一种尿素喷射量确定方法及装置与流程

1.本发明涉及车辆领域，特别涉及一种尿素喷射量确定方法及装置。


背景技术：

2.随着社会对于环境问题的愈发重视，车辆中对于尾气的排放也有了更严格的要求。在车辆中会设置有选择性催化还原（selective catalytic reduction，scr）系统和尿素箱，用于对车辆排放尾气中的有害气体氧化氮nox进行处理，这样可以大幅降低车辆的排气污染物对环境的危害。
3.尿素箱用于存储尿素溶液，尿素溶液可以水解产生氨，氨可以和nox经过催化还原反应生成氮气n2和水h2o，降低车辆尾气中的有害气体。具体可以是利用尿素喷嘴向汽车的尾气排放管中喷射尿素溶液，尿素喷射量可以和汽车的排放尾气相匹配，以便完全处理尾气中的nox，其中尿素喷射量是根据尿素箱中的尿素溶液的尿素浓度确定的。
4.但是实际应用中，在检测尿素溶液的尿素浓度时，检测结果可能不精确，导致最终计算得到的尿素喷射量也不正确，最终导致未能完全处理尾气中的有害气体或尿素过量喷射等情况出现。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种尿素喷射量确定方法及装置，能够提高计算得到的尿素喷射量的准确性，降低出现未能完全处理汽车尾气中的有害气体或尿素过量喷射等情况的概率。
6.本技术实施例提供一种尿素喷射量确定方法，包括：检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度；判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值；若大于，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量，所述初始尿素浓度是在无车速且尿素泵未工作时获取的。
7.可选地，还包括：获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度；对所述第一尿素浓度进行均值滤波处理，得到所述初始尿素浓度。
8.可选地，在获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度之前，还包括：检测车辆是否具有车速，若否，则继续获取预定时间段内所述尿素箱中的第一尿素浓度的步骤；检测尿素泵是否工作，若否，则继续获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度步骤。
9.可选地，还包括：判断所述尿素箱中的尿素溶液的液位是否变化，若是，则继续获取预定时间段内
所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度的步骤。
10.可选地，还包括：若所述相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值大于所述目标阈值，则车载诊断系统obd利用所述初始尿素浓度进行尿素箱故障诊断。
11.可选地，还包括：若所述相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值小于所述目标阈值，则利用所述实时尿素浓度计算得到尿素喷射量。
12.可选地，所述目标阈值为相邻检测时刻的时间差和目标跳变比例的乘积。
13.可选地，所述实时尿素浓度和所述初始尿素浓度都是利用所述尿素浓度传感器测得的。
14.本技术实施例还提供一种尿素喷射量确定装置，包括：第一检测单元，用于检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度；第一判断单元，用于判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值；第一尿素喷射量确定单元，用于若大于，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量，所述初始尿素浓度是在无车速且尿素泵未工作时获取的。
15.可选地，还包括：第一获取单元，用于获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度；处理单元，用于对所述第一尿素浓度进行均值滤波处理，得到所述初始尿素浓度。
16.本技术实施例提供的尿素喷射量确定方法，检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度，判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值，若大于，代表当前检测得到的实时尿素浓度的数据不准确，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量，初始尿素浓度是在无车速且尿素泵未工作时获取的，也就是说，在检测到实时尿素浓度跳变时，利用车辆不在行驶过程中且尿素泵没有工作时获取的尿素溶液的初始尿素浓度计算尿素喷射量，由于初始尿素浓度是在车辆无车速且尿素泵没有工作时获取的，相较于车辆在行驶过程中由于颠簸或者尿素泵中的尿素溶液回流导致的尿素溶液气泡多造成尿素溶液的尿素浓度检测不准确，此时利用初始尿素浓度计算得到的尿素喷射量比跳变的实时尿素浓度计算得到的尿素喷射量更为准确，提高计算得到的尿素喷射量的准确性，降低出现未能完全处理汽车尾气中的有害气体或尿素过量喷射等情况的概率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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它的附图。
18.图1示出了本技术实施例一种尿素喷射量确定方法的流程示意图；图2示出了本技术实施例一种尿素浓度确定方法的流程示意图；图3示出了本技术实施例一种尿素喷射量确定装置的结构示意图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
20.在车辆中，尤其是柴油机动车中，会设置有选择性催化还原（selective catalytic reduction，scr）系统和尿素箱，用于对车辆排放尾气中的有害气体氧化氮nox进行处理，这样可以大幅降低车辆的排气污染物对环境的危害。
21.尿素箱用于存储尿素溶液，尿素溶液可以水解产生氨，氨可以和nox经过催化还原反应生成氮气n2和水h2o，降低车辆尾气中的有害气体。具体可以是利用尿素喷嘴向汽车的尾气排放管中喷射尿素溶液，尿素喷射量可以和汽车的排放尾气相匹配，以便完全处理尾气中的nox，其中尿素喷射量是根据尿素箱中的尿素溶液的尿素浓度确定的。
22.但是实际应用中，尿素溶液的尿素浓度是采用尿素浓度传感器测量的，在车辆行驶过程中，车辆颠簸或者尿素泵中的尿素溶液回流会导致尿素箱中出现大量气泡并吸附在尿素浓度传感器上，导致尿素浓度检测不准确，导致最终计算得到的尿素喷射量也不正确，最终导致尿素过稀喷射或过浓喷射，即未能完全处理尾气中的有害气体或尿素过量喷射出现尿素在尾气排放管中结晶等情况出现。
23.基于此，本技术实施例提供的尿素喷射量确定方法，检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度，判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值，若大于，代表当前检测得到的实时尿素浓度的数据不准确，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量，初始尿素浓度是在无车速且尿素泵未工作时获取的，也就是说，在检测到实时尿素浓度跳变时，利用车辆不在行驶过程中且尿素泵没有工作时获取的尿素溶液的初始尿素浓度计算尿素喷射量，由于初始尿素浓度是在车辆无车速且尿素泵没有工作时获取的，相较于车辆在行驶过程中由于颠簸或者尿素泵中的尿素溶液回流导致的尿素溶液气泡多造成尿素溶液的尿素浓度检测不准确，此时利用初始尿素浓度计算得到的尿素喷射量比跳变的实时尿素浓度计算得到的尿素喷射量更为准确，提高计算得到的尿素喷射量的准确性，降低出现未能完全处理汽车尾气中的有害气体或尿素过量喷射等情况的概率。
24.为了更好地理解本技术的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
25.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种尿素喷射量确定方法的流程示意图。本实施例提供的尿素喷射量确定方法可以应用于车辆中的电子控制单元（electronic control unit，ecu），即ecu计算得到尿素喷射量，以便控制选择性催化还原（selective catalytic reduction，scr）系统和尿素箱对车辆的排放尾气进行处理。
26.本实施例提供的尿素喷射量确定方法包括如下步骤：s101，检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度。
27.在本技术的实施例中，尿素箱中存储有尿素溶液，用于供给尿素喷射系统消除车辆排放尾气中的有害气体氧化氮nox。尿素箱中可以设置有尿素浓度传感器，用于检测尿素箱中尿素溶液的尿素浓度。尿素浓度传感器可以向ecu发送测得的尿素浓度，以便ecu根据该尿素浓度计算尿素喷射量。
28.在车辆行驶过程中，尿素泵也一直在工作，用于将尿素箱中的尿素溶液传输至汽车尾气排放管，并利用尿素喷嘴向汽车尾气排放管进行喷射。
29.尿素浓度传感器实时检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度。具体的，实时检测可以是相邻检测时刻的时间差较小，趋近于是一个连续的时间，例如相邻检测时刻的时间差可以是20毫秒（ms）。
30.s102，判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值。
31.在本技术的实施例中，可以判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值，其中，目标阈值为相邻检测时刻的时间差和目标跳变比例的乘积。
32.作为一种示例，相邻检测时刻的时间差可以是20ms，目标跳变比可以是5%，目标阈值即为20ms和5%的乘积。
33.相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值为相邻检测时刻的实时尿素浓度之间的差值的绝对值。
34.s103，若大于，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量。
35.在本技术的实施例中，若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值大于目标阈值，即相邻检测时刻的实时尿素浓度之间的差值的绝对值大于目标阈值，则代表车辆在行驶过程中利用尿素浓度传感器检测得到的尿素浓度发生跳变，说明尿素箱中可能产生了较多的气泡，气泡吸附在尿素传感器上，导致尿素浓度传感器当前检测得到的实时尿素浓度的数据不准确，若继续使用跳变后的实时尿素浓度计算尿素喷射量，可能会导致尿素过稀喷射或过浓喷射。
36.此时可以利用车辆在无车速且尿素泵未工作时获取的初始尿素浓度计算尿素喷射量，由于初始尿素浓度是在车辆没有车速且尿素泵未工作时利用尿素浓度检测器检测尿素箱中尿素溶液获取的，车辆没有车速，即尿素箱中尿素溶液没有颠簸，并且尿素泵未工作，此时尿素箱中尿素溶液产生的气泡较少，检测得到的尿素浓度较为准确。
37.具体的，可以在车辆上电后，获取预定时间段内尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度，对第一尿素浓度进行均值滤波处理，得到初始尿素浓度。也就是说，获取一段时间内尿素溶液的第一尿素浓度，后续对第一尿素浓度进行均值滤波处理，可以得到该段时间内较为平稳的尿素初始浓度。
38.预定时间段可以是一段连续的时间段，能够采集较多的第一尿素浓度，以便得到较为准确的尿素初始浓度。例如，预定时间段可以至少大于30秒（s），采集第一尿素浓度的时间间隔可以是20ms。
39.在本技术的实施例中，在利用尿素浓度传感器获取第一尿素浓度之前，在车辆上电后，可以检测车辆是否具有车速，即判断车辆是否在行驶状态，若否，表明车辆不在行驶过程中，没有车速，尿素箱中的尿素溶液没有颠簸，不会产生大量气泡影响尿素浓度传感器的检测，则可以继续获取预定时间段内尿素箱中的第一尿素浓度的步骤。
40.之后可以继续检测尿素泵是否工作，若否，表明不会存在尿素溶液被尿素泵泵出后回流，导致尿素箱中的尿素溶液产生大量气泡影响尿素浓度传感器的检测的情况，则继续获取预定时间段内尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度步骤。
41.也就是说，车辆无车速且尿素泵没有工作时，尿素箱中尿素溶液不会由于颠簸或回流产生大量的气泡，影响尿素浓度传感器的检测准确度，检测得到的尿素浓度较为精确，
可以用于后续的尿素喷射量的计算，以便该尿素喷射量也较为准确，能够尽量和汽车排放尾气中的有害气体氧化氮完全反应。
42.在本技术的实施例中，在得到初始尿素浓度之后，还可以判断尿素箱中的尿素溶液的液位是否变化，若尿素溶液的液位无变化，说明没有加入新的尿素溶液或其他溶剂，例如水等，尿素浓度没有发生变化，可以继续利用该初始尿素浓度。
43.若尿素溶液的液位发生变化，说明有新的尿素溶液或其他溶剂加入尿素箱中，导致尿素浓度发生改变，此时可以重复执行获取预定时间段内尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度，并对第一尿素浓度进行均值滤波处理，得到初始尿素浓度的步骤，即在尿素溶液的液位发生变化后，继续重新获取更新后的初始尿素浓度。
44.在本技术的实施例中，车载诊断（on board diagnostics，obd）系统可以利用尿素浓度传感器检测得到的尿素浓度进行尿素箱故障诊断，若尿素浓度传感器检测得到的尿素浓度在预定范围外，则认为尿素箱出现故障，会报错。因此，若尿素浓度传感器检测得到的实时尿素浓度发生跳变，此时实时尿素浓度在预定范围外，而实际上尿素箱中的尿素浓度依旧在预定范围内，会导致obd系统对尿素箱故障进行错误诊断。
45.因此，若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值大于目标阈值，即相邻检测时刻的实时尿素浓度之间的差值的绝对值大于目标阈值，则代表车辆在行驶过程中利用尿素浓度传感器检测得到的尿素浓度发生跳变，说明尿素箱中可能产生了较多的气泡，气泡吸附在尿素传感器上，导致尿素浓度传感器当前检测得到的实时尿素浓度的数据不准确， obd系统也可以利用较为准确的初始尿素浓度进行尿素箱故障诊断，降低obd系统错误诊断的概率。
46.在本技术的实施例中，尿素浓度传感器可以一直实时检测实时尿素浓度，若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值小于目标阈值，则代表车辆在行驶过程中利用尿素浓度传感器检测得到的尿素浓度没有继续发生跳变，测得的尿素浓度回归准确，则可以继续利用实时尿素浓度计算得到尿素喷射量。
47.参考图2所示，为本技术实施例提供的一种尿素浓度确定方法的流程示意图。如图2所示，尿素浓度确定方法包括以下步骤：s201，判断汽车是否上电、无车速和尿素泵未工作。
48.若不满足汽车上电、无车速和尿素泵未工作这三者任意一项的条件，都继续重新判断流程，不进入下一步骤。
49.若同时满足汽车上电、无车速和尿素泵未工作这三个条件，则继续进行下一步骤。
50.s202，获取初始尿素浓度。
51.s203，判断尿素箱中的尿素溶液的液位是否变化。
52.若尿素箱中的尿素溶液的液位发生变化，则重复执行步骤s202。
53.若尿素箱中的尿素溶液的液位无变化，则进入下一步骤。
54.s204，判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值。
55.若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值小于目标阈值，则继续重复执行s204的判断步骤，并且可以利用实时尿素浓度计算得到尿素喷射量。
56.若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值大于目标阈值，则进入下一步骤。
57.s205，利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量和进行obd系统诊断。
58.s206，判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值。
59.若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值依旧大于目标阈值，则继续重复执行s205的利用初始尿素浓度代替实时尿素浓度的步骤。
60.若相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值小于目标阈值，则进入下一步骤。
61.s207，利用实时尿素浓度计算得到尿素喷射量和进行obd系统诊断。
62.由此可见，本技术实施例提供的尿素喷射量确定方法，检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度，判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值，若大于，代表当前检测得到的实时尿素浓度的数据不准确，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量，初始尿素浓度是在无车速且尿素泵未工作时获取的，也就是说，在检测到实时尿素浓度跳变时，利用车辆不在行驶过程中且尿素泵没有工作时获取的尿素溶液的初始尿素浓度计算尿素喷射量，由于初始尿素浓度是在车辆无车速且尿素泵没有工作时获取的，相较于车辆在行驶过程中由于颠簸或者尿素泵中的尿素溶液回流导致的尿素溶液气泡多造成尿素溶液的尿素浓度检测不准确，此时利用初始尿素浓度计算得到的尿素喷射量比跳变的实时尿素浓度计算得到的尿素喷射量更为准确，提高计算得到的尿素喷射量的准确性，降低出现未能完全处理汽车尾气中的有害气体或尿素过量喷射等情况的概率。
63.基于以上实施例提供的一种尿素喷射量确定方法，本技术实施例还提供了一种尿素喷射量确定装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。
64.参见图3，该图为本技术实施例提供的一种尿素喷射量确定装置的结构示意图。
65.本实施例提供的尿素喷射量确定装置300包括：第一检测单元310，用于检测尿素箱中尿素溶液的实时尿素浓度；第一判断单元320，用于判断相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值是否大于目标阈值；第一尿素喷射量确定单元330，用于若大于，则利用初始尿素浓度计算得到尿素喷射量，所述初始尿素浓度是在无车速且尿素泵未工作时获取的。
66.可选地，还包括：第一获取单元，用于获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度；处理单元，用于对所述第一尿素浓度进行均值滤波处理，得到所述初始尿素浓度。
67.可选地，获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度之前，还包括：第二检测单元，用于检测车辆是否具有车速，若否，则继续获取预定时间段内所述尿素箱中的第一尿素浓度的步骤；第三检测单元，用于检测尿素泵是否工作，若否，则继续获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度步骤。
68.可选地，还包括：第二判断单元，用于判断所述尿素箱中的尿素溶液的液位是否变化，若是，则继续获取预定时间段内所述尿素箱中尿素溶液的第一尿素浓度的步骤。
69.可选地，还包括：故障诊断单元，用于若所述相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值大于所述目标阈值，则利用所述初始尿素浓度进行尿素箱故障诊断。
70.可选地，还包括：
第二尿素喷射量确定单元，用于若所述相邻检测时刻的实时尿素浓度的波动值小于所述目标阈值，则利用所述实时尿素浓度计算得到尿素喷射量。
71.可选地，所述目标阈值为相邻检测时刻的时间差和目标跳变比例的乘积。
72.可选地，所述实时尿素浓度和所述初始尿素浓度都是利用所述尿素浓度传感器测得的。
73.当介绍本技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。
74.需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（read-only memory, rom）或随机存储记忆体（random access memory, ram）等。
75.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
76.以上所述仅是本技术的优选实施方式，虽然本技术已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。