三元催化器性能的测试方法、装置、终端及存储介质

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种三元催化器性能的测试的方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化物NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。现有技术中，通过测量三元催化器出口端传感器的电压跃变时间，判断三元催化器是否正常工作，同时三元催化器内催化剂的储氧能力和放氧能力是评估三元催化器的一项重要指标，仅通过电压跃变时间，无法对其性能做具体的判断，若三元催化器性能发生退化，便会影响汽车尾气排放的净化，导致车辆无法满足日益严格的排放法规要求。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三元催化器性能的测试方法、装置、终端及存储介质，旨在解决现有技术中通过电压跃变时间无法对三元催化器储氧能力和放氧能力进行评估的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种三元催化器性能的测试方法，包括步骤：

实时调节发动机的转速及油门，以控制发动机进口端的气量在预设范围内；

调节三元催化器进口端的过量空气系数递增或递减，并实时获取后氧电压值；

根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间和放氧时间；

根据储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能。

优选地，所述调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值的步骤包括：

调节三元催化器进口端的过量空气系数，直至后氧电压值大于第一预设电压值；

增大三元催化器进口端的过量空气系数，直至氧电压值小于第二预设电压值，第二预设电压值小于第一预设电压值。

优选地，所述根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间的步骤包括：

记录三元催化器进口端的燃烧混合气从浓混合气变化为稀混合气的时刻为第一开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第一结束时间；

计算第一结束时间和第一开始时间的差值为储氧时间。

优选地，所述调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值的步骤包括：

调节三元催化器进口端的过量空气系数为第一预设值，直至后氧电压值大于第一预设电压值；

增大三元催化器进口端的过量空气系数为第二预设值，直至氧电压值小于第二预设电压值，第一预设值小于第二预设值，第二预设电压值小于第一预设电压值；

所述根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间的步骤包括：

记录过量空气系数从第一预设值至第二预设值过程中，过量空气系数为1的时刻为第一开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值时的时间为第一结束时间；

计算第一结束时间和第一开始时间的差值为储氧时间。

优选地，所述增大三元催化器进口端的过量空气系数，直至氧电压值小于第二预设电压值的步骤之后包括：

执行：所述调节三元催化器进口端的过量空气系数，直至后氧电压值大于第一预设电压值的步骤。

优选地，所述根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的放氧时间的步骤包括：

记录三元催化器进口端的燃烧混合气从稀混合气变化为浓混合气的时刻为第二开始时间，记录后氧电压值自第二预设电压值至第一预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第二结束时间；

根据第二结束时间和第二开始时间的差值为放氧时间。

优选地，所述调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值的步骤包括：

调节三元催化器进口端的过量空气系数为第二预设值，直至后氧电压值小于第二预设电压值；

减小三元催化器进口端的过量空气系数为第一预设值，直至氧电压值大于第一预设电压值，第一预设值小于第二预设值，第二预设电压值小于第一预设电压值；

所述根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的放氧时间的步骤包括：

记录过量空气系数从第二预设值至第一预设值过程中，过量空气系数为1的时刻为第二开始时间，记录后氧电压值自第二预设电压值至第一预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值时的时间为第二结束时间；

根据第二结束时间和第二开始时间的差值为放氧时间。

为实现上述目的，本发明还提供一种三元催化器性能的测试终端，包括：

调节单元，用于实时调节发动机的转速及油门，以控制发动机进口端的气量在预设范围内；

检测单元，调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值；

计算单元，用于根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内的催化剂的储氧时间和放氧时间；

评估单元，用于根据储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能。

为实现上述目的，本发明还提供一种三元催化器性能的测试装置，所述测试装置包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的三元催化器性能的测试方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的三元催化器性能的测试方法的步骤。

本发明提出的一种三元催化器性能的测试方法、装置、终端及存储介质，通过实时调节发动机的转速及油门，以控制发动机进口端的气量在预设范围内，从而使得发动机运行在一稳定的状态，保持三元催化器进口端进气量一致，保证了三元催化器能够正常工作；通过调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值，可以控制过量空气系数来切换储氧动作和放氧动作，操作更加简便；根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间和放氧时间，以便进一步通过储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能，能够直观的展现三元催化器性能的评估结果，便于对老化的三元催化器进行检查和更换。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端\装置结构示意图；

图2为本发明一种催化器性能的测试方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明一种催化器性能的测试方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明一种催化器性能的测试方法第三实施例的流程示意图；

图5为图2中步骤S002的细化流程示意图；

图6为本发明一种催化器性能的测试方法第五实施例的流程示意图；

图7为图2中步骤S002的细化流程示意图；

图8为一种三元催化器性能的测试终端结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，图1为本发明各个实施例中所提供的三元催化器性能装置的硬件结构示意图。所述三元催化器性能装置包括通信模块01、存储器02及处理器03等部件。本领域技术人员可以理解，图1中所示出的三元催化器性能装置还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，所述处理器03分别与所述存储器02和所述通信模块01连接，所述存储器02上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器03执行。

通信模块01，可通过网络与外部设备连接。通信模块01可以接收外部设备发出的数据，还可发送数据、指令及信息至所述外部设备，所述外部设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等电子设备。

存储器02，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器02可主要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系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据三元催化器性能装置的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器02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、或其他易失性固态存储器件。

处理器03，是三元催化器性能装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个三元催化器性能装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器02内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器02内的数据，执行三元催化器性能装置的各种功能和处理数据，从而对三元催化器性能装置进行整体监控。处理器03可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器03可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器03中。

尽管图1未示出，但上述三元催化器性能装置还可以包括电路控制模块，电路控制模块用于与市电连接，实现电源控制，保证其他部件的正常工作。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的三元催化器性能装置结构并不构成对三元催化器性能装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

根据上述硬件结构，提出本发明方法各个实施例。

参照图2，为本发明一种三元催化器性能测试方法的第一实施例，所述三元催化器性能测试方法包括步骤：

步骤S001，实时调节发动机的转速及油门，以控制三元催化器进口端的气量在预设范围内；

在一实施例中，所述预设范围为一个区间值，以保证三元催化器进口端的气量在该区间内，发动机运行稳定。请参阅图3，为本发明三元催化器性能的测试装置一实施例的结构示意图，所述三元催化器进口端与发动机(未图示)相连，在三元催化器进口端安装有空燃比仪，空燃比仪用于测量三元催化器进口端的气流中氧浓度。在三元催化器出口端安装有后氧传感器，后氧传感器用于检测三元催化器排气中氧浓度，并转换为电压信号，后氧传感器根据电压信号生成反馈信号，并将反馈信号发送至ECU，ECU根据反馈信号控制喷油器喷油量的增减，从而控制混合气的空燃比控制在理论值附近。在本ECU预先安装有标定软件，以用于对空燃比仪和后氧传感器采集的数据进行分析。

步骤S002，调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值；

所述过量空气系数是指实际供给燃料燃烧的空气量与理论空气量之比，过量空气系数小于1时，此时燃料与空气中的氧气不完全燃烧，产生的燃烧混合气为浓混合气；过量空气系数等于1时，产生的燃烧混合气为理论混合气；过量空气系数大于1时，产生的燃烧混合气为稀混合气。浓混合气中的浓和稀混合气中的稀仅两者相比较而言，并不代表本发明的测试方法中实际燃烧混合气中氧浓度的高低。后氧电压值是通过氧传感器获取的，氧传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到ECU。

步骤S003，根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂储氧时间和放氧时间；

所述过量空气系数和后氧电压值的变化规律为当调节过量空气系数时，催化剂里的储氧材料会相应的释放或吸收氧气，导致流经三元催化器的气流里面的氧气含量发生变化，从而使氧传感器测量的电压值参数发生改变。并且三元催化器出口端气流中氧含量会跟随进口端气流氧含量的变化存在一定的相应延迟，可以根据延迟时间计算储氧时间和放氧时间。

步骤S004，根据储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能。

催化剂的储氧能力和放氧能力会影响催化剂的储氧时间和放氧时间，通过对储氧时间和放氧时间的计算可以对三元催化器性能做出准确的评估。

在本发明中，通过实时调节发动机的转速及油门，以控制发动机进口端的气量在预设范围内，从而使得发动机运行在一稳定的状态，保持三元催化器进口端进气量一致，保证了三元催化器能够正常工作；通过调节三元催化器进口端的过量空气系数递增和递减，并实时获取后氧电压值，可以控制过量空气系数来切换储氧动作和放氧动作，操作更加简便；根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间和放氧时间，以便进一步通过储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能，能够直观的展现三元催化器性能的评估结果，便于对老化的三元催化器进行检查和更换。

进一步的，参照图3，本发明三元催化器性能的测试方法第二实施例提供一种调节三元催化器进口端的过量空气系数，并实时获取后氧电压值的方法，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S002包括：

步骤S005，调节三元催化器进口端的过量空气系数，直至后氧电压值大于第一预设电压值；

调节三元催化器进口端的过量空气系数，使燃烧混合气达到无氧状态即浓混合气状态，此时流经三元催化器时会促使三元催化器内储氧材料释放氧气，通过氧传感器测量燃烧混合气中的氧气含量，并得到后氧电压值。所述第一预设电压值可以为0.7V-1V之内的任一参数值。具体地，氧传感器的输出电压在0.1V-0.3V之内的任一参数值时，则表明从三元催化器输出的燃烧混合气为稀混合气，氧传感器的输出电压在0.3V-0.7V之内的任一参数值时，则表明从三元催化器输出的燃烧混合气为理论混合气，氧传感器的输出电压在0.7V-1V之内的任一参数值时，则表明从三元催化器输出的燃烧混合气为浓混合气。

步骤S006，增大三元催化器进口端的过量空气系数，直至氧电压值小于第二预设电压值，第二预设电压值小于第一预设电压值。

增大三元催化器进口端的过量空气系数，使燃烧混合气达到富氧状态即稀混合气状态，此时流经三元催化器时会促使三元催化器内储氧材料吸收氧气，通过氧传感器测量燃烧混合气中的氧气含量，并得到后氧电压值。所述第二预设电压值可以为0.1V-0.3V之内的任一参数值。

本实施例中，通过改变过量空气系数的方式以实现计算得到过量空气系数和后氧电压值的变化规律，使得可进一步计算得到催化剂的储氧时间和放氧时间。

进一步的，参照图4，本发明三元催化器性能的测试方法第三实施例提供一种根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间的方法，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S003包括：

步骤S007，记录三元催化器进口端的燃烧混合气从浓混合气变化为稀混合气的时刻为第一开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第一结束时间；

所述燃烧混合气为经过三元催化器的车辆排气，燃烧混合气从浓混合气变化为稀混合气，前后状态没有变化时所处的状态为理论混合气，第一开始时间为燃烧混合气从浓混合气变换为理论混合气时的时刻，所述第三预设电压值可以为第一预设电压值下跌至第二预设电压值过程中的任一数值，即当第一预设电压值为0.7V-1V之内的任一参数值，且当第二预设电压值为0.1V-0.3V之内的任一参数值时，第三预设电压值为0.3V-0.7V之内的任一参数值，当然本领域技术人员可以根据需要在第三预设电压值范围内任取一值，实现第一结束时间的测量。第一结束时间为后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第一结束时间。

步骤S008，计算第一结束时间和第一开始时间的差值为储氧时间。

在本实施例中，通过记录三元催化器进口端的燃烧混合气从浓混合气变化为稀混合气的时刻为第一开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第一结束时间，并根据第一结束时间和第一开始时间的差值为储氧时间。实现了三元催化器储氧时间的准确测量。

进一步的，参照图5，本发明三元催化器性能的测试方法第四实施例提供一种根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的储氧时间的方法，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S002包括：

步骤S009，调节三元催化器进口端的过量空气系数为第一预设值，直至后氧电压值大于第一预设电压值；

当后氧电压值大于第一预设电压值时，燃烧混合气处于浓混合气状态。通过后氧电压值的改变可以实时的检测车辆燃烧混合气的浓稀变化。在本实施例中，第一预设值为0.96±0.01。

步骤S010，增大三元催化器进口端的过量空气系数为第二预设值，直至氧电压值小于第二预设电压值，第一预设值小于第二预设值，第二预设电压值小于第一预设电压值；

当后氧电压值小于第二预设电压值时，燃烧混合气处于稀混合气状态。通过步骤S009和步骤S010可以实现燃烧混合气从浓混合气状态到稀混合气状态的转换。在本实施例中，第二预设值为1.04±0.01。

步骤S011，记录过量空气系数从第一预设值至第二预设值过程中，过量空气系数为1的时刻为第一开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值时的时间为第一结束时间；

所述过量空气系数为1时的时刻时，燃烧混合气处于理论混合气状态，燃料与氧气充分燃烧。在本实施例中，第三预设电压值为0.45V。

步骤S012，计算第一结束时间和第一开始时间的差值为储氧时间。

所述储氧时间为当三元催化器前排气流相对理论空燃比作浓混合气到稀混合气的变化时，三元催化器后排气流中氧含量会跟随前排气流氧含量的变化存在一定的相应延迟，这个延迟时间即为储氧时间。

在本实施例中，通过调节三元催化器进口端的过量空气系数为第一预设值，直至后氧电压值大于第一预设电压值，可以使燃烧混合气达到稀混合气状态；通过增大三元催化器进口端的过量空气系数为第二预设值，直至后氧电压值小于第二预设电压值，第一预设值小于第二预设值，第二预设电压值小于第一预设电压值，可以使得燃烧混合气作浓混合气到稀混合气的变化。通过记录过量空气系数从第一预设值至第二预设值过程中，过量空气系数为1的时刻为第一开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值时的时间为第一结束时间，可以对三元催化器中气流的氧含量的变化做出准确测量。通过计算第一结束时间和第一开始时间的差值为储氧时间的步骤，可以计算出储氧时间。

进一步的，在基于本发明的第二实施例所提出的本发明三元催化器性能的测试方法，本发明提出第五实施例，在所述步骤S005之后，包括步骤：

执行步骤S004。

再次执行步骤S004，从而可以多次得到储氧时间和放氧时间，可进一步通过计算平均值等，使得根据储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能的结果更准确。在一实施例中，重复计算3次储氧时间和放氧时间，再根据3次储氧时间和放氧时间的平均值，评估三元催化器性能。

进一步的，参照图6，本发明三元催化器性能的测试方法第六实施例提供一种根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算三元催化器内催化剂的放氧时间的方法，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S003包括：

步骤S013，记录三元催化器进口端的燃烧混合气从稀混合气变化为浓混合气的时刻为第二开始时间，记录后氧电压值自第二预设电压值至第一预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第二结束时间；

第二开始时间为燃烧混合气从稀混合气变换为理论混合气时的时刻，第二结束时间为后氧电压值自第二预设电压值至第一预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第二结束时间。本领域技术人员可以根据需要在第三预设电压值范围内任取一值，实现第二结束时间的测量。

步骤S014，计算第二结束时间和第二开始时间的差值为放氧时间。

在本实施例中，通过记录三元催化器进口端的燃烧混合气从浓混合气变化为稀混合气的时刻为第二开始时间，记录后氧电压值自第一预设电压值至第二预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值的时刻为第二结束时间，并计算第二结束时间和第二开始时间的差值为储氧时间。实现了三元催化器放氧时间的准确测量。

进一步的，参照图7，本发明三元催化器性能的测试方法第七实施例提供一种根据过量空气系数和后氧电压值的变化规律，计算催化剂的放氧时间的方法，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S002包括：

步骤S015，调节三元催化器进口端的过量空气系数为第二预设值，直至后氧电压值小于第二预设电压值；

调节三元催化器进口端的过量空气系数，使燃烧混合气达到富氧状态即稀混合气状态，此时流经三元催化器时会促使三元催化器内储氧材料吸收氧气，通过氧传感器测量燃烧混合气中的氧气含量，并得到后氧电压值。所述第二预设电压值为0.1V-0.3V之内的任一参数值，具体地，参照步骤S008。

步骤S016，减小三元催化器进口端的过量空气系数为第一预设值，直至氧电压值大于第一预设电压值，第一预设值小于第二预设值，第二预设电压值小于第一预设电压值；

当后氧电压值大于第一预设电压值时，燃烧混合气处于浓混合气状态。通过步骤S015和步骤S016可以实现燃烧混合气从稀混合气状态到浓混合气状态的转换。

步骤S017，记录过量空气系数从第二预设值至第一预设值过程中，过量空气系数为1的时刻为第二开始时间，记录后氧电压值自第二预设电压值至第一预设电压值过程中，后氧电压值为第三预设电压值时的时间为第二结束时间；

所述过量空气系数为1时的时刻时，燃烧混合气处于理论混合气状态，燃料与氧气充分燃烧。

步骤S018，计算第二结束时间和第二开始时间的差值为放氧时间。

所述放氧时间为当三元催化器前排气流相对理论空燃比作稀混合气到浓混合气的变化时，三元催化器后排气流中氧含量会跟随前排气流氧含量的变化存在一定的相应延迟，这个延迟时间及为放氧时间。

进一步的，参照图8，本发明还提出一种三元催化器性能的测试终端，该装置包括：

调节单元，用于根据三元催化器后氧电压值调节所述三元催化器进口端的过量空气系数；

检测单元，用于检测安装于所述三元催化器进口端传感器的空气系数以及三元催化器出口端的传感器的输出电压；

所述检测单元包括空燃比仪，氧传感器，电子控制单元。当然本领域技术人员可以根据需要设置不同的检测设备，以满足本发明的实现。

计算单元，用于计算所述三元催化剂的储氧时间和放氧时间。

所述计算单元包括INCA软件。当然本领域技术人员可以根据需要设置不同的计算设备，以满足本发明的实现。

评估单元，用于根据储氧时间和放氧时间评估三元催化器性能。

由于本三元催化器性能的测试终端采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质可以是图1的车辆中的存储器02，也可以是如ROM(Read-Only Memory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干信息用以使得车辆执行本发明各个实施例所述的方法。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。