CN106545392B - 一种提高尿素泵精度的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能显著提高尿素泵喷射精度的控制方法，具体是，基于步进电机原理计量的尿素泵，喷射量与电机转速正相关，即电机转速越高，尿素喷射量越大，本发明的方法利用上述对应关系，采用闭环控制的方法，通过初标、测量、精标、复测，用以提高尿素泵的控制精度，从而实现实际尿素喷射量与需求尿素喷射量的准确性。

Description

一种提高尿素泵精度的控制方法
技术领域
本发明涉及车载设备的控制方法，尤其是一种应用于尿素喷射系统、提高尿素泵精度的控制方法。
背景技术
随着人们环保意识的不断提高和大气污染物控制法规的不断加严，我国对于汽车尾气排放的要求也越来越严格。为了达到排放标准，De-NOx后处理催化器的应用越来越广泛，尤其是重型柴油车NOx排放控制领域，通常的做法都是在排气管道后加装一套Urea-SCR(Selective Catalytic Reduction)或NH3-SCR后处理系统来解决NOx排放问题。
由于NH3不易储存及潜在的安全隐患，Urea-SCR成为主流的De-NOx后处理配置。其一般的控制原理是将尿素溶液存储在一个尿素罐里，当排气中需要还原剂时通过一个尿素泵将尿素溶液(通常是浓度为32.5％的尿素水溶液)从尿素罐中泵出，并通过一个特制的喷嘴将尿素溶液以雾状喷射进入排气管内，在尾气温度的作用下，雾状的尿素溶液能迅速水解并生成NH3，在与尾气中的NOx一起进入催化剂的表面时，NH3就能与NOx发生还原反应，从而达到降低NOx排放的目的。
由于SCR后处理系统中是利用尿素水解为氨气进而将尾气中的NOx还原为N2，尿素喷射量的精度将直接影响尾气中NOx和氨泄漏能否达标。尿素泵的实际喷射量与我们设定的喷射量总会因为加工工艺及零部件的精度等原因而存在一定差距，尿素泵控制精度的高低与尿素泵的在线标定有非常重要的关系。同时尿素泵控制精度不足还容易造成SCR系统的结晶。
尿素泵作为SCR系统的核心部件，可分为空气辅助式和无空气辅助式，而采无论采用何种方式，采用步进电机(将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元电机件)是一种常见的驱动形式，由于现有技术通常为开环控制，尿素泵往往是通过初标后便下线直接应用，从而无法满足喷射精度要求。
发明内容
针对目前技术上存在的不足，本发明旨在设计一种方法，用以提高尿素泵的控制精度，该方法适用于基于步进电机原理计量的尿素泵，通过初标、测量、精标、复测，从而实现实际尿素喷射量与需求尿素喷射量的准确性。
本发明通过如下的技术方案来实现：
一种提高尿素泵喷射精度的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)根据理论情况设定尿素泵的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，并设定尿素泵的需求精度值为a；
(2)按照尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，在尿素泵的尿素喷射量控制调节范围内分段测试尿素泵在该段的实际精度值a’；
(3)将测试得到的实际精度值与需求精度值进行比较，若a’＞a，则执行步骤(4)；若a’≤a，则直接执行步骤(6)；
(4)根据步骤(3)中的比较结果对之前的对应关系进行修正得到新的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，以替换之前的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系；同时判定进行修正的次数是否超过设定次数，如未超过设定次数，则执行步骤(5)，若超过设定次数，则直接执行步骤(7)；
(5)重复进行步骤(2)-(4)；
(6)依据当前实际精度值所对应的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系对尿素泵进行标定，产品合格并下线，结束流程；
(7)尿素泵不合格并下线，结束流程。
优选的，所述实际精度值a’＝︱(实际喷射量－尿素需求量)/尿素需求量︱，其中，所述尿素需求量＝测试时的电机转速N所对应的尿素喷射量m×喷射时长，所述实际喷射量＝喷射前尿素泵中尿素溶液质量－喷射后尿素泵中尿素溶液质量。
优选的，所述的对之前的对应关系进行修正是指，尿素喷射量m所对应的修正后的电机转速N＝该尿素喷射量m修正前所对应的电机转速N×[1－(实际喷射量－尿素需求量)/尿素需求量]。
优选的，所述设定次数至多为4次，更优选为3次。
优选的，所述尿素泵为气助式尿素泵和非气助式尿素泵。
本发明的有益效果：
(1)该方法可以有效提高尿素泵的喷射精度，由原来的开环控制改为闭环控制，通过复测、精标、修正等环节，可以大大提高尿素泵的喷射精度，进而减少SCR系统结晶风险；
(2)该方法通过修正系数根据尿素泵的实际喷射情况进行修正，多喷时修正系数＜1，少喷时修正系数＞1，保证有效、准确的对尿素泵精度进行改进；
(3)该方法在尿素泵的尿素喷射量控制调节范围内分段测试尿素泵各点的控制精度，进而对尿素泵进行有针对性的精标；
(4)该方法具有很好的适应性，对于气助式尿素泵和非气助式尿素泵都可以使用该方法提高喷射精度；同时具有很好的系统适应性，可以适用不同厂家喷射系统的精度标定。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
图1是本发明提高尿素泵喷射精度的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将更为详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然下面显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
基于步进电机原理计量的尿素泵，喷射量与电机转速正相关，即电机转速越高，尿素喷射量越大，为了提高尿素泵的控制精度，在尿素泵生产过程中可以按照下述的步骤流程来提高精度：
(1)设定尿素泵的需求精度值为a，并根据理论情况设定尿素泵的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系图表(见表1)，对尿素泵进行初标；
表1初标尿素喷射量m和电机转速N的对应关系
电机转速(r/min) N<sub>1</sub> N<sub>2</sub> N<sub>3</sub> … N<sub>n</sub>
喷射量(mg/s) m<sub>1</sub> m<sub>2</sub> m<sub>3</sub> … m<sub>n</sub>
(2)尿素泵的尿素喷射量控制调节范围内分段测试尿素泵各点的实际精度值a’(见表2)，其中，
尿素需求量＝设定尿素喷射量×喷射时长；
实际喷射量＝喷射前尿素泵中尿素溶液质量－喷射后尿素泵中尿素溶液质量；
a’＝︱(实际喷射量－尿素需求量)/尿素需求量︱；
表2尿素泵实际精度值测试
(3)将测试得到的实际精度值与需求精度值进行比较，若a’≤a，则可以完成对尿素泵的精标，产品合格下线；若a’＞a，则根据比较结果对之前的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系进行修正得到新的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，以替换之前的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，具体修正过程为，尿素喷射量m所对应的修正后的电机转速N＝该尿素喷射量m修正前所对应的电机转速N×[1－(实际喷射量－尿素需求量)/尿素需求量]。
(4)按照修正后尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，在尿素泵的尿素喷射量控制调节范围内分段测试尿素泵在该段的实际精度值a’，并反复进行修正直至a’≤a，完成对尿素泵的精标，产品合格下线。
(5)由于尿素泵产品制造质量等各方面的原因，可能反复修正仍然难以达到精度需求，出于时间及成本考虑，应当在修正一定次数后不再继续进行修正而将产品判定为不合格，经过反复实验总结，该重复修正次数至多为4次、优选为3次。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种提高尿素泵喷射精度的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)根据理论情况设定尿素泵的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，并设定尿素泵的需求精度值为a；
(2)按照尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，在尿素泵的尿素喷射量控制调节范围内分段测试尿素泵在该段的实际精度值a’，所述实际精度值a’＝︱(实际喷射量－尿素需求量)/尿素需求量︱，其中，所述尿素需求量＝测试时的电机转速N所对应的尿素喷射量m×喷射时长，所述实际喷射量＝喷射前尿素泵中尿素溶液质量－喷射后尿素泵中尿素溶液质量；
(3)将测试得到的实际精度值与需求精度值进行比较，若a’＞a，则执行步骤(4)；若a’≤a，则直接执行步骤(6)；
(4)根据步骤(3)中的比较结果对之前的对应关系进行修正得到新的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，以替换之前的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系，所述的对之前的对应关系进行修正是指，尿素喷射量m所对应的修正后的电机转速N＝该尿素喷射量m修正前所对应的电机转速N×[1－(实际喷射量－尿素需求量)/尿素需求量]；同时判定进行修正的次数是否超过设定次数，如未超过设定次数，则执行步骤(5)，若超过设定次数，则直接执行步骤(7)；
(5)重复进行步骤(2)-(4)；
(6)依据当前实际精度值所对应的尿素喷射量m和电机转速N的对应关系对尿素泵进行标定，产品合格并下线，结束流程；
(7)尿素泵不合格并下线，结束流程。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述设定次数至多为4次。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述设定次数为3次。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述尿素泵为气助式尿素泵或非气助式尿素泵。
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