專利名稱：發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，特別是一種具備車載診斷 (OBD)功能的催化轉(zhuǎn)化器老化故障診斷部件。
背景技術(shù)：
在發(fā)動機OBD系統(tǒng)中，需要保證與發(fā)動機排氣管相連接的催化轉(zhuǎn)化器的正常工 作，當催化轉(zhuǎn)化器因長期使用導(dǎo)致性能劣化，致使排放中的碳氫(HC)含量超過排放限值 0. 4g/km時，OBD系統(tǒng)警示燈應(yīng)點亮，并記錄故障信息。通常，對催化轉(zhuǎn)化器劣化的診斷是基于檢測催化轉(zhuǎn)換器的儲氧能力(OSC)。如圖1 所示，當催化轉(zhuǎn)化器10處于正常工作狀態(tài)時，上游氧傳感器261的電壓輸出值隨發(fā)動機的 工況而上下波動，但下游氧傳感器262的電壓輸出值則基本為一條電壓接近為零的直線。如圖2所示，當催化轉(zhuǎn)化器10的性能劣化、喪失儲氧能力后，下游氧傳感器262也 會產(chǎn)生類似于上游氧傳感器261的輸出電壓波動。對催化轉(zhuǎn)化器劣化的診斷可以通過檢測 催化轉(zhuǎn)化器的儲氧能力，來探測在催化器轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，它能夠根據(jù)發(fā)動 機工況參數(shù)判定催化轉(zhuǎn)化器的儲氧能力，從而對發(fā)動機的催化轉(zhuǎn)化器老化故障進行診斷。本實用新型的另一目的是提供一種通過在空燃比變化時，比較上、下游氧傳感器 對空燃比變化的響應(yīng)時間，獲得催化轉(zhuǎn)化器儲氧能力的信息，從而對發(fā)動機的催化轉(zhuǎn)化器 進行故障診斷的裝置。本實用新型提供了一種發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，它包括發(fā)動機管理單 元、催化轉(zhuǎn)化器老化故障診斷模塊和OBD系統(tǒng)管理單元。發(fā)動機管理單元包括發(fā)動機工況 輸入單元、燃油閉環(huán)狀態(tài)控制單元、空燃比狀態(tài)控制單元、空燃比信息輸入/輸出單元、碳 罐電磁閥控制單元、氧傳感器信息輸入單元、故障燈控制單元和與OBD系統(tǒng)相連的串口通 訊模塊。催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊包括使能條件判定部分、空燃比控制和氧傳感器信息采 集部分和儲氧時間判定部分。使能條件判定部分與發(fā)動機工況輸入單元、燃油閉環(huán)狀態(tài)控 制單元、空燃比輸入輸出控制單元及碳罐電磁閥控制單元相連；空燃比控制和氧傳感器信 息采集部分與空燃比狀態(tài)控制單元和氧傳感器信息輸入單元相連；儲氧時間判定部分與空 燃比控制和氧傳感器信息采集部分相連。OBD系統(tǒng)管理單元與儲氧時間判定部分及發(fā)動機 管理單元中的故障燈控制單元相連。在發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置的另一種示意性的實施方式中，氧傳感器信息 輸入信號分別來源于上游氧傳感器和下游氧傳感器。在發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置的再一種示意性的實施方式中，空燃比控制和 氧傳感器信息采集部分包括第一階段空燃比控制和氧傳感器信息采集單元和第二階段空 燃比控制和氧傳感器信息采集單元。[0010]在發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置的還一種示意性的實施方式中，儲氧時間判定 部分包括一個儲氧時間限定單元、一個儲氧時間計算單元和一個結(jié)果判定單元。在發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置的又一種示意性的實施方式中，發(fā)動機工況信 號輸入包括下列傳感器的信號進氣壓力溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻水溫度傳感 器、催化轉(zhuǎn)化器溫度傳感器、大氣壓力傳感器和車速傳感器。本實用新型的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)時間快且故障判斷 準確。

以下附圖僅對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍，其 中圖1是催化轉(zhuǎn)化器正常工作上游氧傳感器和下游氧傳感器的輸出示意圖；圖2是催化轉(zhuǎn)化器劣化后上游氧傳感器和下游氧傳感器的輸出示意圖；圖3是發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置一種示意性的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置另一種示意性的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
為了對實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本 實用新型的具體實施方式
，在各圖中相同的標號表示結(jié)構(gòu)相同的部分。如圖3所示發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置包括一個發(fā)動機管理單元20、一個與 發(fā)動機管理單元20相連的催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊30、和一個連接催化轉(zhuǎn)化器老化診斷 模塊30與發(fā)動機管理單元20的OBD系統(tǒng)管理單元40。為便于圖面清楚，在圖3和4中發(fā) 動機管理單元20分成了兩個部分。發(fā)動機管理單元20包括一個發(fā)動機工況輸入單元21、一個燃油閉環(huán)狀態(tài)控制單 元22、一個空燃比狀態(tài)控制單元23、一個碳罐電磁閥控制單元24、一個空燃比信息輸入/輸 出單元25、一個氧傳感器信息輸入單元26、一個故障燈控制單元27和一個與在線診斷系統(tǒng) 相連的串口通訊模塊28。其中與發(fā)動機工況輸入單元21相連的傳感器可以包括進氣壓力溫度傳感器、節(jié) 氣門位置傳感器、冷卻水溫度傳感器、催化轉(zhuǎn)化器溫度傳感器、大氣壓力傳感器和車速傳感 器等。碳罐電磁閥控制單元24與碳罐電磁閥相連，當發(fā)動機啟動后碳罐電磁閥打開，活性 碳罐與進氣歧管相通，燃油經(jīng)蒸發(fā)凈化后被吸入進氣歧管參加燃燒。設(shè)置在發(fā)動機排氣管 中的氧傳感器將信號輸入到氧傳感器信息輸入單元26中。串口通訊模塊28與OBD診斷模 塊(圖中未示)相連，故障燈控制單元27的輸出控制OBD故障指示燈。催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊30包括一個使能條件判定部分32，它與發(fā)動機工況輸 入單元21、燃油閉環(huán)狀態(tài)控制單元22、空燃比狀態(tài)控制單元23及碳罐電磁閥控制單元24 相連；一個空燃比控制和氧傳感器信息采集部分34，它與空燃比信息輸入/輸出單元25和 氧傳感器輸入單元26相連；和一個與空燃比控制和氧傳感器信息采集部分34相連的儲氧 時間判定部分36。OBD系統(tǒng)管理單元40與儲氧時間判定部分36及發(fā)動機管理單元20中的故障燈控制單元27相連。在圖4所述的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置另一示意性的實施方式中，包括一 個發(fā)動機管理單元20、一個與發(fā)動機管理單元20相連的催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊30、和一 個連接催化轉(zhuǎn)化器診斷模塊30與發(fā)動機管理單元20的OBD系統(tǒng)管理單元40。圖4和圖3 中標號相同的部分表示相同結(jié)構(gòu)，故不再贅述。催化轉(zhuǎn)化器診斷模塊30包括一個使能條件判定部分32，一個空燃比控制和氧傳 感器信息采集部分34，和一個與空燃比控制和氧傳感器信息采集部分34相連的儲氧時間 判定部分36。其中空燃比控制和氧傳感器信息采集部分34包括第一階段空燃比控制和氧傳 感器信息采集單元341和第二階段空燃比控制和氧傳感器信息采集單元342，它們分別與 空燃比信息輸入/輸出單元25和氧傳感器信息輸入單元26相連。其中的第一階段是指空 燃比由標準值變稀的階段，如空燃比由14. 6逐漸過渡到15. 6 ；第二階段是指空燃比稀變濃 的階段，如空燃比由15. 6逐漸過渡13. 6。儲氧時間判定部分36包括一個儲氧時間限定單元361、一個儲氧時間計算單元 362和一個結(jié)果判定單元363，結(jié)果判定單元的輸出與OBD系統(tǒng)管理單元40相連，進而與故 障燈控制單元27相連。在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示 意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點的技術(shù)方案。應(yīng)當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一 個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說 明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 理解的其他實施方式。上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體 說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等 效實施例或變更均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，它包括一個發(fā)動機管理單元(20)、一個與所述發(fā)動機管理單元相連的催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊(30)、和一個連接所述催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊與所述發(fā)動機管理單元的OBD系統(tǒng)管理單元(40)，其特征在于所述發(fā)動機管理單元(20)包括一個發(fā)動機工況輸入單元(21)、一個燃油閉環(huán)狀態(tài)控制單元(22)、一個空燃比狀態(tài)控制單元(23)、一個碳罐電磁閥控制單元(24)、一個空燃比信息輸入/輸出單元(25)、一個氧傳感器信息輸入單元(26)、一個故障燈控制單元(27)和一個與在線診斷系統(tǒng)相連的串口通訊模塊(28)；所述催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊(30)包括一個使能條件判定部分(32)，它與所述發(fā)動機工況輸入單元(21)、所述燃油閉環(huán)狀態(tài)控制單元(22)、所述空燃比狀態(tài)控制單元(23)及碳罐電磁閥控制單元(24)相連；一個空燃比控制和氧傳感器信息采集部分(34)，它與所述的空燃比信息輸入/輸出單元(25)和氧傳感器信息輸入單元(26)相連；和一個與所述空燃比控制和氧傳感器信息采集部分(34)相連的儲氧時間判定部分(36)；所述OBD系統(tǒng)管理單元(40)與所述儲氧時間判定部分(36)及所述發(fā)動機管理單元(20)中的所述故障燈控制單元(27)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，其中所述氧傳感器信息輸入 單元(26)分別與上游氧傳感器(261)和下游氧傳感器(262)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，其中所述空燃比控制和氧傳 感器信息采集部分(34)包括第一階段空燃比控制和氧傳感器信息采集單元(341)和第二 階段空燃比控制和氧傳感器信息采集單元(342)。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，其中所述儲氧時間判定部分 (36)包括一個儲氧時間限定單元(361)、一個儲氧時間計算單元(362)和一個結(jié)果判定單 元(363)。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，其中與所述發(fā)動機工況輸入 單元(21)相連的傳感器包括進氣壓力溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻水溫度傳感 器、催化轉(zhuǎn)化器溫度傳感器、大氣壓力傳感器和車速傳感器。
專利摘要本實用新型提供了一種發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器故障診斷裝置，它包括發(fā)動機管理單元、催化轉(zhuǎn)化器老化故障診斷模塊和OBD系統(tǒng)管理單元。發(fā)動機管理單元包括發(fā)動機工況輸入單元、燃油閉環(huán)狀態(tài)控制單元、空燃比狀態(tài)控制單元、碳罐電磁閥控制單元、空燃比信息輸入/輸出單元、氧傳感器信號輸入單元、故障燈控制單元和串口通訊模塊。催化轉(zhuǎn)化器老化診斷模塊包括使能條件判定部分、空燃比控制和氧傳感器信息采集部分和儲氧時間判定部分。本實用新型能夠根據(jù)發(fā)動機工況輸入?yún)?shù)判定催化轉(zhuǎn)化器的儲氧能力，從而對發(fā)動機的催化轉(zhuǎn)化器進行老化故障的診斷。
文檔編號F01N11/00GK201679544SQ20102016791
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者姚國超 申請人:阿爾特(中國)汽車技術(shù)有限公司