[发明专利]排放超标及老化检测的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机废气排放检测技术领域，特别涉及排放超标及老化检测的方法和系统。 

背景技术

随着国四法规推行日期的临近，各大发动机的厂家越来越重视发动机的废气排放是否能满足国四标准。法规中规定发动机在不同的工作状况下废气中的氮氧化物的含量不能超过5克/千瓦时（g/kwh）和7克/千瓦时（g/kwh）。当检测到发动机排放的废气中氮氧化物排放超过5g/kwh时，需要报警；当检测到发动机排放的废气中氮氧化物排放超过7g/kwh时，需要对发动机进行扭矩限制，降低发动机的喷油，从而降低发动机的氮氧化物的排放。 

目前，发动机排放的废气中氮氧化物的含量主要通过转化效率来检测，比较氮氧化物的实际转化效率和理论转化效率。根据实际经验以及大量的试验数据标定发动机各个工况下的两个转换效率限值MAP（5g/kwh和7g/kwh标定的MAP值不同），根据两个MAP查表获得发动机各个工况下的氮氧化物的两个理论转化效率（分别对应于5g/kwh和7g/kwh）。根据氮氧化物传感器的检测信号获得发动机下游氮氧化物的质量流量，根据发动机的喷油量和进气质量流量估计发动机上游氮氧化物的质量流量，根据上游氮氧化物的质量流量和下游氮氧化物的质量流量即可得到发动机氮氧化物的实际转化效率。比较实际转化效率和理论转化效率，当实际转化效率超过对应于5g/kwh的理论转化效率时计数一次，计数达到设定阈值时进行报警；当实际转化效率超过对应于7g/kwh的理论转化效率时计数一次，计数达到设定阈值时，进行扭矩限制。 

本领域技术人员在使用上述方法检测发动机排放的废气中氮氧化物的含量时，发现有如下缺点： 

首先，需要标定发动机各个工况下的氮氧化物原始浓度和转化效率限值MAP，不同机型的发动机氮氧化物原始浓度和MAP值不同，需要分别进行标定，标定工作繁琐，并且需要大量的数据支持； 

其次，发动机各个工况下的氮氧化物原始浓度和MAP值受环境条件的影响较大，标定MAP中坐标轴以外的点式依靠坐标轴上的点计算得出，误差较大。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供了排放超标及老化检测的方法和系统，无需标定氮氧化物原始浓度和MAP值，即可实现氮氧化物排放超标检测。 

排放超标检测方法，所述方法包括： 

获取发动机工作条件； 

判断所述工作条件是否满足检测要求； 

当所述工作条件满足检测要求时，检测发动机废气中的氮氧化物的质量流量； 

采集发动机的转速和外扭矩； 

根据所述转速和外扭矩获得发动机的净功率； 

将所述质量流量在第一预设时间内的累计值与所述净功率在第一预设时间内的累计值的比值作为第一排放值； 

判断第一排放值是否超过第一阈值； 

当第一排放值超过第一阈值时，发送第一触发信号触发第一计数单元计数一次； 

当第一计数单元计数次数大于第二阈值时，发送第二触发信号触发第一报警单元报警； 

判断第一排放值是否超过第三阈值； 

当第一排放值超过第三阈值时，发送第三触发信号触发第二计数单元计数一次； 

当第二计数单元计数次数大于第四阈值时，发送第四触发信号触发第二报警单元报警。 

优选的，所述获取发动机工作条件包括： 

获取发动机工作的环境温度、大气压力、发动机转速和排气温度； 

则，所述判断所述工作条件是否满足检测要求具体为： 

判断环境温度是否在-7℃~35℃之间、大气压力是否低于海拔1600米处的大气压力、发动机冷却水温度是否大于70℃、发动机转速是否大于第一设定值和排气温度是否高于第二设定值。 

优选的，所述检测发动机废气中的氮氧化物的质量流量具体为： 

采集发动机的排气质量流量Q₀，以及废气中的氮氧化物的浓度ρ； 

根据排气质量流量Q₀和浓度ρ得发动机废气中的氮氧化物的质量流量Q为：