CN108051224A - Scr系统测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种SCR系统测试装置，该SCR系统测试装置包括：计算机，计算机的软件系统存储有对应不同测试模式的程序，使得操作人员能够根据测试的需要在各个测试模式之间进行切换以及针对各个测试模式进行标定，并且计算机能够将实时测试状态和测试结果反馈给操作人员；信号模拟控制器，能够分别与计算机和SCR系统的电子控制单元电联接，从而接收计算机发送的控制指令，并根据接收到的控制指令模拟发动机或整车的工况并向SCR系统的电子控制单元输出相应的模拟控制信号，并将实时测试状态和测试结果报告给计算机；SCR系统支架，模拟真实整车布置环境支承待测的SCR系统的各个部件；管路系统，模拟真实整车布置环境连通待测的SCR系统的各个部件。

Description

SCR系统测试装置

技术领域

本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，具体地涉及一种SCR系统测试装置。

背景技术

选择性催化还原技术SCR(Selective Catalytic Reduction)是处理柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一。SCR喷射系统的喷射精度对最终氮氧化物的处理效果起到关键作用，是评价喷射系统性能的关键指标。现有的SCR系统电控功能试验台只能实现信号的模拟输出，并且现有技术的精度测试方法是通过人工进行手动测试，操作上误差大，测试时间长，不能模拟整车的真实环境进行故障复现。

发明内容

本发明的目的是至少解决上述问题之一，该目的通过以下技术方案实现：

本发明提出一种SCR系统测试装置，所述SCR系统测试装置能够在不使用发动机的情况下实现SCR系统的测试试验，所述SCR系统测试装置包括：

计算机，所述计算机的软件系统存储有对应不同测试模式的程序，使得操作人员能够根据测试的需要在各个测试模式之间进行切换以及针对各个测试模式进行标定，并且所述计算机能够将实时测试状态和测试结果反馈给操作人员，并能够按照操作人员的操作命令处理测试结果；

信号模拟控制器，所述信号模拟控制器能够分别与所述计算机和待测的SCR系统的电子控制单元电联接，从而接收所述计算机发送的控制指令，并且根据接收到的控制指令模拟发动机或整车的工况并向待测的SCR系统的电子控制单元输出相应的模拟控制信号，并且将实时测试状态和测试结果报告给所述计算机；

SCR系统支架，所述SCR系统支架模拟真实整车布置环境支承待测的SCR系统的各个部件；

管路系统，所述管路系统模拟真实整车布置环境连通待测的SCR系统的各个部件。

优选地，所述模拟控制信号是对应发动机的各个传感器的模拟激励信号和/或对应车辆的各个执行器的模拟负载信号。

进一步优选地，所述计算机与所述信号模拟控制器之间通过CAN总线联接，所述计算机通过CAN报文向所述信号模拟控制器发送控制指令，所述信号模拟控制器通过CAN报文向所述计算机报告实时测试状态和测试结果。

进一步优选地，所述SCR系统测试装置还包括电子秤，所述电子秤与所述信号模拟控制器电联接，用于测定待测的SCR系统喷射的尿素量并将测定结果通过所述信号模拟控制器传输至所述计算机，从而实现对待测的SCR系统实现精度测试，所述信号模拟控制器包括精度测试模块，所述计算机的软件系统存储有三种精度测试模式的程序：单点测试模式、自动循环测试模式和路谱回放测试模式，

其中，在单点测试模式下，由操作人员通过所述计算机设定单一工况点的操作命令参数，所述信号模拟控制器接收来自所述计算机的在上述设定条件下运行的控制指令并形成相应的模拟控制信号，并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，使得待测的SCR系统执行符合上述设定的单一工况点的操作；

在自动循环测试模式下，由操作人员通过所述计算机输入循环次数、各个循环的持续时间和相应的尿素喷射量，所述信号模拟控制器接收来自所述计算机的在上述设定条件下运行的控制指令并形成相应的模拟控制信号，并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，使得待测的SCR系统执行符合上述设定条件的自动循环操作；

在路谱回放测试模式下，由操作人员将路谱文件导入所述计算机，所述计算机的软件系统读取导入的路谱文件并按照时间轴顺序向所述信号模拟控制器发送在导入的路谱文件状态下运行的控制指令，使得所述信号模拟控制器形成相应的模拟控制信号并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，从而使待测的SCR系统执行符合所述路谱文件状态的操作。

根据本发明的一种优选地实施方式，所述SCR系统包括尿素泵、尿素箱、SCR箱和喷嘴，所述尿素泵集成设置有电子控制单元，所述信号模拟控制器通过CAN总线与所述尿素泵电联接，使得所述电子控制单元能够接收所述信号模拟控制器发送的模拟控制信号并对接收到的模拟控制信号进行运算处理，进而向所述尿素泵输出执行指令。

根据本发明的另一种优选地实施方式，所述SCR系统包括尿素泵、尿素箱、SCR箱、喷嘴和与所述尿素泵电联接的电子控制单元，所述信号模拟控制器通过CAN总线与所述电子控制单元电联接，使得所述电子控制单元能够接收所述信号模拟控制器发送的模拟控制信号并对接收到的模拟控制信号进行运算处理，进而向所述尿素泵输出执行指令。

进一步优选地，所述尿素泵是气助式泵。

进一步优选地，所述尿素泵是非气助式泵。

进一步优选地，所述SCR系统测试装置能够对待测的SCR系统实现故障模拟测试，所述信号模拟控制器包括故障模拟测试模块，所述计算机的软件系统存储有故障模拟测试程序；所述管路系统设置有故障注入阀门、压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和所述流量传感器分别与所述计算机电联接，使得所述压力传感器和所述流量传感器的信号能够通过所述计算机进行监控。

更进一步优选地，所述SCR系统测试装置能够对待测的SCR系统实现故障模拟测试，所述信号模拟控制器包括故障模拟测试模块，所述计算机的软件系统存储有故障模拟测试程序和尿素泵气密性测试程序；所述管路系统设置有故障注入阀门、压力传感器和流量传感器，其中在所述尿素泵的上游和下游分别设置有压力传感器，所述压力传感器和所述流量传感器分别与所述计算机电联接，使得所述压力传感器和所述流量传感器的信号能够通过所述计算机进行监控。

本发明的SCR系统测试装置能够以离线测试的方式实现SCR喷射系统的精度测试、故障再现测试和用于研究后处理系统的控制策略，节省发动机台架资源，通过模拟真实整车环境实现市场故障复现，通过自动控制测试设计减小现有技术的手动精度测试误差，节省人力时间成本。

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示出了根据本发明实施方式的SCR系统测试装置的原理示意图；

图2示出了根据本发明的实施方式的SCR系统测试装置的SCR系统支架的结构示意图。

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。

根据本发明的实施方式，提出一种SCR系统测试装置，该SCR系统测试装置能够在不使用发动机的情况下实现SCR系统的测试试验。如图1和图2所示，根据本发明的SCR系统测试装置包括：计算机(例如PC机)或上位机、信号模拟控制器或下位机、SCR系统支架、管路系统和电子秤。根据本发明的优选的实施方式，计算机与信号模拟控制器之间采用独立的CAN总线进行通信，模拟控制器可以通过USB连接至计算机，使得计算机通过CAN报文向信号模拟控制器发送控制指令，信号模拟控制器通过CAN报文向计算机报告实时测试状态和测试结果。

计算机的软件系统存储有对应不同测试模式的程序，使得操作人员能够根据测试的需要选择测试模式并在各个测试模式之间进行切换，并且能够根据具体测试的需要针对各个测试模式进行标定。信号模拟控制器集成有发动机电子控制单元(ECU)，并且分别与计算机和待测的SCR系统的电子控制单元电联接，从而接收计算机发送的控制指令，并且根据接收到的控制指令模拟发动机或整车的工况并向待测的SCR系统的电子控制单元输出相应的模拟控制信号，并且将实时测试状态和测试结果报告给所述计算机，通过计算机将实时测试状态和测试结果反馈给操作人员，操作人员可以向计算机输入操作命令以处理测试结果。根据本发明的优选的实施方式，模拟控制信号是对应发动机的各个传感器的模拟激励信号和/或对应车辆的各个执行器的模拟负载信号。本发明的SCR系统测试装置能够实现精度测试、故障模拟测试、ESC稳态测试/ETC瞬态测试和耐久测试。相应地，如图1所示，操作人员可以通过计算机或上位机输入瞬态/稳态测试点以及精度测试模式和故障模拟测试下的操作命令参数，并且通过计算机或上位机接收设备连接状态、尿素泵工作状态、测试进程、尿素溶液剩余量和测试结果。信号模拟控制器采用直观的面板排布方式，能够便利地调整各个信号的参数并且直接观测ECU的工作状态。

计算机软件可以通过脚本文件实现自动测试。信号模拟控制器包括可扩展的核心功能模块和通用的信号接口，从而能够用于多种平台控制器的测试，使得信号模拟控制器能够处理26路数字信号、46路模拟信号、2路正时信号、4路霍尔型和4路磁电型波形信号、宽域氧浓度传感器信号、爆震信号、12通道喷油信号、6通道火花塞负载和6通道点火控制模拟点火信号、指示灯负载和继电器负载、11路高低可配输出的PWM输出和4路H桥输出，能够满足欧六要求的信号模拟测试。

如图2所示，SCR系统支架支承待测的SCR系统的各个部件。通过在SCR系统支架上设计带刻度的导轨，能够调节尿素箱、尿素泵、SCR箱和喷嘴的位置，从而实现模拟真实整车的布置环境对待测的SCR系统的各个部件的位置进行调整。相应对，管路系统模拟真实整车布置环境连通待测的SCR系统的各个部件。

根据本发明的优选的实施方式，SCR系统测试装置能够自动实现对SCR系统的精度测试。如图1所示，用于测定SCR系统喷射的尿素量通过电子秤进行测定，电子秤与信号模拟控制器电联接，使得电子秤测得的测定能够通过信号模拟控制器传输至计算机。信号模拟控制器电子秤信号并发送至计算机，实现理论喷射量与实际喷射量的实时监控与对比。

本发明的SCR系统测试装置优选地包括三种精度测试模式：单点测试模式、自动循环测试模式和路谱回放测试模式。相应地，计算机的软件系统存储有上述三种精度测试模式，使得操作人员能够根据需要执行选定的精度测试模式。

具体地，在单点测试模式下，由操作人员通过计算机设定单一工况点的操作命令参数，信号模拟控制器接收来自计算机的在上述设定条件下运行的控制指令并形成相应的模拟控制信号，并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，使得待测的SCR系统执行符合上述设定的单一工况点的操作；

在自动循环测试模式下，由操作人员通过计算机输入循环次数、各个循环的持续时间和相应的尿素喷射量，信号模拟控制器接收来自计算机的在上述设定条件下运行的控制指令并形成相应的模拟控制信号，并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，使得待测的SCR系统执行符合上述设定条件的自动循环操作；

在路谱回放测试模式下，由操作人员将模拟真实道路路面状况的SCV格式的路谱文件导入计算机，计算机的软件系统读取导入的路谱文件并按照时间轴顺序向信号模拟控制器发送在导入的路谱文件状态下运行的控制指令，使得信号模拟控制器形成相应的模拟控制信号并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，从而使待测的SCR系统执行符合所述路谱文件状态的操作。在路谱回放测试模式下，SCR系统测试装置能够支持多个CSV文件导入和时间轴同步，路谱文件中可以包含多余的变量(如ECU的中间变量)，信号模拟控制器的软件系统可以自动筛选。如果在路谱文件导入时缺少相应的信号能给出提示。

根据本发明的一种实施方式，如图1所示，待测的SCR系统包括尿素泵、尿素箱、SCR箱和喷嘴。尿素泵为气助式泵或即插即用泵，其内部集成设置有电子控制单元。SCR系统相应地设置有用于向尿素泵提供压缩空气的气源以及用于过滤压缩空气的压缩空气过滤器，气源的压力优选地能够在0-10bar的范围内调节。压缩空气过滤器的上游和下游分别设置有压力表或压力传感器，压力表或压力传感器与计算机电联接，从而能够通过计算机对压力进行监控。信号模拟控制器通过CAN总线与该尿素泵电联接，使得集成在尿素泵内的电子控制单元能够接收信号模拟控制器发送的模拟控制信号并对接收到的模拟控制信号进行运算处理，进而向尿素泵输出执行指令。

根据本发明的另一种实施方式，如图1所示，待测的SCR系统包括尿素泵、尿素箱、SCR箱、喷嘴和与尿素泵电联接的电子控制单元，该电子控制单元例如为尿素喷射电子控制单元，即DCU(Dosing Control Unit),尿素泵为非气助式泵或非即插即用泵。信号模拟控制器通过CAN总线与尿素喷射电子控制单元电联接，使得尿素喷射电子控制单元能够接收信号模拟控制器发送的模拟控制信号并对接收到的模拟控制信号进行运算处理，进而向尿素泵输出执行指令。

在上述两种实施方式中，如图1所示，本发明的SCR系统测试装置还包括用于向待测的SCR系统的尿素箱提供尿素的液源以及补液泵。另外，喷嘴的下游位置可设置有通向SCR箱(未示出)的入口，从而可以根据测试的需要将尿素喷射至SCR箱中。优选地，在喷嘴处设置有压力传感器，该压力传感器与计算机电联接，使得操作人员能够通过计算机监控喷嘴处的压力。进一步优选地，可以通过鼓风机向SCR箱进口鼓风以提供喷嘴背压，喷出的尿素可以流入废液/气容器中进行溶解处理，优选地，整个尿素管路和废液/气容均采用透明设计，从而能够观察尿素压力建立以及喷射雾化情况。计算机软件系统能实现对发动机状态变量(包括电子秤信号)数据流图形化监控和记录，计算机软件系统留有CAN报文的接口，便于进行二次开发和系统升级。

根据本发明的优选的实施方式，SCR系统测试装置能够对待测的SCR系统实现故障模拟测试。相应地，信号模拟控制器包括故障模拟测试模块，计算机的软件系统存储有故障模拟测试程序。SCR系统测试装置的管路系统设置有故障注入阀门、压力传感器和流量传感器。根据本发明的优选的实施方式，故障注入阀门可以包括用于实现泄露模拟的旁通阀或换向阀和用于实现堵塞模拟的节流阀。进一步优选地，在SCR系统测试装置的气体管路和液体管路中均设置有用于泄露模拟的旁通阀或换向阀，从而实现对漏气不漏液以及漏液状态的不同故障的模拟。在堵塞模拟测试中，可以通过调节节流阀的开度模拟堵塞的程度。压力传感器和流量传感器分别与计算机电联接，使得所述压力传感器和所述流量传感器的信号能够通过所述计算机进行监控。

进一步优选地，对于使用气助式泵或即插即用泵的SCR系统，故障模拟测试还包括尿素泵的气密性测试。具体地，计算机的软件系统中还存储有尿素泵气密性测试程序，并且在尿素泵的上游和下游分别设置有压力传感器，从而通过尿素泵前后的压差实现对尿素泵的气密性的测试。替代地，也可以通过手动方式测试尿素泵的气密性，例如将尿素泵放置在水中，从尿素泵的进气口充入气体，观察尿素泵是否会在某些位置冒气泡。

另外，根据本发明的优选的实施方式，信号模拟控制器设置有不同的插接口从而能够根据不同的测试需要在模拟负载输入模式和真实负载输入模式之间进行切换。在模拟负载输入模式下，信号模拟控制器按照上位机的控制指令产生模拟负载信号并发送给SCR系统的电子控制单元；在真实负载输入模式下，信号模拟控制器连接特定的执行器，由执行器向信号模拟控制器施加负载，模拟控制器将产生的真实负载信号发送给SCR系统的电子控制单元。

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SCR系统测试装置，其特征在于，所述SCR系统测试装置能够在不使用发动机的情况下实现SCR系统的测试试验，所述SCR系统测试装置包括：

计算机，所述计算机的软件系统存储有对应不同测试模式的程序，使得操作人员能够根据测试的需要在各个测试模式之间进行切换以及针对各个测试模式进行标定，并且所述计算机能够将实时测试状态和测试结果反馈给操作人员，并能够按照操作人员的操作命令处理测试结果；

信号模拟控制器，所述信号模拟控制器能够分别与所述计算机和待测的SCR系统的电子控制单元电联接，从而接收所述计算机发送的控制指令，并且根据接收到的控制指令模拟发动机或整车的工况并向待测的SCR系统的电子控制单元输出相应的模拟控制信号，并且将实时测试状态和测试结果报告给所述计算机；

SCR系统支架，所述SCR系统支架模拟真实整车布置环境支承待测的SCR系统的各个部件；

管路系统，所述管路系统模拟真实整车布置环境连通待测的SCR系统的各个部件。

2.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述模拟控制信号是对应发动机的各个传感器的模拟激励信号和/或对应车辆的各个执行器的模拟负载信号。

3.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述计算机与所述信号模拟控制器之间通过CAN总线联接，所述计算机通过CAN报文向所述信号模拟控制器发送控制指令，所述信号模拟控制器通过CAN报文向所述计算机报告实时测试状态和测试结果。

4.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述SCR系统测试装置还包括电子秤，所述电子秤与所述信号模拟控制器电联接，用于测定待测的SCR系统喷射的尿素量并将测定结果通过所述信号模拟控制器传输至所述计算机，从而实现对待测的SCR系统实现精度测试，所述信号模拟控制器包括精度测试模块，所述计算机的软件系统存储有三种精度测试模式的程序：单点测试模式、自动循环测试模式和路谱回放测试模式，

其中，在单点测试模式下，由操作人员通过所述计算机设定单一工况点的操作命令参数，所述信号模拟控制器接收来自所述计算机的在上述设定条件下运行的控制指令并形成相应的模拟控制信号，并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，使得待测的SCR系统执行符合上述设定的单一工况点的操作；

在自动循环测试模式下，由操作人员通过所述计算机输入循环次数、各个循环的持续时间和相应的尿素喷射量，所述信号模拟控制器接收来自所述计算机的在上述设定条件下运行的控制指令并形成相应的模拟控制信号，并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，使得待测的SCR系统执行符合上述设定条件的自动循环操作；

在路谱回放测试模式下，由操作人员将路谱文件导入所述计算机，所述计算机的软件系统读取导入的路谱文件并按照时间轴顺序向所述信号模拟控制器发送在导入的路谱文件状态下运行的控制指令，使得所述信号模拟控制器形成相应的模拟控制信号并将该模拟控制信号发送给待测的SCR系统的电子控制单元，从而使待测的SCR系统执行符合所述路谱文件状态的操作。

5.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述SCR系统包括尿素泵、尿素箱、SCR箱和喷嘴，所述尿素泵集成设置有电子控制单元，所述信号模拟控制器通过CAN总线与所述尿素泵电联接，使得所述电子控制单元能够接收所述信号模拟控制器发送的模拟控制信号并对接收到的模拟控制信号进行运算处理，进而向所述尿素泵输出执行指令。

6.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述SCR系统包括尿素泵、尿素箱、SCR箱、喷嘴和与所述尿素泵电联接的电子控制单元，所述信号模拟控制器通过CAN总线与所述电子控制单元电联接，使得所述电子控制单元能够接收所述信号模拟控制器发送的模拟控制信号并对接收到的模拟控制信号进行运算处理，进而向所述尿素泵输出执行指令。

7.根据权利要求5所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述尿素泵是气助式泵。

8.根据权利要求6所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述尿素泵是非气助式泵。

9.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述SCR系统测试装置能够对待测的SCR系统实现故障模拟测试，所述信号模拟控制器包括故障模拟测试模块，所述计算机的软件系统存储有故障模拟测试程序；所述管路系统设置有故障注入阀门、压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和所述流量传感器分别与所述计算机电联接，使得所述压力传感器和所述流量传感器的信号能够通过所述计算机进行监控。

10.根据权利要求1所述的SCR系统测试装置，其特征在于，所述SCR系统测试装置能够对待测的SCR系统实现故障模拟测试，所述信号模拟控制器包括故障模拟测试模块，所述计算机的软件系统存储有故障模拟测试程序和尿素泵气密性测试程序；所述管路系统设置有故障注入阀门、压力传感器和流量传感器，其中在所述尿素泵的上游和下游分别设置有压力传感器，所述压力传感器和所述流量传感器分别与所述计算机电联接，使得所述压力传感器和所述流量传感器的信号能够通过所述计算机进行监控。