CN111307463B - 一种发动机排气系统漏气检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了发动机排气系统漏气检测方法和装置，该方法和装置在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，可以通过比较从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值是否满足预设要求来确定发动机排气系统是否漏气。因此，该检测方法和装置可以通过设备实现，因而，该方法和装置准确可靠，而且无须人工操作。所以，借助于该检测方法和装置，可以及时地发现发动机排气系统的漏气问题，从而可以避免持续的环境污染、发动机动力不足、油耗过高的问题。

Description

一种发动机排气系统漏气检测方法和装置

技术领域

本申请涉及发动机尾气排放技术领域，尤其涉及一种发动机排气系统漏气检测方法和装置。

背景技术

为了减少发动机的排放，保护环境，由发动机排出的排气需要经过尾气处理系统的尾气处理过程才能排放到环境中。

然而，现有的OBD(on-Board Diagnostic,车载诊断)系统无法诊断出尾气处理系统的排气管路的漏气问题。尾气处理系统的排气管路的漏气一般通过用户视觉观察和主观感受来检测，然而这种依靠人检测漏气的方式容易导致误判，而且不易及时发现，如此会导致持续漏气，持续漏气会持续造成环境污染。

而且，发动机的尾气处理系统中一般均设置有用于处理氮氧化物的SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)系统，SCR系统中的尿素喷射量是ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)根据发动机工况计算得到的，因此，当管路发生漏气时，会出现喷射到SCR系统中的尿素量过高，尿素量过高会导致尿素结晶风险加大，进一步造成发动机动力不足，油耗过高的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种发动机排气系统漏气检测方法和装置，以实现及时检测出排气管路的漏气问题，从而避免持续的环境污染、发动机动力不足、油耗过高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种发动机排气系统漏气检测方法，包括：

当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量；

根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分的用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；

判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

可选地，所述至少一种气体组分为氮氧化物，

所述根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气，具体包括：

根据所述氮氧化物的含量以及当前发动机工况，获取所述氮氧化物的实际转化效率；

比较所述实际转化效率与预先标定的第一MAP中的所述氮氧化物的最大转化效率的大小；

当所述实际转化效率大于所述最大转化效率时，开始计时，并在第一时段内持续获取氮氧化物的实际转化效率，并判断所述实际转化效率是否大于所述最大转化效率，如果是，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气；

其中，所述预先标定的第一MAP中至少包括所述当前发动机工况及其对应的所述至少一种气体组分的最大转化效率的映射关系。

可选地，所述至少一种气体组分为氨气，所述根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气，具体包括：

当车载诊断系统未诊断出排放故障时，比较获取到的氨气含量与允许排放到大气中的最大氨气含量的大小；

若获取到的氨气含量大于允许排放到大气中的最大氨气含量，则开始计时，并在第一时段内持续获取氨气含量并判断获取到的氨气含量是否大于所述允许排放到大气中的最大氨气含量，如果是，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

可选地，所述至少一种气体组分为二氧化碳，所述根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气，具体包括：

根据获取到的二氧化碳的含量判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒，如果否，则在第一时段内持续获取二氧化碳的含量并判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

可选地，所述确定发动机排放系统漏气后，还包括：

触发故障报警系统。

可选地，所述当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量之前，还包括：

检测发动机是否处于稳态工况。

可选地，所述检测发动机是否处于稳态工况，具体包括：

持续采集第三时段内的多个转速及其对应的喷油量；

根据采集到的第三时段内的多个转速获取第三时段内的转速波动范围，根据采集到的第三时段内的喷油量获取第三时段内的喷油量波动范围；

判断所述第三时段内的转速波动范围是否不大于允许转速波动的最大范围，以及判断所述第三时段内的喷油量波动范围是否不大于允许喷油量波动的最大范围；当两个判断结果均为是时，则确定发动机处于稳态工况，反之，则确定发动机处于非稳态工况。

可选地，所述校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内，具体包括：

关闭发动机排气系统的尾气处理系统；

持续获取第二时段内的发动机工况及其对应的实际原始排放；

判断所述实际原始排放是否在预先标定的第二MAP中的允许原始排放范围内，如果是，则确定发动机的原始排放在第二时段内持续在允许原始排放范围内；

所述第二MAP中至少包括第二时段内的发动机工况及其对应的允许原始排放范围的映射关系。

可选地，获取第二时段内的发动机的实际原始排放，具体包括：

通过尾气处理系统中的氮氧化物传感器获取第二时段内的发动机的实际原始排放。

一种发动机排气系统漏气检测装置，包括：

第一获取单元，用于当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量；

第二获取单元，用于根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；

第一判断单元，用于判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求；

第二判断单元，用于当所述指标参数的实际值不满足预设要求时，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求；

校验单元，用于在第一时段内持续判断所述指标参数的实际值持续满足预设要求时，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

可选地，所述装置还包括：

触发单元，用于在确定发动机排气系统漏气之后，触发故障报警系统。

可选地，所述装置还包括：

检测单元，用于在所述第一获取单元获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量之前，检测发动机是否处于稳态工况。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

基于上述技术方案可知，本申请提供的发动机排气系统漏气检测方法，在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，可以通过比较从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值是否满足预设要求来确定发动机排气系统是否漏气。因此，该检测方法可以通过设备实现，因而，该方法准确可靠，而且无须人工操作。所以，借助于该检测方法，可以及时地发现发动机排气系统的漏气问题，从而可以避免持续的环境污染、发动机动力不足、油耗过高的问题。

附图说明

为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。

图1是现有发动机排气系统的尾气处理系统的结构示意图；

图2是本申请实施例一提供的一种发动机排气系统漏气检测方法的流程示意图；

图3是本申请实施例一提供的尾气允许原始排放的第二MAP示意图；

图4是本申请实施例二提供的另一种发动机排气系统漏气检测方法的流程示意图；

图5是本申请实施例二提供的氮氧化物最大转化效率的第一MAP示意图；

图6是本申请实施例三提供的另一种发动机排气系统漏气检测方法的流程示意图；

图7是本申请实施例四提供的又一种发动机排气系统漏气检测方法的流程示意图；

图8是本申请实施例五提供的又一种发动机排气系统漏气检测方法的流程示意图；

图9是本申请实施例六提供的一种发动机排气系统漏气检测装置结构示意图。

具体实施方式

参见图1，现有的尾气处理系统包括：发动机ECU 10、尿素供给单元11、尿素箱12、尿素液位温度传感器13、喷射单元14、上游温度传感器15、SCR催化消声器16、NO_x(氮氧化物)传感器17、传感器ECU 18、排气管19和线路。尾气处理系统的具体工作原理为：当发动机运行时，燃油燃烧后在气缸里形成尾气，发动机的尾气通过排气管19等，再经过SCR催化消声器16净化后排到空气中。当尾气从发动机排出时，发动机ECU 10根据发动机转速、喷油量等工况确定处理该尾气过程对尿素溶液的需求，控制尿素供给单元11根据需求定时定量地将尿素溶液通过喷射单元14以雾状形态喷射到尾气气流中。尿素和尾气混合后进入SCR催化消声器16发生一系列反应，将尾气中的部分NO_x转化为N₂。经SCR催化消声器16处理后的尾气被排放到大气中，设置于SCR催化消声器16下游的NOx传感器17获取排放到大气的尾气中NO_x的含量，获取到的NO_x含量的数据可以传输到传感器ECU 18，进一步的，发动机ECU可以通过传感器ECU 18获取到NO_x含量。

其中，在SCR催化消声器16中发生如下所示的一系列反应：

尿素的分子式NH₂CONH₂，加H₂O后在高温下分解成NH₃和CO₂，

NH₂CONH ₂+H₂O→2NH₃+CO₂；

在SCR催化器中的NH₃和排气中的NO_x，例如NO、NO₂反应产生N₂和H₂O：

2NO+2NO₂+4NH₃→4N₂+6H₂O

4NO+O₂+4NH₃→4N₂+6H₂O

2NO₂+O₂+4NH₃→3N₂+6H₂O

然而基于现有的尾气处理系统，当排气管路出现漏气问题时，现有的OBD系统无法诊断出尾气处理系统的排气管路的漏气问题。尾气处理系统的排气管路的漏气一般通过用户视觉观察和主观感受来检测，这种依靠人检测漏气的方式容易导致误判，而且不易及时发现，如此会导致持续漏气，持续漏气会持续造成环境污染。另外，SCR系统中的尿素喷射量是ECU根据发动机工况计算得到的，当管路发生漏气时，进入SCR系统中的NO_x会减少，但ECU检测不到排气管漏气，只要发动机工况相对稳定，并不会相应减少尿素喷射量，从而会出现喷射到SCR系统中的尿素量过高，导致尿素结晶风险加大，并可能堵塞喷射单元，进一步造成发动机动力不足。另外，当尿素喷射单元出现故障时，为了减少尾气排放，SCR系统可能停止工作，进入降扭模式，降低输出功率，增加油耗。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种发动机排气系统漏气检测方法，在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，可以通过比较从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值是否满足预设要求来确定发动机排气系统是否漏气。因此，该检测方法可以通过设备实现，因而，该方法准确可靠，而且无须人工操作。所以，借助于该检测方法，可以及时地发现发动机排气系统的漏气问题，从而可以避免持续的环境污染、发动机动力不足、油耗过高的问题。

为使本申请的目的、效果以及技术方案更加清楚完整，下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细描述。

实施例一

参见图2，本申请实施一例提供的一种发动机排气系统漏气检测方法，包括：

S201：当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量。

在发动机排气系统中，尾气各气体组分的含量会受到工况波动的影响，为了不影响检测结果，需要在稳态工况下获取尾气中气体含量。

稳态工况是指发动机处于稳定运行的工作状况，其中，工况可以利用多种参数进行表征，当用于表征工况的主要参数值基本恒定时，则可以表征发动机处于稳态工况。

作为示例，用于表征工况的参数可以选择下列中的一种或多种：发动机转速、功率、温度、扭矩、喷油量等。作为一具体示例，用于表征工况的参数可以选择对工况影响较大的参数，例如：发动机转速和喷油量。则，当发动机转速和喷油量基本恒定时，可表征发动机处于稳态工况。

另外，发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的气体可以包括多种，作为示例，尾气处理系统排放到大气中的气体可以为：NO_x、二氧化碳(CO₂)、氨气(NH₃)和氮气(N₂)等。

作为示例，该步骤可以为，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的NO_x、二氧化碳(CO₂)、氨气(NH₃)和氮气(N₂)等其中至少一种气体组分的含量。作为另一具体示例，该步骤可以为，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的NO_x的含量。

在本申请实施例中，SCR催化消声器16的下游可以相应的设置有至少一种测量相应气体组分含量的传感器，利用该气体传感器获取对应气体组分的含量。作为示例，SCR催化消声器16的下游设置的测量相应气体组分含量的传感器可以包括以下一种或多种：NO_x传感器17、氨气传感器和二氧化碳传感器等。

针对现有的发动机排气系统架构，可以利用设置在SCR催化消声器16的下游的NO_x传感器17来获取尾气处理系统排放到大气中的氮氧化物含量。

S202：根据至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值。

在本申请实施例中，S201中获取到的气体组分不同，相应的用于表征尾气处理效果的指标参数也不同。

作为一示例，当获取到的气体组分为NO_x时，则指标参数可以为NO_x的转化效率。相应地，S202可以具体为：根据NO_x的含量获取NO_x的转化效率实际值。

作为另一示例，获取到的气体组分为氨气时，则指标参数可以为氨气含量。在该示例下，S202可以省略。

作为另一示例，获取到的气体组分为二氧化碳时，则指标参数可以为从尾气处理系统排出的碳元素质量。相应地，S202可以具体为：根据二氧化碳的含量获取尾气处理系统排出的碳元素质量。

S203：判断指标参数的实际值是否满足预设要求，如果是，执行S201；如果否，执行S204。

预设要求可以是根据发动机排气系统在不漏气、正常工作以及符合国家尾气排放标准的情况下，预先设定的各气体组分的指标参数的实际值应满足的要求。

针对不同的指标参数，相应的预设要求也不同。

作为示例，当指标参数为NO_x的转化效率时，则预设要求可以为NO_x的实际转化效率不大于预先标定的NO_x的最大转化效率。

作为另一示例，当指标参数为氨气含量时，则预设要求可以为氨气含量不大于允许排放到大气中的最大氨气含量。

作为另一示例，当指标参数为从尾气处理系统排出的碳元素质量时，则预设要求可以为进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量守恒。

S204：在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果是，执行S201；如果否，执行S205。

为了避免因仪器测量误差或者发动机瞬时工况导致的指标参数的实际值不满足预设要求而导致漏气的误判，进而提高发动机排气系统漏气检测的准确性，本申请实施例还可以在确定出指标参数的实际值不满足预设要求时，继续在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果是，执行S201；如果否，执行S205。

另外，第一时段可以根据实际情况或工作经验设定，在能够充分反映指标参数的实际值是否满足预设要求时，为了不影响正常工作，第一时段设置的越短越好。

需要说明，在第一时段内可以获取到指标参数的多个实际值，该实际值的数量的多少与设定的第一时段的长短相关。

作为示例，S204可以具体为：在第一时段内持续获取到指标参数的3个实际值，分别为a1、a2和a3，然后分别判断a1、a2和a3是否均满足预设要求，如果是，执行S201，若其中至少一个不满足预设要求，则执行S205。

S205：校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内，如果是，则确定发动机排气系统漏气。

因尾气处理系统排放到大气的气体组分含量和发动机的工况以及原始排放相关，为了排除由发动机工况变化引起的实际原始排放变化而造成的检测结果不准确，则需要校验发动机的原始排放在第二时间段内是否持续在允许原始排放范围内，即需要校验发动机的实际原始排放和发动机的工况是否对应。

需要说明，发动机的原始排放是指，不经过尾气处理系统，燃油燃烧后直接排放到发动机外的尾气含量。作为示例，发动机的原始排放可以包括以下至少一种气体组分：一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物，含碳化合物等。

此外，发动机的原始排放可以通过原始排放中至少一种气体组分的传感器获取。作为示例，发动机的原始排放可以通过以下至少一种气体组分的传感器获得：NO_x传感器、二氧化碳传感器等。作为一具体示例，发动机的原始排放可以通过NO_x传感器获得。

作为示例，第二时段可以为根据实际情况和工作经验设定，为了能及时发现发动机排气系统是否漏气，第二时段不宜过长。

允许的原始排放范围可以是根据国家尾气排放标准设定的发动机排放尾气含量。

作为示例，S205可以具体包括以下步骤：

A1：关闭发动机排气系统的尾气处理系统。

A2：持续获取第二时段内的发动机工况及其对应的实际原始排放。

作为一示例，该步骤可以具体为，持续获取第二时段内的发动机工况并通过NOx传感器17获取各工况下对应的氮氧化物的实际原始排放。

需要说明，在第二时段内可以获取到多个原始排放，该原始排放的数量的多少与设定的第二时段的长短相关。作为示例，设定在第二时段内持续获取到3个原始排放，分别为b1、b2和b3。

A3：判断实际原始排放是否在预先标定的第二MAP中的允许原始排放范围内，如果是，则确定发动机的原始排放在第二时段内持续在允许原始排放范围内。

需要说明，预先标定的第二MAP中包括多个发动机工况及其对应的尾气允许原始排放范围的映射关系。在本申请实施例中，为了确定出发动机的原始排放在第二时段内持续在允许原始排放范围内，第二MAP中至少包括第二时段内的发动机工况及其对应的不同气体组分的允许原始排放范围的映射关系。

作为一具体示例，图3示出了第二MAP中的多个工况及其对应的尾气允许原始排放范围的映射关系。其中，设定工况为M，允许原始排放为D，第二MAP中3个不同工况M1、M2和M3及其分别对应允许原始排放范围D1～D2、D1～D3和D1～D4。

仍以上述A2的示例为例说明，即当在第二时段内持续获取到3个原始排放，分别为b1、b2和b3时，则A3可以具体为：

分别判断b1、b2和b3是否均满足预设要求，如果是，则确定发动机排气系统漏气。

作为更具体示例，该步骤可以具体为，设定在某一工况下氮氧化物的允许原始排放范围在小于6ppm。关闭发动机排气系统的尾气处理系统，利用NO_x传感器获取原始排放中氮氧化物的含量，并在第二时段内持续获取到的3个氮氧化物的含量：分别为3ppm、4ppm和5.5ppm。因这三个氮氧化物的含量均在上述允许原始排放范围内，因此，可以确定发动机排气系统漏气。

以上为本申请实施例一提供的一种发动机排气系统漏气检测方法，该方法在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，可以通过比较从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值是否满足预设要求来确定发动机排气系统是否漏气。因此，该检测方法可以通过设备实现，因而，该方法准确可靠，而且无须人工操作。所以，借助于该检测方法，可以及时地发现发动机排气系统的漏气问题，从而可以避免持续的环境污染、发动机动力不足、油耗过高的问题。

上述为本申请实施例一提供的发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式。

在上述实现方式中，从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分可以包括氮氧化物、氨气和二氧化碳中的一种，以下实施例将分别以上述三种气体组分作为示例进行描述。

首先将介绍基于氮氧化物的发动机排气系统漏气检测方法，请参见实施例二。

实施例二

参见图4，本申请实施例二提供的一种发动机排气系统漏气检测方法，包括：

S401：当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的氮氧化物的含量。

作为示例，利用位于发动机排气系统中SCR催化消声器16下游的NOx传感器17，获取稳态工况下从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的NO_x的含量。在该示例下，S401可以具体为：NOx传感器17监测排放到由SCR催化消声器16排出的NO_x含量，然后，将该监测到的NO_x含量发送至传感器ECU 18，进一步的，发动机ECU 10可以通过传感器ECU 18获取到尾气处理系统排放到大气中的NO_x的含量。

S402：根据氮氧化物的含量以及当前发动机工况，获取氮氧化物的实际转化效率。

需要说明，氮氧化物的转化效率可以根据以下公式计算得到：

α＝(A-B)/A*100％

其中，α为氮氧化物的转化效率；

A为未经过尾气处理的尾气中氮氧化物含量；

B为经过尾气处理的尾气中氮氧化物含量。

其中，A与发动机的工况相关。发动机工况不同，排出的氮氧化物含量也不同。因此，需要根据当前发动机工况确定出从发动机直接排出的、未经处理尾气中含有的氮氧化物含量。B可以通过S401获取到。

作为示例，S402可以具体为：

S4021：根据当前发动机工况获取未经过尾气处理的尾气中氮氧化物含量。

S4022：将S401获取到的氮氧化物含量以及由当前发动机工况确定的未经过尾气处理的尾气中氮氧化物含量代入到上述公式中，计算得到氮氧化物的实际转化效率。

S403：比较实际转化效率与预先标定的第一MAP中的氮氧化物的最大转化效率的大小，如果氮氧化物实际转化效率大于最大转化效率，则执行S404；否则，执行S401。

需要说明的是，由于温度、尿素剂量等的影响，会使在不同工况下氮氧化物的转化效率存在一个上限，即存在氮氧化物的最大转化效率。

作为示例，不同发动机工况及其对应的氮氧化物最大转化效率可以通过多次实验标定得到。该标定结果可以以MAP表的形式存储下来。

在申请实施例中，不同发动机工况及其对应的氮氧化物最大转化效率之间的映射关系可以以第一MAP的形式存储，且该第一MAP中至少包括当前发动机工况及其对应的氮氧化物最大转化效率的映射关系。作为示例，图5示出了4个发动机工况下分别对应的氮氧化物的最大转化效率。具体地，设定工况为M、氮氧化物最大转化效率为E，则预先标定的第一MAP中不同工况M1、M2、M3和M4下分别对应氮氧化物最大转化效率E1、E2、E3和E4。

作为一具体示例，当发动机当前处于工况M4时，该步骤可以具体为，比较S402获取到的实际转化效率与E4的大小，如果S402获取到的实际转化效率大于最大转化效率，则执行S404；否则，执行S401。

S404：开始计时，并在第一时段内持续获取氮氧化物的实际转化效率，并判断实际转化效率是否大于最大转化效率，如果是，执行S405；如果否，执行S401。

根据发动机尾气处理系统的工作原理可知，发动机ECU根据发动机工况确定处理该尾气过程对尿素溶液的需求，控制尿素供给单元根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到尾气气流中。而当NO_x传感器之前的排气系统有泄露时，会导致进入SCR催化消声器的实际NO_x含量变少，尿素相对过喷，从而导致氮氧化物的实际转化效率会大于最大转化效率。因此，当NO_x实际转化效率大于最大转化效率时，则可能为发动机排气系统出现漏气。

然而，为了避免因仪器测量误差或者发动机瞬时工况导致的氮氧化物的瞬时转化效率大于最大转化效率而导致漏气的误判，进而提高发动机排气系统漏气检测的准确性，本申请实施例还可以在S403之后，执行S404，即在第一时段内持续获取氮氧化物的实际转化效率，并判断氮氧化物的实际转化效率是否大于最大转化效率。

其中，第一时段的设定可以和实施例一中S204的相同，为了简要起见，在此不再赘述。

作为示例，S404可以具体为：在第一时段内持续获取到多个氮氧化物的实际转化效率，并分别判断该各个实际转化效率是否均大于最大转化效率，如果是，则执行S405，若其中至少一个不大于最大转化效率，则执行S401。

S405：校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内，如果是，则确定发动机排气系统漏气。

该步骤的具体实现方式与上述S205相同，为了简要起见，在此不再详细描述。

以上为本申请实施例二提供的发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式，该方法中利用现有的发动机排气系统，在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，以NOx传感器17获取排放到大气中的氮氧化物含量，进一步获取氮氧化物的实际转化效率，通过比较氮氧化物的实际转化效率是否大于最大转化效率来确定发动机排气系统是否漏气。因此，可以在不增加零部件以及成本的情况下，检测出排气系统是否漏气。

上述为以氮氧化物作为从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的示例说明发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式。

下面介绍以氨气作为从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的示例说明发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式。请参见实施例三。

实施例三

参见图6，本申请实施例三提供的一种发动机排气系统漏气检测方法，包括：

S601：当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的氨气含量。

作为示例，该步骤可以具体为，在发动机排气系统中SCR催化消声器16下游设置有氨气传感器，利用该氨气传感器获取稳态工况下从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的氨气含量。获取到的氨气含量可以传输到传感器ECU 18，进一步的，发动机ECU 10可以通过传感器ECU 18获取到尾气处理系统排放到大气中的氨气含量。

S602：当车载诊断系统未诊断出排放故障时，比较获取到的氨气含量与允许排放到大气中的最大氨气含量的大小，如果获取到的氨气含量大于允许排放到大气中的最大氨气含量，则执行S603；否则，执行S601。

允许排放到大气中的最大氨气含量的大小可以为预先设定的氨气含量峰值。相应地，该步骤可以具体为，比较获取到的氨气含量和预先设定的氨气含量峰值。

S603：开始计时，并在第一时段内持续获取氨气含量并判断获取到的氨气含量是否大于允许排放到大气中的最大氨气含量，如果是，则执行S604；如果否，则执行S601。

根据尾气处理系统的工作原理可知，尿素在高温尾气作用下发生水解和热解反应，生成转化尾气中氮氧化物所需要的氨气，而尿素的剂量是发动机ECU10根据发动机工况确定的，当发动机排气系统漏气时则进入SCR催化消声器16的氮氧化物含量会减少，导致尿素过喷，其水解生成的氨气过量，该过量的氨气会增加排放到大气中的氨气含量。

然而，为了避免因仪器测量误差或者发动机瞬时工况导致的氨气的瞬时含量大于许排放到大气中的最大氨气含量而导致漏气的误判，进而提高发动机排气系统漏气检测的准确性，本申请实施例还可以在S602之后，执行S603。

该步骤中第一时段的设定可以和S204中第一时段的设定方式相同，为了简要起见，在此不再赘述。

作为示例，S603可以具体为：在第一时段内持续获取到多个氨气含量，并分别判断该各个氨气含量是否均大于允许排放到大气中的最大氨气含量，如果是，则执行S604，若其中至少一个不大于最大转化效率，则执行S601。

S604：校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

该步骤可以和实施例一中S205相同，为了简要起见，在此不再赘述。

上述为以氨气作为从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的示例说明发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式。

下面介绍以二氧化碳作为从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的示例说明发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式。请参见实施例四。

实施例四

参见图7，本申请实施例四提供的一种发动机排气系统漏气检测方法，包括：

S701：当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的二氧化碳的含量。

作为示例，该步骤可以具体为，在发动机排气系统中SCR催化消声器16下游设置有二氧化碳传感器，利用该二氧化碳传感器获取稳态工况下从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的二氧化碳的含量。获取到的二氧化碳含量的数据可以传输到传感器ECU18，进一步的，发动机ECU 10可以通过传感器ECU 18获取到尾气处理系统排放到大气中的二氧化碳的含量。

需要说明的是，获取到的二氧化碳的含量可以包括，尾气中的含碳化合物经尾气处理系统后转化成的二氧化碳和尿素水解过程中产生的二氧化碳。

S702：根据获取到的二氧化碳的含量判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒，如果是，则执行S701；如果否，则执行S703。

在本申请实施例中，发动机燃油可以为含有碳元素的有机物。作为一具体示例，进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和可以为，燃油中含有的碳元素质量和在相应工况下尾气处理系统中供给的尿素中所含碳元素质量的总和。另外，作为示例，该碳元素质量总和可以为发动机根据相应工况下进入发动机燃油系统的燃料和供给尿素剂量计算出的碳元素质量总和。

作为示例，该步骤可以具体为，根据发动机相应工况下进入发动机燃油系统的燃料和供给尿素剂量计算出碳元素质量总和，根据二氧化碳传感器获取到的二氧化碳含量计算出从尾气处理系统排出的碳元素质量，判断进入发动机燃油系统的燃料和供给尿素剂量计算出碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒。

尾气需要说明的是，当发动机排气泄漏时，尾气中含碳化合物的含量会降低，再经过尾气处理系统排放到大气中的碳化物的含量也会相应降低。进而导致根据获取到的二氧化碳的含量计算出的从尾气处理系统排出的碳元素质量与进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和不守恒。

S703：在第一时段内持续获取二氧化碳的含量并判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒，如果否，则执行S704；如果是，则执行S701。

然而，为了避免因仪器测量误差或者发动机瞬时工况导致的进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量不守恒而导致漏气的误判，进而提高发动机排气系统漏气检测的准确性，本申请实施例还可以在S702之后，执行S703。

其中，第一时段的设定可以和实施例一中S204设定方式相同，为了简要起见，在此不再赘述。

S704：校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

该步骤可以和实施例一中S205相同，为了简要起见，在此不再赘述。

以上为本申请实施例四提供的发动机排气系统泄漏检测方法的具体实现方式，该方法中在现有的排气系统上增加设置了二氧化碳传感器，在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，通过判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒来确定发动机排气系统是否漏气。该方法可以实现和实施例一相同的有益效果，为了简要起见，在此不再赘述。

上述为本申请实施例四提供的发动机排气系统漏气检测方法的另一种具体实现方式。

此外，为了提高检测发动机排气系统漏气的准确性，本申请实施例提供了另一种发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式，请参见实施例五。

实施例五

需要说明，本申请实施例五提供的发动机排气系统漏气检测方法可以在上述任一实施例的基础上进行改进得到，作为示例，本申请实施例五是在实施例二的基础上进行改进得到。

参见图8，本申请实施例五提供的一种发动机排气系统漏气检测方法，还可以包括：

S801：检测发动机是否处于稳态工况。

作为示例，该步骤可以具体为：

B1：持续采集第三时段内的多个转速及其对应的喷油量。

需要说明，在本申请实施例中，在第三时段内可以采集两个以上转速及其对应的喷油量。

作为一示例，在第三时间段内采集到3个转速及其对应的喷油量。设定，转速可以用n表示，喷油量可以用p表示。则该三个转速分别表示为n1、n2和n3，该三个转速分别对应的喷油量分别为p1、p2和p3。

另外，第三时段可以根据实际情况或工作经验设定，为了不影响正常工作，第三时段设置的越短越好。

B2：根据采集到的第三时段内的多个转速获取第三时段内的转速波动范围，根据采集到的第三时段内的喷油量获取第三时段内的喷油量波动范围。

需要说明，当在第三时段内获取到两个转速时，第三时段内的转速波动范围可以为获取到的该两个转速的转速波动范围，第三时段内的喷油量波动范围为该两个转速对应的喷油量波动范围。

当在第三时段内获取到三个以上转速时，第三时段内的转速波动范围可以为多个转速波动范围的平均值，相应地，第三时段内的喷油量波动范围为多个喷油量波动范围的平均值。

其中，一个转速波动范围可以为任两个转速差的绝对值，相应地，一个喷油量波动范围可以为任意两个喷油量差的绝对值。

B3：判断第三时段内的转速波动范围是否不大于允许转速波动的最大范围，以及判断第三时段内的喷油量波动范围是否不大于允许喷油量波动的最大范围；当两个判断结果均为是时，则确定发动机处于稳态工况，反之，则确定发动机处于非稳态工况。

需要说明，在本申请实施例中，允许转速波动的最大范围以及允许喷油量波动的最大范围均可以根据发动机工作情况以及工作经验设定。

设定，第三时段内的转速波动范围可以用Δn表示，允许转速波动的最大范围可以用N表示；第三时段内的喷油量波动范围可以用Δp表示，允许喷油量波动的最大范围可以用P表示，则步骤B3可以具体为，判断Δn和Δp是否分别满足以下关系：Δn≤N，Δp≤P。当转速波动范围和喷油量波动范围均满足上述不等式时，则确定发动机处于稳态工况。若其中一个，不满足上述不等式，则确定发动机处于非稳态工况。

S802～S806与S401～S405相同，为了简要起见，在此不再赘述。

此外，为了能够使得用户或维修人员及时发现排气系统漏气并提醒进行维修，有利于减少尾气对环境的污染以及对发动机性能的影响，作为本申请的另一示例，在S806之后，还可以包括以下步骤：

S807：触发故障报警系统。

在确定发动机排气系统漏气后，触发故障报警系统，可以及时发现排气系统漏气并提醒进行维修，有利于减少尾气对环境的污染以及对发动机性能的影响。

以上为本申请实施例五提供的发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式，该方法先判断发动机工况是否处于稳态，确定处于稳态工况后再检测排气系统是否漏气，并在确定漏气后触发故障报警系统，因此，能够提高检测排气系统是否漏气的准确性，并及时提醒进行维修，减少尾气泄漏对环境的污染及对发动机性能的影响。

以上为本申请实施例提供的发动机排气系统漏气检测方法的具体实现方式，基于上述具体实现方式，本申请实施例还提供了一种发动机排气系统漏气检测装置，请参见实施例六。

实施例六

参见图9，本申请提供的发动机排气系统漏气检测装置，包括：

第一获取单元901，用于当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量；

第二获取单元902，用于根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；

第一判断单元903，用于判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求；

第二判断单元904，用于当所述指标参数的实际值不满足预设要求时，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求；

校验单元905，用于在第一时段内持续判断所述指标参数的实际值持续满足预设要求，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

以上为本申请实施例提供的发动机排气系统漏气检测装置的具体实现方式，在该具体实现方式中，在确定发动机处于稳态工况以及发动机的原始排放在允许原始排放范围内的情况下，可以通过比较从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值是否满足预设要求来确定发动机排气系统是否漏气。因此，该检测装置可以通过设备实现，因而，该装置准确可靠，而且无须人工操作。所以，借助于该检测装置，可以及时地发现发动机排气系统的漏气问题，从而可以避免持续的环境污染、发动机动力不足、油耗过高的问题。

作为一可选示例，为了能够及时发现发动机排气系统漏气，以减少尾气泄漏对环境以及发动机性能的影响，上述发动机排气系统漏气检测装置还可以包括：

触发单元906，用于在确定发动机排气系统漏气之后，触发故障报警系统。

作为一示例，为了提高检测发动机排气系统是否漏气的准确性，上述发动机排气系统漏气检测装置还可以包括：

检测单元907，用于在所述第一获取单元901获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量之前，检测发动机是否处于稳态工况。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种发动机排气系统漏气检测方法，其特征在于，包括：

当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量；

根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分的用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；

判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种气体组分为氮氧化物，

所述根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气，具体包括：

根据所述氮氧化物的含量以及当前发动机工况，获取所述氮氧化物的实际转化效率；

比较所述实际转化效率与预先标定的第一MAP中的所述氮氧化物的最大转化效率的大小；

当所述实际转化效率大于所述最大转化效率时，开始计时，并在第一时段内持续获取氮氧化物的实际转化效率，并判断所述实际转化效率是否大于所述最大转化效率，如果是，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气；

其中，所述预先标定的第一MAP中至少包括所述当前发动机工况及其对应的所述至少一种气体组分的最大转化效率的映射关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种气体组分为氨气，所述根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气，具体包括：

当车载诊断系统未诊断出排放故障时，比较获取到的氨气含量与允许排放到大气中的最大氨气含量的大小；

若获取到的氨气含量大于允许排放到大气中的最大氨气含量，则开始计时，并在第一时段内持续获取氨气含量并判断获取到的氨气含量是否大于所述允许排放到大气中的最大氨气含量，如果是，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种气体组分为二氧化碳，所述根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求，如果否，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气，具体包括：

根据获取到的二氧化碳的含量判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒，如果否，则在第一时段内持续获取二氧化碳的含量并判断进入发动机燃油系统以及尾气处理系统的碳元素质量总和与从尾气处理系统排出的碳元素质量是否守恒，如果否，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果是，则确定发动机排气系统漏气。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定发动机排气系统漏气后，还包括：

触发故障报警系统。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量之前，还包括：

检测发动机是否处于稳态工况。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述检测发动机是否处于稳态工况，具体包括：

持续采集第三时段内的多个转速及其对应的喷油量；

根据采集到的第三时段内的多个转速获取第三时段内的转速波动范围，根据采集到的第三时段内的喷油量获取第三时段内的喷油量波动范围；

判断所述第三时段内的转速波动范围是否不大于允许转速波动的最大范围，以及判断所述第三时段内的喷油量波动范围是否不大于允许喷油量波动的最大范围；当两个判断结果均为是时，则确定发动机处于稳态工况，反之，则确定发动机处于非稳态工况。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内，具体包括：

关闭发动机排气系统的尾气处理系统；

持续获取第二时段内的发动机工况及其对应的实际原始排放；

判断所述实际原始排放是否在预先标定的第二MAP中的允许原始排放范围内，如果是，则确定发动机的原始排放在第二时段内持续在允许原始排放范围内；

所述第二MAP中至少包括第二时段内的发动机工况及其对应的允许原始排放范围的映射关系。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，获取第二时段内的发动机的实际原始排放，具体包括：

通过尾气处理系统中的氮氧化物传感器获取第二时段内的发动机的实际原始排放。

10.一种发动机排气系统漏气检测装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于当发动机处于稳态工况时，获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量；

第二获取单元，用于根据所述至少一种气体组分的含量获取所述至少一种气体组分用于表征尾气处理效果的指标参数的实际值；

第一判断单元，用于判断所述指标参数的实际值是否满足预设要求；

第二判断单元，用于当所述指标参数的实际值不满足预设要求时，在第一时段内持续获取所述指标参数的实际值，并判断所述指标参数的实际值是否持续满足预设要求；

校验单元，用于所述指标参数的实际值不持续满足所述预设要求时，校验发动机的原始排放在第二时段内是否持续在允许原始排放范围内；如果所述发动机的原始排放在所述第二时段内持续在允许原始排放范围内，则确定发动机排气系统漏气。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

触发单元，用于在确定发动机排气系统漏气之后，触发故障报警系统。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

检测单元，用于在所述第一获取单元获取从发动机排气系统的尾气处理系统排放到大气中的至少一种气体组分的含量之前，检测发动机是否处于稳态工况。

Images