CN111537412A - 排放监测装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种排放监测装置、系统及方法，装置应用于非道路车辆，包括：PM传感器和NOx传感器，PM传感器安装在非道路车辆的发动机的出气口处，并与非道路车辆的DCU连接，用于检测表征发动机排放的尾气中颗粒物含量的PM参数，并发送给DCU；NOx传感器安装在发动机的出气口处，并与DCU连接，用于检测表征发动机排放的尾气中氮氧化物含量的NOx参数，并发送给DCU。通过将PM传感器和NOx传感器分别安装在发动机的出气口处，能够有效检测尾气排放中的PM参数和NOx参数，有利于实现尾气排放的监测。这样也能够利用非道路车辆的DCU，节约成本，也有利于使DCU将监测的排放参数(PM参数和NOx参数)发送给排放监测平台，实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。

Description

排放监测装置、系统及方法
技术领域
本申请涉及汽车领域，具体而言，涉及一种排放监测装置、系统及方法。
背景技术
目前，为了提倡环保，道路车辆的排放标准越来越精细化，不少道路车辆已经能够实现尾气排放的在线监测。我国非道路车辆的保有率并不低，然而对于非道路车辆的排放监测、控制等问题，相对于道路车辆而言，却显得过于粗糙，甚至无法对其进行监测，难以跟上环保的步伐。
对道路车辆尾气的监测，目前有多种方式，例如通过设立监测站点，对通过的车辆进行尾气排放监测，或者通过视频图像，监测尾气的排放。而由于非道路车辆(例如工程车、农用拖拉机等)不同于道路车辆(例如小车)，目前对于非道路车辆的尾气排放检测并不完善，通常无法实现尾气排放的在线监测。
究其原因，是由于现有的非道路车辆，难以获取其排放参数(例如没有相应的尾气检测装置，从而无法获取排放参数，或者装置年代久远，获取的参数不准确)，从而导致无法有效地在线监测非道路车辆地尾气排放。
为了环保，需要实时准确地监测非道路车辆的排放。而若要利用现有的OBD系统(On Board Diagnostics，车载自动诊断系统，OBD系统在道路车辆上广泛应用)，则存在无法安装、难以适用、成本高昂等问题，因此，如何才能低成本且有效地实现对非道路车辆的尾气排放在线监测，是一个具有挑战性的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种排放监测装置、系统及方法，在尽可能保持低成本的情况下，实时准确地获取非道路车辆的排放参数，从而有效地对非道路车辆的尾气排放进行在线监测。
为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：
第一方面，本申请实施例提供一种排放监测装置，应用于非道路车辆，所述装置包括：PM(Particulate Matter，颗粒物)传感器和NOx(氮氧化物)传感器，所述PM传感器安装在所述非道路车辆的发动机的出气口处，并与所述非道路车辆的DCU(Drive ControlUnit，牵引控制单元)连接，用于检测表征所述发动机排放的尾气中颗粒物含量的PM参数，并发送给所述DCU；所述NOx传感器安装在所述发动机的出气口处，并与所述DCU连接，用于检测表征所述发动机排放的尾气中氮氧化物含量的NOx参数，并发送给所述DCU。
通过将PM传感器和NOx传感器分别安装在发动机的出气口处，能够有效检测尾气排放中的PM参数和NOx参数，有利于实现尾气排放的监测。这样也能够利用非道路车辆的DCU，节约成本，也有利于使DCU将监测的排放参数(PM参数和NOx参数)发送给排放监测平台，实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述排放监测装置还包括：第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器安装在所述发动机设有进气口的一端，并与所述DCU连接，用于获取所述发动机的第一温度参数，并发送给所述DCU；所述第二温度传感器安装在所述发动机设有所述出气口的一端，并与所述DCU连接，用于获取所述发动机的第二温度参数，并发送给所述DCU。
通过在发动机设有进气口的一端和设有出气口的一端分别设置第一温度传感器和第二温度传感器，能够有效监测发动机的温度参数，有利于准确监测排放参数。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述发动机包括设置在所述发动机内部且靠近所述进气口的DOC(Diesel Oxidation Catalyst，氧化催化剂，一种发动机后处理技术)和设置在所述发动机内部且靠近所述出气口的DPF(Diesel ParticleFilter，柴油机颗粒捕捉器)，所述排放监测装置还包括：压差传感器，所述压差传感器的两个探测端分别设置在所述DPF的两个端口，用于检测所述DPF的两个端口之间的压强差，并发送给所述DCU。
通过设置压差传感器，可以确定出发动机中DPF的实时压强差，有利于准确对排放参数进行监测。
结合第一方面，或者结合第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述排放监测装置还包括T-BOX(Telematics BOX，远程信息处理器，简称车载T-BOX)，所述T-BOX与所述DCU连接，用于接收所述DCU发送的数据包，并将所述数据包发送给用于对车辆的排放进行监测的排放监测平台，其中，所述数据包由所述DCU基于至少包含所述PM参数和所述NOx参数的排放参数生成。
通过设置T-BOX，有利于DCU与排放监测平台的稳定的通信(即接收DCU发送的数据包，并发送给用于对车辆的排放进行监测的排放监测平台)，从而实现排放监测平台对非道路车辆的尾气排放的实时监测。
第二方面，本申请实施例提供一种排放监测系统，包括非道路车辆的DCU、用于对车辆的排放进行监测的排放监测平台，以及第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的排放监测装置，所述排放监测装置与所述DCU连接，所述DCU与所述排放监测平台连接，所述排放监测装置，用于监测所述发动机以确定出排放参数，并发送给所述DCU，其中，所述排放参数至少包括PM参数和NOx参数；所述DCU，用于将所述排放参数打包成数据包，并上传至所述排放监测平台；所述排放监测平台，用于根据所述数据包确定出排放量，以对所述非道路车辆的排放进行在线监测。
排放监测系统，可以低成本且准确地实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。
第三方面，本申请实施例提供一种排放监测方法，应用于第二方面所述的排放监测平台，所述方法包括：接收所述DCU上传的所述数据包；从所述数据包中确定出所述排放参数，其中，所述排放参数包括PM参数和NOx参数；根据所述NOx参数确定出NOx排放量，以及，根据所述PM参数确定出PM排放量，以对所述非道路车辆的排放进行在线监测。
通过获取数据包中的排放参数(至少包括PM参数和NOx参数)，可以准确地确定出NOx排放量(基于NOx参数)和PM排放量(基于PM参数)，从而对非道路车辆的排放进行在线监测。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述PM参数确定出PM排放量，包括：从所述PM参数中确定出Soot值；根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，其中，所述预设对应关系为所述Soot值与不透光烟度之间的对应关系；根据所述不透光烟度确定出所述PM排放量。
通过从PM参数中确定出Soot值，基于预设对应关系，确定出不透光烟度，进一步确定出PM排放量。这样可以实现在非道路车辆的运动过程中对PM排放量的测量(传统的测量PM排放量的方式为：在发动机怠速情况下，利用波许烟度计测量波许烟度值，从而确定出PM排放量，但这样的结果是难以反映非道路车辆在运行过程中的PM排放量的)。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述数据包中包括所述非道路车辆的发动机功率，所述根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，包括：根据所述发动机功率，确定出与所述发动机功率对应的目标对应关系；根据所述Soot值和目标对应关系，确定出不透光烟度。
通过结合发动机功率，确定出发动机功率对应的目标对应关系，这样可以考虑到发动机功率的影响，从而能够从多个Soot值与不透光烟度之间的对应关系(即预设对应关系)中确定出更加准确的目标对应关系，从而有利于排放监测平台更准确地确定出PM排放量。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，在所述数据包中包括所述第二温度参数时，所述根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，包括：根据所述第二温度参数，从多种预设对应关系中确定出对应的目标对应关系；根据所述Soot值和目标对应关系，确定出不透光烟度。
通过结合发动机出气口的温度(即通过第二温度参数反映)，确定出对应的目标对应关系，这样可以考虑到发动机出气口的温度的影响，从而能够从多个Soot值与不透光烟度之间的对应关系(即预设对应关系)中确定出更加准确的目标对应关系，从而有利于排放监测平台更准确地确定出PM排放量。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中，所述数据包中包括所述非道路车辆的发动机压强，所述根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，包括：根据所述发动机压强，确定出与所述发动机压强对应的目标对应关系；根据所述Soot值和目标对应关系，确定出不透光烟度。
通过结合发动机压强(可通过压差传感器反映)，确定出对应的目标对应关系，这样可以考虑到发动机压强的影响，从而能够从多个Soot值与不透光烟度之间的对应关系(即预设对应关系)中确定出更加准确的目标对应关系，从而有利于排放监测平台更准确地确定出PM排放量。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种排放监测系统的示意图。
图2为本申请实施例提供的一种排放监测装置安装在发动机上的示意图。
图3为本申请实施例提供的一种排放监测系统运行的流程图。
图4为本申请实施例提供的一种应用于排放监测平台的排放监测方法的流程图。
图标：10-排放监测系统；11-排放监测装置；111-PM传感器；112-NOx传感器；113-第一温度传感器；114-第二温度传感器；115-压差传感器；12-DCU；13-T-BOX；14-排放监测平台；15-车载显示器；20-终端；30-发动机；31-DOC；32-DPF。
具体实施方式
目前，为了提倡环保，道路车辆的排放标准越来越精细化，不少道路车辆已经能够实现尾气排放的在线监测。我国非道路车辆的保有率并不低，然而对于非道路车辆的排放监测、控制等问题，相对于道路车辆而言，却显得过于粗糙，甚至无法对其进行监测，难以跟上环保的步伐。
对道路车辆尾气的监测，目前有多种方式，例如通过设立监测站点，对通过的车辆进行尾气排放监测，或者通过视频图像，监测尾气的排放。而由于非道路车辆(例如工程车、农用拖拉机等)不同于道路车辆(例如小车)，目前对于非道路车辆的尾气排放检测并不完善，通常无法实现尾气排放的在线监测。
究其原因，是由于现有的非道路车辆，难以获取其排放参数(例如没有相应的尾气检测装置，从而无法获取排放参数，或者装置年代久远，获取的参数不准确)，从而导致无法有效地在线监测非道路车辆地尾气排放。
为了环保，需要实时准确地监测非道路车辆的排放。而若要利用现有的OBD系统(On Board Diagnostics，车载自动诊断系统，OBD系统在道路车辆上广泛应用)，则存在无法安装、难以适用、成本高昂等问题，因此，如何才能低成本且有效地实现对非道路车辆的尾气排放在线监测，是一个具有挑战性的问题。
基于此，本申请的发明人提出一种排放监测装置11、系统及方法，在尽可能保持低成本的情况下，实时准确地获取非道路车辆的排放参数，从而有效地对非道路车辆的尾气排放进行在线监测。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
在本实施例中，为了便于对本方案的理解，将对现有的道路车辆的尾气排放监测的技术进行简单的介绍。
目前对于道路车辆的排放监测，多数为监测站点通过读取车身自带的OBD系统(OnBoard Diagnostics，车载自动诊断系统)检测的排放参数(例如PM参数和NOx参数)，并上传至对应的监测平台，以实现对道路车辆的尾气排放在线监测。
但非道路车辆多数不具备OBD系统，即使少数带有OBD系统的，也通常因为其发动机30来自国外或时间久远，难以获取电控系统的通信协议，从而无法通过读取OBD来获取排放参数。因此，对非道路车辆的尾气排放的监测，并不准确和完善，更是无法实现尾气排放的在线监测。
为了实现对非道路车辆的尾气排放在线监测，若是直接给非道路车辆安装一整套的OBD系统，成本过高，难以推进。因此，本申请的发明人提出了一种排放监测装置11、系统和方法的技术方案，以低成本而有效地实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种排放监测系统10的示意图。在本实施例中，排放监测系统10可以包括：排放监测装置11、非道路车辆的DCU(标号12)、车载显示器15、T-BOX(标号13)和排放监测平台14。
在本实施例中，排放监测装置11可以安装在非道路车辆的发动机30上(也可能存在间隙，以实际需要为准)，并与非道路车辆的DCU连接，以将检测的参数发送给DCU。
以下，将以排放监测装置11的一种安装方式为例，对排放监测装置11进行介绍。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种排放监测装置11安装在发动机30上的示意图。在本实施例中，排放监测装置11可以包括PM传感器111、NOx传感器112、第一温度传感器113、第二温度传感器114、压差传感器115等。
在本实施例中，非道路车辆的发动机30可以包括进气口和出气口，发动机30还设有用于对气体进行处理的后处理模块，例如，DOC(标号31)和DPF(标号32)。其中，DOC可以设置在发动机30内部且靠近进气口的位置，用于处理HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)等的排放。而DPF可以设置在发动机30内部且靠近出气口的位置，用于处理PM的排放。
示例性的，PM传感器111可以安装在非道路车辆的发动机30的出气口处，并与非道路车辆的DCU连接，用于检测发动机30尾气中的PM参数。其中，PM参数可以表征发动机30排放的尾气中颗粒物含量，而PM传感器111可以将检测的PM参数发送给DCU。
示例性的，NOx传感器112也可以安装在发动机30的出气口处，并与DCU连接，用于检测发动机30尾气中的NOx参数。NOx参数可以表征发动机30排放的尾气中氮氧化物含量，而NOx传感器112可以将检测的NOx参数发送给DCU。
示例性的，第一温度传感器113可以安装在发动机30设有进气口的一端，并与DCU连接，用于获取发动机30的第一温度参数并发送给DCU。而第二温度传感器114可以安装在发动机30设有出气口的一端，并与DCU连接，用于获取发动机30的第二温度参数并发送给DCU。
示例性的，压差传感器115的两个探测端可以分别设置DPF对应的两个端口处，用于检测DPF的两个端口之间的压强差，并发送给DCU。
需要说明的是，在本实施例中，只是介绍了一种排放监测装置11，排放监测装置11还可以为其他形式，例如包括更多的或更少的传感器，传感器安装在发动机30的位置等也可以有所不同，此处不应视为对本申请的限定。
例如，对于非道路车辆A，在将排放监测装置11安装在其发动机30上时，排放检测装置11所包括的温度传感器的数量可以为三个，三个传感器分别安装在DOC前、DPF前、DPF后；或者，为四个，四个温度传感器分别安装在DOC前、DPF前、SCR(选择性催化还原，一种后处理技术，用于处理NOx，其具体安装位置可参阅现有资料，例如维基百科、百度百科等)前、SCR后。
在本实施例中，DCU可以与车载显示器15连接，以及，DCU可以通过T-BOX与排放监测平台14连接(在排放监测不包括T-BOX时，DCU也可以通过其他方式实现与排放监测平台14的连接，此处不作限定)。接收排放监测装置11中各个传感器检测的排放参数(例如PM参数、NOx参数、第一温度参数、第二温度参数、压强差等)后，DCU可以生成数据包(当然，数据包中还可以包括其他参数，例如车速、发动机30功率等，此处不作限定)。生成数据包后，DCU可以将数据包上传至排放监测平台14(例如通过发送给T-BOX，再由T-BOX发送给排放监测平台14)。
在本实施例中，T-BOX可以与排放监测平台14连接，并与之数据通信，实现将接收的数据包发送给排放监测平台14。
而排放监测平台14在接收到数据包后，可以对数据包进行分析处理，从而实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。另外，排放监测平台14还可以与外部的终端20连接，从而与终端20通信，实现接收终端20发送的请求(例如排放监测请求)，或者将对非道路车辆的排放监测的结果发送给对应的终端20。终端20可以是智能手机、平板电脑、个人电脑等，此处不作限定。
需要说明的是，排放监测平台14可以包括多种模块和功能，例如，排放监测平台14可以包括：
车辆信息备案模块，可以用于将车辆的信息存储下来，例如车辆的牌照，车型、驾驶员、联系方式等信息。
车辆信息管理模块，可以用于对车辆信息组织结构分类管理，例如，该车辆归属于何地，由哪个车管所管辖等。
车辆信息监控模块，可以用于对车辆的车速，发动机30的转速，燃油消耗等发动机30的信息进行实时监控。
车辆后处理装置监控模块，可以用于对后处理装置的传感器，例如温度传感器，压差传感器115，进气流量传感器等进行实时监控，也可以对后处理装置的故障进行监控。
尾气排放监控模块，可以用于对污染物进行监控，如PM值，NOx值等。
减排计算模块，可以用于对车辆的减排量进行计算，从而确定出车辆的实时减排量、时段减排量、总体减排量等信息。
大数据分析模块，可以用于对车辆采集的大量信息进行分析，确定出减排建议。
排放监测平台14可以包括这些模块中的部分或全部，甚至包括更多模块，此处所列举的排放监测平台14的功能模块，只是一种示例性的举例，不应视为对本申请的限定。
另外，需要说明的是，在其他一些实现方式中，排放监测系统10也可以不包括终端20、T-BOX、车载显示器15等，也能够实现对非道路车辆的尾气排放进行在线监测的目的，因此，此处不应视为对本申请的限定。
排放监测装置将PM传感器和NOx传感器分别安装在发动机的出气口处，能够有效检测尾气排放中的PM参数和NOx参数，有利于实现尾气排放的监测。通过这样的方式，提供排放监测装置，可以利用非道路车辆的DCU，而无需增设一套OBD系统，从而能够节约成本。同样的，这样可以使DCU将监测的排放参数(PM参数和NOx参数)发送给排放监测平台，实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。
以下，将对排放监测系统10的运行流程进行一个示例性的介绍，以便理解本方案。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种排放监测系统运行的流程图。
示例性的，甲为非道路车辆A的车主，甲通过终端上的与排放监测平台对应的应用程序，上传了车辆信息、个人信息等，并将终端(用户账号、手机号等)与非道路车辆A进行了绑定。
某时刻，甲在驾驶非道路车辆A的过程中，非道路车辆A上安装的排放监测装置开始检测排放参数。
排放监测装置中的第一温度传感器、第二温度传感器，可以对发动机进行检测，分别获取第一温度参数和第二温度参数，并发送给DCU。其中，DCU可以根据第一温度参数和第二温度参数，判断是否爆燃。
由于PM传感器和NOx传感器工作时探头会发热，若是温度过低，则PM传感器的探头和NOx传感器的探头可能存在水珠，在探测时加热则会使探头受热不均，从而损坏探头。因此，DCU可以根据第二温度参数，确定当前温度是否适宜PM传感器和NOx传感器工作，在不适宜PM传感器和NOx传感器工作时，DCU可控制PM传感器和NOx传感器暂时不工作，待温度上升到合适的温度值后工作。
而后，PM传感器和NOx传感器可以分别检测发动机尾气中颗粒物的含量和氮氧化物的含量，以确定出PM参数和NOx参数。
PM传感器可以检测尾气中的颗粒物的含量，NOx传感器可以检测尾气中氮氧化物的量。当温度达到适宜工作的温度时，DCU可以发送启动命令到NOx传感器和PM传感器，NOx传感器和PM传感器先加热，然后计算尾气中颗粒物的含量，以获取PM参数；以及，计算尾气中氮氧化物的含量，以获取NOx参数；然后将PM参数和NOx参数发送至DCU。
确定出PM参数和NOx参数后，PM传感器和NOx传感器可以将对应的排放参数发送给DCU。
而压差传感器也可以检测DPF的两个端口之间的压强差，并发送给DCU。根据压差传感器所检测的DPF两端压差，DCU可以计算DPF载体的堵塞情况。当压差达到25千帕，DCU可以发送提示信息至车载显示器，以提醒驾驶员进行维护；当压差大于30千帕会发出告警提醒驾驶员必须维护。
DCU在接收到排放监测装置中的传感器发送的参数后(第一温度参数、第二温度参数、PM参数、NOx参数、压强差等)，可以将这些参数打包成数据包。当然，DCU也可以将其他的一些参数(可以是未经计算而获取的，也可以是经过一定计算确定出的，例如，车速、发动机转速、发动机功率等)一起打包。将排放参数和其他的一些参数打包成数据包后，DCU可以将数据包发送给T-BOX。以及，DCU可以将数据包发送给车载显示器(DCU也可以将数据包发送给T-BOX后，由T-BOX发送给车载显示器，此处不作限定，以实际需要为准)。
需要说明的是，DCU将数据包外发，可以是按频率(例如一分钟一次，十秒钟一次等)、间隔时长(举例上次发送的时间为二十秒钟、一分钟等)、收集的数据量达到预设值时(每种参数收集到10个、20个等)外发，或者基于请求进行外发(例如终端向平台发送监测请求，平台则向DCU发送获取数据包的请求，DCU根据请求收集参数后打包，并将数据包外发)，此处不作限定。
T-BOX接收到数据包后，可以将数据包发送给排放监测平台。
在T-BOX将数据包发送给排放监测平台时，而排放监测平台则可以运行排放监测方法。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种应用于排放监测平台的排放监测方法的流程图。在本实施例中，排放监测方法可以包括：步骤S10、步骤S20和步骤S30。
在T-BOX将数据包发送给排放监测平台时，排放监测平台可以执行步骤S10。
步骤S10：接收所述DCU上传的所述数据包。
在本实施例中，排放监测平台可以接收DCU上传的所述数据包。
而接收到数据包以后，为了实现对非道路车辆的尾气排放在线监测，排放监测平台可以执行步骤S20。
步骤S20：从所述数据包中确定出所述排放参数，其中，所述排放参数包括PM参数和NOx参数。
在本实施例中，排放监测平台可以从数据包中确定出排放参数。
示例性的，排放监测平台可以从数据包中确定出PM参数、NOx参数、第一温度参数、第二温度参数、压强差、发动机功率等参数。在其他一些实现方式中，也可以是确定出其中的一部分参数，以实际数据包中的参数为准，此处不作限定。
确定出排放参数后，排放监测平台(此处可以是排放监测平台的尾气排放监控模块)可以执行步骤S30。
步骤S30：根据所述NOx参数确定出NOx排放量，以及，根据所述PM参数确定出PM排放量，以对所述非道路车辆的排放进行在线监测。
在本实施例中，为了确定出非道路车辆的污染物排放量，排放监测平台可以根据NOx参数确定出NOx排放量。
示例性的，排放监测平台可以根据NOx参数中各种氮氧化物的含量，根据预设的计算方式，例如，按氮氧化物的含量在尾气中所占的比例计算NOx排放量。
当根据接收的NOx参数而确定出的NOx值大于900ppm(Parts Per Million，百万分比浓度)，且连续多次(预设次数，例如3次，10次等)皆是如此，则可判断为NOx排放超标。
以及，排放监测平台还可以根据PM参数确定出PM排放量。
目前行业判定内柴油机的尾气污染物(颗粒物，即PM)的方法有不透光系数(不透光烟度的系数)、波许烟度值、滤纸烟度、颗粒物浓度(Soot)等。结合法规GB36886-2018标准、GB3847-2018标准，对柴油机(非道路车辆的发动机为柴油机)排放颗粒物限值是按不透光系数限值要求的，此烟度的测量方法，是按车辆在怠速下进行尾气排放污染物测量，车辆不会发生移动。如果车辆移动时，那么此检测方法无法进行，所以也无法知晓车辆排放的颗粒物情况和排放的颗粒是否满足排放标准。
而为了测量非道路车辆在行车过程中的PM排放量，可以建立行车过程中可测量的参数(例如Soot值，其中，Soot表示：化学组成的主要为元素为碳的一类PM)与难以在行车过程中测量的参数(例如不透光烟度)之间的对应关系，从而根据可测量的参数和对应关系，便可确定出难以在行车过程中测量的参数。
在本实施例中，经过测试和验证，选用了Soot值与不透光烟度之间的关系作为预设对应关系，以确定出准确的PM排放量(通过不透光烟度即可反映PM排放量)。特别的，基于法规对不透光烟度的限值点，确定出了对应的阈值点。以及，在阈值点的一定范围内设定了接近点，例如在数值为阈值点的数值的95％处设置接近点。例如，请参阅表1，表1示出了对应值的光吸收系数(不透光烟度)与PM排放限值的对应关系：
表1.柴油车辆烟度与颗粒物浓度即值和检测方法
Figure BDA0002482909030000151
以及，请参阅表2，表2示出了对应的限值：
表2.不透光系数k、波许烟度值Rb、滤纸烟度Fs、颗粒物浓度Soot对应关系表
Figure BDA0002482909030000152
通过找出法规限值点中不透光烟度与Soot值的对应关系，作为判定柴油机尾气颗粒物排放是否满足排放要求的指标，以实现对非道路车辆运行过程中的尾气排放实时(且在线)监测。
需要说明的是，此处的列举的对应值只是示例性的，不应视为对本申请的限定。
由此，排放监测平台则可以根据PM参数和预设对应关系确定出PM排放量。示例性的，排放监测平台可以从PM参数中确定出Soot值。而确定出Soot值后，排放监测平台可以根据确定出的Soot值和排放监测平台内的预设对应关系，确定出不透光烟度(不透光烟度即可反映PM排放量)。其中，预设对应关系为Soot值与不透光烟度之间的对应关系。
为了提升基于Soot值确定出的不透光烟度的准确性，可以对影响Soot值与不透光烟度之间对应关系的影响因素进行考虑，建立多组对应关系。
示例性的，排放监测平台可以根据发动机功率，确定出与发动机功率对应的目标对应关系。即，排放监测平台设有不同功率下的多组预设对应关系，而排放监测平台可以根据数据包中确定出的发动机功率，从多组预设对应关系中确定出目标对应关系。从而再根据Soot值，在目标对应关系中确定出不透光烟度的限值。
通过结合发动机功率，确定出发动机功率对应的目标对应关系，这样可以考虑到发动机功率的影响，从而能够从多个Soot值与不透光烟度之间的对应关系(即预设对应关系)中确定出更加准确的目标对应关系，从而有利于排放监测平台更准确地确定出PM排放量。
示例性的，排放监测平台也可以根据发动机温度(例如出气口处的温度，可通过第二温度参数确定)，确定出与发动机温度对应的目标对应关系。即，排放监测平台设有不同温度下的多组预设对应关系，而排放监测平台可以根据数据包中确定出的第二温度参数确定出发动机温度，从多组预设对应关系中确定出目标对应关系。从而再根据Soot值，在目标对应关系中确定出不透光烟度的限值。
通过结合发动机出气口的温度(即通过第二温度参数反映)，确定出对应的目标对应关系，这样可以考虑到发动机出气口的温度的影响，从而能够从多个Soot值与不透光烟度之间的对应关系(即预设对应关系)中确定出更加准确的目标对应关系，从而有利于排放监测平台更准确地确定出PM排放量。
示例性的，排放监测平台也可以根据发动机压强(例如，可通过DPF的两个端口之间的压强差反映)，确定出与发动机压强对应的目标对应关系。即，排放监测平台设有不同压强下的多组预设对应关系，而排放监测平台可以根据数据包中确定出的DPF的两个端口之间的压强差确定出发动机压强，从多组预设对应关系中确定出目标对应关系。从而再根据Soot值，在目标对应关系中确定出不透光烟度的限值。
通过结合发动机压强(可通过压差传感器反映)，确定出对应的目标对应关系，这样可以考虑到发动机压强的影响，从而能够从多个Soot值与不透光烟度之间的对应关系(即预设对应关系)中确定出更加准确的目标对应关系，从而有利于排放监测平台更准确地确定出PM排放量。
确定出不透光烟度后，排放监测平台根据不透光烟度确定出PM排放量。
需要说明的是，在一些可能的实现方式中，也可以根据不透光烟度的限值，确定出对应的Soot限值，通过判断PM参数中的Soot值是否超过该Soot限值即可确定该非道路车辆的PM排放量是否超标。通过这样的方式可以快速确定出排放是否超标的问题，且由于简单易行，甚至可以内设于DCU中，使得DCU自行判断，从而能够及时将结果反馈给车主。
在本实施例中，确定出NOx排放量和PM排放量后，排放监测平台可以将结果反馈给DCU(通过发送给T-BOX，由T-BOX转发给DCU)，以及，排放监测平台还可以将结果反馈给终端，以及时通知车主。
通过本申请实施例提供的排放监测方法，可以很好地对车辆的尾气排放颗粒物进行实时测量，可对测量的颗粒物浓度Soot实现随车测量。以及，通过测量的颗粒物污染浓度Soot，可以结合与不透光烟度k的对应关系，实时判定车辆尾气颗粒物排放是否满足排放标准。再者，可以根据车辆排放颗粒物浓度监控的判定结果，实时监控车辆的排放运行情况，进行远程监管。另外，对车辆排放颗粒物的浓度监控情况，可以指导对柴油机(非道路车辆)后处理产品颗粒过滤器进行维护。
在本实施例中，排放监测平台的减排计算模块，可以用于对非道路车辆的减排量进行计算。示例性的，减排计算模块，可以根据由PM传感器采集而来的PM参数，NOx传感器采集的NOx参数，温度传感器采集的温度参数(第一温度参数、第二温度参数等)，进气流量计采集的进气流量参数等，确定出尾气污染物污染程度，即PM原排、NOx原排。以及，后处理装置对尾气的净化程度，即装置后PM值、PM的减排率，累计PM的减排量，装置后NOx值、NOx的减排率，累计的NOx减排率等。
PM减排率(％)：
Figure BDA0002482909030000181
PM原排量(单位，克)：
Figure BDA0002482909030000182
累积PM减排量(单位，克)：
Figure BDA0002482909030000183
其中，PM原排表示：PM的原排量；PM后排表示：经DPF处理后的PM的排量；V排表示：排气的体积；t表示排气时间。
NOx减排率(％)：
Figure BDA0002482909030000191
NOx原排量(单位，克)：
Figure BDA0002482909030000192
累积NOx减排量(单位，克)：
Figure BDA0002482909030000193
其中，NOx原排表示NOx的原排量；NOx后排表示：经DPF处理后的NOx的排量；MNOx表示：氮氧化物的摩尔质量；Mexh表示：尾气的摩尔质量；t表示排气时间。
额定点下排气体积流量(单位，m3/h)：
Figure BDA0002482909030000194
额定点下质量排气流量(单位，kg/h)：
Figure BDA0002482909030000195
30％额定点负荷下PM比排放量(单位，g/kw·h)：
Figure BDA0002482909030000196
30％额定点负荷下NOx比排放量(单位，g/kw·h)：
Figure BDA0002482909030000197
30％额定点负荷下NOx排放量(单位，g/kw·h)：
Figure BDA0002482909030000198
其中，T2表示尾气的温度；P表示功率；n表示发动机额定转速；L表示发动机额定排量。
通过计算PM减排率和NOx减排率可以表示出尾气处理装置减排的实时效果，也可以反映出非道路车辆的整体减排效果。而累计PM减排量和累计NOx减排量可以反映出一段时间内，车辆的减排量，可以直观的看出，尾气处理装置处理了多少尾气污染物，也可以表示出车辆的排放是否符合法规要求。由此，这些值可以表征出该车辆颗粒物(即PM)和氮氧化物(即NOx)的实时排放量，一段时间的排放量，排放是否符合法规等；也可以反映一个区域内(所有车辆)的排放量，一段时间内的排放量等。
由此，这些数据(环保最关心的尾气污染物的污染情况)的计算和整理，可以非常便捷地查阅，从而对柴油车环保监管提供有效的数据支持。
综上所述，本申请实施例提供一种排放监测装置、系统及方法，装置应用于非道路车辆，所述装置包括：PM传感器和NOx传感器，所述PM传感器安装在所述非道路车辆的发动机的出气口处，并与所述非道路车辆的DCU连接，用于检测表征所述发动机排放的尾气中颗粒物含量的PM参数，并发送给所述DCU；所述NOx传感器安装在所述发动机的出气口处，并与所述DCU连接，用于检测表征所述发动机排放的尾气中氮氧化物含量的NOx参数，并发送给所述DCU。通过将PM传感器和NOx传感器分别安装在发动机的出气口处，能够有效检测尾气排放中的PM参数和NOx参数，有利于实现尾气排放的监测。这样也能够利用非道路车辆的DCU，从而节约成本，也有利于使DCU将监测的排放参数发送给排放监测平台，实现对非道路车辆的尾气排放在线监测。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排放监测装置，其特征在于，应用于非道路车辆，所述装置包括：PM传感器和NOx传感器，
所述PM传感器安装在所述非道路车辆的发动机的出气口处，并与所述非道路车辆的DCU连接，用于检测表征所述发动机排放的尾气中颗粒物含量的PM参数，并发送给所述DCU；
所述NOx传感器安装在所述发动机的出气口处，并与所述DCU连接，用于检测表征所述发动机排放的尾气中氮氧化物含量的NOx参数，并发送给所述DCU。
2.根据权利要求1所述的排放监测装置，其特征在于，所述排放监测装置还包括：第一温度传感器和第二温度传感器，
所述第一温度传感器安装在所述发动机设有进气口的一端，并与所述DCU连接，用于获取所述发动机的第一温度参数，并发送给所述DCU；
所述第二温度传感器安装在所述发动机设有所述出气口的一端，并与所述DCU连接，用于获取所述发动机的第二温度参数，并发送给所述DCU。
3.根据权利要求1所述的排放监测装置，其特征在于，所述发动机包括设置在所述发动机内部且靠近进气口的DOC和设置在所述发动机内部且靠近所述出气口的DPF，所述排放监测装置还包括：压差传感器，
所述压差传感器的两个探测端分别设置在所述DPF的两个端口，用于检测所述DPF两个端口之间的压强差，并发送给所述DCU。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的排放监测装置，其特征在于，所述排放监测装置还包括T-BOX，
所述T-BOX与所述DCU连接，用于接收所述DCU发送的数据包，并将所述数据包发送给用于对车辆的排放进行监测的排放监测平台，其中，所述数据包由所述DCU基于至少包含所述PM参数和所述NOx参数的排放参数生成。
5.一种排放监测系统，其特征在于，包括非道路车辆的DCU、用于对车辆的排放进行监测的排放监测平台，以及权利要求1至4中任一项所述的排放监测装置，所述排放监测装置与所述DCU连接，所述DCU与所述排放监测平台连接，
所述排放监测装置，用于监测所述发动机以确定出排放参数，并发送给所述DCU，其中，所述排放参数至少包括PM参数和NOx参数；
所述DCU，用于将所述排放参数打包成数据包，并上传至所述排放监测平台；
所述排放监测平台，用于根据所述数据包确定出排放量，以对所述非道路车辆的排放进行在线监测。
6.一种排放监测方法，其特征在于，应用于权利要求5中所述的排放监测平台，所述方法包括：
接收所述DCU上传的所述数据包；
从所述数据包中确定出所述排放参数，其中，所述排放参数包括PM参数和NOx参数；
根据所述NOx参数确定出NOx排放量，以及，根据所述PM参数确定出PM排放量，以对所述非道路车辆的排放进行在线监测。
7.根据权利要求6所述的排放监测方法，其特征在于，所述根据所述PM参数确定出PM排放量，包括：
从所述PM参数中确定出Soot值；
根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，其中，所述预设对应关系为所述Soot值与不透光烟度之间的对应关系；
根据所述不透光烟度确定出所述PM排放量。
8.根据权利要求7所述的排放监测方法，其特征在于，所述数据包中包括所述非道路车辆的发动机功率，所述根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，包括：
根据所述发动机功率，确定出与所述发动机功率对应的目标对应关系；
根据所述Soot值和目标对应关系，确定出不透光烟度。
9.根据权利要求7所述的排放监测方法，其特征在于，在所述数据包中包括所述第二温度参数时，所述根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，包括：
根据所述第二温度参数，从多种预设对应关系中确定出对应的目标对应关系；
根据所述Soot值和目标对应关系，确定出不透光烟度。
10.根据权利要求7所述的排放监测方法，其特征在于，所述数据包中包括所述非道路车辆的发动机压强，所述根据所述Soot值和预设对应关系，确定出不透光烟度，包括：
根据所述发动机压强，确定出与所述发动机压强对应的目标对应关系；
根据所述Soot值和目标对应关系，确定出不透光烟度。
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