CN111677577A - 一种scr尿素喷射系统的预见性维护系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SCR尿素喷射系统的预见性维护系统及方法。它周期性采集SCR系统的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否选取当前的尿素压力，将一定时间段内选取的尿素压力与阈值进行比较，根据不同的比较结果确定不同的维修服务方案，根据维修服务方案选择是否进行维修保养服务预约。本发明实时监测尿素喷射系统的状态，包括堵塞，泄露等多种异常，当发现系统偏离正常运行状态时，经过车载平台将信息传递至云端，云端进行信息分析处理后通过终端将尿素喷射系统的状态通知到车辆使用者，车辆使用者可以通过终端进行保养维修预约，排除系统异常，从而降低故障发生频率，减少因故障导致的连锁反应，降低维修成本。

Description

一种SCR尿素喷射系统的预见性维护系统及方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种SCR尿素喷射系统的预见性维护系统及方法。
背景技术
为了降低发动机尾气中的NOx污染物排放，发动机上会安装选择性催化系统(SCR)，SCR系统将尿素溶液喷射到尾气中，经过气化分解形成NH3，NH3和NOx气体在催化器中反应生成无害的N2和水。尿素SCR系统在市场应用时，容易产生以下问题：尿素喷嘴堵塞，尿素泵泄露，尿素喷射管破裂等等问题，出现这些问题时尿素不能正常喷入到尾气中，无法将NOx进行转化，导致车辆NOx排放超过限值。当前市场上车辆仅对发生故障的系统进行诊断，不能识别那些未发生故障但已偏离正常运行范围的系统，不能针对这些偏离进行提示和维护。
中国专利授权公告号：CN109681304A、授权公告日：2019年4 月26日，名称为《一种SCR系统尿素喷嘴堵塞识别方法》的发明专利中，公开了一种SCR系统尿素喷嘴堵塞识别方法，通过监控比较尿素喷嘴打开喷射过程中压力管中压力波动的幅度，从而间接判断尿素喷嘴是否存在堵塞。在不增加额外部件的情况下，能够判别出尿素喷嘴部分堵塞的情况。可尿素喷嘴完全被堵塞之前识别，可基于提示信息进行设备维护保养，避免因尿素无法喷出而造成车辆NOx超标故障的发生。监测尿素喷嘴部分堵塞的功能在SCR系统正常工作的过程中即可实施，不需要额外的触发动作。
中国专利授权公告号：CN102966416A、授权公告日：2013年3 月13日，名称为《防止SCR系统上的尿素喷射嘴堵塞的方法》，公开了了一种防止SCR系统上的尿素喷射嘴堵塞的方法。具体来说，是一种在SCR系统的后运行操作中防止尿素喷射嘴堵塞的方法，该SCR 系统通过供应模块、尿素喷射嘴以及与该供应模块和该尿素喷射嘴连接的尿素管线而将尿素罐中存储的尿素进行供应，该防止尿素喷射嘴堵塞的方法包括：将所述供应模块中的压力和第一预定压力(Pa)进行比较；当所述供应模块中的压力高于所述第一预定压力(Pa)时，将所述尿素喷射嘴控制为打开，或者当所述供应模块中的压力低于所述第一预定压力(Pa)时，将所述尿素喷射嘴控制为重复地打开/关闭；压力平衡，其恢复所述供应模块中的压力；并且当压力平衡完成时，停止所述后运行操作。
现有专利存在以下缺点：一、只识别SCR尿素喷射系统中的喷嘴堵塞故障，不能识别系统泄漏、不能正常减压故障。二、对SCR尿素喷射系统堵塞的预防手段不能对系统进行实时监控，故障不能及被处理。三、车辆SCR尿素喷射系统状态异常不能及时提醒驾驶员，无备件预约功能。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种可靠性高、成本低的SCR尿素喷射系统的预见性维护系统及方法。
本发明采用的技术方案是：一种SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，包括
数据采集传输模块，用于周期性采集SCR系统的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否发送当前的尿素压力至云端服务模块；
云端服务模块，用于将一定时间段内接收的尿素压力与阈值进行比较，根据不同比较结果输出不同维修服务信号至终端模块，所述不同维修服务信号分别对应不同维修服务方案；
终端模块，用于接收维修服务信号并选择是否进行维修保养服务预约。
进一步地，所述数据采集传输模块包括
尿素压力检采集块，用于周期性检测SCR系统的尿素压力并发送至数据传输模块；
尿素喷射量采集模块，用于周期性检测SCR系统的尿素喷射量并发送至判断控制模块；
判断控制模块，用于将当前接收的尿素喷射量与设定值进行判断，若判断尿素喷射量大于设定值，则发送信号至数据传输模块；若判断尿素喷射量小于等于设定值，则不发送信号；
数据传输模块，用于在接收到判断控制模块发送的信号后将当前接收的尿素压力进行滤波预处理，将预处理后的尿素压力发送至云端服务模块。
进一步地，所述云端服务模块包括
数据处理模块，用于对一定时间段内接收的多个尿素压力进行处理获取稳定的尿素压力信号发送至判断模块；
阈值模块，用于设定压力阈值，发送至判断模块
判断输出模块，用于将尿素压力信号与阈值进行比较，根据不同比较结果分别输出不同压力状态信号至服务模块，
服务模块，用于根据不同的压力状态信号输出不同维修服务信号至终端模块。
进一步地，所述终端模块包括
显示模块，用于显示所述维修服务信号；
预约模块，用于接收维修服务信号后给出是否进行服务预约的选项，在选择服务预约后发送预约信号至维修服务系统。
一种SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，周期性采集SCR系统的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否选取当前的尿素压力，将一定时间段内选取的尿素压力与阈值进行比较，根据不同的比较结果确定不同的维修服务方案，根据维修服务方案选择是否进行维修保养服务预约。
进一步地，将当前的尿素喷射量与设定值进行判断：若判断尿素喷射量大于设定值，则选取当前的尿素压力；若判断尿素喷射量小于等于设定值，则不选取当前的尿素压力。
进一步地，将一定时间段内选取的多个尿素压力进行处理获取稳定的尿素压力信号，将尿素压力信号与第一阈值和第二阈值进行比较：若尿素压力信号小于第一阈值，则确定压力为偏低状态；若尿素压力信号大于等于第一阈值且小于第二阈值，则确定压力为正常状态；若尿素压力信号大于等于第二阈值，则确定压力为偏高状态。
进一步地，所述压力为偏低状态对应的维修服务方案包括检查尿素喷嘴结晶/堵塞、尿素管路结晶/堵塞、尿素泵结晶/堵塞和管路窝折中的任意一种或多种。
进一步地，所述压力为偏高状态对应的维修服务方案包括检查尿素吸液管、尿素喷射管泄漏/破损/变形、尿泵喷射能力、尿素喷嘴开裂和滤芯堵塞中的任意一种或多种。
更进一步地，还包括在终端上显示维修服务方案，并给出是否进行维修保养服务预约的选项，在选择维修保养服务预约后所述终端发送预约信号至维修服务系统。
本发明使用SCR系统原有信号进行预见性维修信号输入，不额外增加系统零部件，成本低；本发明可以同时对系统堵塞和泄露等故障模式进行预判，在SCR尿素喷射系统偏离正常工作范围(发生故障前) 时给出提示；SCR尿素喷射系统预判诊断结果通过云端和终端形成交互，可靠性高。
本发明实时监测尿素喷射系统的状态，包括堵塞，泄露等多种异常，当发现系统偏离正常运行状态时，经过车载平台将信息传递至云端，云端进行信息分析处理后通过终端将尿素喷射系统的状态通知到车辆使用者，车辆使用者可以通过终端进行保养维修预约，排除系统异常，从而降低故障发生频率，减少因故障导致的连锁反应，降低维修成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明维护方法的流程图。
图3为滤波前与滤波后的尿素压力的对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，包括数据采集传输模块2、云端服务模块3和终端模块4，其中各模块的功能如下：
数据采集传输模块2用于周期性采集SCR系统1的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否发送当前的尿素压力至云端服务模块。
云端服务模块3用于将一定时间段内接收的尿素压力与阈值进行比较，根据不同比较结果输出不同维修服务信号至终端模块，所述不同维修服务信号分别对应不同维修服务方案。
终端模块4用于接收维修服务信号并选择是否进行维修保养服务预约。
上述方案中，数据采集传输模块2包括
尿素压力检采集块，用于周期性检测SCR系统的尿素压力并发送至数据传输模块；
尿素喷射量采集模块，用于周期性检测SCR系统的尿素喷射量并发送至判断控制模块；
判断控制模块，用于将当前接收的尿素喷射量与设定值进行判断，若判断尿素喷射量大于设定值，则发送信号至数据传输模块；若判断尿素喷射量小于等于设定值，则不发送信号；
数据传输模块，用于在接收到判断控制模块发送的信号后将当前接收的尿素压力进行滤波预处理，将预处理后的尿素压力发送至云端服务模块。
上述方案中，云端服务模块3包括
数据处理模块，用于对一定时间段内接收的多个尿素压力进行处理获取稳定的尿素压力信号发送至判断模块；
阈值模块，用于设定压力阈值，发送至判断模块
判断输出模块，用于将尿素压力信号与阈值进行比较，根据不同比较结果分别输出不同压力状态信号至服务模块，
服务模块，用于根据不同的压力状态信号输出不同维修服务信号至终端模块。
上述方案中，终端模块4包括
显示模块，用于显示所述维修服务信号；
预约模块，用于接收维修服务信号后给出是否进行服务预约的选项，在选择服务预约后发送预约信号至维修服务系统。
终端模块可以是手机或车载MP5。
基于上述SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，本发明还提供一种SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，如图2所示，数据采集传输模块周期性采集SCR系统的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否选取当前的尿素压力，云端服务模块将一定时间段内选取的尿素压力与阈值进行比较，根据不同的比较结果确定不同的维修服务方案，终端模块根据维修服务方案选择是否进行维修保养服务预约。
上述方案中，数据采集传输模块中的判断控制模块将当前的尿素喷射量与设定值进行判断：若判断尿素喷射量大于设定值Q，则发送信号至数据传输模块；若判断尿素喷射量小于等于设定值，则不发送信号；数据传输模块在接收到判断控制模块发送的信号后将当前接收的尿素压力进行滤波预处理，将预处理后的尿素压力发送至云端服务模块，即选取当前的尿素压力，图3显示的是滤波前与滤波后的尿素压力的对比示意图。
上述方案中，云端服务模块中的数据处理模块将一定时间段内选取的多个尿素压力进行取平均值处理获取稳定的尿素压力信号后发送至判断输出模块，判断输出模块将接收的尿素压力信号与第一阈值Pa 和第二阈值Pb进行比较，第一阈值Pa小于第二阈值Pb：若尿素压力信号小于第一阈值Pa，则确定压力为偏低状态；若尿素压力信号大于等于第一阈值Pa且小于第二阈值Pb，则确定压力为正常状态，发送；若尿素压力信号大于等于第二阈值Pb，则确定压力为偏高状态；将不同压力的状态信号(即图2中的输出S1、S2、S3)输出至服务模块。服务模块接收到压力为正常状态的信号后输出工作正常信号(即图2 中的服务S2)至终端模块。
上述方案中，服务模块接收到压力为偏低状态的信号后输出对应的维修服务方案(即图2中的服务S3)包括检查尿素喷嘴结晶/堵塞、尿素管路结晶/堵塞、尿素泵结晶/堵塞和管路窝折中的任意一种或多种。
上述方案中，服务模块接收到压力为偏高状态的信号后输出对应的维修服务方案(即图2中的服务S1)包括检查尿素吸液管、尿素喷射管泄漏/破损/变形、尿泵喷射能力、尿素喷嘴开裂和滤芯堵塞中的任意一种或多种。
上述方案中，还包括在终端上显示维修服务方案，并给出是否进行维修保养服务预约的选项，在选择维修保养服务预约后所述终端发送预约信号至车辆维修店或公司的维修服务系统，便于提前准备。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，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。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，其特征在于：包括
数据采集传输模块，用于周期性采集SCR系统的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否发送当前的尿素压力至云端服务模块；
云端服务模块，用于将一定时间段内接收的尿素压力与阈值进行比较，根据不同比较结果输出不同维修服务信号至终端模块，所述不同维修服务信号分别对应不同维修服务方案；
终端模块，用于接收维修服务信号并选择是否进行维修保养服务预约。
2.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，其特征在于：所述数据采集传输模块包括
尿素压力检采集块，用于周期性检测SCR系统的尿素压力并发送至数据传输模块；
尿素喷射量采集模块，用于周期性检测SCR系统的尿素喷射量并发送至判断控制模块；
判断控制模块，用于将当前接收的尿素喷射量与设定值进行判断，若判断尿素喷射量大于设定值，则发送信号至数据传输模块；若判断尿素喷射量小于等于设定值，则不发送信号；
数据传输模块，用于在接收到判断控制模块发送的信号后将当前接收的尿素压力进行滤波预处理，将预处理后的尿素压力发送至云端服务模块。
3.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，其特征在于：所述云端服务模块包括
数据处理模块，用于对一定时间段内接收的多个尿素压力进行处理获取稳定的尿素压力信号发送至判断模块；
阈值模块，用于设定压力阈值，发送至判断模块
判断输出模块，用于将尿素压力信号与阈值进行比较，根据不同比较结果分别输出不同压力状态信号至服务模块，
服务模块，用于根据不同的压力状态信号输出不同维修服务信号至终端模块。
4.根据权利要求1所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护系统，其特征在于：所述终端模块包括
显示模块，用于显示所述维修服务信号；
预约模块，用于接收维修服务信号后给出是否进行服务预约的选项，在选择服务预约后发送预约信号至维修服务系统。
5.一种SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，其特征在于：周期性采集SCR系统的尿素喷射量和尿素压力，根据当前的尿素喷射量判断是否选取当前的尿素压力，将一定时间段内选取的尿素压力与阈值进行比较，根据不同的比较结果确定不同的维修服务方案，根据维修服务方案选择是否进行维修保养服务预约。
6.根据权利要求5所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，其特征在于：将当前的尿素喷射量与设定值进行判断：若判断尿素喷射量大于设定值，则选取当前的尿素压力；若判断尿素喷射量小于等于设定值，则不选取当前的尿素压力。
7.根据权利要求5所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，其特征在于：将一定时间段内选取的多个尿素压力进行处理获取稳定的尿素压力信号，将尿素压力信号与第一阈值和第二阈值进行比较：若尿素压力信号小于第一阈值，则确定压力为偏低状态；若尿素压力信号大于等于第一阈值且小于第二阈值，则确定压力为正常状态；若尿素压力信号大于等于第二阈值，则确定压力为偏高状态。
8.根据权利要求7所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，其特征在于：所述压力为偏低状态对应的维修服务方案包括检查尿素喷嘴结晶/堵塞、尿素管路结晶/堵塞、尿素泵结晶/堵塞和管路窝折中的任意一种或多种。
9.根据权利要求7所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，其特征在于：所述压力为偏高状态对应的维修服务方案包括检查尿素吸液管、尿素喷射管泄漏/破损/变形、尿泵喷射能力、尿素喷嘴开裂和滤芯堵塞中的任意一种或多种。
10.根据权利要求5所述的SCR尿素喷射系统的预见性维护方法，其特征在于：还包括在终端上显示维修服务方案，并给出是否进行维修保养服务预约的选项，在选择维修保养服务预约后所述终端发送预约信号至维修服务系统。
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