CN111997722A - 车用超声波品质传感器策略 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用超声波品质传感器策略，用于检测汽车尿素箱中尿素的浓度，所述尿素箱中设置尿素品质传感器，所述的策略包括如下步骤：发动机电子控制单元上电初始化报文信号，ECU通过报文向后处理CAN发送车况信号，车况信号包括实时车速、转速信息；尿素品质传感器接收实时车速、转速信息后识别车辆处于行驶状态或停车不停机状态；实时检测获取尿素浓度值，当尿素浓度值大于或等于第一尿素浓度阈值，且小于或等于第二尿素浓度阈值，此浓度值区间有效，则锁定前一次有效尿素浓度值。本发明具有判定尿素真实浓度、检测快速、抗干扰能力强等优点。

Description

车用超声波品质传感器策略
技术领域
本发明涉及发动机附件装配技术领域，特别是涉及车用超声波品质传感器策略。
背景技术
尿素箱上设置有用于监测尿素箱内尿素水溶液浓度的尿素品质传感器，该尿素品质传感器包括声波发射器、声波接收器和反射声波的反射镜，工作时，此声波发射器、声波接收器和反射镜浸没在尿素水溶液中，声波发射器发出的声波在尿素水溶液中传播至反射镜处，反射镜对声波进行反射，令返回的声波在尿素水溶液中反向传播后被声波接收器接收，由于声波在不同浓度的尿素水溶液中传播的速率不同，所以由此可以检测出尿素水溶液的密度。汽车行驶过程中的晃动和颠簸会引起尿素溶液晃动产生气泡，当尿素中存在气泡时检测到的尿素浓度并不是真实的尿素浓度，因而会导致触发OBD报警限制发动机运行功率扭矩等，进而影响柴油汽车的正常使用。
在现有技术中，公开一种尿素浓度检测方法、检测装置和汽车，公布号为CN108678842A的发明专利，该方案的诊断逻辑为：传感器实时获取品质传感器检测的浓度值，在车速大于预设阀值时，将最近一次获取的尿素浓度确立为锁定浓度，若车速小于预设阀值时，实时读取传感器检测的浓度值。
上述公开一种尿素浓度检测方法、检测装置和汽车专利技术方案中还存在两点不足之处，一是只用车速作为浓度合理性的判断条件，当车辆在停车不停机加注尿素溶液时，加注产生的气泡会使浓度异常，再次继续行车，若气泡未消散就会把最近一次的异常浓度作为锁定值输出，导致OBD报警；二是当车速大于设定阀值锁定最近一次浓度后，若尿素罐漏液造成尿素浓度稀释，浓度不会更新，低浓度的尿素在长时间行驶中也会造成排放超标。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明目的在于提出一种尿素溶液浓度判断准确的车用超声波品质传感器策略。
为此，本发明提出一种车用超声波品质传感器策略。
优选地，本发明还可以具有如下技术特征：
车用超声波品质传感器策略，用于检测汽车尿素箱中尿素的浓度，所述尿素箱中设置尿素品质传感器，所述的策略包括如下步骤：
报文阶段：发动机电子控制单元上电初始化报文信号，尿素品质传感器在3s内报送尿素浓度值、尿素箱液位高度信息，且尿素箱液位高度大于0，ECU通过报文向后处理CAN发送车况信号，车况信号包括实时车速、转速信息；
车辆工况判断阶段：尿素品质传感器接收实时车速、转速信息后识别车辆处于行驶状态或停车不停机状态；
尿素浓度值锁定阶段：实时检测获取尿素浓度值，当尿素浓度值大于或等于第一尿素浓度阈值，且小于或等于第二尿素浓度阈值，此浓度值区间有效，则锁定前一次有效尿素浓度值。
进一步地，如尿素品质传感器在3s内未报送尿素浓度值、尿素箱液位高度信息，则说明尿素箱可能处于空罐或在非尿素溶液里，报FB故障；此时，尿素品质传感器依旧继续在进行检测，重新获取尿素浓度值、尿素箱液位高度信息后及时输出。
进一步地，所述车辆工况的判断方法：当转速大于或等于预设转速阈值，且车速大于预设车速阈值时，判断车辆处于行驶状态；当转速大于或等于预设转速阈值，但车速小于预设车速阈值时，判断车辆处于停车不停机状态。
进一步地，若转速小于预设转速阈值，且车速小于预设车速阈值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，然后再检测尿素箱液位高度，进而继续后续步骤。
进一步地，当尿素浓度值小于第一尿素浓度阈值，且大于第二浓度阈值，此浓度值区间不合理，锁定前一次有效尿素浓度值10分钟。
进一步地，锁定前一次有效尿素浓度值，且待浓度值稳定后计时20分钟后，若尿素箱液位上升高度大于3.2％，则由报文阶段进入策略循环；若尿素箱液位上升高度小于或等于3.2％，则锁定前一次有效尿素浓度值。
进一步地，若无法检测出尿素浓度值，报FB故障；此情况下，若有前合理有效浓度值，则锁定前一次有效浓度值10分钟；若无前合理有效浓度值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，进而继续后续步骤。
进一步地，当尿素浓度值小于第一尿素浓度阈值，且大于第二浓度阈值，此浓度值区间不合理；此情况下，若有前合理有效浓度值，则锁定前一次有效浓度值10分钟；若无前合理有效浓度值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，进而继续后续步骤。
进一步地，预设车速阈值为3km/h，预设发动机转速阈值为400rpm，有效尿素浓度值选定为28～36％。
进一步地，在行车过程中利用车速和发动机转速信息锁定上电后行车前有效的稳定值尿素浓度值，期间因浓度变化的更新要求如下：
当尿素浓度值Unow：Unow＜28％或Unow＞36％时，并且判断该值稳定下降且有效则输出实际值；如仅出现随机波动则不作更新；
当尿素浓度值Unow：28％≤Unow≤36％时，则输出上电后传感器确认的有效浓度值。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：(1)通过车速和发动机转速等信息合理判定尿素真实浓度；(2)通过策略利用车速和发动机转速等信息，智能化识别行驶过程中尿素溶液产生了气泡；(3)ECU通过报文发送车速、转速信息给尿素品质传感器来识别车辆工况，能够有效避免在没有车速情况下，停车不停机加注过程中气泡产生的影响，使浓度锁定上电行车前的有效浓度；(3)策略中，有车速、转速时，对浓度合理范围进行设定，传感器检测到的实时浓度若在合理范围内即继续锁定浓度值，若传感器检测到实时浓度不在合理范围内，能够正常更新输出异常浓度，报警提醒，有效避免行车过程中无法检测到实际浓度过低造成排放超标的问题。
附图说明
图1是ECU发送车速、转速报文定义。
图2是本发明的传感器策略流程图。
具体实施方式
车用超声波品质传感器策略，用于检测汽车尿素箱中尿素的浓度，所述尿素箱中设置尿素品质传感器，所述的策略包括如下步骤：
报文阶段：发动机电子控制单元上电初始化报文信号，尿素品质传感器在3s内报送尿素浓度值、尿素箱液位高度信息，且尿素箱液位高度大于0，ECU通过报文向后处理CAN发送车况信号，车况信号包括实时车速、转速信息。尿素箱液位0是表示空罐没有尿素溶液或者溶液液位很少，在死容积区域，无法识别到液位高度。
车辆工况判断阶段：尿素品质传感器接收实时车速、转速信息后识别车辆处于行驶状态或停车不停机状态；判断的依据为：当转速大于或等于预设转速阈值，且车速大于预设车速阈值时，判断车辆处于行驶状态；当转速大于或等于预设转速阈值，但车速小于预设车速阈值时，判断车辆处于停车不停机状态。停车不停机时，因为有转速信号，可以根据浓度信号锁定行车前合理有效尿素浓度值，这个时候加尿素即便有气泡也不会造成浓度偏低。
尿素浓度值锁定阶段：实时检测获取尿素浓度值，当尿素浓度值处于预设的区间阈值范围内，即尿素浓度值大于或等于第一尿素浓度阈值，且小于或等于第二尿素浓度阈值，此浓度值区间有效，则锁定原合理尿素浓度值(即前一次有效尿素浓度值)；当尿素浓度值小于第一尿素浓度阈值，且大于第二浓度阈值，此浓度值区间不合理，锁定前一次有效尿素浓度值10分钟。
上述报文阶段中，如尿素品质传感器在3s内未报送尿素浓度值、尿素箱液位高度信息，则说明尿素箱可能处于空罐或在非尿素溶液里，报FB故障。此时，尿素品质传感器依旧继续在进行检测，重新获取尿素浓度值、尿素箱液位高度信息后及时输出。FB和FE表示特殊状态，空罐或者在非尿素溶液里。
上述车辆工况判断阶段中，若转速小于预设转速阈值，且车速小于预设车速阈值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，然后再检测尿素箱液位高度，进而继续后续步骤。
上述尿素浓度值锁定阶段中，锁定原合理尿素浓度值，待浓度值稳定后计时20分钟后，若尿素箱液位上升高度大于3.2％，则由报文阶段进入策略循环；若尿素箱液位上升高度小于或等于3.2％，则锁定原合理浓度值(即前一次有效尿素浓度值)。
上述尿素浓度值锁定阶段中，若无法检测出尿素浓度值，浓度值不合理，报FB故障；此情况下，若有前合理有效浓度值，则锁定前一次有效浓度值10分钟；若无前合理有效浓度值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，进而继续后续步骤。通常，在气泡量较多时，超声波讯号无法正常传播，导致无法测定尿素浓度值。
上述尿素浓度值锁定阶段中，当尿素浓度值小于第一尿素浓度阈值，且大于第二浓度阈值，此浓度值区间不合理；此情况下，若有前合理有效浓度值，则锁定前一次有效浓度值10分钟；若无前合理有效浓度值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，进而继续后续步骤。
具体到实际控制的示例，如预设车速阈值为3km/h，预设发动机转速阈值为400rpm，有效尿素浓度值选定为28～36％，即第一尿素浓度阈值为28％，第二尿素浓度阈值为36％。
浓度传感器在行车过程(使用车速和发动机转速信息)中锁定上电后行车前的有效的稳定值尿素浓度值，期间因浓度变化的更新要求如下：
当尿素浓度值Unow：Unow＜28％或Unow＞36％时，并且判断该值稳定下降且有效则输出实际值；如仅出现随机波动则不作更新；
当尿素浓度值Unow：28％≤Unow≤36％时，则输出上电后传感器确认的有效浓度值。
本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例仅是用来描述一个或多个特定实施方式。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。

Claims (10)

1.车用超声波品质传感器策略，用于检测汽车尿素箱中尿素的浓度，所述尿素箱中设置尿素品质传感器，其特征在于：所述的策略包括如下步骤：
报文阶段：发动机电子控制单元上电初始化报文信号，尿素品质传感器在3s内报送尿素浓度值、尿素箱液位高度信息，且尿素箱液位高度大于0，ECU通过报文向后处理CAN发送车况信号，车况信号包括实时车速、转速信息；
车辆工况判断阶段：尿素品质传感器接收实时车速、转速信息后识别车辆处于行驶状态或停车不停机状态；
尿素浓度值锁定阶段：实时检测获取尿素浓度值，当尿素浓度值大于或等于第一尿素浓度阈值，且小于或等于第二尿素浓度阈值，此浓度值区间有效，则锁定前一次有效尿素浓度值。
2.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：如尿素品质传感器在3s内未报送尿素浓度值、尿素箱液位高度信息，则说明尿素箱可能处于空罐或在非尿素溶液里，报FB故障；此时，尿素品质传感器依旧继续在进行检测，重新获取尿素浓度值、尿素箱液位高度信息后及时输出。
3.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：所述车辆工况的判断方法：当转速大于或等于预设转速阈值，且车速大于预设车速阈值时，判断车辆处于行驶状态；当转速大于或等于预设转速阈值，但车速小于预设车速阈值时，判断车辆处于停车不停机状态。
4.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：若转速小于预设转速阈值，且车速小于预设车速阈值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，然后再检测尿素箱液位高度，进而继续后续步骤。
5.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：当尿素浓度值小于第一尿素浓度阈值，且大于第二浓度阈值，此浓度值区间不合理，锁定前一次有效尿素浓度值10分钟。
6.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：锁定前一次有效尿素浓度值，且待浓度值稳定后计时20分钟后，若尿素箱液位上升高度大于3.2％，则由报文阶段进入策略循环；若尿素箱液位上升高度小于或等于3.2％，则锁定前一次有效尿素浓度值。
7.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：若无法检测出尿素浓度值，报FB故障；此情况下，若有前合理有效浓度值，则锁定前一次有效浓度值10分钟；若无前合理有效浓度值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，进而继续后续步骤。
8.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：当尿素浓度值小于第一尿素浓度阈值，且大于第二浓度阈值，此浓度值区间不合理；此情况下，若有前合理有效浓度值，则锁定前一次有效浓度值10分钟；若无前合理有效浓度值，则通过尿素品质传感器实时检测浓度，进而继续后续步骤。
9.如权利要求1所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：预设车速阈值为3km/h，预设发动机转速阈值为400rpm，有效尿素浓度值选定为28～36％。
10.如权利要求9所述的车用超声波品质传感器策略，其特征在于：在行车过程中利用车速和发动机转速信息锁定上电后行车前有效的稳定值尿素浓度值，期间因浓度变化的更新要求如下：
当尿素浓度值Unow：Unow＜28％或Unow＞36％时，并且判断该值稳定下降且有效则输出实际值；如仅出现随机波动则不作更新；
当尿素浓度值Unow：28％≤Unow≤36％时，则输出上电后传感器确认的有效浓度值。
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