CN111473977B - 一种车载终端scr出入口温度数据一致性的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，包括如下步骤：1)静态测试，车辆处于原地怠速状态，将SCR入口和出口的温度传感器从SCR壳体中拆除，置于温度控制器中；验证温度控制器的设定值与从远程平台的测试数据的一致性；2)动态测试，保持SCR入口和出口的温度传感器在SCR中正常安装，车辆处于行驶状态，验证通过CAN网络节点读取的数据与从远程平台的测试数据的一致性。本发明采用静态及动态两种测试方法，比传统的直接在催化器载体上打孔安装传感器的方法，更加快捷的得到测试结论，避免硬件打孔的繁重工作量和可能造成的载体破损风险。同时，通过静态及动态的数据传输路径的分段确认，比较容易找到数据链中的问题点。

Description

一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法

技术领域

本发明属于整车测试技术领域，尤其是涉及一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法。

背景技术

为了实现整车的在线监控和管理，在重型车国六排放标准(GB 17691-2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》附录Q)中明确规定国六阶段整车需要安装远程监控终端设备，并向企业平台发送监控数据，企业平台转发终端数据至国家平台进行统一管理。

远程排放管理车载终端的数据传输技术是目前国家环保部门远程发现和监控超排车辆，惩处违法企业的重要手段。为保证平台收到的终端传输数据的真实性，需要对整车实际运行参数与平台收到数据的一致性进行测试认证。

SCR：Selective Catalytic Reduction，即选择性催化还原后处理器。柴油在发动机内燃烧后会产生氮氧化物(NOx)排放，包括一氧化氮NO、二氧化氮NO₂和一氧化二氮(氧化亚氮)N₂O。NO是无色无臭气体，只有轻度刺激性，直接毒性不大。NO在大气中被氧化成NO₂，而NO₂是一种褐色的有毒气体，对眼、鼻、呼吸道以及肺部有强刺激。与血红素蛋白的亲和力比O₂高30万倍，因而对血液输氧能力的障碍远高于CO。NO₂浓度为1×10^-6时就会感到恶臭，250×10^-6时会很快使人因肺水肿死亡。NOx在大气中反应生成硝酸，成为酸雨的主要来源之一。同时，NOx是形成光化学烟雾的主要成分。因此，如果NOx直接排放则无法满足国六尾气排放标准，因此发动机及汽车厂家需要增加SCR后处理设备，在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N₂和H₂O。但是，对NOx的催化还原反应对温度条件的要求较高，尿素-SCR在反应温度为250℃～450℃时可得到最佳转化效率，低于200℃时反应难以进行，尿素也不能充分水解；温度过高时不仅作为还原剂的NH₃与O₂氧化反应导致损耗，而且还由此反应生成新的NOx以及强温室气体N₂O(氧化亚氮)。实际的控制过程是尿素喷射电控单元(也可以放在柴油机电控系统中)根据由CAN总线获得的发动机工况以及排温传感器测得的排气温度等条件，确定尿素水溶液喷射量。经过供给单元和喷射装置的精确计量，尿素水溶液在压缩空气辅助下喷入排气管，受热分解出氨气NH₃，与排气均匀混合后进入SCR催化剂进行NOx还原反应。因此，SCR实际温度场的测量对SCR的正常高效运行起着至关重要的作用。

在数据传输过程中，需要满足SCR上游和下游温度传感器采集数据与实际整车运行状态一致，数据发送频率为每秒一次，发送数据的错误率与丢包率不超过百分之一。由于传感器的测量原理、测量精度和产品级传感器的生产一致性因素影响，测得数据与实际温度会有所偏差，此偏差应在要求范围之内，以保证数据的可信度。

后处理SCR上下游温度传感器，反映的是SCR载体前后的温度场分布情况，是环保部门判断整车是否按照要求安装SCR的判定依据，并且也是发动机及整车厂家在后处理开发及整车实际运行路谱收集的重要参数。

保证车载终端数据流中SCR入口和出口温度传感器信号的真实性，即车辆实际运行过程中和平台接受数据的一致性是非常必要的。因此，SCR入口和出口温度传感器的实际测量值和通过车载终端发送并由远程平台接收的数据二者之间的数据一致性是目前国六法规强制开展的测试项目之一(GB17691-2018附录Q)。但现有法规中并未详细说明车载终端SCR出/入口温度数据一致性的测试方法。另一方面，从国际角度来看，中国重型车国六法规在国际上首先将远程排放管理车载终端技术列为强制检测内容。因此，相关测试方法在国内外仍属空白。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，可以实现对数据平台接收的SCR出入口温度信号的真实性校验，满足国六阶段排放法规对车载终端数据一致性的要求及发动机和整车生产厂家对整车运行工况采集的真实性保障。

本发明的核心思想是：静态和动态结合的分段式的数据一致性验证方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，包括如下步骤：

1)静态测试，车辆处于原地怠速状态，将SCR入口和出口的温度传感器从SCR壳体中拆除，并置于温度控制器中；验证温度控制器的设定值与从远程平台下载的对应的测试数据的一致性；

2)动态测试，保持SCR入口和出口的温度传感器在SCR中正常安装，车辆处于行驶状态，验证通过CAN网络节点从控制器ECU读取的数据与从远程平台下载的对应的测试数据的一致性。

进一步的，静态测试过程中，调节温度控制器从某一温度起点按照一定的步长增加温度至预设的上限温度值或者最大量程，记录每个温度点的设定值及从远程平台下载到的SCR入口和出口温度传感器的数据流信息，计算两组数据相关性得到静态数据一致性测试结论。

进一步的，动态测试过程中，记录一定时间段内多个时间点的通过CAN网络从所述控制器读到的温度数据。

进一步的，测试数据的一致性验证方法为：通过线性回归方法判定。

相对于现有技术，本发明所述的方法具有以下优势：

(1)本发明采用静态及动态两种测试方法进行数据一致性试验验证，比传统的直接在催化器载体上打孔安装传感器的方法能更加快捷的得到测试结论，数据的真实性能够满足法规对测试的精度和准确性要求。使用该方法进行车载终端数据一致性验证，在确保数据和结论可靠的基础上，可避免硬件打孔带来的繁重工作量和打孔可能造成的载体破损风险，以及试验结束后样件的不可再利用性，提高了验证工作效率，降低了试验成本损耗。

(2)本发明针对实际物理值至数据平台之间的多个数据节点，通过静态标准源试验及动态实车路试运行试验进行数据传输路径的分段确认，能在整车开发及车载终端匹配过程中比较容易找到数据链中的问题点并加以改进。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述静态测试方法示意图；

图2为本发明实施例所述的静态测试试验数据流程图；

图3为本发明实施例所述的动态测试试验数据流程图；

图4为本发明实施例所述的数据一致性数据处理分析实例示意图。

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组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明方案的一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，包括两个试验部分：静态测试和动态测试，具体试验内容如下：

整车实际运行参数传输至数据平台需要经过以下4个传输节点：实际温度至温度传感器、温度传感器至控制器、控制器至车载终端、车载终端至数据平台即远程平台。

静态测试，指车辆在原地怠速状态下，将SCR入口和出口的温度传感器从SCR壳体中拆除，并置于温度控制器中，即标准温度源中，如图1所示。通过温度控制器给SCR入口和出口的温度传感器提供标准温度环境，进行数据传输的一致性测试，如图2所示。其中，温度传感器是根据不同测量原理将温度值转换成连续变化的电压模拟信号，再由控制器接收连续的电压模拟信号，根据电压与温度的对应关系还原实际温度数据。再由控制器将翻译完成的电压数据根据总线协议发送至整车CAN网络，再由车载终端读取，并由车载终端发送至远程平台。通过平台数据与温度控制器提供的温度值进行对比，从而校验实际温度至传感器、传感器至控制器、控制器至车载终端、车载终端至数据平台四个数据传输节点的数据一致性，核查这些数据传输过程中是否存在被篡改的情况。

动态测试，是针对控制器至车载终端、车载终端至数据平台的数据真实性，如图3所示。动态测试是指在整车实际路试试验过程中的数据测试，由于车载终端是通过整车CAN总线接收来自控制器ECU的数据，在整车进行道路试验时整车CAN网络各节点都会在总线发送数据，例如ABS节点、NOx传感器节点、氧传感器节点、整车控制器ECU节点、CAN仪表节点、变速箱传感器TCU节点等网络节点，所以在整车运行过程中需要对车载终端节点的数据接收，以及车载终端发送和数据平台接收的情况进行验证。动态试验过程中，SCR入口和出口的温度传感器均正常连接在后处理SCR的前后两端，在整车运行过程中由于工况的差异，车速、发动机转速、排气流量等参数时刻变化，收集试验过程中的发动机控制器ECU显示数据，与数据平台接收的数据进行比较，评价及判断控制器ECU至车载终端、车载终端至数据平台的数据是否连续是否真实，是否满足国六法规中要求的错误及丢包率要求。

车载终端SCR出/入口温度数据一致性数据分析方法：

将测试得到的SCR入口/出口温度和远程平台接收的SCR入口/出口温度进行线性回归判定。使用最小二乘法求回归方程，用以下公式达到最好的拟合：

y＝mx+b

式中：

y——平台接收的SCR入口/出口温度，℃；

m——回归线斜率；

x——测量得到的SCR入口/出口温度，℃；

b——回归线的y截距。

计算斜率m和相关系数r²，测试评率大于等于1Hz。当满足以下两参数时，可以判定测试车辆的车载终端SCR出/入口温度数据一致性合格：

回归线的斜率，m	0.90～1.11
		相关系数，r<sup>2</sup>	≥0.90

本发明的创新之处在于发明了一种车载终端SCR出/入口温度数据一致性的测试方法。针对实际物理值至数据平台共四个数据节点，通过静态标准源试验及动态实车路试运行试验进行数据传输路径的分段确认，从而得到传感器、控制器、终端及平台整条数据路径的信号得到及传输的数据一致性评价结果。具体的，

本方法具体的实施过程如下：

本发明按照技术方案连接好实验装置之后，采用如下实施步骤会得到理想效果。

步骤一：确认整车状态良好能够正常进行实验，标准温度源及CAN网络数据读取设备准备就位。

步骤二：确认整车已经安装车载远程排放终端设备即车载终端，并且已经完成终端数据认证平台注册，远程平台可以正常读取车载终端发送数据。

步骤三：静态试验：在整车静止发动机怠速或不启动状态(整车系统通电且钥匙打到“on”档位置)下，CAN网络数据读取设备接入整车系统。

脱开SCR入口和出口的温度传感器，并置于温度控制器中，即标准温度源中。调节标准温度源从100℃以50℃为步长增加压力至400℃或量程最大，记录每个温度点的设定值及从远程平台下载到的SCR入口和出口温度传感器数据流信息，计算两组数据相关性得到静态数据一致性测试结论。

数据一致性静态试验数据处理分析实例，某车型SCR入口温度测量结果：

实测数据(℃)	200	250	300	350	400
						平台数据(℃)	188	240	291	340	388

数据计算结果如图4所示，其中m＝0.998，位于0.9到1.1之间，r²＝0.999，大于0.90。判定静态测试达标。

步骤四：动态试验：启动车辆，CAN网络数据读取设备接入整车系统。保持SCR入口和出口温度传感器在SCR中正常安装。驾驶车辆在实际道路上行驶，车速在40Km/h以上达到30分钟。记录30分钟时间内CAN网络读到的SCR入口和出口温度传感器的数据流信息，并从远程平台下载试验过程中终端传输数据，计算两组数据相关性得到静态数据一致性测试结论，完成试验。其中，数据一致性的动态试验数据分析方法和判定标准与静态试验的方法及标准相同。

本试验要注意的是，在做试验之前，要对所测试的温度传感器量程有所了解，严格控制标准温度源的设置的温度值不能超过温度传感器使用上限；动态驾驶工况应包含整车起步加速，以及发动机高转速高负荷运行工况，使验证压力区域尽量充分。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)静态测试，车辆处于原地怠速状态，将SCR入口和出口的温度传感器从SCR壳体中拆除，并置于温度控制器中；验证温度控制器的设定值与从远程平台下载的对应的测试数据的一致性；

2)动态测试，保持SCR入口和出口的温度传感器在SCR中正常安装，车辆处于行驶状态，验证通过CAN网络节点从控制器ECU读取的数据与从远程平台下载的对应的测试数据的一致性。

2.根据权利要求1所述的一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，其特征在于：静态测试过程中，调节温度控制器从某一温度起点按照一定的步长增加温度至预设的上限温度值或者最大量程，记录每个温度点的设定值及从远程平台下载到的SCR入口和出口温度传感器的数据流信息，计算两组数据相关性得到静态数据一致性测试结论。

3.根据权利要求1所述的一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，其特征在于：动态测试过程中，记录一定时间段内多个时间点的通过CAN网络从所述控制器读到的温度数据。

4.根据权利要求1所述的一种车载终端SCR出入口温度数据一致性的测试方法，其特征在于：测试数据的一致性验证方法为：通过线性回归方法判定。

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