CN115387926A - 一种发动机排放闭环控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车辆自动控制技术领域，特别是涉及一种发动机排放闭环控制方法及系统，该方法包括：如果当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和变化周期时长的对应关系中，查询当前工况参数对应的目标空燃比振幅和变化周期时长；根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅，确定各变化周期对应的目标空燃比；针对每个变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，获取经三元催化器处理前后对应的实际空燃比和排气流量；进而确定三元催化器的实际储氧量；结合预设的标定储氧量，确定三元催化器的老化因子。采用本申请可以实时确定老化因子，实时修正目标空燃比的振幅和周期以及三元催化器因老化导致的窗口偏移。

Description

一种发动机排放闭环控制方法及系统

技术领域

本申请涉及车辆自动控制技术领域，特别是涉及一种发动机排放闭环控制方法及系统。

背景技术

目前，为了保证发动机的废气排放符合排放标准，车辆通常设置三元催化器，以降低排气中一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等有害气体的成份。为了同时保证三种有害气体有较高的转化效率，必须把发动机的空燃比控制在一个空燃比范围内，该空燃比范围也称之为三元催化器的窗口。

汽车通常有两个氧传感器，包括一个前氧传感器和一个后氧传感器。发动机的排放闭环控制系统包括前氧前馈和后氧反馈。前氧前馈的过程为电子控制单元根据空燃比振幅和空燃比周期输出的一个混合气浓度周期性变化的信号，并根据该信号调整喷油量，前氧闭环根据前氧传感器反馈的空燃比与目标空燃比的偏差，对喷油量进行修正。

后氧反馈的过程为后氧传感器获取经三元催化器净化处理后的废气的空燃比，用于监测催化器中的空燃比状态，并将该空燃比反馈给电子控制单元，电子控制单元对比后氧目标空燃比，确定三元催化器的窗口偏移量修正，进而更新三元催化器的窗口。

伴随着车辆的里程数增加，三元催化器存在老化问题，目前的车辆厂商根据台架模拟的固定状态的老化催化器进行标定，仅预设窗口偏移量进行覆盖。但是，针对三元催化器不同程度的老化，使用固定的前后氧控制参数显然无法达到最优的修正效果。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种发动机排放闭环控制方法及系统。

第一方面，提供了一种发动机排放闭环控制系统，所述系统包括前氧传感器、后氧传感器、三元催化器、电子控制单元和燃油量控制装置；其中，

所述电子控制单元，用于获取发动机的当前工况参数，并判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；

所述电子控制单元，还用于如果所述当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询所述当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；

所述电子控制单元，还用于根据预设的基准空燃比和所述目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；

所述电子控制单元，还用于针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向所述发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气的排气流量；

所述电子控制单元，还用于根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量；

所述电子控制单元，还用于根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子。

作为一种可选地实施方式，所述电子控制单元，还用于：

所述根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量的计算公式为：

其中，Osc为三元催化器的实际储氧量，t1为测量起始时刻、t2为测量结束时刻，(t2-t1)为预设测量时长，lambda为实际空燃比，massflow为排气流量。

作为一种可选地实施方式，所述电子控制单元，还用于：

计算所述实际储氧量与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化因子。

作为一种可选地实施方式，所述发动机的当前工况参数包括发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度，所述电子控制单元，还用于：

如果所述发动机转速处于预设的转速范围内，且所述发动机转速的变化率小于或等于预设的第一变化率阈值；且，

所述发动机进气量处于预设的进气量范围内，且所述发动机进气量的变化率小于或等于预设的第二变化率阈值；且，

所述空燃比闭环状态处于预设的空燃比范围内，且所述空燃比闭环状态的变化率小于或等于预设的第三变化率阈值；且，

所述三元催化器温度处于预设的温度范围内，且所述三元催化器温度的变化率小于或等于预设的第四变化率阈值，则所述发动机的当前工况参数满足所述预设的稳定工况条件。

作为一种可选地实施方式，所述电子控制单元，还用于：

计算预设的储氧量阈值与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化边界因子；

如果所述老化因子大于所述老化边界因子，则根据所述老化因子，确定目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，并根据所述目标空燃比振幅变化量和所述周期时长变化量，更新所述目标空燃比；

根据所述老化因子，更新所述三元催化器的窗口偏移量。

第二方面，提供了一种发动机排放闭环控制方法，所述方法包括：

获取发动机的当前工况参数，并判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；

如果所述当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询所述当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；

根据预设的基准空燃比和所述目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；

针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向所述发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气的排气流量；

根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量；

根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子。

作为一种可选地实施方式，所述根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量的计算公式为：

其中，Osc为三元催化器的实际储氧量，t1为测量起始时刻、t2为测量结束时刻，(t2-t1)为预设测量时长，lambda为实际空燃比，massflow为排气流量。

作为一种可选地实施方式，所述根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子，包括：

计算所述实际储氧量与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化因子。

作为一种可选地实施方式，所述发动机的当前工况参数包括发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度，所述判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件，包括：

如果所述发动机转速处于预设的转速范围内，且所述发动机转速的变化率小于或等于预设的第一变化率阈值；且，

所述发动机进气量处于预设的进气量范围内，且所述发动机进气量的变化率小于或等于预设的第二变化率阈值；且，

所述空燃比闭环状态处于预设的空燃比范围内，且所述空燃比闭环状态的变化率小于或等于预设的第三变化率阈值；且，

所述三元催化器温度处于预设的温度范围内，且所述三元催化器温度的变化率小于或等于预设的第四变化率阈值，则所述发动机的当前工况参数满足所述预设的稳定工况条件。

作为一种可选地实施方式，所述方法还包括：

计算预设的储氧量阈值与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化边界因子；

如果所述老化因子大于所述老化边界因子，则根据所述老化因子，确定目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，并根据所述目标空燃比振幅变化量和所述周期时长变化量，更新所述目标空燃比；

根据所述老化因子，更新所述三元催化器的窗口偏移量。

第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的方法步骤。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的方法步骤。

本申请提供了一种发动机排放闭环控制方法及系统，本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：获取发动机的当前工况参数，并判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；如果所述当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询所述当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；根据预设的基准空燃比和所述目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向所述发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气对应的排气流量；根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量；根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子。本申请在发动机稳定工况下控制目标空燃比在偏浓和偏稀状态之间周期性变化，保证测量过程既不影响排放又能快速准确反馈实际储氧量。并根据实际储氧量和标定储氧量，判断三元催化器的储氧量减少程度，进而实时确定老化因子，实时修正前氧目标空燃比的振幅和周期、后氧窗口控制以及三元催化器因老化导致的窗口偏移，而并非现有技术中用固定标定值进行覆盖。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法的另一流程图；

图4为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法的示例的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法方法，可以应用于发动机排放闭环控制系统。如图1所示，该发动机排放闭环控制系统包括前氧传感器、后氧传感器、三元催化器、电子控制单元和燃油量控制装置。其中，电子控制单元用于获取发动机的当前工况参数，并判断当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件。电子控制单元用于如果当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长。电子控制单元用于根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比。针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，电子控制单元用于按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向发动机输入可燃混合气，前氧传感器、后氧传感器用于分别获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气对应的排气流量。电子控制单元用于根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器的实际储氧量。电子控制单元用于根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器的老化因子。

下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法进行详细的说明，图2为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法的流程图，如图2所示，具体步骤如下：

步骤201，获取发动机的当前工况参数，并判断当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件。

在实施中，由于车辆工况(包括负荷和转速)在车辆超车、制动、高速行驶、怠速运转或满载爬坡等不同情况下中的变化范围很大。不同工况对混合气的浓度(空燃比)都有不同要求，因此本实施例以驾驶过程中最常用的稳定工况作为测试基础。在测试时，电子控制单元先获取发动机的当前工况参数，并判断当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件。

可选的，发动机的当前工况参数包括发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度，预设的稳定工况条件的具体判断条件如下：

如果发动机转速处于预设的转速范围内，且发动机转速的变化率小于或等于预设的第一变化率阈值；且，

发动机进气量处于预设的进气量范围内，且发动机进气量的变化率小于或等于预设的第二变化率阈值；且，

空燃比闭环状态处于预设的空燃比范围内，且空燃比闭环状态的变化率小于或等于预设的第三变化率阈值；且，

三元催化器温度处于预设的温度范围内，且三元催化器温度的变化率小于或等于预设的第四变化率阈值，则发动机的当前工况参数满足预设的稳定工况条件。

在实施中，技术人员在车辆计算机内预先存储有预设的稳定工况条件，如表一所示，表一

	上限	下限	变化率阈值
				发动机转速	3000rpm	1500rpm	100rpm
发动机进气量	80kg/h	40kg/h	10kg/h
				空燃比闭环状态	1.05	0.95	0.02
催化器温度	800	500	100

如果电子控制单元获取发动机的当前工况参数，发动机转速，发动机进气量、空燃比闭环状态和催化器温度满足如表一所示的范围和变化率阈值，则电子控制单元确定当前工况参数满足预设的稳定工况条件，进一步地，当前工况为稳定工况。

可选的，发动机的当前工况参数可以包含更多参数，本申请实施例以发动机转速，发动机进气量、空燃比闭环状态和催化器温度为例说明稳定工况的判定条件。

可选的，电子控制单元持续实时获取当前工况参数的如果当前工况参数，并判断是否满足预设的稳定工况条件，如果判定当前工况参数不满足预设的稳定工况条件，则立即退出当前测试。

步骤202，如果当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长。

在实施中，技术人员在车辆计算机内预先存储有工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系，如表二所示，

表二

以发动机进气量和发动机转速这两个工况参数为例，如果当前工况参数中的发动机进气量在40-60的范围内，且发动机转速在1500～2500rpm范围内，则确定目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长分别为±10％和4秒，在一个目标空燃比变化周期时长(4秒)内，电子控制单元控制目标空燃比完成一次浓稀变化，因此目标空燃比每隔2秒按照±10％的振幅变化。

步骤203，根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比。

在实施中，电子控制单元根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅可以设置偏浓或偏稀的目标空燃比，以便在测试过程中消耗三元催化器储氧量，达到测试效果。但是如果不按照目标空燃比振幅去调整目标空燃比，将造成目标空燃比过浓或过稀，进而导致三元催化器的转化效率降低，将排放过多有害气体，故需要设置合理的目标空燃比振幅。例如：基准空燃比为14.7，目标空燃比振幅为±10％，则电子控制单元确定目标空燃比为16.17和13.23，即如果当前周期目标空燃比为16.17，则下个周期的目标空燃比为13.23。

步骤204，针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气对应的排气流量。

在实施中，在一个空燃比变化周期内，电子控制单元可以确定目标空燃比，进而控制燃油量控制装置根据目标空燃比调整喷油时长，得到可燃混合气。可燃混合气在气缸内燃烧后，得到未处理的废气。电子控制单元通过前氧传感器获取未处理的废气的空燃比，即实际空燃比。未处理的废气经过三元催化器转化，得到处理后的废气。电子控制单元通过后氧传感器获取处理后的废气的排气流量。以步骤203中的例子举例，当前目标空燃比变化周期时长为4秒，在4秒周期内，电子控制单元确定目标空燃比为16.17，按照16.17的目标空燃比，电子控制单元控制燃油量控制装置调整喷油时长和喷油量，得到偏稀的可燃混合气，进而经过燃烧和转化，分别得到该周期对应的实际空燃比和排气流量。在下个4秒周期内，电子控制单元确定目标空燃比为13.23，按照13.23的目标空燃比，电子控制单元控制燃油量控制装置调整喷油时长和喷油量，得到偏浓的可燃混合气，进而经过燃烧和转化，分别得到该周期对应的实际空燃比和排气流量。

步骤205，根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器的实际储氧量。

在实施中，电子控制单元根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器的实际储氧量。三元催化器工作原理为通过氧化还原反应将气缸废气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物转化为二氧化碳、水和氮气。因此，电子控制单元基于对三元催化器处理前后的废气的成分进行分析，可以确定三元催化器的转化效率，进一步地，根据各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，可以确定三元催化器的实际储氧量。

可选的，根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器的实际储氧量的计算公式为：

其中，Osc为三元催化器的实际储氧量，t1为测量起始时刻、t2为测量结束时刻，(t2-t1)为预设测量时长，lambda为实际空燃比，massflow为排气流量。

步骤206，根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器的老化因子。

在实施中，由于三元催化器的老化过程主要体现在储氧量的降低，因此电子控制单元可以根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器的老化因子。老化因子表示三元催化器的老化程度。

可选的，根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器的老化因子的具体步骤如下：

计算实际储氧量与预设的标定储氧量的差值；

将差值的绝对值与预设的标定储氧量的比值，确定为三元催化器的老化因子。

在实施中，实际储氧量与预设的标定储氧量的差值的绝对值可以表示三元催化器的储氧量的减少量。该减少量与标定储氧量的比值表示三元催化器储氧量减少的比例，即老化因子。

作为一种可选的实施方式，图3为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法的另一流程图，如图3所示，电子控制单元根据老化因子修正后氧窗口偏移的具体步骤如下：

步骤301，计算预设的储氧量阈值与预设的标定储氧量的差值，将差值的绝对值与预设的标定储氧量的比值，确定为三元催化器的老化边界因子。

在实施中，在车辆行驶过程中三元催化器的老化是漫长的过程，本申请使用三元催化器的快速老化样件，对三元催化器的老化状态进行模拟，并根据快速老化样件的储氧量做为三元催化器的储氧量老化边界。电子控制单元计算快速老化样件的储氧量(即预设的储氧量阈值)与预设的标定储氧量的差值的绝对值，即三元催化器进入老化状态时的储氧量的减少量。该减少量与标定储氧量的比值表示进入老化状态的三元催化器(预设的快速老化样件)的储氧量减少的比例，即老化边界因子。

步骤302，如果老化因子大于老化边界因子，则根据老化因子，确定目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，并根据目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，更新目标空燃比。

在实施中，发动机排放闭环控制系统的在实际驾驶过程中的前氧前馈过程为：电子控制单元将基准空燃比作为目标空燃比，控制燃油量控制装置调整喷油时间和喷油量，但是燃油量控制装置无法精确调整喷油时间和喷油量使混合可燃气的空燃比等于目标空燃比。因此，前氧传感器获取气缸燃烧后的废气的空燃比，反馈到电子控制单元。电子控制单元根据该空燃比，对目标空燃比的振幅和周期时长进行修正以调整目标空燃比，进而控制燃油量控制装置调整喷油时间和喷油量。老化因子的作用是对电子控制单元对目标空燃比的振幅和周期时长做进一步修正。

步骤303，根据老化因子，更新三元催化器的窗口偏移量。

在实施中，发动机排放闭环控制系统的在实际驾驶过程中的后氧反馈过程为：混合可燃气经过气缸燃烧后产生的废气，进一步经过三元催化器转化，得到处理后的废气。后氧传感器获取该废气的空燃比，反馈到电子控制单元。电子控制单元根据该空燃比，对比前氧传感器采集的空燃比，随着三元催化器的老化，后氧传感器采集的空燃比会逐渐接近前氧传感器的空燃比，当两者相等时，说明三元催化器的储氧量无法满足转化有害气体的储氧量最低要求。而老化因子可以衡量三元催化器储氧量的水平。因此，电子控制单元根据老化因子是否大于老化边界因子，确定三元催化器是否进入老化状态。当三元催化器进入老化状态后，三元催化器的储氧量降低。如果按照原来的目标空燃比进行燃烧和废气排放，三元催化器无法达到预期的转化效率。即目标空燃比已经不在三元催化器的窗口对应的空燃比范围内了。这种情况即窗口偏移。当窗口偏移时，电子控制单元可以根据老化因子的作用为对窗口偏移变化量做进一步修正，以使当目标空燃比在修正后的窗口对应的空燃比范围内时，三元催化器的转化效率达到预设的转化效率。

可选的，电子控制单元还可以根据老化因子，进行后氧窗口控制，控制方式可以为自动控制原理的PI(线性)控制方式。

可选的，当电子控制单元根据目标空燃比测量三元催化器的实际储氧量时，前氧前馈控制的振幅和周期时长的修正也在进行，从而可能影响目标空燃比，导致三元催化器的实际储氧量不准确。为了确保能够准确三元催化器的实际储氧量，电子控制单元可以在使用目标空燃比测定实际储氧量时，控制前馈修正不生效。

可选的，图4为本申请实施例提供的一种发动机排放闭环控制方法的示例的流程图，如图4所示，电子控制单元根据发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度等工况参数，进行稳定工况判断，如果不满足稳定工况，则不进行实际储氧量测量。如果满足稳定工况，则根据工况参数选择目标空燃比振幅和周期，进而确定目标空燃比。根据目标空燃比，进一步确定实际储氧量，根据实际储氧量和标定储氧量，确定老化因子。结合老化边界因子，确定三元催化器是否老化，如果老化，则根据老化因子对目标空燃比的振幅和周期时长进行修正，并对窗口偏移进行修正以确定目标空燃比。

本申请实施例提供了一种发动机排放闭环控制方法，该方法包括：获取发动机的当前工况参数，并判断当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；如果当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气对应的排气流量；根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器的实际储氧量；根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器的老化因子。本申请在发动机稳定工况下控制目标空燃比在偏浓和偏稀状态之间周期性变化，保证测量过程既不影响排放又能快速准确反馈实际储氧量。并根据实际储氧量和标定储氧量，判断三元催化器的储氧量减少程度，进而实时确定老化因子，实时修正前氧目标空燃比的振幅和周期、后氧窗口控制以及三元催化器因老化导致的窗口偏移，而并非现有技术中用固定标定值进行覆盖。

应该理解的是，虽然图2至图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

可以理解的是，本说明书中上述方法的各个实施例之间相同/相似的部分可互相参见，每个实施例重点说明的是与其他实施例的不同之处，相关之处参见其他方法实施例的说明即可。

本申请实施例还提供了一种发动机排放闭环控制系统，如图1所示，该系统包括前氧传感器、后氧传感器、三元催化器、电子控制单元和燃油量控制装置；其中，

电子控制单元110，用于获取发动机的当前工况参数，并判断当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；

电子控制单元110，还用于如果当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；

电子控制单元110，还用于根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；

电子控制单元110，还用于针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置120向发动机输入可燃混合气，并通过前氧传感器130获取经三元催化器140处理前的废气对应的实际空燃比，通过后氧传感器150获取三元催化器处理后的废气对应的排气流量；

电子控制单元110，还用于根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器140的实际储氧量；

电子控制单元110，还用于根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器140的老化因子。

作为一种可选地实施方式，电子控制单元110，还用于：

根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器140的实际储氧量的计算公式为：

其中，Osc为三元催化器的实际储氧量，t1为测量起始时刻、t2为测量结束时刻，(t2-t1)为预设测量时长，lambda为实际空燃比，massflow为排气流量。

作为一种可选地实施方式，电子控制单元110，还用于：

计算实际储氧量与预设的标定储氧量的差值；

将差值的绝对值与预设的标定储氧量的比值，确定为三元催化器140的老化因子。

作为一种可选地实施方式，发动机的当前工况参数包括发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度，电子控制单元，还用于：

如果发动机转速处于预设的转速范围内，且发动机转速的变化率小于或等于预设的第一变化率阈值；且，

发动机进气量处于预设的进气量范围内，且发动机进气量的变化率小于或等于预设的第二变化率阈值；且，

空燃比闭环状态处于预设的空燃比范围内，且空燃比闭环状态的变化率小于或等于预设的第三变化率阈值；且，

三元催化器温度处于预设的温度范围内，且三元催化器温度的变化率小于或等于预设的第四变化率阈值，则发动机的当前工况参数满足预设的稳定工况条件。

作为一种可选地实施方式，电子控制单元110，还用于：

计算预设的储氧量阈值与预设的标定储氧量的差值；

将差值的绝对值与预设的标定储氧量的比值，确定为三元催化器140的老化边界因子；

如果老化因子大于老化边界因子，则根据老化因子，确定目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，并根据目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，更新目标空燃比；

根据老化因子，更新三元催化器的窗口偏移量。

本申请实施例提供了一种发动机排放闭环控制系统，该系统包括前氧传感器、后氧传感器、三元催化器、电子控制单元和燃油量控制装置；其中，电子控制单元110，用于获取发动机的当前工况参数，并判断当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；电子控制单元110，还用于如果当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；电子控制单元110，还用于根据预设的基准空燃比和目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；电子控制单元110，还用于针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置120向发动机输入可燃混合气，并通过前氧传感器130获取经三元催化器140处理前的废气对应的实际空燃比，通过后氧传感器150获取三元催化器处理后的废气对应的排气流量；电子控制单元110，还用于根据预设测量时长中各空燃比变化周期对应的实际空燃比和排气流量，确定三元催化器140的实际储氧量；电子控制单元110，还用于根据实际储氧量和预设的标定储氧量，确定三元催化器140的老化因子。本申请在发动机稳定工况下控制目标空燃比在偏浓和偏稀状态之间周期性变化，保证测量过程既不影响排放又能快速准确反馈实际储氧量。并根据实际储氧量和标定储氧量，判断三元催化器的储氧量减少程度，进而实时确定老化因子，实时修正前氧目标空燃比的振幅和周期、后氧窗口控制以及三元催化器因老化导致的窗口偏移，而并非现有技术中用固定标定值进行覆盖。

关于一种发动机排放闭环控制系统的具体限定可以参见上文中对于一种发动机排放闭环控制方法的限定，在此不再赘述。上述一种发动机排放闭环控制系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，如图5所示，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发动机排放闭环控制的方法步骤。

在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述发动机排放闭环控制的方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发动机排放闭环控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取发动机的当前工况参数，并判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；

如果所述当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询所述当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；

根据预设的基准空燃比和所述目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；

针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向所述发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气的排气流量；

根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量；

根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量的计算公式为：

其中，Osc为三元催化器的实际储氧量，t1为测量起始时刻、t2为测量结束时刻，(t2-t1)为预设测量时长，lambda为实际空燃比，massflow为排气流量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子，包括：

计算所述实际储氧量与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化因子。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机的当前工况参数包括发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度，所述判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件，包括：

如果所述发动机转速处于预设的转速范围内，且所述发动机转速的变化率小于或等于预设的第一变化率阈值；且，

所述发动机进气量处于预设的进气量范围内，且所述发动机进气量的变化率小于或等于预设的第二变化率阈值；且，

所述空燃比闭环状态处于预设的空燃比范围内，且所述空燃比闭环状态的变化率小于或等于预设的第三变化率阈值；且，

所述三元催化器温度处于预设的温度范围内，且所述三元催化器温度的变化率小于或等于预设的第四变化率阈值，则所述发动机的当前工况参数满足所述预设的稳定工况条件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算预设的储氧量阈值与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化边界因子；

如果所述老化因子大于所述老化边界因子，则根据所述老化因子，确定目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，并根据所述目标空燃比振幅变化量和所述周期时长变化量，更新所述目标空燃比；

根据所述老化因子，更新所述三元催化器的窗口偏移量。

6.一种发动机排放闭环控制系统，其特征在于，所述系统包括前氧传感器、后氧传感器、三元催化器、电子控制单元和燃油量控制装置；其中，

所述电子控制单元，用于获取发动机的当前工况参数，并判断所述当前工况参数是否满足预设的稳定工况条件；

所述电子控制单元，还用于如果所述当前工况参数满足预设的稳定工况条件，则在预先存储的工况参数、空燃比振幅和空燃比变化周期时长的对应关系中，查询所述当前工况参数对应的目标空燃比振幅和目标空燃比变化周期时长；

所述电子控制单元，还用于根据预设的基准空燃比和所述目标空燃比振幅，确定各空燃比变化周期对应的目标空燃比；

所述电子控制单元，还用于针对每个空燃比变化周期，在目标空燃比变化周期时长中，按照该空燃比变化周期对应的目标空燃比控制燃油量控制装置向所述发动机输入可燃混合气，并获取经三元催化器处理前的废气对应的实际空燃比和经三元催化器处理后的废气的排气流量；

所述电子控制单元，还用于根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量；

所述电子控制单元，还用于根据所述实际储氧量和预设的标定储氧量，确定所述三元催化器的老化因子。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电子控制单元，还用于：

所述根据预设测量时长中各所述空燃比变化周期对应的所述实际空燃比和所述排气流量，确定三元催化器的实际储氧量的计算公式为：

其中，Osc为三元催化器的实际储氧量，t1为测量起始时刻、t2为测量结束时刻，(t2-t1)为预设测量时长，lambda为实际空燃比，massflow为排气流量。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电子控制单元，还用于：

计算所述实际储氧量与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化因子。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发动机的当前工况参数包括发动机转速、发动机进气量、空燃比闭环状态和三元催化器温度，所述电子控制单元，还用于：

如果所述发动机转速处于预设的转速范围内，且所述发动机转速的变化率小于或等于预设的第一变化率阈值；且，

所述发动机进气量处于预设的进气量范围内，且所述发动机进气量的变化率小于或等于预设的第二变化率阈值；且，

所述空燃比闭环状态处于预设的空燃比范围内，且所述空燃比闭环状态的变化率小于或等于预设的第三变化率阈值；且，

所述三元催化器温度处于预设的温度范围内，且所述三元催化器温度的变化率小于或等于预设的第四变化率阈值，则所述发动机的当前工况参数满足所述预设的稳定工况条件。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电子控制单元，还用于：

计算预设的储氧量阈值与所述预设的标定储氧量的差值；

将所述差值的绝对值与所述预设的标定储氧量的比值，确定为所述三元催化器的老化边界因子；

如果所述老化因子大于所述老化边界因子，则根据所述老化因子，确定目标空燃比振幅变化量和周期时长变化量，并根据所述目标空燃比振幅变化量和所述周期时长变化量，更新所述目标空燃比；

根据所述老化因子，更新所述三元催化器的窗口偏移量。

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