CN111220234A - 一种尿素液位测量值的计算方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及柴油机后处理技术领域，具体公开了一种尿素液位测量值的计算方法，其中，包括：获取尿素液位采集值；根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。本发明还公开了一种尿素液位测量值的计算装置及系统。本发明提供的尿素液位测量值的计算方法通过计算尿素液位信号的标准差来判断不同路况中尿素溶液的波动情况，并根据波动幅度的大小自动调整时变权重因子，从而提高尿素液位测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机后处理技术领域，尤其涉及一种尿素液位测量值的计算方法、尿素液位测量值的计算装置及包括该尿素液位测量值的计算装置的尿素液位测量值的计算系统。
背景技术
随着国家对环境保护的重视，车辆排放法规日益严格，柴油机后处理技术可以帮助柴油车辆以低成本达到国家法规排放标准，其中SCR系统主要功能是精确控制尿素的喷射量，通过选择性催化还原反应降低柴油车尾气中氮氧化合物的含量。尿素溶液作为反应剂对排放性能有着直接影响，因此对尿素溶液的监测也至关重要。而监测尿素溶液最简单可行的方法为直接通过尿素液位传感器反馈尿素容量，从而要求尿素液位传感器的输出值准确可信。
但在车辆行驶过程中，会出现上下坡、急加减速、颠簸等情况，导致尿素箱液位波动，液位传感器的测量值不稳定也不准确。现有技术中，通常对尿素液位测量值进行滤波处理，但此方法对所有路况都一概而论，不能根据不同路况中尿素箱液位的波动幅度，自动调整滤波系数，权衡尿素液位的稳定性和准确性。
因此，如何提供一种可以根据不同路况中尿素箱液位的波动幅度自动提高尿素液位测量准确性的计算方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种尿素液位测量值的计算方法、尿素液位测量值的计算装置及包括该尿素液位测量值的计算装置的尿素液位测量值的计算系统，解决相关技术中存在的尿素液位测量准确性低的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种尿素液位测量值的计算方法，其中，包括：
获取尿素液位采集值；
根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；
根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；
根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。
进一步地，所述根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差，包括：
根据所述尿素液位采集值计算尿素液位平均值；
根据所述尿素液位平均值和所述尿素液位采集值计算尿素液位偏差值；
根据所述尿素液位偏差值计算尿素液位方差值；
根据所述尿素液位方差值计算尿素液位标准差。
进一步地，所述尿素液位标准差与尿素箱内的液位波动幅度呈正相关。
进一步地，所述时变权重因子与所述尿素液位标准差呈负相关。
进一步地，所述时变权重因子的计算公式为：
α＝bS(n)+1，
其中，α表示时变权重因子，b表示常量，且b＜0，-1＜bS(n)≤0。
进一步地，所述尿素液位标准差的计算公式为：
其中，X表示尿素液位采集值，S(n)表示第n-m+1时刻至第n时刻之间所采集的m个尿素液位数据的标准差，m表示采集的尿素液位数据的个数，n、n-m+1和i均表示尿素液位采集值的采集时刻。
进一步地，所述指数加权计算的计算公式为：
Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)，
其中，X(n)表示第n时刻采集的尿素液位采集值，Y(n)表示第n时刻加权计算后的尿素液位显示值，α表示时变权重因子，且0＜α≤1。
作为本发明的另一个方面，提供一种尿素液位测量值的计算装置，其中，包括：
获取模块，用于获取尿素液位采集值；
第一计算模块，用于根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；
第二计算模块，用于根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；
第三计算模块，用于根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。
作为本发明的另一个方面，提供一种尿素液位测量值的计算系统，其中，包括：采集装置和前文所述的尿素液位测量值的计算装置，所述采集装置和所述尿素液位测量值的计算装置通信连接。
进一步地，所述采集装置包括尿素液位传感器。
本发明提供的尿素液位测量值的计算方法，通过计算尿素液位信号的标准差来判断不同路况中尿素溶液的波动情况，并根据波动幅度的大小自动调整时变权重因子，从而提高尿素液位测量的准确性。
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为本发明提供的尿素液位测量值的计算方法的流程图。
图2为本发明提供的尿素液位测量值的计算方法的具体实施方式流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当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。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括，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。
在本实施例中提供了一种尿素液位测量值的计算方法，图1是根据本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、获取尿素液位采集值；
S120、根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；
S130、根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；
S140、根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。
本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算方法，通过计算尿素液位信号的标准差来判断不同路况中尿素溶液的波动情况，并根据波动幅度的大小自动调整时变权重因子，从而提高尿素液位测量的准确性。
具体地，如图2所示，所述根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差，包括：
根据所述尿素液位采集值计算尿素液位平均值；
根据所述尿素液位平均值和所述尿素液位采集值计算尿素液位偏差值；
根据所述尿素液位偏差值计算尿素液位方差值；
根据所述尿素液位方差值计算尿素液位标准差。
具体地，所述尿素液位标准差与尿素箱内的液位波动幅度呈正相关。
具体地，所述时变权重因子与所述尿素液位标准差呈负相关。
具体地，所述时变权重因子的计算公式为：
α＝bS(n)+1，
其中，α表示时变权重因子，b表示常量，且b＜0，-1＜bS(n)≤0。
进一步具体地，所述尿素液位标准差的计算公式为：
其中，X表示尿素液位采集值，S(n)表示第n-m+1时刻至第n时刻之间所采集的m个尿素液位数据的标准差，m表示采集的尿素液位数据的个数，n、n-m+1和i均表示尿素液位采集值的采集时刻。
具体地，所述指数加权计算的计算公式为：
Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)，
其中，X(n)表示第n时刻采集的尿素液位采集值，Y(n)表示第n时刻加权计算后的尿素液位显示值，α表示时变权重因子，且0＜α≤1。
本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算方法，基于时变权重因子的指数加权公式，可实现当尿素箱处于平稳状态时，自动提高加权因子数值，使采集并计算得到的尿素液位数据接近于最新采集的数据。当尿素箱晃动时，自动降低加权因子数值，此时尿素液位数据由最近一段时间内采集的数据计算得出。
对所述指数加权计算的计算公式进行展开得到：
Y(n)＝αX(n)+(1-α)X(n-1)+(1-α)2αX(n-2)+Λ+(1-α)n-1αX(1)，
其中，时变权重因子α随着时间呈指数形式递减，α权重越大，Y(n)值越接近X(n)值，反之，Y(n)值与之前采集的尿素液位采集值均有一定的相关性。因此，要求时变权重因子α在尿素箱处于平稳状态时，α值接近1，随着尿素箱晃动的越来越剧烈，其α值越小。
根据标准差计算公式和时变权重因子的计算公式可以看出，当尿素箱处于平稳状态时，X(n)、X(n-1)、X(n-2)、…X(n-m+1)值变化不大，则S(n)接近于0，此时，时变权重因子α接近于1。当尿素箱晃动的越来越剧烈时，S(n)越来越大，则时变权重因子α受b值的影响越来越大，即时变权重因子α越来越小。
综上所述，不管尿素箱处于平稳或晃动状态，均可通过此计算方法，自动提高尿素液位测量的准确性。
作为本发明的另一实施例，提供一种尿素液位测量值的计算装置，其中，包括：
获取模块，用于获取尿素液位采集值；
第一计算模块，用于根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；
第二计算模块，用于根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；
第三计算模块，用于根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。
本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算装置，通过计算尿素液位信号的标准差来判断不同路况中尿素溶液的波动情况，并根据波动幅度的大小自动调整时变权重因子，从而提高尿素液位测量的准确性。
关于本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算装置的具体实施方式可以参照前文的尿素液位测量值的计算方法的描述，此处不再赘述。
作为本发明的另一实施例，提供一种尿素液位测量值的计算系统，其中，包括：采集装置和前文所述的尿素液位测量值的计算装置，所述采集装置和所述尿素液位测量值的计算装置通信连接。
本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算系统，通过计算尿素液位信号的标准差来判断不同路况中尿素溶液的波动情况，并根据波动幅度的大小自动调整时变权重因子，从而提高尿素液位测量的准确性。
关于本发明实施例提供的尿素液位测量值的计算系统的具体实施方式可以参照前文的尿素液位测量值的计算方法的描述，此处不再赘述。
优选地，所述采集装置包括尿素液位传感器。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，包括：
获取尿素液位采集值；
根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；
根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；
根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。
2.根据权利要求1所述的尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，所述根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差，包括：
根据所述尿素液位采集值计算尿素液位平均值；
根据所述尿素液位平均值和所述尿素液位采集值计算尿素液位偏差值；
根据所述尿素液位偏差值计算尿素液位方差值；
根据所述尿素液位方差值计算尿素液位标准差。
3.根据权利要求1所述的尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，所述尿素液位标准差与尿素箱内的液位波动幅度呈正相关。
4.根据权利要求1所述的尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，所述时变权重因子与所述尿素液位标准差呈负相关。
5.根据权利要求1所述的尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，所述时变权重因子的计算公式为：
α＝bS(n)+1，
其中，α表示时变权重因子，b表示常量，且b＜0，-1＜bS(n)≤0。
6.根据权利要求5所述的尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，所述尿素液位标准差的计算公式为：
其中，X表示尿素液位采集值，S(n)表示第n-m+1时刻至第n时刻之间所采集的m个尿素液位数据的标准差，m表示采集的尿素液位数据的个数，n、n-m+1和i均表示尿素液位采集值的采集时刻。
7.根据权利要求1所述的尿素液位测量值的计算方法，其特征在于，所述指数加权计算的计算公式为：
Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)，
其中，X(n)表示第n时刻采集的尿素液位采集值，Y(n)表示第n时刻加权计算后的尿素液位显示值，α表示时变权重因子，且0＜α≤1。
8.一种尿素液位测量值的计算装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取尿素液位采集值；
第一计算模块，用于根据所述尿素液位采集值计算尿素液位标准差；
第二计算模块，用于根据所述尿素液位标准差计算时变权重因子；
第三计算模块，用于根据所述时变权重因子进行指数加权计算得到尿素液位当前显示值。
9.一种尿素液位测量值的计算系统，其特征在于，包括：采集装置和权利要求8所述的尿素液位测量值的计算装置，所述采集装置和所述尿素液位测量值的计算装置通信连接。
10.根据权利要求9所述的尿素液位测量值的计算系统，其特征在于，所述采集装置包括尿素液位传感器。
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