CN115539183A - 气驱尿素喷射系统故障诊断方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气驱尿素喷射系统故障诊断方法、装置、系统及存储介质。该方法包括：在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值并确定压差，并根据压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；在尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值之间的最大压降；根据最大压降和压差，确定尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降异常率；其中，压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；根据压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定气驱尿素喷射系统的故障类型。本发明实施例的技术方案可有效提高气驱尿素喷射系统故障诊断的准确性和诊断效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车辆尾气后处理技术领域，尤其涉及一种气驱尿素喷射系统故障诊断方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
自2018年6月22日，国家发布了第六阶段机动车污染排放标准。对于重型柴油机车辆需加装选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)系统，以满足排放标准中对氮氧化物(NOx)的排放要求。
现有技术中采用双压力传感器式的气驱尿素喷射系统对尾气中的氮氧化物进行转化处理，以达到排放要求。然而，在对喷射系统进行故障检测时，仅通过建压时间或者压力下降情况判断故障，可能造成确定故障类型的准确性较低，易出现误判或者漏判的情况，导致车辆尾气不符合排放标准，影响车辆使用。
发明内容
本发明提供一种气驱尿素喷射系统故障诊断方法、装置、系统及存储介质，以提高气驱尿素喷射系统故障诊断的准确性，且提高诊断效率。
根据本发明的一方面，提供了一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，包括：
在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据所述尿素罐内的压力值和所述尿素管路的压力值确定压差，并根据所述压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将所述压差作为所述尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据；
在所述尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降；
根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率；其中，所述压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；
根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型。
可选地，所述统计周期包括：连续的至少三个符合预设规则的喷射周期中由第三个所述喷射周期开始计数的至少一个所述喷射周期；其中，相邻两个所述喷射周期之间具有相同的预设时间间隔；
其中，所述预设规则包括：连续的至少三个所述喷射周期中的所述尿素喷嘴开启时间均在第一时间阈值与第二时间阈值之间。
可选地，所述根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率，包括：
根据所述统计周期内的所述最大压降、所述压差和标准压降，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降偏差率；
根据所述压降偏差率，确定所述压降异常率。
可选地，所述根据所述压降偏差率，确定所述压降异常率，包括：
若一所述统计周期的所述压降偏差率大于最大偏差阈值，则压降过高周期数加1；
若一所述统计周期的所述压降偏差率小于最小偏差阈值，则压降过低周期数加1；
根据所述压降过高周期数与所述目标周期数，确定压降过高异常率；
根据所述压降过低周期数与所述目标周期数，确定压降过低异常率。
可选地，所述根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型，包括：
若所述压降过低异常率大于压降过低异常率阈值，则故障类型确定为所述尿素喷嘴堵塞；
若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则结合氮氧化物转化率确定故障类型。
可选地，所述若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则结合氮氧化物转化率确定故障类型，包括：
若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，且所述氮氧化物转化率显著小于转化率阈值范围，则故障类型确定为尿素滤清器堵塞；
若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，且所述氮氧化物转化率在所述转化率阈值范围内，则故障类型确定为所述尿素喷嘴过喷。
可选地，所述在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值之前，还包括：
延时预设时间后，确定所述气驱尿素喷射系统是否满足记录诊断数据的使能条件；其中，使能条件包括：发动机管理系统处于上电状态、尿素溶液及尿素管路处于未冻结状态、尿素罐中的尿素液位值大于液位阈值以及尿素罐压力和尿素管路压力检测装置均无故障。
根据本发明的另一方面，提供了一种气驱尿素喷射系统的故障诊断装置，该装置包括：
非喷射状态故障判断模块，用于在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据所述尿素罐内的压力值和所述尿素管路的压力值确定压差，并根据所述压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将所述压差作为所述尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据；
压降确定模块，用于在所述尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降；
压降异常率确定模块，用于根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率；其中，所述压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；
喷射状态故障判断模块，用于根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型。
根据本发明的另一方面，还提供了一种气驱尿素喷射系统，包括：尿素罐、尿素滤清器、尿素喷嘴、尿素管路、液位浮子、尿素罐压力传感器、尿素管路压力传感器和如第二方面所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断装置；
所述尿素滤清器设置于所述尿素罐中，且所述尿素滤清器的输入端与所述尿素罐连接，所述尿素滤清器的输出端与所述尿素喷嘴之间连接有所述尿素管路；所述液位浮子设置于所述尿素罐中；所述尿素罐压力传感器设置于所述尿素罐中，所述尿素管路压力传感器设置于所述尿素管路上；
所述尿素喷嘴、所述尿素罐压力传感器和所述尿素管路压力传感器均与所述气驱尿素喷射系统的故障诊断装置连接。
根据本发明的另一方面，还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法。
本发明实施例的技术方案通过在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值以及尿素管路的压力值，确定压差，根据压差确定尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障。若不存在泄漏故障，则将压差作为尿素喷嘴在喷射状态下压力传感器的压力偏差。在尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降，根据最大压降和压差确定压降异常率。结合压降异常率和氮氧化物转化率确定故障类型。本发明实施例提供的故障诊断方法可有效减小获取的压力值的偏差以及单次计算压差存在的偏差造成的影响，提高气驱尿素喷射系统故障诊断的准确性，可有效区分并确定常见的故障类型，且提高诊断效率。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法的流程图；
图2是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S130的具体方法流程图；
图3是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中不同情况的压差曲线图；
图4是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S1302的具体方法流程图；
图5是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中的统计周期过程示意图；
图6是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S140的具体方法流程图；
图7是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S1402的具体方法流程图；
图8是根据本发明实施例提供的又一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法的流程图；
图9是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断装置的结构示意图；
图10是根据本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法。图1为本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法的流程图，本实施例可适用于重型柴油机车辆在正常行驶过程中，对气驱尿素喷射系统进行故障诊断的情况，该方法可以由软件和/或硬件来执行，具体包括如下步骤：
S110、在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值确定压差，并根据压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将压差作为尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据。
具体地，在对气驱尿素喷射系统进行故障诊断时，首先对处于未喷射状态下的尿素喷嘴进行故障检测。在气驱尿素喷射系统建压完成，且尿素喷嘴保持未喷射状态的时间大于第一时间阈值时，获取此时尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值。其中，尿素罐内的压力值通过设置于尿素罐内的压力传感器获得，尿素管路的压力值通过设置于尿素罐出液管路上的压力传感器获得。第一时间阈值是尿素喷嘴需稳定在未喷射状态的临界时间值，以使尿素喷嘴处于未喷射状态时的故障诊断在稳定的工况下进行，保证未喷射状态下的故障诊断结果具有较高的准确性。示例性地，第一时间阈值可根据实际需求由用户自行设定，在此不作限制。
计算尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值之间的压差，将压差的绝对值与泄漏阈值进行比较。若压差的绝对值大于泄漏阈值，表明尿素喷嘴或尿素管路存在泄漏故障，则停止后续的气驱尿素喷射系统故障诊断步骤。若压差的绝对值小于或等于泄漏阈值，表明尿素罐内的压力传感器或尿素管路上设置的压力传感器在采集压力数据时存在一定的偏差，则在后续的气驱尿素喷射系统故障诊断过程中，将压力传感器的偏差考虑在内，以提高故障诊断的准确性。
S120、在尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值之间的最大压降。
具体地，当对处于未喷射状态的尿素喷嘴诊断得出不存在泄漏故障时，继续诊断尿素喷嘴处于喷射状态时是否存在故障。为提高故障诊断结果的准确性，本实施例选取一定时间长度的时间段，并将该时间段划分为目标周期数量的多个时间周期，选取符合要求的时间周期作为数据记录的统计周期。在每个统计周期的结束时刻，计算尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值之间的压降，进行多次数据采集，并得到目标周期数量的最大压降。
S130、根据最大压降和压差，确定尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降异常率；其中，压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率。
具体地，压差由尿素罐内的压力传感器或者尿素管路的压力传感器存在的偏差产生。利用得到的最大压降和压差，判断各个统计周期采集的压降数据是否存在异常，并确定压降异常的周期数量占目标周期数量的比率，得到压降异常率。其中，压降异常可以包括压降过高和压降过低，因此，压降异常率也可包括压降过高异常率和压降过低异常率。
S140、根据压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定气驱尿素喷射系统的故障类型。
具体地，氮氧化物转化率是喷射的尿素对发动机排放的氮氧化物进行转化处理的效率。在压降异常的情况下判断气驱尿素喷射系统的故障类型，不仅需考虑压降异常率，还需结合氮氧化物转化率共同作为判断依据，以提高故障诊断的准确性。
本实施例的技术方案通过在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值以及尿素管路的压力值，确定压差，根据压差确定尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障。若不存在泄漏故障，则将压差作为尿素喷嘴在喷射状态下压力传感器的压力偏差。在尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降，根据最大压降和压差确定压降异常率。结合压降异常率和氮氧化物转化率确定故障类型。本实施例的技术方案可有效减小获取的压力值的偏差以及单次计算压差存在的偏差造成的影响，提高气驱尿素喷射系统故障诊断的准确性，可有效区分并确定常见的故障类型，且提高诊断效率。
可选地，在上述实施例的基础上，统计周期包括：连续的至少三个符合预设规则的喷射周期中由第三个喷射周期开始计数的至少一个喷射周期；其中，相邻两个喷射周期之间具有相同的预设时间间隔。
其中，预设规则包括：连续的至少三个喷射周期中的尿素喷嘴开启时间均在第一时间阈值与第二时间阈值之间。
具体地，在对气驱尿素喷射系统进行故障诊断的时间段内，包含多个喷射周期，且每个喷射周期之间保持相同的时间间隔。示例性地，两个喷射周期之间的时间间隔可根据实际诊断需要而设定，在此不作限制。优选的，两喷射周期之间相同的时间间隔可设置为1秒。
而在采集尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值时，需在出现连续至少三个符合预设规则的喷射周期时，将第三个喷射周期作为第一个统计周期，在喷射周期的结束时刻进行采集，作为有效的诊断数据。示例性地，若第1个、第2个、第3个和第4个连续的四个喷射周期均符合预设规则，则以第3个喷射周期作为第1个统计周期，统计周期数增加1，在喷射周期的结束时刻采集诊断数据并记录。若第1个至第6个连续的六个喷射周期均符合预设规则，而第7个和第8个喷射周期不符合预设规则，则第3个至第6个喷射周期均为统计周期，统计周期数加4。之后，第9个喷射周期符合预设规则，则第9个喷射周期作为下一次统计周期计数的第1个符合预设规则的喷射周期，若出现连续至少三个喷射周期均符合预设规则，则继续从第3个符合预设规则的喷射周期进行计数，并在之前的4个统计周期数上继续累加。当统计周期数累加达到目标周期数时，则停止诊断数据采集。
喷射周期计数为统计周期需满足的预设规则是：在一个喷射周期中，尿素喷嘴开启时间均在第一时间阈值与第二时间阈值之间。示例性地，尿素喷嘴开启时间由发动机控制器控制，且开启时间的时长与车辆当前的行驶状态相关。例如：若当前车辆处于低速行驶状态，则发动机控制器控制尿素喷嘴开启时间较短；若当前车辆处于高速行驶状态，则发动机控制器控制尿素喷嘴开启时间较长。尿素喷嘴开启时间处于第一时间阈值与第二时间阈值之间，表示在故障诊断时间段内，该统计周期中的车辆状态较稳定。因此，为保证故障诊断结果的准确性，采集尿素喷嘴开启时间处于第一时间阈值与第二时间阈值之间较稳定的统计周期的数据进行计算与判断。
可选地，图2是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S130的具体方法流程图，图3是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中不同情况的压差曲线图。在上述各实施例的基础上，如图2所示，根据最大压降和压差，确定尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降异常率，包括：
S1301、根据统计周期内的最大压降、压差和标准压降，确定尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降偏差率。
具体地，在计算尿素喷嘴处于喷射状态时的最大压降时，将尿素罐内的压力传感器或者尿素管路上的压力传感器存在的偏差考虑在内。因此，统计周期内的最大压降可由以下公式表示为：
p1＝p罐-p液-pdiff
其中，p1表示一个统计周期结束时刻计算的最大压降，p罐表示统计周期结束时刻尿素罐内的压力值，p液表示统计周期结束时刻尿素管路的压力值，pdiff表示尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值之间的压差。
对于每个统计周期，尿素喷嘴喷射后会存在一个标准压降。该标准压降与每个统计周期内的尿素喷嘴开启时间相关，且尿素喷嘴开启时间与标准压降之间具有映射关系，即不同的尿素喷嘴开启时间对应不同的标准压降，可通过查表获取相应统计周期对应的标准压降，并进行后续计算。
利用一个统计周期的最大压降、压差以及标准压降，可计算尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降偏差率。具体计算公式可表示为：
其中，perr表示尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降偏差率，pstd表示一个统计周期的标准压降。
S1302、根据压降偏差率，确定压降异常率。
具体地，将计算得到的一个统计周期的压降偏差率与压降偏差阈值范围进行比较，以确定该统计周期的压降偏差率属于压降正常的情况或者压降异常的情况。示例性地，压降偏差阈值可根据实际诊断需要由用户自行设定，在此不作限制。其中，压降异常的情况还包括压降过低的情况和压降过高的情况。参见图3，横线表示尿素罐内的压力值，曲线表示尿素管路的压力值，直线与曲线之间的纵向差表示尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值之间的压差。其中，图线3和图线4表示的压差属于压降正常的情况，图线1和图线2表示的压差属于压降过低的情况，图线5和图线6表示的压差属于压降过高的情况。根据上述方法，确定每个属于压降异常情况的统计周期属于压降过低周期或者属于压降过高周期，并根据压降过低周期数计算压降过低异常率，根据压降过高周期数计算压降过高异常率。
可选地，图4是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S1302的具体方法流程图，图5是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中的统计周期过程示意图。在上述各实施例的基础上，参见图4和图5，根据压降偏差率，确定压降异常率，包括：
S13021、若一统计周期的压降偏差率大于最大偏差阈值，则压降过高周期数加1。
具体地，在确定每个统计周期属于压降过低周期或者压降过高周期时，若一个统计周期的压降偏差率大于压降偏差阈值范围的上限值，即最大偏差阈值，表示该统计周期属于压降过高周期，则压降过高周期数累加1。若一个统计周期的压降偏差率在压降偏差阈值范围内，表示该统计周期属于压降正常周期，则不对该统计周期进行累加计数。示例性地，参见图5，图线11表示尿素罐内的压力值，图线12表示尿素管路的压力值，图线11和图线12之间的差值可表示尿素罐内与尿素管路之间的压差。图线13表示统计周期的总数，图线14表示压降过低的周期数，图线15表示压降过高的周期数。统计周期的数量可由图线13中的上升沿表示，上升沿的数量即为统计周期的数量，且在一个喷射周期的结束时刻进行周期计数。示例性地，以图5为例，包括4个统计周期，其中，第一个统计周期为压降过低周期，第四个统计周期为压降过高周期，第二个和第三个统计周期为压降正常周期。
S13022、若一统计周期的压降偏差率小于最小偏差阈值，则压降过低周期数加1。
具体地，在确定每个统计周期属于压降过低周期或者压降过高周期时，若一个统计周期的压降偏差率小于压降偏差阈值范围的下限值，即最小偏差阈值，表示该统计周期属于压降过低周期，则压降过低周期数累加1。示例性地，参见上述对图5的描述，在此不作赘述。
S13023、根据压降过高周期数与目标周期数，确定压降过高异常率。
具体地，对目标周期数量的统计周期均进行比较判断后，得到压降过高周期的总数。利用压降过高周期数与目标周期数进行计算，可得到压降过高异常率。示例性地，压降过高异常率的计算公式可表示为：
其中，phigh表示压降过高异常率，ne1表示压降过高周期数，ntotal表示目标周期数。
S13024、根据压降过低周期数与目标周期数，确定压降过低异常率。
具体地，对目标周期数量的统计周期均进行比较判断后，得到压降过低周期的总数。利用压降过低周期数和目标周期数进行计算，可得到压降过低异常率。示例性地，压降过低异常率的计算公式可表示为：
其中，plow表示压降过低异常率，ne2表示压降过低周期数。
可选地，图6是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S140的具体方法流程图。在上述各实施例的基础上，如图6所示，根据压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定气驱尿素喷射系统的故障类型，包括：
S1401、若压降过低异常率大于压降过低异常率阈值，则故障类型确定为尿素喷嘴堵塞。
具体地，根据计算得到的压降异常率进行故障判断，若压降过低异常率大于压降过低异常率阈值，即可确定气驱尿素喷射系统发生尿素喷嘴堵塞故障，导致尿素溶液喷射量过少，因此压降过低。其中，压降过低异常率阈值可根据车辆实际需要由用户自行设定，在此不作限制。
S1402、若压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则结合氮氧化物转化率确定故障类型。
具体地，若压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则可能是尿素喷嘴出现过喷现象，即尿素喷嘴的喷射量过多。然而，压降过高异常率过大也可能由其他因素造成，因此，需结合氮氧化物转化率进一步确定故障类型，以保证诊断结果具有较高的准确性。其中，压降过高异常率阈值可根据车辆实际需要由用户自行设定，在此不作限制。
可选地，图7是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中步骤S1402的具体方法流程图。在上述各实施例的基础上，如图7所示，若压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则结合氮氧化物转化率确定故障类型，包括：
S14021、若压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，且氮氧化物转化率显著小于转化率阈值范围，则故障类型确定为尿素滤清器堵塞。
具体地，在压降过高异常率大于压降过高异常率阈值的情况下，若氮氧化物转化率明显小于转化率阈值范围的下限值，表明在尿素喷嘴未发生堵塞的前提下，氮氧化物转化率仍然较低，则可确定故障类型为尿素滤清器发生堵塞。尿素滤清器发生堵塞时，无法为尿素喷嘴提供正确的尿素溶液供应量。因此，即使尿素喷嘴未发生堵塞，但尿素溶液的喷射量仍然较小，从而导致氮氧化物转化率显著小于转化率阈值范围的下限值。
S14022、若压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，且氮氧化物转化率在转化率阈值范围内，则故障类型确定为尿素喷嘴过喷。
具体地，在压降过高异常率大于压降过高异常率阈值的情况下，若氮氧化物转化率在转化率阈值范围内，表示氮氧化物转化率正常，即尿素滤清器未发生堵塞。因此，此时压降过高的现象是由尿素喷嘴出现过喷现象导致的。
可选地，图8是本发明实施例提供的又一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法的流程图。在上述各实施例的基础上，如图8所示，在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值之前，还包括：
S100、延时预设时间后，确定气驱尿素喷射系统是否满足记录诊断数据的使能条件；其中，使能条件包括：发动机管理系统处于上电状态、尿素溶液及尿素管路处于未冻结状态、尿素罐中的尿素液位值大于液位阈值以及尿素罐压力和尿素管路压力检测装置均无故障。
具体地，在进行故障诊断之前，需确定车辆状态是否满足进行故障诊断的要求。在确定车辆状态时，需延时一定的预设时间之后，使车辆保持稳定状态，获取车辆各项状态参数，判断是否满足记录诊断数据的使能条件，从而提高诊断数据的真实性和故障诊断结果的准确性。示例性地，预设时间可以根据实际情况由用户自行设定，在此不作限制。
在车辆进行故障诊断需要满足的使能条件中，发动机管理系统需处于上电状态，从而可采集尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，并对数据进行计算与大小判断。尿素溶液及尿素管路处于未冻结状态，可使尿素溶液正常由尿素管路输出至尿素喷嘴进行喷射。尿素罐内的剩余尿素溶液量，即尿素液位值会对建压时间产生影响，因此，尿素液位值需高于液位阈值，从而使建压时间保持正常。尿素罐压力检测装置和尿素管路压力检测装置在无故障的情况下，可保证获取的尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值的准确性，从而提高故障诊断结果的准确性。
本发明实施例还提供一种气驱尿素喷射系统的故障诊断装置。图9是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的故障诊断装置的结构示意图。如图9所示，该气驱尿素喷射系统的故障诊断装置800包括：
非喷射状态故障判断模块10，用于在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值确定压差，并根据压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将压差作为尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据；
压降确定模块20，用于在尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内尿素罐内的压力值与尿素管路的压力值之间的最大压降；
压降异常率确定模块30，用于根据最大压降和压差，确定尿素喷嘴的压力值与尿素管路的压力值的压降异常率；其中，压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；
喷射状态故障判断模块40，用于根据压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定气驱尿素喷射系统的故障类型。
本发明实施例所提供的气驱尿素喷射系统的故障诊断装置可执行本发明任意实施例所提供的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本发明实施例还提供一种气驱尿素喷射系统。图10是本发明实施例提供的一种气驱尿素喷射系统的结构示意图。如图10所示，该系统包括：尿素罐100、尿素滤清器200、尿素喷嘴300、尿素管路400、液位浮子500、尿素罐压力传感器600、尿素管路压力传感器700和如上述任意实施例所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断装置800。
尿素滤清器200设置于尿素罐100中，且尿素滤清器200的输入端与尿素罐100连接，尿素滤清器200的输出端与尿素喷嘴300之间连接有尿素管路400；液位浮子500设置于尿素罐100中；尿素罐压力传感器600设置于尿素罐100中，尿素管路压力传感器700设置于尿素管路400上。
尿素喷嘴300、尿素罐压力传感器600和尿素管路压力传感器700均与气驱尿素喷射系统的故障诊断装置800连接。
示例性地，图10中的实线表示尿素管路以及气路，虚线表示数据通讯线。
本发明实施例提供的气驱尿素喷射系统在气驱尿素喷射系统的故障诊断装置800的控制下，可执行本发明任意实施例所提供的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，具备执行方法相应的有益效果。
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，该方法包括：
在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据所述尿素罐内的压力值和所述尿素管路的压力值确定压差，并根据所述压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将所述压差作为所述尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据；
在所述尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降；
根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率；其中，所述压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；
根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型。
当然本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法中的相关操作。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，包括：
在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据所述尿素罐内的压力值和所述尿素管路的压力值确定压差，并根据所述压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将所述压差作为所述尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据；
在所述尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降；
根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率；其中，所述压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；
根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型。
2.根据权利要求1所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，所述统计周期包括：连续的至少三个符合预设规则的喷射周期中由第三个所述喷射周期开始计数的至少一个所述喷射周期；其中，相邻两个所述喷射周期之间具有相同的预设时间间隔；
其中，所述预设规则包括：连续的至少三个所述喷射周期中的所述尿素喷嘴开启时间均在第一时间阈值与第二时间阈值之间。
3.根据权利要求1所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率，包括：
根据所述统计周期内的所述最大压降、所述压差和标准压降，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降偏差率；
根据所述压降偏差率，确定所述压降异常率。
4.根据权利要求3所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述压降偏差率，确定所述压降异常率，包括：
若一所述统计周期的所述压降偏差率大于最大偏差阈值，则压降过高周期数加1；
若一所述统计周期的所述压降偏差率小于最小偏差阈值，则压降过低周期数加1；
根据所述压降过高周期数与所述目标周期数，确定压降过高异常率；
根据所述压降过低周期数与所述目标周期数，确定压降过低异常率。
5.根据权利要求1所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型，包括：
若所述压降过低异常率大于压降过低异常率阈值，则故障类型确定为所述尿素喷嘴堵塞；
若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则结合氮氧化物转化率确定故障类型。
6.根据权利要求5所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，所述若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，则结合氮氧化物转化率确定故障类型，包括：
若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，且所述氮氧化物转化率显著小于转化率阈值范围，则故障类型确定为尿素滤清器堵塞；
若所述压降过高异常率大于压降过高异常率阈值，且所述氮氧化物转化率在所述转化率阈值范围内，则故障类型确定为所述尿素喷嘴过喷。
7.根据权利要求1所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法，其特征在于，所述在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值之前，还包括：
延时预设时间后，确定所述气驱尿素喷射系统是否满足记录诊断数据的使能条件；其中，使能条件包括：发动机管理系统处于上电状态、尿素溶液及尿素管路处于未冻结状态、尿素罐中的尿素液位值大于液位阈值以及尿素罐压力和尿素管路压力检测装置均无故障。
8.一种气驱尿素喷射系统的故障诊断装置，其特征在于，包括：
非喷射状态故障判断模块，用于在尿素喷嘴处于未喷射状态时，获取尿素罐内的压力值和尿素管路的压力值，根据所述尿素罐内的压力值和所述尿素管路的压力值确定压差，并根据所述压差判断尿素喷嘴或尿素管路是否存在泄漏故障；若否，则将所述压差作为所述尿素喷嘴处于喷射状态时的压力偏差，继续记录喷射状态时的诊断数据；
压降确定模块，用于在所述尿素喷嘴处于喷射状态时，获取目标周期数量的各个统计周期内所述尿素罐内的压力值与所述尿素管路的压力值之间的最大压降；
压降异常率确定模块，用于根据所述最大压降和所述压差，确定所述尿素喷嘴的压力值与所述尿素管路的压力值的压降异常率；其中，所述压降异常率包括压降过高异常率和压降过低异常率；
喷射状态故障判断模块，用于根据所述压降异常率并结合氮氧化物转化率，确定所述气驱尿素喷射系统的故障类型。
9.一种气驱尿素喷射系统，其特征在于，包括：尿素罐、尿素滤清器、尿素喷嘴、尿素管路、液位浮子、尿素罐压力传感器、尿素管路压力传感器和如权利要求8所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断装置；
所述尿素滤清器设置于所述尿素罐中，且所述尿素滤清器的输入端与所述尿素罐连接，所述尿素滤清器的输出端与所述尿素喷嘴之间连接有所述尿素管路；所述液位浮子设置于所述尿素罐中；所述尿素罐压力传感器设置于所述尿素罐中，所述尿素管路压力传感器设置于所述尿素管路上；
所述尿素喷嘴、所述尿素罐压力传感器和所述尿素管路压力传感器均与所述气驱尿素喷射系统的故障诊断装置连接。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一项所述的气驱尿素喷射系统的故障诊断方法。
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