CN112523840A - 一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，包括尿素泵壳体模块和尿素泵功能模块，所述尿素泵壳体模块包括尿素泵上壳体、尿素泵下壳体，尿素泵上壳体还包括了尿素泵与尿素箱的密封圈模块，尿素泵上壳体还包括尿素喷射管、16pin接插件模块。本发明中，尿素泵和尿素箱的连接方式通过intank尿素罐底部安装形式(尿素泵内置于尿素箱底部位置)完成，方便了尿素泵和尿素箱连接，减少了布置空间，过将控制器内置于intank尿素罐底部安装形式泵内，协助尿素泵完成控制，借助尿素自身重力使尿素流入到尿素泵进液口，减少尿素吸液管的同时也减少了尿素回流管，降低了系统复杂度和硬件应用成本。

Description

一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵

技术领域

本发明涉及柴油车尾气净化技术领域，尤其涉及一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵。

背景技术

近年来，我国柴油车尾气排放标准的不断升级实施，越来越多的柴油车辆开始使用SCR系统进行氮氧化物(NOx)排放控制，尿素泵是SCR系统的核心组成部分，负责了尿素的喷射计量的主要工作，本发明特研发了一种intank尿素罐底部安装形式(尿素罐顶安装尿素泵方式)尿素泵控制器，以满足一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵的控制需求。

国内市场现有尿素泵多与尿素罐进行独立分开的安装形式，尿素泵与尿素箱之间通过吸液管路和回流管路连接，管路连接方式复杂，占据布置的空间大，尿素泵和尿素箱独立安装形式，增加了系统对于吸液管路、回流管路的加热控制需求，增加SCR系统控制复杂度和硬件应用成本，尿素泵和尿素箱独立安装形式，尿素管道往往裸露在外部，在冬季进行加热时存在加热解冻困难的风险，同时还增加系统功耗。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决尿素泵和尿素箱独立安装形式占据空间较大、增加SCR系统控制复杂度和硬件应用成本和尿素管裸露在外部冬季加热时增加了系统能耗的问题，而提出的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，包括尿素泵壳体模块和尿素泵功能模块，所述尿素泵壳体模块包括尿素泵上壳体、尿素泵下壳体，尿素泵上壳体还包括了尿素泵与尿素箱的密封圈模块，尿素泵上壳体还包括尿素喷射管、16pin接插件模块，所述尿素泵功能模块包括驱动电机模块、尿素流道模块、尿素开关阀、尿素压力传感器、尿素流道加热器、尿素箱加热带、尿素过滤器、尿素泵控制PCB板，所述尿素泵控制PCB板包括量T15信号采集电路、NTC温度采集电路、PWM波驱动电路、PWM波驱动检测电路、管路加热控制及检测电路、CAN通信电路、其它外围电路，所述其它外围电路包括程序批量刷写电路、防静电干扰电路，所述管路加热控制及检测电路包括尿素喷射管路加热电路、尿素箱加热带电路、喷射管路加热检测电路、尿素箱加热带阀检测电路。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述尿素泵壳体模块通过安装在尿素泵上壳体的密封圈模块与配装的尿素箱形成密封安装。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述驱动电机模块为一种微型齿轮泵及其电机模块，所述尿素泵控制PCB板通过微型齿轮泵的电机转动而带动星型齿轮副的转动。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述尿素流道模块分三个流道模块组成，各个流道模块表面加工有流道孔和O型圈密封槽，流道模块通过O型圈与流道模块间的配合，完成流道的进出液功能。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述尿素开关阀安装于尿素流道模块尿素入口端。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述CAN通信电路通过采集CAN总线上发动机ECU或后处理ACU发送的尿素喷射报文、尿素液位温度品质传感器信息，并通过通信线路将尿素泵状态交互给ECU或ACU。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述PWM波驱动电路通过大功率MOS管驱动由PWM信号控制的尿素泵和喷嘴，PWM波驱动检测电路通过集成电路检测芯片检测驱动信息。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述防静电干扰电路通过电容和电阻组合滤波电路消除外接静电对系统的静电干扰。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述尿素喷射管路加热电路、尿素箱加热水阀电路通过驱动控制芯片完成继电器的控制。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述喷射管路加热检测电路、尿素箱加热水阀检测电路电流检测芯片电路实现检测。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，尿素泵和尿素箱的连接方式通过intank尿素罐底部安装形式(尿素泵内置于尿素箱底部位置)完成，方便了尿素泵和尿素箱连接，减少了布置空间。

2、本发明中，通过将控制器内置于intank尿素罐底部安装形式泵内，协助尿素泵完成控制，借助尿素自身重力使尿素流入到尿素泵进液口，减少尿素吸液管的同时也减少了尿素回流管，降低了系统复杂度和硬件应用成本。

3、本发明中，尿素吸液管路集成在泵体内部，取消了直接的吸液和回流管路，尿素箱和尿素泵加热时就对尿素进液口进行了加热，回流管取消不需加热，降低了系统加热时的电力消耗。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的尿素泵控制器工作控制结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的控制器电路结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的控制器的工作流程图；

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，包括尿素泵壳体模块和尿素泵功能模块，所述尿素泵壳体模块包括尿素泵上壳体、尿素泵下壳体，尿素泵上壳体还包括了尿素泵与尿素箱的密封圈模块，尿素泵上壳体还包括尿素喷射管、16pin接插件模块，所述尿素泵功能模块包括驱动电机模块、尿素流道模块、尿素开关阀、尿素压力传感器、尿素流道加热器、尿素箱加热带、尿素过滤器、尿素泵控制PCB板，所述尿素泵控制PCB板包括量T15信号采集电路、NTC温度采集电路、PWM波驱动电路、PWM波驱动检测电路、管路加热控制及检测电路、CAN通信电路、其它外围电路，所述其它外围电路包括程序批量刷写电路、防静电干扰电路，所述管路加热控制及检测电路包括尿素喷射管路加热电路、尿素箱加热带电路、喷射管路加热检测电路、尿素箱加热带阀检测电路。

具体的，如图2所示，尿素泵壳体模块通过安装在尿素泵上壳体的密封圈模块与配装的尿素箱形成密封安装，整个泵体至于尿素箱的中底部底部位置。

具体的，如图2所示，驱动电机模块为一种微型齿轮泵及其电机模块，尿素泵控制PCB板通过微型微型齿轮泵的电机转动而带动星型齿轮副的转动，从而形成泵流道内的抽力，从而完成尿素溶液的吸取、建压以及抽到等控制动作。

具体的，如图2所示，尿素流道模块分三个流道模块组成，各个流道模块表面加工有流道孔和O型圈密封槽，流道模块通过O型圈与流道模块间的配合，最终完成流道的进出液功能。

具体的，如图2所示，尿素开关阀安装于尿素流道模块尿素入口端，通过尿素开关阀的开关，完成尿流流道的开启和关闭，以配合整个泵的工作。

具体的，如图2所示，CAN通信电路通过采集CAN总线上发动机ECU或后处理ACU发送的尿素喷射报文、尿素液位温度品质传感器信息，并通过通信线路将尿素泵状态交互给ECU或ACU，另外，CAN通信电路还采集利用CAN通信方式的尿素液位温度品质传感器信息，监测尿素箱内尿素液位、温度及品质等信息。

具体的，如图2所示，在无气式SCR系统中，PWM波驱动电路通过大功率MOS管驱动由PWM信号控制的尿素泵和喷嘴、PWM波驱动检测电路通过集成电路检测芯片检测驱动信息。

具体的，如图2所示，防静电干扰电路通过电容和电阻组合滤波电路消除外接静电对系统的静电干扰。

具体的，如图2所示，尿素喷射管路加热电路、尿素箱加热水阀电路通过驱动控制芯片完成继电器的控制。

具体的，如图1所示，喷射管路加热检测电路、尿素箱加热水阀检测电路电流检测芯片电路实现检测。

具体的，如图1-3所示，该控制器通过以下过程完成对尾气中NOx的净化控制：

1、车辆或发动机工作后，控制器电路板通过CAN通信电路、T15信号采集电路获取车辆工作状态信息，通过控制系统电源继电器电路来使得整个尾气净化系统电源接通，系统开始全面工作；

2、车辆或发动机运行一段时间后，当主芯片电路通过CAN通信电路获取尿素泵工作喷射指令，控制泵头在设定范围内工作，通过PWM波驱动电路驱动无气助尿素泵喷射尿素水。

3、车辆或发动机运行的全部过程中，主芯片电路通过实时检测和诊断尿素泵系统工作状态，当诊断到系统发生故障时，发出报警信息，并通过CAN通信电路将报警信息发送给发动机ECU或整车仪表。

4、车辆或发动机运行的全部过程中，主芯片电路通过T15信号采集电路、NTC温度采集电路、PWM波驱动检测电路、管路加热控制及检测电路、CAN通信电路来检测相关传感器状态，当传感器发生短路或短路故障时，发出报警信息，并通过CAN通信电路将报警信息发送车辆发动机ECU或整车仪表。

5、车辆或发动机运行的全部过程中，当外界大气温度低于零下5℃时，主芯片电路通过管路加热控制及检测电路来控制管路加热并检测喷射管路、尿素箱加热带测电路等状态，当发生加热故障时，发出报警信息，并通过CAN通信电路将报警信息发送给车辆发动机ECU或整车仪表。

具体的，如图3所示，一种柴油车intank尿素罐底部安装形式尿素泵控制器的工作流程：

步骤1、发动机点火钥匙门T15信号导通检测，此状态也未系统的最初状态；

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阀值，如果导通则程序进入下一步运算，否则系统继续在最初始状态；

步骤3、通过步骤2后，控制SCR系统电源继电器导通，给整个系统供电；

步骤4、通过步骤2后，持续检测T15信号是否存在，如果检测到15信号断开，则控制系统进行步骤5操作；

步骤5、通过步骤4之后，控制尿素泵停止喷射工作；

步骤6、通过步骤5之后，控制尿素泵进行开孔工作；

步骤7、通过步骤6之后，控制系统电源继电器断电操作，系统完全停止；

步骤8、通过步骤3之后，检测SCR系统状态，通过CAN通信线路获取尿素泵喷射控制指令，当获取到尿素泵喷射指令时，进行步骤9喷射控制，并通过步骤10反馈工作状态；

步骤9、通过步骤8之后，根据工作指令控制尿素泵喷射，包括泵头的建压、尿素喷嘴的喷射，还有冬季低温情况下对尿素泵内的加热解冻操作等；

步骤10、通过CAN发送相关尿素泵工作状态信息和诊断信息给ECU或后处理ACU；

步骤11、判断是否进行诊断作业，如果接收到诊断指令或达到设定的诊断条件，则进行系统诊断作业进入步骤12；

步骤12、根据诊断需求进行尿素泵诊断作业，并将诊断结果通过步骤10进行信息反馈。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，包括尿素泵壳体模块和尿素泵功能模块；

尿素泵壳体模块包括尿素泵上壳体、尿素泵下壳体，尿素泵上壳体还包括了尿素泵与尿素箱的密封圈模块，尿素泵上壳体还包括尿素喷射管、16pin接插件模块；

尿素泵功能模块包括驱动电机模块、尿素流道模块、尿素开关阀、尿素压力传感器、尿素流道加热器、尿素箱加热带、尿素过滤器、尿素泵控制PCB板；

尿素泵控制PCB板包括量T15信号采集电路、NTC温度采集电路、PWM波驱动电路、PWM波驱动检测电路、管路加热控制及检测电路、CAN通信电路、其它外围电路；

其它外围电路包括程序批量刷写电路、防静电干扰电路；

管路加热控制及检测电路包括尿素喷射管路加热电路、尿素箱加热带电路、喷射管路加热检测电路、尿素箱加热带阀检测电路。

2.根据权利要求1所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述尿素泵壳体模块通过安装在尿素泵上壳体的密封圈模块与配装的尿素箱形成密封安装。

3.根据权利要求2所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述驱动电机模块为一种微型齿轮泵及其电机模块，所述尿素泵控制PCB板通过微型齿轮泵的电机转动而带动星型齿轮副的转动。

4.根据权利要求1所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述尿素流道模块分三个流道模块组成，各个流道模块表面加工有流道孔和O型圈密封槽，流道模块通过O型圈与流道模块间的配合，完成流道的进出液功能。

5.根据权利要求4所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述尿素开关阀安装于尿素流道模块尿素入口端。

6.根据权利要求1所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述CAN通信电路通过采集CAN总线上发动机ECU或后处理ACU发送的尿素喷射报文、尿素液位温度品质传感器信息，并通过通信线路将尿素泵状态交互给ECU或ACU。

7.根据权利要求6所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述PWM波驱动电路通过大功率MOS管驱动由PWM信号控制的尿素泵和喷嘴，PWM波驱动检测电路通过集成电路检测芯片检测驱动信息。

8.根据权利要求1所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述防静电干扰电路通过电容和电阻组合滤波电路消除外接静电对系统的静电干扰。

9.根据权利要求8所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述尿素喷射管路加热电路、尿素箱加热水阀电路通过驱动控制芯片完成继电器的控制。

10.根据权利要求1所述的一种intank尿素罐底部安装形式尿素泵，其特征在于，所述喷射管路加热检测电路、尿素箱加热水阀检测电路电流检测芯片电路实现检测。

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