一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法與流程
2024-04-13 03:51:05
1.本發明涉及混合動力系統控制的技術領域，具體涉及一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方。
背景技術：
2.三元催化器是降低排放的最有效途徑，若三元催化器劣化，會因其不起催化轉換作用而導致排放升高。重型柴油車排放標準中要求必須測試催化器效率。其中車載自診斷系統obd對三元催化器的轉化率劣化診斷採用主動測試的方式，在一定的工況下，對發動機電控單元進行特定的空燃比控制，然後通過對比其儲氧能力的值和標準值確定三元催化器的轉化效率。
3.考慮到混合動力行星排的發動機受整車控制器的控制，且車輛實際運行過程中受到附件和道路環境的影響，有發動機頻繁啟停和很少停機兩種工作模式，為了確保混合動力行星排車輛滿足排放標準有關於車載自診斷系統的檢測要求，尋求一種針對行星排混合動力系統中三元催化器轉化效率的劣化診斷的方法尤為重要。
4.現有技術（cn110284947a、cn113236404a、cn113431668a、cn113431669a）均提出了相關的檢測方法，但是現有技術中並未出現有針對行星排混合動力系統的相關診斷方法。
技術實現要素：
5.為解決上述現有技術中存在的缺陷與不足，本發明提供一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法。
6.本發明記載的技術方案為：一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法，其特徵在於：包括以下步驟：s0：整車在正常工況a以正常混合動力策略運行，並判定使能條件是否成立，若成立則進入診斷工況b；s1：進入診斷工況b後，整車控制器控制並調節發動機工作模式，並判斷進入工況b條件是否滿足，若滿足則進入恢復工況c；s2：當進入恢復工況c時，整車控制器控制發動機的工作參數並判斷進入工況c條件是否滿足，若滿足則進入步驟s3；s3：整車控制器控制循環次數+1，並判定循環次數與預設閾值的關係，當循環次數小於預設閾值時，返回步驟s0重新進行循環，當循環次數達到預設閾值c時，循環結束。
7.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s0中，使能條件成立包括：發動機催化器溫度≥t1；且發動機冷卻液溫度≥t2；且整車請求扭矩大於制動扭矩邊界扭矩且小於驅動電機邊界扭矩；其中t1，t2為關於溫度的標定量。
8.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s1中，整車控制器控制並調節發動
機工作模式包括：s1-1：若發動機沒有啟停工況，整車控制器控制發電機將發動機帶入倒拖模式；s1-2：若發動機具有頻繁啟停工況且發動機工作在怠速工況以上，整車控制器控制發動機進入停機模式；s1-3：若發動機因為附件的需要而工作在怠速工況下，整車控制器控制發電機將發動機帶入倒拖模式以滿足診斷需求。
9.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s1中，進入工況b條件滿足包括：s1-1中：發動機倒拖轉速≥n1，倒拖扭矩≥tq1，且倒拖工況運行時間≥t1；s1-2中：發動機的停機時間≥t2；s1-3中：發動機倒拖轉速≥n1，倒拖扭矩≥tq1，且倒拖工況運行時間≥t1；其中t1，t2為關於時間的標定量，n1為關於轉速的標定量，tq1為關於扭矩的標定量。
10.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s2中，整車控制器控制發動機的工作參數包括：發動機的工作轉速、工作扭矩及運行時間。
11.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s2中，進入工況c條件滿足包括：發動機的工作轉速≥n2；且發動機的工作扭矩≥tq2；且發動機的運行時間≥t2；其中，t2為關於時間的標定量，n2為關於轉速的標定量，tq2為關於扭矩的標定量。
12.進一步地，本發明還提供一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法，其特徵在於：包括以下步驟： s0：初始化，將發動機倒拖模式標誌位歸0，將倒拖模式完成標誌位歸0，將倒拖單次完成標誌位歸0；s1: 點火開關信號key_on為1時進入倒拖等待模式，此時發動機倒拖模式標誌位為0，倒拖單次完成標誌位為0；s2：判斷是否滿足倒拖模式進入條件，當倒拖模式進入條件成立時，進入發動機倒拖模式；s3：在進入發動機倒拖狀態時，激活計步器；s4：在發動機處於倒拖模式時，判斷是否滿足倒拖模式退出條件，當倒拖模式退出條件成立時，退出倒拖模式；s5：當退出倒拖模式時，若時間《t1，則不計次數，如時間》t1則記倒拖單次完成標誌位+1，倒拖單次完成標誌位累計次數8次以上，倒拖模式完成標誌位為1；其中，t1為有效倒拖標定時間；s6：判斷key_on是否為0，若為0則清零計步器數據，並轉至s0；若key_on不為0，且倒拖標誌位不為1，則轉至s2；若key_on不為0，且倒拖標誌位為1，則轉至s1。
13.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s2包括：s2.1：當發動機處於工作狀態時：若
整車車速veh_spd滿足v0《veh_spd《v1；且整車扭矩veh_tq滿足b0《veh_tq《b1；且倒拖模式完成標誌位和倒拖單次完成標誌位均為0時，進入發動機倒拖模式；s2.2：當發動機處於停機狀態時：若整車車速veh_spd 滿足v2《veh_spd《v3；且整車扭矩veh_tq滿足veh_tq《b2；且倒拖模式完成標誌位和倒拖單次完成標誌位均為0時，進入發動機倒拖模式；其中，v0，v1，v2，v3為與車速相關的轉速標定量；且v0＜v1＜v2＜v3；b0為考慮經濟性標定時通過車速查表得到的扭矩邊界；b1，b2為考慮經濟性標定時的驅動電機邊界值；且b0＜b1＜b2。
14.作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟s4中，所述倒車模式退出條件為：整車扭矩veh_tq滿足veh_tq》b3；或整車扭矩veh_tq滿足veh_tq《b4；或整車車速veh_spd滿足veh_spd《v4；其中，v4為與車速相關的轉速標定量，且v3＜v4；b4為考慮經濟性標定時通過車速查表得到的扭矩邊界；b3為考慮經濟性標定時的驅動電機邊界值，且b2＜b3＜b4。
15.一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法，其特徵在於：步驟s5中，倒拖單次完成標誌位信號為自復位信號，當超出有效時間t2時，倒拖單次完成標誌位歸0；其中，t2為自復位有效時間。
16.相較於現有技術，本發明能夠實現的技術效果包括：本發明提供一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法，現有技術中，整車控制器首先控制發動機工作在濃混合氣下，消耗催化器內儲存的氧氣；隨後，整車控制器強制催化器在稀混合氣下工作儲氧，整車控制器通過控制催化器工作於這種受控空燃比模式，直到儲存於催化器中的氧超過預設標定值或後氧傳感器指示催化器完全飽和後，再通過對比催化器的儲氧能力和臨界催化器的預設標定值，對催化器的轉化效率進行診斷；而本發明針對上述診斷方法設計出滿足檢測條件的對應工況，並通過判斷各工況對應的進入條件控制該系統進入對應的工況中，從而實現對該包含單行星排的混合動力系統催化器轉化效率的有效診斷。
附圖說明
17.圖1為本發明混合動力系統的結構示意圖；圖2為本發明第一實施例中車載自診斷系統obd的診斷工況示意圖；圖3為本發明第一實施例中車載自診斷系統obd的診斷工況運行流程圖；圖4為本發明第二實施例中各工況示意圖；圖5為本發明中第二實施例中發動機倒拖模式的狀態示意圖。
具體實施方式
18.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
19.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
20.在本發明的描述中，需要說明的是，術語「上」、「下」、「內」、「外」「前端」、「後端」、「兩端」、「一端」、「另一端」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
21.在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「設置有」、「連接」等，應做廣義理解，例如「連接」，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
22.如圖1所示為本發明提供的混合動力系統的結構示意圖，它通過行星機構g將發動機ice、驅動電機tm、發電機isg耦合在一起，其中發動機ice連接行星架端，發電機isg連接太陽輪端，驅動電機tm連接齒圈端，其中發動機ice由發電機isg拖動啟動。
23.[第一實施例]現有技術中，對行星排混合動力系統的催化器轉化效率的診斷方法為：1）首先，整車控制器控制發動機工作在濃混合氣下，消耗三元催化轉化器內儲存的氧氣；2）隨後，整車控制器強制催化器在稀混合氣下工作儲氧，整車控制器通過控制催化器工作於這種受控空燃比模式，直到儲存於催化器中的氧超過預設標定值或後氧傳感器指示催化器完全飽和後；3）再通過對比催化器的儲氧能力和臨界催化器的標定值，對三元催化轉化器的轉化效率進行診斷。
[0024]
本發明的目的是提供一種用於混合動力系統催化器轉化效率的診斷方法，設計出滿足檢測的工況並設置對應的進入條件，以實現對催化器轉化效率的有效診斷，該目的是通過以下技術方案實現的：如圖2-3所示為本發明提供的第一實施例，如圖2所示，本實施例中包括以下三種工況，正常工況a（正常運行工況）
→
診斷工況b（倒拖運行或發動機報文停機工況）
→
恢復工況c（發動機恢復正常運行的工況），具體為：正常工況a：正產工況a時整車正常運行，當車載自診斷系統obd診斷使能條件成立後，進入診斷工況b。
[0025]
診斷工況b：進入診斷工況b後，根據發動機的工作模式控制發動機進入停機或倒拖模式。
[0026]
恢復工況c：進入恢復工況c後，控制發動機的轉速和扭矩使其恢復到正常運行狀況，完成一整個車載自診斷系統obd的診斷工況循環。
[0027]
如圖3所示，第一實施例具體操作步驟為：s0：整車在正常工況a以正常混合動力策略運行，並判定使能條件是否成立，若成立則進入診斷工況b；在該步驟s0中，使能條件成立包括：發動機催化器溫度≥t1；且發動機冷卻液溫度≥t2；且整車請求扭矩大於制動扭矩邊界扭矩且小於驅動電機邊界扭矩；其中t1，t2為關於溫度的標定量。
[0028]
s1：進入診斷工況b後，整車控制器控制並調節發動機工作模式，並判斷工況b條件是否滿足，若滿足則進入恢復工況c；在該步驟s1中，整車控制器控制並調節發動機工作模式包括：s1-1：若發動機沒有啟停工況，整車控制器控制發電機將發動機帶入倒拖模式；此時進入工況b的條件需滿足：發動機倒拖轉速≥n1，倒拖扭矩≥tq1，且倒拖工況運行時間≥t1；s1-2：若發動機具有頻繁啟停工況且發動機工作在怠速工況以上，整車控制器控制發動機進入停機模式；此時進入工況b的條件需滿足：s1-2：發動機的停機時間≥t2；s1-3：若發動機因為附件的需要而工作在怠速工況下，整車控制器控制發電機將發動機帶入倒拖模式以滿足診斷需求；此時進入工況b的條件需滿足：發動機倒拖轉速≥n1，倒拖扭矩≥tq1，且倒拖工況運行時間≥t1；其中t1，t2為關於時間的標定量，n1為關於轉速的標定量，tq1為關於扭矩的標定量。
[0029]
s2：當進入恢復工況c時，整車控制器控制發動機的工作參數並判斷工況c條件是否滿足，若滿足則進入步驟s3；在該步驟s2中，整車控制器控制發動機的工作參數包括：發動機的工作轉速、工作扭矩及運行時間；進入工況c條件滿足包括：發動機的工作轉速≥n2；且發動機的工作扭矩≥tq2；且發動機的運行時間≥t2；其中，t2為關於時間的標定量，n2為關於轉速的標定量，tq2為關於扭矩的標定量，其中t2與運行工況轉速和扭矩有關，轉速越高，扭矩越大，t2越小。
[0030]
s3：整車控制器控制循環次數+1，並判定循環次數與預設閾值的關係，當循環次數小於預設閾值時，返回步驟s0重新進行循環，當循環次數達到預設閾值c時，循環結束。
[0031]
[第二實施例]如圖4-5所示為本發明第二實施例。
[0032]
如圖4所示，在本發明第二實施例中，根據單行星排混合動力系統中車輛實際運行
狀況中，一個完整的催化器轉化效率的診斷工況實際包括5個工況：工況1：整車起步階段，發動機處於停機狀態，當車速度高於預設值a，且整車請求扭矩小於驅動電機邊界，且大於制動扭矩的邊界時，進入倒拖模式。
[0033]
工況2：不進入倒拖模式。
[0034]
工況3：a段進入倒拖模式；b段處於急加速狀態，故不處於倒拖模式；c段進入倒拖模式，但時間《t，故屬於無效倒拖。
[0035]
d段車速較高，處於倒拖模式；工況4：綜合考慮經濟標定和制動扭矩邊界b來控制是否進入倒拖模式。
[0036]
工況5：和工況2類似，但工況5整車車速低於a，故工況5也不能進入倒拖模式。
[0037]
在該實施例中，其中倒拖模塊主要包括三部分：進入倒拖模式對應a段，退出倒拖模式對應b段和c段，倒拖有效模式，對應d段。
[0038]
第二實施例的具體步驟包括：s0：初始化，分別將發動機倒拖模式標誌位歸0，倒拖模式完成標誌位歸為0，及倒拖單次完成標誌位歸0；s1: 點火開關信號key_on為1進入倒拖等待模式，發動機倒拖模式標誌位為0，倒拖單次完成標誌位為0；s2：（1）當發動機處於工作狀態時：整車車速veh_spd滿足v0《veh_spd《v1且整車扭矩滿足b0《veh_tq《b1，且倒拖完成和單次完成標誌位都為0，進入發動機倒拖模式；（2）發動機處於停機狀態時：當v2《整車車速veh_spd《v3且整車扭矩veh_tq《b2，且倒拖完成和單次完成標誌位都為0，進入發動機倒拖模式； s3：在進入到發動機倒拖狀態時，激活計步器；s4：在發動機處於倒拖模式時，當veh_tq》b3或veh_tq《b4或veh_spd《v4時，退出倒拖模式；其中v0,v1,v2,v3,v4為與車速相關的轉速標定量；且滿足v0＜v1＜v2＜v3＜v4；b0，b4為綜合考慮經濟性標定後通過車速查表得到制動扭矩邊界；b1,b2,b3為綜合考慮經濟性標定的驅動電機邊界值；且滿足b0＜b1＜b2＜b3＜b4；s5：當退出倒拖模式時候，若時間小於t1，則不計次數；如時間》t1則記倒拖單次完成標誌位+1(該信號自復位信號，當超出有效時間t2時，該信號自動復位)，當累加次數8次以上，倒拖模式完成標誌位為1；s6：判斷key_on是否為0，若為0則清零計步器數據，轉至s0；若key_on不為0，且倒拖標誌位不為1，轉至s2；若key_on不為0，且倒拖標誌位為1，轉至s1。
[0039]
儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。