[發明專利]汽油車多級三元催化器性能在線監測系統和方法

有效

• 申請號: 201711163195.1
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108035789B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 顏松;劉廷偉
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;F01N3/10
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明公開了一種汽油車多級三元催化器性能在線監測系統，其包括初級催化器前氧傳感器、初級催化器、主催化器前氧傳感器、主催化器、主催化器后氧傳感器和在線監測模塊；所述在線監測模塊根據氧傳感器所發送的廢氣中的氧含量數據，計算初級催化器的儲氧能力或者初級催化器和主催化器的儲氧能力，并根據所計算的儲氧能力判斷初級催化器和主催化器是否發生了故障。本發明的汽油車多級三元催化器性能在線監測系統，能夠實現多級催化器的檢測，填補了現有技術中的空白，并且根據法規要求，催化器監測為必檢項，隨著法規越來越嚴格，汽車生產商采用多級催化器的情況也將越來越多，因此，本發明也能滿足法規的要求。

技術領域

本發明涉及一種汽油車多級三元催化器性能在線監測系統，適用于安裝超過一個三元催化轉化器的車輛，屬于汽車電子OBD排放控制技術領域。

背景技術

三元催化轉化器作為汽油機典型的后處理系統，安裝在汽油機排放系統中，用來降低車輛尾氣污染物(一氧化碳CO、碳氫化合物HC、氮氧化合物NOx)排放。作為降低車輛尾氣污染物排放的關鍵部件，法規對催化器性能提出了監測要求，以確保催化器維持較高的廢氣轉化效率，因此三元催化轉化器性能優劣對排放是否滿足法規要求至關重要。由于排放主要集中在車輛冷起動階段，為使催化器快速起燃以盡快進入正常工作狀態，采用加上初級催化器方案的車輛越來越多，初級催化器一般安裝在離發動機較近的地方，通常容量比后面的主催化器容量小，能夠更快起燃。

專利CN201380060310.6(公告號：CN104813002A，公告日：2015.07.29)通過外部裝置分析廢氣成分實現對催化器NOx轉化效率進行診斷，但是對HC和CO的轉化效果不明，并且未考慮多級催化器的監測問題，借用外部裝置分析也不符合OBD在線監測法規要求。

專利CN201010247329.X(公告號：CN102374001A，公告日：2012.03.14)、CN201310289514.9(公告號：CN104279035A，公告日：2015.01.14)以及專利CN201410707909.0(公告號：CN104594986A，公告日：2015.05.06)基于針對氧氣在催化器中停留的時間間接評估催化器的儲氧能力，存在監測結果不準確、短時間內無法完成監測、未考慮多級催化器監測的問題，因此無法滿足國家新法規的嚴苛要求。

專利CN200880007256.8(公告日2010.01.27，公告號CN101636566)監測催化器的方法是通過直接檢測催化器排氣中的碳氫化合物濃度確定催化器是否已經劣化。這種方法測量精度相對比較高，但是甲烷傳感器成本過高，且此方法未考慮多級催化器的監測問題。

對于汽油機排氣管上安裝多級催化器后處理裝置的情況，如何進行催化器監測，目前國內公開專利中尚未見涉及。

發明內容

本發明針對多級催化轉化器監測技術缺失的問題，提供了一種汽油車多級三元催化器性能在線監測系統和方法，基于催化器轉化效率和儲氧能力的特性關系，尤其考慮老化程度和尾氣的關系進行監測，分兩種監測模式，即單級催化器監測模式和多級催化器系統監測模式，監測模式的確定主要基于初級催化器的儲氧能力，最后通過和臨界催化器儲氧能力比較確定催化器性能，本發明能夠在短時間內完成多級催化器性能的精確評估，及時準確地識別故障，滿足法規的苛刻要求。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：一種汽油車多級三元催化器性能在線監測系統，其包括初級催化器前氧傳感器、初級催化器、主催化器前氧傳感器、主催化器、主催化器后氧傳感器和在線監測模塊；

所述初級催化器和主催化器按照發動機廢氣的排出方向依次連接；

所述初級催化器前氧傳感器沿廢氣排出方向設置于所述初級催化器的上游側，所述主催化器前氧傳感器設置于所述初級催化器和主催化器之間，所述主催化器后氧傳感器沿廢氣排出方向設置于所述主催化器的下游側；