CN106567767A - 尿素液位传感器失效控制系统及方法、scr系统及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种尿素液位传感器失效控制系统及方法，该方法预先存储对应于各个尿素液位的各个预设电压值；接收检测到的电压值；在检测到的电压值发生变化时，读取检测到的前一电压值，若检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关发生故障。其在某一电压值异常地不出现时，判定此处磁控开关失效，准确度、精确度高，当监控到某处磁控开关失效后，则在下一周期触发替代策略，避免尿素液位显示不准确，跨度太大，引起客户使用不便。本发明还提供了一种发动机SCR系统及包括这种发动机SCR系统的发动机。

Description

尿素液位传感器失效控制系统及方法、SCR系统及发动机
技术领域
本发明涉及尿素液位传感器失效控制系统及方法、发动机SCR系统及发动机。
背景技术
柴油机由于柴油燃烧特性，排放的HC、CO相对汽油机少得多，但排放物存在大量NOx。因此，柴油机排放控制的重点应该是降低NOx的排放量。
SCR(Selective Catalytic Reduction，催化还原技术)是利用NH3和NOx(氮氧化物)发生催化还原反应来降低甚至消除发动机、比如柴油机的废气中NOx的技术，以满足国IV及以上排放要求。
在进行催化还原反应过程中，需要检查尿素在发动机运行过程中是否有消耗，当剩余尿素液体小于某一定值时需要报警，提醒司机观察仪表以确认是否需要添加尿素。在电子控制单元(ECU)中，需要通过检测尿素液位来控制尿素的喷射量。
目前，使用尿素箱液位传感器来感测尿素箱中的尿素液位，如在现有的文献CN102192773A中所披露的。尿素液位传感器结构如图1所示，磁性浮动件、比如磁性浮筒随液面高度沿导向管上下移动，导向管内设有具有测量电路的细长电路板(未示出)，电路板上分布有多组沿导向管的长度方向排列的磁控单元，各组磁控单元分别包括串联的电阻和磁控开关、比如干簧管(其在外部无磁力时断开，在外部磁力足够时闭合)，电路板上的整体测量电路的电路图如图2所示。当磁性浮动件位于某一位置时，使该位置的磁控开关(比如干簧管1、干簧管2、干簧管3……干簧管x中的一个干簧管)闭合，与该磁控开关串联的电阻(比如R1、R2、R3、R4……Rx中的对应一个电阻)被短路，高度不同时，电阻不同，所对应的电阻值不同。接插件连接至发动机电子控制单元形成回路，发动机电子控制单元内部设有上拉电阻，通过测量上拉电阻两端的电压值得到与当前磁性浮动件相对应的液位信息。
目前，关于尿素箱液位传感器可信性的检测原理为：系统监控累计的尿素喷射量，当累积尿素喷射量达到一定值后，将与此时的尿素传感器前后尿素剩余量进行对比，如果两者差别超过规定限值，则将报出尿素箱液位传感器不可信。
而目前的尿素箱液位传感器信号通常是非连续性的，是跳跃变化的，由液位信息转化为体积信息，尿素箱一般为异形，转化时存在一定误差，尿素喷射累积量是尿素泵测算的理论值，与实际值存在一定差异。综上各个因素，尿素箱剩余量、尿素喷射累积量都有一定的误差，导致目前的尿素箱可信性检测的跨度必须标的较大，跨度小容易造成误报错，所以当前标定对尿素箱液位传感器局部失效故障、比如某个干簧管发生故障无法检测。
而在尿素箱液位传感器局部失效时SCR系统无法识别失效位置的情况下，尿素剩余量突变较大，使客户使用不便，特别是在对应于尿素较低液位的干簧管发生故障时，液位突变时可能会使仪表的刻度从较低液位突变至接近于零，这会引起客户情绪紧张或报怨。
因此，需要解决现有技术中无法识别尿素液位传感器局部故障的问题，此外，还需解决现有技术中尿素剩余液位信息跳动过大的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，特别是解决现有技术中无法识别尿素液位传感器局部故障的问题，此外，还解决现有技术中尿素剩余液位信息跳动过大的问题。该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提供了一种尿素液位传感器失效控制系统，所述尿素液位传感器失效控制系统包括尿素液位传感器以及电子控制单元，所述尿素液位传感器包括置于导向管内的测量电路，所述测量电路包括沿所述导向管的长度方向排列的多组磁控单元，各组磁控单元分别包括串联的电阻和磁控开关，多组磁控单元在电路上并联，套设于所述导向管上的磁性浮动件能够沿所述导向管滑动并且能够在对应于各个磁控开关的位置处分别使各个磁控开关闭合，从而产生对应于各个尿素液位的各个电压值信号，所述电子控制单元从所述尿素液位传感器接收检测到的电压值，所述电子控制单元内预先存储有对应于各个尿素液位的各个预设电压值，在所述尿素液位传感器检测到的电压值发生变化时，所述电子控制单元读取所述尿素液位传感器检测到的前一电压值，若所述尿素液位传感器检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则所述电子控制单元判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关发生故障。
本发明直接监测尿素箱液位传感器的电压变化情况，能够识别尿素液位传感器局部故障发生在哪一个磁控开关处，当跳跃某一电压值、即某一电压值异常地不出现时，判定此处磁控开关失效，因而这种监测准确度高、精确度高；
根据本发明的另一方面，所述电子控制单元内预先存储有与各个预设电压值相对应的各个电压值序号，在与所述电压值序号相对应的电压值发生变化时，所述电子控制单元读取前一电压值序号，若当前电压值序号跳跃预先存储的与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号，则所述电子控制单元判定对应于与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号的磁控开关发生故障。
通过这种设置，可以简单明了地获知哪一个磁控开关发生故障。
根据本发明的另一方面，所述电子控制单元内预先存储有与所述各个预设电压值相对应的各个尿素体积差，在所述尿素液位传感器下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号的前一电压值序号相符时，所述电子控制单元开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与所述前一电压值序号对应的尿素体积差同与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号对应的尿素体积差之差时，所述电子控制单元将与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号设为下一电压值序号。
通过这种设置，当监控到某一磁控开关出故障或失效后，能够在下一周期触发替代策略，即能够显示出出故障的那一个磁控开关应显示的尿素液位，避免尿素液位显示不准确，跨度太大，引起客户使用不便，特别是在液位较低时对应的磁控开关出现故障的情况下，这种替代策略是尤其有益的。
根据本发明的另一方面，所述尿素液位传感器失效控制系统设置有显示单元，所述显示单元设置有与各个预设电压值序号相对应的刻度并且显示与各个电压值序号相对应的液位信息。
根据本发明的另一方面，所述磁控开关为干簧管。
本发明还提供了一种发动机SCR系统，所述发动机SCR系统包括前面描述的尿素液位传感器失效控制系统。
本发明还提供了一种发动机，所述发动机包括前面描述的发动机SCR系统。
本发明还提供了一种尿素液位传感器失效控制方法，所述尿素液位传感器失效控制方法是通过根据前面描述的尿素液位传感器失效控制系统来实施的，所述尿素液位传感器失效控制方法包括：预先存储对应于各个尿素液位的各个预设电压值；接收检测到的电压值；在检测到的电压值发生变化时，读取检测到的前一电压值，若检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关发生故障。
根据本发明的另一方面，所述尿素液位传感器失效控制方法还包括：预先存储与各个预设电压值相对应的各个电压值序号，在与所述电压值序号相对应的电压值发生变化时，读取前一电压值序号，若当前电压值序号跳跃预先存储的与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号，则判定对应于与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号的磁控开关发生故障。
根据本发明的另一方面，所述尿素液位传感器失效控制方法还包括：预先存储与所述各个预设电压值相对应的各个尿素体积差，在下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号的前一电压值序号相符时，开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与所述前一电压值序号对应的尿素体积差同与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号对应的尿素体积差之差时，将与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号设为下一电压值序号。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了现有技术中的尿素液位传感器的结构；
图2示出了现有技术中的尿素液位传感器的测量电路；
图3示出了根据本发明实施方式的尿素液位传感器失效控制的第一流程图；
图4示出了根据本发明实施方式的尿素液位传感器失效控制的第二流程图；
图5示出了根据本发明实施方式的尿素液位传感器失效控制的第三流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中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。
以下将参照图1至图5详细描述本发明的实施方式。
在本发明的实施方式中提供了一种尿素液位传感器失效控制系统，其包括如图1和图2所示的尿素液位传感器以及具有如图3和图4所示的控制逻辑的电子控制单元。如图2所示，该尿素液位传感器包括置于导向管内的整体测量电路，该整体测量电路包括多组沿导向管的长度方向排列的磁控单元，各组磁控单元分别包括串联的电阻(比如R1、R2、R3、R4……Rx)和磁控开关，在本实施方式中磁控开关例如为单簧管(比如干簧管1、干簧管2、干簧管3……干簧管x)，多组磁控单元在电路上并联。套设于导向管上的磁性浮动件能够沿导向管滑动并且能够在对应于各个磁控开关的位置处分别使各个磁控开关闭合，从而产生对应于各个尿素液位的各个电压值信号。上述电子控制单元从尿素液位传感器接收检测到的电压值，该电子控制单元内预先存储有对应于各个尿素液位的各个预设电压值(比如，A1、A2、A3……An-1、An)，如表1所示。在尿素液位传感器检测到的电压值发生变化时，电子控制单元读取尿素液位传感器检测到的前一电压值，若尿素液位传感器检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则所述电子控制单元判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关(例如干簧管)发生故障，如图3的流程图所示。
表1
电压值序号 1 2 3 …… n-1 n
电压值 A1 A2 A3 …… A(n-1) An
尿素体积差 L1 L2 …… L(n-2) L(n-1)
例如，当尿素液位传感器检测到的电压值从A1变化到当前电压值，电子控制单元读取前一电压值A1，若当前电压值跳跃与电压值A1在后连续的电压值A2，则判定对应于电压值A2的干簧管2发生故障。
此外，电子控制单元内预先存储有与各个预设电压值相对应的各个电压值序号(比如，1、2、3……n-1、n)，如表1所示。在与电压值序号相对应的电压值发生变化时，此时电子控制单元自动映射为电压值序号发生变化，电子控制单元读取前一电压值序号，若当前电压值序号跳跃预先存储的与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号，则电子控制单元判定对应于与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号的磁控开关发生故障，如图4中的流程图所示。
例如，当尿素液位传感器检测到的电压值从A1变化到当前电压值，则电子控制单元自动映射为电压值序号1变化到当前电压值序号，电子控制单元读取前一电压值序号1，若当前电压值序号跳跃与电压值序号1在后连续的电压值序号2，则判定对应于电压值序号2的干簧管2发生故障。
此外，电子控制单元内预先存储有与各个预设电压值相对应的各个尿素体积差(比如，L1、L2……L(n-2)、L(n-1))，在尿素液位传感器下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号的前一电压值序号相符时，电子控制单元开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与前一电压值序号对应的尿素体积差同与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号对应的尿素体积差之差时，所述电子控制单元将与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号设为下一电压值序号，如图5所示。此为对在尿素传感器局部故障的情况下尿素液位无法连续显示的故障修复。
例如，在尿素液位传感器下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号3的前一电压值序号2相符时，电子控制单元开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与前一电压值序号2对应的尿素体积差L1同与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号3对应的尿素体积差L2之差L2-L1时，电子控制单元将与所述前一电压值序号2在后连续的电压值序号3设为下一电压值序号。
此外，尿素液位传感器失效控制系统设置有显示单元，该显示单元设置有与各个预设电压值序号相对应的刻度并且显示与各个电压值序号相对应的液位信息，从而向用户提供尿素液位的变化。通过上述对液位无法连续显示的故障修复，也能实现在某一干簧管、比如干簧管3发生故障时，尿素液位的连续显示。
此外，本发明还提供了通过上面描述的尿素液位传感器失效控制系统实施的尿素液位传感器失效控制方法，其包括：预先存储对应于各个尿素液位的各个预设电压值；接收检测到的电压值；在检测到的电压值发生变化时，读取检测到的前一电压值，若检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关发生故障。
此外，该尿素液位传感器失效控制方法还包括：预先存储与各个预设电压值相对应的各个电压值序号，在与所述电压值序号相对应的电压值发生变化时，读取前一电压值序号，若当前电压值序号跳跃预先存储的与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号，则判定对应于与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号的磁控开关发生故障。
此外，该尿素液位传感器失效控制方法还包括：预先存储与所述各个预设电压值相对应的各个尿素体积差，在下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号的前一电压值序号相符时，开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与所述前一电压值序号对应的尿素体积差同与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号对应的尿素体积差之差时，将与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号设为下一电压值序号。
此外，这种尿素液位传感器失效控制系统及方法可以配置或结合到发动机SCR系统中，并且这种发动机SCR系统可以结合到发动机中，该发动机例如为柴油机。
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 (10)

1.一种尿素液位传感器失效控制系统，其特征在于，所述尿素液位传感器失效控制系统包括尿素液位传感器以及电子控制单元，所述尿素液位传感器包括置于导向管内的测量电路，所述测量电路包括沿所述导向管的长度方向排列的多组磁控单元，各组磁控单元分别包括串联的电阻和磁控开关，多组磁控单元在电路上并联，套设于所述导向管上的磁性浮动件能够沿所述导向管滑动并且能够在对应于各个磁控开关的位置处分别使各个磁控开关闭合，从而产生对应于各个尿素液位的各个电压值信号，所述电子控制单元从所述尿素液位传感器接收检测到的电压值，所述电子控制单元内预先存储有对应于各个尿素液位的各个预设电压值，在所述尿素液位传感器检测到的电压值发生变化时，所述电子控制单元读取所述尿素液位传感器检测到的前一电压值，若所述尿素液位传感器检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则所述电子控制单元判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关发生故障。
2.根据权利要求1所述的尿素液位传感器失效控制系统，其特征在于，所述电子控制单元内预先存储有与各个预设电压值相对应的各个电压值序号，在与所述电压值序号相对应的电压值发生变化时，所述电子控制单元读取前一电压值序号，若当前电压值序号跳跃预先存储的与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号，则所述电子控制单元判定对应于与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号的磁控开关发生故障。
3.根据权利要求2所述的尿素液位传感器失效控制系统，其特征在于，所述电子控制单元内预先存储有与所述各个预设电压值相对应的各个尿素体积差，在所述尿素液位传感器下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号的前一电压值序号相符时，所述电子控制单元开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与所述前一电压值序号对应的尿素体积差同与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号对应的尿素体积差之差时，所述电子控制单元将与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号设为下一电压值序号。
4.根据权利要求3所述的尿素液位传感器失效控制系统，其特征在于，所述尿素液位传感器失效控制系统设置有显示单元，所述显示单元设置有与各个预设电压值序号相对应的刻度并且显示与各个电压值序号相对应的液位信息。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的尿素液位传感器失效控制系统，其特征在于，所述磁控开关为干簧管。
6.一种发动机SCR系统，所述发动机SCR系统包括根据权利要求1至5中的任一项所述的尿素液位传感器失效控制系统。
7.一种发动机，所述发动机包括根据权利要求6所述的发动机SCR系统。
8.一种尿素液位传感器失效控制方法，所述尿素液位传感器失效控制方法是通过根据权利要求1至5中的任一项所述的尿素液位传感器失效控制系统来实施的，其特征在于，所述尿素液位传感器失效控制方法包括：
预先存储对应于各个尿素液位的各个预设电压值；
接收检测到的电压值；
在检测到的电压值发生变化时，读取检测到的前一电压值，若检测到的当前电压值跳跃预先存储的与所述前一电压值在后连续的预设电压值，则判定对应于与所述前一电压值在后连续的预设电压值的磁控开关发生故障。
9.根据权利要求8所述的尿素液位传感器失效控制方法，其特征在于，所述尿素液位传感器失效控制方法还包括：预先存储与各个预设电压值相对应的各个电压值序号，在与所述电压值序号相对应的电压值发生变化时，读取前一电压值序号，若当前电压值序号跳跃预先存储的与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号，则判定对应于与所述前一电压值序号在后连续的电压值序号的磁控开关发生故障。
10.根据权利要求9所述的尿素液位传感器失效控制方法，其特征在于，所述尿素液位传感器失效控制方法还包括：预先存储与所述各个预设电压值相对应的各个尿素体积差，在下一次检测到的电压值序号与发生磁控开关故障的电压值序号的前一电压值序号相符时，开始计量尿素喷射累积量，当所计量的尿素喷射累积量达到与所述前一电压值序号对应的尿素体积差同与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号对应的尿素体积差之差时，将与所述前一电压值序号在后连续的预设电压值序号设为下一电压值序号。
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