CN101936208A - 基于排气温度和排气背压的柴油机净化器在线诊断方法 - Google Patents

基于排气温度和排气背压的柴油机净化器在线诊断方法 Download PDF

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吕明
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Abstract

一种基于排气温度和排气背压的柴油机排气净化器在线诊断方法，属于柴油机排气后处理在线诊断技术。柴油机运行过程中，中央控制单元(7)根据柴油机转速信号(10)和柴油机扭矩信号(11)查排气温差信号MAP图和排气背压信号MAP图，确定当前工况下的排气温差和排气背压阈值。通过温度信号比较器(12)得到排气温差信号(8)；通过排气净化器(4)前的排气压力传感器(3)得到排气背压信号(9)。中央控制单元通过将排气温差信号和排气背压信号与排气温差阈值和排气背压阈值进行比较以确定净化器的工作是否正常。该诊断方法，有效地对柴油机排气净化器的工作状况进行实时监测和在线诊断，实现了柴油机排气净化器工作是否正常的在线诊断。

Description

基于排气温度和排气背压的柴油机净化器在线诊断方法
技术领域
本发明属于柴油机排气后处理在线诊断技术，特别涉及一种针对柴油机排气净化器的在线诊断方法。
背景技术
随着汽车排放法规日益严格、柴油机排气净化技术日趋完善以及排气净化技术应用日益广泛，美国和欧洲已开始着手研究应用于柴油车的OBD系统 (车载诊断系统)。美国和欧洲在2005 ~ 2006年相继推出了关于柴油车OBD系统的标准，其中包括了对柴油机排气净化技术——选择性催化还原技术 (SCR) 中的尿素液位、尿素液位传感器功能、尿素是否使用、尿素温度传感器功能、尿素罐加热器、NOx传感器功能以及NOx排放超标等的监测要求。中国颁布的“汽车污染物排放限值及测量方法 (III、IV)”的国家标准中，也明确地对柴油车OBD提出了具体的要求；该标准明确要求，柴油车OBD系统必须监测催化转化器效率的下降 (如装有催化转化器) 以及微粒捕集器的功能和完整性 (如装有微粒捕集器) 等。
从目前来看，普遍认可、比较成熟并有可能得到广泛应用的柴油机排气净化技术主要有：用于柴油机排气NOx净化的SCR技术 (选择性催化还原技术)，用于柴油机排气HC、CO以及SOF等净化的DOC技术 (氧化催化转化技术)，用于柴油机排气微粒净化的DPF技术 (微粒捕集技术) 等。
目前，一般都是针对柴油机排气净化系统的诊断技术和诊断方法进行研究，如针对SCR系统的诊断主要是进行尿素液位、尿素液位传感器功能、尿素是否使用、尿素温度传感器功能、尿素罐加热器等部分的诊断，而针对柴油机排气净化系统的核心部分——净化器工作是否正常的诊断则缺乏可靠有效的诊断技术和诊断方法。从目前来看，柴油机排气净化器中的催化剂是否失效或老化、催化剂载体或过滤载体是否堵塞或破损等故障的诊断都难以进行；其关键问题是没有合适的净化器工作是否正常的诊断方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题：
为解决柴油机排气净化器的在线诊断问题，本项发明根据柴油机排气净化器的工作特点，提出了一种针对柴油机排气净化器在线诊断的基于排气温度和排气背压的在线诊断方法。通过在线诊断方法可以对柴油机排气净化器的工作是否正常进行在线诊断。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：
一种基于排气温度和排气背压的柴油机排气净化器在线诊断方法，该方法是以柴油机转速信号和柴油机扭矩信号作为柴油机工况检测信号；净化器前排气温度传感器和净化器后排气温度传感器作为产生排气净化器前后排气温差检测的信号，以排气压力传感器作为排气净化器排气背压检测的信号。
通过温度信号比较器得到排气净化器前后的排气温差信号。中央控制单元根据柴油机转速信号和柴油机扭矩信号，查排气温差信号MAP图和排气背压信号MAP图，以确定当前柴油机运行工况下的排气温差阈值和排气背压阈值。
中央控制单元通过将排气温差信号和排气背压信号 P与排气温差阈值和排气背压阈值进行比较以确定净化器的工作是否正常。
如果  T max 并且 P min  P P max  排气净化器正常。
如果 < T max  或 P< P min  或 P> P max  排气净化器故障。
= T 2 -T 1 为排气温差信号、T max 为排气温差阈值、P min 为排气背压阈值最小值、P max 为排气背压阈值最大值。
本发明的有益效果：
本发明的有益效果是，实现了柴油机排气净化器工作是否正常的在线诊断。研究结果表明，采用基于排气温度和排气背压的柴油机排气净化器在线诊断方法，可以有效地对柴油机排气净化器的工作状况进行实时监测和在线诊断。
附图说明
图1为柴油机排气净化器在线诊断方法示意图。
图2为柴油机排气净化器在线诊断方法的框图。
图中：1. 柴油机，2. 排气管，3. 排气压力传感器，4. 排气净化器，5. 净化器后排气温度传感器，6. 排气尾管，7. 中央控制单元，8. 排气温差信号，9. 排气背压信号，10. 柴油机转速信号，11. 柴油机扭矩信号，12. 温度信号比较器，13. 净化器前排气温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
柴油机排气净化器在线诊断方法如图1所示。图1中主要包括：柴油机1、排气管2、排气净化器4、排气尾管6、净化器前排气温度传感器13、净化器后排气温度传感器5、排气压力传感器3、温度信号比较器12、排气温差信号8、排气背压信号9、柴油机转速信号10、柴油机扭矩信号11以及中央控制单元7。
在排气净化器4前端靠近净化器的排气管2上装有净化器前排气温度传感器13；在排气净化器4后端靠近净化器的排气尾管6上装有净化器后排气温度传感器5；在排气净化器4前端靠近净化器的排气管2上装有排气压力传感器3。
以柴油机转速信号10和柴油机扭矩信号11作为柴油机工况检测信号；净化器前排气温度传感器13和净化器后排气温度传感器5作为产生排气净化器前后排气温差检测的信号，以排气压力传感器3作为排气净化器排气背压检测的信号。
净化器前排气温度传感器13和净化器后排气温度传感器5的温度信号进入温度信号比较器12，由温度信号比较器12输出排气温差信号8。
在柴油机运行过程中，通过中央控制单元7检测柴油机转速信号10和柴油机扭矩信号11；中央控制单元7根据柴油机转速信号10和柴油机扭矩信号11查排气温差信号MAP图和排气背压信号MAP图，以确定当前柴油机运行工况下的排气温差阈值和排气背压阈值。车用柴油机中央控制单元中的MAP图中储存了柴油机各个工况下排气温差信号和排气背压信号的标准值。
由净化器前排气温度传感器13和净化器后排气温度传感器5实时检测排气净化器4的前后排气温度，并将检测信号送入温度信号比较器12中，由温度信号比较器12给出排气净化器4的排气温差信号8。
同时，由排气压力传感器3给出排气净化器4的排气背压信号9。
中央控制单元7将排气温差信号8和排气背压信号9与排气温差阈值和排气背压阈值进行比较以确定净化器的工作是否正常。
如果  T max 并且 P min  P P max  排气净化器正常。
如果 < T max  或 P< P min  或 P> P max  排气净化器故障。
= T 2 -T 1 为排气温差信号、T max 为排气温差阈值、P min 为排气背压阈值最小值、P max 为排气背压阈值最大值。
    温度信号比较器12是泓胜达电子商行的产品。它接收净化器后排气温度传感器5和净化器前排气温度传感器13的温度信号，输出排气温差信号8。
    中央控制单元7是动力为柴油机的轿车、卡车等上的信号处理与控制部件。
    故障显示为一个发光二极管，当排气净化器故障时，发光二极管发光。

Claims (1)

1.一种基于排气温度和排气背压的柴油机排气净化器在线诊断方法，其特征是：以柴油机转速信号(10)和柴油机扭矩信号(11)作为柴油机工况检测信号；净化器前排气温度传感器(13)和净化器后排气温度传感器(5)作为产生排气净化器前后排气温差检测的信号，以排气压力传感器(3)作为排气净化器排气背压检测的信号；
通过温度信号比较器(12)得到排气净化器(4)前后的排气温差信号(8)；
中央控制单元(7)根据柴油机转速信号(10)和柴油机扭矩信号(11)，查排气温差信号MAP图和排气背压信号MAP图，以确定当前柴油机运行工况下的排气温差阈值和排气背压阈值；
中央控制单元(7)通过将排气温差信号和排气背压信号 P与排气温差阈值和排气背压阈值进行比较以确定净化器的工作是否正常；
如果  T max 并且 P min  P P max  排气净化器正常；
如果 < T max  或 P< P min  或 P> P max  排气净化器故障；
= T 2 -T 1 为排气温差信号、T max 为排气温差阈值、P min 为排气背压阈值最小值、P max 为排气背压阈值最大值。
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