第一提示信息，该第一提示信息用于提示驾驶员三元催化器出现故障。该被动式储氧量门限区间是车辆系统中的OBD系统中标定的，该检测系统可以从发动机的运行状况随时监控车辆是否尾气超标。

步骤203：当第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值时，确定第一被动式储氧量不可信。

当储氧量大于被动式储氧量门限的上限值，属于非正常现象，说明该三元催化器出现故障，所以当电子控制单元计算的第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值时，电子控制单元认为该储氧量的值是不可信的。

一种可选的实现方式中，当初次计算得到的第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值时，即可确定第一被动式储氧量不可信。

另一种可选的实现方式中，为了避免由于一次计算可能会出现计算误差的情况，而给车辆做出提示会影响驾驶员的体验感，所以会进行N次计算。当初次计算得到的第一被动式储氧量大于该被动式储氧量门限区间的上限值时，重复计算N次三元催化器的第一被动式储氧量，N为大于1的整数，当N次计算得到的第一被动式储氧量均大于该储氧量门限区间的上限值，确定第一被动式储氧量不可信。该计算次数N为大于1的整数，通过多次计算提高了第一被动式储氧量的准确性，当多次计算第一被动式储氧量的结果都大于被动式储氧量门限的上限值，则确认计算的第一被动式储氧量的不可信。

步骤204：当三元催化器的主动使能条件满足时，计算三元催化器的第二主动式储氧量。

电子控制单元可以在确定第一被动式储氧量不可信时，才进行主动使能条件判断，也可以按照设定的周期或者设定的条件进行主动使能条件判断。

示例性的，第二主动式储氧量是在以下主动式诊断条件下计算得到的：控制前氧传感器的phi值小于1，三元催化器进行储氧，当后氧传感器的phi值达到第一主动式阈值时，三元催化器储氧完成，控制前氧传感器的phi值大于1时，电子控制单元开始计算储氧量，当后氧传感器的phi值达到第二主动式阈值时，停止计算三元催化器的储氧量。

与被动式诊断方式不同的是，主动式诊断需要车辆在稳态工况时作为主动式诊断的前提条件，稳态工况可以理解为车辆在运行过程中发动机转速稳定的情况下，并且不会出现急踩刹车或者猛加油门的情况。车辆的电子控制单元会主动控制前氧传感器的phi值，减少发动机天然气喷射量，使得三元催化器进行储氧。当三元催化器进行储氧，电子控制单元检测到后氧传感器的phi值达到第一主动式阈值时，表示三元催化器储氧完成，电子控制单元控制前氧传感器的phi值大于1，使得发动机天然气喷射量加大，当前氧传感器检测到的phi值大于1，并且电子控制单元接收到该前氧传感器检测到的反馈信号phi值后，电子控制单元开始计算储氧量，当后氧传感器检测到的phi值大于第二主动式阈值，电子控制单元停止计算储氧量。

在主动式诊断中，第一主动式阈值为催化器储氧量满的时候对应的后氧传感器的phi值，第二主动式阈值是电子控制单元计算催化器储氧量停止的时候对应的后氧传感器的phi值，第一主动式阈值也称为主动式lean限值，第二主动式阈值也称为主动式rich值

第二主动式储氧量是根据当前测量得到的单缸天然气喷射量、前氧传感器的实际phi值、发动机转速、储氧量计算时间差、理论空燃比和发动机气缸数计算得到的。

上述的phi值与步骤201中一致，并且主动式储氧量与被动式储氧量的计算方式也一致，可根据公式(1)计算储氧量，其中，公式中的理论空燃比、发动机气缸数和储氧量计算时间差与被动式储氧量计算也是一致的。

步骤205：当第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的绝对差。

可选的，当第二主动式储氧量小于主动式储氧量门限区间的下限值时，输出第一提示信息。

根据步骤204计算得到的第二主动式储氧量，电子控制单元会将该第二主动储氧量与主动式储氧量门限区间的下限值做对比，判断该第二主动储氧量是否属于主动式储氧量门限区间，当第二主动式储氧量小于主动式储氧量门限区间的下限值时，同样说明该三元催化器的储氧能力不足，确定三元催化器出现故障，电子控制单元会输出第一提示信息。

由于在车辆正常安装催化器并且催化器功能正常时，主动式诊断和被动式诊断计算出来的三元催化器的第一被动式储氧量和第二被动式储氧量的值的绝对差会很小，不会超过一定的储氧量偏差门限，所以当第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，车辆的电子控制单元会计算第一被动式储氧量和第二被动式储氧量的绝对差，该绝对差用于与电子控制单元预设的储氧量偏差门限做对比，用于判断第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的计算值是否可信。

需要说明的是，本实施例对第一被动式储氧量与第二主动式储氧量的计算顺序不做限定，电子控制单元会在计算第一被动式储氧量和第二被动式储氧量后将其结果保存，用于后续的对比和差值计算。

步骤206：当绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定第一被动式储氧量和第二主动式储氧量不可信，并输出第二提示信息。

第二提示信息用于提示三元催化器的储氧量不可信。

当第一被动式储氧量和第二被动式储氧量的绝对差大于电子控制单元预设的储氧量偏差门限，属于非正常现象，说明该三元催化器出现故障，所以当该绝对差大于储氧量偏差门限，电子控制单元认为该第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的值是不可信的。

一种可选的实现方式中，当初次计算得到的第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的绝对差大于储氧量偏差门限时，即可确定该第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的值不可信的。

另一种可选的实现方式中，为了避免由于一次计算可能会出现计算误差的情况，当第一被动式储氧量和第二主动式储氧量大于预设的储氧量偏差门限，电子控制单元会进行M次计算第二主动式储氧量。当初次计算得到的第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的绝对差大于储氧量偏差门限时，重复计算M次三元催化器的第二主动式储氧量，M为大于1的整数当M次计算得到的第二主动式储氧量与第一被动式储氧量的绝对差均大于储氧量偏差门限，确定该三元催化器的储氧量不可信。该计算次数M为大于1的整数，通过多次计算提高了第二主动式储氧量和第一被动式储氧量的绝对差的准确性，当多次计算的第二主动式储氧量与第一被动式储氧量的绝对差均大于预设的储氧量偏差门限，则确认第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的计算值不可信。车辆的电子控制单元会输出三元催化器的储氧量不可信的第二提示信息。

在本实施例中，通过使能条件的不同分别采用被动式诊断和主动式诊断方式对三元催化器的储氧量进行计算，并将计算得到的被动式储氧量与被动式储氧量门限区间的下限值做比较，以及将计算得到的主动式储氧量与主动式储氧量门限区间的下限值的大小做比较，当两者均小于其对应的储氧量门限区间的下限值，均可输出三元催化器出现故障提示信息，两种诊断方法都可以诊断出三元催化器效率低的故障。当被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值，确定被动式储氧量不可信，当主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算被动式储氧量和主动式储氧量的绝对差，当绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则输出三元催化器的储氧量不可信提示信息。主动式诊断和被动式诊断相结合可识别安装小孔底座进行作弊的行为，使得车辆尾气的排放处理得到保障。

参照图3，图3为本发明实施例二提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法的流程图，应用于车辆的电子控制单元。本实施例是以车辆的电子控制单元先进行被动式诊断再进行主动式诊断为例进行说明，如图3所示，本实施例提供的方法包括如下步骤。

步骤301、第一次数N＝1。

在计算第一被动式储氧量之前，车辆的电子控制单元先将第一计算次数N的值赋值为1，说明该次计算被动式储氧量为第一次。

步骤302、计算三元催化器的第一被动式储氧量。

步骤303、判断第一被动式储氧量是否大于被动式储氧量门限区间的下限值。

第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的下限值，执行步骤305，否则执行步骤304。

步骤304、输出第一提示信息。

第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值，输出第一提示信息，该提示信息为提示驾驶员三元催化器出现故障。

步骤305、判断第一被动式储氧量是否大于被动式储氧量门限区间的上限值。

第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的下限值，则会将该第一被动式储氧量与被动式储氧量门限区间的上限值做对比。第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值，则执行步骤307，当第一被动式储氧量小于或者等于被动式储氧量门限区间的上限值，则执行步骤306。

步骤306、结束被动式诊断。

第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的上限值，退出被动式诊断。

步骤307、判断N是否大于或等于第一次数阈值。

第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值，将第一计算次数N与第一次数阈值作对比，当N大于或等于第一次数阈值，则执行步骤309，当N小于第一次数阈值，则执行步骤308。

步骤308、N＝N+1。

当N小于第一次数阈值，则将该第一计算次数加1，进行第N+1次第一被动式储氧量的计算。

步骤309、输出第二提示信息。

当N大于或者等于第一次数阈值，则说明该第一被动式储氧量的计算值没有出现误差，输出第二提示信息，该提示信息为提示驾驶员三元催化器的储氧量不可信。

步骤310、第二次数M＝1。

在计算第二主动式储氧量之前，车辆的电子控制单元先将第二计算次数M的值赋值为1，说明该次计算主动式储氧量为第一次。

步骤311、计算三元催化器的第二主动式储氧量。

步骤312、判断第二主动式储氧量是否大于主动式储氧量门限区间的下限值。

第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值，执行步骤313，否则执行步骤304。

步骤313、计算第一被动式储氧量与第二主动式储氧量的绝对差。

第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值，则计算第一被动式储氧量与第二主动式储氧量的绝对差。

步骤314、输出第一提示信息。

第二主动式储氧量小于主动式储氧量门限区间的下限值，输出第一提示信息，该提示信息为提示驾驶员三元催化器出现故障。

步骤315、判断绝对差是否大于储氧量偏差门限。

当绝对差大于储氧量偏差门限，执行步骤317，否则执行步骤316。

步骤316、结束主动式诊断。

当绝对差小于或者等于储氧量偏差门限，退出主动式诊断。

步骤317、判断M是否大于等于第二次数阈值。

当绝对差大于储氧量偏差门限，将第二计算次数M与第二次数阈值作对比，当M大于或等于第二次数阈值，则执行步骤319，当N小于第一次数阈值，则执行步骤318。

步骤318、M＝M+1。

当M小于第二次数阈值，则将该第二计算次数加1，进行第M+1次第一主动式储氧量的计算。

步骤319、输出第二提示信息。

当M大于或者等于第二次数阈值，则说明该第二主动式储氧量的计算值没有出现误差，输出第二提示信息，该提示信息为提示驾驶员三元催化器的储氧量不可信。

本实施例的流程，可用于执行实施例一中该的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

参考图4，图4为本发明实施例三提供的一种发动机三元催化器防作弊诊断装置的结构示意图，该装置100包括第一计算模块11、第一输出模块12、确认模块13、第二计算模块14、第三计算模块15和第二输出模块16。

第一计算模块11，用于当三元催化器的被动使能条件满足时，计算三元催化器的第一被动式储氧量。

第一输出模块12，用于当第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，确定三元催化器故障，输出第一提示信息，第一提示信息用于提示三元催化器出现故障。

确认模块13，用于当第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值时，确定第一被动式储氧量不可信。

第二计算模块14，用于当三元催化器的主动使能条件满足时，计算三元催化器的第二主动式储氧量。

第三计算模块15，用于当第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算第一被动式储氧量和第二主动式储氧量的绝对差。

第二输出模块16，用于当绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定第一被动式储氧量和第二主动式储氧量不可信，并输出第二提示信息，第二提示信息用于提示三元催化器的储氧量不可信。

可选的，第一被动式储氧量是在以下被动式诊断条件下计算得到的：车辆的发动机倒拖时，三元催化器进行储氧，当后氧传感器的phi值达到第一被动式阈值时三元催化器储氧量满，发动机开始动力输出，开始计算储氧量，当后氧传感器的phi值达到第二被动式阈值时，停止计算三元催化器的储氧量。

可选的，第一计算模块11还用于：当第一被动式储氧量大于被动式储氧量门限区间的上限值时，重复计算N次三元催化器的第一被动式储氧量，N为大于1的整数。确认模块13还用于：当N次计算得到的第一被动式储氧量均大于被动式储氧量门限区间的上限值时，确定第一被动式储氧量不可信。

可选的，第一被动式储氧量和第二主动式储氧量是根据当前测量得到的单个气缸燃料喷射量、前氧传感器的实际phi值、发动机转速、储氧量计算时间差、理论空燃比和发动机气缸数计算得到的。

可选的，第二主动式储氧量是在以下主动式诊断条件下计算得到的：控制前氧传感器的phi值小于1，三元催化器进行储氧，当后氧传感器的phi值达到第一主动式阈值时，三元催化器储氧完成，控制前氧传感器的phi值大于1时，开始计算储氧量，当后氧传感器的phi值达到第二主动式阈值时，停止计算三元催化器的储氧量。

可选的，第二计算模块14还用于：当绝对差大于预设的储氧量偏差门限，重复计算M次三元催化器的第二主动式储氧量，M为大于1的整数。计算第一被动式储氧量与M次计算得到的第二主动式储氧量的绝对差。第二输出模块16还用于：当M次计算对得到的绝对差均大于储氧量偏差门限时，确定第一被动式储氧量和第二主动式储氧量不可信。

可选的，当第二主动式储氧量小于主动式储氧量门限区间的下限值时，输出第一提示信息。

本实施例的装置，可用于执行实施例一或者实施例二中一种发动机三元催化器防作弊诊断方法，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本发明实施例四提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，该计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上述实施例一中的一种发动机三元催化器防作弊诊断方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本发明实施例五提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述实施例一中一种发动机三元催化器防作弊诊断方法步骤，具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种发动机三元催化器防作弊诊断方法，应用于车辆的电子控制单元，其特征在于，包括：

当接收到后氧传感器的反馈信号第一phi值后，控制发动机开始喷气以及控制流量调节阀的开度以增加天然气的喷射量；在接收到前氧传感器检测的反馈信号第二phi值时，计算所述三元催化器的第一被动式储氧量；其中，所述第二phi值大于1；在车辆处于倒拖工况时，所述车辆的三元催化器处于储氧状态，当所述后氧传感器检测到的所述第一phi值达到第一被动式阈值时所述三元催化器的储氧量满，所述车辆退出所述倒拖工况；

当所述第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，确定所述三元催化器故障，输出第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述三元催化器出现故障；

当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信；

当车辆处于稳态工况下，控制发动机减少天然气喷射量以使三元催化器进行储氧；在检测后氧传感器的phi值达到第一主动式阈值时，控制发动机加大天然气喷射量；在接收到前氧传感器检测的反馈信号第三phi值时，计算所述三元催化器的第二主动式储氧量；其中，所述第三phi值大于1；

当所述第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量的绝对差；

当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信，并输出第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述三元催化器的储氧量不可信；

其中，所述phi值为过量空气系数的倒数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信，包括：

当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，重复计算N次所述三元催化器的第一被动式储氧量，N为大于1的整数；

当N次计算得到的第一被动式储氧量均大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信，包括：

当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，重复计算M次所述三元催化器的第二主动式储氧量，M为大于1的整数；

计算所述第一被动式储氧量与M次计算得到的第二主动式储氧量的绝对差；

当M次计算对得到的绝对差均大于所述储氧量偏差门限时，确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量是根据当前测量得到的单个气缸燃料喷射量、前氧传感器的实际phi值、发动机转速、储氧量计算时间差、理论空燃比和发动机气缸数计算得到的。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述计算所述三元催化器的第一被动式储氧量,包括：

当所述后氧传感器的phi值达到第二被动式阈值时，停止计算所述三元催化器的所述第一被动式储氧量。

6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述计算所述三元催化器的第二主动式储氧量,包括：

当所述后氧传感器的phi值达到第二主动式阈值时，停止计算所述三元催化器的所述第二主动式储氧量。

7.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述第二主动式储氧量小于所述主动式储氧量门限区间的下限值时，输出所述第一提示信息。

8.一种发动机三元催化器防作弊诊断装置，其特征在于，包括：

第一计算模块，用于当接收到后氧传感器的反馈信号第一phi值后，控制发动机开始喷气以及控制流量调节阀的开度以增加天然气的喷射量；在接收到前氧传感器检测的反馈信号第二phi值时，计算所述三元催化器的第一被动式储氧量；其中，所述第二phi值大于1；在车辆处于倒拖工况时，所述车辆的三元催化器处于储氧状态，当所述后氧传感器检测到的所述第一phi值达到第一被动式阈值时所述三元催化器的储氧量满，所述车辆退出所述倒拖工况；

第一输出模块，用于当所述第一被动式储氧量小于被动式储氧量门限区间的下限值时，确定所述三元催化器故障，输出第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述三元催化器出现故障；

确认模块，用于当所述第一被动式储氧量大于所述被动式储氧量门限区间的上限值时，确定所述第一被动式储氧量不可信；

第二计算模块，用于当车辆处于稳态工况下，控制发动机减少天然气喷射量以使三元催化器进行储氧；在检测后氧传感器的phi值达到第一主动式阈值时，控制发动机加大天然气喷射量；在接收到前氧传感器检测的反馈信号第三phi值时，计算所述三元催化器的第二主动式储氧量；其中，所述第三phi值大于1；所述phi值为过量空气系数的倒数；

第三计算模块，用于当所述第二主动式储氧量大于主动式储氧量门限区间的下限值时，计算所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量的绝对差；

第二输出模块，用于当所述绝对差大于预设的储氧量偏差门限，则确定所述第一被动式储氧量和所述第二主动式储氧量不可信，并输出第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述三元催化器的储氧量不可信。

9.一种车辆，其特征在于，包括发动机、电子控制单元、前氧传感器、后氧传感器和三元催化器；

所述电子控制单元用于控制所述发动机的燃料喷射量、接收所述前氧传感器和所述后氧传感器的phi值，以完成所述三元催化器的储氧，所述电子控制单元用于执行如权利要求1-7任一项所述的发动机三元催化器防作弊诊断方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

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