一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统及方法，通过在柴油车的OBD诊断接口安装数据采集终端，实时采集柴油车实际运行的车速、柴油机运行状态参数、NOX浓度等信号，采集的数据信息通过GPRS技术实时上传到云监测平台，在云监测平台中设计了诊断计算模型，实时监测、快速诊断柴油车的SCR系统的老化失效等情形，实现远程在线诊断柴油车的SCR系统是否正常工作的功能。本发明专利技术所述的可以有效地对柴油车SCR系统的工作状况进行实时监测和老化失效在线诊断，能更加高效地监管与维修柴油车，提高全社会的环境保护能力，同时也积极地推动了汽车相关产品的升级，对汽车产业水平的整体提升具有积极的促进作用。

A rapid diagnosis system and method for diesel vehicle SCR system aging failure

The invention provides a rapid diagnosis system and method for the aging failure of the diesel vehicle SCR system. By installing a data acquisition terminal in the OBD diagnosis interface of a diesel vehicle, the actual running speed of diesel vehicle, the running state parameters of diesel engine, NOX concentration and so on are collected in real time. The data collected is uploaded to the cloud by GPRS technology in real time. The monitoring platform, in the cloud monitoring platform designed a diagnostic model, real-time monitoring, rapid diagnosis of diesel vehicle SCR system aging failure and so on, to realize the remote on-line diagnosis of diesel vehicle SCR system is normal work. The present invention can effectively monitor and diagnose the working condition of the diesel vehicle SCR system in real time and on-line diagnosis of aging failure. It can supervise and repair diesel vehicles more efficiently, improve the environmental protection ability of the whole society, and actively promote the upgrading of automobile related products, and improve the overall level of the automobile industry. It has a positive role to promote.

【技术实现步骤摘要】
一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统及方法
本专利技术属于柴油车SCR系统老化失效的在线诊断
，尤其是涉及一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统及方法。
技术介绍
当前，我国交通领域的机动车等移动源污染排放物已经成为我国环境治理的重大难题。截至2016年底，全国机动车保有量达到2.95亿辆，机动车尾气排放已成为我国空气污染的主要来源，是造成臭氧污染、PM2.5的重要原因，氮氧化物NOX是臭氧形成的一次污染物。根据环保部出台的《中国机动车环境管理年报》(2017)数据，2016年我国机动车NOX排放577.8万吨。为了减少柴油车的NOX排放，在我国第IV、V排放阶段的重型柴油车通常采用SCR技术路线以满足NOX排放限值的要求。但在SCR使用过程中，普遍存在SCR系统信号故障或老化失效等情况。尽管，目前各国都制定了相应的排放标准对柴油车进行定期检测，但这些传统的检测都是非实时检测，一方面，检测时必须是停车检测，给人们生活带了不便；另一方面，给车主留下了作弊机会，不利于及时发现SCR系统老化失效的高排放车辆，对社会生活环境和人们的健康带来了隐患。车载诊断系统(On-BoardDiagnostic，OBD)是一种保证车辆排放控制系统正常工作的实时监测诊断系统。目前，一般都是针对柴油机排气净化系统部件诊断技术和诊断方法进行研究，而针对净化器工作是否正常的诊断则缺乏可靠有效的诊断技术和诊断方法。本专利技术主要针对法规HJ437-2008《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断系统(OBD)技术要求》中的相关规定，利用开发的基于OBD的数据采集终端，通过连接到OBD接口的数据采集装置，把实时采集到的车辆数据传输到网络上云监测平台，在云监测平台中经过精确的算法和诊断，即可确定柴油车的SCR系统是否有信号故障和老化失效，完成了面向国IV、国V阶段的重型柴油机SCR系统老化失效的远程监测和快速诊断方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，以实现国IV、国V阶段的重型柴油机SCR系统老化失效的远程监测和快速诊断。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，包括数据采集终端、云监测平台；所述数据采集终端连接柴油车的OBD诊断接口，用于实时采集包括但不限于柴油车实际运行过程中产生的参数数据；所述数据采集终端将采集的信号通过GPRS网络传输至云监测平台；所述云监测平台内设有诊断计算模型，用于对数据采集终端发送的数据进行计算分析，实现远程对柴油车SCR系统工作状态的监测和老化失效诊断；所述诊断计算模型包括NOX传感器信号真实性诊断模块、排放计算分析模块、诊断模块、结果输出模块。进一步的，所述数据采集终端采集的数据包括但不限于柴油车实际运行的车速、柴油机运行状态参数、NOX浓度信号。进一步的，所述NOX传感器信号真实性诊断模块用于对电路连接故障进行自我诊断，包括短路故障、开路故障、传感器供电电压是否在合理范围内、NOX信号是否超过NOX的最大可信值。进一步的，所述排放计算分析模块用于接收柴油车数据采集终端的数据信息，进行NOX比功率排放计算。进一步的，所述诊断模块用于根据NOX传感器信号真实性诊断模块、排放计算分析模块的结果输出，对SCR系统的工作情况进行诊断。进一步的，所述结果输出模块用于将诊断模块的诊断结果进行实时结果输出、信息提示和报警。相对于现有技术，本专利技术所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统具有以下优势：本专利技术通过OBD远程采集的柴油车CAN线信号进行数据监测和诊断，可以有效地对柴油车SCR系统的工作状况进行实时监测和老化失效在线诊断。通过本专利技术，不仅能更加高效地监管与维修柴油车，提高全社会的环境保护能力，同时也积极地推动了汽车相关产品的升级，对汽车产业水平的整体提升具有积极的促进作用。本专利技术的另一目的在于提出一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断方法，以实现国IV、国V阶段的重型柴油机SCR系统老化失效的远程监测和快速诊断。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断方法，具体包括如下步骤：(1)利用数据采集终端采集柴油机转速、扭矩百分比、进气质量流量、NOX浓度信号，采集的数据以1Hz频率传输至云监测平台；(2)云监测平台的NOX传感器信号真实性诊断模型对电路连接故障进行自我诊断；(3)云监测平台的排放计算分析模块根据数据采集终端采集的数据进行出行链中短行程的NOX比功率排放计算，得到每个短行程的NOX比功率排放值；(4)云监测平台利用诊断模块基于NOX比功率排放限值超限情况进行诊断；(5)云监测平台利用结果输出模块将诊断结果实时输出，并进行信息提示和报警。进一步的，所述步骤(3)计算公式如下：其中，Pe为有效功率，kW，Me为实测有效扭矩，参考扭矩×扭矩百分比；n，转速，r/min；排气质量流量(kg/h)＝进气质量流量×1.3公式2其中，1.3为柴油机进排气质量流量换算经验系数；NOX排放质量(kg/h)＝[(排气质量流量/29)×NOX浓度值]×46公式329为空气摩尔质量；46为NOX摩尔质量；NOX比排放(g/kW·h)＝(NOX排放质量(kg/h)×1000)/Pe公式4。进一步的，所述车载排放结果参照功基窗口法的限值进行判断，数据采集终端采集的数据传输输到云监测平台，按照NOX比功率计算模型进行计算，确定SCR系统老化失效的判断限值标准。本专利技术所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断方法与上述一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统的有益效果相同，在此不再赘述。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的柴油车基于OBD的数据采集连接及信号传输和诊断流程示意图；图2为本专利技术实施例所述的NOX传感器电路连接相关故障的诊断流程；图3为本专利技术实施例所述的某出行链中的短行程片段示意图；图4为本专利技术实施例所述的某一出行链中每个短行程的NOX比功率排放值示意图；图5为本专利技术实施例所述的国IV车正常SCR系统排放结果示意图；图6为本专利技术实施例所述的国V车正常SCR系统排放结果示意图；图7为本专利技术实施例所述的国IV车SCR系统老化失效排放结果示意图；图8为本专利技术实施例所述的国V车SCR系统老化失效排放结果示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：包括数据采集终端、云监测平台；所述数据采集终端连接柴油车的OBD诊断接口，用于实时采集包括但不限于柴油车实际运行过程中产生的参数数据；所述数据采集终端将采集的信号通过GPRS网络传输至云监测平台；所述云监测平台内设有诊断计算模型，用于对数据采集终端发送的数据进行计算分析，实现远程对柴油车SCR系统工作状态的监测和老化失效诊断；所述诊断计算模型包括NOX传感器信号真实性诊断模块、排放计算分析模块、诊断模块、结果输出模块。

【技术特征摘要】
1.一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：包括数据采集终端、云监测平台；所述数据采集终端连接柴油车的OBD诊断接口，用于实时采集包括但不限于柴油车实际运行过程中产生的参数数据；所述数据采集终端将采集的信号通过GPRS网络传输至云监测平台；所述云监测平台内设有诊断计算模型，用于对数据采集终端发送的数据进行计算分析，实现远程对柴油车SCR系统工作状态的监测和老化失效诊断；所述诊断计算模型包括NOX传感器信号真实性诊断模块、排放计算分析模块、诊断模块、结果输出模块。2.根据权利要求1所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：所述数据采集终端采集的数据包括但不限于柴油车实际运行的车速、柴油机运行状态参数、NOX浓度信号。3.根据权利要求1所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：所述NOX传感器信号真实性诊断模块用于对电路连接故障进行自我诊断，包括短路故障、开路故障、传感器供电电压是否在合理范围内、NOX信号是否超过NOX的最大可信值。4.根据权利要求1所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：所述排放计算分析模块用于接收柴油车数据采集终端的数据信息，进行NOX比功率排放计算。5.根据权利要求1所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：所述诊断模块用于根据NOX传感器信号真实性诊断模块、排放计算分析模块的结果输出，对SCR系统的工作情况进行诊断。6.根据权利要求1所述的一种柴油车SCR系统老化失效快速诊断系统，其特征在于：所述结果输出模块用于将诊断模块的诊...

【专利技术属性】
技术研发人员：方熙宇，王计广，冯谦，方茂东，李孟良，秦孔建，李腾腾，贺可勋，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心，
类型：发明
国别省市：天津,12