CN108397269A - 柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法和系统 - Google Patents

柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及氮氧化物传感器技术领域，公开了一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法和系统，解决了氮氧化物传感器的精度校准，实现了对氮氧化物排放量的精确测量。所述方法包括：获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩；当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理；当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。本发明实施例应用于对氮氧化物传感器的氮氧化物检测量的处理过程。

Description

柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法和系统
技术领域
本发明涉及氮氧化物传感器技术领域，具体地，涉及一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法和系统。
背景技术
带有SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)后处理系统的柴油机排放控制是通过准确控制发动机的喷油加上准确控制尿素喷射实现。目前多数柴油发动机SCR后处理系统在后处理催化包上会布置一个或多个氮氧化物传感器，用于氮氧化物排放物的检测。它的工作原理是将进入传感器的氮氧化物通过传感器内部催化剂涂层分离出氮离子和氧离子再通过氧化氮离子所发生的电荷变化来确定氮氧化物的量。一般对于一个氮氧化物传感器，厂家都会事先标定好，工作时通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线发送监测到的氮氧化物检测量给发动机控制器。然而，随着发动机的运行时间里程的增加，后处理催化包的老化，氮氧化物传感器内部涂层会不可避免地发生被PM(particulate matter，颗粒物)等覆盖或老化，这将使得检测到的氮氧化物检测量与实际排放量产生偏差，由此可能带来尿素喷射误差和OBD(On-Board Diagnostic，车载诊断)系统监测误差，不利于发动机精确排放控制。
发明内容
本发明的实施例提供一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法和系统，通过对氮氧化物传感器的精度校准，可以准确提供氮氧化物检测量，有助于发动机燃油和尿素的喷射的精确控制。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法，包括：
获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩；
当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理；
当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
可选的，在所述获取发动机的工作状态和参数之前，所述方法还包括：
监控所述SCR后处理系统的工作状态；
确认所述SCR后处理系统是否完成预热并开始工作。
可选的，所述对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理包括：
获取氮氧化物传感器的零点检测量；
计算预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值；
判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量。
可选的，所述方法还包括：
根据所述差值对所述氮氧化物传感器的氮氧化物检测量进行修正。
可选的，所述方法还包括：
当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
可选的，所述对氮氧化物检测量进行补偿校准处理包括：
获取氮氧化物传感器的氮氧化物检测量作为第一检测量；
在预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中，查找当前转速和扭矩的设定范围对应的氮氧化物检测量作为第二检测量；
计算所述第一检测量与所述第二检测量之间的检测量差值；
判断所述检测量差值是否存在于预设检测量差值范围内；
当所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内时，根据预设系数和所述检测量差值，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正。
可选的，所述预设系数由预设转速和预设扭矩确定。
可选的，所述方法还包括：
当所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内时，提示故障。
本发明还提供一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理系统，所述系统包括：
氮氧化物传感器，用于氮氧化物排放物的检测，获取氮氧化物检测量；
发动机控制器，用于获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩，当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理，当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
可选的，所述发动机控制器还用于：监控所述SCR后处理系统的工作状态，确认所述SCR后处理系统是否完成预热并开始工作。
可选的，所述发动机控制器还用于：获取氮氧化物传感器的零点检测量；计算预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值；判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量。
可选的，所述发动机控制器还用于：根据所述差值对所述氮氧化物传感器的氮氧化物检测量进行修正。
可选的，所述发动机控制器还用于：当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
可选的，所述发动机控制器还用于：获取氮氧化物传感器的氮氧化物检测量作为第一检测量；在预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中，查找当前转速和扭矩的设定范围对应的氮氧化物检测量作为第二检测量；计算所述第一检测量与所述第二检测量之间的检测量差值；判断所述检测量差值是否存在于预设检测量差值范围内；当所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内时，根据预设系数和所述检测量差值，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正。
可选的，所述发动机控制器还用于：当所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内时，提示故障。
通过上述技术方案，获取发动机的工作状态和参数，当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理，当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。通过对氮氧化物传感器的精度校准，可以准确提供氮氧化物排放量，有助于发动机燃油和尿素的喷射的精确控制。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法中，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法中，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例针对氮氧化物传感器对氮氧化物的排放量进行检测，在所述氮氧化物传感器产生检测偏差时，进行修正补偿，能够测量准确的氮氧化物的排放量。本发明实施例提供一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法，本实施例执行主体为发动机控制器，如图1所示，包括如下步骤：
101、获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩；
102、当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理；
103、当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
其中，当柴油发动机启动后，发动机控制器会监控所述SCR后处理系统的工作状态，当确认所述SCR后处理系统完成预热并开始工作后，获取发动机的工作状态和参数。当所述发动机控制器判断所述发动机的工作状态为倒拖状态时，此时柴油发动机不喷射燃油，所述SCR后处理器也不喷射尿素，此时氮氧化物传感器检测到的氮氧化物的排放量应该为零，即氮氧化物传感器的氮氧化物检测量也应该为零，故此时进行零点偏移校准处理。而当柴油发动机运行于稳态工况点时，即柴油发动机的转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测所述SCR后处理系统不喷射尿素时，此时氮氧化物传感器获取到的氮氧化物检测量即为氮氧化物排放量，故此时对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
本发明实施例通过对氮氧化物传感器的氮氧化物检测量进行校准处理，可以准确提供氮氧化物排放量，有助于发动机燃油和尿素的喷射的精确控制。
为了便于理解本发明，将上述步骤102进行详细描述，如图2所示，
201、获取氮氧化物传感器的零点检测量；
202、计算预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值；
203、判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
204、当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量；
205、当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
其中，所述氮氧化物传感器获得的氮氧化物检测量以ppm为单位，一般情况下预存零点检测量应该为0ppm，当所述零点检测量为1ppm时，则所述预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值为-1ppm，当所述预设零点差值范围为[-5ppm,+5ppm]时，则所述差值在所述预设零点差值范围内，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量，即所述氮氧化物传感器得到的氮氧化物检测量为1ppm时，认为实际氮氧化物排放量为零。而如果得到的零点检测量10ppm时，得到的差值为-10ppm，不在所述预设零点差值范围内，因为所述氮氧化物传感器的偏移过大，可能由于传感器自身出现故障，故提示故障。上述预设零点差值范围可以根据实际工况设定，在这里不做限定。
另外，由于对氮氧化物检测量进行了零点偏移校准处理，在后续所述氮氧化物传感器获得的氮氧化物检测量也需要进行修正，例如，当所述差值为-1ppm时，所述氮氧化物传感器获得的氮氧化物检测量为4ppm，则根据所述差值-1ppm对4ppm进行修正，得到修正后的氮氧化物检测量为3ppm，即实际氮氧化物排放量为3ppm。
如图3所示，对步骤103进行详细描述，具体包括如下步骤：
301、获取氮氧化物传感器的氮氧化物检测量作为第一检测量；
302、在预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中，查找当前转速和扭矩的设定范围对应的氮氧化物检测量作为第二检测量。
其中，在所述发动机控制器中存储有预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系，例如发动机预存在转速1000rpm，扭矩500Nm时排放的氮氧化物量为300ppm；转速1000rpm，扭矩450Nm时排放的氮氧化物量为280ppm。
303、计算所述第一检测量与所述第二检测量之间的检测量差值；
304、判断所述检测量差值是否存在于预设检测量差值范围内；
305、当所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内时，根据预设系数和所述检测量差值，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正；
举例当所述第二检测量为200ppm，所述第一检测量为210ppm时，所述检测量差值为10ppm，所述预设检测量差值范围为[-20ppm,+20ppm]，则所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内，根据预设系数和所述检测量差值10ppm，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正。其中，所述预设系数由预设转速和预设扭矩确定，可以通过查表的形式，找到预设转速与预设扭矩共同确定对应的预设系数。
例如，当预设转速1000rpm，扭矩500Nm时，预设系数为0.7；若发动机在此稳定工况下运行时所述检测量差值为10ppm，则补偿修正后的检测量差值为10*0.7＝7ppm；若此时所述第一检测量为210ppm，则认为实际氮氧化物排放量210-7＝203ppm。
306、当所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内时，提示故障。
若所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内，可能由于传感器自身出现故障，故提示故障。上述预设检测量差值范围可以根据实际工况设定，在这里不做限定。
通过上述对氮氧化物检测量进行校准处理，不会因SCR后处理系统发生变化导致氮氧化物排放量测量失真，可以准确的提供排放氮氧化物排放量，有助于发动机精确控制喷油、喷射尿素和系统监控。
如图4所示，本发明实施例提供一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理系统，所述系统包括：
氮氧化物传感器41，用于氮氧化物排放物的检测，获取氮氧化物检测量；
发动机控制器42，用于获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩，当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理，当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
进一步地，所述发动机控制器42还用于：监控所述SCR后处理系统的工作状态，确认所述SCR后处理系统是否完成预热并开始工作。
进一步地，所述发动机控制器42还用于：获取氮氧化物传感器的零点检测量；计算预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值；判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量。
进一步地，所述发动机控制器42还用于：根据所述差值对所述氮氧化物传感器的氮氧化物检测量进行修正。
进一步地，所述发动机控制器42还用于：当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
进一步地，所述发动机控制器42还用于：获取氮氧化物传感器的氮氧化物检测量作为第一检测量；在预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中，查找当前转速和扭矩的设定范围对应的氮氧化物检测量作为第二检测量；计算所述第一检测量与所述第二检测量之间的检测量差值；判断所述检测量差值是否存在于预设检测量差值范围内；当所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内时，根据预设系数和所述检测量差值，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正。
进一步地，所述发动机控制器42还用于：当所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内时，提示故障。
上述柴油发动机氮氧化物检测量的处理系统中各单元的具体实现过程，可参加上述柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法的流程。
通过上述对氮氧化物检测量进行校准处理，不会因SCR后处理系统发生变化导致氮氧化物排放量测量失真，可以准确的提供排放氮氧化物排放量，有助于发动机精确控制喷油、喷射尿素和系统监控。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩；
当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理；
当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取发动机的工作状态和参数之前，所述方法还包括：
监控所述SCR后处理系统的工作状态；
确认所述SCR后处理系统是否完成预热并开始工作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理包括：
获取氮氧化物传感器的零点检测量；
计算预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值；
判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述差值对所述氮氧化物传感器的氮氧化物检测量进行修正。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对氮氧化物检测量进行补偿校准处理包括：
获取氮氧化物传感器的氮氧化物检测量作为第一检测量；
在预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中，查找当前转速和扭矩的设定范围对应的氮氧化物检测量作为第二检测量；
计算所述第一检测量与所述第二检测量之间的检测量差值；
判断所述检测量差值是否存在于预设检测量差值范围内；
当所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内时，根据预设系数和所述检测量差值，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设系数由预设转速和预设扭矩确定。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内时，提示故障。
9.一种柴油发动机氮氧化物检测量的处理系统，其特征在于，所述系统包括：
氮氧化物传感器，用于氮氧化物排放物的检测，获取氮氧化物检测量；
发动机控制器，用于获取发动机的工作状态和参数，所述参数包括转速和扭矩，当所述工作状态为倒拖状态时，对氮氧化物检测量进行零点偏移校准处理，当所述转速和扭矩均在设定范围内持续预定时间，且监测选择性催化还原SCR后处理系统不喷射尿素时，对所述氮氧化物检测量进行补偿校准处理。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：监控所述SCR后处理系统的工作状态，确认所述SCR后处理系统是否完成预热并开始工作。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：获取氮氧化物传感器的零点检测量；计算预存零点检测量与所述零点检测量之间的差值；判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点检测量替换为所述零点检测量。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：根据所述差值对所述氮氧化物传感器的氮氧化物检测量进行修正。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：获取氮氧化物传感器的氮氧化物检测量作为第一检测量；在预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中，查找当前转速和扭矩的设定范围对应的氮氧化物检测量作为第二检测量；计算所述第一检测量与所述第二检测量之间的检测量差值；判断所述检测量差值是否存在于预设检测量差值范围内；当所述检测量差值存在于所述预设检测量差值范围内时，根据预设系数和所述检测量差值，对所述预存转速和扭矩的设定范围与氮氧化物检测量的对应关系中的氮氧化物检测量进行补偿修正。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：当所述检测量差值不存在于所述预设检测量差值范围内时，提示故障。
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