一种SCR系统故障检测方法及装置、电子设备

技术领域

本发明涉及柴油发动机后处理技术领域，特别涉及一种SCR系统故障检测方法及装置、电子设备。

背景技术

目前选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，SCR)系统中每个零部件只能根据相应零部件的反馈信号进行故障诊断，信号测量出现偏差时，容易出现故障误报，例如：尿素箱液位传感器如果出现卡滞，尿素箱液位传感器显示液位低，实际尿素箱液位并不低，该故障误判情况在目前SCR系统故障检测过程中频繁出现，导致故障诊断的准确性低。

发明内容

本申请的目的是提供一种SCR系统故障检测方法及装置、电子设备。用于解决现有SCR系统中信号测量出现偏差时，容易出现故障误报的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种SCR系统故障检测方法，所述方法包括：

基于尿素箱液位传感器确定在预设时间段内尿素的消耗体积；

基于所述消耗体积和尿素的预设密度值，确定所述预设时间段内尿素的第一消耗质量；

基于尿素喷嘴在所述预设时间段内的尿素喷射量，确定尿素的第二消耗质量；

基于氮氧化物传感器在所述预设时间段内监测的上下游氮氧化物消耗量，确定尿素的第三消耗质量；

确定所述第一消耗质量、所述第二消耗质量和所述第三消耗质量中，是否存在故障消耗质量；

若第一消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素箱液位传感器发生故障，若所述第二消耗质量或所述第三消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素喷嘴发生故障。

在一些可能的实施例中，所述基于所述消耗体积和尿素的预设密度值，确定所述预设时间段内尿素的第一消耗质量，包括：

通过所述消耗体积与所述预设密度值的乘积得到所述预设时间段内尿素的第一消耗质量。

在一些可能的实施例中，所述基于氮氧化物传感器在所述预设时间段内监测的上下游氮氧化物消耗量，确定尿素的第三消耗质量，包括：

基于预设的氮氧化物体积与氨氮比的映射关系，确定当前氮氧化物体积对应的氨氮比；

确定当前发动机进气量和后处理转化效率；

通过所述氮氧化物消耗量与所述氨氮比、所述发动机进气量以及所述后处理转化效率的乘积，确定尿素的第三消耗质量。

在一些可能的实施例中，所述确定所述第一消耗质量、所述第二消耗质量和所述第三消耗质量中，是否存在故障消耗质量，包括：

在所述第一消耗质量、所述第二消耗质量以及所述第三消耗质量中，若任意两个消耗质量的偏差小于或等于第一预设偏差，且除所述任意两个消耗质量以外的目标消耗质量与所述任意两个消耗质量中任一个消耗质量的偏差大于或等于第二预设偏差，确定所述目标消耗质量为故障消耗质量。

在一些可能的实施例中，所述若所述第二消耗质量或所述第三消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素喷嘴发生故障，包括：

若所述第一消耗质量与所述第三消耗质量的偏差小于所述第一预设偏差，且所述第一消耗质量与所述第二消耗质量的偏差大于所述第二预设偏差，确定所述尿素喷嘴发生堵塞；

若所述第一消耗质量与所述第三消耗质量的偏差小于所述第一预设偏差，且所述第二消耗质量与所述第一消耗质量的偏差大于所述第二预设偏差，确定所述尿素喷嘴喷射量过大。

第二方面，本申请实施例提供了一种SCR系统故障检测装置，所述装置包括：

确定第一消耗质量模块，用于基于尿素箱液位传感器确定在预设时间段内尿素的消耗体积；基于所述消耗体积和尿素的预设密度值，确定所述预设时间段内尿素的第一消耗质量；

确定第二消耗质量模块，用于基于尿素喷嘴在所述预设时间段内的尿素喷射量，确定尿素的第二消耗质量；

确定第三消耗质量模块，用于基于氮氧化物传感器在所述预设时间段内监测的上下游氮氧化物消耗量，确定尿素的第三消耗质量；

确定故障模块，用于确定所述第一消耗质量、所述第二消耗质量和所述第三消耗质量中，是否存在故障消耗质量；若第一消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素箱液位传感器发生故障，若所述第二消耗质量或所述第三消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素喷嘴发生故障。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执上述第一方面提供的SCR系统故障检测方法。

第四方面，本申请实施例提供计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行上述第一方面提供的SCR系统故障检测方法。

本申请实施例，为了解决SCR系统中信号测量出现偏差时，容易出现故障误报的问题。本申请实施例提高SCR系统故障自检准确度，准确定位故障零部件，方便故障排除和检修。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为根据本申请一个实施例的SCR系统故障检测方法的流程示意图；

图2为根据本申请一个实施例的SCR系统故障检测装置结构示意图；

图3为根据本申请一个实施例的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。

鉴于相关技术的SCR系统中信号测量出现偏差时，容易出现故障误报的问题。本申请提出一种SCR系统故障检测方法及装置、电子设备，能够提高SCR系统故障自检准确度，准确定位故障零部件，方便故障排除和检修。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面结合附图对本申请实施例中的一种SCR系统故障检测方法进行详细说明。

参见图1示出了本申请一个实施例提供的一种SCR系统故障检测方法流程示意图，包括：

步骤101：基于尿素箱液位传感器确定在预设时间段内尿素的消耗体积。

具体来讲，尿素箱液位传感器可以实时监测尿素箱中尿素液位，通过尿素箱液位传感器在预设时间段内的监测，确定在预设时间段内尿素消耗的体积。

步骤102：基于消耗体积和尿素的预设密度值，确定预设时间段内尿素的第一消耗质量。

具体来讲，标准浓度尿素32.5％的密度为固定值ρ(即预设密度值)。作为一种可选的实施方式，基于所述消耗体积和尿素的预设密度值，确定所述预设时间段内尿素的第一消耗质量，包括：通过所述消耗体积与所述预设密度值的乘积得到所述预设时间段内尿素的第一消耗质量。具体来讲，例如：T1时刻尿素箱液位传感器监测到尿素的体积值为V

步骤103：基于尿素喷嘴在预设时间段内的尿素喷射量，确定尿素的第二消耗质量。

具体来讲，在预设时间段内控制器对于尿素喷嘴的尿素喷射量有一个预设固定值，上述尿素喷射量是在预设时间段内，尿素喷嘴实际喷射尿素的喷射量。例如：T1到T2时间段内，计算T1到T2时间段内每个时间点的实际喷射量，再对每个时间点对应的实际喷射量进行累加，计算的T1到T2时间段的尿素喷射量即第二消耗质量记为m

步骤104：基于氮氧化物传感器在所述预设时间段内监测的上下游氮氧化物消耗量，确定尿素的第三消耗质量。

作为一种可选的实施方式，基于氮氧化物传感器在所述预设时间段内监测的上下游氮氧化物消耗量，确定尿素的第三消耗质量，包括：基于预设的氮氧化物体积与氨氮比的映射关系，确定当前氮氧化物体积对应的氨氮比；确定当前发动机进气量和后处理转化效率；通过所述氮氧化物消耗量与所述氨氮比、所述发动机进气量以及所述后处理转化效率的乘积，确定尿素的第三消耗质量。

具体来讲，氮氧化物传感器可以监测在预设时间段内，上下游氮氧化物的体积变化量，T1到T2预设时间段内，尿素的第三消耗质量记m

m

步骤105：确定第一消耗质量、第二消耗质量和第三消耗质量中，是否存在故障消耗质量。

具体来讲，上述步骤101-步骤104中通过三种不同的方式分别计算出尿素的消耗质量，本申请在三种方式中通过两两对比的方式，进行故障检测。

作为一种可选的实施方式，确定所述第一消耗质量、所述第二消耗质量和所述第三消耗质量中，是否存在故障消耗质量，包括：

在所述第一消耗质量、所述第二消耗质量以及所述第三消耗质量中，若任意两个消耗质量的偏差小于或等于第一预设偏差，且除所述任意两个消耗质量以外的目标消耗质量与所述任意两个消耗质量中任一个消耗质量的偏差大于或等于第二预设偏差，确定所述目标消耗质量为故障消耗质量。

本申请从三种计算尿素消耗质量的方式中确定故障问题的判定逻辑为：当任意一种计算尿素消耗质量的方式计算得到的尿素消耗质量与另外两种计算尿素消耗质量的方式计算得到尿素消耗量偏差超出第二预设偏差(偏差记为m

具体来讲，预先设定一个较小的第一预设偏差，设定一个相对大的第二预设偏差。当进行两两对比时，如果两个消耗质量的偏差小于或等于第一预设偏差，证明这两个消耗质量之间偏差不大，两个消耗质量均为正常，并且除这两个消耗质量以外的第三个消耗质量与这两个消耗质量中的任一个消耗质量的偏差均大于或等于第二预设偏差，证明第三个消耗质量(即目标消耗质量)与其他两个正常的消耗质量偏差过大，即第三个消耗质量出现故障。

步骤106：若第一消耗质量为故障消耗质量，确定尿素箱液位传感器发生故障，若第二消耗质量或第三消耗质量为故障消耗质量，确定尿素喷嘴发生故障。

作为一种可选的实施方式，若所述第一消耗质量与所述第三消耗质量的偏差小于所述第一预设偏差，且所述第一消耗质量与所述第二消耗质量的偏差大于所述第二预设偏差，确定所述尿素喷嘴发生堵塞；

若所述第一消耗质量与所述第三消耗质量的偏差小于所述第一预设偏差，且所述第二消耗质量与所述第一消耗质量的偏差大于所述第二预设偏差，确定所述尿素喷嘴喷射量过大。

具体来讲，当|m

当|m

当|m

需要说明的是，无论通过哪种方式进行尿素消耗质量计算之前，都需要保证氮氧化物传感器处于正常工作中，且加入的尿素浓度处于正常阈值范围内，从而保证氮氧化物传感器监测值准确，且尿素浓度合格。

当通过三种方式计算尿素的消耗质量后，需要确定SCR转化效率是否处于正常范围内，当|m1-m2|＜m

本申请通过SCR系统内部传感器信号采取不同方式计算尿素消耗质量，将不同方式计算的尿素消耗质量两两相互校验，提高零部件故障检测的准确度，大大降低单一信号判断导致的故障误判概率。

实施例2

基于相同的发明构思，本申请还提供一种SCR系统故障检测装置，如图2所示，该装置包括：

确定第一消耗质量模块201，用于基于尿素箱液位传感器确定在预设时间段内尿素的消耗体积；基于所述消耗体积和尿素的预设密度值，确定所述预设时间段内尿素的第一消耗质量；

确定第二消耗质量模块202，用于基于尿素喷嘴在所述预设时间段内的尿素喷射量，确定尿素的第二消耗质量；

确定第三消耗质量模块203，用于基于氮氧化物传感器在所述预设时间段内监测的上下游氮氧化物消耗量，确定尿素的第三消耗质量；

确定故障模块204，用于确定所述第一消耗质量、所述第二消耗质量和所述第三消耗质量中，是否存在故障消耗质量；若第一消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素箱液位传感器发生故障，若所述第二消耗质量或所述第三消耗质量为故障消耗质量，确定所述尿素喷嘴发生故障。

可选地，确定第一消耗质量模块201具体用于：

通过所述消耗体积与所述预设密度值的乘积得到所述预设时间段内尿素的第一消耗质量。

可选地，确定第三消耗质量模块203具体用于：

基于预设的氮氧化物体积与氨氮比的映射关系，确定当前氮氧化物体积对应的氨氮比；

确定当前发动机进气量和后处理转化效率；

通过所述氮氧化物消耗量与所述氨氮比、所述发动机进气量以及所述后处理转化效率的乘积，确定尿素的第三消耗质量。

可选地，确定故障模块204具体用于：在所述第一消耗质量、所述第二消耗质量以及所述第三消耗质量中，若任意两个消耗质量的偏差小于或等于第一预设偏差，且除所述任意两个消耗质量以外的目标消耗质量与所述任意两个消耗质量中任一个消耗质量的偏差大于或等于第二预设偏差，确定所述目标消耗质量为故障消耗质量。

可选地，确定故障模块204具体用于：若所述第一消耗质量与所述第三消耗质量的偏差小于所述第一预设偏差，且所述第一消耗质量与所述第二消耗质量的偏差大于所述第二预设偏差，确定所述尿素喷嘴发生堵塞；

若所述第一消耗质量与所述第三消耗质量的偏差小于所述第一预设偏差，且所述第二消耗质量与所述第一消耗质量的偏差大于所述第二预设偏差，确定所述尿素喷嘴喷射量过大。

在介绍了本申请示例性实施方式的SCR系统故障检测方法和装置之后，接下来，介绍根据本申请的另一示例性实施方式的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本申请的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本申请的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

在一些可能的实施方式中，根据本申请的电子设备可以至少包括至少一个处理器、以及至少一个存储器。其中，存储器存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，使得处理器执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的SCR系统故障检测方法中的步骤。

下面参照图3来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备130，即上述SCR系统故障检测设备。图3显示的电子设备130仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，电子设备130以通用电子设备的形式表现。电子设备130的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器131、上述至少一个存储器132、连接不同系统组件(包括存储器132和处理器131)的总线133。

总线133表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

存储器132可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1321和/或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)1323。

存储器132还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

电子设备130也可以与一个或多个外部设备134(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与电子设备130交互的设备通信，和/或与使得该电子设备130能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口135进行。并且，电子设备130还可以通过网络适配器136与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器136通过总线133与用于电子设备130的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电子设备130使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

在一些可能的实施方式中，本申请提供的一种SCR系统故障检测方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的一种SCR系统故障检测方法的步骤。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

本申请的实施方式的用于监控的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本申请的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和方框图中的流程和方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。