专利名称：一种在台架上进行催化器储氧能力检测的系统和方法
技术领域：
本发明涉及机电控制领域，尤其是涉及一种在台架上进行催化器储氧能力检测的 系统和方法。
背景技术：
催化器储氧能力(OSC)是催化器的主要性能指标之一，因此在机动车出厂前需要 对其进行测试。在现有技术中，都是将催化器安装在车辆上后，再通过对机动车上的催化器 进行测试。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题当催化器安装在机动车上之后，再想要更换催化器的会比较困难，试验效率低。同 时，现有的检测是让机动车在转毂上进行。由于测试时是由人工驾驶车辆，因此会导致对 OSC的测试结果误差较大。
发明内容
为了解决现有技术中在催化器安装到车辆上后进行测试带来的测试效率低及误 差大的问题，本发明实施例提出了一种在台架上进行催化器储氧能力检测的系统和方法。 所述技术方案如下本发明实施例提出了一种在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，包括前氧传感器，设置于所述催化器入口处；线性氧传感器，设置于所述催化器入口处；后氧传感器，设置于所述催化器出口处；空燃比检测仪，连接所述线性氧传感器，用于检测实时空燃比；控制模块，用于控制所述发动机工作以达到预设空燃比；接收所述前氧传感器、后 氧传感器、空燃比检测仪的数据；并根据所述催化器的充气效率、所述前氧传感器和后氧传 感器的浓稀转换时间、以及空燃比，计算所述催化器的储氧能力。作为上述技术方案的优选，所述控制模块包括电子控制单元，连接所述发动机、所述前氧传感器和所述后氧传感器，以接收所述发 动机、前氧传感器和后氧传感器的数据，并将数据发送到主控单元；并控制所述发动机工作；主控单元，用于接收所述电子控制单元和所述空燃比检测仪的工作数据，并根据 接收到的工作数据以及预设规则向所述电子控制单元发出控制信号。作为上述技术方案的优选，所述控制模块还包括数据转换单元，连接所述电子控制单元、所述空燃比检测仪，并连接所述控制模 块，以对数据进行转换。作为上述技术方案的优选，所述主控单元包括第一控制子单元，用于通过所述电子控制单元控制所述发动机工作以使空燃比达 到第一预设值并维持第一预定时间后，排出所述催化器中的氧气；
第二控制子单元，用于通过所述电子控制单元控制所述发动机工作以使空燃比达 到第二预设值并维持第二预定时间；记录子单元，用于记录所述前氧传感器的浓稀转换时间tl及所述后氧传感器的 浓稀转换时间t2，以及所述催化器的充气效率及发动机的空燃比；催化器储氧能力计算子单元，用于根据所述记录子单元记录的参数计算催化器储 氧能力。作为上述技术方案的优选，所述催化器储氧能力计算子单元通过以下公式计算催 化器储氧能力OSC = ((average Lamb da-1) X (t2_tl) X airmass X0. 23 X 1000) /3. 6其中OSC为催化器储氧能力；average Lambda为平均空燃比；tl为前氧传感器浓 稀转换时间；t2为后氧传感器浓稀转换时间；airmass为充气效率。同时，本发明实施例还提出了一种在台架上进行催化器储氧能力检测的方法，包 括步骤1、在发动机的催化器入口处设置前氧传感器和线性氧传感器，并在所述催化 器的出口处设置后氧传感器，并将所述线性氧传感器连接空燃比检测仪；步骤2、控制所述发动机工作以达到预设空燃比；并根据所述前氧传感器与所述 后氧传感器的检测值，获取所述催化器的浓稀转换时间及充气效率，并获取所述空燃比检 测仪检测催化器的实时空燃比；步骤3、根据所述前、后氧传感器的信号确定前、后氧传感器的浓稀转换时间、充气 效率和空燃比计算所述催化器的储氧能力。作为上述技术方案的优选，所述步骤2具体包括步骤21、控制所述发动机工作以使空燃比达到第一预设值并维持第一预定时间 后，排出所述催化器中的氧气；步骤22、控制所述发动机工作以使空燃比达到第二预设值并维持第二预定时间；步骤23、记录所述前氧传感器的浓稀转换时间tl及所述后氧传感器的浓稀转换 时间t2，以及所述催化器的充气效率及空燃比。作为上述技术方案的优选，所述步骤3具体包括根据以下公式计算催化器储氧能力OSC = ((average Lamb da-1) X (t2_tl) X airmass X0. 23X1000) +3. 6其中OSC为催化器储氧能力；average Lambda为平均空燃比；tl为前氧传感器浓 稀转换时间；t2为后氧传感器浓稀转换时间；airmass为充气效率。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是本发明实施例提出了一种在 台架上进行催化器储氧能力检测的系统和方法，可以在台架上对催化器的储氧能力进行测 试。相比较现有技术中将催化器安装在机动车上后进行测试，可以提高催化器的测试效率， 降低测试成本和测试工序的复杂度。同时，这种采用标准设备进行测试的方式还可以保证 测试结果的一致性，降低人工测试时带来的误差。
图1为本发明第一实施例的结构示意图2为本发明第二实施例的结构示意图；图3为本发明第三实施例的流程示意图；图4为本发明第四实施例的流程示意图；图5为本发明一个具体实例的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。实施例1本发明第一实施例提出了一种在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，其结构 如图1所示，包括前氧传感器1，设置于所述催化器6入口处；线性氧传感器2，设置于所述催化器6入口处；后氧传感器3，设置于所述催化器6出口处；空燃比检测仪4，连接所述线性氧传感器2，用于检测实时空燃比；控制模块5，用于接收所述空燃比检测仪4、所述前氧传感器1和所述后氧传感器3 的数据；并根据所述催化器的充气效率、所述前氧传感器和后氧传感器的后氧传感器浓稀 转换时间，以及空燃比，计算所述催化器的储氧能力。本发明实施例可以在台架上对催化器的储氧能力进行测试，以提高催化器的测试 效率，降低测试成本和测试工序的复杂度。同时，这种采用标准设备进行测试的方式还可以 保证测试结果的一致性，降低人工测试时带来的误差。实施例2本发明第二实施例是在第一实施例的基础上改进而来，其结构如图2所示，包括前氧传感器3，设置于所述催化器5入口处；线性氧传感器4，设置于所述催化器5入口处；后氧传感器6，设置于所述催化器5出口处；空燃比检测仪7，连接所述线性氧传感器4，用于检测实时空燃比；控制模块11，用于接收所述空燃比检测仪7、所述前氧传感器3和所述后氧传感器 6的数据；并根据所述催化器5的充气效率、所述前氧传感器3和后氧传感器6的浓稀转换 时间，以及空燃比检测仪7的空燃比，计算所述催化器5的储氧能力。其中，所述控制模块11包括ECU(电子控制单元)9，连接所述发动机2、所述前氧传感器3和所述后氧传感器 6，以接收所述前氧传感器3和后氧传感器6的数据，并将数据发送到主控单元10 ；并控制 发动机2工作；数据转换单元8，连接所述E⑶9以及空燃比检测仪7及控制单元10，以对数据进 行转换；主控单元10，用于接收发动机及催化器的工作数据，并根据接收到的工作数据以 及预设规则向所述电子控制单元9发出控制信号；其中，所述主控单元10包括
第一控制子单元101，用于通过E⑶9控制所述发动机工作，以使空燃比达到第一 预设值(0.96)并维持第一预定时间(10秒)后，排出所述催化器5中的氧气。具体过程可 以为第一控制子单元101向所述E⑶9发送控制命令，要求发动机的空燃比达到0.96。所 述ECU9控制发动机2喷油并实时读取发动机2的空燃比数值；当空燃比实际数值达到0. 96 后，维持10秒，然后排出所述催化器5中的氧气。第二控制子单元102，用于通过E⑶9控制所述发动机工作，以使空燃比达到第二 预设值(1.04)并维持第二预定时间(10秒)。具体过程可以与第一控制子单元101相同。记录子单元103，用于记录所述前氧传感器的浓稀转换时间tl及所述后氧传感器 的浓稀转换时间t2，以及催化器5的充气效率airmass，和发动机的及空燃比。催化器储氧能力计算子单元104，用于根据所述记录子单元记录的参数计算催化 器储氧能力。其中，所述催化器储氧能力计算子单元通过以下公式计算催化器储氧能力OSC = ((average Lamb da-1) X (t2_tl) X airmass X0. 23X1000) +3. 6其中OSC为催化器储氧能力；average Lambda为发动机的平均空燃比；tl为前氧 传感器浓稀转换时间；t2为后氧传感器浓稀转换时间；airmass为充气效率。其中，浓稀转换时间是指从催化器初始状态到催化器充满氧气所需要的时间，或 催化器从充满氧气到回到初始状态所需要的时间。其中，充气效率是指单位时间内充入的 混合气体量。实施例3本发明第三实施例提出了一种利用如第一、第二实施例所述的系统在台架上进行 催化器储氧能力检测的方法，包括步骤101、在发动机的催化器入口处设置前氧传感器和线性氧传感器，并在所述催 化器的出口处设置后氧传感器，并将所述线性氧传感器连接空燃比检测仪。步骤102、控制所述发动机工作以达到预设空燃比；并根据所述前氧传感器与所 述后氧传感器的检测值，获取所述催化器的浓稀转换时间及充气效率，并获取所述空燃比 检测仪检测催化器的实时空燃比。步骤103、根据所述前氧传感器的信号、后氧传感器的浓稀转换时间、充气效率和 空燃比计算所述催化器的储氧能力。本发明实施例可以在台架上对催化器的储氧能力进行测试，以提高催化器的测试 效率，降低测试成本和测试工序的复杂度。同时，这种采用标准设备进行测试的方式还可以 保证测试结果的一致性，降低人工测试时带来的误差。实施例4本发明第四实施例提出了一种利用如第一、第二实施例所述的系统在台架上进行 催化器储氧能力检测的方法，包括步骤201、在发动机的催化器入口处设置前氧传感器和线性氧传感器，并在所述催 化器的出口处设置后氧传感器；并将所述线性氧传感器连接空燃比检测仪。步骤202、控制所述发动机工作以使空燃比达到第一预设值(0. 96)并维持第一预 定时间(10秒)后，排出所述催化器中的氧气；具体过程可以为向ECU发送控制命令，要求 发动机的空燃比达到0. 96 ；ECU控制发动机喷油并实时读取发动机的空燃比数值；当空燃
7比实际数值达到0. 96后，维持10秒，然后排出催化器中的氧气。步骤203、控制所述发动机工作以使空燃比达到第二预设值(1. 04)并维持第二预 定时间(10秒)；方法可以与步骤202相同。步骤204、记录所述前氧传感器的浓稀转换时间tl及所述后氧传感器的浓稀转换 时间t2，以及所述催化器的充气效率，并记录所述空燃比检测仪的空燃比。步骤205、根据所述前氧传感器的信号、后氧传感器的浓稀转换时间、充气效率和 空燃比计算所述催化器的储氧能力。具体的计算公式可以为OSC = ((average Lamb da-1) X (t2_tl) Xairmass X0. 23X1000) +3. 6其中OSC为催化器储氧能力；average Lambda为发动机的平均空燃比；tl为前氧 传感器浓稀转换时间；t2为后氧传感器浓稀转换时间；airmass为充气效率。其中，浓稀转换时间是指从催化器初始状态到催化器充满氧气所需要的时间，或 催化器从充满氧气到回到初始状态所需要的时间。其中，充气效率是指单位时间内充入的 氧气量。下面通过一个具体的实例对本发明实施例做进一步说明如图5所示的，台架布置情况，测功机1通过传动轴连接到发动机2上，排气系统 按常规连接到发动机上，前氧传感器3和线性氧传感器4布置到催化器5前面，后氧传感器 6布置在催化器5后面。排气系统出口正对抽风机排气。催化器储氧能力(OSC)检测过程如下实时空燃比信号由线性氧传感器4传递到 空燃比检测仪7然后传递到数据转换器8最后到达电脑10。调整喷油参数使目标空燃比加 浓到0. 96，该信号从电脑10传递到数据转换器8，然后传递到开发ECU9。开发ECU9控制发 动机2的喷油量，使得实际空燃比到0.96，稳定10秒左右，排出催化器中的氧。然后，调解 喷油参数使目标空燃比减稀到1.04，该信号从电脑10传递到数据转换器8，然后传递到开 发E⑶9，开发E⑶9根据调解信号控制发动机2的喷油量，使得实际空燃比到1.04，停留10 秒左右，完成催化器储氧。整个过程前氧传感器3电压信号、后氧传感器6电压信号通过开 发ECU和数据转换器实时传递到电脑10，记录整个过程中的前后氧传感器信号、充气效率 (airmass)以及空燃比信号(Lambda)。后氧传感器浓稀转换时间为t2，前氧传感器浓稀转 换时间为tl。将各数据整理带入公式OSC = ((average Lamb da-1) X (t2_tl) X airmass X0. 23X1000) +3. 6便能计算出催化器的储氧能力了。以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件 程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如计算机中的硬盘、光盘或软盘。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，其特征在于，包括前氧传感器，设置于所述催化器入口处；线性氧传感器，设置于所述催化器入口处；后氧传感器，设置于所述催化器出口处；空燃比检测仪，连接所述线性氧传感器，用于检测实时空燃比；控制模块，用于控制所述发动机工作以达到预设空燃比；接收所述前氧传感器、后氧传感器、空燃比检测仪的数据；并根据所述发动机的充气效率、所述前氧传感器和后氧传感器的浓稀转换时间、以及空燃比，计算所述催化器的储氧能力。
2.根据权利要求1所述的在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，其特征在于，所 述控制模块包括电子控制单元，连接所述发动机、所述前氧传感器和所述后氧传感器，以接收所述发动 机、前氧传感器和后氧传感器的数据，并将数据发送到主控单元；并控制所述发动机工作；主控单元，用于接收所述电子控制单元和所述空燃比检测仪的工作数据，并根据接收 到的工作数据以及预设规则向所述电子控制单元发出控制信号。
3.根据权利要求2所述的在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，其特征在于，所 述控制模块还包括数据转换单元，连接所述电子控制单元、所述空燃比检测仪，并连接所述控制模块，以 对数据进行转换。
4.根据权利要求2或3所述的在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，其特征在于， 所述主控单元包括第一控制子单元，用于通过所述电子控制单元控制所述发动机工作以使空燃比达到第 一预设值并维持第一预定时间后，排出所述催化器中的氧气；第二控制子单元，用于通过所述电子控制单元控制所述发动机工作以使空燃比达到第 二预设值并维持第二预定时间；记录子单元，用于记录所述前氧传感器的浓稀转换时间tl及所述后氧传感器的浓稀 转换时间t2，以及所述发动机的充气效率及空燃比；催化器储氧能力计算子单元，用于根据所述记录子单元记录的参数计算催化器储氧能力。
5.根据权利要求4所述的在台架上进行催化器储氧能力检测的系统，其特征在于，所 述催化器储氧能力计算子单元通过以下公式计算催化器储氧能力OSC= ((average Lambda-1) X (t2_tl) X airmass X 0. 23 X 1000)/3. 6 其中OSC为催化器储氧能力；average Lambda为平均空燃比；tl为前氧传感器浓稀转 换时间；t2为后氧传感器浓稀转换时间；airmass为充气效率。
6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的系统在台架上进行催化器储氧能力检测的 方法，其特征在于，包括步骤1、在发动机的催化器入口处设置前氧传感器和线性氧传感器，并在所述催化器的 出口处设置后氧传感器，并将所述线性氧传感器连接空燃比检测仪；步骤2、控制所述发动机工作以达到预设空燃比；并根据所述前氧传感器与所述后氧 传感器的检测值，获取所述催化器的浓稀转换时间及充气效率，并获取所述空燃比检测仪检测催化器的实时空燃比；步骤3、根据所述前、后氧传感器的信号确定前、后氧传感器的浓稀转换时间、充气效率 和空燃比计算所述催化器的储氧能力。
7.根据权利要求6所述的在台架上进行催化器储氧能力检测的方法，其特征在于，所 述步骤2具体包括步骤21、控制所述发动机工作以使空燃比达到第一预设值并维持第一预定时间后，排 出所述催化器中的氧气；步骤22、控制所述发动机工作以使空燃比达到第二预设值并维持第二预定时间；步骤23、记录所述前氧传感器的浓稀转换时间tl及所述后氧传感器的浓稀转换时间 t2，以及所述催化器的充气效率及空燃比。
8.根据权利要求7所述的在台架上进行催化器储氧能力检测的方法，其特征在于，所 述步骤3具体包括根据以下公式计算催化器储氧能力OSC= ((average Lambda-1) X (t2_tl) X airmass X 0. 23 X 1000)+3. 6其中OSC为催化器储氧能力；average Lambda为平均空燃比；tl为前氧传感器浓稀转 换时间；t2为后氧传感器浓稀转换时间；airmass为充气效率。
全文摘要
本发明提出了一种在台架上进行催化器储氧能力检测的系统和方法，属于机电控制领域。本发明实施例的系统包括前氧传感器、线性氧传感器、后氧传感器、空燃比检测仪、控制模块。方法包括控制所述发动机工作以达到预设空燃比；并根据所述前氧传感器与所述后氧传感器的检测值，采集所述催化器的充气效率和空燃比；根据所述前、后氧传感器的信号确定前、后氧传感器的浓稀转换时间，充气效率和空燃比计算所述催化器的储氧能力。可以在台架上对催化器的储氧能力进行测试。相比较现有技术中将催化器安装在机动车上后进行测试，可以提高催化器的测试效率，降低测试成本和测试工序的复杂度。并能够降低人工测试时带来的误差。
文档编号G01M17/007GK101957267SQ201010186460
公开日2011年1月26日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者张建波, 汪旻浩, 罗琳 申请人:奇瑞汽车股份有限公司