阅读说明：本技术 控制发动机限扭的方法、装置及系统 (Method, device and system for controlling torque limit of engine ) 是由 王通 孙国治 宋茜 吴速超 孙树矗 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及车辆技术领域,具体涉及一种控制发动机限扭的方法、装置及系统。该方法包括获取SCR转换效率值；根据SCR转换效率值小于预设转换效率值时获取的第一时间和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值；根据SCR箱上游NOX质量流量变化率值大于预设变化值暂停对SCR转换效率值监测。本方案中,通过SCR上游NOX质量流量变化率值过大即出现突增或突减现象时,暂停ECU对SCR转换效率的监测,解决由于发动机负荷突变,使上游原排NOX质量流量变化率过大导致发动机限扭的问题和NOX排放超标影响发动机动力性的问题。(The invention relates to the technical field of vehicles, in particular to a method, a device and a system for controlling torque limit of an engine. The method comprises the steps of obtaining an SCR conversion efficiency value; calculating an upstream NOx mass flow rate change value of the SCR box according to instantaneous values of the upstream NOx mass flow of the SCR box at a first time and a second time, which are acquired when the SCR conversion efficiency value is smaller than a preset conversion efficiency value; and suspending monitoring of the SCR conversion efficiency value according to the fact that the upstream NOx mass flow rate change value of the SCR box is larger than a preset change value. In the scheme, when the mass flow rate of NOx at the upstream of the SCR is too large, namely, the SCR is suddenly increased or decreased, the monitoring of the SCR conversion efficiency by the ECU is suspended, and the problems that the mass flow rate of the NOx at the upstream is too large to cause the torque limitation of an engine and the power performance of the engine is influenced by the excessive NOx emission due to sudden change of the load of the engine are solved.)

控制发动机限扭的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种基于SCR箱上游NOX质量流量控制发动机限扭的方法、装置及系统。

背景技术

目前，在柴油机后处理系统中，SCR(SCR:Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)为控制发动机NOX值排放的重要环节，然而，当发动机在转速波动较小、负荷变化较大时，上游原排NOX值会有突增或突减现象，由于后处理反应滞后，致使SCR系统尿素喷射量不足或过量，尾气中的NOX或NH3无法及时足量地反应，导致SCR下游传感器监测到排放超标，继而ECU报出相应的后处理故障，导致发动机出现限扭、跛行回家等影响动力的后果。

现有技术中，发动机工况突变时原排NOX会出现突增或突减现象，此时SCR系统无法快速响应，致使下游传感器监测到排放超标，ECU报出相应故障，发动机进入限扭模式，影响驾驶体验。

本发明的目的是至少解决现有技术中由于发动机工况突变时原排NOX会出现突增或突减现象，此时SCR系统无法快速响应，致使下游传感器监测到排放超标，ECU报出相应故障，发动机进入限扭模式，影响驾驶体验的问题。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控制发动机限扭的方法，所述方法包括如下步骤：

获取SCR转换效率值；

根据所述SCR转换效率值小于预设转换效率值时，获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值；

根据所述获取的第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值；

根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值小于等于预设变化率值判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式；或

根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值大于预设变化值暂停对SCR转换效率值监测。

根据本发明的控制发动机限扭的方法中，通过监测SCR上游原排NOX质量流量变化率值，当SCR上游NOX质量流量变化率值过大即出现突增或突减现象时，暂停ECU对SCR转换效率的监测，解决由于发动机负荷突变，使上游原排NOX质量流量变化率过大导致发动机限扭的问题和NOX排放超标影响发动机动力性的问题。

另外，根据本发明的控制发动机限扭的方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述获取SCR转换效率值包括；

获取SCR上游NOX气体浓度值和SCR下游NOX气体浓度值；

根据所述SCR上游NOX气体浓度值和所述SCR下游NOX气体浓度值计算出所述SCR转换效率值；

k＝(n-n1)/n，其中k为SCR转换效率值，n为SCR上游NOX气体浓度值，n1为SCR下游NOX气体浓度值。

在本发明的一些实施例中，在所述根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值大于预设变化值暂停对SCR转换效率值监测后还包括如下步骤：

获取发动机转速值；

根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值和所述发动机转速值获得检测时间值；

根据所述暂停对SCR转换效率值监测开始计时获取暂停时间值，根据所述暂停时间值大于所述检测时间值重新获取SCR转换效率值。

本发明的另一方面还提出了一种控制发动机限扭的装置，所述控制发动机限扭的装置用于执行上述所述的控制发动机限扭的方法，该控制发动机限扭的装置包括：第一获取单元、第二获取单元和控制单元；

所述第一获取单元用于获取SCR转换效率值；

所述第二获取单元用于获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值；

所述控制单元根据所述SCR转换效率值小于预设转换效率值并根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值小于等于预设变化率值判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式；或

所述控制单元根据所述SCR转换效率值小于预设转换效率值并根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值小于等于预设变化率值暂停对SCR转换效率值监测。

在本发明的一些实施例中，所述第一获取单元包括：上游获取子单元、下游获取子单元和SCR转换效率计算子单元；

所述上游获取子单元用于获取SCR上游NOX气体浓度值；

所述下游获取子单元用于获取SCR下游NOX气体浓度值；

所述SCR转换效率计算子单元用于根据所述SCR上游NOX气体浓度值和所述SCR下游NOX气体浓度值计算出所述SCR转换效率值。

在本发明的一些实施例中，所述第二获取单元包括；SCR箱上游获取子单元和变化率计算子单元；

所述SCR箱上游获取子单元用于分别获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值；

所述变化率计算子单元用于根据所述别获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值计算出所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值。

在本发明的一些实施例中，控制发动机限扭的装置还包括：第三获取单元和第四获取单元；

所述第三获取单元用于获取发动机转速值；

所述第四获取单元用于暂停对SCR转换效率值监测时获取暂停时间值；

所述控制单元用于根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值和所述发动机转速值获得检测时间值，并用于根据所述第四获取单元获取的暂停时间值大于所述检测时间值控制所述第一获取单元重新启动。

本发明还提供了一种控制发动机限扭的系统，所述控制发动机限扭的系统包括存储器和上述所述的控制发动机限扭的装置，存储器内存储有上述所述的控制发动机限扭的方法的指令；

还包括控制器、发动机、SCR箱、转速传感器、上游NOX传感器和下游NOX传感器；

所述转速传感器与所述发动机和所述控制器相连接；

所述上游NOX传感器设置在所述SCR箱的上游，并与所述控制器相连接；

所述下游NOX传感器设置在所述SCR箱的下游，并与所述控制器相连接。

附图说明

通过阅读下文优选实施例的详细描述，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例的目的，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一实施例的控制发动机限扭的方法的示意图；

图2示意性地示出了根据本发明另一实施例的控制发动机限扭的方法的示意图；

图3示意性地示出了根据本发明实施例的控制发动机限扭的方法的MAP数据图；

图4示意性地示出了根据本发明实施例的控制发动机限扭的方法的逻辑图；

图5示意性地示出了根据本发明实施例的控制发动机限扭的装置的原理框图；

图6示意性地示出了根据本发明实施例的控制发动机限扭的装置的第一获取单元的原理框图；

图7示意性地示出了根据本发明实施例的控制发动机限扭的装置的第二获取单元的原理框图。

附图中各标号表示如下：

1：第一获取单元；101：上游获取子单元；102：下游获取子单元；103：SCR转换效率计算子单元；2：第二获取单元；201：SCR箱上游获取子单元；202：变化率计算子单元；3：控制单元；4：第三获取单元；5：第四获取单元。

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例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，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例所限制。相反，提供这些实施例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例的目的，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例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。

本发明的第一方面提出了一种控制发动机限扭的方法，该控制发动机限扭的方法能够克服低压油路系统的阻力，以满足高压油泵能力要求，进而使得发动机可以正常工作，避免因阻力过大无法正常使用，可解决高压油泵自带输油泵能力不足，有效克服低压系统燃油阻力。

如图1至图3所示，本实施例中的控制发动机限扭的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、获取SCR转换效率值k；

S2、根据所述SCR转换效率值k小于预设转换效率值k1时，获取第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M1和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M2；

S3、根据所述获取的第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M1和第二时间t2的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M2计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值x；

S4、根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x小于等于预设变化率值△M判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式；或

S5、根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x大于预设变化值△M暂停对SCR转换效率值监测。

具体的操作步骤为：如图1和图4所示，S1、通过ECU监测获取SCR转换效率值k；

S2、根据所述SCR转换效率值k小于预设转换效率值k1时，获取第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M1和第二时间t2的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M2；

S3、根据所述获取的第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M1和第二时间t2的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M2计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值x；

S4、根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x小于等于预设变化率值△M判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式，结束控制；

其中，若SCR转换效率值大于预设转换效率值k1，则重新通过ECU监测获取SCR转换效率值k。

或按照如下步骤进行操作；

如图2和图4所示，S1、通过ECU监测获取SCR转换效率值k；

S2、根据所述SCR转换效率值k小于预设转换效率值k1时，获取第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M1和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M2；

S3、根据所述获取的第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M1和第二时间t2的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值M2计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值x；

S5、根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x大于预设变化值△M暂停对SCR转换效率值监测。

其中，所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x的计算公式如下：

x＝|M2-M1|/(t2-t1),

其中，t1为第一时间，t2为第二时间，M1为第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值，M2为第二时间t2的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值。

根据本发明的控制发动机限扭的方法中，通过监测SCR上游原排NOX质量流量变化率值，当SCR上游NOX质量流量变化率值过大即出现突增或突减现象时，暂停ECU对SCR转换效率的监测，解决由于发动机负荷突变，使上游原排NOX质量流量变化率过大导致发动机限扭的问题和NOX排放超标影响发动机动力性的问题，提升了驾驶员的驾驶体验。

在本发明的一些实施例中，所述获取SCR转换效率值包括；

步骤S101、获取SCR上游NOX气体浓度值n和SCR下游NOX气体浓度值n1；

步骤S102、根据所述SCR上游NOX气体浓度值n和所述SCR下游NOX气体浓度值n1计算出所述SCR转换效率值k；

也就是通过公式k＝(n-n1)/n，计算出获取SCR转换效率值k，其中k为SCR转换效率值，n为SCR上游NOX气体浓度值，n1为SCR下游NOX气体浓度值。

在本发明的一些实施例中，在所述根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值大于预设变化值暂停对SCR转换效率值监测后还包括如下步骤：

也就是在步骤5中，还包括如下步骤：

S501、获取发动机转速值y；

S502、根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x和所述发动机转速值y获得检测时间值t；

S503、根据所述暂停对SCR转换效率值k监测开始计时获取暂停时间值，根据所述暂停时间值大于所述检测时间值t重新获取SCR转换效率值。

如图3所示，检测时间值t的获得从MAP中查询得知，例如x＝10，y＝600时，t＝50s。

在该实施例中，车辆正常运行过程中，上下游氮氧传感器实时反馈上下游NOX浓度监控值C₁、C₂；假设某工况下第t_i时刻发动机废气质量流量为M_i，则t_i时刻上下游NOX质量流量为废气质量流量与上下游NOX浓度值的乘积，即M_1i＝M_i*C_1i，M_2i＝M_i*C_2i，同理第t_i+1时刻，上下游NOX质量流量分别为M_1(i+1)＝M_i+1*C_1(i+1)，M_2(i+1)＝M_i+1*C_2(i+1)，ECU开始计算上游NOX质量流量变化率，变化x＝(M_1(i+1)-M_1i)/(t_i+1-t_i)，若此时变化x≥△M，则暂停ECU转换效率监测，通过由转速、上游NOX质量流量变化率来确定屏蔽ECU监测功能的时间，待间隔时间过后再恢复监测功能，避免出现因负荷变化过大后处理无法快速响应导致的发动机限扭状况，避免了排放超标致使发动机功率降级“一刀切”的情况，提升了驾驶员的驾驶体验；同时，突变后一段时间内暂停ECU对NOX转换效率的监测，有效地区分了后处理无故障时NOX排放超标的特殊情况，最大程度保证功率输出，确保不会出现由于原排变化过大后处理无法快速响应，使排放超标导致的发动机限扭状况。

本发明的另一方面还提出了一种控制发动机限扭的装置，所述控制发动机限扭的装置用于执行上述所述的控制发动机限扭的方法，该控制发动机限扭的装置包括：第一获取单元1、第二获取单元2和控制单元3；

所述第一获取单元1用于获取SCR转换效率值；

所述第二获取单元2用于获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值；

所述控制单元3根据所述SCR转换效率值小于预设转换效率值并根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值小于等于预设变化率值判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式；或

所述控制单元3根据所述SCR转换效率值小于预设转换效率值并根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值小于等于预设变化率值暂停对SCR转换效率值监测。

在本发明的一些实施例中，所述第一获取单元1包括：上游获取子单元101、下游获取子单元102和SCR转换效率计算子单元103；

所述上游获取子单元101用于获取SCR上游NOX气体浓度值；

所述下游获取子单元102用于获取SCR下游NOX气体浓度值；

所述SCR转换效率计算子单元103用于根据所述SCR上游NOX气体浓度值和所述SCR下游NOX气体浓度值计算出所述SCR转换效率值。

也就是通过公式k＝(n-n1)/n，计算出获取SCR转换效率值k，其中k为SCR转换效率值，n为SCR上游NOX气体浓度值，n1为SCR下游NOX气体浓度值。

在本发明的一些实施例中，所述第二获取单元2包括；SCR箱上游获取子单元202和变化率计算子单元；

所述SCR箱上游获取子单元202用于分别获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值；

所述变化率计算子单元用于根据所述别获取第一时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值和第二时间的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值计算出所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值。

其中，所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x的计算公式如下：

x＝|M2-M1|/(t2-t1),

其中，t1为第一时间，t2为第二时间，M1为第一时间t1的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值，M2为第二时间t2的SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值。

在本发明的一些实施例中，控制发动机限扭的装置还包括：第三获取单元4和第四获取单元5；

所述第三获取单元4用于获取发动机转速值；

所述第四获取单元5用于暂停对SCR转换效率值监测时获取暂停时间值；

所述控制单元3用于根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值和所述发动机转速值获得检测时间值，并用于根据所述第四获取单元5获取的暂停时间值大于所述检测时间值控制所述第一获取单元1重新启动。

本发明还提供了一种控制发动机限扭的系统，所述控制发动机限扭的系统包括存储器和上述所述的控制发动机限扭的装置，存储器内存储有上述所述的控制发动机限扭的方法的指令；

还包括控制器、发动机、SCR箱、转速传感器、上游NOX传感器和下游NOX传感器；

所述转速传感器与所述发动机和所述控制器相连接；

所述上游NOX传感器设置在所述SCR箱的上游，并与所述控制器相连接；

所述下游NOX传感器设置在所述SCR箱的下游，并与所述控制器相连接。

在该实施例中，通过上游NOX传感器和下游NOX传感器监测出SCR上游NOX气体浓度值n和SCR下游NOX气体浓度值n1，通过控制器(ECU)监测计算出SCR转换效率值k，然后控制器判断SCR转换效率值k与k1的关系，根据所述SCR转换效率值k小于预设转换效率值k1控制上游NOX传感器在第一时间和第二时间监测SCR箱上游NOX质量流量的瞬时值，控制器再计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值x，控制器根据SCR箱上游NOX质量流量变化率值x小于等于预设变化率值△M判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式，结束控制；或控制器再计算出SCR箱上游NOX质量流量变化率值x后，根据SCR箱上游NOX质量流量变化率值x大于预设变化率值△M暂停对SCR转换效率值k监测，通过转速传感器监测发动机的转速值，根据所述SCR箱上游NOX质量流量变化率值x和所述发动机转速值y获得检测时间值t(如图3所示，检测时间值t的获得从MAP中查询得知)，控制器再根据对暂停监测SCR转换效率值k时的计时时间值大于所述检测时间值t重新监测获取SCR转换效率值。

综上所述，根据本发明的控制发动机限扭的方法中，通过监测SCR上游原排NOX质量流量变化率值，当SCR上游NOX质量流量变化率值过大即出现突增或突减现象时，暂停ECU对SCR转换效率的监测，解决由于发动机负荷突变，使上游原排NOX质量流量变化率过大导致发动机限扭的问题和NOX排放超标影响发动机动力性的问题，提升了驾驶员的驾驶体验，另外，通过由转速、上游NOX质量流量变化率来确定屏蔽ECU监测功能的时间，待间隔时间过后再恢复监测功能，避免出现因负荷变化过大后处理无法快速响应导致的发动机限扭状况，避免了排放超标致使发动机功率降级“一刀切”的情况，提升了驾驶员的驾驶体验；同时，突变后一段时间内暂停ECU对NOX转换效率的监测，有效地区分了后处理无故障时NOX排放超标的特殊情况，最大程度保证功率输出，确保不会出现由于原排变化过大后处理无法快速响应，使排放超标导致的发动机限扭状况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，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。