CN114517727A - 数据采集装置、分析装置、分析方法及计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种安装在车辆上的数据采集装置(20)，车辆上安装有柴油发动机及SCR，数据采集装置(20)包括：数据获取单元，其设置成能够获取所述车辆的运行状态的数据信息；以及数据传输单元，其设置成能够通过有线或无线的方式将数据信息传输至其它电子设备，其中，数据获取单元设置成能够获取关于所述SCR的运行状态的第一运行参数，数据传输单元设置成能够将第一运行参数传输至分析装置(10)，并使分析装置(10)能够根据第一运行参数和分析装置(10)在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数分析所述SCR的失效风险结果。本发明还涉及一种分析装置(10)、一种分析方法及一种计算机程序产品。借助于本发明，能够提前预测SCR的失效风险。

Description

数据采集装置、分析装置、分析方法及计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种用于分析车辆的SCR(选择性催化还原器)的运行状态的分析装置、一种安装在车辆上的数据采集装置、一种利用分析装置分析车辆的SCR的运行状态的分析方法以及一种计算机程序产品。
背景技术
柴油发动机由于具有可靠性好、热效率高以及输出扭矩大等特性而被广泛用于小型、重型或大型车辆。然而，由于柴油发动机排放的尾气中具有较高含量的氮氧化物，需要通过专用的尾气后处理系统对尾气进行处理以后才能排放到大气中，以满足日益严格的环保要求。
为了减少空气污染，对于柴油发动机的尾气进行后处理已经成为柴油发动机的标准配备。对于尾气的处理，现在一般通过选择性催化还原方法来进行，通过喷射器将液态还原剂(通常为尿素水溶液)呈气雾状喷射进入尾气管，通过选择性的催化还原反应，将尾气中的有害气体变成无害气体后排入大气中，从而减少对于环境的损害。
为此，尾气后处理系统通常包括SCR。在车辆使用过程中，SCR运行温度过高、温度过低或使用不合格燃油等都会对SCR造成影响，可能导致SCR失效。SCR的失效会严重影响氮氧化物排放，SCR失效后的维修更换对于车辆使用者也是一项高额费用。因此如何提前判断并预测SCR的失效风险并提醒车辆使用者，避免SCR损坏，是一个需要解决的问题。
目前，可通过车载诊断系统对SCR发生的故障进行诊断。然而，由于存储空间和计算能力的限制，车载诊断系统仅分析SCR的当前运行参数，并且只能对已经发生的故障进行诊断，而无法提前预测SCR的失效风险。
因此，需要对现有的SCR的运行状态的分析过程进行改进，以克服至少一种上述缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于分析车辆的SCR的运行状态的分析过程，从而提前预测SCR的失效风险。
根据本发明的第一方面，提供了一种安装在车辆上的数据采集装置，所述车辆上安装有柴油发动机及SCR，其中，所述数据采集装置包括：数据获取单元，其设置成能够获取所述车辆的运行状态的数据信息；以及数据传输单元，其设置成能够通过有线或无线的方式将数据信息传输至其它电子设备，其中，数据获取单元设置成能够获取关于安装在车辆上的SCR的运行状态的第一运行参数，数据传输单元设置成能够将所述第一运行参数传输至分析装置，并使得所述分析装置能够根据所述第一运行参数和分析装置在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数分析所述SCR的失效风险结果。
应理解，在本文中，表述“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性或者所指示的技术特征的数量或种类。例如，第一运行参数和第二运行参数可以是表示相同特性的同一类型的运行参数。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于分析车辆的SCR的运行状态的分析装置，其中，所述分析装置包括：获取单元，所述获取单元设置成能够获取关于SCR的运行状态的第一运行参数；存储单元，所述存储单元设置成能够存储在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数；以及评估单元，所述评估单元设置成能够根据第一运行参数和第二运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。
根据本发明的第三方面，提供了一种利用根据本发明的分析装置分析车辆的SCR的运行状态的分析方法，所述分析方法包括下述步骤：利用获取单元获取关于SCR的运行状态的第一运行参数；在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数被存储在所述存储单元中；以及利用评估单元根据第一运行参数和第二运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序产品，其包括计算器程序指令，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器能够执行根据本发明的分析方法。
本发明的积极效果在于：通过本发明，能够根据被分析的SCR的当前的运行参数以及分析装置先前获取和存储的运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。与仅根据SCR的当前的运行参数进行的故障诊断相比，根据本发明的分析装置能够更准确地分析SCR的运行状态。
附图说明
下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：
图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的分析装置；
图2示意性地示出了不同状态的SCR在预定的时间段内的运行效率的正态分布曲线图；以及
图3示意性地示出了SCR的运行效率的正态分布特性随工作时间的变化。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。
图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于分析车辆的SCR的运行状态的分析装置10。所述车辆上例如安装有柴油发动机和用于进行尾气后处理的SCR。
如图1所示，所述分析装置10包括获取单元12、存储单元14和评估单元16。获取单元12设置成能够获取关于SCR的运行状态的第一运行参数。例如，获取单元12能够从安装在车辆上的数据采集装置20获取第一运行参数。存储单元14设置成能够存储在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数。评估单元16设置成能够根据第一运行参数和第二运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。由此，分析装置10能够利用存储单元14存储获取的运行参数，从而能够根据被分析的SCR的当前的运行参数以及分析装置先前获取和存储的运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。与仅根据SCR的当前的运行参数进行的故障诊断相比，根据本发明的分析装置能够更准确地分析SCR的运行状态，并且能够预测SCR的失效风险。
运行参数例如可包括下述参数中的至少一者：SCR的效率、SCR入口处的温度、SCR出口处的温度、SCR上游的氮氧化物浓度和SCR下游的氮氧化物浓度等。
可选地，分析装置10的存储单元14和评估单元16中的一个或全部设置于所述车辆或云端服务器。
在图1所示的实施例中，分析装置10整体设置于云端服务器。通过云端服务器，能够获取来自大量车辆的数据，并且能够存储大量数据，用于分析SCR的运行状态。借助于云端服务器，尤其能够基于大数据分析SCR的运行状态。这有利于更准确地预测SCR的失效风险。借助于云端服务器来预测SCR的失效风险，还能够减小、甚至避免对车辆进行改型的需求，并且易于软件的开发、更新和应用。
在根据本发明的另外的示例性实施例中，分析装置10也可以是除了云端服务器之外的其它设备，例如分析装置10可以是安装在车辆上的车载分析装置、如电子控制单元。
在根据本发明的一个示例性实施例中，第二运行参数包括本SCR第二运行参数，所述本SCR第二运行参数是被分析的SCR的运行状态的运行参数。由此，能够对同一SCR进行纵向比较。例如，可分析同一SCR的同一种运行参数的变化趋势。由此，能够更准确地预测该SCR的失效风险。
例如，评估单元16设置成能够根据第一运行参数和第二运行参数得出被分析的SCR在预定的时间段内的运行效率的正态分布特性，以便预测被分析的SCR的失效风险。预定的时间段可根据需要设置，例如设置为1天至4天之间，尤其设置为2天至3天之间。
图2示意性地示出了不同状态的SCR在预定的时间段内的运行效率E的正态分布曲线图，其中，实线示出了正常的SCR的运行效率的正态分布曲线，虚线示出了失效的SCR的运行效率的正态分布曲线。如图2所示，正常的SCR的运行效率的正态分布的期望值较大，且分布较为集中。图3示意性地示出了SCR的运行效率E的正态分布特性随工作时间T的变化。如图3所示，随着工作时间增长，SCR逐渐劣化，运行效率的正态分布的期望值减小并且标准差增大。根据运行效率的正态分布特性，能够更准确地预测SCR的失效风险。
评估单元16尤其可设置成当运行效率的正态分布的期望值小于期望值阈值μT和/或正态分布的标准差大于标准差阈值σT时，预测被分析的SCR存在失效风险。期望值阈值μT和标准差阈值σT可以是相应的预定的期望值阈值μT和标准差阈值σT。例如，当SCR的运行效率的正态分布如图2中的点划线所示时，其期望值小于期望值阈值μT，因此，评估单元16预测该SCR存在失效风险。
替代地或附加地，第二运行参数可包括他SCR第二运行参数，所述他SCR第二运行参数是关于另外的SCR的运行状态的运行参数。由此，能够对不同的SCR进行横向比较。例如，可分析同一类型的不同SCR的运行参数。由此，能够更准确地预测该SCR的失效风险。
分析装置10设置成能够获取和存储关于SCR的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的信息，其中，他SCR第二运行参数包括与被分析的SCR相比具有相同的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的多个SCR的运行参数。应理解，在本文中，“相同”不仅包括完全相同的情况，还可包括基本上相同的情况，例如两者相差不超过其中一者的20％、尤其10％的情况。在本文中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
当被分析的SCR与具有相同的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的所述多个SCR相比存在明显差异时，评估单元16可预测到被分析的SCR存在失效风险。
评估单元16尤其设置成能够计算具有相同的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的所述多个SCR的至少一种运行参数的平均值，并且能够根据所述平均值，预测被分析的SCR的失效风险。
例如，评估单元16可计算具有相同的所属车辆型号和工作时间的多个SCR的运行效率的正态分布的期望值和标准差的平均值，并根据期望值和标准差的平均值相应地确定期望值阈值μT和标准差阈值σT。然后，可将被分析的SCR的运行效率的正态分布的期望值和/或标准差与根据所述另外的SCR的运行状态的运行参数确定的期望值阈值μT和/或标准差阈值σT相比较，以便预测被分析的SCR的失效风险。
应理解，可针对各种运行参数进行不同的SCR之间的横向比较，例如，在上文示例性地列举的SCR的运行效率、SCR入口处的温度、SCR出口处的温度、SCR上游的氮氧化物浓度或SCR下游的氮氧化物浓度等。
在根据本发明的一个示例性实施例中，当预测到SCR存在失效风险时，分析装置10能够向预警装置、例如绑定至相应的车辆的移动终端30发送预警消息。例如，分析装置10能够通过短信息、邮件或应用软件的信息向例如车辆的所有者的移动终端30发送预警消息。移动终端30例如为移动电话。由此，能够及时提醒使用者采取相应的措施。替代地或附加地，分析装置10能够直接向另外的预警装置、例如相应的车辆的车载预警装置发送预警消息。车载预警装置设置成能够在接收到所述预警消息后，通过灯光、声音信息或屏幕显示信息等提醒驾驶员和乘客。
本发明还涉及一种安装在车辆上的数据采集装置20，所述车辆上安装有柴油发动机及SCR，其中，所述数据采集装置20包括：数据获取单元，其设置成能够获取所述车辆的运行状态的数据信息；以及数据传输单元，其设置成能够通过有线或无线的方式将数据信息传输至其它电子设备。数据获取单元设置成能够获取关于安装在车辆上的SCR的运行状态的第一运行参数，数据传输单元设置成能够将所述第一运行参数传输至分析装置10，并使得所述分析装置10能够根据所述第一运行参数和分析装置10在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数分析所述SCR的失效风险结果。可选地，分析装置10设置成根据本发明的分析装置10。
数据采集装置20尤其还设置成能够获得关于所述车辆的型号和/或SCR的工作时间和/或与SCR相关联的发动机的工况的信息并发送至分析装置10。
例如，数据采集装置20设置成能够通过车载诊断接口与车辆的电子控制单元通信，以便获得例如所述运行参数。
数据采集装置20与分析装置10之间尤其可以以无线通信的方式传递运行参数。
本发明还涉及一种用于分析车辆的SCR的运行状态的分析系统，其中，所述分析系统包括数据采集装置20和预警装置。
本发明还涉及一种利用分析装置10分析车辆的SCR的运行状态的分析方法，所述分析方法包括下述步骤：利用获取单元12获取关于SCR的运行状态的第一运行参数；在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数被存储在所述存储单元14中；以及利用评估单元16根据第一运行参数和第二运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。应理解，本文中针对分析装置10所描述的特征和优势同样适用于所述分析方法。
另外，本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括计算器程序指令，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器能够执行根据本发明的分析方法。所述计算机程序指令可存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质例如可包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其它易失性固态存储器件。处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。
尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。
附图标记列表
10 分析装置
12 获取单元
14 存储单元
16 评估单元
20 数据采集装置
30 移动终端

Claims (10)

1.一种安装在车辆上的数据采集装置(20)，所述车辆上安装有柴油发动机及SCR，其中，所述数据采集装置(20)包括：
数据获取单元，其设置成能够获取所述车辆的运行状态的数据信息；以及
数据传输单元，其设置成能够通过有线或无线的方式将数据信息传输至其它电子设备，其中，
数据获取单元设置成能够获取关于安装在车辆上的SCR的运行状态的第一运行参数，数据传输单元设置成能够将所述第一运行参数传输至分析装置(10)，并使得所述分析装置(10)能够根据所述第一运行参数和分析装置(10)在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数分析所述SCR的失效风险结果。
2.根据权利要求1所述的数据采集装置(20)，其中，
运行参数包括下述参数中的至少一者：SCR的效率、SCR入口处的温度、SCR出口处的温度、SCR上游的氮氧化物浓度以及SCR下游的氮氧化物浓度；和/或
第二运行参数包括下述中的至少一者：
本SCR第二运行参数，所述本SCR第二运行参数是关于被分析的SCR的运行状态的运行参数；
他SCR第二运行参数，所述他SCR第二运行参数是关于另外的SCR的运行状态的运行参数。
3.根据权利要求2所述的数据采集装置(20)，其中，
数据获取单元设置成能够获取关于SCR的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的附加信息，数据传输单元设置成能够将所述附加信息传输至分析装置(10)，其中，他SCR第二运行参数包括与被分析的SCR相比具有相同的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的多个SCR的运行参数；和/或
数据获取单元设置成能够通过车载诊断接口与车辆的电子控制单元通信。
4.一种用于分析车辆的SCR的运行状态的分析装置(10)，其中，所述分析装置(10)包括：
获取单元(12)，所述获取单元(12)设置成能够获取关于SCR的运行状态的第一运行参数；
存储单元(14)，所述存储单元(14)设置成能够存储在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数；以及
评估单元(16)，所述评估单元(16)设置成能够根据第一运行参数和第二运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。
5.根据权利要求4所述的分析装置(10)，其中，
存储单元(14)和评估单元(16)中的一个或全部设置于所述车辆或云端服务器；和/或
第二运行参数包括下述中的至少一者：
本SCR第二运行参数，所述本SCR第二运行参数是关于被分析的SCR的运行状态的运行参数；
他SCR第二运行参数，所述他SCR第二运行参数是关于另外的SCR的运行状态的运行参数。
6.根据权利要求5所述的分析装置(10)，其中，评估单元(16)设置成能够根据第一运行参数和第二运行参数得出被分析的SCR在预定的时间段内的运行效率的正态分布特性，以便预测被分析的SCR的失效风险，
其中，评估单元(16)尤其设置成当运行效率的正态分布的期望值小于期望值阈值和/或正态分布的标准差大于标准差阈值时，预测被分析的SCR存在失效风险，
其中，期望值阈值和/或标准差阈值尤其相应地是：预定的期望值阈值和/或预定的标准差阈值；或根据第二运行参数确定的期望值阈值和/或标准差阈值。
7.根据权利要求5或6所述的分析装置(10)，其中，所述分析装置(10)设置成能够获取和存储关于SCR的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的信息，其中，他SCR第二运行参数包括与被分析的SCR相比具有相同的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的多个SCR的运行参数，其中，评估单元(16)尤其设置成能够计算具有相同的所属车辆型号和/或工作时间和/或相关联的发动机的工况的所述多个SCR的至少一种运行参数的平均值，并且能够将被分析的SCR的相应的运行参数与所述平均值相比较，以便预测被分析的SCR的失效风险。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的分析装置(10)，其中，所述分析装置(10)设置成能够在预测到SCR存在失效风险时，向相应的车辆的车载预警装置和/或绑定至相应的车辆的移动终端(30)发送预警消息。
9.一种利用根据权利要求4-8中任一项所述的分析装置(10)分析车辆的SCR的运行状态的分析方法，所述分析方法包括下述步骤：
利用获取单元(12)获取关于SCR的运行状态的第一运行参数；
在获取第一运行参数之前获取的第二运行参数被存储在所述存储单元(14)中；以及
利用评估单元(16)根据第一运行参数和第二运行参数，预测被分析的SCR的失效风险。
10.一种计算机程序产品，其包括计算器程序指令，当所述计算机程序指令被一个或多于一个处理器执行时，所述处理器能够执行根据权利要求9所述的分析方法。
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