CN113323747B - 一种催化转换器异常诊断及电子设备 - Google Patents

一种催化转换器异常诊断及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种催化转换器异常诊断方法、电子设备及存储设备，方法包括：监测减速断油判断标识；如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障。本发明异常情况故障检出完全基于车辆日常使用中的自然驾驶状态，不需要选择特定的怠速工况，从而避免诊断对配置有怠速启停功能车辆的怠速启停影响，避免了诊断对油耗性能的恶化影响。诊断方式为被动观察式诊断，诊断进行过程中，不会去特意主动改变空燃比控制，不影响发动机运行状态，避免了因故障诊断需要而引起的排放和油耗性能的恶化。

Description

一种催化转换器异常诊断及电子设备
技术领域
本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种催化转换器异常诊断方法及电子设备。
背景技术
催化转换器，用于净化汽车尾气中的污染物。例如净化碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化合物三种污染物的三元催化转换器。
一般来说，催化器异常诊断，都是基于实时监控安装在催化器上下游的两个氧(空燃比)传感器的信号变化，对信号进行一系列的计算处理得到催化器的储氧能力，进而通过储氧能力指数进行故障判断。
诊断方案的实现方法，会因诊断时机的选取、参数的计算方法(储氧指数的输入输出及计算过程等)、对诊断进行时候是否主动变更发动机控制器喷油等差异而影响不同。对应的，会对车辆开发过程中开发工作量，以及车辆实际使用中车辆的尾气排放量和使用油耗消耗量等产生不同的影响。
现有对催化器的诊断采用主动侵入式的诊断，此诊断要求在怠速下进行而且须开启发动机，通过向催化器发出指令，判断催化器在接收指令后的主动介入诊断指数，来判断催化器是否出现故障。
然而，这样的主动侵入式的诊断，使发动机燃烧加浓和减稀，会导致车辆排放污染物增加。其次，对于带有怠速启停功能车型，主动侵入式诊断会禁止发动机停机，使油耗恶化。另外，现有的诊断中，主动介入诊断指数修正采用了催化器温度修正系数，实际数据显示该参数对诊断影响可以忽略，额外增加开发工作。再有，诊断指数滤波因子一定，不具有代表性，催化器劣化后检出故障速度慢。最后，现有的主动侵入式的诊断，仅使用设置在三元催化转换器输出端的下游传感器的数据，需要有较长时间的稳定运行时间，比如稳定的车辆速度，诊断结果的准确性及诊断频率都难以满足日益严格的法规要求。
另外的诊断方法，采用被动观察式诊断策略，其诊断评价参数的信号仅基于车辆排气***中的下游传感器信号，忽略了安装在催化转换器上游的氧传感器信号与下游传感器信号变化关系之间反应的催化转换器性能指标。
再有的诊断方法，则采用了被动观察方式进行粗筛，主动侵入式进行复核确认的组合方式，诊断流程长，且在主动侵入阶段会产生额外的排放物，给环境带来不利影响，与日益严格的排放法规及社会发展需求存在矛盾。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术对于三元催化转换器的故障诊断存在不足的技术问题，提供一种催化转换器异常诊断方法及电子设备。
本发明提供一种催化转换器异常诊断方法，包括：
监测减速断油判断标识；
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
进一步地，所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量。
更进一步地，所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则获取车载催化器转换器的上游传感器和下游传感器输出的空燃比；
如果所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则判断催化转换器充分储氧；
在判断催化转换器充分储氧后，当所述上游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，则判断计量时段开始，获取发动机进气流量或排气流量，所述第二空燃比阈值小于或等于所述第一空燃比阈值；
当所述下游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，则判断计量时段结束，基于计量时段内获取到的发动机进气流量或排气流量，计算催化转换器的储氧量。
再进一步地，所述如果所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则监测上游传感器输出的空燃比是否小于第二空燃比阈值，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立持续时间超过预设减速断油持续时间阈值，且所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则监测上游传感器输出的空燃比是否小于第二空燃比阈值。
进一步地，所述监测减速断油判断标识，具体包括：
对催化转换器温度进行监测，如果催化转换器温度大于预设温度阈值，则监测减速断油判断标识。
进一步地，所述监测减速断油判断标识，具体包括：
记录并累加车辆启动后发动机运行时间，如果发动机运行时间超过预设发动机时间阈值，则监测减速断油判断标识。
进一步地，所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器当次的储氧量；
根据当次的储氧量与前次的储氧量，计算当次的储氧能力指数；
根据当次储氧能力指数，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
更进一步地，所述根据当次储氧能力指数，判断所述催化转换器是否出现异常故障，具体包括：
如果当次储氧能力指数小于预设故障阈值，则判断所述催化转换器出现异常故障，否则判断所述催化转换器无故障，所述故障阈值在μ1+N*σ1至μ2-N*σ2之间，其中μ1为多个老化催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的平均值，σ1为多个老化催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的标准差，μ2为多个临界催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的平均值，σ2为多个临界催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的标准差，N为预设范围系数。
本发明提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的催化转换器异常诊断方法。
本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的催化转换器异常诊断方法的所有步骤。
本发明异常情况故障检出完全基于车辆日常使用中的自然驾驶状态，不需要选择特定的怠速工况，从而避免诊断对配置有怠速启停功能车辆的怠速启停影响，避免了诊断对油耗性能的恶化影响。诊断方式为被动观察式诊断，诊断进行过程中，不会去特意主动改变空燃比控制，不影响发动机运行状态，避免了因故障诊断需要而引起的排放和油耗性能的恶化。
附图说明
图1为本发明一实施例一种催化转换器异常诊断方法的工作流程图；
图2为本发明一实施例一种催化转换器与上游传感器、下游传感器的连接示意图；
图3为本发明第二实施例一种催化转换器异常诊断方法；
图4为车辆日常使用中，催化转换器状态示意图；
图5a为减速断油发生时的开始阶段示意图；
图5b为减速断油发生时的进行中阶段示意图；
图5c为减速断油发生时的催化转换器充分充氧阶段示意图；
图6a为减速断油后车辆恢复供油时的开始阶段示意图；
图6b为减速断油后车辆恢复供油时的进行中阶段示意图；
图6c为减速断油后车辆恢复供油后，催化转换器内存储的氧气消耗完毕示意图；
图7为催化转换器性能参数区分示意图；
图8为本发明最佳实施例一种催化转换器异常诊断方法的工作流程图；
图9为本发明一种催化转换器异常诊断电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示为本发明一实施例一种催化转换器异常诊断方法的工作流程图，包括：
步骤S101，监测减速断油判断标识；
步骤S102，如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
具体来说，本实施例应用于汽车电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。如图2所示，催化转换器1优选为三元催化转换器。催化转换器1的输入端，即上游，设置有上游传感器2，催化转换器1的输出端，即下游，设置有下游传感器3。上游传感器2输出催化转换器1输入端的实时空燃比到汽车电子控制单元4，下游传感器3输出催化转换器1输出端的实时空燃比到汽车电子控制单元4。汽车电子控制单元4执行本申请的催化转换器异常诊断方法。上游传感器2和下游传感器3可以为氧传感器或者可燃比传感器。
车辆在市场上使用期间，存在大量的减速断油工况，比如红绿灯前、下坡路、高速行驶中超车后恢复正常速度等。减速断油工况会由车辆的控制器输出相应标识，表示车辆是否处于减速断油工况。例如从发动机控制模块ECM(Engine Control Module)中获得减速断油工况。步骤S101持续监测减速断油判断标识。当检测到监测减速断油判断标识成立，即车辆处于减速断油工况，此时触发步骤S102，等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
当车辆处于减速断油工况时，排气***中催化转换器内的气体氛围经过一定时间后会全部清空有害废气，进行充分储氧。类似用新鲜空气清扫了催化转换器。
减速断油后，车辆会适时恢复供油，此时进入催化转换器的气体为油气混合气经过燃烧后的有害废气，废气在催化转换器中发生氧化/还原反应，消耗催化器内此前减速断油时存储的氧气，当催化转换器内存储的氧气完全消耗完毕，则可以计算催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
判断催化转换器出现故障，故障诊断控制器进行故障码记录及点亮发动机故障灯。
本发明异常情况故障检出完全基于车辆日常使用中的自然驾驶状态，不需要选择特定的怠速工况，从而避免诊断对配置有怠速启停功能车辆的怠速启停影响，避免了诊断对油耗性能的恶化影响。诊断方式为被动观察式诊断，诊断进行过程中，不会去特意主动改变空燃比控制，不影响发动机运行状态，避免了因故障诊断需要而引起的排放和油耗性能的恶化。
实施例二
如图3所示为本发明第二实施例一种催化转换器异常诊断方法的工作流程图，包括：
步骤S301，记录并累加车辆启动后发动机运行时间，如果发动机运行时间超过预设发动机时间阈值，则监测减速断油判断标识；
步骤S302，如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量；
在其中一个实施例中，所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则获取车载催化器转换器的上游传感器和下游传感器输出的空燃比；
如果所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则判断催化转换器充分储氧；；
在判断催化转换器充分储氧后，当所述上游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，则判断计量时段开始，获取发动机进气流量或排气流量，所述第二空燃比阈值小于或等于所述第一空燃比阈值；
当所述下游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，则判断计量时段结束，基于计量时段内获取到的发动机进气流量或排气流量，计算催化转换器的储氧量。
在其中一个实施例中，所述如果所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则监测上游传感器输出的空燃比是否小于第二空燃比阈值，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立持续时间超过预设减速断油持续时间阈值，且所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则监测上游传感器输出的空燃比是否小于第二空燃比阈值。
步骤S303，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
具体来说，步骤S301计算发动机运行时间。发动机时间阈值通过实验标定。不同车型不同环境条件下可以设定不同的发动机时间阈值。具体来说，当发动机运行时间达到发动机时间阈值，该车型在当前环境条件下催化转换器达到C400要求。通过每次启动后发动机累积运行运行时间，来保证不同车型、不同环境条件下催化器达到C400要求。催化器表征转化效率的指标，一般有T50指标和C400指标，T50是达到50％转化率的温度，C400是达到400度的转化率，一般都是99％以上。
催化器的存储氧的能力会受到催化转换器本体温度影响，当催化转换器本体低于一定值时，测量的OSC结果会不稳定且数值偏小。对于没有设置温度传感器测量催化转换器本身温度的情况，对这个催化转换器的温度监控往往是基于模型的预估值，预估值存在精度问题。因此，诊断中，为了避免因温度影响储氧能力指数计算结果，除了参考基于模型的预估温度作为判断条件外，还会基于工程经验，设定一个发动机持续运行时间(发动运行产生的高温尾气是一个热源)，来确保催化转换器已经充分受热。
当发动机运行时间达到发动机时间阈值，此时催化转换器达到C400要求，开始监测减速断油判断标识，判断车辆是否进入减速断油工况。
而当减速断油判断标识成立时，表示车辆进入减速断油工况，触发步骤S302，等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量。
在其中一个实施例中，所述监测减速断油判断标识，具体包括：
对催化转换器温度进行监测，如果催化转换器温度大于预设温度阈值，则监测减速断油判断标识。
对于设置温度传感器测量催化转换器本身温度的情况，可以根据催化转换器的检测温度，来判断催化转换器是否已经充分受热。
如图4所示为车辆日常使用中，催化转换器1状态示意图。有害废气进入催化转换器1，在催化转换器内发生催化反应净化废气。
如图5a所示为减速断油发生时的开始阶段示意图，此时排气***的催化转换器1内充满废气，图中以白色表示新鲜空气，以黑色表示废气。上游传感器2最先监测到排气***中气体偏稀。
如图5b所示为减速断油发生时的进行中阶段示意图，排气***中催化转换器1内的气体氛围逐渐从废气转换为新鲜空气。
如图5c所示为减速断油发生时的催化转换器充分充氧阶段示意图，此时，排气***中催化转换器1内的气体氛围经过一定时间后(时间最长不会超过新鲜催化转换器，由催化转换器式样决定，可通过试验实测得到)，下游传感器3也会监测到排气偏稀。类似用新鲜空气清扫了三元催化器，此时排气***中，催化转换器1的上、下游传感器2、3的信号都显示为空燃比偏稀，利用此现象判断催化转换器已经充分储氧。
减速断油后，车辆会适时恢复供油。
如图6a所示为减速断油后车辆恢复供油时的开始阶段示意图，此时进入催化转换器1(催化转换器1优选为三元催化器)的气体为油气混合气经过燃烧后的有害废气。
如图6b所示为减速断油后车辆恢复供油时的进行中阶段示意图，此时废气在催化转换器中发生氧化/还原反应，消耗催化转换器内此前减速断油时存储的氧气。
如图6c所示为减速断油后车辆恢复供油后，催化转换器内存储的氧气消耗完毕示意图，当催化转换器1的下游传感器3的信号从减速断油时的偏稀状态，转换到偏浓状态时，证明催化转换器内存储的氧气已经完全消耗完毕。
利用以上两个自然现象中，装配在催化转换器1的上游传感器2和下游传感器3监测到的信号，记录并展开如下计算：
实时监控记录装配在催化转换器1上游传感器2和下游传感器3的输出信号，利用这两个传感器自恢复供油后空燃比信号从稀到浓转换时刻的时间差，及这段时间内流经车辆排气***的排气流量展开积分计算，作为催化器储氧能力指标，当计算的这个储氧能力指标低于预设值时，故障诊断控制器进行故障码记录及点亮发动机故障灯。
空燃比A/F(A：air-空气，F：fuel-燃料)表示空气和可燃气体的混合比，因此所述上游传感器2和所述下游传感器3输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，表示混合气体内的可燃气体的浓度稀薄，即催化转换器已经充分储氧。
具体来说，上游传感器和下游传感器可以为宽域空燃比传感器或者开关型氧传感器。宽域空燃比传感器可以直接测量出各种空燃比具体数值，而开关型氧传感器，只能判断出浓、稀水平。无论是开关型氧传感器还是宽域氧传感器，传感器输出的原始信号是电压/电流信号，经过换算得出具体的空燃比数值，或者判断出浓、稀水平。
诊断逻辑中，采用经过换算的空燃比信号，有利于摆脱对传感器的具体类型的依赖，实现传感器类型与诊断逻辑解耦，提高诊断逻辑的普适性。
对于宽域空燃比传感器可以根据测量出的空燃比具体数值来判断与空燃比阈值的关系。而对于开关型氧传感器，当输出为浓的标识，则可以判断为空燃比小于预设第二空燃比阈值，而当输出为稀的标识，则可以判断为空燃比大于预设第一空燃比阈值。
当所述上游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，即进入减速断油后车辆恢复供油时的开始阶段，则判断计量时段开始，获取发动机进气流量或排气流量。
当所述下游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，即减速断油后车辆恢复供油后，催化转换器内存储的氧气消耗完毕。则判断计量时段结束，基于计量时段内获取到的发动机进气流量或排气流量，计算催化转换器的储氧量。
第一空燃比阈值和第二空燃比阈值为氧传感器信号浓、稀判断基准，这两个阈值由传感器型号，车型差异等相关因素确定，是可以灵活调整的标定量。
计算催化转换器的储氧量，具体包括：
如果所述计量时段t内发动机进气，则计算所述计量时段t内的氧气吸收量为
Figure BDA0003129052900000101
如果所述计量时段t内发动机排气，则计算所述计量时段t内的氧气释放量为
Figure BDA0003129052900000111
其中，所述实际空燃比为所述上游传感器输出的实时空燃比，所述理论空燃比为所述催化转换器在理论上的空燃比，所述空气量为发动机流量，可以通过发动机的流量传感器获得，所述K为预设比例系数。
本实施例采用催化转换器上下游氧传感器信号的变化作为判断指标计算模型的核心输入参数，进行被动观察式诊断，诊断进行过程中，不会去特意主动改变空燃比控制(加浓/减稀)，不影响发动机运行状态，避免了因故障诊断需要而引起的排放和油耗性能的恶化。采用上游空燃比传感器和下游氧传感器共同诊断，诊断迅速不需要长期的稳定状态，即使在复杂的市场使用环境下，诊断结果的准确性及诊断频率都可以满足日益严格的法规要求。
在其中一个实施例中，所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器当次的储氧量；
根据当次的储氧量与前次的储氧量，计算当次的储氧能力指数；
根据当次储氧能力指数，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
具体来说，计算当次催化器吸收或释放氧气的累积量原始值OSCRAWi＝氧吸收量或者氧释放量，其中：
Figure BDA0003129052900000112
Figure BDA0003129052900000113
实际空燃比可以由催化转换器的上游传感器检测得到，空气量为发动机流量，可以通过发动机的流量传感器获得。
然后，计算催化器储氧能力原始值突变参数：
ΔOSC＝OSCRAWi-OSCRAWi-1，其中：
ΔOSC：储氧量突变(step change)判断参数；
OSCRAWi：储氧量当次测试值；
OSCRAWi-1:储氧量上次测试值，第一次初始值取“通过”状态默认值；
再判断催化器状态是否存在突变，如果△OSC≥阀值A则选择突变加权修正系数计算当次储氧能力指数：
OSCEWMA(i)＝OSCRAWi*ηoscstep+OSCEWMA(i-1)*(1-ηoscstep)，其中：
OSCEWMA(i)：当次测试催化器储氧能力指数；
OSCEWMA(i-1)：上次测试催化器储氧能力指数；
OSCRAWi：储氧量当次测试值；
ηoscstep：突变加权修正系数；
如果△OSC<阀值A则选择稳态加权修正系数计算当次储氧能力指数：
OSCEWMA(i)＝OSCRAWi*ηosccom+OSCEWMA(i-1)*(1-ηosccom)，其中：
OSCEWMA(i)：当次测试催化器储氧能力指数；
OSCEWMA(i-1)：上次测试催化器储氧能力指数；
OSCRAWi：储氧量当次测试值；
ηosccom：稳态加权修正系数。
最后，判断催化转换器是否“失效”，如果OSCEWMA(i)＜阀值B，则判断催化转换器状态失效，发动机控制模块(Engine Control Module，ECM)保存“失效”故障信息。
如果本循环诊断次数达到最大许可诊断次数，则判断催化器状态良好，诊断“通过”，否则再次监测减速断油判断标识。
本实施例采用多次判断，对于新车，第一次进行储氧能力指数计算时，设定一个OSCRAW默认值，该默认值根据新鲜催化器最小储氧能力指数标定。之后的诊断，每个驾驶循环第一次计算时调用的OSCRAW0调用上一驾驶循环的计算值。
在其中一个实施例中，所述根据当次储氧能力指数，判断所述催化转换器是否出现异常故障，具体包括：
如果当次储氧能力指数小于预设故障阈值，则判断所述催化转换器出现异常故障，否则判断所述催化转换器无故障，所述故障阈值在μ1+N*σ1至μ2-N*σ2之间，其中μ1为多个老化催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的平均值，σ1为多个老化催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的标准差，μ2为多个临界催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的平均值，σ2为多个临界催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的标准差，N为预设范围系数。
如图7所示为催化转换器性能参数区分示意图，采用该模型进行车辆开发标定实践证明，统计学意义上的正常状态最差水平(20万公里走行后的老化催化转换器器)储氧能力指数，与故障状态下最好水平(临界催化转换器)储氧能力指数，故障区分性在6σ下，仍具有明显的区分边界。
其中，N为自然数，优选为6。老化催化转换器优选为20万公里走行后的催化转换器，临界催化器为排放性能达到排放法规要求的OBD阀值的特制部件，比如：《GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》表J.1OBD阈值。
本实施例通过将故障阈值设置在老化催化转换器和临界催化转换器的平均值与标准差之间，从而具有明显的区分边界，实现良好的区分。
如图8所示为本发明最佳实施例一种催化转换器异常诊断方法的工作流程图，包括：
步骤S801，记录并累加本次启动后发动机运行时间；
步骤S802，发动机本次驾驶循环累计运行时间＞预设值(可标定)，则执行步骤S803，否则继续执行步骤S801；
步骤S803，监测减速断油判断标识，如果减速断油标识成立，在执行步骤S804，否则继续执行步骤S803；
步骤S804，记录本次减速断油持续时间，如果减速断油持续时间＞预设值，则执行步骤S805，否则继续执行步骤S804；
步骤S805，监控记录上、下游氧传感器信号及发动机进、排气流量；
步骤S806，上游氧传感器信号由稀到浓标识成立，则执行步骤S807，否则继续执行步骤S805，氧传感器信号浓、稀判断基准由传感器型号，车型差异等相关因素确定，是一个可以灵活调整的标定量；
步骤S807，诊断条件满足计时器开始计时；
步骤S808，计算催化转换器储氧能力指数：
OSCRAWi＝氧吸收量或者氧释放量，其中：
Figure BDA0003129052900000141
Figure BDA0003129052900000142
步骤S809，如果下游氧传感器信号由稀到浓标识成立，则执行步骤S810，否则执行步骤S808；
步骤S810，本次催化转换器储氧能力计算结果输出OSCRAWi；
步骤S811，计算催化转换器储氧能力原始值突变参数：
ΔOSC＝OSCRAWi-OSCRAWi-1，其中：
ΔOSC：储氧量突变(step change)判断参数；
OSCRAWi：储氧量当次测试值；
OSCRAWi-1:储氧量上次测试值，第一次初始值取“通过”状态默认值；
对于新车，第一次进行储氧能力计算时，设定一个OSCRAW默认值，该默认值根据新鲜催化器最小储氧能力指数标定。之后的诊断，每个驾驶循环第一次计算时调用的OSCRAW0调用上一驾驶循环的计算值；
步骤S812，判断催化器状态是否存在突变，如果△OSC≥阀值A则执行步骤S813，否则执行步骤S814；
步骤S813，存在突变情形下，选择突变加权修正系数计算当次储氧能力指数：
OSCEWMA(i)＝OSCRAWi*ηoscstep+OSCEWMA(i-1)*(1-ηoscstep)，执行步骤S815，
其中：
OSCEWMA(i)：当次测试催化器储氧能力指数；
OSCEWMA(i-1)：上次测试催化器储氧能力指数；
OSCRAWi：储氧量当次测试值；
ηoscstep：突变加权修正系数；
步骤S814，不存在突变情形下，选择稳态加权修正系数计算当次储氧能力指数：
OSCEWMA(i)＝OSCRAWi*ηosccom+OSCEWMA(i-1)*(1-ηosccom)，执行步骤S815，
其中：
OSCEWMA(i)：当次测试催化器储氧能力指数；
OSCEWMA(i-1)：上次测试催化器储氧能力指数；
OSCRAWi：储氧量当次测试值；
ηosccom：稳态加权修正系数。
步骤S815，判断催化转换器是否“失效”，如果OSCEWMA(i)＜阀值B，则判断催化转换器状态失效，发动机控制模块(Engine Control Module，ECM)保存“失效”故障信息，否则执行步骤S816；
步骤S816，如果本循环诊断次数达到最大许可诊断次数，则判断催化器状态良好，诊断“通过”，否则执行步骤S803。
本实施例异常情况故障检出完全基于车辆日常使用中的自然驾驶状态，不需要选择特定的怠速工况，从而避免诊断对配置有怠速启停功能车辆的怠速启停影响，避免了诊断对油耗性能的恶化影响。在国六WLTC循环工况及中国工况CLTC均可以良好运行，完全满足法规对诊断频率及检出性能要求。采用三元催化器上下游氧传感器信号的变化作为判断指标计算模型的核心输入参数，进行被动观察式诊断，诊断进行过程中，不会去特意主动改变空燃比控制(加浓/减稀)，不影响发动机运行状态，避免了因故障诊断需要而引起的排放和油耗性能的恶化。采用上游空燃比传感器和下游氧传感器共同诊断，诊断迅速不需要长期的稳定状态，即使在复杂的市场使用环境下，诊断结果的准确性及诊断频率都可以满足日益严格的法规要求。采用该模型进行车辆开发标定实践证明，统计学意义上的正常状态最差水平(20万公里走行后的老化催化器)储氧能力指数，与故障状态下最好水平(临界催化器)储氧能力指数，故障区分性在6σ下，仍具有明显的区分边界。
实施例三
如图9所示为本发明一种催化转换器异常诊断电子设备的硬件结构示意图，包括：
至少一个处理器901；以及，
与至少一个所述处理器901通信连接的存储器902；其中，
所述存储器902存储有可被至少一个所述处理器901执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器901执行，以使至少一个所述处理器901能够：
监测催化转换器的输入端的储氧能力指数；
如果所述储氧能力指数满足预设介入条件，则向所述催化转换器输出主动操作指令；
在所述催化转换器执行所述主动操作指令时，获取所述催化转换器的储氧时间指数；
如果所述储氧时间指数满足预设故障条件，则判断所述催化转换器出现异常故障。
电子设备优选为汽车电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。图9中以一个处理器901为例。
电子设备还可以包括：输入装置903和显示装置904。
处理器901、存储器902、输入装置903及显示装置904可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。
存储器902作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的催化转换器异常诊断方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器901通过运行存储在存储器902中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的催化转换器异常诊断方法。
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据催化转换器异常诊断方法的使用所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行催化转换器异常诊断方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置903可接收输入的用户点击，以及产生与催化转换器异常诊断方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置904可包括显示屏等显示设备。
在所述一个或者多个模块存储在所述存储器902中，当被所述一个或者多个处理器901运行时，执行上述任意方法实施例中的催化转换器异常诊断方法。
本发明异常情况故障检出完全基于车辆日常使用中的自然驾驶状态，不需要选择特定的怠速工况，从而避免诊断对配置有怠速启停功能车辆的怠速启停影响，避免了诊断对油耗性能的恶化影响。诊断方式为被动观察式诊断，诊断进行过程中，不会去特意主动改变空燃比控制，不影响发动机运行状态，避免了因故障诊断需要而引起的排放和油耗性能的恶化。
本发明一实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的催化转换器异常诊断方法的所有步骤。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种催化转换器异常诊断方法，其特征在于，包括：
监测减速断油判断标识；
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障；
所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量；
所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后计量时段内催化转换器的储氧量，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则获取车载催化器转换器的上游传感器和下游传感器输出的空燃比；
如果所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则判断催化转换器充分储氧；
在判断催化转换器充分储氧后，当所述上游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，则判断计量时段开始，获取发动机进气流量或排气流量，所述第二空燃比阈值小于或等于所述第一空燃比阈值；
当所述下游传感器输出的空燃比小于第二空燃比阈值，则判断计量时段结束，基于计量时段内获取到的发动机进气流量或排气流量，计算催化转换器的储氧量。
2.根据权利要求1所述的催化转换器异常诊断方法，其特征在于，所述如果所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则监测上游传感器输出的空燃比是否小于第二空燃比阈值，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立持续时间超过预设减速断油持续时间阈值，且所述上游传感器和所述下游传感器输出的空燃比均大于预设第一空燃比阈值，则监测上游传感器输出的空燃比是否小于第二空燃比阈值。
3.根据权利要求1所述的催化转换器异常诊断方法，其特征在于，所述监测减速断油判断标识，具体包括：
对催化转换器温度进行监测，如果催化转换器温度大于预设温度阈值，则监测减速断油判断标识。
4.根据权利要求1所述的催化转换器异常诊断方法，其特征在于，所述监测减速断油判断标识，具体包括：
记录并累加车辆启动后发动机运行时间，如果发动机运行时间超过预设发动机时间阈值，则监测减速断油判断标识。
5.根据权利要求1所述的催化转换器异常诊断方法，其特征在于，所述如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器的储氧量，根据所述储氧量，判断所述催化转换器是否出现异常故障，具体包括：
如果检测到减速断油判断标识成立，则等待车辆恢复供油，计算恢复供油后催化转换器当次的储氧量；
根据当次的储氧量与前次的储氧量，计算当次的储氧能力指数；
根据当次储氧能力指数，判断所述催化转换器是否出现异常故障。
6.根据权利要求5所述的催化转换器异常诊断方法，其特征在于，所述根据当次储氧能力指数，判断所述催化转换器是否出现异常故障，具体包括：
如果当次储氧能力指数小于预设故障阈值，则判断所述催化转换器出现异常故障，否则判断所述催化转换器无故障，所述故障阈值在μ1+N*σ1至μ2-N*σ1之间，其中μ1为多个老化催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的平均值，σ1为多个老化催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的标准差，μ2为多个临界催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的平均值，σ2为多个临界催化转换器的储氧能力指数在经过多次测试之后得到的标准差，N为预设范围系数。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如权利要求1至6任一项所述的催化转换器异常诊断方法。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如权利要求1～6任一项所述的催化转换器异常诊断方法的所有步骤。
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