CN201679544U - 发动机催化转化器故障诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种发动机催化转化器故障诊断装置，它包括发动机管理单元、催化转化器老化故障诊断模块和OBD***管理单元。发动机管理单元包括发动机工况输入单元、燃油闭环状态控制单元、空燃比状态控制单元、碳罐电磁阀控制单元、空燃比信息输入/输出单元、氧传感器信号输入单元、故障灯控制单元和串口通讯模块。催化转化器老化诊断模块包括使能条件判定部分、空燃比控制和氧传感器信息采集部分和储氧时间判定部分。本实用新型能够根据发动机工况输入参数判定催化转化器的储氧能力，从而对发动机的催化转化器进行老化故障的诊断。

Description

发动机催化转化器故障诊断装置
技术领域
本实用新型涉及发动机催化转化器故障诊断装置，特别是一种具备车载诊断(OBD)功能的催化转化器老化故障诊断部件。
背景技术
在发动机OBD***中，需要保证与发动机排气管相连接的催化转化器的正常工作，当催化转化器因长期使用导致性能劣化，致使排放中的碳氢(HC)含量超过排放限值0.4g/km时，OBD***警示灯应点亮，并记录故障信息。
通常，对催化转化器劣化的诊断是基于检测催化转换器的储氧能力(OSC)。如图1所示，当催化转化器10处于正常工作状态时，上游氧传感器261的电压输出值随发动机的工况而上下波动，但下游氧传感器262的电压输出值则基本为一条电压接近为零的直线。
如图2所示，当催化转化器10的性能劣化、丧失储氧能力后，下游氧传感器262也会产生类似于上游氧传感器261的输出电压波动。对催化转化器劣化的诊断可以通过检测催化转化器的储氧能力，来探测在催化器转化器的转化效率。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种发动机催化转化器故障诊断装置，它能够根据发动机工况参数判定催化转化器的储氧能力，从而对发动机的催化转化器老化故障进行诊断。
本实用新型的另一目的是提供一种通过在空燃比变化时，比较上、下游氧传感器对空燃比变化的响应时间，获得催化转化器储氧能力的信息，从而对发动机的催化转化器进行故障诊断的装置。
本实用新型提供了一种发动机催化转化器故障诊断装置，它包括发动机管理单元、催化转化器老化故障诊断模块和OBD***管理单元。发动机管理单元包括发动机工况输入单元、燃油闭环状态控制单元、空燃比状态控制单元、空燃比信息输入/输出单元、碳罐电磁阀控制单元、氧传感器信息输入单元、故障灯控制单元和与OBD***相连的串口通讯模块。催化转化器老化诊断模块包括使能条件判定部分、空燃比控制和氧传感器信息采集部分和储氧时间判定部分。使能条件判定部分与发动机工况输入单元、燃油闭环状态控制单元、空燃比输入输出控制单元及碳罐电磁阀控制单元相连；空燃比控制和氧传感器信息采集部分与空燃比状态控制单元和氧传感器信息输入单元相连；储氧时间判定部分与空燃比控制和氧传感器信息采集部分相连。OBD***管理单元与储氧时间判定部分及发动机管理单元中的故障灯控制单元相连。
在发动机催化转化器故障诊断装置的另一种示意性的实施方式中，氧传感器信息输入信号分别来源于上游氧传感器和下游氧传感器。
在发动机催化转化器故障诊断装置的再一种示意性的实施方式中，空燃比控制和氧传感器信息采集部分包括：第一阶段空燃比控制和氧传感器信息采集单元和第二阶段空燃比控制和氧传感器信息采集单元。
在发动机催化转化器故障诊断装置的还一种示意性的实施方式中，储氧时间判定部分包括一个储氧时间限定单元、一个储氧时间计算单元和一个结果判定单元。
在发动机催化转化器故障诊断装置的又一种示意性的实施方式中，发动机工况信号输入包括下列传感器的信号：进气压力温度传感器、节气门位置传感器、冷却水温度传感器、催化转化器温度传感器、大气压力传感器和车速传感器。
本实用新型的发动机催化转化器故障诊断装置结构简单、反应时间快且故障判断准确。
附图说明
以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围，其中：
图1是催化转化器正常工作上游氧传感器和下游氧传感器的输出示意图；
图2是催化转化器劣化后上游氧传感器和下游氧传感器的输出示意图；
图3是发动机催化转化器故障诊断装置一种示意性的结构框图；
图4是发动机催化转化器故障诊断装置另一种示意性的结构框图。
具体实施方式
为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同的部分。
如图3所示发动机催化转化器故障诊断装置包括一个发动机管理单元20、一个与发动机管理单元20相连的催化转化器老化诊断模块30、和一个连接催化转化器老化诊断模块30与发动机管理单元20的OBD***管理单元40。为便于图面清楚，在图3和4中发动机管理单元20分成了两个部分。
发动机管理单元20包括一个发动机工况输入单元21、一个燃油闭环状态控制单元22、一个空燃比状态控制单元23、一个碳罐电磁阀控制单元24、一个空燃比信息输入/输出单元25、一个氧传感器信息输入单元26、一个故障灯控制单元27和一个与在线诊断***相连的串口通讯模块28。
其中与发动机工况输入单元21相连的传感器可以包括：进气压力温度传感器、节气门位置传感器、冷却水温度传感器、催化转化器温度传感器、大气压力传感器和车速传感器等。碳罐电磁阀控制单元24与碳罐电磁阀相连，当发动机启动后碳罐电磁阀打开，活性碳罐与进气歧管相通，燃油经蒸发净化后被吸入进气歧管参加燃烧。设置在发动机排气管中的氧传感器将信号输入到氧传感器信息输入单元26中。串口通讯模块28与OBD诊断模块(图中未示)相连，故障灯控制单元27的输出控制OBD故障指示灯。
催化转化器老化诊断模块30包括：一个使能条件判定部分32，它与发动机工况输入单元21、燃油闭环状态控制单元22、空燃比状态控制单元23及碳罐电磁阀控制单元24相连；一个空燃比控制和氧传感器信息采集部分34，它与空燃比信息输入/输出单元25和氧传感器输入单元26相连；和一个与空燃比控制和氧传感器信息采集部分34相连的储氧时间判定部分36。
OBD***管理单元40与储氧时间判定部分36及发动机管理单元20中的故障灯控制单元27相连。
在图4所述的发动机催化转化器故障诊断装置另一示意性的实施方式中，包括一个发动机管理单元20、一个与发动机管理单元20相连的催化转化器老化诊断模块30、和一个连接催化转化器诊断模块30与发动机管理单元20的OBD***管理单元40。图4和图3中标号相同的部分表示相同结构，故不再赘述。
催化转化器诊断模块30包括：一个使能条件判定部分32，一个空燃比控制和氧传感器信息采集部分34，和一个与空燃比控制和氧传感器信息采集部分34相连的储氧时间判定部分36。
其中空燃比控制和氧传感器信息采集部分34包括：第一阶段空燃比控制和氧传感器信息采集单元341和第二阶段空燃比控制和氧传感器信息采集单元342，它们分别与空燃比信息输入/输出单元25和氧传感器信息输入单元26相连。其中的第一阶段是指空燃比由标准值变稀的阶段，如空燃比由14.6逐渐过渡到15.6；第二阶段是指空燃比稀变浓的阶段，如空燃比由15.6逐渐过渡13.6。
储氧时间判定部分36包括：一个储氧时间限定单元361、一个储氧时间计算单元362和一个结果判定单元363，结果判定单元的输出与OBD***管理单元40相连，进而与故障灯控制单元27相连。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.发动机催化转化器故障诊断装置，它包括一个发动机管理单元(20)、一个与所述发动机管理单元相连的催化转化器老化诊断模块(30)、和一个连接所述催化转化器老化诊断模块与所述发动机管理单元的OBD***管理单元(40)，其特征在于：
所述发动机管理单元(20)包括：一个发动机工况输入单元(21)、一个燃油闭环状态控制单元(22)、一个空燃比状态控制单元(23)、一个碳罐电磁阀控制单元(24)、一个空燃比信息输入/输出单元(25)、一个氧传感器信息输入单元(26)、一个故障灯控制单元(27)和一个与在线诊断***相连的串口通讯模块(28)；
所述催化转化器老化诊断模块(30)包括：
一个使能条件判定部分(32)，它与所述发动机工况输入单元(21)、所述燃油闭环状态控制单元(22)、所述空燃比状态控制单元(23)及碳罐电磁阀控制单元(24)相连；
一个空燃比控制和氧传感器信息采集部分(34)，它与所述的空燃比信息输入/输出单元(25)和氧传感器信息输入单元(26)相连；和
一个与所述空燃比控制和氧传感器信息采集部分(34)相连的储氧时间判定部分(36)；
所述OBD***管理单元(40)与所述储氧时间判定部分(36)及所述发动机管理单元(20)中的所述故障灯控制单元(27)相连。
2.如权利要求1所述的发动机催化转化器故障诊断装置，其中所述氧传感器信息输入单元(26)分别与上游氧传感器(261)和下游氧传感器(262)相连。
3.如权利要求2所述的发动机催化转化器故障诊断装置，其中所述空燃比控制和氧传感器信息采集部分(34)包括：第一阶段空燃比控制和氧传感器信息采集单元(341)和第二阶段空燃比控制和氧传感器信息采集单元(342)。
4.如权利要求3所述的发动机催化转化器故障诊断装置，其中所述储氧时间判定部分(36)包括：一个储氧时间限定单元(361)、一个储氧时间计算单元(362)和一个结果判定单元(363)。
5.如权利要求1所述的发动机催化转化器故障诊断装置，其中与所述发动机工况输入单元(21)相连的传感器包括：进气压力温度传感器、节气门位置传感器、冷却水温度传感器、催化转化器温度传感器、大气压力传感器和车速传感器。
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