[发明专利]车用三元催化转化器的车载监控系统及监控方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，尤其是涉及一种车用三元催化转化器的车载监控系统及监控方法。

背景技术

三元催化转化器的开发应用在降低汽车排放中起到了重要作用。但由于受到发动机的技术状况、燃料和润滑油的质量、燃料不完全燃烧、催化器工作温度过高、化学中毒等因素的影响，三元催化转化器容易发生失活、中毒等现象，从而导致三元催化转化器转化效率下降，直至失效。为了向驾驶员及时反馈排放控制系统技术状况的信息，目前许多车上都安装了车载诊断系统。

车载诊断系统中催化转化器工作效率监控方法有：双碳氢传感器监控方法、双温度传感器监控方法和双氧传感器监控方法。近几年来，随着电喷发动机的普及，采用双氧传感器法来监控三元催化转化器的工作效率是目前汽车上运用最广泛、最有效的一种方法。双氧传感器监控方法是通过检测位于三元催化转化器上游和下游的氧传感器的输出电压信号来进行三元催化转化器工作效率的监控，目前的方法是通过对比三元催化转化器的储氧能力和三元催化转化器的标定阀值，来诊断三元催化转化器的工作状态。如果计算出的三元催化转化器的储氧能力超出了阈值范围，判定三元催化转化器失效。按下式计算三元催化转换器的储氧能力：

OSC＝∫空气质量流量×稀混合气(λ-1)×dt

根据传统方法，为了测量三元催化转化器的储氧能力，三元催化转化器必须经历一个完整测试循环。首先为浓偏差工况，以移走三元催化转化器中储存的氧。一旦浓偏差过程结束，发动机在一定的空气质量流量率状态和过量空气系数1.1至1.15下工作。较稀的排气填充三元催化转化器，直到达到氧储存平衡状态。当氧填充三元催化转化器时，积分进入和排出转换器的氧总量，从而确定三元催化转化器的储氧能力。当尾气和排气空燃比测量值大致相同时，三元催化转化器已经在氧吸收和脱附之间达到平衡，计算结束。

测试循环时进入三元催化转化器中的氧总量：

测试循环时排出三元催化转化器中的氧总量：

公式中，C是转换常数，0.232代表空气中氧气的质量比，AM为空气质量流量，FG_λ为三元催化转化器前排气的过量空气系数，TP_λ为三元催化转化器后尾气的过量空气系数。进入和排出三元催化转化器的氧含量差值就是这个三元催化转化器的储氧量。将此结果与三元催化转化器的标准储氧能力进行比较，判定该三元催化转化器是否失效。该方法虽然能够测量三元催化转化器的储氧能力、判断三元催化转化器是否失效，但它的切入将影响正常的空燃比控制，对排放产生影响。而且，现有技术中的车用三元催化转化器的车载监控系统还存在着结构复杂、实现成本高的缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、使用操作便捷、经济实用的车用三元催化转化器的车载监控系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种车用三元催化转化器的车载监控系统，其特征在于：包括信号采集和处理电路、接在信号采集和处理电路输入端的A/D转换电路、以及接在信号采集和处理电路输出端的故障指示灯电路和故障报警电路，所述A/D转换电路的输入端与分别安装在三元催化转化器上游和下游的前氧传感器和后氧传感器相接。

上述的车用三元催化转化器的车载监控系统，其特征在于：所述信号采集和处理电路包括单片机，所述A/D转换电路集成在所述单片机内部。

上述的车用三元催化转化器的车载监控系统，其特征在于：所述单片机为芯片C8051F350。

上述的车用三元催化转化器的车载监控系统，其特征在于：包括给芯片C8051F350、故障指示灯电路和故障报警电路提供稳定电压的稳压电路，所述稳压电路由芯片LP2981、极性电容C7和C8构成，所述芯片LP2981的引脚1和引脚3以及极性电容C7的正极均与车内的5V电源输出端VCC相接，所述芯片LP2981的引脚5与极性电容C8的正极相接且为稳压电路的输出端VCC1，所述稳压电路的输出端VCC1与芯片C8051F350、故障指示灯电路和故障报警电路相接，所述芯片LP2981的引脚2、极性电容C7的负极和极性电容C8的负极均接地。