CN114837783B - 一种对lnt状态的检测方法、装置、电子设备及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种对LNT状态的检测方法、装置、电子设备及车辆。当发动机处于正常工作状态时，驱使发动机进入浓燃状态，当尾气经过LNT时，LNT未及时将氮氧化合物反应掉，导致尾气经过LNT后氮氧浓度升高超过预设浓度，然后LNT响应将较高浓度的氮氧化合物反应，产生氮氢化合物，并被检测为氮氧化合物，从而再次检测到氮氧浓度超过预设浓度，然后驱使发动机切换至正常工作状态，氮氧浓度降低；当LNT催化性能降低时，LNT无法将浓度升高的氮氧化合物转化成氮氢化合物，进而无法再次检测到氮氧浓度升高，实现了根据发动机在浓燃状态时检测到的尾气经过LNT后的氮氧浓度超过预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

Description

一种对LNT状态的检测方法、装置、电子设备及车辆

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种对LNT状态的检测方法、装置、电子设备及车辆。

背景技术

柴油机尾气污染物主要是NOx和PM，根据汽车工业发达国家的先进发展经验，必须结合使用排气后处理技术来控制NOx和PM的排放，先通过机内净化技术降低PM排放，然后通过稀薄NOx捕集器LNT(Lean Nox Trap)技术来降低NOx排放，从而同时降低NOx和PM排放。通常柴油发动机的稀薄NOx捕集器(LNT)在一定条件下吸收废气的NOx，当吸收的NOx达到最大容量时，使用富集条件将NOx还原成N2和O2。

随着环境日益恶化，国家对环境的保护越来越重视，尤其是对机动车尾气的净化提出了高标准的要求，因此需要得知LNT是否正常运行，然而在相关技术中，无法及时检测LNT系统是否发生故障。

发明内容

本申请实施例在于提供一种对LNT状态的检测方法、装置、电子设备及车辆，旨在解决无法及时检测LNT系统是否发生故障的问题。

本申请实施例第一方面提供一种对LNT状态的检测方法，包括：

在所述发动机处于正常工作状态时，驱使所述发动机进入浓燃状态并在预设时间段内持续保持所述发动机保持浓燃状态，在所述预设时间段内实时检测所述LNT处理后的尾气中的氮氧浓度；

在所述发动机由所述浓燃状态切换至正常工作状态时，确定在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数；

根据在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定所述LNT催化器的性能。

可选地，根据在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定所述LNT催化器的性能，包括：

根据所述氮氧浓度形成氮氧浓度曲线图；

根据所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数，确定所述LNT催化器的性能。

可选地，根据所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数，确定所述LNT催化器的性能，包括：

在所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数低于目标个数时；确定所述LNT催化器性能降低；

在所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数为不低于目标个数时，确定所述LNT催化器性能正常。

可选的，所述预设时间段不少于30秒，所述预设浓度不少于200ppm。

可选地，连续预设次数确定LNT催化器性能下降时，输出故障码到仪表。

本申请实施例第二方面提供一种对LNT状态的检测装置，包括：

发动机控制模块401，用于在所述发动机处于正常工作状态时，驱使所述发动机进入浓燃状态并在预设时间段内持续保持所述发动机保持浓燃状态，在所述预设时间段内实时检测所述LNT处理后的尾气中的氮氧浓度；

浓度确定模块402，用于在所述发动机由所述浓燃状态切换至正常工作状态时，确定在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数；

性能确定模块403，用于根据在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定所述LNT催化器的性能。

本申请实施例第三方面提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储在所述存储器上的计算机程序，以实现上述的方法。

本申请实施例第四方面提供一种车辆，包括：包括检测装置，所述检测装置用于实现上述的方法。

有益效果：

本申请提供一种对LNT状态的检测方法、装置、电子设备及车辆，当发动机处于正常工作状态时，驱使发动机进入浓燃状态，从而使产生的尾气中氮氧化合物的浓度升高，当尾气经过LNT时，LNT未及时将氮氧化合物反应掉，导致尾气经过LNT后氮氧浓度升高超过预设浓度，然后LNT响应将较高浓度的氮氧化合物反应，产生氮氢化合物，氮氢化合物经过LNT后被检测为氮氧化合物，从而再次检测到氮氧浓度升高超过预设浓度，然后驱使发动机由浓燃状态切换至正常工作状态，氮氧浓度降低；当LNT催化性能降低时，LNT无法将浓度升高的氮氧化合物转化成氮氢化合物，进而无法再次检测到氮氧浓度升高，实现了根据发动机在浓燃状态时检测到的尾气经过LNT后的氮氧浓度超过预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

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的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的检测方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例提出的确定催化效率的流程示意图；

图3是本申请一实施例提出的装置模块图。

附图标记：4、检测装置；401、发动机控制模块；402、浓度确定模块；403、性能确定模块。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，柴油机尾气污染物主要是NOx和PM，根据汽车工业发达国家的先进发展经验，必须结合使用排气后处理技术来控制NOx和PM的排放，先通过机内净化技术降低PM排放，然后通过稀薄NOx捕集器(LeanNOxTrap，LNT)技术来降低NOx排放，从而同时降低NOx和PM排放。通常柴油发动机的稀薄NOx捕集器(LNT)在一定条件下吸收废气的NOx，当吸收的NOx达到最大容量时，使用富集条件将NOx还原成N2和O2。

LNT催化剂一般以贵金属Pt作为催化活性组分，碱和/或碱土金属氧化物作为储存组分，用大比表面的γ-Al2O3作为载体，以提高活性组分和储存组分的分散度。首先在较长时间(约60-90秒)的稀燃阶段，NO在贵金属活性位Pt上被氧化为N02，随后N02与邻近的碱性组分BaO发生反应生成硝酸盐而被储存起来；当发动机切换为富燃气氛时，短时间(约3-5秒)内尾气中的还原性组分HC、CO和H2浓度迅速升高，还原气氛下储存的硝酸盐在热为学上是不稳定的，会快速释放出N02并被还原剂按照催化反应的方式还原成N2，同时催化剂储存位得到再生，送样就完成了一个LNT的标准循环过程。

吸附过程在催化剂上发生的反应如下：

2NO+O2→2NO2

2BaCO3+4NO2+O2→2Ba(NO3)2+2CO2

脱附过程在催化剂上发生的反应如下：

Ce(NO3)3→CeO2+3NO2+1/2O2

Ba(NO3)2+CO2→BaCO3+3NO2+1/2O2

Ba(NO3)2+3H2+CO2→BaCO3+2NO+2CO2

Ba(NO3)2+1/3C3H6→BaCO3+2NO+H2O

HC对NOx的还原过程发生的反应如下：

CO+1/2O2→CO2

HC+O2→H2O+CO2

CO+NO→1/2N2+CO2

HC+NO→N2+H2O+CO2

2H2+2NO→2H2O+N2

一般而言，柴油发动机匹配LNT处理NOx的浓燃状态的时间小于15s，这是因为在15s的时间内LNT吸附的NOx已完成脱附及还原反应，而浓燃状态的时间的加长会导致副反应的产物NH3出现，具体的化学反应如下：

Ba(NO3)2+8H2+CO2→BaCO3+2NH3+5H2O

5H2+2NO→2H2O+2NH3

有鉴于此，本申请实施例提出一种对LNT状态的检测方法，参照图1，包括：

S1，在发动机处于正常工作状态时，驱使发动机进入浓燃状态并在预设时间段内持续保持发动机保持浓燃状态，在预设时间段内实时检测LNT处理后的尾气中的氮氧浓度；

在发动机正常工作时，尾气中的部分氮氧化合物经过催化反应，其中一部分被储存在LNT上，而当发动机进入浓燃状态时，会快速释放出储存的氮氧化合物，并被还原剂按照催化反应的方式还原，同时催化剂储存位得到再生，送样就完成了一个LNT的标准循环过程，放出储存的氮氧化合物时未来得及进行还原反应，所以产生“突释”的现象，导致氮氧浓度发生变化。

而在处理升高浓度的氮氧化合物时会产生氮氢化合物，同样会被检测为氮氧化合物，同样导致氮氧浓度发生变化，因此通过检测LNT处理后的尾气中的氮氧浓度，获得氮氧浓度的变化情况。

S2，在发动机由浓燃状态切换至正常工作状态时，确定在预设时间段内氮氧浓度高于预设浓度的次数；

在产生“突释”的现象，氮氧浓度升高，而在处理升高浓度的氮氧化合物时会产生氮氢化合物，同样会被检测为氮氧化合物，导致氮氧浓度再次升高，因此通过检测LNT处理后的尾气中的氮氧浓度，获得氮氧浓度的升高次数，判断LNT催化器的性能。

S3，根据在预设时间段内氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

在本实施例中，预设次数可以为两次。本方法的原理为，参照LNT的催化原理，当LNT性能正常时，在浓燃状态过后，对整个浓燃状态时获得的氮氧浓度进行分析，当整个过程中出现两次超过预设浓度的氮氧浓度变化时，则意味着产生的第二次生成氮氢化合物的情况发生，就可以认为LNT的催化效率处于较高的水平；当整个过程中出现的超过预设浓度的氮氧浓度变化次数不超过两次时，则意味着仅出现过浓燃状态时氮氧化合物升高的情况，而未出现正常情况下将氮氧化合物分解后反应产生氮氢化合物的情况，就可以认为LNT的催化性能下降。

本申请提供一种对LNT状态的检测方法、装置、电子设备及车辆，当发动机处于正常工作状态时，驱使发动机进入浓燃状态，从而使产生的尾气中氮氧化合物的浓度升高，当尾气经过LNT时，LNT未及时将氮氧化合物反应掉，导致尾气经过LNT后氮氧浓度升高超过预设浓度，然后LNT响应将较高浓度的氮氧化合物反应，产生氮氢化合物，氮氢化合物经过LNT后被检测为氮氧化合物，从而再次检测到氮氧浓度升高超过预设浓度，然后驱使发动机由浓燃状态切换至正常工作状态，氮氧浓度降低；当LNT催化性能降低时，LNT无法将浓度升高的氮氧化合物转化成氮氢化合物，进而无法再次检测到氮氧浓度升高，实现了根据发动机在浓燃状态时检测到的尾气经过LNT后的氮氧浓度超过预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

在一种实施例中，参照图2，本方法还包括：

S31，根据氮氧浓度形成氮氧浓度曲线图；

构建坐标系，将坐标系X轴作为时间，将Y轴作为氮氧浓度，根据LNT从正常工作状态到浓燃状态再到正常工作状态过程中检测到的氮氧浓度，形成连续的氮氧浓度曲线图。

S32，根据氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于预设浓度的波峰的个数，确定LNT催化器的性能。

LNT处理后的尾气中氮氧浓度趋于较低的稳定状态，当氮氧浓度升高时，在曲线图上反映出氮氧浓度曲线升高，随着LNT将氮氧化合物反应，氮氧浓度曲线降低，形成波峰。因此，通过分析氮氧浓度曲线图上的波峰数量，即可更加直观的确定LNT催化器的性能。

其中，在氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于预设浓度的波峰的个数低于目标个数时；确定LNT催化器性能降低；

在氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于预设浓度的波峰的个数为不低于目标个数时，确定LNT催化器性能正常。

在本实施例中，目标个数可以为2。当LNT催化效率正常时，氮氧化合物反应掉后会产生氮氢化合物，氮氢化合物被识别为氮氧化合物，反映到氮氧浓度曲线图上即为氮氧浓度曲线再次升高，再次形成波峰；而当LNT催化效率降低时，在第一次波峰过后，LNT无法转化生成氮氢化合物，就无法生成第二次波峰，因此当氮氧化合物曲线仅出现一次波峰时，确定LNT催化性能降低，当氮氧化合物曲线出现两次波峰时，确定LNT催化性能正常。在其他实施例中，预目标个数可以根据LNT工作模式改变。

其中，预设时间段不少于30秒，预设浓度不少于200ppm。

在LNT工作过程中，柴油发动机匹配LNT处理NOx的浓燃状态的时间小于15秒，这是因为在15秒内LNT吸附的NOx已完成脱附及还原反应。当浓燃状态的时间超过15秒时，就会产生No3，因此将浓燃状态的时间延长至超过30秒，从而充分判断LNT是否产生No3，在本实施例中，浓燃状态的时间可以为40秒，从而提高检测的准确性，在其他实施例中浓燃状态的时间可以为50秒或其他时长。

为了提高检测的准确性，将不少于200ppm的浓度作为预设浓度，在本实施例里中，预设浓度可以为200ppm，当氮氧浓度曲线图超过后降低至少于预设浓度后，就可以认为出现一次波峰。

在一些实施例中，连续预设次数确定LNT催化器性能下降时，输出故障码到仪表。

在本实施例中，预设次数可以为五次，为了提高检测的准确性，减少误报的可能性，当连续五次确定LNT催化效率降低时，发动机ECU报出故障码到仪表，从而及时通知驾驶者。在其他实施例中预设次数可以根据车辆情况设置。

基于同一种发明构思，本申请还提供了一种检测装置4，参照图3，检测装置4包括：

发动机控制模块401，用于在发动机处于正常工作状态时，驱使发动机进入浓燃状态并在预设时间段内持续保持发动机保持浓燃状态，在预设时间段内实时检测LNT处理后的尾气中的氮氧浓度；

驱使发动机进入浓燃状态，从而使产生的尾气中氮氧化合物的浓度升高，当尾气经过LNT时，LNT未及时将氮氧化合物反应掉，导致尾气经过LNT后氮氧浓度升高超过预设浓度，然后LNT响应将较高浓度的氮氧化合物反应，产生氮氢化合物，氮氢化合物经过LNT后被检测为氮氧化合物，从而再次检测到氮氧浓度升高超过预设浓度。

在本实施例中，检测LNT处理后的尾气中的氮氧浓度时采用氮氧浓度传感器，氮氧浓度传感器一般为陶瓷体传感器，均需要在通过其露点后工作，使氮氧传感器不会发生水冲击损坏。在氮氧传感器未通过露点的短时间驾驶循环可以不计入驾驶循环次数中，提高检测的准确性。

浓度确定模块402，用于在发动机由浓燃状态切换至正常工作状态时，确定在预设时间段内氮氧浓度高于预设浓度的次数；

性能确定模块403，用于根据在预设时间段内氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

其中，性能确定模块403还用于实现以下步骤：

根据氮氧浓度形成氮氧浓度曲线图；

根据氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于预设浓度的波峰的个数，确定LNT催化器的性能。

其中，性能确定模块403还用于实现以下步骤：

在氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于预设浓度的波峰的个数为目标个数时，确定LNT催化器性能不正常；

在氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于预设浓度的波峰的个数为不少于2时，确定LNT催化器性能正常。

其中，性能确定模块403还用于实现以下步骤：

连续预设次数确定LNT催化器性能下降时，发动机ECU报出故障码到仪表。

基于同一种发明构思，本申请还提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储在存储器上的计算机程序，以实现上述的方法。

基于同一种发明构思，本申请还提供一种车辆，包括检测装置，检测装置用于实现上述的方法。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种踏板控制系统及包含该系统的汽车，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，诸如“第一”和“第二”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，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种对LNT状态的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

在发动机处于正常工作状态时，驱使所述发动机进入浓燃状态并在预设时间段内持续保持所述发动机保持浓燃状态，在所述预设时间段内实时检测所述LNT处理后的尾气中的氮氧浓度；

在所述发动机由所述浓燃状态切换至正常工作状态时，确定在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数；

根据在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

2.根据权利要求1所述的一种检测方法，其特征在于，根据在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定所述LNT催化器的性能，包括：

根据所述氮氧浓度形成氮氧浓度曲线图；

根据所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数，确定所述LNT催化器的性能。

3.根据权利要求2所述的一种检测方法，其特征在于，根据所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数，确定所述LNT催化器的性能，包括：

在所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数低于目标个数时；确定所述LNT催化器性能降低；

在所述氮氧浓度曲线图中在预设时间段内高于所述预设浓度的波峰的个数为不低于目标个数时，确定所述LNT催化器性能正常。

4.根据权利要求1所述的一种检测方法，其特征在于，所述预设时间段不少于30秒，所述预设浓度不少于200ppm。

5.根据权利要求1所述的一种检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

在连续预设次数将所述LNT催化器的性能确定为下降的情况下，输出故障码到仪表。

6.一种检测装置，其特征在于，包括：

发动机控制模块(401)，用于在所述发动机处于正常工作状态时，驱使所述发动机进入浓燃状态并在预设时间段内持续保持所述发动机保持浓燃状态，在所述预设时间段内实时检测LNT处理后的尾气中的氮氧浓度；

浓度确定模块(402)，用于在所述发动机由所述浓燃状态切换至正常工作状态时，确定在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数；

性能确定模块(403)，用于根据在所述预设时间段内所述氮氧浓度高于预设浓度的次数，确定LNT催化器的性能。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储在所述存储器上的计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述的检测方法。

8.一种车辆，其特征在于，包括检测装置，所述检测装置用于实现权利要求1-5中任一项所述的检测方法。