阅读说明：本技术 基于scr温度梯度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 based on SCR temperature gradient ) 是由 王通 孙树矗 孙国治 吴速超 高古祥 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,具体涉及一种基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法、装置及系统。本发明的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法包括获取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获取SCR箱上游阶跃的温差值；根据所述SCR箱上游阶跃的温差值小于等于预设温度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箱上游阶跃的温差值大于预设温度值暂停对SCR转换效率值监测。本方案中,通过监测SCR上游温度阶跃的偏差值来决定是否暂停ECU对NOX经过SCR转换效率的监控,避免出现“误报”导致的发动机限扭状况,影响驾驶员的驾驶体验,避免扭矩限制一刀切问题,最大程度保证功率输出。(The invention relates to the technical field of vehicles, in particular to a method, a device and a system for controlling engine torque limit based on SCR temperature gradient. The method for controlling the torque limit of the engine based on the SCR temperature gradient comprises the steps of obtaining an SCR conversion efficiency value; acquiring a temperature difference value of an upstream step of an SCR box according to the condition that the SCR conversion efficiency value is smaller than a preset conversion efficiency value; judging the fault of the engine according to the condition that the temperature difference value of the upstream step of the SCR box is less than or equal to a preset temperature value, and controlling the engine to enter a torque limiting mode; or the monitoring of the SCR conversion efficiency value is suspended according to the fact that the temperature difference value of the upstream step of the SCR box is larger than the preset temperature value. In this scheme, whether suspend ECU to NOX through SCR conversion efficiency's control through the deviation value of monitoring SCR upstream temperature step, avoid appearing "wrong report" the engine limit that leads to turn round the situation, influence driver's driving experience, avoid moment of torsion restriction one cutting the problem, the maximum power output of guaranteeing.)

基于SCR温度梯度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温度梯度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为控制发动机NOX值排放的重要环节，然而，发动机时常会处于复杂的工况当中，当SCR箱内温度在短时间内急剧上升时(如因急加速造成温度阶跃过大)，依附在箱内载体上的NH3会释放出来，导致SCR下游NOX传感器监测到过量的NOX，ECU报出相应的后处理故障，进而导致发动机出现限扭、跛行回家等影响动力的后果，而当SCR内温度升高一段时间后，NH3储变少，NOX值也相应减少，直至低于故障阈值。

现有技术中，当发动机确实出现排放超标等后处理故障时，通过关联相应的FID使发动机进入一段时间后限扭、立即限扭、跛行回家等模式，而这种由于发动机工况突变引起的短时间内的氨泄漏导致的“误报”现象，会在SCR箱内温度上升到一定值后消失，并不是真正的NOX排放超标，而NOX值超标的“误报”会在这段时间内影响发动机的动力性和驾驶员的驾驶体验。

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引起的短时间内的氨泄漏导致的“误报”现象导致影响发动机的动力性和驾驶员的驾驶体验的问题。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基于SCR温度梯度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获取SCR箱上游阶跃的温差值；

根据所述SCR箱上游阶跃的温差值小于等于预设温度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箱上游阶跃的温差值大于预设温度值暂停对SCR转换效率值监测。

根据本发明的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法中，通过监测SCR上游温度阶跃的偏差值来决定是否暂停ECU对NOX经过SCR转换效率的监控，避免出现“误报”导致的发动机限扭状况，影响驾驶员的驾驶体验。

另外，根据本发明的基于SCR温度梯度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，所述获取SCR箱上游阶跃的温差值为在相邻的指定时间段分别获取的SCR箱的进气温度值之差。

在本发明的一些实施例中，在所述根据所述SCR箱上游阶跃的温差值大于预设温度值暂停对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箱上游阶跃的温差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基于SCR温度梯度控制发动机限扭的装置，所述基于SCR温度梯度控制发动机限扭的装置用于执行上述所述的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法，该基于SCR温度梯度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SCR箱上游阶跃的温差值；

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箱上游阶跃的温差值小于等于预设温度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箱上游阶跃的温差值大于预设温度值暂停对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箱上游温度获取子单元和差值计算子单元；

所述SCR箱上游温度获取子单元用于分别获取相邻的指定时间段的SCR箱的进气温度值；

所述差值计算子单元用于根据所述获取相邻的指定时间段的SCR箱的进气温度值计算出所述SCR箱上游阶跃的温差值。

在本发明的一些实施例中，所述的基于SCR温度梯度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控制单元暂停对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箱上游阶跃的温差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基于SCR温度梯度控制发动机限扭的系统，所述基于SCR温度梯度控制发动机限扭的系统包括存储器和上述所述的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的装置，存储器内存储有上述所述的基于SCR温度梯度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、温度传感器、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；

所述温度传感器设置在所述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基于SCR温度梯度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基于SCR温度梯度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基于SCR温度梯度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基于SCR温度梯度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基于SCR温度梯度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基于SCR温度梯度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基于SCR温度梯度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箱上游温度获取子单元；202：差值计算子单元；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基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法，该基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法能够避免出现“误报”导致的发动机限扭状况，影响驾驶员的驾驶体验。

如图1至图4所示，本实施例中的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法，所述控制方法包括如下步骤：

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获取SCR箱上游阶跃的温差值x；

S3、根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x小于等于预设温度值△T判断出发动机故障，控制发动进入限扭模式；或

S4、根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x大于预设温度值△T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获取SCR箱上游阶跃的温差值x；

S3、根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x小于等于预设温度值△T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获取SCR箱上游阶跃的温差值x；

S4、根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x大于预设温度值△T暂停对SCR转换效率值k监测。

在本发明的一些实施例中，在所述根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x大于预设温度值△T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S4中，暂停对SCR转换效率值监测时，还包括如下步骤：

S401、获取发动机转速值y；

S402、根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x和所述发动机转速值y获得检测时间值t；

S403、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＝20，y＝800时，t＝70s。

在该实施例中，当时间间隔超过检测时间t后，ECU重新监测SCR转换效率，确保不会出现由于工况突变后氨泄漏使排放超标导致的发动机限扭状况。

根据本发明的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法中，通过监测SCR上游温度阶跃的偏差值来决定是否暂停ECU对NOX经过SCR转换效率的监控，避免出现“误报”导致的发动机限扭状况，影响驾驶员的驾驶体验，通过SCR温度梯度来确定发动机工况的突变，突变后的一段时间内暂停转换效率监测功能，避免扭矩限制一刀切问题，最大程度保证功率输出。

在本发明的一些实施例中，在步骤S1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，所述获取SCR箱上游阶跃的温差值为在相邻的指定时间段分别获取的SCR箱的进气温度值之差。

在该实施例中，获取SCR箱上游阶跃的温差值也就是在相同的指定时间段两次获得的SCR箱的进气温度值的之差，举例说明，指定时间段为2s，在第一个2s时获得的SCR箱的进气温度值70℃，在第二个2s(也就是在之前的2s后的2s就是第4s)时获得的SCR箱的进气温度值为80℃，此时SCR箱上游阶跃的温差值等于80-70＝10℃，当然具体指定时间段的时间值根据实际需要进行设置。

如图5至图7所示，本发明的另一方面还提出了一种基于SCR温度梯度控制发动机限扭的装置，所述基于SCR温度梯度控制发动机限扭的装置用于执行上述所述的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法，该基于SCR温度梯度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SCR箱上游阶跃的温差值；

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箱上游阶跃的温差值小于等于预设温度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箱上游阶跃的温差值大于预设温度值暂停对SCR转换效率值监测。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，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n；

所述下游获取子单元102用于获取SCR下游NOX气体浓度值n1；

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，如图7所示，所述第二获取单元2包括；SCR箱上游温度获取子单元201和差值计算子单元202；

所述SCR箱上游温度获取子单元201用于分别获取相邻的指定时间段的SCR箱的进气温度值；

所述差值计算子单元202用于根据所述获取相邻的指定时间段的SCR箱的进气温度值计算出所述SCR箱上游阶跃的温差值。

在实施例中，举例说明，指定时间段为2s，在第一个2s时获得的SCR箱的进气温度值70℃，在第二个2s(也就是在之前的2s后的2s就是第4s)时获得的SCR箱的进气温度值为80℃，此时SCR箱上游阶跃的温差值等于80-70＝10℃，当然具体指定时间段的时间值根据实际需要进行设置。

如图3和图5所示，在本发明的一些实施例中，所述的基于SCR温度梯度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y；

所述第四获取单元5用于控制单元3暂停对SCR转换效率值监测时获取暂停时间值，也就是当控制单元3暂停对SCR转换效率值监测时通过第四获取单元5获取该段时间内的时间值，也就是暂停时间值；

所述控制单元3用于根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x和所述发动机转速值y获得检测时间值t，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t控制所述第一获取单元1重新启动。

本发明还提供了一种基于SCR温度梯度控制发动机限扭的系统，所述基于SCR温度梯度控制发动机限扭的系统包括存储器和上述所述的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的装置，存储器内存储有上述所述的基于SCR温度梯度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、温度传感器、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；

所述温度传感器设置在所述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控制温度传感器在指定时间段内测出进气温度值，控制器再计算出SCR箱上游阶跃的温差值x，控制器根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x小于等于预设温度值△T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箱上游阶跃的温差值x后，根据所述SCR箱上游阶跃的温差值x大于预设温度值△T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箱上游阶跃的温差值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，根据本发明的基于SCR温度梯度控制发动机限扭的方法中，通过监测SCR上游温度阶跃的偏差值来决定是否暂停ECU对NOX经过SCR转换效率的监控，避免出现“误报”导致的发动机限扭状况，影响驾驶员的驾驶体验，通过SCR温度梯度来确定发动机工况的突变，突变后的一段时间内暂停转换效率监测功能，避免扭矩限制一刀切问题，最大程度保证功率输出。

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。