TWC(三元催化器)说明

车载诊断系统 资料
三元催化器 3. 监测手法 （副HO2S反转周期检测法） 3-3.催化剂劣化检测
利用催化剂净化性能与催化剂后的A/F(空燃比)变动周期的关系，通过安装在催化剂后的副HO2S传感器来检测氧 的浓度,浓、淡切换反转周期，通过变动时间，可以检测出催化剂的净化性能下降。
<催化剂前、主HO2S传感器的输出电压> 图8
增加。如果表示这种状态的参数在所定的时间内，超过了所定的值就判定为故障。
For Instructor
120
100
80
车速 [km/h]
60
40
①正常的催化剂
目标副HO2S与实际副HO2S的差异波形图
3 0.6
车速
2.5
0.3
副HO2S目标 2
1.5副HO20S
副HO2S传感器输出
[v]
1 -0.3
20
§由于熄火等原因，造成未燃烧气体产生异常发热时，造成表面积下
降、构成变化、重金属集中等促进化学反应的能力下降（热劣化）。 图3
这种能力的下降，即使在正常工作时，也会随着时间的变化而下
降。
90
催化剂净化率(%)
0
最佳净化温度区
低温区
高温区
不能发生化学 热劣化开始
反应
500
950-1050
催化剂温度(℃)
1. 热劣化
4.催化 剂中毒
图5 MIL亮灯 劣化
暂时性的 性能下降 其它原因
3.物理性破损
更换催化剂
2.载体熔损
长期使用（年久劣化）
异常高温劣化
净化性能劣化 熔损
破损 催化剂中毒
外部(冲击)
内部(催化剂内燃料着火)
后着火
品质不良燃料(硫磺含量过高） 使用有铅汽油
异常升温 (催化剂温度上升不足)
排压漏气
劣化检测用、副HO2S传感器异常
催化剂净化最佳空燃比控制出现偏差
由于其它原因空燃比有偏差。
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三元催化器 2 ． 推测的故障与原因 2-2, 推测故障
可以通过MIL亮灯，得知催化剂性能的下降。
所设定的体积比表面积．
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§通过氧传感器对空燃比反馈进行控制，将空燃比比例控制在理论空
燃比附近。在这些作用中：
图2
三元催化剂
・高浓度的空燃比浓（O2淡少）时，催化剂自身释放出O2，以促进 HC 或CO的氧化。
而且以CO作为媒介，将NOX还原/氧化为N2，C2，CO2。 ・空燃比淡(O2过多)时，一边储存O2，一边使HC与CO发生氧化，变 成H2O、CO2。 通过这个反复过程，净化了CO，HC，NOX。
2.5 副HO2S目标2
0.3
SO2
1.5
0
[V]
副HO2S传感器输出
1 -0.3
20
0.5 -0.6
0
0
0
50 100 150 200
TIME[sec]
0 10 T2I0ME3[s0ec] 40 50 ｸﾙ ｰｽ ﾞ時間 [sec]
劣化参数
故障判定値
检测结束
参数检测时间 ※参数：标准化了的指数
正常
5 车数（VＰ）
6 空燃比的变动
7 催化剂床温度
8 A/F反馈补偿系数
代表例 06ACCORD
检查范围
70℃以上 -25℃以上 (吸气管部装配型) 210mmHg～600mmHg 1150rpm ～2700rpm 50km/h以上的巡航行驶 无很大变动（给油量一定） 催化剂可以充分暖机的条件 A/F反馈中
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三元催化器 5. 亮灯方法、熄灯基准 （副HO2S反转周期检测法） 5-1. MIL的亮灯方法
利用1D/C，MIL亮灯
平时
故障
DTC确定 （亮灯）
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1D/C
IG ON
蓄电池取消，DTC清除后，利用2D/C来让MIL亮灯
蓄电池取消 DTC取消
故障
假设DTC （熄ON
OFF ON
OFF ON
OFF
IG ON
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车载诊断系统 资料
三元催化器
6. 监测手法 （预测副HO2S偏差检测法） 6-1.利用高精度A/F控制，实现副HO2S传感器输出电压的控制。
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图6
故障形态 什么时候，为什么发生?
推测的根本原因
由于长时间劣化
1
热劣化
由于异常高温，特异劣化
2
熔损
由于异常高温，特异劣化
3
破损
路况较差路段行驶，事故等
4 催化剂中毒
老化 使用含硫磺高的燃料
因正常使用而劣化 失火 空燃比异常 失火 空燃比异常
不可推测
推测内的劣化 非指定燃料, 地域差异等
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三元催化器 3． 监测手法 3-1. 中国的OBD监测手法
① 副HO2S反转周期检测法 ② 预测副HO2S偏差检测法
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三元催化器 3. 监测手法 3-2. OBD监测适应车型
06M
预测偏差检测法
07M
反转周期检测法
预测偏差检测法 反转周期检测法
预测偏差检测法
FMC
预测偏差检测法
预测偏差检测法
预测偏差检测法
预测偏差检测法
预测偏差检测法
预测偏差检测法
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浓
<催化剂后、副HO2S传感器的输出电压>
催化剂净化性能 正常时 浓
淡
主HO2S
副HO2S
淡 ＳＯ２反转周期
催化剂净化性能 劣化时 浓
三元催化剂
淡
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三元催化器 3. 监测手法 （副HO2S反转周期检测法） 3-4. 催化剂的净化性能与副HO2S反转周期的关系
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三元催化器 4. 监测条件 （SO2反转周期检测法）
代表例）06FIT CVT
1 冷却水温
项目
2 吸入空气温度
3 车速 （VP) 4 吸气负压 (PBA） 5 发动机转数 (Ne) 6 推测催化剂温度 7 A/F反馈补偿系数 8 副HO2S传感器故障检测
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三元催化器 5. 亮灯方法、熄灯基准 （副HO2S反转周期检测法） 5-2. MIL的熄灯条件
如果有判断为正常的3D/C的话，MIL就熄灯。
DTC确定（亮灯）
※但是，不消除DTC
车载诊断系统 资料
熄灯
故障
D/C
IG ON
OK
OK
OK
1D/C
2D/C
3D/C
IG OFF IG
IG IG
IG IG
7. 监测条件
（预测副HO2S偏差检测法）
8. 亮灯方法、熄灯基准 （预测副HO2S偏差检测法）
车载诊断系统 资料
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三元催化器
1. 功能构造的说明
图１
§常用的三元催化剂材料有 促进NOx分解的铑；及具有促进CO，HC氧化功能的钯与白金。 对于排气，为了能够有效地进行反复的化学反应，通常作用是以网状
劣化参数
故障判定値
检测结束
参数检测时间
故障
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三元催化器 7. 监测条件 （预测副HO2S偏差检测法）
No.
项目
1 冷却水温
2 吸入空气温度
3 吸气负压（PBA）
4 发动机转数（Ne）
正常时
・ 由于催化剂后的A/F变动变慢，反转周期变长。
图11 浓
副HO2S电压信号
淡
燃料修正系数 增量 （ST燃油修正） 减量
副HO2S反转周期
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劣化时
・ 由于催化剂后的A/F变动加快，副HO2S反转周期变短。
副HO2S电压信号
图12 浓
淡
燃料修正系数 增量 （ST燃油修正） 减量
副HO2S反转周期
排气 影响
有 有
有 有 有 有
诊断手法 ＤＴＣ
P0420
P0301～ P0171
(P0430)※V6
P0172
催化剂劣化 熄火检测 空燃比异常
故障 故障 故障
故障
故障
故障 故障 故障
故障
故障
故障
故障
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副HO2S传感器输出电压
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催化剂后
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三元催化器 6. 监测手法 （预测副HO2S偏差检测法） 6-2催化剂的劣化判定 当催化剂的净化能力下降，会对以催化剂后A/F为目标的副HO2S传感器输出所产生的偏差的频度会
※ 基本上是进行1D/C检测，但是在进行了蓄电池取消以及利用HDS清除DTC 后，即进行2D/C检测。
DTC確定（亮灯）
故障
IG ON
1D/C
IG OFF IG ON
2D/C
IG OFF Page-10
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0.5 -0.6
0
0
0
50 100 150 200
0 10 T2I0ME3[s0ec] 40 50
TIME[sec]
根据运行状态来ｸ消ﾙ ｰ ｽ ﾞ時間 [sec]
除副HO2S的变动
换算
120
100
80 车速 [km/h] 60
40
②劣化的催化剂
目标副HO2S与实际副HO2S的差异波形图
车速
3 0.6
根据副HO2S反转周期检测法，催化剂劣化检测是副HO2S传感器在反转输出之前变化空燃比的一种方式。但是，这种 方式应答性很差，会在很大程度上影响控制超低公害车的有害气体的排放。 于是，超低公害车上所使用的新A/F反馈（高精度A/F控制），其ECM/PCM在转换特性上可以预测催化剂后的副HO2S传 感器输出电压，使空燃比控制停留在中间电位，从而使其能稳定在更接近理论空燃值，再设定催化剂前的目标A/F。 因此用这种高精度A/F控制对应的催化剂劣化检测法（预测副HO2S偏差检测法）是有必要的。
故障
1D/C
IG ON
8-2. MIL的熄灯条件 判断正常的D/C要有3次,MIL即熄灯
DTC确定（亮灯）
IG OFF IG ON
副HO2S传感器的转换特性 副HO2S传感器的应答性 实际空燃比
如果高精度地控制A/F，SO2就会保持在中间电位。
停留于此附近
副HO2S传感器的输入电压 副HO2S传感器输出电压
浓← 空燃比 →淡
副HO2S传感器输出电压 时间
浓← 空燃比 →淡
排出气体
A/F 传感器
A/F传感器输出电压 催化剂前
Sec O2 传感器
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三元催化器 图4
2 ． 推测的故障与原因
2-1. 推测的故障形态 催化剂自身的净化性能下降，可以推测有下列1～4种原因。 § 可以用肉眼判断出来的熔损，破损。
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70℃ 以上
检测范围
-7℃以上（吸气管部装配型）
48km/h以上 160mmHg ～ 510mmHg 1250rpm ～ 2500rpm 催化剂可以充分暖机的条件 A/F反馈中 无DTC
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6010時間sec20timesec304050参数检测时间故障判定値检测结束正常劣化参数劣化参数参数检测时间检测结束故障判定値正常的催化剂timesec020406080100120050100150200车速kmh0051152253副ho2s传感器输出车速副ho2s目标timesec劣化的催化剂020406080100120050100150200车速kmh0051152253副ho2s传感器输出车速副ho2s目标当催化剂的净化能力下降会对以催化剂后af为目标的副ho2s传感器输出所产生的偏差的频度会增加
图7 中国上市车型
・ACCORD ・FIT
ENG
L4 V6
L4
・FIT Saloon L4
・Odyssey
L4
・CR-V（东风本田） L4
・Civic（东风本田） L4
・RL
V6
・TL
V6
・MDX
V6
MISS
AT
CVT MT
AT MT
AT
AT MT
AT AT AT AT
04M
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05M
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三元催化器
Three Way Catalyst（TWC ：三元催化剂）的构造与功能
1. 概要说明
2. 推测的故障与原因
3. 监测手法
（副HO2S反转周期检测法）
4. 监测条件
（副HO2S反转周期检测法）
5. 亮灯方法、熄灯基准 （副HO2S反转周期检测法）
6. 监测手法
（预测副HO2S偏差检测法）
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三元催化器 8. 亮灯方法、熄灯基准 （预测副HO2S偏差检测法）
8-1. MIL的亮灯方法
根据2D/C检测，MIL亮灯
假设DTC （熄灯）
DTC取消后