专利名称：：柴油车排气微粒过滤器控制系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种用于采集柴油车尾气微粒捕集器工况数据、完成添加剂注射泵和再生喷油注射泵的控制输出的柴油车尾气微粒捕集器控制系统，属柴油车排气微粒过滤器控制系统制造领域。
背景技术：
：CN1861992A、名称"柴油内燃机废气微粒自燃捕集器及微粒处理方法"，柴油内燃机废气微粒自燃捕集器位于尾气管内，压力传感器位于内燃机尾气口内或尾气管的尾气口内，其信号输出端接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端接电源开关控制端，电源开关通过电源线分别接柴油内燃机废气微粒自燃捕集器两端的正、负极。其不足之处工况数据的采集不完整，无法为微粒捕集器的工作与否提供科学、准确的数据指令。
发明内容设计目的避免
背景技术：
中的不足之处，设计一种能够科学、完整地对柴油车尾气微粒捕集器工况数据进行采集的柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块。为了实现上述设计目的，本实用新型采用四路模拟信号采集电路和一路开关信号采集电路，对柴油车尾气微粒捕集器的工况数据监测与与采集，并对所采集的模拟信号、数据信号调理，模拟量多路选择开关控制四路模拟信号(温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2)的接通与断开，四路模拟量中每次只有一路模拟量通过隔离放大器到达一个带模数(AD)转换器的MCU。添加剂液位这路模拟量信号经过信号调理后，通过光电隔离与MCU相连接，在MCU中进行模数转换。MCU通过数据处理后存储在存储器当中。该信号采集模块还可通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换。为了实现上述设计目的，提高柴油车尾气微粒捕集器再生效能，本实用新型采用四路模拟信号采集电路和一路开关信号采集电路，对柴油车尾气微粒捕集器的工况数据监测与与采集，并对所采集的模拟信号、数据信号调理，模拟量多路选择开关控制四路模拟信号(温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2)的接通与断开，四路模拟量中每次只有一路模拟量通过隔离放大器到达一个带模数(AD)转换器的MCU。添加剂液位这路模拟量信号经过信号调理后，通过光电隔离与MCU相连接，在MCU中进行模数转换，并且将开关量输入通道添加剂储罐液位，正常工作时(有添加剂)液位开关闭合(添加剂降到液位下限时断开报警)，并由DC24V微型低压电磁泵按规定注射添加剂。当背压达到设定值或再生温度达不到设定值是，再生喷油驱动工作且由DC24V电磁泵执行喷油工作。为了实现上述设计目的，本实用新型在结构设计上，一是柴油车尾气微粒捕集器控制系统操作器能够完成数据显示、参数设置、数据分析与计算、故障报警与记录等功能；二是能够通过按钮确定声音报警、灯光报警，以及参数设定加减、参数设定的确认，计算分析包括对输入信号的准确性、上下限判断、故障判断、控制输出的PWM计算等功能；三是向信号采集模块发送数据传送命令，向驱动控制模块发送PWM的参数，与PC机进行故障和事件信息传送等。技术方案柴油车排气微粒过滤器控制系统由信号采集模块、液晶操作器、电磁泵驱动模块及其连接电缆和传感器等构成，信号采集处理模块完成温度T1、排气背压、燃油箱油量、温度T2四路模拟量和添加剂液位一路开关量的信号采集和数据存储构成且与通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，液晶操作器主要完成数据显示、参数设置、数据分析与计算、故障报警与记录且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，驱动控制模块主要完成添加剂注射泵和再生喷油注射泵的控制输出且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，再生喷嘴、温度T1传感器、背压测量传感器分别设在发动机排气口与催化器进口之间的管路上，催化器与过滤器之间的管路上设有温度T2传感器。本实用新型与
背景技术：
相比，一是能够准确、可靠地采集柴油车尾气微粒捕集器的工况数据；二是完成对所采集的模拟信号、数据信号调理，并通过光电隔离在MCU中进行模数转换；三是信号采集模块能够通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换；四是再生喷油驱动单元和添加剂注射泵驱动单元能够准确、可靠地根据信号采集模块所采集到的柴油车尾气微粒捕集器的工况数据，完成对添加剂的添加和再生所需的喷油及喷油量的大小。图1-1是柴油车尾气微粒捕集器控制系统中的检测方框示意图。图1-2是柴油车尾气微粒捕集器控制系统中的控制方框示意图。图2是柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块的方框示意图。图3是柴油车尾气微粒捕集器控制系统电磁泵驱动模块的方框示意图。图4是柴油车尾气微粒捕集器控制系统操作器的方框示意图。具体实施方式结合附图14对本实用新型作以叙述。参照附图1-1和l-2。柴油车排气微粒过滤器控制系统由信号采集模块、液晶操作器、电磁泵驱动模块及其连接电缆和传感器等构成,信号采集处理模块完成温度Tl、排气背压、燃油箱油量、温度T2四路模拟量和添加剂液位一路开关量的信号采集和数据存储构成且与通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换,液晶操作器主要完成数据显示、参数设置、数据分析与计算、故障报警与记录且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换,驱动控制模块主要完成添加剂注射泵和再生喷油注射泵的控制输出且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，再生喷嘴、温度Tl传感器、背压测量传感器分别设在发动机排气口与催化器进口之间的管路上,催化器与过滤器之间的管路上设有温度T2传感器。参照附图2。柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块，电源管理单元的输出端接MCU的电源端，信号采集处理模块主要完成四路模拟量和一路开关量的信号采集和数据存储构成，信号采集处理模块的信号接收端分别接收温度T1、尾气背压、燃油箱油量、温度T2、添加剂液位的信号且经过处理后的温度Tl、尾气背压、燃油箱油量、温度T2的信号输出端分别至模拟量多路选择开关的信号输入端、处理后的添加剂液位信号通过光电隔离至MCU的信号端，模拟量多路选择开关的信号输出端经隔离放大器到MCU的信号端，存储器、实时时钟和RS485通信接口分别与MCU信号端连接；所述的尾气背压是指输入信号类型DC420mA，对应的测量范围060kPa，精度±2%，最小显示单位0.1kPa，供电电压DC24V;所述的温度Tl是指发动机尾气出口与催化器之间的尾气温度，尾气温度T1采用热电偶检测，热电偶响应时间"S，测温范围0~1100。C，精度±1°/，最小显示值rC;(可设定上、下限报警值)；所述的温度T2是指催化器下游废气温度，催化器下游废气温度T2是指热电偶(响应时间〈7S)，测温范围0~1100°C，精度±1%(再生需要达到的温度的检测及控制);；所述的燃油箱油量是指输入信号类型DC010V，对应的油箱的最低油位和最高油位，供电电压DC24V。也就是说，柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块包括对温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2、添加剂液位信号采集调理的信号调理单元，五路信号在信号调理单元中经过处理，其中的四路信号温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2到达模拟量多路选择开关，通过模拟量多路选择开关的选择信号经过隔离放大器的隔离并转化成标准信号到达一个带模数(AD)转换的MCU。添加剂液位信号通过信号调理单元后到达光电隔离器，实现光电信号的转化，再于一个带模数(AD)转换的MCU相连接。MCU对五路信号进行模数转换、数据处理，通过SPI通信协议方式存储在存储器当中，并且在柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块当中设置了RS485通讯接口，方便与PC机实现数据通讯。开关量添加剂液位信号的开关安装在添加剂储罐，正常工作时(有添加剂)液位开关闭合，添加剂降到液位下限时断开报警。信号采集模块对采集数据的存储，包括温度Tl、尾气背压、燃油加油量、温度T2、添加剂液位状态，按1秒的周期取样，每8秒计算平均值并与日期、时间和运行小时一起存储，存储容量满足不低于每天运行10小时共30天的数据，并采用循环方式存储。信号调理部分信号调理要对五路信号(温度Tl、尾气背压、燃油加油量、温度T2、添加剂液位)进行采集数据处理，此部分对采集到的五路数据当中存在的干扰滤除，保证系统的正常工作。模拟量多路选择开关此选择开关可对四路信号(温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2)进行选择，控制四路信号与隔离放大器的接通与断开。隔离放大器用于对信号的隔离，并转换成计算机能够接收的标准信号，使信号在两点不等电势之间传送时，避免回路电路的干扰，确保信号的准确性。光电隔离实现添加剂液位电信号的传送。输入与输出绝缘隔离，信号单向传输，无反馈影响。抗干扰性强，响应速度快。工作时，把输入信号加到输入端，使发光管发光，光敏器件在磁光辐射下输出光电流，从而实现电光点的两次转换。带模数(AD)转换器的MCU:作为此信号采集模块的核心部件，对五路采集到的信号进行模数转换，模数转换以后在进行数据处理存储到存储器当中。RS485通讯接口信号采集模块可以通过此通讯接口与PC机实现数据交换。实时时钟向主系统提供BCD码表示的时间和日期的器件。参照附图3。柴油车尾气微粒捕集器控制系统电磁泵驱动模块，再生喷油驱动单元和添加剂注射泵驱动单元的信号端分别通过光电隔离单元与MCU的信号端连接，RS485接口信号端与MCU信号端连接，电源输出端与MCU的电源端连接；添加剂注射驱动由DC24V微型低压电磁泵按规定注射添加剂，每次注射量为0.065ml，注射速度在160次/min可调，驱动电流200mA;再生喷油驱动由DC24V电磁泵执行，频率115Hz之间设置，输出电流最大约3A，泵的最大输出压力2MPa，最大流量约50ml/min。有过压、过流、过热保护，防止电磁泵的损坏。信号采集处理模块的信号接收端分别接收温度Tl、尾气背压、燃油箱油量、温度T2、添加剂液位的信号且经过处理后的温度T1、尾气背压、燃油箱油量、温度T2的信号输出端分别至模拟量多路选择开关的信号输入端、处理后的添加剂液位信号通过光电隔离至MCU的信号端，模拟量多路选择开关的信号输出端经隔离放大器到MCU的信号端，存储器、实时时钟和RS485通信接口分别与MCU信号端连接；尾气背压是指输入信号类型DC420mA，对应的测量范围060kPa，精度±2%，最小显示单位O.lkPa，供电电压DC24V;温度T1是指发动机尾气出口与催化器之间的尾气温度，尾气温度T1采用热电偶检测，热电偶响应时间〈7S，测温范围0~1100°C，精度±1%，最小显示值1°C;(可设定上、下限报警值)；温度T2是指催化器下游废气温度，催化器下游废气温度T2是指热电偶(响应时间《S)，测温范围01100'C,精度±1%(再生需要达到的温度的检测及控制)；燃油箱油量是指输入信号类型DC010V，对应的油箱的最低油位和最高油位，供电电压DC24V。也就是说，柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块包括对温度Tl、尾气背压、燃油加油量、温度T2、添加剂液位信号采集调理的信号调理单元，五路信号在信号调理单元中经过处理，其中的四路信号温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2到达模拟量多路选择开关，通过模拟量多路选择开关的选择信号经过隔离放大器的隔离并转化成标准信号到达一个带模数(AD)转换的MCU。添加剂液位信号通过信号调理单元后到达光电隔离器，实现光电信号的转化，再于一个带模数(AD)转换的MCU相连接。MCU对五路信号进行模数转换、数据处理，通过SPI通信协议方式存储在存储器当中，并且在柴油车尾气微粒捕集器控制系统信号采集模块当中设置了RS485通讯接口，方便与PC机实现数据通讯。开关量添加剂液位信号的开关安装在添加剂储罐，正常工作时(有添加剂)液位开关闭合，添加剂降到液位下限时断开报警。信号采集模块对采集数据的存储，包括温度T1、尾气背压、燃油加油量、温度T2、添加剂液位状态，按l秒的周期取样，每8秒计算平均值并与日期、时间和运行小时一起存储，存储容量满足不低于每天运行10小时共30天的数据，并采用循环方式存储。隔离放大器用于对信号的隔离，并转换成计算机能够接收的标准信号，使信号在两点不等电势之间传送时，避免回路电路的干扰，确保信号的准确性。光电隔离实现添加剂液位电信号的传送。输入与输出绝缘隔离，信号单向传输，无反馈影响。抗干扰性强，响应速度快。工作时，把输入信号加到输入端，使发光管发光，光敏器件在磁光辐射下输出光电流，从而实现电光点的两次转换。参照附图4。柴油车尾气微粒捕集器控制系统操作器，LCD显示屏、故障储存器、报警器及RS485接口信号分别与MCU中的接口信号连接。液晶操作器共设五个按钮分别用于声音报警确定、灯光报警确定、参数设定加减、参数设定确认。其中后三个按钮同时按下，并延时1秒钟以上，则进入参数设定状态。五个LED分别安装在五个按钮下面，其中声光报警按钮下的两个LED为红色，其它三个按钮下的LED为绿色。液晶屏采用78x26mm的单色点阵液晶，显示方式分为运行方式和设置方式，运行方式时可连续显示排气温度、排气背压的当前值和油位状态(用条块多少表示)，当出现报警事件或工作事件(如再生发生)时，屏幕交替显示测量值和事件代码(或信息)。报警和事件信息包括下列内容(1)无背压(2)开关接通后10分钟无压力(3)开关接通后IO分钟温度无变化(4)温度传感器探头损坏(5)到达背压下限值(6)到达背压上限值(7)油箱液位传感器无信号(8)添加剂储罐液位低(9)再生发生显示代码ERR01显示代码ERR02显示代码ERR03显示代码ERR04显示代码ERR05显示代码ERR06显示代码ERR07显示代码ERR08显示代码ERR09(10)再生喷油电磁泵短路、过压(11)添加剂注射泵短路、过压(12)通讯故障显示代码ERRO10显示代码ERROll显示代码ERR012报警分声光两种方式，分别由蜂鸣器和LED指示灯(红色)指示，不同状态指示方式不同。可通过按键消除发声与闪光或保持报警发光信号。报警和事件信息存储采用专用非易失性存储器，每一记录包括日期、时间、事件代号及注释，容量不少于1000个记录。设置方式时，可对下表所示的参数进行<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>计算分析包括对输入信号的准确性、上下限判断、故障判断、控制输出的PWM计算等功能。通讯功能包括向信号采集模块发送数据传送命令，向驱动控制模块发送PWM的参数，与PC机进行故障和事件信息传送等。电源管理单元负责信号采集处理模块所需电源供电要求。应该理解到的是上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细文字描述，但这些文字描述，只是对本实用新型设计思路的简单描述，而不是对本实用新型设计思路的限制，任何不超出本实用新型设计思路的组合、增加或修改，均落入本本实用新型的保护范围之内。权利要求1、一种柴油车排气微粒过滤器控制系统，其特征是由信号采集模块、液晶操作器、电磁泵驱动模块及其连接电缆和传感器等构成，信号采集处理模块完成温度T1、排气背压、燃油箱油量、温度T2四路模拟量和添加剂液位一路开关量的信号采集和数据存储构成且与通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，液晶操作器主要完成数据显示、参数设置、数据分析与计算、故障报警与记录且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，驱动控制模块主要完成添加剂注射泵和再生喷油注射泵的控制输出且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，再生喷嘴、温度T1传感器、背压测量传感器分别设在发动机排气口与催化器进口之间的管路上，催化器与过滤器之间的管路上设有温度T2传感器。2、根据权利要求1所述的柴油车排气微粒过滤器控制系统，其特征是信号采集处理模块的信号接收端分别接收温度Tl、尾气背压、燃油箱油量、温度T2、添加剂液位的信号且经过处理后的温度T1、尾气背压、燃油箱油量、温度T2的信号输出端分别至模拟量多路选择开关的信号输入端、处理后的添加剂液位信号通过光电隔离至MCU的信号端，模拟量多路选择开关的信号输出端经隔离放大器到MCU的信号端，存储器、实时时钟和RS485通信接口分别与MCU信号端连接。3、根据权利要求1所述的柴油车排气微粒过滤器控制系统，其特征是再生喷油驱动单元和添加剂注射泵驱动单元的信号端分别通过光电隔离单元与MCU的信号端连接，RS485接口信号端与MCU信号端连接，电源输出端与MCU的电源端连接。4、根据权利要求1所述的柴油车排气微粒过滤器控制系统，其特征是LCD显示屏、故障储存器、报警器及RS485接口信号分别与MCU中的接口信号连接。专利摘要本实用新型涉及一种用于采集柴油车尾气微粒捕集器工况数据、完成添加剂注射泵和再生喷油注射泵的控制输出的柴油车尾气微粒捕集器控制系统，信号采集处理模块完成温度T1、排气背压、燃油箱油量、温度T2四路模拟量和添加剂液位一路开关量的信号采集和数据存储构成且与通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，液晶操作器主要完成数据显示、参数设置、数据分析与计算、故障报警与记录且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，驱动控制模块主要完成添加剂注射泵和再生喷油注射泵的控制输出且通过RS485通讯接口与PC机实现数据交换，再生喷嘴、温度T1传感器、背压测量传感器分别设在发动机排气口与催化器进口之间的管路上，催化器与过滤器之间的管路上设有温度T2传感器。文档编号F01N3/023GK201363181SQ200820163760公开日2009年12月16日申请日期2008年8月30日优先权日2008年8月30日发明者黄利锦,黄黎敏申请人:贵州黄帝车辆净化器有限公司