CN113884307A - 进气流量传感器准确性检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，本发明提出了一种进气流量传感器准确性检测方法和一种进气流量传感器准确性检测系统，该方法包括：获取发动机NOx实测值和发动机NOx模型值，其中所述发动机NOx模型值根据发动机NOx模型值标定试验获得；计算所述发动机NOx实测值与所述发动机NOx模型值之间的偏差值；根据所述偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器异常。本发明提出的进气流量传感器准确性检测方法无需增加额外传感器，不会增加成本；该方法控制简单，效果明显，可以在用户进站服务时快速进行进气流量传感器检测，及时发现测量偏差，降低法规风险。

Description

进气流量传感器准确性检测方法及系统

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种进气流量传感器准确性检测方法，本发明还涉及一种进气流量传感器准确性检测系统。

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。

随着排放升级，进气流量传感器作为一种常规传感器被应用在国六发动机上。进气流量传感器相关故障问题也随之而来，而进气流量传感器测量偏差又是一项较为普遍且对发动机排放影响较大的故障。现有情况，进气流量传感器在产品开发时会在试验台架进行标定，开发过程中进气流量传感器测量准确，发动机性能、排放满足要求；发动机进入市场后，由于管路安装不规范、用户使用环境、管路老化，进气流量传感器传感器测量出现偏差。由于没有切实有效的检测方式，用户在保养和进站维护时进气流量传感器传感器测量偏差也不易察觉，则会有部分进气流量传感器传感器测量虚高，导致EGR阀的开度偏大，烟度增加，进而积碳里程缩短，影响用户使用感受；有部分进气流量传感器传感器测量虚低，导致EGR阀的开度偏小，NOx排放污染物增加，存在法规风险。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中没有对进气流量传感器测量准确性的检测方法的问题，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进气流量传感器准确性检测方法，包括：

获取发动机NOx实测值和发动机NOx模型值，其中所述发动机NOx模型值根据发动机NOx模型值标定试验获得；

计算所述发动机NOx实测值与所述发动机NOx模型值之间的偏差值；

根据所述偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器异常。

本发明提出的进气流量传感器准确性检测方法通过发动机NOx模型值标定试验获得发动机各工况下的NOx质量流量值作为标准NOx模型值，将标准NOx模型值存入ECU，在需要对进气流量传感器进行准确性检测时，通过计算获取NOx实测值，并且将NOx实测值与ECU中预存的NOx模型值进行对比，根据对比出现的偏差确定进气流量传感器的测量是否准确，进而进行进气流量传感器及进气管路排查。采用该发明能方便准确的对进气流量传感器的测量偏差进行检测和处理，对于发动机本身排放可靠性是一种有效的保障，对于可能因进气流量传感器的测量偏差造成的发动机排放污染物超标问题是一种预防。该发明的实施能够大大提高发动机的正常运行寿命、降低排放超限的法规风险及后续运行成本。

另外，根据本发明的进气流量传感器准确性检测方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述发动机NOx模型值标定试验包括：

确认进气流量传感器测量准确；

确认EGR阀控制正常；

控制发动机的转速和扭矩，并控制发动机运行万有特性试验；

获取气体分析仪在发动机各运行工况下的NOx质量流量值；

将各所述NOx质量流量值写入ECU，所述发动机NOx模型值根据所述NOx质量流量值获得。

在本发明的一些实施例中，所述获取发动机NOx实测值包括：

连接远程服务器；

发送后处理上游NOx传感器的NOx体积浓度值至所述远程服务器，所述远程服务器获取排气流量值；

所述远程服务器根据所述NOx体积浓度值和所述排气流量值计算获得所述发动机NOx实测值。

在本发明的一些实施例中，所述获取发动机NOx模型值包括；

获取当前发动机运行工况下发动机ECU中的NOx模型值；

同步所述NOx模型值至所述远程服务器。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器异常步骤包括：

接收所述远程服务器根据所述发动机NOx实测值和所述NOx模型值计算获得的进气流量传感器准确性信号。

在本发明的一些实施例中，所述远程服务器根据所述NOx体积浓度值和所述排气流量值计算获得所述发动机NOx实测值包括：

根据公式

计算获得所述发动机NOx实测值，其中conc_NOx为所述后处理上游NOx传感器测量的所述NOx体积浓度，Gexh为排气流量值。

在本发明的一些实施例中，

所述偏差值根据公式

计算获得，所述预设偏差值为10％。

在本发明的一些实施例中，所述获取发动机NOx实测值和发动机NOx模型值之前还包括：

控制发动机进行热机；

控制发动机油门和转速；

控制发动机使发动机水温、油温和后处理温度稳定；

控制后处理上游NOx传感器完成露点检测释放；

控制EGR阀的开度稳定。

本发明的第二方面提出了一种进气流量传感器准确性检测系统，用于执行如本发明的第一方面提出的进气流量传感器准确性检测方法，包括：

发动机；

进气流量传感器，用于监测所述发动机的进气流量；

后处理上游NOx传感器，用于监测发动机后处理上游的NOx体积浓度值；

ECU，所述ECU分别与所述进气流量传感器和所述后处理上游NOx传感器电连接。

本发明第二方面提出的进气流量传感器准确性检测系统具有和本发明第一方面提出的进气流量传感器准确性检测方法相同的有益效果，在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中，所述进气流量传感器准确性检测系统还包括远程服务器，所述远程服务器与所述ECU通信连接。

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进气流量传感器准确性检测系统的结构示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的进气流量传感器准确性检测方法的检测流程示意图；

附图中各标记表示如下：

10：发动机、11：ECU、12：远程服务器、13：后处理上游NOx传感器、14：EGR、15：中冷器、16：增压器、17：进气流量传感器、18：空气滤清器、19：DOC、20：DPF、21：SCR。

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”、“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和图2所示，本发明的第一方面提出了一种进气流量传感器17准确性检测方法，包括：

获取发动机10NOx实测值和发动机10NOx模型值，其中发动机10NOx模型值根据发动机10NOx模型值标定试验获得；

计算发动机10NOx实测值与发动机10NOx模型值之间的偏差值；

根据偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器17异常。

需要说明的是，发动机10NOx实测值可根据后处理系统的氮氧传感器检测的发动机10尾气的NOx体积容量值获得，也可是其他手段测得的发动机10尾气浓度。发动机10NOx模型值根据发动机10在标准试验台开发时的标定试验获得，在标定试验中，发动机10在标准状态(即发动机10的各装置、管路以及传感器均在标准工况下运行下)运行发动机10万有特性试验，在万有试验中能够获得发动机10的各参数随转速和负荷的变化规律，台架的气体分析仪(通过安装在发动机10上各处的气体传感器监控发动机10各位置气体浓度流量等信息)同步测量的发动机10各运行工况下的NOx质量流量值，测量得到的NOx质量流量值可上传至ECU11或者远程服务器12，作为标准的NOx模型值，方便日后调用。

该检测方法可在需要检测进气流量传感器17时，例如车辆进站维护保养时，实时测量发动机10NOx实测值，将发动机10NOx实测值上传至ECU11或者远程服务器12与发动机10实时运行工况下的NOx模型值进行比较，当两者偏差超过预设偏差值时，判定进气流量传感器17异常，报警提醒用户对传感器和进气管路进行故障排查。

本发明提出的进气流量传感器17准确性检测方法通过发动机10NOx模型值标定试验获得发动机10各工况下的NOx质量流量值作为标准NOx模型值，将标准NOx模型值存入ECU11，在需要对进气流量传感器17进行准确性检测时，通过计算获取NOx实测值，并且将NOx实测值与ECU11中预存的NOx模型值进行对比，根据对比出现的偏差确定进气流量传感器17的测量是否准确，进而进行进气流量传感器17及进气管路排查。采用该发明能方便准确的对进气流量传感器17的测量偏差进行检测和处理，对于发动机10本身排放可靠性是一种有效的保障，对于可能因进气流量传感器17的测量偏差造成的发动机10排放污染物超标问题是一种预防。该发明的实施能够大大提高发动机10的正常运行寿命、降低排放超限的法规风险及后续运行成本。

在本发明的一些实施例中，发动机10NOx模型值标定试验包括：

确认进气流量传感器17测量准确；

确认EGR阀控制正常；

控制发动机10的转速和扭矩，并控制发动机10运行万有特性试验；

获取气体分析仪在发动机10各运行工况下的NOx质量流量值；

将各NOx质量流量值写入ECU11，发动机10NOx模型值根据NOx质量流量值获得。

具体地，发动机10在标准试验台架开发时，台架连接气体分析仪，确认进气管路安装规范，确认进气流量传感器17测量准确，确认EGR阀控制正常，确认发动机10尾气的NOx满足目标(排放法规)要求，在此标准状态下进行NOx模型值标定，通过控制发动机10转速和扭矩，运行发动机10万有特性试验，记录发动机10各参数随转速和负荷的变化规律，将台架气体分析仪同步测量的发动机10各运行工况下的NOx质量流量值写入ECU11中，作为标准的NOx模型值，供日后调用。

在本发明的一些实施例中，获取发动机10NOx实测值包括：

连接远程服务器12；

发送后处理上游NOx传感器13的NOx体积浓度值至远程服务器12，远程服务器12获取排气流量值；

远程服务器12根据NOx体积浓度值和排气流量值计算获得发动机10NOx实测值。

需要说明的是，远程服务器12为车辆通过联网连接的远程服务器12，其具备远程数据分析计算等功能，车辆在行驶中与远程服务器12进行数据实时传输，远程服务器12通过分析计算为车辆行驶提供优化方案或数据支持，车辆行驶中由排气系统的传感器对排气流量进行监测并上传至远程服务器12，远程服务器12根据上传的排气流量进行计算得到排气流量值。

在本发明的一些实施例中，获取发动机10NOx模型值包括；

获取当前发动机10运行工况下发动机10ECU11中的NOx模型值；

同步NOx模型值至远程服务器12。

在本发明的一些实施例中，根据偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器17异常步骤包括：

接收远程服务器12根据发动机10NOx实测值和NOx模型值计算获得的进气流量传感器17准确性信号。

在本发明的一些实施例中，远程服务器12根据NOx体积浓度值和排气流量值计算获得发动机10NOx实测值包括：

根据公式

计算获得发动机10NOx实测值，其中conc_NOx为后处理上游NOx传感器13测量的NOx体积浓度，Gexh为排气流量值。

在本发明的一些实施例中，

偏差值根据公式

计算获得，预设偏差值为10％。当偏差值超过预设偏差值时，表明进气流量传感器17的测量精确度较差，需要对其和进气管路进行排查

在本发明的一些实施例中，获取发动机10NOx实测值和发动机10NOx模型值之前还包括：

控制发动机10进行热机；

控制发动机10油门和转速；

控制发动机10使发动机10水温、油温和后处理温度稳定；

控制后处理上游NOx传感器13完成露点检测释放；

控制EGR阀的开度稳定。

上述控制能够保证发动机10在稳定状态下运行，进而保证后续的NOx实测值准确。

本发明的第二方面提出了一种进气流量传感器17准确性检测系统，用于执行如本发明的第一方面提出的进气流量传感器17准确性检测方法，包括：

发动机10，设有EGR14(废气再循环系统)；

进气流量传感器17，设于空气滤清器18和增压器16之间，增压器16设有中冷器，进气流量传感器17用于监测发动机10的进气流量；

后处理上游NOx传感器13，用于监测发动机10后处理上游的NOx体积浓度值，该发动机10的后处理系统包括DOC(氧化型催化转化器)19、DPF(柴油颗粒过滤器)20和SCR(选择性催化还原装置)21；

ECU11，ECU11分别与进气流量传感器17和后处理上游NOx传感器13电连接。

本发明第二方面提出的进气流量传感器17准确性检测系统具有和本发明第一方面提出的进气流量传感器17准确性检测方法相同的有益效果，在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中，进气流量传感器17准确性检测系统还包括远程服务器12，远程服务器12与ECU11通信连接。

远程服务器12能够实现数据分析处理等功能，有利于整车成本的降低。

本发明的检测方法的具体流程如下：

发动机10在标准试验台架开发时，台架连接气体分析仪，保证进气管路安装规范，确认进气流量传感器17测量准确，确认EGR阀控制正常，确认NOx控制满足法规要求，在此标准状态下进行NOx模型值标定，通过控制发动机10转速和扭矩，运行发动机10的万有特性试验，将台架气体分析仪同步测量的发动机10各运行工况下的NOx质量流量值写入ECU11中，作为标准的NOx模型值。

用户进站维护时，ECU11连接远程服务器12，在满足检测条件的工况下，远程服务器12读取后处理上游NOx传感器13测量值，发动机10NOx实测值通过公式

计算得出，其中，ConcNOx为后处理上游NOx传感器13测量的NOx体积浓度，Gexh为排气流量，通过远程服务器12读取。发动机10ECU11中的NOx模型值，远程服务器12根据发动机10运行工况同步读取。

当进气流量传感器17测量新鲜气量值出现偏差，EGR阀因气量闭环导致EGR阀开度与标准状态下出现偏差，引入发动机10的废气量发生变化，进而影响发动机10内部燃烧状态，因此发动机10产生的NOx排放污染物发生变化。与此同时远程服务器12读取的后处理上游NOx传感器13实测值发生变化，这与远程服务器12同步读取的ECU11中的NOx模型值出现偏差，通过NOx传感器实测值与NOx模型值的偏差程度，判断进气流量传感器17测量的准确性。

控制逻辑见图2，检测前先进行发动机10热机，控制油门和发动机10转速，使发动机10运行在稳态条件下，使发动机10水温、油温稳定，后处理温度稳定，上游NOx传感器完成露点检测释放，EGR阀开度稳定。稳定后，根据公式，远程服务器12得到NOx实测值，远程服务器12同步读取的ECU11中的NOx模型值，两者进行对比，如果两者NOx偏差在10％以内，则认为偏差可接受；如果偏差在10％以上，则表明进气流量传感器17测量异常，需要对传感器和进气管路进行故障排查。

以上，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)

1.一种进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，包括：

获取发动机NOx实测值和发动机NOx模型值，其中所述发动机NOx模型值根据发动机NOx模型值标定试验获得；

计算所述发动机NOx实测值与所述发动机NOx模型值之间的偏差值；

根据所述偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器异常。

2.根据权利要求1所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述发动机NOx模型值标定试验包括：

确认进气流量传感器测量准确；

确认EGR阀控制正常；

控制发动机的转速和扭矩，并控制发动机运行万有特性试验；

获取气体分析仪在发动机各运行工况下的NOx质量流量值；

将各所述NOx质量流量值写入ECU，所述发动机NOx模型值根据所述NOx质量流量值获得。

3.根据权利要求1所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述获取发动机NOx实测值包括：

连接远程服务器；

发送后处理上游NOx传感器的NOx体积浓度值至所述远程服务器，所述远程服务器获取排气流量值；

所述远程服务器根据所述NOx体积浓度值和所述排气流量值计算获得所述发动机NOx实测值。

4.根据权利要求3所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述获取发动机NOx模型值包括；

获取当前发动机运行工况下发动机ECU中的NOx模型值；

同步所述NOx模型值至所述远程服务器。

5.根据权利要求4所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述根据所述偏差值大于预设偏差值，判定进气流量传感器异常步骤包括：

接收所述远程服务器根据所述发动机NOx实测值和所述NOx模型值计算获得的进气流量传感器准确性信号。

6.根据权利要求3所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述远程服务器根据所述NOx体积浓度值和所述排气流量值计算获得所述发动机NOx实测值包括：

根据公式：

计算获得所述发动机NOx实测值，其中conc_NOx为所述后处理上游NOx传感器测量的NOx体积浓度，Gexh为排气流量值。

7.根据权利要求1所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述偏差值根据公式：

计算获得，所述预设偏差值为10％。

8.根据权利要求1至7任一项所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，所述获取发动机NOx实测值和发动机NOx模型值之前还包括：

控制发动机进行热机；

控制发动机油门和转速；

控制发动机使发动机水温、油温和后处理温度稳定；

控制后处理上游NOx传感器完成露点检测释放；

控制EGR阀的开度稳定。

9.一种进气流量传感器准确性检测系统，用于执行如权利要求1至8任一项所述的进气流量传感器准确性检测方法，其特征在于，包括：

发动机；

进气流量传感器，用于监测所述发动机的进气流量；

后处理上游NOx传感器，用于监测发动机后处理上游的NOx体积浓度值；

ECU，所述ECU分别与所述进气流量传感器和所述后处理上游NOx传感器电连接。

10.根据权利要求9所述的进气流量传感器准确性检测系统，其特征在于，还包括：

远程服务器，所述远程服务器与所述ECU通信连接。

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