SCR转化效率测试方法、装置、电子设备及存储介质与流程

scr转化效率测试方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种scr转化效率测试方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.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。
3.当前，正处于非道路三阶段切换非道路四阶段，排放法规升级阶段，对于市场上采用scr技术路线，满足非四法规排放要求的发动机，出现氮氧化合物排放超标问题时，排查原因手段较不充足，缺少准确识别是否为scr箱转化效率低导致氮氧化合物超标的手段和方法；当前虽然存在检测scr箱转换效率的手段，但由于原排氮氧化合物浓度理论模型受到温度、湿度影响，且存在氮氧化合物排放闭环策略，尿素喷射量无法准确控制，现有的监测方法无法得到真实准确的scr转化效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是至少解决现有的scr监测方法计算scr转化效率不准确的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
5.本发明的第一方面提出了一种scr转化效率测试方法，包括以下步骤：
6.控制发动机关闭尿素喷射且在预设工况下运行预设时间，接收scr系统排出的气体的第一检测信息；
7.控制所述发动机开启尿素喷射且在所述预设工况下运行所述预设时间，接收所述scr系统排出的气体的第二检测信息；
8.根据所述第一检测信息和所述第二检测信息计算scr转化效率。
9.本发明提出的scr转化效率测试方法通过控制发动机在喷射尿素和不喷射尿素两种模式下按预设工况下运行预设时间，且分别记录发动机的scr系统在上述两种模式下的排放气体的检测信息，发动机在不喷射尿素下运行时的第一检测信息可计算推出scr系统在预设工况下运行预设时间的理论理想转化量，而发动机在喷射尿素下运行时的第二检测信息可计算推出scr系统在预设工况下运行预设时间的实际转化量，根据理论理想转化量和实际转化量即可计算出scr系统的转化效率。本发明提出的scr转化效率测试方法可设定为计算机程序存储在维修工具的存储介质中，在车辆售后时，将维修工具与发动机ecu通信连接，使得配置本发明的scr转化效率测试方法的计算机程序可通过ecu控制发动机，接收信号并计算出scr系统的转化效率。本发明提出的scr转化效率测试方法能够排除理论模型不准确，闭环控制逻辑的影响，精度较高。其次，此方法可通过程序自动实现，简单且易于操作。
10.另外，根据本发明的scr转化效率测试方法，还可具有如下附加的技术特征：
11.在本发明的一些实施例中，所述第一检测信息包括所述scr系统的下游的第一氮氧化合物浓度值，所述第二检测信息包括所述scr系统的下游的第二氮氧化合物浓度值。
12.在本发明的一些实施例中，所述控制所述发动机开启尿素喷射且在所述预设工况下运行所述预设时间，接收所述scr系统排出的气体的第二检测信息的步骤包括：
13.计算所述发动机在所述预设工况运行所述预设时间的尿素消耗量；
14.控制所述发动机在所述预设工况运行所述预设时间，开启尿素喷射且控制尿素喷射量为所述尿素消耗量，接收所述第二氮氧化合物浓度值。
15.在本发明的一些实施例中，所述根据所述第一检测信息和所述第二检测信息计算scr转化效率的步骤包括：
16.根据公式c＝(a-b)/a计算所述scr转化效率，所述公式中a为所述第一氮氧化合物浓度值、b为所述第二氮氧化合物浓度值、c为所述scr转化效率。
17.在本发明的一些实施例中，所述第一氮氧化合物浓度值和所述第二氮氧化合物浓度值通过设置在所述scr系统的下游的氮氧浓度传感器监测获得，所述第一氮氧化合物浓度值和所述第二氮氧化合物浓度值均为在所述预设时间内所述氮氧浓度传感器监测的氮氧化合物平均浓度值。
18.在本发明的一些实施例中，在控制所述发动机在所述预设工况运行所述预设时间，开启尿素喷射且控制尿素喷射量为所述尿素消耗量，接收所述第二氮氧化合物浓度值的步骤中，控制所述尿素喷射装置在所述预设时间内均匀喷射所述尿素消耗量。
19.在本发明的一些实施例中，在所述预设工况中，维持所述发动机按照固定转速运行。
20.本发明的第二方面提出了一种scr转化效率测试装置，所述scr转化效率测试装置包括：
21.控制模块，用于控制发动机分别在关闭尿素喷射和开启尿素喷射的状态下运行；
22.获取模块，用于获取所述发动机的scr系统排出的气体的检测信息；
23.计算模块，用于根据所述检测信息计算scr的真实转化效率。
24.本发明的第二方面提出的scr转化效率测试装置具有和本发明第一方面提出的scr转化效率测试方法相同的有益效果，在此不再赘述。
25.本发明的第三方面提出了一种电子设备，包括：处理器，存储器以及计算机程序；其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行本发明第一方面提出的scr转化效率测试方法的指令。
26.本发明的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现本发明第一方面提出scr转化效率测试方法。
附图说明
27.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。
28.在附图中：
29.图1示意性地示出了根据本发明实施方式的scr转化效率测试方法的流程示意图；
具体实施方式
30.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。
31.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。
32.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。
33.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。
34.如图1所示，本发明的第一方面提出了一种scr转化效率测试方法，包括以下步骤：
35.控制发动机关闭尿素喷射且在预设工况下运行预设时间，接收scr系统排出的气体的第一检测信息；
36.控制发动机开启尿素喷射且在预设工况下运行预设时间，接收scr系统排出的气体的第二检测信息；
37.根据第一检测信息和第二检测信息计算scr转化效率。
38.scr系统的作用是去除发动机尾气中的氮氧化合物，scr系统采用尿素作为还原剂，在选择性催化剂的还原作用下，氮氧化合物被还原成氮气和水。scr系统主要包括尿素溶液罐、尿素喷射装置、计量装置、催化器以及温度和排气传感器等。尿素溶液罐用于存储尿素溶液，计量装置包括计量泵和控制器，计量泵用于以一定的压力泵送尿素溶液，控制器通过can总线与ecu通信连接，接收ecu的控制信号并计算尿素喷射量，控制计量泵泵送尿素溶液。尿素喷射装置包括尿素喷嘴，尿素喷嘴根据控制器的指令进行尿素溶液的喷射。
39.尿素溶于水后会发生如下水解反应：
40.co(nh2)2+h2o
→
2nh3+co241.尿素溶液在接触到发动机排出的尾气时会发生如下化学反应：
42.4nh3+2h2o+o2→
3n2+6h20；
43.4nh3+4no+o2→
4n2+6h2o；
44.2nh3+no+no2→
2n2+3h2o；
45.scr系统的工作过程是
46.本发明提出的scr转化效率测试方法通过控制发动机在喷射尿素和不喷射尿素两种模式下按预设工况下运行预设时间，且分别记录发动机的scr系统在上述两种模式下的排放气体的检测信息，发动机在不喷射尿素下运行时的第一检测信息可计算推出scr系统在预设工况下运行预设时间的理论理想转化量，而发动机在喷射尿素下运行时的第二检测信息可计算推出scr系统在预设工况下运行预设时间的实际转化量，根据理论理想转化量和实际转化量即可计算出scr系统的转化效率。本发明提出的scr转化效率测试方法可设定为计算机程序存储在维修工具的存储介质中，在车辆售后时，将维修工具与发动机ecu通信连接，使得配置本发明的scr转化效率测试方法的计算机程序可通过ecu控制发动机，接收信号并计算出scr系统的转化效率。本发明提出的scr转化效率测试方法能够排除理论模型不准确，闭环控制逻辑的影响，精度较高。其次，此方法可通过程序自动实现，简单且易于操作。
47.在本发明的一些实施例中，第一检测信息包括scr系统的下游的第一氮氧化合物浓度值，第二检测信息包括scr系统的下游的第二氮氧化合物浓度值。
48.氮氧化合物浓度值根据设置在scr系统的下游处的氮氧浓度传感器获得，氮氧浓度传感器可设置在scr系统的排气口处，且与ecu通信连接，实现将监测的氮氧浓度传输给ecu。
49.在本发明的一些实施例中，控制发动机开启尿素喷射且在预设工况下运行预设时间，接收scr系统排出的气体的第二检测信息的步骤包括：
50.根据氨气与氮氧化合物反应方程式计算发动机在预设工况运行预设时间的尿素消耗量；
51.控制发动机在预设工况运行预设时间，开启尿素喷射且控制尿素喷射量为尿素消耗量，接收第二氮氧化合物浓度值。
52.预设工况是指发动机的常规稳定工况。预设时间可以选择三十分钟左右。在本实施例中，控制发动机在常规稳定的工况下运行三十分钟左右，同时控制scr系统的尿素喷射装置喷射尿素，尿素喷射量根据氨气与氮氧化合物反应方程式计算，在氨气与氮氧化合物反应方程式中，氮氧化合物的量根据发动机在不喷射尿素且同样在预设工况下运行三十分钟的情况下的氮氧浓度传感器监测的第一氮氧化合物浓度值获得，将氮氧浓度传感器监测的第一氮氧化合物浓度值带入公式即可推出尿素的量。尿素喷射量与计算出的尿素的量相等。根据此，确定发动机在固定工况下运行固定时间的尾气氮氧浓度，根据所述尾气氮氧浓度反推出氮氧化物全部被scr系统转化情况下的尿素消耗量，也就是最理想情况下的尿素消耗量，再以最理想情况下的尿素消耗量喷射尿素，最后根据第一氮氧化合物浓度值和第二氮氧化合物浓度值计算出scr转化效率。
53.在本发明的一些实施例中，根据第一检测信息和第二检测信息计算scr转化效率
的步骤包括：
54.根据公式c＝(a-b)/a计算scr转化效率，公式中a为第一氮氧化合物浓度值、b为第二氮氧化合物浓度值、c为scr转化效率。
55.第一氮氧化合物浓度值为发动机在预设工况下运行预设时间且不喷射尿素得出的scr系统的尾气的氮氧化合物浓度，第二氮氧化合物浓度值为发动机在预设工况下运行预设时间且喷射计算喷射量的尿素得出的scr系统的尾气的氮氧化合物浓度，计算喷射量为发动机在预设工况下运行预设时间产生的氮氧化物全部被scr系统转化情况下的尿素消耗量。上述公式根据scr系统在最大转化效率时对应的第一氮氧化合物浓度值和scr系统在实际转化效率时对应的第二氮氧化合物浓度值通过占比权重计算出scr的真实转化效率，能够排除理论模型不准确，闭环控制逻辑的影响，精度较高。并且此方法可通过计算机程序自动控制发动机且自动获取监测值并计算实现，简单且易于操作。
56.在本发明的一些实施例中，第一氮氧化合物浓度值和第二氮氧化合物浓度值通过设置在scr系统的下游的氮氧浓度传感器监测获得，第一氮氧化合物浓度值和第二氮氧化合物浓度值均为在预设时间内氮氧浓度传感器监测的氮氧化合物平均浓度值。
57.氮氧浓度传感器的工作原理是电加热传感器的二氧化锆室至600℃；由于两侧氧浓度不同，氧化锆会产生化学反应，电极两侧产生电荷移动，移动的电荷产生电流。根据产生电流的大小反映出氧的浓度不同，将氧的浓度反馈至控制器计算出当前氮氧浓度并通过can总线传送给ecu。
58.在本实施例中，可在预设时间内多次监测获得多个氮氧化合物浓度值，然后取平均得到氮氧化合物平均浓度值。避免发动机工况波动影响尾气的氮氧化物浓度，进而避免scr转化效率计算。
59.在本发明的一些实施例中，在控制发动机在预设工况运行预设时间，开启尿素喷射且控制尿素喷射量为尿素消耗量，接收第二氮氧化合物浓度值的步骤中，控制尿素喷射装置在预设时间内均匀喷射尿素消耗量。在计算出尿素喷射量后，ecu控制尿素喷射单元的喷射压力，在预设时间内使固定量的尿素溶液均匀喷出，避免尿素溶液喷射量波动影响scr的转化效果，进而影响scr转化效率。
60.在本发明的一些实施例中，在预设工况中，发动机维持固定转速运行。避免发动机工况波动影响scr的转化效果，进而影响scr转化效率。
61.本发明的scr转化效率测试方法的具体流程如下：
62.s1：整车运行在预设工况下，通过发动机数据标定关闭尿素喷射，正常运行预设时间，获得此工况下的第一氮氧化合物浓度；
63.s2：根据氨气与氮氧化合物反应方程式，计算发动机在关闭尿素喷射时且在预设工况下运行预设时间的尿素消耗量；
64.s3：将整车在预设工况下运行预设时间，并通过发动机数据控制尿素喷射量，喷射量为s2计算出的尿素消耗量，获得第二氮氧化合物浓度；
65.s4：按照scr箱真实转化效率＝(第一氮氧化合物浓度-第二氮氧化合物浓度)/第一氮氧化合物浓度，计算获得scr箱真实转化效率。
66.本发明的第二方面提出了一种scr转化效率测试装置，scr转化效率测试装置包括：
67.控制模块，用于控制发动机分别在关闭尿素喷射和开启尿素喷射的状态下运行；
68.获取模块，用于获取发动机的scr系统排出的气体的检测信息；
69.计算模块，用于根据检测信息计算scr的真实转化效率。
70.本发明的第二方面提出的scr转化效率测试装置可以是车辆在售后时使用的维修工具，该维修工具能够插在车辆的控制接口上与ecu通信连接，维修工具内具有控制模块、获取模块和计算，通过程序编程预存在维修工具的存储介质中，与ecu电连接后，自动控制发动机实现关闭尿素喷射或定量喷射，以及氮氧化合物浓度采集及最后的计算，最终自动输出scr系统的真实转化效率。
71.本发明的第三方面提出了一种电子设备，包括：处理器，存储器以及计算机程序；其中，计算机程序被存储在存储器中，并且被配置为由处理器执行，计算机程序包括用于执行本发明第一方面提出的scr转化效率测试方法的指令。
72.本发明的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现本发明第一方面提出scr转化效率测试方法。
73.本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
74.结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
75.在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现
数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在存储介质的范围内。
76.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。