CN106499487A - 一种非道路柴油机尾气处理电控系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种非道路柴油机尾气处理电控系统及其控制方法，该电控系统采用嵌入式控制系统，通过双核芯片控制，所述双核芯片包括第一MCU芯片和第二MCU芯片；所述第一MCU芯片和第二MCU芯片各自通过4路CAN通道采集4个计量泵的通讯信息，实现8个计量泵的独立控制，其中，每路CAN通道连接一个计量泵；所述第一MCU芯片和第二MCU芯片通过一路公共CAN通道进行信息交互；所述电控系统在某一计量泵故障时通过计量泵喷射量分担实现故障降级。本发明采用嵌入式控制系统，操作灵活，适应性强，当个别计量泵出现故障无法继续工作，能通过喷射量分配进行故障降级，将对排放的影响降至最低，大大节约了维修成本。

Description

一种非道路柴油机尾气处理电控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及柴油机尾气排放后处理技术领域，尤其涉及一种非道路柴油机尾气处理电控系统及其控制方法。
背景技术
柴油机由于其动力性强、稳定性好、燃油经济等特点，目前，被广泛应用在交通运输行业。但是，其氮氧化物的排放严重影响空气质量，损害人体健康，不利于可持续发展。
目前对柴油机氮氧化物的处理方法以PLC系统控制大型计量泵方式为主，该方案成本高，适应性低，且一旦大型计量泵发生故障整个系统就无法正常工作，故障维修周期长，维修成本高。而传统的SCR系统只能控制单个计量泵，强行增加计量泵会遇到计量泵报文ID相同导致无法控制的问题，非道路柴油机的发动机功率较大，所需尿素喷射量较大，单个计量泵喷射量范围根本满足不了排放需求，导致SCR系统在非道路柴机油尾气处理的项目中迟迟无法突破。
发明内容
本发明的目的在于通过一种非道路柴油机尾气处理电控系统及其控制方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种非道路柴油机尾气处理电控系统，其采用嵌入式控制系统，通过双核芯片控制，所述双核芯片包括第一MCU芯片和第二MCU芯片；所述第一MCU芯片和第二MCU芯片各自通过4路CAN通道采集4个计量泵的通讯信息，实现8个计量泵的独立控制，其中，每路CAN通道连接一个计量泵；所述第一MCU芯片和第二MCU芯片通过一路公共CAN通道进行信息交互；所述电控系统在某一计量泵故障时通过计量泵喷射量分担实现故障降级。
特别地，所述公共CAN通道在控制面板内部直接相连，第一MCU芯片和第二MCU芯片直接进行信息交互，在外部无CAN线连接；所述公共CAN通道上只有计量泵报文信息以及计量泵控制命令信息。
特别地，所述故障降级具体包括：在某一计量泵发生故障导致无法正常喷射时故障降级自动启用，所述电控系统会将总喷射量平均分配给其余正常运行的计量泵进行喷射，同时在故障泵恢复正常后，所述电控系统会重新分配喷射量，让该计量泵重新参与喷射。
本发明还公开了一种非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其包括如下步骤：
S201、第一MCU芯片和第二MCU芯片各自采用4路CAN通道与计量泵进行通讯，每路CAN通道连接一个计量泵，共计8路；
S202、第一MCU芯片和第二MCU芯片通过一路公共CAN通道进行信息交互；
S203、第二MCU芯片将接收到的4路计量泵信息进行整合并发送到公共CAN通道；
S204、第一MCU芯片在公共CAN通道接收并解析第二MCU芯片整合发送的4路计量泵信息；
S205、第一MCU芯片整合8个计量泵信息后进行喷射量分配，将与自身相连的4个计量泵控制命令直接发送到对应CAN通道，并将与第二MCU芯片连接的4个计量泵的控制命令发送到公共CAN通道；
S206、第二MCU芯片在公共CAN通道接收并解析第一MCU芯片发送的4路计量泵的请求控制信息；
S207、第二MCU芯片在公共CAN通道接收到第一MCU芯片发送的4路计量泵请求控制信息之后，再将对应泵的控制命令信息用标准报文形式分别发给对应计量泵。
特别地，所述步骤S201具体包括：所述第一MCU芯片、第二MCU芯片使用不同的CAN通道连接计量泵，第一MCU芯片、第二MCU芯片通过CAN通道准确识别计量泵编号。
特别地，所述步骤S202还包括：所述公共CAN通道在控制面板内部直接相连，第一MCU芯片和第二MCU芯片直接进行信息交互，在外部无CAN线连接；所述公共CAN通道上只有计量泵报文信息以及计量泵控制命令信息。
特别地，所述步骤S203包括：所述第二MCU芯片将自身接收到的4路计量泵信息进行整合，再通过自定义报文将4路计量泵信息以不同ID报文发送到公共CAN通道。
特别地，所述步骤S205包括：所述第一MCU芯片发送到公共CAN通道上的4个计量泵控制报文为自定义报文，接收方通过自定义数据确定需要控制的计量泵编号。
特别地，所述步骤S207包括：所述第二MCU芯片接收到自身相连的4个计量泵的自定义控制报文后，再通过4路CAN通道将对应泵的控制命令信息用标准报文形式发送出去，实现对计量泵的控制。
与现有技术相比，本发明提出的非道路柴油机尾气处理电控系统及其控制方法采用嵌入式系统控制取代了传统的PLC控制，成本低，适应性强；所述电控系统在传统的SCR系统上进行了升级，采用双核控制，第一MCU芯片和第二MCU芯片协调工作，通过CAN通道准确识别计量泵，能够有效地对8个计量泵进行独立控制，解决了因计量泵ID相同导致控制芯片无法同时控制数量较多的计量泵的难题；所述电控系统在某个计量泵出现故障时能够自动进行故障降级，将喷射量均分给其余正常泵，缩减了维修周期，降低了维修成本。
附图说明
图1为本发明非道路柴油机尾气处理电控系统结构示意图；
图2为本发明非道路柴油机尾气处理电控系统数据交互示意图；
图3为本发明非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，本实施例中非道路柴油机尾气处理电控系统采用嵌入式控制系统，通过双核芯片控制，所述双核芯片包括第一MCU芯片101和第二MCU芯片102；所述第一MCU芯片101通过CAN通道104、CAN通道105、CAN通道106、CAN通道107采集4个计量泵的通讯信息，所述第二MCU芯片102通过CAN通道108、CAN通道109、CAN通道110、CAN通道111采集4个计量泵的通讯信息，实现8个计量泵的独立控制，其中，每路CAN通道连接一个计量泵。所述第一MCU芯片101和第二MCU芯片102通过一路公共CAN通道103进行信息交互；所述电控系统在某一计量泵故障时通过计量泵喷射量分担实现故障降级。
在本实施例中所述公共CAN通道103在控制面板内部直接相连，第一MCU芯片101和第二MCU芯片102直接进行信息交互，在外部无CAN线连接；所述公共CAN通道103上只有计量泵报文信息以及计量泵控制命令信息。具体的，所述故障降级具体包括：在某一计量泵发生故障导致无法正常喷射时故障降级自动启用，所述电控系统会将总喷射量平均分配给其余正常运行的计量泵进行喷射，同时在故障泵恢复正常后，所述电控系统会重新分配喷射量，让该计量泵重新参与喷射。如图2所示，图2为本发明非道路柴油机尾气处理电控系统数据交互示意图，图中CAN1-CAN4均指第一MCU芯片和第二MCU芯片连接计量泵的CAN通道，CAN0指公共CAN通道。
如图3所示，图3为本发明非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法流程图。本实施例中非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法具体包括如下步骤：
S201、第一MCU芯片和第二MCU芯片各自采用4路CAN通道与计量泵进行通讯，每路CAN通道连接一个计量泵，共计8路。
所述第一MCU芯片、第二MCU芯片使用不同的CAN通道连接计量泵，因此虽然计量泵的报文ID相同，第一MCU芯片、第二MCU芯片通过CAN通道准确识别计量泵编号，解决了因计量泵报文ID相同导致多泵系统时无法区分的难题。
S202、第一MCU芯片和第二MCU芯片通过一路公共CAN通道进行信息交互。
所述公共CAN通道在控制面板内部直接相连，第一MCU芯片和第二MCU芯片直接进行信息交互，在外部无CAN线连接；所述公共CAN通道上只有计量泵报文信息以及计量泵控制命令信息。
S203、第二MCU芯片将接收到的4路计量泵信息进行整合并发送到公共CAN通道。
所述第二MCU芯片将自身接收到的4路计量泵信息进行整合，再通过自定义报文将4路计量泵信息以不同ID报文发送到公共CAN通道。
S204、第一MCU芯片在公共CAN通道接收并解析第二MCU芯片整合发送的4路计量泵信息。
S205、第一MCU芯片整合8个计量泵信息后进行喷射量分配，将与自身相连的4个计量泵控制命令直接发送到对应CAN通道，并将与第二MCU芯片连接的4个计量泵的控制命令发送到公共CAN通道。
所述第一MCU芯片发送到公共CAN通道上的4个计量泵控制报文为自定义报文，接收方通过自定义数据确定需要控制的计量泵编号。
S206、第二MCU芯片在公共CAN通道接收并解析第一MCU芯片发送的4路计量泵的请求控制信息。
S207、第二MCU芯片在公共CAN通道接收到第一MCU芯片发送的4路计量泵请求控制信息之后，再将对应泵的控制命令信息用标准报文形式分别发给对应计量泵。
所述第二MCU芯片接收到自身相连的4个计量泵的自定义控制报文后，再通过4路CAN通道将对应泵的控制命令信息用标准报文形式发送出去，实现对计量泵的控制。
本发明的技术方案采用嵌入式系统控制取代了传统的PLC控制，成本低，适应性强；所述电控系统在传统的SCR系统上进行了升级，采用双核控制，第一MCU芯片和第二MCU芯片协调工作，通过CAN通道准确识别计量泵，能够有效地对8个计量泵进行独立控制，解决了因计量泵ID相同导致控制芯片无法同时控制数量较多的计量泵的难题；所述电控系统在某个计量泵出现故障时能够自动进行故障降级，将喷射量均分给其余正常泵，缩减了维修周期，降低了维修成本，大大提高了系统的降氮氧化物能力。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法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的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

Claims (9)

1.一种非道路柴油机尾气处理电控系统，其特征在于，采用嵌入式控制系统，通过双核芯片控制，所述双核芯片包括第一MCU芯片和第二MCU芯片；所述第一MCU芯片和第二MCU芯片各自通过4路CAN通道采集4个计量泵的通讯信息，实现8个计量泵的独立控制，其中，每路CAN通道连接一个计量泵；所述第一MCU芯片和第二MCU芯片通过一路公共CAN通道进行信息交互；所述电控系统在某一计量泵故障时通过计量泵喷射量分担实现故障降级。
2.根据权利要求1所述的非道路柴油机尾气处理电控系统，其特征在于，所述公共CAN通道在控制面板内部直接相连，第一MCU芯片和第二MCU芯片直接进行信息交互，在外部无CAN线连接；所述公共CAN通道上只有计量泵报文信息以及计量泵控制命令信息。
3.根据权利要求1或2任一项所述的非道路柴油机尾气处理电控系统，其特征在于，所述故障降级具体包括：在某一计量泵发生故障导致无法正常喷射时故障降级自动启用，所述电控系统会将总喷射量平均分配给其余正常运行的计量泵进行喷射，同时在故障泵恢复正常后，所述电控系统会重新分配喷射量，让该计量泵重新参与喷射。
4.一种非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S201、第一MCU芯片和第二MCU芯片各自采用4路CAN通道与计量泵进行通讯，每路CAN通道连接一个计量泵，共计8路；
S202、第一MCU芯片和第二MCU芯片通过一路公共CAN通道进行信息交互；
S203、第二MCU芯片将接收到的4路计量泵信息进行整合并发送到公共CAN通道；
S204、第一MCU芯片在公共CAN通道接收并解析第二MCU芯片整合发送的4路计量泵信息；
S205、第一MCU芯片整合8个计量泵信息后进行喷射量分配，将与自身相连的4个计量泵控制命令直接发送到对应CAN通道，并将与第二MCU芯片连接的4个计量泵的控制命令发送到公共CAN通道；
S206、第二MCU芯片在公共CAN通道接收并解析第一MCU芯片发送的4路计量泵的请求控制信息；
S207、第二MCU芯片在公共CAN通道接收到第一MCU芯片发送的4路计量泵请求控制信息之后，再将对应泵的控制命令信息用标准报文形式分别发给对应计量泵。
5.根据权利要求4所述的非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其特征在于，所述步骤S201具体包括：所述第一MCU芯片、第二MCU芯片使用不同的CAN通道连接计量泵，第一MCU芯片、第二MCU芯片通过CAN通道准确识别计量泵编号。
6.根据权利要求5所述的非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其特征在于，所述步骤S202还包括：所述公共CAN通道在控制面板内部直接相连，第一MCU芯片和第二MCU芯片直接进行信息交互，在外部无CAN线连接；所述公共CAN通道上只有计量泵报文信息以及计量泵控制命令信息。
7.根据权利要求5所述的非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其特征在于，所述步骤S203包括：所述第二MCU芯片将自身接收到的4路计量泵信息进行整合，再通过自定义报文将4路计量泵信息以不同ID报文发送到公共CAN通道。
8.根据权利要求5所述的非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其特征在于，所述步骤S205包括：所述第一MCU芯片发送到公共CAN通道上的4个计量泵控制报文为自定义报文，接收方通过自定义数据确定需要控制的计量泵编号。
9.根据权利要求5至8之一所述的非道路柴油机尾气处理电控系统控制方法，其特征在于，所述步骤S207包括：所述第二MCU芯片接收到自身相连的4个计量泵的自定义控制报文后，再通过4路CAN通道将对应泵的控制命令信息用标准报文形式发送出去，实现对计量泵的控制。
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Pledgor: KAILONG HIGH TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2021320010276