CN110953050A - 一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，该系统包括：传感器输入信号处理单元、SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元及柴油机尾气后处理集成控制器。本发明不但解决了分离控制带来的功能协调、处理效率及传感器复用问题，而且还减少了外围部件和传感器，降低了控制器成本和排放标定成本，实现故障诊断OBD的统一诊断和通讯。本发明整合柴油机DPF和SCR电控系统功能，结合柴油机具体工况，对尾气中的主要污染物PM和NOx进行协调处理，实现柴油机排气后处理系统的统一集中控制。

Description

一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统
技术领域
本发明涉及柴油机后处理电控技术领域，尤其涉及一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统。
背景技术
近年来，我国各大城市连续出现雾霾现象，严重危害人们健康，影响我国国际形象。控制柴油机尾气中的氮氧化物和颗粒物排放是治理城市空气污染的关键。柴油机是支撑我国国民经济发展的重要产品，每年柴油机保有量以18％的速度递增，环保压力巨大。另一方面，我国排放法规日益严格，NOx的排放限值从国四阶段的3.5g/kW.h降低到国六阶段的0.4g/kW.h，NOx的排放限值从国四阶段的0.02g/kW.h降低到国六阶段的0.01g/kW.h。原有的机内净化技术已无法满足新的排放要求，必须增加排放后处理系统。在世界范围来看，以选择性催化还原技术和壁流式颗粒捕集器技术来降低柴油机氮氧化物和颗粒物排放已经成为共识。如何有效的控制柴油机主要排放物PM和NOx，国内主要采用颗粒捕捉器(DPF)实现PM的氧化处理，再在后级加上选择性还原系统(SCR)完成NOx的还原处理。SCR通过向尾气中喷射尿素水溶液，经过“选择性催化还原”过程，将尾气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。DPF系统和SCR系统运行状态都随着发动机工况变化而不断变化，加装DPF后处于再生周期时，发动机排气温度会升高。而过高的DPF燃烧温度会大大降低SCR的使用寿命，甚至造成SCR系统的永久性损坏。
发明内容
本发明的目的在于通过一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，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：
一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，该系统包括：传感器输入信号处理单元、SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元以及柴油机尾气后处理集成控制器；所述传感器输入信号处理单元与柴油机尾气后处理集成控制器连接，所述柴油机尾气后处理集成控制器与SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元连接；其中，所述传感器输入信号处理单元包括SCR尿素后处理输入传感器信号处理单元和DPF喷油助燃催化再生系统输入传感器信号处理单元。
特别地，所述SCR尿素后处理输入传感器信号处理单元用于接收SCR前排气温度传感器、SCR后排气温度传感器、NOx传感器、尿素温度传感器、尿素液位传感器、尿素品质传感器、环境温度、尿素压力传感器、尿素泵温度传感器的信号。
特别地，所述DPF喷油助燃催化再生系统输入传感器信号处理单元用于接收DOC前排气温度传感器、DPF前排气温度传感器、DPF后排气温度传感器、压差传感器、PM颗粒传感器、燃油泵压力传感器、燃油泵温度传感器、进气流量信号、请求再生开关、停止再生开关的信号。
特别地，所述SCR尿素后处理输出执行器驱动单元用于驱动尿素管路加热继电器、尿素罐加热阀、MIL故障灯、尿素泵电机、尿素泵加热片、尿素液位指示灯、PWM液位输出以及尿素喷嘴。
特别地，所述DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元用于驱动HC喷嘴开关、燃油泵有刷电机、断油阀、再生指示灯。
特别地，所述满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统还包括通讯口，所述通讯口接诊断CAN口和标定CAN口；所述通讯口接柴油机尾气后处理集成控制器。
特别地，所述柴油机尾气后处理集成控制器采用飞思卡尔半导体(Freescale)的16位微控制器MC9S12XEP100。
本发明提出的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统不但解决了分离控制带来的功能协调、处理效率及传感器复用问题，而且还减少了外围部件和传感器，降低了控制器成本和排放标定成本，实现故障诊断OBD的统一诊断和通讯。本发明整合柴油机DPF和SCR电控系统功能，结合柴油机具体工况，对尾气中的主要污染物PM和NOx进行协调处理，实现柴油机排气后处理系统的统一集中控制。本发明实现了后处理DPF和SCR系统集成控制功能，降低了线束设计的复杂性，实现了电控资源的优化组合，优化了控制策略的集中管理，适合国内主机厂对后处理低成本的需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的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。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统结构示意图。
本实施例中满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统具体包括：传感器输入信号处理单元、SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元以及柴油机尾气后处理集成控制器；所述传感器输入信号处理单元与柴油机尾气后处理集成控制器连接，所述柴油机尾气后处理集成控制器与SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元连接；其中，所述传感器输入信号处理单元包括SCR尿素后处理输入传感器信号处理单元和DPF喷油助燃催化再生系统输入传感器信号处理单元。需要说明的是，图1中“传感器输入信号处理”即指上述传感器输入信号处理单元，“SCR执行器驱动”即指上述SCR尿素后处理输出执行器驱动单元。
具体的，在本实施例中所述SCR尿素后处理输入传感器信号处理单元用于接收SCR前排气温度传感器、SCR后排气温度传感器、NOx传感器、尿素温度传感器、尿素液位传感器、尿素品质传感器、环境温度、尿素压力传感器、尿素泵温度传感器的信号。
具体的，在本实施例中所述DPF喷油助燃催化再生系统输入传感器信号处理单元用于接收DOC前排气温度传感器、DPF前排气温度传感器、DPF后排气温度传感器、压差传感器、PM颗粒传感器、燃油泵压力传感器、燃油泵温度传感器、进气流量信号、请求再生开关、停止再生开关的信号。
具体的，在本实施例中所述SCR尿素后处理输出执行器驱动单元用于驱动尿素管路加热继电器、尿素罐加热阀、MIL故障灯、尿素泵电机、尿素泵加热片、尿素液位指示灯、PWM液位输出以及尿素喷嘴。
具体的，在本实施例中所述DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元用于驱动HC喷嘴开关、燃油泵有刷电机、断油阀、再生指示灯。
具体的，在本实施例中所述满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统还包括通讯口，所述通讯口接诊断CAN口和标定CAN口；所述通讯口接柴油机尾气后处理集成控制器。
具体的，在本实施例中所述柴油机尾气后处理集成控制器采用飞思卡尔半导体(Freescale)的16位微控制器MC9S12XEP100。
本发明提出的技术方案不但解决了分离控制带来的功能协调、处理效率及传感器复用问题，而且还减少了外围部件和传感器，降低了控制器成本和排放标定成本，实现故障诊断OBD的统一诊断和通讯。本发明整合柴油机DPF和SCR电控系统功能，结合柴油机具体工况，对尾气中的主要污染物PM和NOx进行协调处理，实现柴油机排气后处理系统的统一集中控制。本发明实现了后处理DPF和SCR系统集成控制功能，降低了线束设计的复杂性，实现了电控资源的优化组合，优化了控制策略的集中管理，适合国内主机厂对后处理低成本的需求。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分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、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
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。

Claims (7)

1.一种满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，包括：传感器输入信号处理单元、SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元及柴油机尾气后处理集成控制器；所述传感器输入信号处理单元与柴油机尾气后处理集成控制器连接，所述柴油机尾气后处理集成控制器与SCR尿素后处理输出执行器驱动单元、DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元连接；其中，所述传感器输入信号处理单元包括SCR尿素后处理输入传感器信号处理单元和DPF喷油助燃催化再生系统输入传感器信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，所述SCR尿素后处理输入传感器信号处理单元用于接收SCR前排气温度传感器、SCR后排气温度传感器、NOx传感器、尿素温度传感器、尿素液位传感器、尿素品质传感器、环境温度、尿素压力传感器、尿素泵温度传感器的信号。
3.根据权利要求2所述的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，所述DPF喷油助燃催化再生系统输入传感器信号处理单元用于接收DOC前排气温度传感器、DPF前排气温度传感器、DPF后排气温度传感器、压差传感器、PM颗粒传感器、燃油泵压力传感器、燃油泵温度传感器、进气流量信号、请求再生开关、停止再生开关的信号。
4.根据权利要求3所述的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，所述SCR尿素后处理输出执行器驱动单元用于驱动尿素管路加热继电器、尿素罐加热阀、MIL故障灯、尿素泵电机、尿素泵加热片、尿素液位指示灯、PWM液位输出以及尿素喷嘴。
5.根据权利要求4所述的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，所述DPF喷油助燃催化再生系统输出执行器单元用于驱动HC喷嘴开关、燃油泵有刷电机、断油阀、再生指示灯。
6.根据权利要求1所述的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，还包括通讯口，所述通讯口接诊断CAN口和标定CAN口；所述通讯口接柴油机尾气后处理集成控制器。
7.根据权利要求1至6之一所述的满足国六排放的柴油机后处理电控智能管理系统，其特征在于，所述柴油机尾气后处理集成控制器采用飞思卡尔半导体的16位微控制器MC9S12XEP100。
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