一种防止发动机催化器烧蚀的方法、系统及车辆与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种防止发动机催化器烧蚀的方法、系统及车辆。

背景技术：

催化器是现代发动机管理系统中必不可少的重要零部件，安装于汽车排气系统中，其工作温度达到300°以上时，在贵金属铂、铑、钯的催化作用下，能将汽车燃烧产生的co、hc、nox等有害气体发生氧化还原化学反应，转化为co2、h2o、n2，从而净化汽车尾气。催化器是降低排放的最有效途径，若催化器劣化，则会造成其不起催化转换作用而影响排放升高。

然而，在发动机长时间高负荷工况运行时，曲轴箱中积聚的燃油蒸气，会吸入到催化器中，若车辆进入滑行工况，在发动机燃油停喷后，进入催化器中的燃油蒸气及氧气会在催化器继续内部进行氧化反应，可能造成催化器高温损坏、催化器失效等问题。

基于现有技术存在的缺点，急需研究一种防止发动机催化器烧蚀的方法、系统及车辆，来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种防止发动机催化器烧蚀的方法、系统及车辆，本发明在油门踏板开度不小于第一预设值后，通过状态信息判断车辆的工况，进而控制喷油器的喷油状态；在车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油，在车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油，能够避免燃油蒸气直接进入催化器并在催化器内发生化学反应，造成催化器温度升高的问题。

本发明公开了一种防止发动机催化器烧蚀的方法，所述方法包括以下步骤：

当油门踏板开度不小于第一预设值时，实时获取车辆的状态信息；

根据所述状态信息，确定车辆的工况；

当所述车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油；

当所述车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油并重新确定车辆的工况，直至所述车辆的工况处于第一预设工况，禁止喷油器喷油。

进一步地，所述根据所述状态信息，确定车辆的工况包括：

根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第一预设条件；

如果所述状态信息满足所述第一预设条件，则判定车辆不处于第二预设工况；

如果所述状态信息不满足所述第一预设条件，则判定车辆处于第二预设工况。

进一步地，所述车辆的状态信息至少包括曲轴箱内燃油蒸气量和车辆的车速；

所述根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第一预设条件包括：

判断所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速是否符合所述第一预设条件，所述第一预设条件为所述曲轴箱内燃油蒸气量小于第二预设值且所述车辆的车速小于第三预设值；

如果所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速满足所述第一预设条件，判定所述车辆不处于所述第二预设工况；

如果所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速不满足所述第一预设条件，判定所述车辆处于所述第二预设工况。

进一步地，所述如果所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速满足所述第一预设条件，判定所述车辆不处于所述第二预设工况之后还包括：

根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第二预设条件：

判断所述车辆的车速是否满足所述第二预设条件，所述第二预设条件为所述车辆的车速小于第四预设值；其中，所述第四预设值小于所述第三预设值；

如果所述车辆的车速不满足第二预设条件，判定所述车辆处于第一预设工况；

如果所述车辆的车速满足第二预设条件，判定所述车辆处于第三预设工况，

当所述车辆处于第三预设工况时，则控制喷油器喷油。

进一步地，所述当油门踏板开度不小于第一预设值时，获取车辆的状态信息之前还包括：

获取油门踏板开度；

将所述油门踏板开度与第一预设值进行比较；

当所述油门踏板开度不小于所述第一预设值，则获取车辆的状态信息；

当所述油门踏板开度小于所述第一预设值，则重新获取油门踏板开度并与所述第一预设值进行比较。

进一步地，所述获取车辆的状态信息之前还包括：

获取空燃比、进气总管的当前压力值和曲轴箱内的预设燃油蒸气量；

根据所述空燃比和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量；

或根据所述进气总管的当前压力值和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量。

进一步地，所述根据所述空燃比和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量包括：

获取所述曲轴箱内空气质量；

根据所述空气质量和所述空燃比，确定所述曲轴箱内燃油蒸气的增长率；

根据所述曲轴箱内燃油蒸气的增长率和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量。

进一步地，所述根据所述进气总管的当前压力值和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量包括：

获取进气总管的预设压力值；

根据所述进气总管的预设压力值和所述进气总管的进气总管的当前压力值，确定所述曲轴箱内燃油蒸气的下降率；

根据所述曲轴箱内燃油蒸气的下降率和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量。

本发明还提供一种曲轴箱内燃油蒸气量的确定系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取车辆的状态信息；

确定模块，用于根据所述状态信息，确定车辆的工况；

判断模块，用于当所述车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油；当所述车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油并重新确定车辆的工况，直至所述车辆的工况处于第一预设工况，禁止喷油器喷油。

本发明还提供一种车辆，设置有如上所述的曲轴箱内燃油蒸气量的确定系统。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明在油门踏板开度不小于第一预设值后，通过状态信息判断车辆的工况，进而控制喷油器的喷油状态；在车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油，在车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油，能够避免燃油蒸气直接进入催化器并在催化器内发生化学反应，造成催化器温度升高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的一种防止发动机催化器烧蚀的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的发动机进排气结构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种防止发动机催化器烧蚀的系统结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：

1-获取模块；2-确定模块；3-判断模块；4-进气总管；5-pcv阀；6-发动机盖罩；7-发动机缸体；8-排气总管；9-压力温度传感器；10-宽裕氧传感器；11-节气门；12-催化器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现有技术中所述发动机控制系统存在以下缺点：在发动机长时间高负荷工况运行时，曲轴箱中积聚的燃油蒸气，会吸入到催化器中，若车辆进入滑行工况，在发动机燃油停喷后，进入催化器中的燃油蒸气及氧气会在催化器继续内部进行氧化反应，可能造成催化器高温损坏、催化器失效等问题。

针对现有技术的缺陷，本发明的实施例提供一种防止发动机催化器烧蚀的方法，本发明在油门踏板开度不小于第一预设值后，通过状态信息判断车辆的工况，进而控制喷油器的喷油状态；在车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油，在车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油，能够避免燃油蒸气直接进入催化器并在催化器内发生化学反应，造成催化器温度升高的问题。

参见附图1-图3，本实施例提供了一种防止发动机催化器烧蚀的方法，所述方法包括以下步骤：

s1：当油门踏板开度不小于第一预设值时，实时获取车辆的状态信息；

s2：根据所述状态信息，确定车辆的工况；

s3：当所述车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油；

s4：当所述车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油并重新确定车辆的工况，直至所述车辆的工况处于第一预设工况，禁止喷油器喷油。

需要说明的是：本实施例在油门踏板开度不小于第一预设值后，通过状态信息判断车辆的工况，进而控制喷油器的喷油状态；在车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油，在车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油，能够避免燃油蒸气直接进入催化器并在催化器内发生化学反应，造成催化器温度升高的问题，直至所述车辆的工况由第二预设工况变为所述第一预设工况，才控制所述喷油器禁止喷油。

具体地，所述第一预设值为所述车辆油门踏板开度的预设值，在本实施例中将所述第一预设值设置为所述车辆的油门踏板的最大开度；故当驾驶员将油门完全松开时，则实时获取车辆的状态信息，基于所述状态信息确定车辆的工况，并进行后续操作。

在本实施例中，还可以根据第一数据表，获取车辆是否处于危险工况；其中，所述第一数据表用于记录危险工况与车辆的车速及曲轴箱内的燃油蒸气量与的映射关系。

具体地，实时获取所述车辆的状态信息，并根据所述状态信息和所述第一数据表，确定所述车辆的工况；

当所述车辆处于危险工况时，则控制喷油器继续喷油。

优选地，所述根据所述状态信息，确定车辆的工况包括：

根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第一预设条件；

如果所述状态信息满足所述第一预设条件，则判定车辆不处于第二预设工况；

如果所述状态信息不满足所述第一预设条件，则判定车辆处于第二预设工况。

优选地，所述车辆的状态信息至少包括曲轴箱内燃油蒸气量和车辆的车速；

所述根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第一预设条件包括：

判断所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速是否符合所述第一预设条件，所述第一预设条件为所述曲轴箱内燃油蒸气量小于第二预设值且所述车辆的车速小于第三预设值；

如果所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速满足所述第一预设条件，判定所述车辆不处于所述第二预设工况；

如果所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速不满足所述第一预设条件，判定所述车辆处于所述第二预设工况。

优选地，所述如果所述曲轴箱内燃油蒸气量和所述车辆的车速满足所述第一预设条件，判定所述车辆不处于所述第二预设工况之后还包括：

根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第二预设条件：

判断所述车辆的车速是否满足所述第二预设条件，所述第二预设条件为所述车辆的车速小于第四预设值；其中，所述第四预设值小于所述第三预设值；

如果所述车辆的车速不满足第二预设条件，判定所述车辆处于第一预设工况；

如果所述车辆的车速满足第二预设条件，判定所述车辆处于第三预设工况，

当所述车辆处于第三预设工况时，则控制喷油器喷油。

在本实施例中，根据车速和曲轴箱内的燃油蒸气量可以将车辆的工况分为三种情况，所述第一预设工况为非危险工况，此时可以禁止喷油器喷油，由于燃油蒸气量偏少，进入催化器内发生的化学反应不至于引起催化器温度超限；

所述第二预设工况为危险工况，此时如果禁止喷油器喷油，则会使燃油蒸气直接进入催化器，并在催化器内发生反应，进而产生热量；

所述第三预设工况为低速滑行工况，此时虽然车辆的速度小于所述第三预设值，但所述车辆并不是处于非危险工况，且与非危险工况对喷油器的控制也不同；在所述第三预设工况时，由于车辆车速较低，如果禁止喷油器喷油，则会造成车辆熄火，影响驾驶员驾驶车辆的舒适性；故此时需控制喷油器进行喷油，避免所述车辆熄火，造成不良影响。

具体地，当所述车辆处于第三预设工况时，控制喷油器进行喷油；当所述车辆的车速不小于所述第四预设值时，则表明所述车辆的工况发生了变化，则需进一步根据所述状态信息进一步判断所述车辆的工况。

具体地，需判断所述状态信息是否满足第一预设条件，如果所述状态信息满足所述第一预设条件，则表明所述车辆处于第一预设工况；如果所述状态信息不满足所述第一预设工况，则表明所述车辆处于第二预设工况。

在本实施例中，需实时获取车辆的状态信息，并基于所述状态信息实时判断所述车辆的工况。

优选地，所述当油门踏板开度不小于第一预设值时，获取车辆的状态信息之前还包括：

获取油门踏板开度；

将所述油门踏板开度与第一预设值进行比较；

当所述油门踏板开度不小于所述第一预设值，则获取车辆的状态信息；

当所述油门踏板开度小于所述第一预设值，则重新获取油门踏板开度并与所述第一预设值进行比较。

具体地，实时监控油门踏板的开度，当油门踏板的开度不小于所述第一预设值时，则获取状态信息并确定工况；若油门踏板的开度小于所述第一预设值，则表明驾驶员并未完全将油门踏板松开，则重新获取油门踏板的开度。

优选地，所述获取车辆的状态信息之前还包括：

获取空燃比、进气总管的当前压力值和曲轴箱内的预设燃油蒸气量；

根据所述空燃比和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量；

或根据所述进气总管的当前压力值和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量。

在其他实施例中，也可以使用灵敏元件进行检测曲轴箱内的燃油蒸气量，只是生产成本会大大提高。

本实施例中，使用空燃比、进气总管的压力值和曲轴箱内的预设燃油蒸气量，来计算曲轴箱内的燃油蒸气量。

在本实施例通过空燃比确定曲轴箱燃油蒸气量或通过进气总管的当前压力值确定曲轴箱燃油蒸气量；本发明无需设置气敏元件来测量燃油蒸气的密度，降低了成本，且能够避免由于不能确定曲轴箱内燃油蒸气量，而造成实际进入气缸的燃油量较需求燃油量多，进而导致发动机空燃比控制偏浓，影响车辆的排放性能等问题。

具体地，通过空燃比确定曲轴箱内的燃油蒸气量和通过进气总管的当前压力值确定曲轴箱内的燃油蒸气量的区别在于：当车辆处于大负荷工况运行时，曲轴箱内的燃油蒸气量不断生成，故可以通过空燃比确定曲轴箱内的燃油蒸气的增长率，进而确定曲轴箱内的燃油蒸气量；当车辆处于小负荷工况时，曲轴箱内的燃油蒸气量不断消耗，故可以通过进气总管的当前压力值值来确定曲轴箱内燃油蒸气的下降率，进而确定曲轴箱内的燃油蒸气量。

具体地，由于车辆处于不同工况下，曲轴箱燃油蒸气量的变化不同，故先确定车辆处于何种工况，再确定曲轴箱燃油蒸气量，使得获取曲轴箱燃油蒸气量更加准确。

在本实施例中，根据负荷率将车辆分为不同工况时，可以分为三种工况，即大负荷工况、小负荷工况和正常负荷工况；将负荷率超过60％定义为大负荷工况，负荷率在0～30％定义为小负荷工况和负荷率在30％～60％定义为正常负荷工况。

优选地，所述根据所述空燃比和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量包括：

获取所述曲轴箱内空气质量；

根据所述空气质量和所述空燃比，确定所述曲轴箱内燃油蒸气的增长率；

根据所述曲轴箱内燃油蒸气的增长率和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量。

具体地，所述曲轴箱内空气质量可以通过传感器获取。

具体地，根据所述空燃比计算所述曲轴箱内的燃油蒸气增长量的计算过程：

根据所述发动机的转速、发动机负荷率、空燃比和空气质量计算曲轴箱燃油蒸气量的生成率，积分得到所述曲轴箱内的燃油蒸气增长量。

在其他实施例中，所述曲轴箱内的燃油蒸气增长量还可以根据空燃比和曲轴箱通风量或活塞漏气量来确定。

具体地，获取曲轴箱通风量或活塞漏气量；根据曲轴箱通风量或活塞漏气量和空燃比，确定所述曲轴箱内燃油蒸气的增长率；根据所述曲轴箱内燃油蒸气的增长率和所述预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内的燃油蒸气增长量。

优选地，所述根据所述进气总管的当前压力值和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量包括：

获取进气总管的预设压力值；

根据所述进气总管的预设压力值和所述进气总管的进气总管的当前压力值，确定所述曲轴箱内燃油蒸气的下降率；

根据所述曲轴箱内燃油蒸气的下降率和所述曲轴箱内的预设燃油蒸气量，确定所述曲轴箱内燃油蒸气量。

具体地，根据进气总管的当前压力值计算所述曲轴箱内的燃油蒸气减少量的计算过程：

根据进气总管的当前压力值(也可看成进气总管的真空度)，计算曲轴箱燃油蒸气量的消耗速率，积分得到所述曲轴箱内的燃油蒸气减少量。

当所述车辆处于大负荷工况时，获取所述车辆处于大负荷工况的累计时间：

当所述累计时间不小于所述预设时间时，则控制所述喷油器继续喷油；

当所述累计时间小于所述预设时间时，则禁止所述喷油器喷油。

具体地，所述发动机负荷率可以由发动机的转速替换；所述曲轴箱通风量可以由活塞漏气量来替换。

还需要说明的是，本实施例的发动机进排气结构可参见图2，当车辆进入滑行工况时，控制器控制喷油器断油且控制节气门11的开度减小，使得进气总管4中的气体压力减小到大气压力以下，形成真空环境；与进气总管4相连的pcv阀5在真空环境下打开单向阀，将发动机缸体7和发动机盖罩6之间的空间中充满的燃油蒸气，吸入进气总管4中，因燃油蒸气量不足以达到可点燃的浓度，使得无法在燃烧室中被点燃而直接排入催化器12中，发动机断油前的催化器12温度可到750℃以上，断油后补充的新鲜气量进入催化器12进行化学反应，额外补充的曲轴箱燃油蒸气量，加剧了这种反应，使得宽裕氧传感器10的中心温度持续冲高而超过950℃的限值，这种温度冲高趋势随着滑行时间的增长而越发明显，原因在于断油后的进气量小，无法将13中的热量带走，热量聚集并进一步加速化学反应，使得温度继续提升，进而对催化器12造成一定的影响。

在其他实施例中，可以通过发动机负荷率和曲轴箱通风量，来判断所述车辆的是否处于大负荷工况；

具体地，所述根据所述状态信息，确定车辆的工况还包括：

所述状态信息包括发动机负荷率和曲轴箱通风量；

根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第一预设条件；

如果所述状态信息满足所述第一预设条件，则判断车辆处于第一预设工况；

如果所述状态信息不满足第一预设条件，则判断车辆处于第二预设工况；

具体地，所述根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第一预设条件包括：

判断所述曲轴箱通风量和所述发动机负荷率是否满足第一预设条件，第一预设条件为所述曲轴箱通风量不小于第五预设值且所述发动机负荷率不小于第六预设值；

如果所述曲轴箱通风量和所述发动机负荷率满足第一预设条件，判定所述车辆处于第四预设工况；

如果所述曲轴箱通风量和所述发动机负荷率不满足第一预设条件，判定所述车辆处于第二预设工况；其中，所述第四预设工况为大负荷工况。

具体地，所述如果所述曲轴箱通风量和所述发动机负荷率满足第一预设条件，判定所述车辆处于第四预设工况之后还包括：

根据所述状态信息，判断所述状态信息是否满足第二预设条件：

判断所述车辆处于第四预设工况的累计时间是否满足所述第二预设条件，所述第二预设条件为所述累计时间小于预设时间；

如果所述车辆的状态信息满足第二预设条件，判定所述车辆处于第一预设工况；

如果所述车辆的状态信息不满足第二预设条件，判定所述车辆处于第三预设工况，当所述车辆处于第三预设工况时，则控制喷油器喷油。

本发明还提供一种曲轴箱内燃油蒸气量的确定系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取车辆的状态信息；

确定模块，用于根据所述状态信息，确定车辆的工况；

判断模块，用于当所述车辆处于第一预设工况时，禁止喷油器喷油；当所述车辆处于第二预设工况时，控制喷油器喷油并重新确定车辆的工况，直至所述车辆的工况处于第一预设工况，禁止喷油器喷油。

本发明还提供一种车辆，设置有如上所述的曲轴箱内燃油蒸气量的确定系统。

所述车辆还包括检测装置，所述检测装置与所述控制器电连接；所述检测装置包括氧传感器和发动机转速传感器；

所述氧传感器设置在所述排气管上，用于获取空燃比；

所述发动机转速传感器设置在发动机上，用于获取所述发动机的转速。

所述车辆还包括警示器，所述警示器与所述控制器电连接；

所述警示器用于：当所述车辆处于第一预设工况时，展示第一提示信息；

当所述车辆处于第二预设工况时，展示第二提示信息；

其中，所述第一提示信息用于提示所述处于非危险工况，所述第二提示信息用于提示所述车辆处于危险工况。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

以上所描述的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。