一种柴油发动机后处理scr控制装置及控制方法_2

文档序号:9197784阅读:来源:国知局
术方案是这样实现的:
[0024] 一种柴油发动机后处理SCR控制方法,包括如下步骤:
[0025] (1)启动SCR控制系统,通过系统上电或点火钥匙开关;
[0026] (2)MCU模块进行变量定义及其初始化;
[0027] (3)启动电源管理模块,给SPI存储模块,SPI时钟模块,A/D转换模块,CAN模块, 功率驱动模块,仪表模块上电;
[0028] (4)外围设备的初始化及其状态的设定,包括设置SPI存储模块,SPI时钟模块,A/ D转换模块,CAN模块,功率控制模块,仪表模块,电源管理模块;
[0029] (5)读存储模块,得到系统所需要脉普和OBD诊断内容;
[0030] (6)读时钟处理模块,得到系统时钟;
[0031] (7)启动A/D1,每10毫秒转换一次,得到排气管上下游温度,尿素管温度和液位, 然后求出最近100毫秒的上下游温度平均值;
[0032] (8)通过计量泵NOxCAN接口每100毫秒发送一次计量泵工作命令,并接受计量泵 返回状态信息,根据返回信息,设置计量泵工作状态,使计量泵工作在喷射状态,当发动机 转速小于100转/每分钟,或前后排温度平均值小于200度,或发动机水温小于60度,则强 制计量泵喷射量为〇,如果计量泵没有CAN信息,进行步骤(9);
[0033] (9)通过计量泵NOxCAN接口每100毫秒发送一次排气管后端NOX传感器工作命 令,使勵^专感器工作在工作状态,并接收NO^专感器返回信息,得到发动机排放NOx含量, 如果N0X传感器没有CAN信息,进行步骤(10);
[0034] (10)通过发动机CAN接口接收发动机数据信息,接收到发动机转速、扭矩、排气流 量、发动机水温信息后,根据转速、扭矩查二维脉普,得到原机排放N0XAppni/1_s和发动机工况 Status1(l(tas,并通过下列公式计算出100毫秒的N0X原机排放质量NOxAg/1_s。
[0035] AgiwQms_ 〇-〇〇1587 ?NOxAppm/100;)ii ?ihexh^gn00mi;
[0036] 其中,九d-是排气流量,在步骤(7)完成后,根据发动机工况StatuSlQQms和上 下游温度传感器平均值查二维脉普,得到N0X的转化效率a和氨存储量(NH 3) 2C0sav-g/l00ms,如 果发动机没有CAN信息,进行步骤(12)。
[0037] (11)根据步骤(10)得到的数据,计算计量泵喷射量,根据国V标准,确定不同工况 下的满足国V的NOx排放量NO X Bg/I00ms?这样,需要还原的勵5(量冊 )(Cg/lOOms计算如下:
[0038]N〇xCg/10〇ms -NOx Ag/lOOms_N〇x Bg/I00ms
[0039] 得到N0X需要还原的量,在转化效率a已知的情况下,就能得到实际需要还原的 N0X里NOxDg/1C)C)ms, 计算如下:
[0040] N0X Dg/10〇ms - NO x cg/i〇〇ms/ a
[0041] 得到实际需要还原的勵)(的量,通过勵 )(和順3还原反应1:2的关系,这样,理论上 需要的(NH3)2aHhsis_g/1_^能得到,计算如下:
[0042] (NH3)2C0thsis-g/100ms- 〇? 6158*^xDg/100ms*C(NH3)2c〇
[0043]其中,C(NH3)2C。为 0.325,
[0044] 最后实际需要的喷射量为(NH3) 2C0ACT-g/100 ms,计算如下:
[0045] (NH3)2C0ACT-g/100ms-(NH3)2C0thsis-g/100ms_(NH3)2C0sav-g/100ms
[0046] 计算喷射量后由步骤(8)发送给计量泵,实现计量泵喷射;
[0047](12)如果尿素灌温度低于零下5度,如果发动机水温大于60度,就打开冷却水电 磁阀,给尿素罐加热,同时打开尿素罐供尿素和回流管路加热功能,打开功率控制同时,打 开A/D2转换通道,转换功率控制返回电流量,用来识别是否加热异常,当加热功能开启后, 加热到尿素灌温度大于5度,停止加热和A/D2转换通道,若尿素温度正常则直接进行步骤 (13);
[0048] (13)通过仪表诊断CAN接口接收诊断仪发送的数据,并返回诊断内容给诊断仪, 如果没有接收到诊断仪发送的数据信息,则广播发送诊断当前记录,每秒发送一次,通过仪 表诊断CAN接口每秒发送一次仪表需要的数据信息;
[0049] (14) 0BD诊断设备每100ms实现一次0BD诊断,并将诊断结果记录于存储体中;
[0050] (15)在完成步骤(14)的诊断过程之后,如果发生计量泵内部错误、催化器丢失错 误、排放严重超标错误,就发送发动机扭矩限制信息,否则,进行步骤(16);
[0051] (16)如果有标定请求命令,则处理标定数据,否则,进行步骤(17);
[0052](17)通过仪表诊断CAN接口发送数据给仪表;
[0053](18)输出仪表指示信息给仪表;
[0054] (19)在检测到钥匙开关信号打到OFF状态时,连续检测10秒,确认其一直在OFF 状态,SCR控制器就进入低功耗功能,首先把需要存入到存储模块的数据存入到存储模块, 然后关闭系统不需要带电模块的电源,然后,配置唤醒源,MCU模块进入掉电模式进行步骤 (20),否则,返回步骤(1);
[0055] (20)在系统进入掉电模式后,当钥匙开关打倒ON状态,唤醒MCU模块,返回步骤 ⑴。
[0056] 所述柴油发动机后处理SCR控制方法与上述柴油发动机后处理SCR控制装置相对 于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
【附图说明】
[0057] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0058] 图1为本发明实施例所述的一种柴油发动机后处理SCR控制装置结构示意图;
[0059] 图2为本发明实施例所述的SCR控制器的硬件框图。
[0060] 图3为本发明实施例所述的电源管理模块电路图;
[0061] 图4为本发明实施例所述的控制器A/D采集独立电源和参考电源电路图;
[0062] 图5为本发明实施例所述的控制器上下游温度传感器采集模块电路图;
[0063]图6为本发明实施例所述的尿素罐温度和液位传感器采集电路图;
[0064]图7为本发明实施例所述的功率驱动模块电路图;
[0065] 图8为本发明实施例所述的CAN模块电路图;
[0066] 图9为本发明实施例所述的存储模块电路图;
[0067] 图10为本发明实施例所述的时钟模块电路图;
[0068]图11为本发明实施例所述的仪表输出模块电路图;
[0069] 图12为本发明实施例所述的方法流程图。
[0070] 附图标记说明:
[0071] 100-SCR控制器DCU,200-发动机,300-排气管,400-催化器,500-计量泵, 600-N0^f感器,700-尿素罐,800-上游温度传感器,900-下游温度传感器,1000-喷嘴, 1100-冷却水控制点磁阀,1200-供水管路,1300-加热管路,1400-尿素溶液管路,1500-仪 表,1600-0BD诊断设备,101-MCU模块,102-电源管理模块,103-上游温度信号处理模块, 104-下游温度信号处理模块,105-尿素罐温度信号处理模块,106-尿素罐液位信号处理模 块,107-功率驱动模块,108-数据存储模块,109-时钟模块,110-发动机CAN接口,111-计 量泵NO x CAN接口,112-仪表诊断CAN接口,113-仪表输出模块。
【具体实施方式】
[0072] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。
[0073] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0074] 图1是本发明控制系统的总体结构框图,包括SCR控制器100、发动机200、排气管 300、催化器400、计量泵500、N0 X传感器600、尿素罐700、上游温度传感器800、下游温度传 感器900、喷嘴1000、冷却水控制电磁阀1100、供水管路1200、加热管路1300、尿素溶液管路 1400、仪表1500、OBD诊断设备1600。
[0075] 图2是本发明控制系统的SCR控制器100硬件框图,SCR控制器100包括MCU模 块101、电源管理模块102、上游温度信号处理模块103、下游温度信号处理模块104、尿素罐 温度信号处理模块105、尿素罐液位信号处理模块106、功率驱动模块107、存储模块108、时 钟模块109、发动机CAN接口 110、计量泵NOx CAN接口 111、仪表诊断接口 112、仪表输出模 块113。SCR控制器100是控制系统的关键部分负责电源管理、传感器信号的采集、处理,控 制策略的实现,以及对计量泵的控制,以及3个独立CAN网络通信、OBD诊断。
[0076] MCU模块(101)采用Infineon公司生产的低功耗、汽车级高性能的16位微控制器 XC22XX。XC22XX的外围资源包括两个10位独立的A/D转换器,4个16位基准定时器/计 数器,4个信号捕获和产生单元CCU6,两个通用定时器单元包含5个16位定时器,多达六个 数据通道,可配置成说町、5?1、115、11(:和1預 ;控制器局域网络(11111丨104的支持¥2.08协 议,多达5个CAN接点,可独立工作或通过网关交换数据。本发明的SCR控制系统主要利用 2个A/D转换模块,通用定时器模块、SPI数据总线、(XU6模块PWM输出、3路MultiCAN的 CAN接点;其中,一路A/D1用于上下游温度传感器、尿素罐温度和液位传感器的测量;另一 路A/D2用于尿素罐供给和回流管路以及尿素罐化冰加热电磁阀驱动电路的闭环检测;通 用定时器模块用于系统定时;SPI数据总线用于数据存储器和时钟的扩展;CCU6模块用于 仪表步进电机的PWM驱动;一路CAN节点用于和发动机MCU通信,一路CAN节点用于和计量 泵以及N0 X传感器通信,最后一路CAN节点用于和仪表的通信以及OBD诊断。
[0077] 电源管理模块如图3所示,为了保证SCR控制器可靠性,减少电源干扰和电磁辐 射干扰,本设计采用电源EMI处理,使输入电源满足系统电源环境要求,系统主电源从汽车 电池电源接入,电压输入范围为9-36V,车辆电池输入电源通过VD1输出,VD1为MR850G,防 止输入电源反接,当输入电源反接时,VD1截止,系统没有电流,这样防止SCR控制器在电源 反接情况下发生硬件功能性损坏。输入电源通过VD1后,再通过VD2, VD2是TVS瞬时电压 抑制器SMAJ36CA,用于吸收浪涌功率,当TVS两端经受瞬间高能量冲击时,它以极高的速度 把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,吸收一个大电流,从而把两段的电压钳位在一个 预定的数值上,保护后面的电子元器件不因瞬间的高电压冲击而损坏。CVX80A470M是压敏 电阻,用于保护后续电路,当有高电压或瞬时脉冲时,用来吸收高压或瞬时脉冲,稳定电源 的输入。C1为0. luF的电容,用来吸收差模高频干扰。L1是大容量陶瓷电容器和铁氧体磁 珠等组成的高性能EMI滤波器,此类滤波器能够有效抑制从低频到高频很宽频带范围中的 EMI噪声。C2为0. luF的电容,进一步吸收差模高频干扰。C3为50V,1000uF的电解电容, 其能平滑电源输出纹波,吸收低频干扰。通过这一系列的EMI处理,SCR控制系统满足汽车 在电子打火或电源跌落强烈干扰下正常工作。
[0078] 系统需要24V到5V的电压转换,采用TEL4271-2,其是高性能汽车稳压LDO电源, 正常工作电压为42V,瞬时最大输入电压为65V,输出电流为650mA,静态电流极低,并带有 硬件看门狗
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1