CN104914852A - 一种柴油发动机后处理scr测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柴油发动机后处理SCR测试系统及测试方法，测试系统包括工控机、工控板卡组、负载模拟转接板、待测的SCR控制系统；工控机与工控板卡组连接；工控板卡组与负载模拟转接板连接；负载模拟转接板与待测的SCR控制系统连接；负载模块转接板包括电源转换电路、信号采集接口、控制电路、继电器和大功率电阻阵列电路、线束接口；工控板卡组通过信号采集接口与负载模拟转接板连接；待测的SCR控制系统通过线束接口与负载模拟转接板连接。本发明的柴油发动机后处理SCR测试系统利用工控板卡组实现对台架信号的模拟以及对SCR控制系统的测试，加快了SCR控制系统的开发速度，节约了成本，缩短了开发周期，操作方便、实用性强。

Description

一种柴油发动机后处理SCR测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，尤其是涉及一种柴油发动机后处理SCR测试系统及测试方法。

背景技术

随着国内汽车行业的快速发展，我国的能源和机动车环保问题变得更加严峻，人们的健康受到极大的威胁，国家也相继出台了日益严格的排放法规。与汽油机相比，柴油机油耗较低，对空气污染相应减少，更加有利于环保，新型柴油机排出的二氧化碳比汽油发动机要低20％，排出的CO、HC也比较少。但是，柴油机的NO_X排放和微粒排放比汽油机严重，这已成为柴油机发展的阻碍。现在仅依靠柴油发动机本身将无法满足排放标准，因此必须增加尾气处理装置。高效的柴油车尾气处理路线主要有EGR路线和SCR路线。

根据我国国情，国内研究机构和主要柴油机企业达成一致意见，即当前在中国把SCR技术作为满足国IV、国V排放标准法规的主要技术路线。在SCR系统的开发过程中，经常会遇到一些问题。开发需要实验台架的支持，但是台架实验费用昂贵，并且不能准确的按开发人员的设想给出信号，另外现场调试开发还存在诸多的不便，因此一套能够准确提供台架模拟信号并具有测试功能的设备将会在SCR的开发过程中发挥重大作用。作者根据SCR实际研发的需要，利用工控机、工控板卡组、高级编程语言开发了一套软硬件结合的SCR测试系统，能够提供SCR开发所需的各种信号，对SCR控制系统的基本性能、OBD诊断、算法估计等进行测试，大大加快了SCR控制系统的开发速度，并节约了大量的实验成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种柴油发动机后处理SCR测试系统，能够提供SCR开发所需的各种信号，加快SCR控制系统的开发速度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种柴油发动机后处理SCR测试系统，包括工控机、工控板卡组、负载模拟转接板、待测的SCR控制系统；所述工控机与所述工控板卡组连接；所述工控板卡组与所述负载模拟转接板连接；所述负载模拟转接板与所述待测的SCR控制系统连接；所述负载模拟转接板包括电源转换电路、信号采集接口、控制电路、继电器和大功率电阻阵列电路、线束接口；所述电源转换电路为所述负载模拟转接板提供电源；所述信号采集接口连接所述控制电路；所述控制电路连接所述继电器和大功率电阻阵列电路；所述继电器和大功率电阻阵列电路连接所述线束接口；所述工控板卡组通过所述信号采集接口与所述负载模拟转接板连接；所述待测的SCR控制系统通过所述线束接口与所述负载模拟转接板连接。

进一步的，所述工控机为IPC-610。

进一步的，所述工控板卡组包括PCL-727板卡、PCL-818板卡、PCL-1680板卡。

进一步的，所述控制电路包括12个放大电路，每个放大电路包括三极管、连接三极管的集电极的330欧姆电阻、连接三极管基极的4.7千欧电阻；所述三极管发射级连接所述继电器和大功率电阻阵列电路的继电器输入端。

进一步的，所述电源转换电路包括稳压管N1、二极管VD1、自恢复二极管F1、电容C1、电容C2；所述二极管VD1通过所述自恢复二极管F1连接所述稳压管N1的输入端；所述电容C1连接所述稳压管N1的输入端；所述电容C2连接所述稳压管N1的输出端。

相对于现有技术，本发明所述的一种柴油发动机后处理SCR测试系统具有以下优势：本发明所述的柴油发动机后处理SCR测试系统利用工控板卡组实现对台架信号的模拟以及对SCR控制系统的测试，大大加快了SCR控制系统的开发速度，节约了大量的实验成本，缩短了开发周期，操作方便、实用性强。

本发明的另一目的在于提出一种柴油发动机后处理SCR测试方法，以实现对SCR控制系统的测试。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种柴油发动机后处理SCR测试方法，包括如下步骤：

(一)工控机控制工控板卡组模拟台架的传感器信号以及发动机信号；

(二)工控机通过负载模拟转接板将模拟信号发送给待测的SCR控制系统；

(三)工控机通过应用程序和工控板卡组进行SCR控制系统的测试，并存储测试结果。

进一步的，所述步骤(一)具体包括如下步骤：

(1)通过上位机应用程序控制PCL-727板卡模拟输出端口模拟SCR台架的传感器信号；

(2)通过上位机应用程序控制PCL-1680板卡模拟输入端口回采这些输出信号，验证输出信号是否正确；

(3)通过上位机应用程序控制PCL-1680板卡模拟发动机信号；

进一步的，所述步骤(三)具体包括如下步骤：

(1)通过上位机应用程序控制PCL-727板卡I/O端口和PCL-818板卡I/O端口控制负载模拟转接板上的模拟负载，测试连接在模拟负载上的SCR控制系统加热端口的功率输出能力；

(2)通过上位机应用程序和PCL-1680板卡进行SCR控制系统的OBD功能测试和算法测试。

所述的一种柴油发动机后处理SCR测试方法与上述一种柴油发动机后处理SCR测试系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的系统结构框图；

图2为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的负载模拟转接板框图；

图3为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的电源转换电路图；

图4为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的信号采集接口的电路图；

图5为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的控制电路的电路图；

图6为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的继电器和大功率电阻阵列电路的电路图；

图7为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的线束接口电路图；

图8为本发明实施例所述的柴油发动机后处理SCR测试系统的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明柴油发动机后处理SCR测试系统的系统结构框图，本系统是由工控机IPC-610、工控板卡组、负载模拟转接板、待测的SCR控制系统组成。工控机IPC-610自带4个PCI插槽，工控板卡组通过PCI插槽和工控机连接，然后工控机再通过负载模拟转接板和SCR硬件控制器连接，组成的闭环的测试系统。

如图2所示，发明柴油发动机后处理SCR测试系统的负载模拟转接板框图，负载模拟转接板为自制板卡，主要有两个作用。首先是作为工控机与SCR控制系统的通信转接口，把工控机的各种信号转换为统一的接口后再和SCR控制系统相连。其次是作为加热测试的模拟负载，利用控制电路以及继电器和大功率电阻阵列来实现可变负载的功能，可以对回流管入口、回流管出口以及断水电磁阀进行开路、短路、整负载、半负载四档测试。

负载模块转接板包括电源转换电路、信号采集接口、控制电路、继电器和大功率电阻阵列电路、线束接口。

如图3所示为电源转换电路图，包括二极管VD1，型号为IN4007，以及与其连接的自恢复二极管F1，型号为TK60-250，电容C1、电容C2，以及与电容连接的稳压管N1，型号为7812，电源转换电路将24V电压转换为12V电压，且有自保护功能。

如图4所示为信号采集接口，包括818L-20针、818L-37针、PCL-726、726-20针，工控机通过信号采集接口与负载模拟转接板连接，1680-9针作为CAN通信接口，实现SCR测试系统各节点之间的通信。

如图5所示为控制电路的电路图，包括12个放大电路，每个放大电路包括三极管9014、电阻330欧姆连接三极管的集电极、电阻4.7K欧姆连接三极管的基极，用于将输入的信号进行放大输出至继电器和大功率电阻阵列，输入端连接信号采集接口。

如图6所示为继电器和大功率电阻阵列电路，包括三组继电器与电阻阵列，控制电路的输出端连接继电器的输入端，继电器和大功率电阻阵列的输出端连接线束接口。

如图7所示为线束接口电路，采用端子连接器AMP-35针。

如图8所示为测试系统的流程图。

通过工控机对应的测试功能程序模拟SCR台架的传感器信号以及发动机信号，包括排气管入口温度传感器、排气管出口温度传感器、添蓝罐温度传感器、添蓝罐液位传感器、发动机转速信号、发动机扭矩信号、进气温度信号、冷却液温度信号；

选择测试功能，包括模拟加热测试以及OBD/算法测试，模拟加热测试包括回流管入口加热测试、回流管出口加热测试、断水电磁阀加热测试，OBD/算法测试包括OBD功能测试、尿素喷射量算法测试、排放估计测试，对SCR控制系统的OBD功能进行测试起到的是OBD诊断仪的功能，对计量泵尿素喷射量进行测试，验证SCR控制系统计算的当前喷射量是否正确，对当前的排放进行估计并验证SCR控制系统的排放估计是否准确；

按照测试需求进行信号设定以及参数设定，测试分为四档，开路测试、短路测试、整功率测试和半功率测试；

对SCR控制系统进行测试，储存数据，对测试结果进行分析，找出原因并对SCR控制系统存在的问题进行修改，修改完毕再进行测试，直至SCR控制系统完善。

本发明通过上位机应用程序控制PCL-727板卡模拟输出端口模拟出SCR台架的多种传感器信号，包括排气管入口温度传感器、排气管出口温度传感器、添篮灌温度传感器、添蓝罐液位传感器，同时利用PCL-818板卡模拟输入端口回采这些输出信号，验证输出的信号是否正确；控制PCI-1680板卡来模拟发动机信息，包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、进气温度信号、冷却液温度信号，然后通过负载模拟转接板把模拟出的台架传感器信号、发动机信息提供给SCR控制系统，从而实现了对SCR实验环境的模拟；工控机通过控制PCL-727板卡I/O端口和PCL-818板卡I/O端口控制负载模拟转接板上的模拟负载，测试连接在模拟负载上的SCR控制系统加热端口的功率输出能力；工控机通过PCI-1680板卡来进行SCR控制系统的OBD功能测试和一些算法测试，PCI-1680板卡起到CAN通信接口的作用，使SCR测试系统可以作为CAN网络上的一个节点与网络上的其他节点进行通信；存储测试数据，对测试结果进行分析处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柴油发动机后处理SCR测试系统，其特征在于：包括工控机、工控板卡组、负载模拟转接板、待测的SCR控制系统；所述工控机与所述工控板卡组连接；所述工控板卡组与所述负载模拟转接板连接；所述负载模拟转接板与所述待测的SCR控制系统连接；所述负载模拟转接板包括电源转换电路、信号采集接口、控制电路、继电器和大功率电阻阵列电路、线束接口；所述电源转换电路为所述负载模拟转接板提供电源；所述信号采集接口连接所述控制电路；所述控制电路连接所述继电器和大功率电阻阵列电路；所述继电器和大功率电阻阵列电路连接所述线束接口；所述工控板卡组通过所述信号采集接口与所述负载模拟转接板连接；所述待测的SCR控制系统通过所述线束接口与所述负载模拟转接板连接。

2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机后处理SCR测试系统，其特征在于：所述工控机为IPC-610。

3.根据权利要求1所述的一种柴油发动机后处理SCR测试系统，其特征在于：所述工控板卡组包括PCL-727板卡、PCL-818板卡、PCL-1680板卡。

4.根据权利要求1所述的一种柴油发动机后处理SCR测试系统，其特征在于：所述控制电路包括12个放大电路，每个放大电路包括三极管、连接三极管的集电极的330欧姆电阻、连接三极管基极的4.7千欧电阻；所述三极管发射级连接所述继电器和大功率电阻阵列电路的继电器输入端。

5.根据权利要求1所述的一种柴油发动机后处理SCR测试系统，其特征在于：所述电源转换电路包括稳压管(N1)、二极管(VD1)、自恢复二极管(F1)、电容(C1)、电容(C2)；所述二极管(VD1)通过所述自恢复二极管(F1)连接所述稳压管(N1)的输入端；所述电容(C1)连接所述稳压管(N1)的输入端；所述电容(C2)连接所述稳压管(N1)的输出端。

6.一种柴油发动机后处理SCR测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

(一)工控机控制工控板卡组模拟台架的传感器信号以及发动机信号；

(二)工控机通过负载模拟转接板将模拟信号发送给待测的SCR控制系统；

(三)工控机通过应用程序和工控板卡组进行SCR控制系统的测试，并存储测试结果。

7.根据权利要求6所述的一种柴油发动机后处理SCR测试方法，其特征在于：所述步骤(一)具体包括如下步骤：

(1)通过上位机应用程序控制PCL-727板卡模拟输出端口模拟SCR台架的传感器信号；

(2)通过上位机应用程序控制PCL-1680板卡模拟输入端口回采这些输出信号，验证输出信号是否正确；

(3)通过上位机应用程序控制PCL-1680板卡模拟发动机信号。

8.根据权利要求6所述的一种柴油发动机后处理SCR测试方法，其特征在于：所述步骤(三)具体包括如下步骤

(1)通过上位机应用程序控制PCL-727板卡I/O端口和PCL-818板卡I/O端口控制负载模拟转接板上的模拟负载，测试连接在模拟负载上的SCR控制系统加热端口的功率输出能力；

(2)通过上位机应用程序和PCL-1680板卡进行SCR控制系统的OBD功能测试和算法测试。