CN111287824B - 空气辅助scr系统中尿素泵的控制方法、装置及系统 - Google Patents

空气辅助scr系统中尿素泵的控制方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及SCR系统技术领域，具体公开了一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其中，空气辅助SCR系统包括至少两台尿素泵，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法包括：获取发动机信号采集数据；根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射。本发明还公开了一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置及空气辅助SCR系统。本发明提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法通过多台尿素泵喷射尿素，可以有效解决现有技术中存在的一台尿素泵无法实现大量喷射的问题，且实现过程简单。

Description

空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及SCR系统技术领域，尤其涉及一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法、空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置及空气辅助SCR系统。
背景技术
现有的空气辅助SCR系统，都采取一台中央控制器（后简称DCU）控制一台空气辅助尿素泵的的控制方式。DCU通过采集排气温度、NOx值等信号，结合发动机传来的转速、扭矩等信号，判断出尿素泵状态并计算出尿素喷射量，并将期望泵状态与期望喷射量通过CAN发送给尿素泵，实现对尿素泵的控制。
经过实际使用经验的验证，目前市场上空气辅助式SCR系统所采取的一台DCU控制一台泵的控制方式，存在以下两个问题：1. 如果遇到尾气中原排较大的情况，即使一台尿素泵以最大喷射量进行喷射，也无法对尾气中的NOx值进行有效处理；2. 市场上空气辅助式SCR系统一旦发生尿素泵相关故障，后处理即停止工作，这样在故障期间，虽然会报出故障，并采取车辆限扭等措施，但尾气依旧会对环境造成一定污染。
发明内容
本发明提供了一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法、空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置及空气辅助SCR系统，旨在至少解决相关技术中存在的一台尿素泵无法进行尿素大量喷射的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其中，空气辅助SCR系统包括至少两台尿素泵，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法包括：
获取发动机信号采集数据；
根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；
根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；
根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射。
进一步地，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法还包括在所述根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射的步骤前进行的：
标定每台尿素泵的报文ID地址，且每台尿素泵均有各自独立的报文ID地址。
进一步地，所述空气辅助SCR系统中尿素本的控制方法还包括在所述标定每台尿素泵的报文ID地址的步骤前进行的：
确定所述尿素泵的数量
进一步地，所述确定所述尿素泵的数量，包括：
根据所述尿素喷射量以及每台尿素泵的设定最大喷射量确定所需尿素泵的台数，其中所述尿素泵的设定最大喷射量小于所述尿素泵的实际最大喷射量。
进一步地，所述尿素泵的设定最大喷射量不大于所述尿素泵的实际最大喷射量的（n-1）/n，其中n表示尿素泵的数量。
进一步地，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法还包括：
判断是否接收到所述尿素泵的故障信号；
当接收到其中一台尿素泵的故障信号时，增加剩余每台尿素泵的平均尿素喷射量，并根据增加后的平均尿素喷射量控制剩余每台尿素泵的喷射。
进一步地，所述发动机信号采集数据包括环境温度、排气温度、尿素温度、尿素液位和NOx值。
作为本发明的另一个方面，提供一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，其中，空气辅助SCR系统包括至少两台尿素泵，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机信号采集数据；
第一计算模块，用于根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；
第二计算模块，用于根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；
控制模块，用于根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射。
作为本发明的另一个方面，提供一种空气辅助SCR系统，其中，包括：发动机信号采集装置、至少两台尿素泵和前文所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，所述发动机信号采集装置和所述尿素泵均与所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置通信连接，所述发动机信号采集装置用于采集发动机信号采集数据，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置用于根据所述发动机信号采集数据得到每台尿素泵的平均尿素喷射量，每台所述尿素泵均能够在所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置的控制下按照所述平均尿素喷射量喷射尿素。
进一步地，每台所述尿素泵均通过CAN总线与所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置连接。
本发明实施例提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，通过多台尿素泵喷射尿素，可以有效解决现有技术中存在的一台尿素泵无法实现大量喷射的问题，且实现过程简单。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法的流程图。
图2为本发明提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法的具体实现过程流程图。
图3为本发明提供的空气辅助SCR系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，图1是根据本发明实施例提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、获取发动机信号采集数据；
S120、根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；
S130、根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；
S140、根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射。
本发明实施例提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，通过多台尿素泵喷射尿素，可以有效解决现有技术中存在的一台尿素泵无法实现大量喷射的问题，且实现过程简单。
具体地，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法还包括在所述根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射的步骤前进行的：
标定每台尿素泵的报文ID地址，且每台尿素泵均有各自独立的报文ID地址。
应当理解的是，每台尿素泵的报文ID地址均可实现现场标定，这样可以使系统中三台尿素泵均有自己独立的报文ID地址，做到有效区分，又增强部件更换时的灵活性，比如，在其中一台泵故障需要更换时，仅需从库中任意领取一台泵进行更换，而后标定ID即可，而无需寻找相同ID的尿素泵。
具体地，所述空气辅助SCR系统中尿素本的控制方法还包括在所述标定每台尿素泵的报文ID地址的步骤前进行的：
确定所述尿素泵的数量。
可以理解的是，在使用时根据实际的喷射量需求，确定好所需尿素泵的数量。在匹配原排低，无需大喷射量的发动机的时候，可以降低所使用尿素泵的数量。在匹配原排较高，一台尿素泵的喷射量无法满足需求需要两台甚至三台尿素泵工作的时候，可增加所使用尿素泵的数量。
具体地，所述确定所述尿素泵的数量，包括：
根据所述尿素喷射量以及每台尿素泵的设定最大喷射量确定所需尿素泵的台数，其中所述尿素泵的设定最大喷射量小于所述尿素泵的实际最大喷射量。
具体地，所述尿素泵的设定最大喷射量不大于所述尿素泵的实际最大喷射量的（n-1）/n，其中n表示尿素泵的数量。
具体地，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法还包括：
判断是否接收到所述尿素泵的故障信号；
当接收到其中一台尿素泵的故障信号时，增加剩余每台尿素泵的平均尿素喷射量，并根据增加后的平均尿素喷射量控制剩余每台尿素泵的喷射。
应当理解的是，通过上述故障处理方式可以有效解决尿素泵故障期间尾气无法处理的问题。
每台尿素泵诊断自身故障，互不干涉。一旦尿素泵检测出自身发生故障后，随即报出故障，而不影响其他尿素泵的正常使用。尿素泵故障的诊断机理保持不变。当系统使用多台尿素泵工作时，如果一台尿素泵发生故障而短时间内无法找到替换件时，可通过确定尿素泵的数量将喷射量移至其他正常工作的尿素泵上，减少故障期间的尾气污染。
为确保一台尿素泵故障时，其他尿素泵能够顺利承担所有的喷射量，在确立尿素泵数量时，每台尿素泵在工作时承担的最大喷射量相比泵的实际最大喷射量而言都应留有余量，一般不超过实际最大喷射量的（n-1）/n （n为尿素泵的数量）。
需要说明的是，所述发动机信号采集数据包括环境温度、排气温度、尿素温度、尿素液位和NOx值。
下面结合图2对本发明实施例提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法的具体实现过程进行详细描述。
（1）将SCR系统中央控制器（以下简称DCU）点火上电。上电后，DCU即开始采集发动机ECU、传感器及尿素泵信息。
（2）上电后，根据发动机ECU所发的报文，确认发动机启动状态。
（3）发动机启动后，大部分电气故障与通讯故障均满足诊断报出条件。如果无故障，则进入下一步。如果有故障，则需判断故障是否影响系统运行。如果影响，则在采取相应措施后（泵吹扫、停机等），系统停止工作。如果不影响，则报出相应故障，系统进入下一步运行状态。
（4）根据传感器所采集的环境温度、泵腔温度和尿素温度，判断是否需要加热，如果需要，则在满足条件后系统进入加热，加热完成后，进入预注判断。不过不需要加热，则直接进入预注判断。
（5）根据发动机状态和尿素液位温度状态判断预注条件。满足预注条件后，DCU统一给n台泵发送预注命令（n为所标定的尿素泵数量）。当所有尿素泵均预注成功，即所有尿素泵均进入喷射状态后，DCU方才进入喷射状态并发送喷射量。若有尿素泵未能预注成功，DCU报出预注失败失败，并发送吹扫命令，吹扫30s后泵停，本次循环尿素泵不再运行。
（6）当所有尿素泵都进入喷射状态后，DCU方才向尿素泵发送尿素喷射量。在DCU匹配某种型号发动机时，标定工程师会根据发动机在不同工况下原排中NOx的含量计算模型得出所需的尿素量。而后，结合发动机状态及前级排气温度状态将不同工况下的尿素喷射量绘制MAP标入DCU中，使DCU能够根据当前的发动机及排温状态计算MAP得出当前工况下所需的尿素总喷射量，而后将尿素喷射量除以n（n为所标定的尿素泵数量）发送给每台尿素泵。
（7）当DCU点火下电后，尿素泵会进入吹扫状态，吹扫30s，随后泵停。若之前发送故障尿素泵吹扫已完成，则下电后直接停机。
当尿素泵出现故障时，处理过程如下：
（1）尿素泵的故障由尿素泵自身诊断。而后通过CAN线将故障信息发送给DCU，DCU再报出相关故障，并进行相应处理。
（2）若有尿素泵未能预注成功，DCU一直发送预注命令使尿素泵持续进行预注尝试，此时，其余已完成预注的尿素泵会处于喷射状态，等待响应DCU的喷射量。若18次后还未成功，DCU报出预注失败失败，并发送吹扫命令，此时所有尿素泵均进入吹扫状态，吹扫30s后泵停，本次循环尿素泵不再运行。
（3）由于每台尿素泵的报文ID已做区分，则DCU可以根据报出故障的报文ID确定故障尿素泵。
（4）确定故障泵后，若无法处理故障，可将故障泵从线束上拆下。下个驾驶循环，系统仍可运行。如果有条件标定尿素泵的数量，则原故障泵所需承担的尿素喷射量移加至其他正常尿素泵上，在尿素泵未按最大喷射量喷射的前提下总喷射量不变。如果无法标定数量，则剩下的尿素泵仍以原喷射量喷射，即总喷射量为原来的（n-1）/n。
作为本发明的另一实施例，提供一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，其中，空气辅助SCR系统包括至少两台尿素泵，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机信号采集数据；
第一计算模块，用于根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；
第二计算模块，用于根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；
控制模块，用于根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射。
本发明实施例提供的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，通过多台尿素泵喷射尿素，可以有效解决现有技术中存在的一台尿素泵无法实现大量喷射的问题，且实现过程简单。
关于空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置的具体实施过程可以参照前文的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法的描述，此处不再赘述。
作为本发明的另一实施例，提供一种空气辅助SCR系统，其中，如图3所示，包括：发动机信号采集装置、至少两台尿素泵和前文所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，所述发动机信号采集装置和所述尿素泵均与所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置通信连接，所述发动机信号采集装置用于采集发动机信号采集数据，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置用于根据所述发动机信号采集数据得到每台尿素泵的平均尿素喷射量，每台所述尿素泵均能够在所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置的控制下按照所述平均尿素喷射量喷射尿素。
本发明实施例提供的空气辅助SCR系统，采用了前文的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，设置多台尿素泵，通过多台尿素泵喷射尿素，可以有效解决现有技术中存在的一台尿素泵无法实现大量喷射的问题，且实现过程简单。
应当理解的是，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置具体可以为SCR系统中央控制器。
具体地，每台所述尿素泵均通过CAN总线与所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置连接。
关于本发明实施例中的空气辅助SCR系统的具体实现过程可以参照前文的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法的描述，此处不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其特征在于，空气辅助SCR系统包括至少两台尿素泵，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法包括：
获取发动机信号采集数据；
根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；
根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；
根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射；
其中，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法还包括在所述根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射的步骤前进行的：
标定每台尿素泵的报文ID地址，且每台尿素泵均有各自独立的报文ID地址；
所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法还包括：
判断是否接收到所述尿素泵的故障信号；
当接收到其中一台尿素泵的故障信号时，增加剩余每台尿素泵的平均尿素喷射量，并根据增加后的平均尿素喷射量控制剩余每台尿素泵的喷射。
2.根据权利要求1所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其特征在于，所述空气辅助SCR系统中尿素本的控制方法还包括在所述标定每台尿素泵的报文ID地址的步骤前进行的：
确定所述尿素泵的数量。
3.根据权利要求2所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其特征在于，所述确定所述尿素泵的数量，包括：
根据所述尿素喷射量以及每台尿素泵的设定最大喷射量确定所需尿素泵的台数，其中所述尿素泵的设定最大喷射量小于所述尿素泵的实际最大喷射量。
4.根据权利要求3所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其特征在于，所述尿素泵的设定最大喷射量不大于所述尿素泵的实际最大喷射量的（n-1）/n，其中n表示尿素泵的数量。
5.根据权利要求1所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其特征在于，所述发动机信号采集数据包括环境温度、排气温度、尿素温度、尿素液位和NOx值。
6.一种空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，用于实现权利要求1至5中任意一项所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制方法，其特征在于，空气辅助SCR系统包括至少两台尿素泵，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机信号采集数据；
第一计算模块，用于根据所述发动机信号采集数据计算尿素喷射量；
第二计算模块，用于根据尿素泵的台数计算每台尿素泵的平均尿素喷射量；
控制模块，用于根据每台尿素泵的平均尿素喷射量控制每台尿素泵的喷射。
7.一种空气辅助SCR系统，其特征在于，包括：发动机信号采集装置、至少两台尿素泵和权利要求6所述的空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置，所述发动机信号采集装置和所述尿素泵均与所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置通信连接，所述发动机信号采集装置用于采集发动机信号采集数据，所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置用于根据所述发动机信号采集数据得到每台尿素泵的平均尿素喷射量，每台所述尿素泵均能够在所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置的控制下按照所述平均尿素喷射量喷射尿素。
8.根据权利要求7所述的空气辅助SCR系统，其特征在于，每台所述尿素泵均通过CAN总线与所述空气辅助SCR系统中尿素泵的控制装置连接。
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