CN115059531A - 空气辅助式尿素泵及气泡和尿素清除方法 - Google Patents

空气辅助式尿素泵及气泡和尿素清除方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空气辅助式尿素泵，包含：空气路进气管路，空气过滤器，空气路开关电磁阀，机械减压阀，尿素路进液管路，尿素过滤器，计量泵单元，压力传感器，吹扫开关电磁阀，喷嘴，空气喷射管，尿素喷射管。本发明还涉及空气辅助式尿素泵气泡和尿素清除方法，包含步骤：检测气泡；如确定无气泡，则继续预注动作；然后转为正常喷射状态，然后退出；如有气泡，则执行清除气泡动作；重新预注：如无气泡，则继续预注动作；然后转为正常喷射状态，然后退出；如有气泡，则停止预注动作，报出“尿素压力低故障”。本发明避免了长时间预注，导致尿素结晶；比大流量尿素冲刷效果好，缩短时间；比单独空气吹扫干净；减少吹扫空气消耗量；减小结晶的风险。

Description

空气辅助式尿素泵及气泡和尿素清除方法
技术领域
本发明涉及发动机后处理技术领域，具体地涉及空气辅助式尿素泵及气泡和尿素清除方法。
背景技术
为满足日益严格的排放法规，特别是国四排放法规实施以来，对中重型柴油机氮氧排放污染物主流技术路线中都会采用选择性催化还原(SCR)，在该套系统中，需要用尿素泵喷射尿素水溶液作为还原剂使用。常用的尿素泵分为以Bosch公司的产品为代表的非空气辅助式尿素泵，以及以Emitec公司的产品为代表的空气辅助式尿素泵两大类。二者从原理上最大的区别为喷嘴处尿素的雾化方式，前者为射流雾化，后者为压缩空气辅助雾化。
如图1所示，为一种典型的现有技术的空气辅助式尿素泵结构简图，其中：1a为空气路进气管路，连接车辆气瓶，用于给尿素泵提供压缩空气；2a为空气过滤器；3a为空气路开关电磁阀，可接收电子控制单元ECU的指令开启或关闭，开启时，压缩空气将依次流经图中黄色部分，并最终从10喷嘴处喷出；4a为机械减压阀，用于降低压缩空气的压力至合理的使用范围；5a为尿素路进液管路，连接尿素箱，用于从尿素箱内抽取尿素；6a为尿素过滤器；7a为计量泵单元，可接收ECU的控制指令，按照需求的尿素供给速率抽取尿素溶液；8a为压力传感器，测量尿素管路内的压力，并反馈给ECU；9a为吹扫开关电磁阀，可接收电子控制单元ECU的指令开启或关闭，与空气路开关电磁阀同时开启时，压缩空气将流经该吹扫开关电磁阀，并流经尿素喷射管路，从最终从喷嘴处喷出，在此过程中，将把尿素喷射管路及喷嘴内的尿素溶液全部吹出至后处理器内；10a为喷嘴，空气喷射管及尿素喷射管都接入该喷嘴，压缩空气和尿素溶液在喷嘴处混合雾化并喷出雾化的尿素溶液；11a为空气喷射管，用于将压缩空气导入喷嘴处，利用压缩空气雾化喷嘴内的尿素溶液；12a为尿素喷射管，用于将计量泵单元抽取的尿素溶液输送到喷嘴处。
其中，2a、3a、4a、6a、7a、8a、9a均安装于尿素泵泵体内。
对该尿素泵而言，除了停止外，较常用的动作有三个：预注、喷射、吹扫。预注指计量泵以较高转速正向旋转泵吸，使尿素路进液管路形成负压，从尿素箱内吸取尿素溶液使尿素溶液充满尿素喷射管的过程，该过程中空气电磁阀开启，吹扫电磁阀关闭；喷射指计量泵根据指定喷射量换算成的转速旋转，喷射出指定量尿素溶液的过程，该过程空气电磁阀开启，吹扫电磁阀关闭，压缩空气与喷出的尿素溶液在喷嘴处混合，利用压缩空气的高速流动性将尿素溶液雾化并从喷嘴处喷入后处理器内；吹扫指利用压缩空气清空尿素喷射管及喷嘴内的残留尿素溶液的过程，该过程中空气电磁阀开启，吹扫电磁阀开启，一般用于停车下电后彻底清除管路及喷嘴内的残留尿素溶液。
现有技术在无硬件及电路问题的情况下，最常见的故障为因喷嘴软结晶堵塞引起的尿素压力高故障及因吸入气泡并停留在压力传感器处引起的尿素压力低故障。对于前者一般可通过设计策略提升排温使喷嘴软结晶分解，大多数情况下可以使尿素泵自动恢复正常工作，无法恢复的车辆报出尿素压力高故障；对于后者，若是预注过程中发生的，则通过长时间的预注，大尿素流量可能带走气泡从而使尿素泵恢复正常，若是正常喷射过程中发生的，要么本次驾驶循环不再喷射尿素直接报出尿素压力低故障，要么再次尝试预注，以高转速大流量尿素冲刷尝试解决，无法解决再报出尿素压力低故障。
现有技术的缺陷在于：
对于空气辅助式尿素泵而言，相比于非空气辅助式尿素泵，其液路正常工作压力低，液体流速受制于需求尿素喷射量的大小也较小，因此若尿素液体中存在的气泡或液体中析出的气泡停止在压力传感器探头附近时，相对非空气辅助式尿素泵不易清除气泡，此时压力传感器探测到的是尿素中空气泡内的压力，比正常尿素压力低，此时压力传感器无法准确检测尿素压力，该状态持续一段时间后尿素泵会报出尿素压力低故障，并无法正常喷射尿素。特别是在预注时，若压力传感器处存在气泡，尿素泵会进行较长时间的预注动作，以试图靠较大的尿素流量持续冲刷带走气泡，在此过程中会喷射大量尿素溶液至后处理催化器内，若经常发生该情况，后处理催化器内容易发生尿素结晶堵塞催化器，并最终导致限扭及限速，影响车辆正常行驶运营。
对于该种空气辅助式尿素泵，计量泵单元由于主要用作精确定量喷射，其所能产生的压力相对非空气辅助式尿素泵内的泵体所能产生的压力较低，无法单独靠计量泵单元反抽尿素实现尿素管路及喷嘴内残留尿素溶液的清洁，因此一般采用压缩空气吹扫的型式清洁残留尿素。当发动机停止运转后，为了避免尿素管路和尿素喷嘴内的残留尿素长时间不流动而发生结晶堵塞，会开启吹扫电磁阀，利用压缩空气将尿素管路内的尿素溶液吹出到后处理器中，若车辆经常短途或低温行驶，这些吹到后处理器内的尿素溶液会发生结晶现象，最终可能造成后处理器的结晶堵塞问题。除此之外，该方式对计量泵单元内的残留尿素溶液无法处理，若经常长时间停车，这些计量泵单元内的残留尿素溶液也可能发生结晶影响计量泵的正常工作。
特别的，对于未来可能采用的双级尿素喷射系统，以实现超低近零排放的方案，由于在后处理器最前端也有一级SCR，其位于DOC前端，前置SCR所采用的尿素泵在预注时可能喷入大量尿素溶液至后处理器内，吹扫时也会将管路残留尿素溶液吹入后处理器内，可能造成DOC的污染及DPF的堵塞，对于此种方案更应避免这种不可控的大量喷入尿素溶液的行为。
发明内容
本发明针对上述问题，提供空气辅助式尿素泵及气泡和尿素清除方法，其目的在于避免为尝试清除气泡而长时间预注，大量喷入尿素溶液至后处理内，可能导致尿素结晶的问题；比用大流量尿素溶液冲刷清除气泡效果好，可缩短因尝试解决该问题额外浪费的时间，更早完成预注过程；使得其综合效果比单纯使用压缩空气吹扫更干净；缩短吹扫时间，减少吹扫空气消耗量；减小了结晶的风险；吹扫更彻底，避免计量泵内结晶，提高尿素泵工作可靠性。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种空气辅助式尿素泵，包含以下部分：
喷嘴，用于将尿素溶液雾化后喷出，或吹扫残留尿素溶液至尿素箱内；
空气路进气管路，用于给本空气辅助式尿素泵提供压缩空气；所述空气路进气管路与车辆气瓶的连通；所述空气路进气管路包含用于将压缩空气导入所述喷嘴处，利用压缩空气雾化所述喷嘴内的尿素溶液的空气喷射管；所述空气喷射管与所述喷嘴连通；
尿素路进液管路，用于从所述尿素箱内抽取尿素溶液，或使尿素溶液经所述尿素路进液管路回流至所述尿素箱内；所述尿素路进液管路包含用于将从计量泵单元处抽取的尿素溶液输送到所述喷嘴处的尿素喷射管；所述尿素喷射管与所述喷嘴连通；所述计量泵单元设置在所述尿素路进液管路上，介于所述尿素箱到所述尿素喷射管之间，用于根据ECU的控制指令，按照需求的尿素供给速率抽取尿素溶液，或反向抽取尿素溶液，使所述尿素喷射管内及所述喷嘴内的残余尿素溶液回流至所述尿素箱内；
吹扫开关电磁阀，安装于所述喷嘴内，用于控制尿素溶液从所述喷嘴雾化后喷出，或将把所述尿素路进液管路中的沿路全部尿素溶液吹出返回至所述尿素箱内；
ECU，用于接收本空气辅助式尿素泵内的压力传感器信号，然后进行逻辑判断，然后控制本空气辅助式尿素泵内空气开关电磁阀、所述吹扫开关电磁阀的开关动作，以及控制计量泵单元泵液，以完成预注动作、喷射动作、吹扫动作。
优选地，所述空气路进气管路还包含空气过滤器、空气路开关电磁阀和机械减压阀；其中：
所述空气过滤器，用于过滤来自所述车辆气瓶的压缩空气，以提高压缩空气的纯净度；
所述空气路开关电磁阀，用于根据ECU的指令导通或关闭所述空气路进气管路；
所述机械减压阀，用于将压缩空气的压力降低至人工预设的空气路压缩空气可用压力范围；
在所述空气路进气管路上，自所述车辆气瓶起，依次连接所述空气过滤器、所述空气路开关电磁阀、所述机械减压阀、所述空气喷射管；所述空气喷射管的出气口通过安装在所述喷嘴内的所述吹扫开关电磁阀与所述喷嘴连通。
优选地，所述尿素路进液管路还包含尿素过滤器、压力传感器；其中：
所述尿素过滤器，用于过滤来自所述尿素箱内的尿素溶液，以提高尿素溶液的纯净度；
所述压力传感器，用于测量所述尿素路进液管路内的尿素溶液的压力，并反馈给ECU；
在所述尿素路进液管路上，自所述尿素箱起，依次连接所述尿素过滤器、所述计量泵单元、所述压力传感器、所述尿素喷射管；所述尿素喷射管的出口通过安装在所述喷嘴内的所述吹扫开关电磁阀与所述喷嘴连通。
一种利用空气辅助式尿素泵的空气辅助式尿素泵气泡和尿素清除方法，包含以下步骤：
S100.检测气泡，具体包含以下步骤：
S110.由ECU判定检查本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段，然后根据检查结果，做出如下操作：
如果本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段为预注阶段，则执行预注阶段气泡检查流程；
如果本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段为正常喷射阶段，则执行正常喷射气泡检查流程；
S200.根据S100的判定结果，做出如下操作：
如果判定在所述压力传感器处无气泡，则继续执行所述预注动作，直至持续时间达到人工预设的预注时间阈值；然后将本空气辅助式尿素泵的工作状态转为正常喷射状态，然后退出本次气泡和尿素清除方法的流程；
如果判定在所述压力传感器处有气泡，则执行清除气泡动作，具体包含以下步骤：
S210.开启并执行人工预设的吹扫动作；所述吹扫动作包含气泡清除模式和彻底清除模式；
S220.检查吹扫动作的持续时间，然后根据检查结果，做出如下操作：
如果所述吹扫动作的持续时间低于人工预设的气泡清除时间阈值，则回到并再次执行S210；
否则，停止执行所述吹扫动作；然后执行S300；
S300.重新预注，具体包含以下步骤：
S310.再次执行所述预注阶段气泡检查流程，然后根据所述预注阶段气泡检查流程的判定结果，做出如下操作：
如果判定在所述压力传感器处无气泡，则继续执行所述预注动作，直至持续时间达到人工预设的预注时间阈值；然后将本空气辅助式尿素泵的工作状态转为正常喷射状态，然后退出本次气泡和尿素清除方法的流程；
如果判定在所述压力传感器处有气泡，则停止执行所述预注动作，同时由ECU报出人工预设的表征“尿素压力低故障”的故障码。
优选地，所述预注阶段气泡检查流程具体包含以下步骤：
Sa110.由ECU判定是否满足人工预设的预注条件；然后根据判定结果，做出如下操作：
如果不满足所述预注条件，则返回并再次执行Sa110；
如果满足所述预注条件，则执行Sa120；
Sa120.由ECU控制本空气辅助式尿素泵开始执行人工预设的预注动作；
Sa130.通过所述压力传感器的读数，做出如下判定：
如果所述压力传感器的读数存在从0开始的压力阶跃，则判定在所述压力传感器处无气泡；
如果所述压力传感器的读数小于人工预设的压力检测压力阈值，且持续时间不低于人工预设的气泡预注阶段压力检测时间阈值，则判定在所述压力传感器处有气泡；
优选地，所述正常喷射气泡检查流程具体包含以下步骤：
Sb110.获取当前尿素喷射量和尿素溶液的压力；
Sb120.根据所述尿素喷射量做出如下操作：
如果所述尿素喷射量低于人工预设的喷射量阈值，则回到并再次执行Sb110；
否则，将所述尿素喷射量在人工预设的MAP中查找对应的正常尿素压力值；
Sb130.将Sb110中获取的尿素溶液的压力与Sb120中查找到的正常尿素压力值进行对比，并根据对比结果，做出如下判定：
如果Sb110中获取的尿素溶液的压力高于Sb120中查找到的正常尿素压力值；则判定在所述压力传感器处没有气泡；
如果Sb110中获取的尿素溶液的压力低于Sb120中查找到的正常尿素压力值，且持续时间不低于人工预设的正常喷射阶段压力检测时间阈值，则判定在所述压力传感器处有气泡。
优选地，所述吹扫动作具体包含以下步骤：
S211.ECU判定所述吹扫动作为所述气泡清除模式还是所述彻底清除模式；
S212.根据判定结果，做出如下操作：
如果判定所述吹扫动作为所述气泡清除模式，则执行人工预设的气泡吹扫动作；
如果判定所述吹扫动作为所述彻底清除模式，则执行人工预设的彻底吹扫动作；
优选地，所述气泡吹扫动作具体包含以下步骤：
A100.将所述计量泵单元反转；
A200.开启所述空气路开关电磁阀；
A300.关闭所述吹扫开关电磁阀；
A400.重复执行A100～A300，直至持续时间达到或超过人工预设的气泡清除时间阈值。
优选地，所述彻底吹扫动作具体包含以下步骤：
B100.将所述计量泵单元反复停止/反转；
B200.开启所述空气路开关电磁阀；
B300.反复开启/关闭所述吹扫开关电磁阀；
B400.重复执行B100～B300，直至持续时间达到或超过人工预设的彻底清除时间阈值。
优选地，在B300中：
如果所述吹扫开关电磁阀被关闭，则将所述计量泵单元开启且反转；
如果所述吹扫开关电磁阀被开启，则将所述计量泵单元关闭。
本发明与现有技术对比，具有以下优点：
1.由于本发明采用该空气辅助式尿素泵构型及控制系统，相较传统空气辅助式尿素泵而言，压力传感器处存在气泡时，从而避免了为尝试清除气泡而长时间预注，大量喷入尿素溶液至后处理内，可能导致尿素结晶的问题；
2.由于本发明利用压缩空气清除气泡，从而相比用大流量尿素溶液冲刷清除气泡效果好，可缩短因尝试解决该问题额外浪费的时间，更早完成预注过程；
3.由于本发明吹扫时利用计量泵反抽加压缩空气吹扫，从而使得其综合效果比单纯使用压缩空气吹扫更干净；
4.由于本发明吹扫时比单纯使用压缩空气吹扫更干净，从而可缩短吹扫时间，减少吹扫空气消耗量；
5.由于本发明吹扫时残留尿素溶液吹入尿素箱而不是后处理中，从而减小了结晶的风险；
6.由于本发明的吹扫方式不仅能清除尿素喷射管及喷嘴的残留尿素溶液，还可以清除计量泵及尿素吸液管内的残留尿素，从而可以吹扫更彻底，避免计量泵内结晶，提高尿素泵工作可靠性。
附图说明
图1为背景技术中现有技术的结构示意图；
图2为本发明具体实施例的结构示意图。
其中：1a.空气路进气管路，2a.空气过滤器，3a.空气路开关电磁阀，4a.机械减压阀，5a.尿素路进液管路，6a.尿素过滤器，7a.计量泵单元，8a.压力传感器，9a.吹扫开关电磁阀，10a.喷嘴，11a.空气喷射管，12a.尿素喷射管，1.空气路进气管路，2.空气过滤器，3.空气路开关电磁阀，4.机械减压阀，5.尿素路进液管路，6.尿素过滤器，7.计量泵单元，8.压力传感器，9.吹扫开关电磁阀，10.喷嘴，11.空气喷射管，12.尿素喷射管。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图2所示，一种空气辅助式尿素泵，可提供尿素压力传感器8信号给ECU，并通过执行ECU的控制指令，完成预注、喷射、吹扫等动作，包含以下部分：
喷嘴10，用于将尿素溶液雾化后喷出，或吹扫残留尿素溶液至尿素箱内；
需要说明的是，空气喷射管11及尿素喷射管12都接入该喷嘴10并在吹扫开关电磁阀9前二者汇聚相通；当吹扫开关电磁阀9开启时，压缩空气使尿素溶液在喷嘴10处雾化后喷出；当吹扫开关电磁阀9关闭时，压缩空气将联合反抽的计量泵单元7一起，吹扫残留尿素溶液至尿素箱内。
空气路进气管路1，用于给本空气辅助式尿素泵提供压缩空气；空气路进气管路1与车辆气瓶的连通；空气路进气管路1包含用于将压缩空气导入喷嘴10处，利用压缩空气雾化喷嘴10内的尿素溶液的空气喷射管11；空气喷射管11与喷嘴10连通。
本具体实施例中，空气路进气管路1还包含空气过滤器2、空气路开关电磁阀3和机械减压阀4；其中：
空气过滤器2，用于过滤来自车辆气瓶的压缩空气，以提高压缩空气的纯净度；
空气路开关电磁阀3，用于根据ECU的指令导通或关闭空气路进气管路1。
需要说明的是，空气路开关电磁阀3可接收电子控制单元ECU的指令开启或关闭：开启时，压缩空气将依次流经整个空气路进气管路1，到达喷嘴10，当吹扫开关电磁阀9开启时，压缩空气从喷嘴10处喷出。
机械减压阀4，用于将压缩空气的压力降低至人工预设的空气路压缩空气可用压力范围。
在空气路进气管路1上，自车辆气瓶起，依次连接空气过滤器2、空气路开关电磁阀3、机械减压阀4、空气喷射管11；空气喷射管11的出气口通过安装在喷嘴10内的吹扫开关电磁阀9与喷嘴10连通。
尿素路进液管路5，用于从尿素箱内抽取尿素溶液，或使尿素溶液经尿素路进液管路5回流至尿素箱内；尿素路进液管路5包含用于将从计量泵单元7处抽取的尿素溶液输送到喷嘴10处的尿素喷射管12；尿素喷射管12与喷嘴10连通。
计量泵单元7设置在尿素路进液管路5上，介于尿素箱到尿素喷射管12之间，用于根据ECU的控制指令，按照需求的尿素供给速率抽取尿素溶液，或反向抽取尿素溶液，使尿素喷射管12内及喷嘴10内的残余尿素溶液回流至尿素箱内。
需要说明的是，计量泵单元7最高转速为400～600rpm，本具体实施例中所选用的一款最高转速500rpm的计量泵以作说明；另一方面，在具体应用本发明的技术方案时，大部分本具体实施例中所体积数据都可以根据实际情况进行标定，本具体实施例中的数值并不一定代表推荐值，数据的选择会进行简要说明；同时，本具体实施例中所涉及的数值并不一定意味着申请人对于保护范围的缩小性限定。
需要说明的是，计量泵单元7可接收ECU的控制指令，正常喷射时按照需求的尿素供给速率抽取尿素溶液，吹扫时可用于反向抽取尿素溶液，使尿素喷射管12内及喷嘴10内的残余尿素溶液回流至尿素箱内。
需要说明的是，正常喷射时尿素路进液管路5用于从尿素箱内抽取尿素溶液，而吹扫时尿素路进液管路5则用于使尿素喷射管12、喷嘴10及7计量泵单元7内的尿素溶液经尿素路进液管路5回流至尿素箱内。
本具体实施例中，尿素路进液管路5还包含尿素过滤器6、压力传感器8；其中：
尿素过滤器6，用于过滤来自尿素箱内的尿素溶液，以提高尿素溶液的纯净度。
压力传感器8，用于测量尿素路进液管路5内的尿素溶液的压力，并反馈给ECU。
在尿素路进液管路5上，自尿素箱起，依次连接尿素过滤器6、计量泵单元7、压力传感器8、尿素喷射管12；尿素喷射管12的出口通过安装在喷嘴10内的吹扫开关电磁阀9与喷嘴10连通。
吹扫开关电磁阀9，安装于喷嘴10内，用于控制尿素溶液从喷嘴10雾化后喷出，或将把尿素路进液管路5中的沿路全部尿素溶液吹出返回至尿素箱内。
需要说明的是，吹扫开关电磁阀9安装于喷嘴10内，可接收电子控制单元ECU的指令开启或关闭；空气路开关电磁阀3开启且本吹扫开关电磁阀9开启时，压缩空气能正常从喷嘴10处喷出，并起到雾化被泵出的尿素溶液的作用。
而当空气路开关电磁阀3开启且本吹扫开关电磁阀9关闭时，压缩空气将依次流经尿素喷射管12的管路、压力传感器8、计量泵单元7，从而最终流经尿素路进液管路5进入尿素箱内；在此过程中，将把沿路尿素溶液全部吹出至尿素箱内。
ECU，用于接收本空气辅助式尿素泵内的压力传感器8信号，然后进行逻辑判断，然后控制本空气辅助式尿素泵内空气开关电磁阀、吹扫开关电磁阀9的开关动作，以及控制计量泵单元7泵液，以完成预注动作、喷射动作、吹扫动作。
需要说明的是，电子控制单元ECU在预注时控制计量泵单元7高速正转吸液，空气开关电磁阀开启，吹扫开关电磁阀9开启；而在喷射时ECU控制计量泵单元7以指定转速旋转，空气开关电磁阀及吹扫开关电磁阀9维持开启；在吹扫时，ECU控制计量泵单元7高速反转以反向抽液，空气开关电磁阀开启，吹扫开关电磁阀9关闭。
需要进一步说明的是，ECU判断满足预注条件后，开始预注：控制空气开关电磁阀开启，吹扫开关电磁阀9开启，计量泵单元7以450rpm转速旋转从尿素箱内吸液。
需要进一步说明的是，本发明的空气过滤器2、空气路开关电磁阀3、机械减压阀4、尿素过滤器6、计量泵单元7、压力传感器8都安装在本尿素泵的泵体内；尿素箱和车辆气瓶则在泵体的外部，通过标准化的管路与本尿素泵连通；而空气喷射管11和尿素喷射管12则一部分在泵体的内部，一部分在泵体外部；在泵体外部的则空气喷射管11和尿素喷射管12在安装于喷嘴10内的吹扫开关电磁阀9处汇合。
一种利用空气辅助式尿素泵的空气辅助式尿素泵气泡和尿素清除方法，包含以下步骤：
需要说明的是，本气泡和尿素清除方法可自动解决因气泡问题引起的尿素压力低故障，包括三个阶段：气泡检测，气泡清除，重新预注
S100.检测气泡，具体包含以下步骤：
S110.由ECU判定检查本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段，然后根据检查结果，做出如下操作：
如果本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段为预注阶段，则执行预注阶段气泡检查流程；
如果本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段为正常喷射阶段，则执行正常喷射气泡检查流程；
本具体实施例中，预注阶段气泡检查流程具体包含以下步骤：
Sa110.由ECU判定是否满足人工预设的预注条件；然后根据判定结果，做出如下操作：
如果不满足预注条件，则返回并再次执行Sa110。
如果满足预注条件，则执行Sa120。
Sa120.由ECU控制本空气辅助式尿素泵开始执行人工预设的预注动作。
Sa130.通过压力传感器8的读数，做出如下判定：
如果压力传感器8的读数存在从0开始的压力阶跃，则判定在压力传感器8处无气泡。
如果压力传感器8的读数小于人工预设的压力检测压力阈值，且持续时间不低于人工预设的气泡预注阶段压力检测时间阈值，则判定在压力传感器8处有气泡。
本具体实施例中，若预注30s，即气泡预注阶段压力检测时间阈值，过程中若压力传感器8压力值一直小于0.1bar则认为压力传感器8处存在气泡，0.1bar即人工预设的压力检测压力阈值，说明清除气泡，否则认为预注成功，正常进入喷射状态。
需要进一步说明的是，一般情况下本尿素泵需要20s左右完成预注，而在此步骤中，判定存在气泡的时间建议在此基础上加10s左右以防止误判；
需要进一步说明的是，正常而言，当尿素溶液到达压力传感器8后，会产生一个小的压力阶跃，大概在0到约0.3bar，阶跃幅度与尿素喷射管12的长度，管径，内壁粗糙度，布置位置，喷嘴10设计等因素相关。
本具体实施例中，正常喷射气泡检查流程具体包含以下步骤：
Sb110.获取当前尿素喷射量和尿素溶液的压力；
Sb120.根据尿素喷射量做出如下操作：
如果尿素喷射量低于人工预设的喷射量阈值，则回到并再次执行Sb110。
否则，将尿素喷射量在人工预设的MAP中查找对应的正常尿素压力值。
需要说明的是，喷射量阈值是一个比较大的值；尿素喷射量大于这个值才是正常情况。
Sb130.将Sb110中获取的尿素溶液的压力与Sb120中查找到的正常尿素压力值进行对比，并根据对比结果，做出如下判定：
如果Sb110中获取的尿素溶液的压力高于Sb120中查找到的正常尿素压力值；则判定在压力传感器8处没有气泡。
如果Sb110中获取的尿素溶液的压力低于Sb120中查找到的正常尿素压力值，且持续时间不低于人工预设的正常喷射阶段压力检测时间阈值，则判定在压力传感器8处有气泡。
需要说明的是，Sb130的逻辑是：检测到尿素溶液的压力较该尿素喷射量对应MAP中的正常尿素压力明显较低，且持续一段正常喷射阶段压力检测时间阈值，就可以判定压力传感器8处出现气泡。
本具体实施例中，在正常喷射状态下，当尿素喷射量大于2000g/h，即喷射量阈值，且尿素压力小于0.01bar，即正常尿素压力值，持续20s，即正常喷射阶段压力检测时间阈值，认为正常喷射状态下压力传感器8处出现了气泡，需要清除气泡；此时需要重复上述过程，清除气泡并尝试恢复正常喷射状态。
S200.根据S100的判定结果，做出如下操作：
如果判定在压力传感器8处无气泡，则继续执行预注动作，直至持续时间达到人工预设的预注时间阈值；然后将本空气辅助式尿素泵的工作状态转为正常喷射状态，然后退出本次气泡和尿素清除方法的流程。
如果判定在压力传感器8处有气泡，则执行清除气泡动作，具体包含以下步骤：
S210.开启并执行人工预设的吹扫动作；吹扫动作包含气泡清除模式和彻底清除模式。
需要说明的是，本发明的清除气泡的简要原理如下：检测到气泡时，开启吹扫动作：计量泵单元7高速反转，吹扫开关电磁阀9关闭，空气路开关电磁阀3开启，利用计量泵单元7的反抽及高速压缩空气的吹扫清除气泡；该过程将管路及流经部件内残留尿素溶液吹扫至尿素箱内。该动作持续一定时间认为成功清除气泡，之后计量泵单元7停止，吹扫开关电磁阀9开启，空气路开关电磁阀3维持开启不变。
需要进一步说明的是，本发明所公开的吹扫动作，不仅可用于快速清除压力传感器8处的气泡，还也可以用于快速的彻底的吹扫本尿素泵内残留尿素溶液至尿素箱内，保持本尿素泵内清洁，减少结晶风险。
本具体实施例中，吹扫动作具体包含以下步骤：
S211.ECU判定吹扫动作为气泡清除模式还是彻底清除模式。
S212.根据判定结果，做出如下操作：
如果判定吹扫动作为气泡清除模式，则执行人工预设的气泡吹扫动作。
本具体实施例中，气泡吹扫动作具体包含以下步骤：
A100.将计量泵单元7反转。
A200.开启空气路开关电磁阀3。
A300.关闭吹扫开关电磁阀9。
A400.重复执行A100～A300，直至持续时间达到或超过人工预设的气泡清除时间阈值。
需要说明的是，当ECU判断是为了清除气泡而进行的吹扫动作，就只需采用气泡吹扫动作，时间段，见效快：控制计量泵单元7高速反转以反向抽液，空气路开关电磁阀3开启，吹扫开关电磁阀9关闭，并持续一段较短的时间，即可清除压力传感器8处的气泡。
本具体实施例中，若ECU判定需要清除气泡，则控制空气路开关电磁阀3开启，吹扫开关电磁阀9关闭，计量泵单元7以450rpm的转速反转进行尿素反抽，持续20s，即气泡清除时间阈值，即可认为气泡已清除，此时计量泵单元7停止，吹扫开关电磁阀9开启。
需要进一步说明的是，时间的确定主要与尿素路进液管路5的长度及布置有关，管路越长，需要的时间越长。
如果判定吹扫动作为彻底清除模式，则执行人工预设的彻底吹扫动作。
本具体实施例中，彻底吹扫动作具体包含以下步骤：
B100.将计量泵单元7反复停止/反转。
B200.开启空气路开关电磁阀3。
B300.反复开启/关闭吹扫开关电磁阀9。
B400.重复执行B100～B300，直至持续时间达到或超过人工预设的彻底清除时间阈值。
本具体实施例中，在B300中：
如果吹扫开关电磁阀9被关闭，则将计量泵单元7开启且反转。
如果吹扫开关电磁阀9被开启，则将计量泵单元7关闭。
需要说明的是，当ECU判断需要进行彻底的吹扫以清空泵体、管路、喷嘴10内的残留尿素溶液，此时控制计量泵单元7高速反转以反向抽液及停止反复进行，空气路开关电磁阀3开启，吹扫开关电磁阀9进行反复的关闭/开启动作，以关闭为主：当关闭时，计量泵单元7高速反转，当开启时，计量泵单元7停止。
需要进一步说明的是，特别的，吹扫过程中将吹扫开关电磁阀9短暂开启期间，由于计量泵单元7停止运转，形成较大的气阻，压缩空气基本都从喷嘴10处喷出至后处理内，此时压缩空气可清除喷嘴10处残留的少量尿素溶液，而进入尿素喷射管12的管路内的压缩空气较少，尿素喷射管12内之前被吹起均匀挂壁的尿素溶液薄层会往低处汇聚；当再次关闭吹扫开关电磁阀9时，计量泵单元7同步开始反抽，压缩空气全部进入尿素喷射管12，此时汇聚后的尿素溶液更易被吹起带走，从而起到对尿素喷射管12内残留尿素溶液的更佳吹扫效果。
本具体实施例中，停车下电后，ECU判定需要彻底吹扫：控制空气路开关电磁阀3开启，吹扫开关电磁阀9关闭，计量泵以450rpm转速反转进行尿素反抽，持续25s；然后开启吹扫开关电磁阀9，停止计量泵单元7泵，持续5s；该过程反复进行3～4次即可彻底清除本尿素泵内残留尿素。吹扫的时间的确定主要与尿素路进液管路5的长度及布置有关，管路越长，每次关闭吹扫开关电磁阀9的时间越长。
S220.检查吹扫动作的持续时间，然后根据检查结果，做出如下操作：
如果吹扫动作的持续时间低于人工预设的气泡清除时间阈值，则回到并再次执行S210。
否则，停止执行吹扫动作；然后执行S300。
S300.重新预注。
重新预注，具体包含以下步骤：
S310.再次执行预注阶段气泡检查流程，然后根据预注阶段气泡检查流程的判定结果，做出如下操作：
如果判定在压力传感器8处无气泡，则继续执行预注动作，直至持续时间达到人工预设的预注时间阈值；然后将本空气辅助式尿素泵的工作状态转为正常喷射状态，按照需求喷射量喷射尿素溶液，然后退出本次气泡和尿素清除方法的流程。
如果判定在压力传感器8处有气泡，则停止执行预注动作，同时由ECU报出用于表征“尿素压力低故障”的故障码。
需要说明的是，成功清除气泡后，重新开始预注动作，根据压力传感器8读数判断：若成功预注则正常进入喷射状态，此时可按照需求喷射量喷射尿素溶液；否则若检测到压力传感器8处持续压力低无法检测到压力阶跃，则认为出现了硬件问题，需要维修，ECU报出表征“尿素压力低故障”的故障码。
本具体实施例中，当气泡清除后，停止3s待吸液管处吹出的气泡在尿素箱内上浮后，再开始第二次预注；若本次预注30s后若尿素压力传感器8压力值一直小于0.1bar，则认为存在硬件问题。这里的30s同样也是气泡预注阶段压力检测时间阈值；0.1bar的判断原理也同预注阶段气泡检查流程一样，此处不再赘述；此时ECU报出表征“尿素压力低故障”的故障码，停止预注；否则认为预注成功，正常进入喷射状态。
在上述的详细描述中，简要地定义了术语“电子控制单元”，“ECU”等，意在广义解释，可以被实现为一个或多个通用处理器、专用集成电路或其它被构造成合适的电子数据处理组件甚至远程处理器。类似的，术语“计量泵单元”也为广义解释，实现方式可以为电机驱动的膜片泵，隔膜泵，齿轮泵等，反抽的实现方式可以是电机反转实现，也可以是利用反向阀或更多支路加开关电磁阀等方式实现。类似的，术语“吹扫开关电磁阀”、“空气路开关电磁阀”也为广义解释，可以是电磁阀，也可以是其它任何型式的开关阀，能实现流体的通断控制即可。尿素泵结构简图也仅标示出了与本发明有关的部件，实际中尿素泵可能包含其它更多部件，包括但不限于空气路压力传感器，如尿素路温度传感器，如尿素路加热装置。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气辅助式尿素泵，其特征在于：包含以下部分：
喷嘴(10)，用于将尿素溶液雾化后喷出，或吹扫残留尿素溶液至尿素箱内；
空气路进气管路(1)，用于给本空气辅助式尿素泵提供压缩空气；所述空气路进气管路(1)与车辆气瓶的连通；所述空气路进气管路(1)包含用于将压缩空气导入所述喷嘴(10)处，利用压缩空气雾化所述喷嘴(10)内的尿素溶液的空气喷射管(11)；所述空气喷射管(11)与所述喷嘴(10)连通；
尿素路进液管路(5)，用于从所述尿素箱内抽取尿素溶液，或使尿素溶液经所述尿素路进液管路(5)回流至所述尿素箱内；所述尿素路进液管路(5)包含用于将从计量泵单元(7)处抽取的尿素溶液输送到所述喷嘴(10)处的尿素喷射管(12)；所述尿素喷射管(12)与所述喷嘴(10)连通；所述计量泵单元(7)设置在所述尿素路进液管路(5)上，介于所述尿素箱到所述尿素喷射管(12)之间，用于根据ECU的控制指令，按照需求的尿素供给速率抽取尿素溶液，或反向抽取尿素溶液，使所述尿素喷射管(12)内及所述喷嘴(10)内的残余尿素溶液回流至所述尿素箱内；
吹扫开关电磁阀(9)，安装于所述喷嘴(10)内，用于控制尿素溶液从所述喷嘴(10)雾化后喷出，或将把所述尿素路进液管路(5)中的沿路全部尿素溶液吹出返回至所述尿素箱内；
ECU，用于接收本空气辅助式尿素泵内的压力传感器(8)信号，然后进行逻辑判断，然后控制本空气辅助式尿素泵内空气开关电磁阀、所述吹扫开关电磁阀(9)的开关动作，以及控制计量泵单元(7)泵液，以完成预注动作、喷射动作、吹扫动作。
2.根据权利要求1所述的空气辅助式尿素泵，其特征在于：所述空气路进气管路(1)还包含空气过滤器(2)、空气路开关电磁阀(3)和机械减压阀(4)；其中：
所述空气过滤器(2)，用于过滤来自所述车辆气瓶的压缩空气，以提高压缩空气的纯净度；
所述空气路开关电磁阀(3)，用于根据ECU的指令导通或关闭所述空气路进气管路(1)；
所述机械减压阀(4)，用于将压缩空气的压力降低至设计的空气路压缩空气可用压力范围；
在所述空气路进气管路(1)上，自所述车辆气瓶起，依次连接所述空气过滤器(2)、所述空气路开关电磁阀(3)、所述机械减压阀(4)、所述空气喷射管(11)；所述空气喷射管(11)的出气口通过安装在所述喷嘴(10)内的所述吹扫开关电磁阀(9)与所述喷嘴(10)连通。
3.根据权利要求2所述的空气辅助式尿素泵，其特征在于：所述尿素路进液管路(5)还包含尿素过滤器(6)、压力传感器(8)；其中：
所述尿素过滤器(6)，用于过滤来自所述尿素箱内的尿素溶液，以提高尿素溶液的纯净度；
所述压力传感器(8)，用于测量所述尿素路进液管路(5)内的尿素溶液的压力，并反馈给ECU；
在所述尿素路进液管路(5)上，自所述尿素箱起，依次连接所述尿素过滤器(6)、所述计量泵单元(7)、所述压力传感器(8)、所述尿素喷射管(12)；所述尿素喷射管(12)的出口通过安装在所述喷嘴(10)内的所述吹扫开关电磁阀(9)与所述喷嘴(10)连通。
4.一种利用权利要求3所述的空气辅助式尿素泵的空气辅助式尿素泵气泡和尿素清除方法，其特征在于：包含以下步骤：
S100.检测气泡，具体包含以下步骤：
S110.由ECU判定检查本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段，然后根据检查结果，做出如下操作：
如果本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段为预注阶段，则执行预注阶段气泡检查流程；
如果本空气辅助式尿素泵当前所处的工作阶段为正常喷射阶段，则执行正常喷射气泡检查流程；
S200.根据S100的判定结果，做出如下操作：
如果判定在所述压力传感器(8)处无气泡，则继续执行所述预注动作，直至持续时间达到人工预设的预注时间阈值；然后将本空气辅助式尿素泵的工作状态转为正常喷射状态，然后退出本次气泡和尿素清除方法的流程；
如果判定在所述压力传感器(8)处有气泡，则执行清除气泡动作，具体包含以下步骤：
S210.开启并执行人工预设的吹扫动作；所述吹扫动作包含气泡清除模式和彻底清除模式；
S220.检查吹扫动作的持续时间，然后根据检查结果，做出如下操作：
如果所述吹扫动作的持续时间低于人工预设的气泡清除时间阈值，则回到并再次执行S210；
否则，停止执行所述吹扫动作；然后执行S300；
S300.重新预注，具体包含以下步骤：
S310.再次执行所述预注阶段气泡检查流程，然后根据所述预注阶段气泡检查流程的判定结果，做出如下操作：
如果判定在所述压力传感器(8)处无气泡，则继续执行所述预注动作，直至持续时间达到人工预设的预注时间阈值；然后将本空气辅助式尿素泵的工作状态转为正常喷射状态，然后退出本次气泡和尿素清除方法的流程；
如果判定在所述压力传感器(8)处有气泡，则停止执行所述预注动作，同时由ECU报出用于表征“尿素压力低故障”的故障码。
5.根据权利要求4所述的空气辅助式尿素泵的气泡和尿素清除方法，其特征在于：所述预注阶段气泡检查流程具体包含以下步骤：
Sa110.由ECU判定是否满足人工预设的预注条件；然后根据判定结果，做出如下操作：
如果不满足所述预注条件，则返回并再次执行Sa110；
如果满足所述预注条件，则执行Sa120；
Sa120.由ECU控制本空气辅助式尿素泵开始执行人工预设的预注动作；
Sa130.通过所述压力传感器(8)的读数，做出如下判定：
如果所述压力传感器(8)的读数存在从0开始的压力阶跃，则判定在所述压力传感器(8)处无气泡；
如果所述压力传感器(8)的读数小于人工预设的压力检测压力阈值，且持续时间不低于人工预设的气泡预注阶段压力检测时间阈值，则判定在所述压力传感器(8)处有气泡。
6.根据权利要求5所述的空气辅助式尿素泵的气泡和尿素清除方法，其特征在于：所述正常喷射气泡检查流程具体包含以下步骤：
Sb110.获取当前尿素喷射量和尿素溶液的压力；
Sb120.根据所述尿素喷射量做出如下操作：
如果所述尿素喷射量低于人工预设的喷射量阈值，则回到并再次执行Sb110；
否则，将所述尿素喷射量在人工预设的MAP中查找对应的正常尿素压力值；
Sb130.将Sb110中获取的尿素溶液的压力与Sb120中查找到的正常尿素压力值进行对比，并根据对比结果，做出如下判定：
如果Sb110中获取的尿素溶液的压力高于Sb120中查找到的正常尿素压力值；则判定在所述压力传感器(8)处没有气泡；
如果Sb110中获取的尿素溶液的压力低于Sb120中查找到的正常尿素压力值，且持续时间不低于人工预设的正常喷射阶段压力检测时间阈值，则判定在所述压力传感器(8)处有气泡。
7.根据权利要求6所述的空气辅助式尿素泵的气泡和尿素清除方法，其特征在于：所述吹扫动作具体包含以下步骤：
S211.ECU判定所述吹扫动作为所述气泡清除模式还是所述彻底清除模式；
S212.根据判定结果，做出如下操作：
如果判定所述吹扫动作为所述气泡清除模式，则执行人工预设的气泡吹扫动作；
如果判定所述吹扫动作为所述彻底清除模式，则执行人工预设的彻底吹扫动作。
8.根据权利要求7所述的空气辅助式尿素泵的气泡和尿素清除方法，其特征在于：所述气泡吹扫动作具体包含以下步骤：
A100.将所述计量泵单元(7)反转；
A200.开启所述空气路开关电磁阀(3)；
A300.关闭所述吹扫开关电磁阀(9)；
A400.重复执行A100～A300，直至持续时间达到或超过人工预设的气泡清除时间阈值。
9.根据权利要求8所述的空气辅助式尿素泵的气泡和尿素清除方法，其特征在于：所述彻底吹扫动作具体包含以下步骤：
B100.将所述计量泵单元(7)反复停止及反转；
B200.开启所述空气路开关电磁阀(3)；
B300.反复开启/关闭所述吹扫开关电磁阀(9)；
B400.重复执行B100～B300，直至持续时间达到或超过人工预设的彻底清除时间阈值。
10.根据权利要求9所述的空气辅助式尿素泵的气泡和尿素清除方法，其特征在于：在B300中：
如果所述吹扫开关电磁阀(9)被关闭，则将所述计量泵单元(7)开启且反转；
如果所述吹扫开关电磁阀(9)被开启，则将所述计量泵单元(7)关闭。
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