Scr空气辅助系统尿素泵控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车载控制设备，尤其是一种尾气处理设备。
【背景技术】
[0002] 随着空气质量的恶化，阴霾天气现象增多，危害越来越重，而影响空气质量的主要 原因之一则为汽车尾气。为解决环境及能源问题，国IV排放法规在国内开始逐步实施，节能 减排已成为车辆技术革新的热点。在重型车面对日益严格的排放法规应对策略中，SCR技术 路线表现出较好的经济性、排放法规继承性并保持了良好的车辆动力性，且对燃料中硫的 含量不敏感等诸多优点，适合我国现阶段的基本国情。
[0003] 随着国家对汽车排放标准的提高，越来越多的柴油发动机汽车需要配备SCR系统； SCR(Selective Catalyst Reduction):选择性催化还原系统，用在对柴油机进行国四级别 的尾气净化，因使用尿素做还原剂，且只对其中的NOx(M)和N02,具有相当的毒性)进行处 理，所以叫选择性催化还原。
[0004] SCR空气辅助系统尿素栗内部控制器（以下简称SCU)作为空气辅助尿素栗（以下简 称尿素栗)的控制单元，用于控制尿素栗工作，实现栗对尿素溶液的预注、喷射和吹扫。目前 市场上的SCR空气辅助系统尿素栗存在可靠性差、故障率高的问题。对于SCU来说，主要存在 以下问题:尿素栗自诊断的故障不够全面;栗腔温度等数据没有接口；电机驱动方式不够稳 定，可靠性差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种SCR空气辅助系统尿素 栗控制器，实现信号采集与处理、栗电机驱动、控制尿素栗工作，实现栗对尿素溶液的预注、 喷射和吹扫;栗加热控制、〇BD(On-Board Diagnostic)自诊断、CAN通信管理。本发明采用的 技术方案是：
[0006] -种SCR空气辅助系统尿素栗控制器，包括一个起控制作用的M⑶，还包括：
[0007] 电池反接保护电路，所述电池反接保护电路的输入端接蓄电池电压VBATIN，输出 端输出防反保护蓄电池电压VBAT;
[0008] 直流电源转换电路，用于将防反保护蓄电池电压VBAT降压输出供电电压VCC;并根 据钥匙开关信号输入电压PWR0NIN产生一个钥匙开关信号PWR0N;
[0009] 钥匙信号输入电路，用于根据一个钥匙开关信号PWRON产生一个衰减后钥匙开关 信号VBATAD并发送给MCU的输入端口；
[0010] 电机零位信号输入电路，用于检测尿素栗电机的起始位置，产生步进电机零位信 号ZPOSI并发送给MCU的输入端口；
[0011] 栗腔温度信号输入电路，用于检测栗腔温度并产生栗腔温度信号PumpT发送给MCU 的输入端口；
[0012] 栗腔压力信号输入电路，用于检测栗腔压力并产生栗腔压力信号AccPAD发送给 MCU的输入端口；
[0013] 步进电机驱动电路，与MCU连接，用于驱动尿素栗电机，并向MCU反馈电机驱动故障 诊断信号和驱动电流信号；
[0014] 空气电磁阀驱动电路，与MCU连接，用于驱动尿素栗的空气电磁阀，并向MCU反馈空 气电磁阀驱动诊断信号AIRVERR;
[0015] 栗加热器驱动电路，与M⑶连接，用于驱动栗加热器，并向M⑶反馈加热驱动诊断信 号HEATERR;
[0016] 通信接口电路，与MCU连接，用于与外部控制器的通信。
[0017]本发明的优点在于：
[0018] 1)尿素栗自诊断故障比较完善。
[0019] 2)可靠性好，故障率低。
[0020] 3)栗电机驱动方式更稳定，可靠性高。
[0021 ] 4)栗腔温度等多数工作参数具有回传 M⑶的接口。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的逻辑结构图。
[0023]图2为本发明的电池反接保护电路原理图。
[0024]图3为本发明的直流电源转换电路原理图。
[0025]图4为本发明的钥匙信号输入电路原理图。
[0026]图5为本发明的电机零位信号输入电路原理图。
[0027]图6为本发明的栗腔温度信号输入电路原理图。
[0028]图7为本发明的栗腔压力信号输入电路原理图。
[0029]图8a为本发明的步进电机驱动电路的A相驱动电路原理图。
[0030]图8b为本发明的步进电机驱动电路的B相驱动电路原理图。
[0031]图9为本发明的空气电磁阀驱动电路原理图。
[0032]图10为本发明的栗加热器驱动电路原理图。
[0033]图11为本发明的通信接口电路原理图。
[0034]图12为本发明的M⑶及外围电路原理图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0036] 本发明提供了一种SCR空气辅助系统尿素栗控制器，以下简称尿素栗控制器;如图 1所述，包括：
[0037] 一个主要起控制作用的M⑶，该M⑶采用单片机MC9S12P32MFT;
[0038] 电池反接保护电路，所述电池反接保护电路的输入端接蓄电池电压VBATIN，输出 端输出防反保护蓄电池电压VBAT;
[0039] 直流电源转换电路，用于将防反保护蓄电池电压VBAT降压输出供电电压VCC;并根 据钥匙开关信号输入电压PWR0NIN产生一个钥匙开关信号PWR0N;
[0040] 钥匙信号输入电路，用于根据一个钥匙开关信号PWRON产生一个衰减后钥匙开关 信号VBATAD并发送给MCU的输入端口；
[0041]电机零位信号输入电路，用于检测尿素栗电机的起始位置，产生步进电机零位信 号ZPOSI并发送给MCU的输入端口；
[0042] 栗腔温度信号输入电路，用于检测栗腔温度并产生栗腔温度信号PumpT发送给MCU 的输入端口；
[0043]栗腔压力信号输入电路，用于检测栗腔压力并产生栗腔压力信号AccPAD发送给 MCU的输入端口；
[0044] 步进电机驱动电路，与MCU连接，用于驱动尿素栗电机，并向MCU反馈电机驱动故障 诊断信号和驱动电流信号；
[0045] 空气电磁阀驱动电路，与MCU连接，用于驱动尿素栗的空气电磁阀，并向MCU反馈空 气电磁阀驱动诊断信号AIRVERR;
[0046] 栗加热器驱动电路，与M⑶连接，用于驱动栗加热器，并向M⑶反馈加热驱动诊断信 号HEATERR;
[0047] 通信接□电路，与MCU连接，用于与外部控制器的通信。
[0048] 本发明的SCR空气辅助系统尿素栗控制器主要安装在大型车辆上，大型车辆的蓄 电池电压VBATIN-般是24v，经过直流电源转换电路产生的低压VCC是5v;通信接口电路是 一个CAN通讯电路；
[0049] 尿素栗的传感器如下表所示：
[0051]尿素栗的执行器如下表所示：
[0053]尿素栗控制器的输入信号和输出信号定义如下述两表所示：
[0054]输入信号：
[0055]
[0057]输出信号：
[0059] 通讯信号：
[0061 ]电池反接保护电路如图2所示，包括:二极管Dl和Dl0，电容Cl、C2，电阻Rl，稳压二 极管Zl，PM0S管Q9;蓄电池电压正极VBATIN接Dl的阳极和Cl的一端，以及Q9的漏极;Dl的阴 极接D10的阴极，D10的阳极和C1另一端接地;Q9的栅极接Z1的阳极并通过电阻R1接地;Q9的 源极接Zl的阴极并通过C2接地;从Q9的源极输出防反保护蓄电池电压VBAT;
[0062] 功能描述
[0063]
[0064] 信号描述
[0067] 直流电源转换电路如图3所示，包括：电源转换芯片U1，电阻R3、R8、R9、R10，ig 〇9、(：14、020;二极管012;1]1采用1'1^42676;1]1的输入端（1脚)接防反保护蓄电池电压￥8八1'， 输出端（7脚)输出供电电压VCC; VCC为+5v;钥匙开关信号输入电压PWR0NIN接二极管D12的 阳极;二极管D12的阴极输出钥匙开关信号PWR0N;D12的阴极接电阻R9的一端，电阻R9的另 一端接U1的禁止端（2脚），并通过电阻R 8和电容C 9接地；来自M C U的电源延时控制信号 PWRCTRL通过电阻R3接至Ul的保持端(6脚）；Ul的复位输出端（3脚)通过电阻Rl 0向M⑶输出 复位信号RST#; Ul的接地端接地，Ul的复位延迟端(5脚)通过电容C14接地；电容C20-端接 Ul的输出端，另一端接地；
[0068] 电源转换芯片Ul的2脚高电平时芯片工作，低电平时芯片不工作。
[0069]功能描述:直流电源转换电路可产生+5V给单片机和其它电路供电；能够被单片机 控制，实现尿素栗控制器延时断电；
[0070] 信号描述
[0071]
[0072] 钥匙信号输入电路如图4所示，包括电阻1?51、1?52、1?56，电容08;钥匙开关信号 PWRON接电阻R52的一端，电阻R52的另一端接电阻R56的一端，电容C8的一端，以及电阻R51 的一端；电阻R56的另一端和电容C8的另一端接地；电阻R51的另一端输出衰减后钥匙开关 信号VBATAD并发送给MCU的输入端口；
[0073] 功能描述:钥匙信号输入电路可检测钥匙开关信号的有无，还可以在钥匙上电后， 通过衰减后钥匙开关信号VBATAD测量蓄电池电压的大小；
[0074]信号描述
[0077] 电机零位信号输入电路如图5所示，包括霍尔