CN113153502B - 发动机scr载体的故障判定方法、故障判定系统和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机SCR载体的故障判定方法、故障判定系统和发动机，该故障判定方法包括：S1：计算SCR的当前转化效率，S2：获取发动机的运行参数，S3：判断发动机的运行参数是否满足标定参数，S4：根据发动机的运行参数满足标定参数，计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值，S5：比较效率差值与效率标定值，S6：获取SCR的限值转化效率，S7：比较限值转化效率与SCR的当前转化效率，S8：根据效率差值大于或等于效率标定值以及限值转化效率大于SCR的当前转化效率，判定SCR载体被移除。上述故障判定方法实现对于SCR载体移除的准确识别与及时发现，既满足了法规要求，又能有效避免了由于SCR硫中毒与结晶导致的故障误判，提升了用户的使用体验。

Description

发动机SCR载体的故障判定方法、故障判定系统和发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机SCR载体的故障判定方法、故障判定系统和发动机。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

目前非道路四阶段用柴油机普遍均采用带有DOC+DPF+SCR(铜基)的后处理装置，非道路四阶段法规对于SCR载体移除明确要求“通过NOx浓度传感器监测到SCR后处理系统载体的完全移除，同时应监测系统故障”，并且通过NOx浓度传感器监控SCR转化效率可以判断SCR载体移除。

但是，由于燃油品质市场实际情况良莠不齐，有很多不满足国标硫含量要求的燃油存在，因此SCR硫中毒后也会导致SCR转化效率下降，而且硫中毒后的SCR转化效率最终会接近于0，这样就会出现误判的情况，不能准确识别SCR载体移除故障，同样由于SCR的严重结晶也会导致SCR转化效率下降，同样会出现误判的可能，由于故障不能准确识别会导致发动机限扭，影响客户实际使用感受。

发明内容

本发明的目的是至少解决如何避免在SCR载体被移除的判定过程中出现的误判的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种发动机SCR载体的故障判定方法，所述发动机SCR载体故障的判定方法包括：

计算SCR的当前转化效率；

获取发动机的运行参数；

判断发动机的运行参数是否满足标定参数；

根据发动机的运行参数满足标定参数，计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值；

比较效率差值与效率标定值；

获取SCR的限值转化效率；

比较限值转化效率与SCR的当前转化效率；

根据效率差值大于或等于效率标定值以及限值转化效率大于SCR的当前转化效率，判定SCR载体被移除。

根据本发明的发动机SCR载体的故障判定方法，发动机正常运行时，利用标定参数与发动机的运行参数比较来对发动机的状态进行判断，当发动机的运行参数不符合标定参数时，此时SCR为非移除故障，当发动机的运行参数符合标定参数时，对SCR是否被移除进行进一步判断，将计算的SCR的当前转化效率与参考转化效率进行取差值，以得到效率差值，同时将计算的SCR的当前转化效率与限值转化效率进行比较，当效率差值大于或等于效率标定值以及限值转化效率大于SCR的当前转化效率同时满足是，判定SCR载体被移除。

基于上述发动机SCR载体的故障判定方法，实现对于SCR载体移除的准确识别与及时发现，既满足了法规要求，又能有效避免了由于SCR硫中毒与结晶导致的故障误判，提升了用户的使用体验。

在本发明的一些实施例中，在获取发动机的运行参数中，包括如下步骤：

获取运行参数中的SCR的温度；

获取运行参数中的SCR上游的氮氧化物质量流量；

获取运行参数中的发动机的排气流量。

在本发明的一些实施例中，标定参数包括温度阈值区间、氮氧化物质量流量阈值区间和排气流量阈值区间，在判断发动机的运行参数是否满足标定参数中，包括如下步骤：

判断SCR的温度是否处于温度阈值区间，并输出第一判断结果；

判断SCR上游的氮氧化物质量流量是否处于氮氧化物质量流量阈值区间，并输出第二判断结果；

判断发动机的排气流量是否处于排气流量阈值区间，并输出第三判断结果；

根据预设条件对第一判断结果、第二判断结果和第二判断结果进行筛选；

根据筛选结果，判断发动机的运行参数是否满足标定参数。

在本发明的一些实施例中，在根据预设条件对第一判断结果、第二判断结果和第二判断结果进行筛选中，预设条件为SCR的温度处于温度阈值区间、SCR上游的氮氧化物质量流量处于氮氧化物质量流量阈值区间和发动机的排气流量处于排气流量阈值区间中的至少一个。

在本发明的一些实施例中，在获取SCR的限值转化效率中，根据运行参数中的SCR的温度以及运行参数中的发动机的排气流量进行查询图表，以获取SCR的限值转化效率。

在本发明的一些实施例中，所述图表为SCR效率MAP。

在本发明的一些实施例中，在判断发动机的运行参数是否满足标定参数中，包括如下步骤：

根据发动机的运行参数满足标定参数，将SCR的当前转化效率更新为存储转化效率，并将存储转化效率作为参考转化效率；

根据发动机的运行参数不满足标定参数，将SCR的当前转化效率作为参考转化效率。

在本发明的一些实施例中，在根据发动机的运行参数满足标定参数，将SCR的当前转化效率更新为存储转化效率，并将存储转化效率作为参考转化效率中，按照固定的时间步长对存储效率进行更新。

本发明的第二方面提出了一种发动机SCR载体的故障判定系统，所述发动机SCR载体的故障判定系统包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实施根据如上所述的发动机SCR载体的故障判定方法，所述控制装置包括：

获取模块，用于获取SCR的温度、SCR上游的氮氧化物质量流量和发动机的排气流量；

查询模块，用于根据SCR的温度和发动机的排气流量查询SCR的限值转化效率；

计算模块，用于计算SCR的当前转化效率和计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值；

比较判断模块，用于判断发动机的运行参数是否满足标定参数、比较效率差值与效率标定值、比较限值转化效率与SCR的当前转化效率；

控制模块，用于指令的输出以及判定结果的输出。

本发明的第三方面提出了一种发动机，所述发动机包括机体、SCR载体和故障判定系统，所述故障判定系统为根据如上所述的发动机SCR载体的故障判定系统。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的发动机SCR载体的故障判定方法的流程图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的发动机SCR载体的故障判定方法的逻辑图；

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的发动机SCR载体的故障判定系统的结构简图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1和2所示，根据本发明的实施方式，提出了一种发动机SCR载体的故障判定方法，该发动机SCR载体的故障判定方法用于非道路四阶段用柴油机。

在判断之前需要将发动机设置为启动并且正常运行的状态，以确保判断的有效进行以及判定的准确性。

该发动机SCR载体故障的判定方法包括：

S1：计算SCR的当前转化效率。

具体地，当发动机正常运行时，利用ECU对发动机的SCR的转化效率进行计算，以得到得到SCR的当前转化效率，从而为后续的判断提供数据支持，使得判断的精度得到保证。

需要指出的是，ECU对SCR的当前转化效率的计算为一个实时的动作，即ECU按照设定好的频率对SCR的当前效率进行计算，使得SCR的当前转化效率保持在最新的状态，进一步提高了判断的精度。

S2：获取发动机的运行参数。

SCR为发动机的组成部分，因此SCR的运行参数可以理解为发动机的运行参数。

具体地，SCR上设有检测部件，其中检测部件包括温度传感器以及流量传感器，利用温度传感器对SCR的温度进行检测以获得SCR的温度，利用流量传感器对SCR进行检测以获得SCR上游的氮氧化物质量流量，发动机的尾气排放位置也设有流量传感器，利用该流量传感器对发动机的排气进行检测以获得发动机的排气流量。将发动机的运行参数设置为SCR的温度、SCR上游的氮氧化物质量流量以及排气流量，从而能够准确获得SCR的当前状况，以实现进一步排除SCR硫中毒与结晶等误判的情况，提高了判定的精度及准确性。

S3：判断发动机的运行参数是否满足标定参数。

具体地，标定参数包括温度阈值区间、氮氧化物质量流量阈值区间和排气流量阈值区间，其中在判断发动机的运行参数是否满足标定参数过程中，将SCR的温度与温度阈值区间进行比较，并且将比较的结果作为第一判断结果，将SCR上游的氮氧化物质量流量与氮氧化物质量流量阈值区间进行比较，并且将比较的结果作为第二判断结果，将发动机的排气流量与排气流量阈值区间进行比较，并且将比较的结果作为第三判断结果，再将第一判断结果、第二判断结果和第三判断结果分别与事先设定的预设条件进行比较，即利用预设条件对第一判断结果、第二判断结果和第三判断结果进行筛选的过程，最后根据筛选的结果来判断发动机的运行参数是否满足标定参数。

进一步地，事先设定的预设条件为SCR的温度处于温度阈值区间、SCR上游的氮氧化物质量流量处于氮氧化物质量流量阈值区间和发动机的排气流量处于排气流量阈值区间中的至少一个，即当SCR的温度、SCR上游的氮氧化物质量流量以及排气流量中的至少一个处于与其自身所对应的阈值区间内可以判定发动机的运行参数满足标定参数。

进一步地，当发动机的运行参数满足标定参数时，将所计算的SCR的当前转化效率更新为存储转化效率，用新的转化效率替代原有存储的转化效率，以更新所存储的参考转化效率，当发动机的运行参数不满足标定参数时，此时不对原有所存储的转化效率进行更新，直接将SCR的当前转化效率作为参考转化效率即可。

需要指出的是，当发动机的运行参数满足标定参数时，SCR的当前转化效率按照固定的时间步长对存储的转销效率进行更新为存储转化效率，并将最后一次更新后且被存储转化效率作为参考转化效率。

S4：根据发动机的运行参数满足标定参数，计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值。

具体地，在判断过程中，当发动机的运行参数满足标定参数时，将所计算的SCR的当前转化效率与参考转化效率进行做差，对做差后的结果取绝对值，并将该绝对值作为效率差值。

需要指出的是，在判断过程中，当发动机的运行参数不满足标定参数时，将所计算的SCR的当前转化效率与参考转化效率(为所计算的SCR的当前转化效率)进行做差，该差值即为0，并将0作为效率差值。

S5：比较效率差值与效率标定值。

具体地，效率标定值为实现标定，利用效率标定值来对效率差值进行判断，以实现对SCR载体是否被移除进行进一步的判断。

S6：获取SCR的限值转化效率。

具体地，将获得的SCR的温度以及运行参数中的发动机的排气流量放置到SCR效率MAP的图表中，从而获得与之对应的SCR的限值转化效率，利用查图表的方式简化了计算量，有效提升了相应的速度。

S7：比较限值转化效率与SCR的当前转化效率。

具体地，将通过图表所获得的限值转化效率与所计算的SCR的当前转化效率进行比较，从而实现对SCR载体是否被移除进行进一步的判断。

S8：根据效率差值大于或等于效率标定值以及限值转化效率大于SCR的当前转化效率两个条件同时满足时，即可判定SCR载体被移除。

与现有技术相比，本发明的发动机SCR载体的故障判定方法，实现对于SCR载体移除的准确识别与及时发现，既满足了法规要求，又能有效避免了由于SCR硫中毒与结晶导致的故障误判，提升了用户的使用体验。

在本发明的一些实施例中，在获取SCR的限值转化效率中，根据运行参数中的SCR的温度以及运行参数中的发动机的排气流量进行查询图表，以获取SCR的限值转化效率。

请参考图2，结合图2进行具体说明：

发动机起动后正常运行，ECU时时计算实际SCR转化效率。

判断SCR温度是否在一定范围(可标定)内，如果在范围内置1，不在范围内置0；判断SCR上游NOx质量流量是否在一定范围内(可标定)，如果在范围内置1，不在范围内置0；判断发动机排气流量是否在一定范围内，如果在范围内置1，不在范围内置0；将三个条件串到一起，再通过选择条件位(可标定)，决定输出是0还是1，该部分整个条件用a表示。

当满足a条件后，更新效率存储，固定时间存储更新SCR实际转化效率。

如果a输出是0开关在原始默认位置，如果输出是1开关在相反位置。开关在原始默认位置输出ECU计算实际SCR转化效率(不满足条件)，开关在相反位置输出存储更新的SCR实际转化效率(满足条件)。

当a条件满足时，将ECU计算实际SCR转化效率与固定时间存储更新的SCR实际转化效率进行差值，然后取绝对值，再与效率变化限值(可标定)进行比较，当大于等于效率变化限值时输出1，当小于效率变化限值时输出0；

当a条件不满足时，将ECU计算实际SCR转化效率与ECU计算实际SCR转化效率(自身)进行差值，结果只能是0，取绝对值后还是0，肯定不会大于等于效率变化限值，此时输出值只能是0。

通过SCR温度与发动机排气流量查限值SCR效率MAP，得到SCR限值效率，通过SCR限值效率与ECU计算实际SCR转化效率进行比较，当SCR限值效率大于ECU计算实际SCR转化效率时，输出1；当SCR限值效率小于等于ECU计算实际SCR转化效率时，输出0。当满足a条件后输出比较结果，当不满足a条件后输出常量0。

最后条件为逻辑与，当条件都为1时，输出1，判断SCR载体移除；当条件有一个为0时，输出0，判断SCR载体未移除。

如图3所示，本发明还提出了一种发动机SCR载体的故障判定系统，所述发动机SCR载体的故障判定系统包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实施根据如上所述的发动机SCR载体的故障判定方法，所述控制装置包括：

获取模块，用于获取SCR的温度、SCR上游的氮氧化物质量流量和发动机的排气流量；

查询模块，用于根据SCR的温度和发动机的排气流量查询SCR的限值转化效率；

计算模块，用于计算SCR的当前转化效率和计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值；

比较判断模块，用于判断发动机的运行参数是否满足标定参数、比较效率差值与效率标定值、比较限值转化效率与SCR的当前转化效率；

控制模块，用于指令的输出以及判定结果的输出。

在本发明实施例中，控制模块为处理器，其中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific工ntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。

本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

本发明另外提出了一种发动机，所述发动机包括机体、SCR载体和故障判定系统，所述故障判定系统为根据如上所述的发动机SCR载体的故障判定系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，所述发动机SCR载体故障的判定方法包括：

计算SCR的当前转化效率；

获取发动机的运行参数；

判断发动机的运行参数是否满足标定参数；

根据发动机的运行参数满足标定参数，计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值；

比较效率差值与效率标定值；

获取SCR的限值转化效率；

比较限值转化效率与SCR的当前转化效率；

根据效率差值大于或等于效率标定值以及限值转化效率大于SCR的当前转化效率，判定SCR载体被移除。

2.根据权利要求1所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，在获取发动机的运行参数中，包括如下步骤：

获取运行参数中的SCR的温度；

获取运行参数中的SCR上游的氮氧化物质量流量；

获取运行参数中的发动机的排气流量。

3.根据权利要求2所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，标定参数包括温度阈值区间、氮氧化物质量流量阈值区间和排气流量阈值区间，在判断发动机的运行参数是否满足标定参数中，包括如下步骤：

判断SCR的温度是否处于温度阈值区间，并输出第一判断结果；

判断SCR上游的氮氧化物质量流量是否处于氮氧化物质量流量阈值区间，并输出第二判断结果；

判断发动机的排气流量是否处于排气流量阈值区间，并输出第三判断结果；

根据预设条件对第一判断结果、第二判断结果和第二判断结果进行筛选；

根据筛选结果，判断发动机的运行参数是否满足标定参数。

4.根据权利要求3所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，在根据预设条件对第一判断结果、第二判断结果和第二判断结果进行筛选中，预设条件为SCR的温度处于温度阈值区间、SCR上游的氮氧化物质量流量处于氮氧化物质量流量阈值区间和发动机的排气流量处于排气流量阈值区间中的至少一个。

5.根据权利要求2所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，在获取SCR的限值转化效率中，根据运行参数中的SCR的温度以及运行参数中的发动机的排气流量进行查询图表，以获取SCR的限值转化效率。

6.根据权利要求5所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，所述图表为SCR效率MAP。

7.根据权利要求1所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，在判断发动机的运行参数是否满足标定参数中，包括如下步骤：

根据发动机的运行参数满足标定参数，将SCR的当前转化效率更新为存储转化效率，并将存储转化效率作为参考转化效率；

根据发动机的运行参数不满足标定参数，将SCR的当前转化效率作为参考转化效率。

8.根据权利要求7所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，在根据发动机的运行参数满足标定参数，将SCR的当前转化效率更新为存储转化效率，并将存储转化效率作为参考转化效率中，按照固定的时间步长对存储效率进行更新。

9.一种发动机SCR载体的故障判定系统，所述发动机SCR载体的故障判定系统包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实施根据权利要求1至8任一项所述的发动机SCR载体的故障判定方法，其特征在于，所述控制装置包括：

获取模块，用于获取SCR的温度、SCR上游的氮氧化物质量流量和发动机的排气流量；

查询模块，用于根据SCR的温度和发动机的排气流量查询SCR的限值转化效率；

计算模块，用于计算SCR的当前转化效率和计算SCR的当前转化效率与参考转化效率的效率差值；

比较判断模块，用于判断发动机的运行参数是否满足标定参数、比较效率差值与效率标定值、比较限值转化效率与SCR的当前转化效率；

控制模块，用于指令的输出以及判定结果的输出。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括机体、SCR载体和故障判定系统，所述故障判定系统为根据权利要求9所述的发动机SCR载体的故障判定系统。

Images