CN110805483B - 一种气助式scr尿素消耗量低故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，在尿素主动喷射测试时通过实际混合腔压力与尿素消耗量低不同百分比程度时阈值进行比较实现尿素消耗量低不同百分比程度故障诊断，快速准确的检测出由于尿素计量阀堵塞、尿素计量阀至尿素喷嘴之间尿素管路堵塞或者尿素喷嘴堵塞导致的尿素消耗量偏差低故障。

Description

一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法

技术领域

本发明涉及车辆故障检测技术领域，具体涉及一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法。

背景技术

随着重型柴油车排放法规第六阶段的施行，为使得重型柴油车发动机技术实现排放达标，引入SCR后处理系统，通过向废气内喷射尿素溶液的方法，将废气中的NOx还原为无害的氮气、二氧化碳和水。当SCR系统出现故障时，如尿素喷嘴卡滞在常闭位置或者尿素喷嘴堵塞时，则尿素消耗量与正常能还原发动机中NOx污染物所需的消耗量相比低，会造成大气污染。因此重型柴油车排放法规第六阶段明确要求检测尿素消耗量低故障，即实际尿素消耗量比需求消耗量低于50%时提醒驾驶员，一段时间后甚至会限扭或者限速。在重型柴油车排放法规第六阶段C阶段要求能检测出实际尿素消耗量比需求消耗量低于20%时故障。

现有尿素消耗量低故障检测技术一般采用以下两种方法：

1）采用尿素箱液位信号计算的尿素实际消耗量与尿素需求消耗量的差来计算，但是尿素箱液位信号精度在5%左右，误差还会受爬坡等工况导致尿素箱尿素液面不平以及高速工况下尿素箱内存在泡沫的影响。这种故障检测方法所需时间比较长，而且故障容易误报。

2）采用尿素主动喷射测试，利用尿素主动喷射测试时间内积分得的尿素需求消耗量和利用尿素回液管计算得的尿素实际消耗量进行差值比较。但是这种方法仅适用于存在尿素回液管的SCR系统，并不适用于本发明中的气助式SCR系统。

因此，亟需设计一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法及装置，实现快速准确故障检测。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种快速准确检测出由于堵塞导致尿素消耗量偏差低故障的诊断方法。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，气助式SCR系统包括尿素喷嘴，其输入端一路通过空气管路经稳压阀连接于压缩空气储气罐，其输入端另一路通过尿素管路连接于隔膜泵的输出端，所述隔膜泵的输入端经泄压阀连接于尿素罐；SCR装置，所述尿素喷嘴的喷射端连接于SCR装置的输入端；所述尿素管路上自隔膜泵向尿素喷嘴的方向依次设置有蓄压腔、计量阀以及混合腔，所述混合腔通过连接管路连接于空气管路，所述连接管路上设置有回吹阀，位于计量阀与蓄压腔之间的尿素管路上设置有压力传感器Ⅱ，位于混合腔与尿素喷嘴之间的尿素管路上设置有压力传感器Ⅰ，包括如下步骤：

a)判断本驾驶循环内尿素喷射测试是否执行过，如果是则执行步骤f)，如果否则执行步骤b)；

b)判断尿素主动喷射测试条件是否满足，如果是则执行步骤c)，如果否则继续执行步骤b);

c)隔膜泵（10）工作，开始尿素主动喷射测试，通过压力传感器Ⅰ（7）测量混合腔（4）内进行气液混合后形成的雾化尿素的压力值，通过压力传感器Ⅱ（8）测量经蓄压腔（9）蓄压后的尿素溶液的压力值, 获取单元工作；

d)判断计量阀是否按照设置开度打开，如果是则执行步骤e)；

e)判断尿素主动喷射测试是否持续时间达到t1，如果是则执行步骤f)，如果否则继续执行步骤e)；

f)将计量阀关闭，尿素制动喷射测试结束，故障判断单元工作，执行步骤g)-步骤i)；

g)读取压力传感器Ⅰ测量的混合腔的压力值，判断压力值是否大于尿素消耗量低时混合腔的压力阈值，如果是则执行步骤h)；

h)判断混合腔的压力值是否大于尿素消耗量低50%时混合腔压力阈值，如果是则进入尿素消耗量低50%故障原始状态置位，如果否则将尿素消耗量低50%故障原始状态清零；

i)判断混合腔的压力值是否大于尿素消耗量低20%时混合腔压力阈值，如果是则进入尿素消耗量低20%故障原始状态置位，如果否则将尿素消耗量低20%故障原始状态清零；

j)如果尿素消耗量低故障发生，故障确认单元工作，执行步骤k)至步骤m)；

k)判断尿素消耗量低50%故障原始状态是否为真，如果是则执行步骤l-1)，如果不是则执行l-2)；

l-1)判断尿素消耗量低50%故障是否达到持续时间t2，如果是则确定尿素消耗量低50%故障发生，如果否则确定尿素消耗量低50%故障不发生；

l-2)判断尿素消耗量低20%故障原始状态是否为真，如果是则执行步骤m)，如果不是则返回执行步骤k)；

m)判断尿素消耗量低20%故障是否达到持续时间t3，如果是则确定尿素消耗量低20%故障发生，如果否则确定尿素消耗量低20%故障不发生。

进一步的，在步骤a)之前通过故障条件判断单元检测当前故障检测条件是否标准范围，当满足时执行步骤a)，当不满足时则等待进入尿素主动喷射测试。

进一步的，故障条件判断单元检测发动机转速是否在预设范围内、喷油量是否在预设范围内、SCR系统平均温度是否在预设范围内、SCR系统当前是否无氨泄露以及尿素罐）中的液位是否在低液位状态。

进一步的，步骤a)中压力传感器Ⅰ测量时产生的电压值通过CURVE转换为压力原始值，对压力原始值进行滤波处理后得到混合腔中的压力值。

本发明的有益效果是：在尿素主动喷射测试时通过实际混合腔压力与尿素消耗量低不同百分比程度时阈值进行比较实现尿素消耗量低不同百分比程度故障诊断，快速准确的检测出由于尿素计量阀堵塞、尿素计量阀至尿素喷嘴之间尿素管路堵塞或者尿素喷嘴堵塞导致的尿素消耗量偏差低故障。

附图说明

图1为气助式SCR系统示意图；

图2为本发明的尿素消耗量低故障诊断流程示意图；

图3为本发明的尿素消耗量低故障诊断的装置示意图；

图4为本发明的尿素主动喷射测试流程示意图；

图5为本发明的尿素消耗量低故障判断流程图；

图6为本发明的尿素消耗量低故障确认流程图；

图中，1.压缩空气储气罐 2.稳压阀 3.回吹阀 4.混合腔 5.尿素喷嘴 6.计量阀7.压力传感器Ⅰ 8.压力传感器Ⅱ 9.蓄压腔 10.隔膜泵 11.泄压阀 12.尿素罐 13.SCR装置。

具体实施方式

下面结合附图1至附图6对本发明做进一步说明。

一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，气助式SCR系统包括尿素喷嘴5，其输入端一路通过空气管路经稳压阀2连接于压缩空气储气罐1，其输入端另一路通过尿素管路连接于隔膜泵10的输出端，隔膜泵10的输入端经泄压阀11连接于尿素罐12；SCR装置13，尿素喷嘴5的喷射端连接于SCR装置13的输入端；尿素管路上自隔膜泵10向尿素喷嘴5的方向依次设置有蓄压腔9、计量阀6以及混合腔4，混合腔4通过连接管路连接于空气管路，连接管路上设置有回吹阀3，位于计量阀6与蓄压腔9之间的尿素管路上设置有压力传感器Ⅱ 8，位于混合腔4与尿素喷嘴5之间的尿素管路上设置有压力传感器Ⅰ 7。隔膜泵将尿素泵入蓄压腔9中，尿素在蓄压腔9内压力增高，之后通过计量阀6和进入混合腔4中，计量阀6可以对尿素量计量，由于连接管路将压缩空气储气罐1中的压缩空气输入到混合腔4中形成气液混合，气液混合的尿素进入尿素喷嘴5，在另一路压缩空气的作用下将尿素雾状喷射至SCR装置13中。压力传感器Ⅰ 7可以测量到经混合腔4混合后的尿素与空气形成的气液混合的压力值。压力传感器Ⅱ 8可以测量得到蓄压腔9与计量阀6之间的尿素管路中尿素液体的压力值。稳压阀2可以使压缩空气储气罐1中通过空气管路向混合腔4及尿素喷嘴5输送的空气进行稳压，提高气压的稳定性。回吹阀3可以防止尿素管路中的尿素回流至尿素罐12中。具体的故障诊断包括如下步骤：

a)判断本驾驶循环内尿素喷射测试是否执行过，如果是则执行步骤f)，如果否则执行步骤b)；

b)判断尿素主动喷射测试条件是否满足，如果是则执行步骤c)，如果否则继续执行步骤b);

c)隔膜泵（10）工作，开始尿素主动喷射测试，通过压力传感器Ⅰ（7）测量混合腔（4）内进行气液混合后形成的雾化尿素的压力值，通过压力传感器Ⅱ（8）测量经蓄压腔（9）蓄压后的尿素溶液的压力值, 获取单元工作；

d)判断计量阀6是否按照设置开度打开，如果是则执行步骤e)；

e)判断尿素主动喷射测试是否持续时间达到t1，如果是则执行步骤f)，如果否则继续执行步骤e)；

f)将计量阀6关闭，尿素制动喷射测试结束，故障判断单元工作，执行步骤g)-步骤i)；

g)读取压力传感器Ⅰ 7测量的混合腔4的压力值，判断压力值是否大于尿素消耗量低时混合腔4的压力阈值，如果是则执行步骤h)；

h)判断混合腔4的压力值是否大于尿素消耗量低50%时混合腔压力阈值，如果是则进入尿素消耗量低50%故障原始状态置位，如果否则将尿素消耗量低50%故障原始状态清零；

i)判断混合腔4的压力值是否大于尿素消耗量低20%时混合腔压力阈值，如果是则进入尿素消耗量低20%故障原始状态置位，如果否则将尿素消耗量低20%故障原始状态清零；

j)如果尿素消耗量低故障发生，故障确认单元工作，执行步骤k)至步骤m)；

k)判断尿素消耗量低50%故障原始状态是否为真，如果是则执行步骤l-1)，如果不是则执行l-2)；

l-1)判断尿素消耗量低50%故障是否达到持续时间t2，如果是则确定尿素消耗量低50%故障发生，如果否则确定尿素消耗量低50%故障不发生；

l-2)判断尿素消耗量低20%故障原始状态是否为真，如果是则执行步骤m)，如果不是则返回执行步骤k)；

m)判断尿素消耗量低20%故障是否达到持续时间t3，如果是则确定尿素消耗量低20%故障发生，如果否则确定尿素消耗量低20%故障不发生。

在尿素主动喷射测试时通过实际混合腔4压力与尿素消耗量低不同百分比程度时阈值进行比较实现尿素消耗量低不同百分比程度故障诊断，快速准确的检测出由于尿素计量阀6堵塞、尿素计量阀6至尿素喷嘴5之间尿素管路堵塞或者尿素喷嘴5堵塞导致的尿素消耗量偏差低故障。

进一步的，在步骤a)之前通过故障条件判断单元检测当前故障检测条件是否标准范围，当满足时执行步骤a)，当不满足时则等待进入尿素主动喷射测试。故障条件判断单元检测发动机转速是否在预设范围内、喷油量是否在预设范围内、SCR系统平均温度是否在预设范围内、SCR系统当前是否无氨泄露以及尿素罐12中的液位是否在低液位状态。

进一步的，步骤a)中压力传感器Ⅰ 7测量时产生的电压值通过CURVE转换为压力原始值，对压力原始值进行滤波处理后得到混合腔4中的压力值。

Claims (4)

1.一种气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，气助式SCR系统包括尿素喷嘴（5），其输入端一路通过空气管路经稳压阀（2）连接于压缩空气储气罐（1），其输入端另一路通过尿素管路连接于隔膜泵（10）的输出端，所述隔膜泵（10）的输入端经泄压阀（11）连接于尿素罐（12）；SCR装置（13），所述尿素喷嘴（5）的喷射端连接于SCR装置（13）的输入端；所述尿素管路上自隔膜泵（10）向尿素喷嘴（5）的方向依次设置有蓄压腔（9）、计量阀（6）以及混合腔（4），所述混合腔（4）通过连接管路连接于空气管路，所述连接管路上设置有回吹阀（3），位于计量阀（6）与蓄压腔（9）之间的尿素管路上设置有压力传感器Ⅱ（8），位于混合腔（4）与尿素喷嘴（5）之间的尿素管路上设置有压力传感器Ⅰ（7），其特征在于，包括如下步骤：

a)判断本驾驶循环内尿素喷射测试是否执行过，如果是则执行步骤f)，如果否则执行步骤b)；

b)判断尿素主动喷射测试条件是否满足，如果是则执行步骤c)，如果否则继续执行步骤b);

c)隔膜泵（10）工作，开始尿素主动喷射测试，通过压力传感器Ⅰ（7）测量混合腔（4）内进行气液混合后形成的雾化尿素的压力值，通过压力传感器Ⅱ（8）测量经蓄压腔（9）蓄压后的尿素溶液的压力值, 获取单元工作；

d)判断计量阀（6）是否按照设置开度打开，如果是则执行步骤e)；

e)判断尿素主动喷射测试是否持续时间达到t1，如果是则执行步骤f)，如果否则继续执行步骤e)；

f)将计量阀（6）关闭，尿素制动喷射测试结束，故障判断单元工作，执行步骤g)-步骤i)；

g)读取压力传感器Ⅰ（7）测量的混合腔（4）的压力值，判断压力值是否大于尿素消耗量低时混合腔（4）的压力阈值，如果是则执行步骤h)；

h)判断混合腔（4）的压力值是否大于尿素消耗量低50%时混合腔压力阈值，如果是则进入尿素消耗量低50%故障原始状态置位，如果否则将尿素消耗量低50%故障原始状态清零；

i)判断混合腔（4）的压力值是否大于尿素消耗量低20%时混合腔压力阈值，如果是则进入尿素消耗量低20%故障原始状态置位，如果否则将尿素消耗量低20%故障原始状态清零；

j)如果尿素消耗量低故障发生，故障确认单元工作，执行步骤k)至步骤m)；

k)判断尿素消耗量低50%故障原始状态是否为真，如果是则执行步骤l-1)，如果不是则执行l-2)；

l-1)判断尿素消耗量低50%故障是否达到持续时间t2，如果是则确定尿素消耗量低50%故障发生，如果否则确定尿素消耗量低50%故障不发生；

l-2)判断尿素消耗量低20%故障原始状态是否为真，如果是则执行步骤m)，如果不是则返回执行步骤k)；

m)判断尿素消耗量低20%故障是否达到持续时间t3，如果是则确定尿素消耗量低20%故障发生，如果否则确定尿素消耗量低20%故障不发生。

2.根据权利要求1所述的气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，其特征在于：在步骤a)之前通过故障条件判断单元检测当前故障检测条件是否标准范围，当满足时执行步骤a)，当不满足时则等待进入尿素主动喷射测试。

3.根据权利要求2所述的气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，其特征在于：故障条件判断单元检测发动机转速是否在预设范围内、喷油量是否在预设范围内、SCR系统平均温度是否在预设范围内、SCR系统当前是否无氨泄露以及尿素罐（12）中的液位是否在低液位状态。

4.根据权利要求1所述的气助式SCR尿素消耗量低故障诊断方法，其特征在于：步骤a)中压力传感器Ⅰ（7）测量时产生的电压值通过CURVE转换为压力原始值，对压力原始值进行滤波处理后得到混合腔（4）中的压力值。

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