CN111706420B - 一种尿素箱解冻和加热状态的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCR尿素箱解冻和加热状态的控制方法，包括以下步骤：1)判断尿素箱是否需要解冻，若是，当满足解冻的条件后，进行解冻，直至退出解冻状态；2)若尿素箱温度传感器发生故障，则解冻退出条件变更为时间计时方式；3)判断尿素箱是否需要加热，若是，则进行加热，直至退出解冻状态；4)若尿素箱温度传感器发生故障，则使用环境温度作为尿素箱加热状态进入和退出的输入；5)若尿素箱在加热状态时，则报出故障，提示客户进行维修。本发明能排除外部干扰因素，快速、可靠完成SCR系统的解冻加热，从而在尿素箱温度满足国标中关于尿素解冻的技术要求。

Description

一种尿素箱解冻和加热状态的控制方法

技术领域

本发明属于柴油机后处理SCR系统控制领域，具体的说是一种尿素箱解冻及加热状态的控制方法。

背景技术

随着重型车国六排放法规的实施，对于SCR系统的低温性能做出了明确的要求，即生产企业应确保在环境温度为-17℃条件下，车辆开始运行70分钟内尿素溶液能够使用。当环境温度低于尿素冰点温度-11℃时，特别是车辆在经过8小时以上的冷浸后，尿素箱中的尿素容易大量结冰，影响SCR系统尿素喷射功能的正常运转。因此，需要对SCR系统进行解冻加热，包括尿素箱、尿素泵、尿素进液管、回液管、压力管，直到SCR系统全部完成解冻加热，才会进行尿素喷射。

SCR系统进行解冻加热时，由于尿素箱存储的尿素溶液最多，因此解冻加热最为困难，一般最后才完成解冻加热。若尿素箱解冻无法在规定时间内完成解冻加热，则柴油机会长时间排出不合格的尾气，无法满足法规要求。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种尿素箱解冻和加热状态的控制方法，以期能排除外部干扰因素，从而快速、可靠完成SCR系统的解冻加热，以满足国标中关于尿素解冻加热的技术要求。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种SCR尿素箱解冻和加热状态的控制方法，所述尿素箱是通过断水电磁阀控制柴油机冷却水是否流通来进行解冻和加热，其特点是应用于由柴油机电子控制单元、尿素箱、尿素箱温度传感器、尿素品质传感器、断水电磁阀所组成的选择性催化还原SCR系统中，并按如下步骤进行：

步骤1、根据所述尿素箱的当前温度，判断所述尿素箱是否需要进行解冻，若是，则输出尿素箱的解冻请求给所述柴油机电子控制单元后，执行步骤2，否则，直接执行步骤4；

步骤2、所述柴油机电子控制单元根据冷却水的当前温度、断水电磁阀的当前状态，判断所述尿素箱的解冻使能条件是否满足，若满足，则执行步骤3，否则返回步骤1执行；

步骤3、输出一个固定的解冻占空比给所述断水电磁阀，并根据所述尿素箱温度传感器的状态，判断尿素箱解冻状态是否可以退出，若所述尿素箱解冻完成，则执行步骤4，否则，返回步骤2执行；

步骤4、根据所述尿素箱的当前温度，判所述断尿素箱是否需要进行加热，若需要进行加热，则输出尿素箱加热请求给所述柴油机电子控制单元，并执行步骤5，否则，退出尿素箱解冻及加热状态；

步骤5、输出一个固定的加热占空比给所述断水电磁阀，并用于对尿素箱进行加热；

步骤6、在尿素箱加热过程中，若尿素箱温度高于加热关闭阈值，则退出尿素箱加热状态，若SCR系统发生加热故障，使得尿素箱温度降低至解冻开启阈值，则报出故障检修信号。

本发明所述的控制方法的特点也在于，在步骤4中，若所述尿素箱温度传感器出现故障，则将所述尿素品质传感器发送的温度信号作为是否需要进行加热以及是否可以退出加热状态的判断依据。

所述解冻使能条件为柴油机冷却水温度高于设定的阈值、断水电磁阀没有故障。

所述尿素箱解冻是否完成的依据为：

1)若尿素箱温度传感器没有故障时，当尿素箱温度高于尿素箱解冻关闭阈值时，则判定尿素箱解冻完成，且设定的解冻关闭阈值高于尿素箱解冻开启阈值的2～3℃；

2)若尿素箱温度传感器出现故障时，当尿素箱解冻时间大于时间阈值时，则判定尿素箱解冻完成，设定的时间阈值是基于发动机上电时的冷却水温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明方法能实时监测SCR系统，判断尿素箱处于何种状态，以及如何切换状态，从而及时、准确的对尿素箱进行解冻、加热；

2、本发明采用解冻、加热两个控制方法，且使用不同的占空比，避免了断水电磁阀被频繁、高强度使用，以保护断水电磁阀；

3、本发明能够在尿素箱温度传感器出现故障时，起用替代功能，把冷却水温度、尿素品质传感器的温度信号，作为尿素箱进入和退出解冻、加热状态的依据，从而提高了尿素箱解冻加热控制系统的鲁棒性、可靠性；

4、本发明能够在解冻加热出现问题时，能通过柴油机电子控制单元反馈给终端客户，从而提醒驾驶员及时进行维修。

附图说明

图1为本发明尿素箱解冻加热控制流程图。

具体实施方式

本实施例中，尿素箱采用冷却水进行解冻和加热，且是通过断水电磁阀控制柴油机冷却水是否流通来进行解冻和加热；一种SCR尿素箱解冻和加热状态的控制方法，是基于尿素箱温度进行计算作为尿素箱解冻和加热状态的输入，输出尿素箱断水电磁阀占空比，并应有于由柴油机电子控制单元、尿素箱、尿素箱温度传感器、尿素品质传感器、断水电磁阀所组成的选择性催化还原SCR系统中，其中，尿素箱温度传感器、尿素品质传感器集成在尿素箱内部，断水电磁阀安装在尿素箱外部，尿素品质传感器内部也有一个温度模块用于对尿素浓度进行修正，所有传感器测量的值输出给柴油机电子控制单元，如图1所示，该控制方法是按如下步骤进行：

步骤1、在低温环境下，车辆钥匙上电后，当柴油机电子控制单元检测到尿素箱当前温度低于解冻开启阈值时，该设定的解冻开启阈值应高于尿素冰点温度2～3℃，据此所述柴油机电子控制单元判断尿素箱需要进行解冻；

步骤2、因为尿素箱需要用冷却水进行解冻，若冷却水温度较低，起不到应有的解冻效果，所以需要等待冷却水温度上升到某个设定值，如55℃，才开始进行解冻；

步骤3、因为解冻需要较大的热量，为了尽快完成解冻，所以需要柴油机电子控制单元输出一个较大的解冻占空比，例如设定95％的占空比，即1s内断水电磁阀开启0.95s，对尿素箱进行解冻，当尿素箱温度高于解冻关闭阈值时，则退出解冻状态，若尿素箱温度传感器出现故障时，需要根据上电时的冷却水温度来设定一个固定的解冻时间，当计时器超过该时间后，则退出解冻状态；

步骤4、根据尿素箱的当前温度，判断尿素箱是否需要进行加热，当尿素箱温度低于加热开启温度时，则发出尿素箱加热请求；

步骤5、因为加热需要的能量较低，为了降低电磁阀的负荷，所以柴油机电子控制单元输出一个较低的加热的占空比给断水电磁阀，例如设定5％占空比对尿素箱进行加热，当尿素箱温度高于加热关闭温度时，则退出加热状态，若尿素箱温度传感器出现故障时，则把尿素品质传感器发送的温度信号值作为加热状态进入和退出的判断依据；

步骤6、当尿素箱进入加热状态时，由于冷却水管路出现问题或者尿素加热能力不足时，导致尿素箱温度逐渐降低，当低至尿素箱解冻开启阈值时，则报出相应故障，以提示客户进行检修，在这种情况下，必须保证SCR系统在重新结冰前能被关闭并完成倒抽动作；

步骤7、考虑到一些车辆会一直在环境温度较高地区行驶，为防止进入寒区时，断水电磁阀突然卡滞失效，需要在每一次起动发动机后，都对电磁阀进行动作测试，若电磁阀无有效反馈信号，则报出故障以提示客户尽早进行维修。

综上所述，本控制方法是一种快速、可靠的尿素箱解冻加热方法，一方面是需要满足法规要求，另一方面是为了尿素解冻的更彻底。比如说在极端寒冷的环境下，当SCR系统解冻加热状态完成后，尿素停喷一小时后，再恢复尿素喷射，若此时尿素喷射功能还能正常运转，则说明此SCR解冻加热控制方法是可靠、有效的。

Claims (4)

1.一种SCR尿素箱解冻和加热状态的控制方法，所述尿素箱是通过断水电磁阀控制柴油机冷却水是否流通来进行解冻和加热，其特征是应用于由柴油机电子控制单元、尿素箱、尿素箱温度传感器、尿素品质传感器、断水电磁阀所组成的选择性催化还原SCR系统中，并按如下步骤进行：

步骤1、根据所述尿素箱的当前温度，判断所述尿素箱是否需要进行解冻，若是，则输出尿素箱的解冻请求给所述柴油机电子控制单元后，执行步骤2，否则，直接执行步骤4；

步骤2、所述柴油机电子控制单元根据冷却水的当前温度、断水电磁阀的当前状态，判断所述尿素箱的解冻使能条件是否满足，若满足，则执行步骤3，否则返回步骤1执行；

步骤3、输出一个固定的解冻占空比给所述断水电磁阀，并根据所述尿素箱温度传感器的状态，判断尿素箱解冻状态是否可以退出，若所述尿素箱解冻完成，则执行步骤4，否则，返回步骤2执行；

步骤4、根据所述尿素箱的当前温度，判所述断尿素箱是否需要进行加热，若需要进行加热，则输出尿素箱加热请求给所述柴油机电子控制单元，并执行步骤5，否则，退出尿素箱解冻及加热状态；

步骤5、输出一个固定的加热占空比给所述断水电磁阀，并用于对尿素箱进行加热；其中，加热占空比相对解冻占空比小；

步骤6、在尿素箱加热过程中，若尿素箱温度高于加热关闭阈值，则退出尿素箱加热状态，若SCR系统发生加热故障，使得尿素箱温度降低至解冻开启阈值，则报出故障检修信号。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是，在步骤4中，若所述尿素箱温度传感器出现故障，则将所述尿素品质传感器发送的温度信号作为是否需要进行加热以及是否可以退出加热状态的判断依据。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是，所述解冻使能条件为柴油机冷却水温度高于设定的阈值、断水电磁阀没有故障。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是，所述尿素箱解冻是否完成的依据为：

1)若尿素箱温度传感器没有故障时，当尿素箱温度高于尿素箱解冻关闭阈值时，则判定尿素箱解冻完成，且设定的解冻关闭阈值高于尿素箱解冻开启阈值的2～3℃；

2)若尿素箱温度传感器出现故障时，当尿素箱解冻时间大于时间阈值时，则判定尿素箱解冻完成，设定的时间阈值是基于发动机上电时的冷却水温度。

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