CN112196642B - 用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,包括柴油发动机、车载监控控制器、车载数据采集器、DOC系统、POC系统以及SCR系统尿素喷射系统以及多个传感器。尿素喷射系统,设置在在货车的尾部,包括尿素箱与尿素泵,通过尿素泵以及前端与尿素泵连通的喷嘴向SCR系统的前排喷射注入尿素。车载监控控制器包括CAN通信模块、T15信号检测模块、尿素喷射控制模块以及SCR系统监控模块。尿素喷射控制模块用于根据SCR系统状态计算初始尿素喷射量,并控制尿素泵喷射,根据SCR系统状态以及SCR前氮氧传感器、SCR后氮氧传感器反馈的数值,判断车辆尾气氮氧排放是否达到预设目标,并且在未达到预设目标时控制重复喷射量调整,直到满足预设目标。

Description

用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统
技术领域
本发明涉及车载气助式后处理监控控制系统技术领域,具体而言涉及一种用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统与控制方法。
背景技术
为加强柴油货车排放治理,减少机动车船污染排放,促进空气治理改善,部分省份陆续对柴油发动机货车的排放提出了更高的要求,要求排气污染物排放限值需要达到强制排放标准,为满足这样的强制标准,需要对车辆进行后处理来控制污染物的排放,可通过SCR系统(机外选择性催化还原系统),是利用尿素(需要加注和喷射尿素)将尾气中的氮氧化物选择性还原生成氮气和水,或者通过DOC系统(柴油氧化催化器)或者POC系统(颗粒物催化氧化器),进一步降低排放尾气中的颗粒物和氮氧化物、氮氢化物的含量。其中SCR系统通常结合前置的机内燃烧控制以降低颗粒物的含量,然后通过SCR系统后处理。
目前,为了实现对柴油发动机货车的尾气污染排放的监管,需要在具备加装条件的国四国五柴油货车,以及国三改国四的在用车上,加装OBD接口和远程在线监控,通过远程在线监控系统和OBD接口在线读取和采集上传11项数值,分别是车辆定位、氮氧化物排放值、排气烟度、尿素液位、发动机冷却液温度、发动机燃料流量、车速、发动机转速、故障指示灯状态、发动机实际扭矩百分比以及大气压力。通过发动机运行状况随时在线远程监控是否存在尾气超标,一旦超标,监控平台就会预警与提示。
在加装OBD接口和远程在线监控时,显示器和采集端通常设置在货车的车头(发动机盖内),连接到货车的控制中心ECU,从ECU定期或者实时获取上述11项数值,并通过远程在线监控进行远程传输,加重车辆核心ECU的负载,而且容易造成故障。而且加装在线监控功能单一,只是实现数据的采集和数据的上传以及定位功能,且配套后处理系统,监控功能单一,整体成本较高。
现有技术文献:
专利文献1:CN109915245A一种重型汽车用柴油发动机
专利文献2:CN201818369U一种重型车排放监管系统
发明内容
本发明目的在于提供一种用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统与控制方法,采用监控+数据采集器+尿素泵的监控与控制方式,数据采集器替换传统的后处理DCU,将气助式后处理控制策略集成到监控,与尿素泵和数据采集器全部通过CAN实现数据交互,数据采集器专门负责采集数据,由监控实现对尿素泵的控制,监控功能更多并且成本降低。
为达成上述目的,本发明提出一种用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,包括:
位于货车发动机舱内的柴油发动机以及车载监控控制器;
位于货车的尾部的车载数据采集器,车载数据采集器通过CAN总线连接到车载监控控制器;
设置在货车的尾部并形成级联连接的DOC系统、POC系统以及SCR系统,依次形成对柴油发动机的排放物的处理;
设置在在货车的尾部的尿素喷射系统,包括尿素箱与尿素泵,通过尿素泵向SCR系统的前排喷射注入尿素;
其中,所述DOC系统对应设置有第一压差传感器,POC系统对应设置有第二压差传感器;
所述POC系统与SCR系统之间的管路中设置有SCR前排温传感器和SCR前氮氧传感器; SCR系统的排出管路中设置有SCR后排温传感器和SCR后氮氧传感器;
所述尿素箱对应设置有尿素液位传感器、尿素温度传感器和尿素压力传感器;
所述第一压差传感器、第二压差传感器、SCR前排温传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排温传感器、SCR后氮氧传感器、尿素液位传感器、尿素温度传感器和尿素压力传感器分别接入车载数据采集器,由车载数据采集器采集后发送至车载监控控制器;
所述车载监控控制器包括CAN通信模块、T15信号检测模块、尿素喷射控制模块以及SCR 系统监控模块,其中:
所述T15信号检测模块用于检测发动机点火钥匙门T15信号,响应于T15信号电压达到设定阈值,则控制SCR系统监控模块检测SCR系统状态,并通CAN通信模块获取柴油发动机运行的系统数据、故障数据和各个传感器的数据;
所述尿素喷射控制模块用于根据SCR系统状态计算初始尿素喷射量,并控制尿素泵进行喷射,以及根据SCR系统状态以及SCR前氮氧传感器、SCR后氮氧传感器反馈的数值,判断车辆尾气氮氧排放是否达到预设目标,并且在未达到预设目标时控制重复进行喷射量调整,直到满足预设目标。
优选地,所述车载数据采集器采用数据板卡设计,固定到货车尾部的底盘下方。由此,车载数据采集器相对于发动机和发动机舱来说,更加接近尾部的排放物的处理系统,即DOC 系统、POC系统以及SCR系统,则这些处理系统的传感器和传感数据则以有利的方式汇总到邻近位置的车载数据采集器中,并通过CAN总线与车载监控控制器进行交互,同时,由车载监控控制器发送的控制报文,则通过车载数据采集器直接传达至各个处理系统,相对于传统的单一采集上传上述,本发明更利于数据汇总、传输和指令的发送与执行,并且车载监控控制器能够与货车通过CAN总线进行数据通信交互,获得更多监控的货车运行数据,包括但不限于发动机运行数据、故障信息、转速数据、传感器数据以及其他数据,扩展了监控范围。
优选地,所述车载监控控制器被设置成在货车的柴油发动机启动以及运行后,通过CAN 通信模块接收来自车载数据采集器采集汇流的传感器数据并发送对DOC系统、POC系统以及 SCR系统的控制指令。
由此,本发明的实施例中,采用车载数据监控与数据采集器的集成,并与尿素喷射与尿素泵的控制进行三者的融合控制,车载数据采集器替换了传统的后处理DCU,监控功能更丰富和全面,成本减低。车载数据采集器位于车尾端,更接近排放物的处理系统的传感器,接线简单,避免传统需要全部接线到车前端的复杂处理。而且,将气助式后处理控制策略集成到监控控制器和监控过程中,与尿素泵和车载数据采集器通过CAN总线实现数据交互,车载数据采集器用于采集数据,由监控控制器实现对尿素泵的控制。而且还可以扩展到非气助式后处理系统中,监控用于显示各类传感器数据、故障信息等,通过现场配置适应不同的系统。
在本发明的后续设计中,还可以实现用手机APP连接监控,从手机上调试后处理系统,查看数据、标定数据、修改数据,同时可以实现对监控和数据采集器的程序升级;通过手机就可以在现场调试后处理系统,方便便捷。
优选地,所述车载监控控制器被设置成根据SCR系统状态判定是否对尿素喷射系统进行加热,并且在需要进行加热时发送加热控制报文至车载数据采集器,并控制对尿素管路、尿素箱、尿素泵进行加热。
优选地,所述车载数据采集器被设置成发送SCR前排温、SCR后排温、压差报文以及NOx 报文至车载监控控制器,经SCR系统监控模块判断SCR系统满足预设工作条件时,确定SCR 系统所需尿素喷射量后,通过CAN通信模块发送控制报文到气助式尿素泵以控制气助式尿素泵喷射尿素。
优选地,在柴油发动机运行全部过程中,所述车载监控控制器根据由CAN通信模块接收的压差数据,并且在压差持续超过预设限值时,控制蜂鸣器发出报警信息。
优选地,在柴油发动机运行全部过程中,所述车载监控控制器通过T15信号检测模块检测发动机点火钥匙门T15信号断电,并且在检测到T15信号断开时通过CAN通信模块发送停止喷射报文以控制尿素泵停止喷射,并控制尿素泵进行排空工作,并且排空完成后发送断电报文至车载数据采集器,以控制SCR系统的继电器断电操作,车载气助式后处理监控控制系统完全停止运行。
优选地,所述车载监控控制器包括处理器电路、通信模块电路、T15信号接入电路、显示屏、CAN通信接口、存储器、声光报警电路以及电源电路,其中所述通信模块电路、显示屏、T15信号接入电路、CAN通信接口、存储器以及声光报警电路均电连接到处理器电路,所述电源电路被设置用于对车载监控控制器供电,所述CAN通信模块、T15信号检测模块、尿素喷射控制模块以及SCR系统监控模块均以软件指令集形式存储在所述存储器内并由所述处理器电力调用和执行以实现其CAN通信、T15信号检测、尿素喷射控制以及SCR系统监控过程。
优选地,所述电源电路包括DC输入电源电路、电源保护电路、EMI滤波电路以及多路D C-DC转换电路,通过多路DC-DC转换电路对车载监控控制器提供多电压供电。
优选地,所述显示屏被设置固定到货车的驾驶室内,利于驾驶人员实时观察。
应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外,所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,其中:
图1是本发明示例性实施例的柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统的控制逻辑示意图。
图2是本发明示例性实施例的车载监控控制器的硬件示意图。
图3是本发明示例性实施例的车载监控控制器的软件模块的示意图。
图4是本发明示例性实施例的柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统布置示意图。
图5是本发明示例性实施例的柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统的工作流程示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施,这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外,本发明公开的一些方面可以单独使用,或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
结合图1-图5所示的示例性实施例的柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,包括柴油发动机10、车载监控控制器20、车载数据采集器30、发动机排放物处理系统、尿素喷射系统以及多个传感器。
柴油发动机10以及车载监控控制器20设置在货车发动机舱内。
车载数据采集器30,位于货车的尾部,车载数据采集器30通过CAN总线连接到车载监控控制器。可选地,车载数据采集器采用数据板卡设计,固定到货车尾部的底盘下方。
发动机排放物处理系统包括设置在货车的尾部并形成级联连接的DOC系统41、POC系统 42以及SCR系统43,依次形成对柴油发动机的排放物的处理。
尿素喷射系统,设置在在货车的尾部,包括尿素箱51与尿素泵52,通过尿素泵以及前端与尿素泵连通的喷嘴53向SCR系统的前排喷射注入尿素。
其中,DOC系统对应设置有第一压差传感器101,POC系统对应设置有第二压差传感器102。
POC系统与SCR系统之间的管路中设置有SCR前排温传感器103和SCR前氮氧传感器104,分别用于检测SCR前排温和SCR前氮氧;SCR系统的排出管路中设置有SCR后排温传感器105 和SCR后氮氧传感器106,分别用于检测SCR后排温和SCR后氮氧。
尿素箱对应设置有尿素液位传感器、尿素温度传感器和尿素压力传感器,分别用于检测尿素液位、尿素温度和尿素压力。
第一压差传感器、第二压差传感器、SCR前排温传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排温传感器、SCR后氮氧传感器、尿素液位传感器、尿素温度传感器和尿素压力传感器分别接入车载数据采集器,由车载数据采集器采集后发送至车载监控控制器。
结合图2、3所示,车载监控控制器的硬件电路部分包括处理器电路、通信模块电路、T 15信号接入电路、显示屏、CAN通信接口、存储器、声光报警电路以及电源电路,通信模块电路、T15信号接入电路、显示屏、CAN通信接口、存储器和声光报警电路均与处理器电路电连接。
处理器电路尤其可采用嵌入式MCU电路或者其他处理器架构,旨在依照设置的程序执行实现对各传感器数据的计算、处理以及控制系统的运行。本发明中,处理器电路采用恩智浦 S32K系列嵌入式单片机处理器。
通信模块电路尤其可设计包含多个子电路,例如,用于实现数据的远程上传到监控中心或者监控平台的远程数据传输电路(可基于Wifi、4G或者5G等无线网络模块实现),用于进行位置定位的模块(例如GPS定位模块或者北斗定位模块等),用于进行短距离通信的模块(例如蓝牙模块等)。
在本发明的实施例中,通信模块电路包括GSM模块、蓝牙模块和GPS模块。通信模块电路通过GSM模块把需要上传的数据上传到监测平台,同时通过蓝牙模块可以用手机APP实现对车载监控控制器以及其他控制器的程序升级,数据标定等,通过GPS模块可适时更新时间,定位车辆位置。
显示屏,例如采用TFT屏幕或者LED、LCD屏幕,用于实现对接收和处理的数据、信息的可视反馈显示。例如,车辆传感器信息、泵状态、GPS定位信息、报警信息。尤其优选地,显示屏被设置固定到货车的驾驶室内,利于驾驶人员实时观察。
T15信号接入电路,用于接入发动机点火T15信号。例如,通过电阻分压电路采集发动机点火信号钥匙门T15信息。
CAN通信接口,采用车载CAN通信模块,实现CAN通信报文传输。
存储器,采用非易失性存储器,用于存储供处理器电路调用和使用的程序与数据。这些数据尤其是预设的数据以及接收到的来自车载数据采集器传输的传感器数据以及经过处理的数据。
声光报警电路,可采用蜂鸣器以及蜂鸣器与光反馈灯(例如LED报警灯)的结合。
电源电路,用于对车载监控控制器供电。
优选地,电源电路包括DC输入电源电路、电源保护电路、EMI滤波电路以及多路DC-DC 转换电路,通过多路DC-DC转换电路对车载监控控制器提供多电压供电。例如,EMI滤波电路采用磁珠、共模电感,以降低干扰。电源保护电路采用二极管进行电源防反接保护。多路 DC-DC转换电路中,DC24V转DC5V电路采用LM2596系列芯片完成DC24V电压到DC5V电压的转换;DC5V转DC3.3V电路采用LM1117-3.3芯片完成DC5V电压到DC3.3V电压的转换;DC5V 转DC4V电路采用MIC29302芯片完成电压DC5V电压到DC4V电压的转换。
在可选的实施例中,车载监控控制器还包括数据加密处理电路,例如采用N32S032芯片对传输的数据进行加密。
结合图3,显示驱动模块、存储控制模块、GSM通信模块、蓝牙通信模块、GPS定位模块、 CAN通信模块、T15信号检测模块、尿素喷射控制模块以及SCR系统监控模块均以软件指令集形式存储在存储器内并由处理器电力调用和执行以实现其显示驱动、存储控制、外部通信、C AN通信、T15信号检测、尿素喷射控制以及SCR系统监控过程。
结合图示,T15信号检测模块用于检测发动机点火钥匙门T15信号,响应于T15信号电压达到设定阈值,则控制SCR系统监控模块检测SCR系统状态,并通CAN通信模块获取柴油发动机运行的系统数据、故障数据和各个传感器的数据。
尿素喷射控制模块用于根据SCR系统状态计算初始尿素喷射量,并控制尿素泵进行喷射,以及根据SCR系统状态以及SCR前氮氧传感器、SCR后氮氧传感器反馈的数值,判断车辆尾气氮氧排放是否达到预设目标,并且在未达到预设目标时控制重复进行喷射量调整,直到满足预设目标。
优选地,车载监控控制器被设置成在货车的柴油发动机启动以及运行后,通过CAN通信模块接收来自车载数据采集器采集汇流的传感器数据并发送对DOC系统、POC系统以及SCR 系统的控制指令。
由此,本发明的实施例中,采用车载数据监控与数据采集器的集成,并与尿素喷射与尿素泵的控制进行三者的融合控制,车载数据采集器替换了传统的后处理DCU,监控功能更丰富和全面,成本减低。而且,将气助式后处理控制策略集成到监控控制器和监控过程中,与尿素泵和车载数据采集器通过CAN总线实现数据交互,车载数据采集器用于采集数据,由监控控制器实现对尿素泵的控制。而且还可以扩展到非气助式后处理系统中,监控用于显示各类传感器数据、故障信息等,通过现场配置适应不同的系统。
在本发明的后续设计中,还可以实现用手机APP连接监控,从手机上调试后处理系统,查看数据、标定数据、修改数据,同时可以实现对监控和数据采集器的程序升级;通过手机就可以在现场调试后处理系统,方便便捷。
优选地,车载监控控制器被设置成根据SCR系统状态判定是否对尿素喷射系统进行加热,并且在需要进行加热时发送加热控制报文至车载数据采集器,并控制对尿素管路、尿素箱、尿素泵进行加热。
优选地,车载数据采集器被设置成发送SCR前排温、SCR后排温、压差报文以及NOx报文至车载监控控制器,经SCR系统监控模块判断SCR系统满足预设工作条件时,确定SCR系统所需尿素喷射量后,通过CAN通信模块发送控制报文到气助式尿素泵以控制气助式尿素泵喷射尿素。在本发明的实施例中,尿素喷射量的计算,可使用现有的软件进行逻辑计算得出。
优选地,在柴油发动机运行全部过程中,车载监控控制器根据由CAN通信模块接收的压差数据,并且在压差持续超过预设限值时,控制蜂鸣器发出报警信息。
优选地,在柴油发动机运行全部过程中,车载监控控制器通过T15信号检测模块检测发动机点火钥匙门T15信号断电,并且在检测到T15信号断开时通过CAN通信模块发送停止喷射报文以控制尿素泵停止喷射,并控制尿素泵进行排空工作,并且排空完成后发送断电报文至车载数据采集器,以控制SCR系统的继电器断电操作,车载气助式后处理监控控制系统完全停止运行。
在可选的实施例中,处理器电路的外围还可以设置外围电路,例如可以通过外围电路中的程序下载模块来完成软件程序写入到核心处理器电路中,实现控制程序的更新和修改。外围电路中还可以设置抗干扰电路,例如防静电干扰电路,过滤处理和消除外部静电干扰。
在可选的实施例中,车载监控控制器和/或车载数据采集器还设置铝保护外壳,例如铝合金铸件保护外盒以及线束连接器,保护内部的电路部分正常工作,避免受到外界砂石、雨雪的影响。
结合图4,车辆或发动机工作后,在气助系统下,当车载监控控制器收到车载数据采集器发送的SCR前排温、SCR后排温,压差报文以及NOx报文,判断SCR系统满足工作条件时,通过相关软件计算逻辑计算出SCR系统所需尿素喷射量,通过CAN总线发送报文到气助式尿素泵,以控制气助式尿素泵喷射尿素。并且持续监测和接收车载数据采集器的传感数据反馈,并确定是否达到预设目标,如果在未达到预设目标,控制重新尿素喷射量的计算,重复进行喷射量调整,直到满足预设目标。
由此,车载监控系统控制器在SCR前后NOx传感器的协助下,实现尾气中NOx净化的闭环控制管理和自动管理控制,能够根据车辆运行工况自动调整尿素喷射量。
在车辆或发动机运行的全部过程中,车载监控控制器通过CAN通信模块接收SCR前排温、 SCR后排温数据,并通过CAN通信模块持续获取SCR前后排NOx传感器信息,最终实时检测和诊断SCR系统工作状态,当诊断到系统发生故障时,发出报警信息。
图5示例性是表示了本发明的柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统的工作流程。
步骤1、发动机点火钥匙门T15信号检测,此状态为系统的最初状态;
步骤2、判断T15信号是否导通,检测T15信号电压是否达到设定阈值,如果导通则程序进入下一步处理,否则系统继续在最初始状态;
步骤3、通过步骤2后,车载数据采集器控制SCR系统的电源继电器导通,给整个系统供电,车载监控控制器接收CAN报文,检测SCR系统状态,获取发动机工作时的转速、扭矩和废气流量等信息;并根据SCR系统状态信息判定是否需要进行加热,如果需要进行加热,则下一步进行步骤4,如果不需要加热,则下一步进行步骤6;
步骤4、如果需要进行加热,则进行本步骤,对尿素管路、尿素箱、尿素泵进行加热解冻操作,然后进入步骤5;
步骤5、检测尿素管路、尿素箱和尿素泵的加热解冻是否完成,如果未完成,继续加热,如果已经完成,则进行步骤6;
步骤6、判断SCR系统是否达到喷射条件,如果达到喷射条件,进行步骤7,如果未达到喷射条件,则进入步骤3;
步骤7、根据SCR系统状态,计算初始尿素喷射量,并控制尿素泵进行喷射;
步骤8、根据SCR系统状态,结合SCR前后NOx传感器反馈的数值,判断车辆尾气NOx排放是否达到预设目标,如果满足目标,则继续按照步骤8进行,如果没有满足目标,则进行步骤9;
步骤9、重新调整尿素喷射量,控制尿素泵按照新的喷射量进行喷射后,进行步骤8。
其中,在步骤3中,持续检测T15信号是否存在,如果检测到15信号断开,则控制尿素泵停止喷射工作,并且控制尿素泵进行排空工作;待排空后发送CAN报文给车载数据采集器,控制SCR系统的继电器断电操作,系统完全停止。
其中,在步骤3中,检测压差传感器信息、SCR前排温传感器信息、SCR后排温信息,判断工作是否正常,未出现故障,说明系统工作正常,如果有故障信息,发送传感器报警信息,并通过屏幕提示司机故障信息蜂鸣器响,同时通过上传故障信息到监控平台。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,包括:
位于货车发动机舱内的柴油发动机以及车载监控控制器;
位于货车的尾部的车载数据采集器,车载数据采集器通过CAN总线连接到车载监控控制器;
设置在货车的尾部并形成级联连接的DOC系统、POC系统以及SCR系统,依次形成对柴油发动机的排放物的处理;
设置在在货车的尾部的尿素喷射系统,包括尿素箱与尿素泵,通过尿素泵向SCR系统的前排喷射注入尿素;
其中,所述DOC系统对应设置有第一压差传感器,POC系统对应设置有第二压差传感器;
所述POC系统与SCR系统之间的管路中设置有SCR前排温传感器和SCR前氮氧传感器;SCR系统的排出管路中设置有SCR后排温传感器和SCR后氮氧传感器;
所述尿素箱对应设置有尿素液位传感器、尿素温度传感器和尿素压力传感器;
所述第一压差传感器、第二压差传感器、SCR前排温传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排温传感器、SCR后氮氧传感器、尿素液位传感器、尿素温度传感器和尿素压力传感器分别接入车载数据采集器,由车载数据采集器采集后发送至车载监控控制器;车载监控控制器被设置成在货车的柴油发动机启动以及运行后,通过CAN通信模块接收来自车载数据采集器采集汇流的传感器数据并发送对DOC系统、POC系统以及SCR系统的控制指令;其中车载数据采集器用于采集数据,由车载监控控制器实现对尿素泵的控制;
所述车载数据采集器采用数据板卡设计,固定到货车尾部的底盘下方,所述车载数据采集器相对于发动机和发动机舱来说,更加接近尾部的排放物的处理系统,即DOC系统、POC系统以及SCR系统,则所述处理系统对应的传感器和传感数据则汇总到邻近位置的车载数据采集器中,并通过CAN总线与车载监控控制器进行交互,同时,由车载监控控制器发送的控制报文,则通过车载数据采集器直接传达至各个处理系统;
所述车载监控控制器包括CAN通信模块、T15信号检测模块、尿素喷射控制模块以及SCR系统监控模块,其中:
所述T15信号检测模块用于检测发动机点火钥匙门T15信号,响应于T15信号电压达到设定阈值,则控制SCR系统监控模块检测SCR系统状态,并通CAN通信模块获取柴油发动机运行的系统数据、故障数据和各个传感器的数据;
所述尿素喷射控制模块用于根据SCR系统状态计算初始尿素喷射量,并控制尿素泵进行喷射,以及根据SCR系统状态以及SCR前氮氧传感器、SCR后氮氧传感器反馈的数值,判断车辆尾气氮氧排放是否达到预设目标,并且在未达到预设目标时控制重复进行喷射量调整,直到满足预设目标。
2.根据权利要求1所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,所述车载监控控制器被设置成在货车的柴油发动机启动以及运行后,通过CAN通信模块接收来自车载数据采集器采集汇流的传感器数据并发送对DOC系统、POC系统以及SCR系统的控制指令。
3.根据权利要求2所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,所述车载监控控制器被设置成根据SCR系统状态判定是否对尿素喷射系统进行加热,并且在需要进行加热时发送加热控制报文至车载数据采集器,并控制对尿素管路、尿素箱、尿素泵进行加热。
4.根据权利要求3所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,所述车载数据采集器被设置成发送SCR前排温、SCR后排温、压差报文以及NOx报文至车载监控控制器,经SCR系统监控模块判断SCR系统满足预设工作条件时,确定SCR系统所需尿素喷射量后,通过CAN通信模块发送控制报文到气助式尿素泵以控制气助式尿素泵喷射尿素。
5.根据权利要求2所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,在柴油发动机运行全部过程中,所述车载监控控制器根据由CAN通信模块接收的压差数据,并且在压差持续超过预设限值时,控制蜂鸣器发出报警信息。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,在柴油发动机运行全部过程中,所述车载监控控制器通过T15信号检测模块检测发动机点火钥匙门T15信号断电,并且在检测到T15信号断开时通过CAN通信模块发送停止喷射报文以控制尿素泵停止喷射,并控制尿素泵进行排空工作,并且排空完成后发送断电报文至车载数据采集器,以控制SCR系统的继电器断电操作,车载气助式后处理监控控制系统完全停止运行。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,所述车载监控控制器包括处理器电路、通信模块电路、T15信号接入电路、显示屏、CAN通信接口、存储器、声光报警电路以及电源电路,其中所述通信模块电路、显示屏、T15信号接入电路、CAN通信接口、存储器以及声光报警电路均电连接到处理器电路,所述电源电路被设置用于对车载监控控制器供电,所述CAN通信模块、T15信号检测模块、尿素喷射控制模块以及SCR系统监控模块均以软件指令集形式存储在所述存储器内并由所述处理器电力调用和执行以实现其CAN通信、T15信号检测、尿素喷射控制以及SCR系统监控过程。
8.根据权利要求7所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,所述电源电路包括DC输入电源电路、电源保护电路、EMI滤波电路以及多路DC-DC转换电路,通过多路DC-DC转换电路对车载监控控制器提供多电压供电。
9.根据权利要求7所述的用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统,其特征在于,所述显示屏被设置固定到货车的驾驶室内。
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