CN201293776Y - 一种三元催化器老化判别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的三元催化器老化判别装置包括数据控制单元，其中，所述三元催化器老化判别装置还包括：一标准三元催化器，包含在所述标准三元催化器内部的第二数据采集单元，以及包含在待测三元催化器内部的第一数据采集单元，所述标准三元催化器与所述待测三元催化器并联连接于发动机尾气排气管上，且所述第一数据采集单元以及第二数据采集单元与所述数据控制单元电性连接。本实用新型通过设置一标准三元催化器，并且在所述标准三元催化器以及待测催化器内设置数据采集单元，从而利用两个数据采集单元采集到的信号判别待测三元催化器的老化情况，其精度相比于现有的三元催化器老化判别装置有了一定的提高，且其抗干扰性也得到了很大的提升。

Description

一种三元催化器老化判别装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测设置在发动机排气系统内的三元催化器的老化程度的装置。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，汽车保有量迅猛增加，汽车尾气排放污染更为严重。为了降低污染，通常在汽车的内燃机的排气管中，设置一个用于处理发动机排出废气的废气处理装置，如三元催化器，三元催化器对发动机排出来的废气碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_X)通过氧化或还原反应使之变成无污染的CO₂、H₂O以及N₂来进行净化处理。

但是三元催化器在车辆道路行驶过程中受到发动机燃烧状况、燃油润滑油的品质、汽车运行工况以及安装位置的诸多因素的影响，以致三元催化器在使用的过程中会渐渐失活老化。另外，空燃比的浓稀交替冲击也会加速催化器失活老化。此种情况下，如果三元催化器在老化的状态下还继续工作，就会增加向大气放出的污染物的比例，给环境带来恶劣的影响。

因此，掌握三元催化器的老化状况，是一个非常必要的措施。作为诊断三元催化器老化的方法，国内外专利文献和期刊文献已公开了很多技术，其中，有涉及通过采用控制空燃比振动地变化，从而采集和使用氧传感器的输出信号来评价三元催化器效率的方法；也有通过用燃油切断方法使燃油供给呈阶梯状的变化，同时查看催化器下游的氧传感器的响应时间来评价三元催化器的状况的方法；并且，还有通过给三元催化器通入氮氧化物(NO_X)，并测量三元催化器后面的氮氧化物(NO_X)排放量来判老化的方法等等。

但目前这些检测三元催化器老化情况的方法，普遍存在一些缺点，这些方法都是使用一个三元催化器，通过检测三元催化器前后信号的变化来判老化。然而三元催化器工作在一个非常复杂的环境下，很容易受到外部的干扰，如发动机燃烧状况、使用的燃油润滑油品质、汽车运行工况以及安装位置的诸多因素的影响，使得这些三元催化器老化判别装置抗干扰能力不尽如人意。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种抗干扰能力强、且精度高的三元催化器老化判别装置。

针对以上目的，其技术方案是：一种三元催化器老化判别装置，包括数据控制单元，其中，所述三元催化器老化判别装置还包括：一标准三元催化器，包含在所述标准三元催化器内部的第二数据采集单元，以及包含在待测三元催化器内部的第一数据采集单元，所述标准三元催化器与所述待测三元催化器并联连接于发动机尾气排气管上，且所述第一数据采集单元以及第二数据采集单元与所述数据控制单元电性连接。

由上述的技术方案可见，本实用新型提供的三元催化器老化判别装置以及车载三元催化器系统通过增加一标准三元催化器从而实现对待测三元催化器的老化判别，并且在所述标准三元催化器以及待测三元催化器内部分别单独设置数据采集单元，从而利用两个数据采集单元分别采集到的数据判别待测三元催化器的老化情况，由于采用标准三元催化器进行对待测三元催化器的老化判别，从而消除了相互之间的共模干扰，由此，其抗干扰性得到了很大的提升，同时判别精度相比于现有技术中判别三元催化器老化情况的装置有了一定的提高。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的三元催化器的老化程度与温度差值的关系曲线图；

图3为本实用新型一种实施例的三元催化器的老化程度与温度差值比例的关系曲线图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的目的在于提供一种三元催化器老化判别装置，其方案为通过采用一标准三元催化器来判定待测三元催化器的老化情况以及老化程度，更具体的方案为，在所述标准三元催化器和待测三元催化器的内部都分别布置有数据采集单元，通过比较两数据采集单元采集的数据，如数据的大小，波形的变化等来判定待测三元催化器的老化情况。

如图1所示，本实用新型提供的一种三元催化器老化判别装置，包括数据控制单元7，其中，所述三元催化器老化判别装置还包括：一标准三元催化器3，包含在所述标准三元催化器3内部的第二数据采集单元5，以及包含在待测三元催化器4内部的第一数据采集单元6，所述标准三元催化器3与所述待测三元催化器4并联连接于发动机尾气排气管1上，且所述第一数据采集单元6以及第二数据采集单元5与所述数据控制单元7电性连接

根据本实用新型的一种实施例，本实用新型所提供的三元催化器老化判别装置所包含的所述标准三元催化器3以及所述待测三元催化器4为相同型号的三元催化器，同时，所述分别安装在所述标准三元催化器3以及待测三元催化器4内的第二数据采集单元5、第一数据采集单元6为同一型号的温度传感器。优选情况下，所述三元催化器老化判别装置还包括分流器2，所述标准三元催化器3以及待测三元催化器4通过所述分流器2连接到发动机尾气排气管1上，以在利用本装置进行对待测三元催化器4进行老化检测的时候，使得流入所述标准三元催化器3和待测三元催化器4的废气的质和量相同或相近，从而得出更为精确的判别结果。除此之外，为了使所述判别装置得到更为精准的采样数据以及判别结果，所述第一数据采集单元6与安装在所述标准三元催化器3内的位置与所述第二数据采集单元5安装在所述待测三元催化器4内的位置相同。优选情况下，安装在所述待测三元催化器4内部的所述第一数据采集单元6与第一前氧传感器之间的距离等于安装在所述标准三元催化器3内部的所述第二数据采集单元5与第二前氧传感器之间的距离。

根据本实用新型提供的三元催化器老化判别装置，其所述的数据采集单元可以为温度传感器或氧传感器，鉴于采用温度传感器时，由于并联连接与汽车发动机尾气排气管上的标准三元催化器3以及待测三元催化器4共同形成了一差分电路的形式，能够消除共模干扰，从而使本装置的精确性能够得到一定的保证，因此，优选情况下，本实用新型优选采用温度传感器作为数据采集单元。当然，采用氧传感器以及其他可以通过简单的替换而采用的信号采集设备也能达到类似或相同的三元催化器老化判别目的，亦都在本实用新型保护范围之内。根据本实用新型的一种实施例，当所述数据采集单元为温度传感器时，此处还提供一种利用所述第二数据采集单元5、第一数据采集单元6采集到的温度数据进行待测三元催化器老化程度判别的方法，如下：

首先，当开始进行检测时，人为或机械的向发动机尾气排气管1中通入高温废气，高温废气经分流器2分流之后，均等的流入所述标准三元催化器3和待测三元催化器4中，流入所述标准三元催化器3和待测三元催化器4的废气在经过催化剂的催化作用下迅速发生化学反应，从而使得流入的废气的温度会在之前的基础上有所升高，当所述温度升高了的废气经过分别布置在所述标准三元催化器和待测三元催化器内的第二数据采集单元5、第一数据采集单元6时，所述第二数据采集单元5、第一数据采集单元6分别立即采集各自废气的温度，并将温度信号以电信号的方式反馈给数据处理单元7，所述数据处理单元7接受到所述第二数据采集单元5、第一数据采集单元6反馈的温度信号并计算其温度差值或温度差值比例，从而根据这些温度差值或温度差值比例以及预先存储于数据处理单元7中的三元催化器的老化程度与温度差值的关系曲线或三元催化器的老化程度与温度差值比例的关系曲线，进而得到待测三元催化器4的老化程度数据。

如图2和图3所示，分别为本实用新型三元催化器的老化程度与温度差值的关系曲线图以及三元催化器的老化程度与温度差值比例的关系曲线图，所述第二数据采集单元5、第一数据采集单元6分别采集各自废气的温度T1、T2之后，将所述温度信号以电信号的方式反馈给数据处理单元7，所述数据处理单元7接受到所述第一温度传感器、第一数据采集单元6反馈到的温度信号并计算其温度差值T1-T2或温度差值比例

然后根据所得温度差值T1-T2或温度差值比例

以及预存储于数据处理单元7中的三元催化器的老化程度与温度差值T1-T2的关系曲线或三元催化器的老化程度与温度差值比例的关系曲线图，进而得到待测三元催化器4的老化程度数据。例如：当所述第二数据采集单元5、第一数据采集单元6检测到的温度差值T1-T2为65°时或者其温度差值比例

为10％时，可判断待测三元催化器4的老化程度为100％。

应当理解，此处所提供的三元催怀器的老化程度与温度差值之间的函数关系以及三元催怀器的老化程度与温度差值比例之间的函数关系仅为本实用新型提供的一种较为理想的函数关系，本技术领域的技术人员不难想到，在不同的工作环境下，或采用不同型号的三元催化器时，对于三元催怀器的老化程度与温度差值之间的函数关系以及三元催怀器的老化程度与温度差值比例之间的函数关系还可以用其他的函数关系进行替换，从而得到可能较本实用新型更为贴合实际的老化程度计算方法，但其较于本实用新型提供的老化判别方法，应当理解为得到了本实用新型的启示。

以上所述为当所述三元催化器老化判别装置中所述的数据采集单元为温度传感器时而采用的老化判别方法，对于当所述的数据采集单元为氧传感器或其他设备时，可根据氧传感器或其他设备所基于的特征信号以及输出特性进行处理，例如，当采用氧传感器作为数据采集单元时，置于两个不同三元催化器中的两个氧传感器分别采集流入的氧离子的浓度变化情况，并实时输出氧离子浓度变化曲线信号并将此信号送至数据处理单元7，数据处理单元7通过处理所述信号的波动情况，便可得知待测三元催化器4的老化情况，至于其具体的老化程度与波动情况的函数关系，本领域的一般技术人员都可通过实验的方法得到比较完善的函数关系，这里不再一一赘述，对于采用其他设备作为数据采集单元从而判别三元催化器的老化情况的方法，与上述方法类似，但因具体情况，可做具体分析，这里不再加以解释。

除此之外，本实用新型所提供的三元催化器老化判别装置还可以集成于汽车实体上，从而提供一种车载三元催化器系统，该系统采用如上所述的方案，且具体做法为将整个所述三眼催化器老化判别装置整体安装于车辆上，且有几种不同的应用措施，分别列举如下：

一、标准三元催化器3只作待测三元催化器4/工作三元催化器老化判别之用，在车辆运行或停止的时候，可通过人为或自动的开启本装置中所述的分流器，从而实现对待测三元催化器4的老化判别，并将老化判别结果通过数据处理单元7以报警的形式或其他方式告知驾驶者。

二、标准三元催化器3以及待测三元催化器4都作为工作三元催化器，分流器对流入所述两个三元催化器中的热废气的质和量进行控制，使之处于均衡状态，同时，汽车在运行过程中，汽车可实时监测两个三个催化器的老化情况，其老化判别方法为：数据处理单元7接收来自两个数据采集单元的信号，例如温度信号，从而比较其温度大小，当两者大小相差大于一设定值时，可判定温度小的三元催化器出现了老化，并通过一定的老化程度判别方法将老化的程度信息反馈给驾驶者，提醒其尽快更换。

本实用新型通过设置一标准三元催化器3，并且在所述标准三元催化器3以及待测三元催化器4内部单独设置数据采集单元7，从而利用两个数据采集单元分别采集到的数据判别待测三元催化器4的老化情况，由于采用标准三元催化器3进行对待测三元催化器4的老化判别，从而使得本装置模型成为了一差分模型，进而消除了相互之间的共模干扰，由此，其抗干扰性得到了很大的提升，同时其判别精度相比于现有技术中判别三元催化器老化情况的装置有了一定的提高。

以上举较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内，本实用新型所主张的权利范围应以实用新型申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (7)

1、一种三元催化器老化判别装置，包括数据控制单元，其特征在于，所述三元催化器老化判别装置还包括：一标准三元催化器，包含在所述标准三元催化器内部的第二数据采集单元，以及包含在待测三元催化器内部的第一数据采集单元，所述标准三元催化器与所述待测三元催化器并联连接于发动机尾气排气管上，且所述第一数据采集单元以及第二数据采集单元与所述数据控制单元电性连接。

2、根据权利要求1所述的三元催化器老化判别装置，其特征在于，所述标准三元催化器以及所述待测三元催化器为相同型号三元催化器。

3、根据权利要求1所述的三元催化器老化判别装置，其特征在于，所述第一数据采集单元以及第二数据采集单元为同一类型和型号的数据采集单元。

4、根据权利要求1或3所述的三元催化器老化判别装置，其特征在于，所述数据采集单元为温度传感器或氧传感器。

5、根据权利要求1至3任意所述的三元催化器老化判别装置，其特征在于，所述第一数据采集单元与安装在所述标准三元催化器内的位置与所述第二数据采集单元安装在所述待测三元催化器内的位置相同。

6、根据权利要求5所述的三元催化器老化判别装置，其特征在于，安装在所述待测三元催化器内部的所述第一数据采集单元与第一前氧传感器之间的距离等于安装在所述标准三元催化器内部的所述第二数据采集单元与第二前氧传感器之间的距离。

7、根据权利要求1所述的三元催化器老化判别装置，其特征在于，所述三元催化器老化判别装置还包括分流器，所述标准三元催化器以及待测三元催化器分别通过所述分流器连接至发动机尾气排气管。

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