CN107462670A - 氮氧化物传感器故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氮氧化物传感器故障检测方法，包括：检测器检测被测氮氧化物传感器的通讯状态；当检测器与被测氮氧化物传感器无法通讯时，检测器显示传感器故障；当检测器与被测氮氧化物传感器能够通讯时，检测器按预定时间对被测氮氧化物传感器中的光化学探测元件进行灼烧处理；检测器根据灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度判断传感器是否故障，若光化学探测元件的老化程度达到预定数值时，检测器显示传感器通过测试，否则，检测器显示传感器故障。本发明提供的氮氧化物传感器故障检测方法，能够提供准确的检测结果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车传感器技术领域，具体而言，涉及一种氮氧化物传感器故障检测方法。
背景技术
节能减排已成为当今社会面临的共同问题，各国对空气质量的要求也越来越高，机动车尾气排放已成为主要的大气污染物，目前，发动机后处理系统用氮氧化物传感器测量尾气中氮氧化物浓度，并通过氮氧化物传感器获取到的氮氧化物值来采取相应的措施来降低氮氧化物气体的排放，使尾气排放中有害氮氧化物气体的含量降到最低，达到减排的要求。
目前，对判断氮氧化物传感器的损坏或故障缺乏有效的检测方法，一般的方法就是利用试验室台架，在尾气排放管道处对安放的氮氧化物传感器进行测试。但是，目前的检测方法无法准确判断氮氧化物传感器的故障原因或损坏程度。
因此，本领域需要设计一种氮氧化物传感器故障检测方法，能够检测传感器故障原因。
发明内容
针对上述技术问题，本发明设计的一种氮氧化物传感器故障检测方法，以提供准确的检测结果。
为实现上述目的，本发明提供了一种氮氧化物传感器故障检测方法，包括：检测器检测被测氮氧化物传感器的通讯状态；当检测器与被测氮氧化物传感器无法通讯时，检测器显示传感器故障；当检测器与被测氮氧化物传感器能够通讯时，检测器按预定时间对被测氮氧化物传感器中的光化学探测元件进行灼烧处理；检测器根据灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度判断传感器是否故障，若光化学探测元件的老化程度达到预定数值时，检测器显示传感器通过测试，否则，检测器显示传感器故障。
进一步地，所述进行灼烧处理的预定时间为：1小时至10小时。
进一步地，所述进行灼烧处理的预定时间为：8小时。
进一步地，所述判断老化程度的预定数值为：大于0ppm且小于等于20ppm。
进一步地，所述判断老化程度的预定数值为：小于等于15ppm。
进一步地，还可以增加判断老化处理状态的状态位数值，通过该状态位数值与判断老化程度的预定数值的逻辑关系确定老化处理是否完成。
进一步地，所述状态位数值与所述预定数值的逻辑关系为“&”、“AND”或“与”。
进一步地，所述判断老化处理状态的状态位数值为1。
进一步地，还包括：当老化处理完毕时，检测器通过LED灯闪烁报警以示意传感器老化处理完毕。
进一步地，还包括：当进行持续加热处理时，检测器通过OLED显示屏实时显示测试数据。
本发明提供的一种氮氧化物传感器故障检测方法，能够检测出导致传感器性能丧失的上述两种原因，并提供准确的检测结果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一实施例的氮氧化物传感器故障检测系统的结构示意图；
图2是本发明另一实施例的氮氧化物传感器故障检测系统的具体模块示意图；
图3是本发明一实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图；
图4是本发明一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图；
图5是本发明另一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图；
图6是本发明再一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图；
图7是本发明又一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本专利发明人通过大量试验和分析工作，发现导致氮氧化物传感器出现故障的原因有两种：一种是因为元器件损坏，导致氮氧化物传感器彻底报废；另一种是因为污染导致光化学元器件测量性能降低，但第二种原因并非导致氮氧化物传感器无法继续使用。而目前的氧化物传感器故障检测方法只能判断出第一种原因，这将导致很多因发生第二种原因的氮氧化物传感器被误判为彻底报废的类型。基于上述两种原因，本发明提供新的氮氧化物传感器故障检测系统及使用的检测方法，能够检测出导致传感器性能丧失的上述两种原因，并提供准确的检测结果。
图1是本发明一实施例的氮氧化物传感器故障检测系统10的结构示意图。如图1所示，检测系统10包括NOx氮氧化物传感器110、检测器120、外部控制器130以及外部电源140。NOx氮氧化物传感器110是本发明检测系统100进行检测的目标对象。NOx氮氧化物传感器110连接至检测器120。检测器120分别连接外部控制器130和外部电源140。检测器120根据外部控制器130发送的控制信号对相连接的NOx氮氧化物传感器110进行检测，并将检测结果发送至外部控制器130。外部电源140为检测器120提供驱动电力。NOx氮氧化物传感器110具有光化学探测元件，以通过光化学反应检测NOx浓度。本发明提供的氮氧化物传感器故障检测系统将微控制器和CAN总线通讯芯片集成到一个模组中以代替笨重的电脑和CAN通讯设备，最终用它实现快速准确的老化NOx传感器及测试其功能是否失效。
图2是本发明另一实施例的氮氧化物传感器故障检测系统10的具体模块示意图。如图2所示，检测器120包括主控单元121、通讯单元122、OLED显示单元123、电源单元124和加热单元125。主控单元121用于接收外部控制器130的控制信号，控制通讯单元122的开关。主控单元121还用于接收通讯单元122的检测数据，将检测数据发送至OLED显示单元123进行显示。主控单元121还用于将检测数据发送给外部控制器130。OLED显示单元123用于显示主控单元121发送的数据，例如，显示加热时间信号、老化程度信号、氮氧化物读值信号、传感器状态信号、老化处理状态的状态位数值、报警提示信号等。加热单元125用于对NOx氮氧化物传感器110进行老化加热。电源单元124用于连接外部电源140，并为主控单元121和加热单元125提供驱动电力。例如，当进行持续加热处理时，检测器通过OLED显示屏实时显示测试数据。例如，通讯单元122是CAN通讯元器件。
图3是本发明一实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图。如图3所示，本发明提供的一种氮氧化物传感器故障检测方法，包括：S1、检测器检测被测氮氧化物传感器的通讯状态；S2、当检测器与被测氮氧化物传感器无法通讯时，检测器显示传感器故障；S3、当检测器与被测氮氧化物传感器能够通讯时，检测器按预定时间对被测氮氧化物传感器中的光化学探测元件进行灼烧处理；S4、检测器根据灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度判断传感器是否故障，若光化学探测元件的老化程度达到预定数值时，检测器显示传感器通过测试，否则，检测器显示传感器故障。本发明提供的一种氮氧化物传感器故障检测方法，通过两阶段判断逻辑能够检测出导致传感器性能丧失的上述两种原因，并提供准确的检测结果。在采用灼烧老化光化学探测元件的处理步骤可以实现较高的检测精度。本发明提供的检测方法能够准确判断氮氧化物传感器的故障原因(例如，区分是彻底报废或性能降低)或损坏程度(例如，老化致性能降低的程度)，可重复性高，测试结果可信度高。
图4是本发明一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图。如图4所示，当检测器120开机后，检测器120检测被测氮氧化物传感器110的通讯状态。如果检测器120与被测氮氧化物传感器110无法通讯时，检测器120显示传感器故障。如果检测器120与被测氮氧化物传感器110能够通讯时，检测器120按预定时间对被测氮氧化物传感器中的光化学探测元件进行灼烧处理，例如通过电能对光化学探测元件进行持续加热直到达到预定时间。检测器120根据灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度判断传感器是否故障。如果光化学探测元件的老化程度达到预定数值时，检测器120显示传感器通过测试，否则，检测器120显示传感器故障。由于老化处理可以实现对气体浓度较快地动态调配，因此本发明设计的检测流程能够实现检测系统的快速响应。
图5是本发明另一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图。如图5所示流程与图4所述流程的主要步骤基本相同，不同在于：图5所示的流程中通过两个逻辑“与”的条件判断灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度：条件1、老化加热时间大于等于1小时且小于等于10小时(优选8小时)；条件2、氧化物读值大于0ppm且小于等于20ppm(优选15ppm)。通过条件1和条件2的设置使得光化学NOx检测仪(即，本发明的“检测器120”)的标定具有了可靠的检测和评估标准。可以理解的是，本发明中提到的条件1和条件2是发明人通过大量试验获取的优选数值或区间。
图6是本发明再一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图。如图6所示流程与图5所述流程的主要步骤基本相同，不同在于：在图5所示流程中判断出传感器通过测试后，图6增加了通过LED灯闪烁报警示意传感器老化处理完毕。例如，当老化处理完毕时，检测器通过LED灯闪烁报警以示意传感器老化处理完毕。
图7是本发明又一优化实施例的氮氧化物传感器故障检测方法的流程图。如图7所示流程与图6所述流程的主要步骤基本相同，不同在于：增加了判断老化处理状态的状态位数值，通过该状态位数值与判断老化程度的预定数值的逻辑关系确定老化处理是否完成。图7所示的流程中通过三个逻辑“与”的条件判断灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度：条件1、老化加热时间；条件2、氧化物读值；条件3、状态位。通过条件1、条件2和条件3的设置使得光化学NOx检测仪(即，本发明的“检测器120”)的标定具有了可靠的检测和评估标准。可以理解的是，本发明中提到的条件1和条件2是发明人通过大量试验获取的优选数值或区间。作为一种实施方式，状态位数值(即，条件3)与所述预定数值(即，条件1和条件2)的逻辑关系为“&”、“AND”或“与”。例如，可以通过外部控制器130设定状态位数值为“开”或“1F”；当检测器120中的主控单元121接收到外部控制器130发送的状态位数值为“开”或“1F”时，检测器120通过通讯单元122与NOx氮氧化物传感器110建立通讯连接，并通过加热单元125对NOx氮氧化物传感器110进行老化加热；当通过主控单元12中的计时器获取老化加热时间达到8小时(即，条件1)并且通过通讯单元122获取氧化物读值等于15ppm(即，条件2)时，主控单元121判断传感器是否通过测试，此时，主控单元121的判断是基于同时满足条件3、条件1和条件2的基础上做出的，因此可以理解的是，条件1、条件2和条件3的逻辑关系为“&”、“AND”或“与”。作为另一种实施方式，状态位是判断外部控制器130是否运行的信号，也是控制检测器120启动的控制信号；状态位数值可以通过外部控制器130进行设置，本发明优选将状态位数值设置为“开”或“1F”。
本发明提供的检测流程可以实现对氮氧传感器进行高精度的测量，原因在于：1、模块化的设计使该系统软硬件升级比以往的设计更加灵活和方便；2、带有在线诊断功能，能够准确实时诊断系统错误，使得该系统在应用时安全性和可读性更强；3、通过OLED显示屏，可以图形化的软件操作面板的设计使得本发明系统对比以往设计有更强的直观性和可读性。
此外，本发明检测系统经过改造后可以用于氧气气体模型试验，可以用于在线检测氧气传感器的功能和精度；本发明检测系统经过改造后可以用于CH/CO气体模型试验，用于汽车尾气排放传感器的功能和精度的检测。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，包括：
检测器检测被测氮氧化物传感器的通讯状态；
当检测器与被测氮氧化物传感器无法通讯时，检测器显示传感器故障；
当检测器与被测氮氧化物传感器能够通讯时，检测器按预定时间对被测氮氧化物传感器中的光化学探测元件进行灼烧处理；
检测器根据灼烧处理后的光化学探测元件的老化程度判断传感器是否故障，若光化学探测元件的老化程度达到预定数值时，检测器显示传感器通过测试，否则，检测器显示传感器故障。
2.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，所述进行灼烧处理的预定时间为：1小时至10小时。
3.根据权利要求2所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，所述进行灼烧处理的预定时间为：8小时。
4.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，所述判断老化程度的预定数值为：大于0ppm且小于等于20ppm。
5.根据权利要求4所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，所述判断老化程度的预定数值为：小于等于15ppm。
6.根据权利要求4所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，进一步增加判断老化处理状态的状态位数值，通过该状态位数值与判断老化程度的预定数值的逻辑关系确定老化处理是否完成。
7.根据权利要求6所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，所述状态位数值与所述预定数值的逻辑关系为“&”、“AND”或“与”。
8.根据权利要求6所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，所述判断老化处理状态的状态位数值为1。
9.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，还包括：
当老化处理完毕时，检测器通过LED灯闪烁报警以示意传感器老化处理完毕。
10.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器故障检测方法，其特征在于，还包括：
当进行持续加热处理时，检测器通过OLED显示屏实时显示测试数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171212 |