一种尿素喷嘴的监测方法、装置及系统与流程

本发明涉及柴油机后处理系统控制技术领域，尤其涉及一种尿素喷嘴的监测方法、尿素喷嘴的监测装置及包括该尿素喷嘴的监测装置的尿素喷嘴的监测系统。

背景技术：

随着国家排放法规的进一步加严，柴油机需采用后处理系统进一步降低排放，以满足排放法规要求。scr（选择性催化还原）系统通过往排气中喷射尿素溶液，尿素溶液在高温下分解成nh3，在催化剂的作用下，与尾气中的nox进反应，从而消除掉尾气中的有害排气nox。scr系统中尿素喷射系统是负责将尿素溶液定时定量地喷射到排气中，主要包括尿素泵、尿素喷嘴和尿素喷射管路。尿素泵的功能是将尿素建立到一定压力，以达到较好的喷射雾化效果；尿素喷嘴中的电磁阀根据控制器的需求命令，定量的把尿素溶液喷射到排气中，并将尿素溶液雾化以便尿素尽快分解成nh3。尿素喷射管路连接尿素泵和尿素喷嘴，是建压后尿素喷射的通道。其中，尿素喷嘴是否正常工作非常关键，如果出现故障将影响scr系统的尿素喷射。

根据排放法规要求，需要监测尿素喷嘴是否正常工作，现有技术中的控制系统无法实现对尿素喷嘴的监测。

技术实现要素：

本发明提供了一种尿素喷嘴的监测方法、尿素喷嘴的监测装置及包括该尿素喷嘴的监测装置的尿素喷嘴的监测系统，解决相关技术中存在的尿素喷嘴没有监测的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种尿素喷嘴的监测方法，其中，尿素喷嘴和尿素泵均由pwm波驱动，所述尿素喷嘴的监测方法包括：

分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比；

分别计算当前监测周期内所述尿素喷嘴的驱动占空比的平均值与所述尿素泵的驱动占空比的平均值；

重复上述步骤得到多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值；

根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果。

进一步地，所述根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果，包括：

根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值计算多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的最大平均值与最小平均值；

计算尿素喷嘴的驱动占空比的最大平均值与最小平均值的差值得到尿素喷嘴的驱动占空比的平均值差值；

根据多个监测周期的尿素泵的驱动占空比的平均值计算多个监测周期的尿素泵的驱动占空比的最大平均值与最小平均值；

计算尿素泵的驱动占空比的最大平均值与最小平均值的差值得到尿素泵的驱动占空比的平均值差值；

判断所述尿素喷嘴的驱动占空比的平均值差值是否大于预设阈值且尿素泵的驱动占空比的平均值差值小于所述预设阈值；

若是，则诊断所述尿素喷嘴存在异常。

进一步地，所述尿素喷嘴的监测方法还包括在所述诊断所述尿素喷嘴存在异常的步骤后进行的：

发出报警信号。

进一步地，若否，则诊断所述尿素喷嘴无异常。

进一步地，所述尿素喷嘴的监测方法还包括在所述根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果的步骤前进行的：

判断所述监测周期的个数是否大于预设个数；

若是，则执行所述根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果的步骤；

若否，则返回执行所述分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比的步骤。

进一步地，所述尿素喷嘴的监测方法还包括在所述分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比的步骤前进行的：

判断监测条件是否满足；

若满足，则执行所述分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比的步骤。

进一步地，所述判断监测条件是否满足，包括：

判断当前发动机状态是否正常、尿素泵是否正常以及尿素喷嘴是否存在电器故障；

若当前发动机状态正常、尿素泵正常以及尿素喷嘴不存在电器故障，则判定监测条件满足。

进一步地，所述判断监测条件是否满足还包括在所述判断当前发动机状态是否正常、尿素泵是否正常以及尿素喷嘴是否存在电器故障的步骤后进行的：

判断所述尿素泵是否处于计量状态；

若所述尿素泵处于计量状态，则判定所述尿素泵处于所述计量状态的时间大于预设时间；

若所述尿素泵处于所述计量状态的时间大于预设时间，则判定监测条件满足。

作为本发明的另一个方面，提供一种尿素喷嘴的监测装置，其中，包括：

获取模块，用于分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比；

计算模块，用于分别计算当前监测周期内所述尿素喷嘴的驱动占空比的平均值与所述尿素泵的驱动占空比的平均值；

处理模块，用于重复上述步骤得到多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值；

诊断模块，用于根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果。

作为本发明的另一个方面，提供一种尿素喷嘴的监测系统，其中，包括：尿素喷嘴、尿素泵、控制器和前文所述的尿素喷嘴的监测装置，所述尿素喷嘴、尿素泵和所述尿素喷嘴的监测装置均与所述控制器通信连接，所述控制器用于分别向所述尿素喷嘴和所述尿素泵输出pwm波以驱动所述尿素喷嘴和所述尿素泵的工作，所述尿素喷嘴的监测装置用于根据所述尿素喷嘴的驱动占空比以及所述尿素泵的驱动占空比对所述尿素喷嘴进行诊断并得到诊断结果。

本发明提供的尿素喷嘴的监测方法，通过记录喷嘴驱动占空比的变化和泵驱动占空比的变化来得出尿素量的变化。如果喷射尿素量有显著的变化，泵驱动占空比相应有显著变化，说明尿素喷射系统是正常的。若没有相应的变化，说明尿素喷射系统存在异常。再检测尿素泵有无故障，若不存在，则说明尿素喷嘴存在堵塞或常开故障。这种尿素喷嘴的监测方法可以有效判断尿素喷嘴是否异常，实现了对尿素喷嘴的监测，满足了相关法规的要求。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的尿素喷嘴的监测方法的流程图。

图2为本发明提供的尿素喷嘴的具体实施过程流程图。

具体实施方式

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结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种尿素喷嘴的监测方法，图1是根据本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测方法的流程图，如图1所示，尿素喷嘴和尿素泵均由pwm波驱动，所述尿素喷嘴的监测方法包括：

s110、分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比；

s120、分别计算当前监测周期内所述尿素喷嘴的驱动占空比的平均值与所述尿素泵的驱动占空比的平均值；

s130、重复上述步骤得到多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值；

s140、根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果。

本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测方法，通过记录喷嘴驱动占空比的变化和泵驱动占空比的变化来得出尿素量的变化。如果喷射尿素量有显著的变化，泵驱动占空比相应有显著变化，说明尿素喷射系统是正常的。若没有相应的变化，说明尿素喷射系统存在异常。再检测尿素泵有无故障，若不存在，则说明尿素喷嘴存在堵塞或常开故障。这种尿素喷嘴的监测方法可以有效判断尿素喷嘴是否异常，实现了对尿素喷嘴的监测，满足了相关法规的要求。

应当理解的是，在柴油机后处理scr系统中，尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路形成尿素喷射系统。本发明提供的尿素喷嘴的监测方法是把尿素泵驱动占空比与泵驱动占空比联系起来，来判断尿素喷嘴是否存在异常。通过记录喷嘴驱动占空比的变化和泵驱动占空比的变化来得出尿素量的变化。如果喷射尿素量有显著的变化，泵驱动占空比相应有显著变化，说明尿素喷射系统是正常的。若没有相应的变化，说明尿素喷射系统存在异常。再检测尿素泵有无故障，若不存在，则说明尿素喷嘴存在堵塞或常开故障。

下面结合图2对本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测方法的具体实施过程进行详细描述。

在柴油机后处理scr系统中，尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路形成尿素喷射系统。尿素泵负责将尿素建立一定压力以便喷射时更好的雾化；尿素喷嘴通过电磁阀定量的将尿素喷射系统喷入到scr催化器内。尿素泵建压的电机和尿素喷嘴均由控制器通过pwm信号驱动。当尿素喷射量增大时，尿素喷嘴的驱动占空比增大。同时，需要尿素泵提供尿素量也会增大，为了维持稳定的压力，需要给尿素泵的驱动占空比也会相应增大，因此尿素喷嘴的驱动占空比与尿素泵的驱动占空比成正比例关系。

具体地，所述根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果，包括：

根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值计算多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的最大平均值与最小平均值；

计算尿素喷嘴的驱动占空比的最大平均值与最小平均值的差值得到尿素喷嘴的驱动占空比的平均值差值；

根据多个监测周期的尿素泵的驱动占空比的平均值计算多个监测周期的尿素泵的驱动占空比的最大平均值与最小平均值；

计算尿素泵的驱动占空比的最大平均值与最小平均值的差值得到尿素泵的驱动占空比的平均值差值；

判断所述尿素喷嘴的驱动占空比的平均值差值是否大于预设阈值且尿素泵的驱动占空比的平均值差值小于所述预设阈值；

若是，则诊断所述尿素喷嘴存在异常。

可以理解的是，判断尿素喷嘴驱动占空比平均值的差值是否大于限值且尿素泵驱动占空比平均值差值小于限值。若符合判断，则说明尿素喷嘴驱动和尿素泵驱动存在不同步现象，说明尿素喷嘴存在异常，报出故障；若不符合，则说明尿素喷嘴驱动和尿素泵驱动比较同步，说明尿素喷嘴无异常。

进一步具体地，所述尿素喷嘴的监测方法还包括在所述诊断所述尿素喷嘴存在异常的步骤后进行的：

发出报警信号。

进一步具体地，若否，则诊断所述尿素喷嘴无异常。

具体地，所述尿素喷嘴的监测方法还包括在所述根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果的步骤前进行的：

判断所述监测周期的个数是否大于预设个数；

若是，则执行所述根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果的步骤；

若否，则返回执行所述分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比的步骤。

应当理解的是，一个诊断周期为诊断一次，为了防止误诊断，需要进行多个诊断周期内判断。若满足，进入下一步；若不满足，返回上一层等待条件满足。

具体地，所述尿素喷嘴的监测方法还包括在所述分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比的步骤前进行的：

判断监测条件是否满足；

若满足，则执行所述分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比的步骤。

具体地，所述判断监测条件是否满足，包括：

判断当前发动机状态是否正常、尿素泵是否正常以及尿素喷嘴是否存在电器故障；

若当前发动机状态正常、尿素泵正常以及尿素喷嘴不存在电器故障，则判定监测条件满足。

应当理解的是，在对尿素喷嘴进行监测前，首先要满足当前发动机状态可以进行监测，尿素泵无相关故障，尿素喷嘴不存在相关电气故障。

具体地，所述判断监测条件是否满足还包括在所述判断当前发动机状态是否正常、尿素泵是否正常以及尿素喷嘴是否存在电器故障的步骤后进行的：

判断所述尿素泵是否处于计量状态；

若所述尿素泵处于计量状态，则判定所述尿素泵处于所述计量状态的时间大于预设时间；

若所述尿素泵处于所述计量状态的时间大于预设时间，则判定监测条件满足。

判断当前尿素泵进入压力计量状态，且稳定一段时间。若满足，进入下一步；若不满足，返回上一层等待条件满足。

综上，本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测方法，是把尿素泵驱动占空比与泵驱动占空比联系起来，来判断尿素喷嘴是否存在异常。通过记录喷嘴驱动占空比的变化和泵驱动占空比的变化来得出尿素量的变化。如果喷射尿素量有显著的变化，泵驱动占空比相应有显著变化，说明尿素喷射系统是正常的。若没有相应的变化，说明尿素喷射系统存在异常。再检测尿素泵有无故障，若不存在，则说明尿素喷嘴存在堵塞或常开故障。

作为本发明的另一实施例，提供一种尿素喷嘴的监测装置，其中，包括：

获取模块，用于分别获取当前监测周期内尿素喷嘴的驱动占空比和尿素泵的驱动占空比；

计算模块，用于分别计算当前监测周期内所述尿素喷嘴的驱动占空比的平均值与所述尿素泵的驱动占空比的平均值；

处理模块，用于重复上述步骤得到多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值；

诊断模块，用于根据多个监测周期的尿素喷嘴的驱动占空比的平均值和尿素泵的驱动占空比的平均值对尿素喷嘴进行诊断得到诊断结果。

本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测装置，通过记录喷嘴驱动占空比的变化和泵驱动占空比的变化来得出尿素量的变化。如果喷射尿素量有显著的变化，泵驱动占空比相应有显著变化，说明尿素喷射系统是正常的。若没有相应的变化，说明尿素喷射系统存在异常。再检测尿素泵有无故障，若不存在，则说明尿素喷嘴存在堵塞或常开故障。这种尿素喷嘴的监测装置可以有效判断尿素喷嘴是否异常，实现了对尿素喷嘴的监测，满足了相关法规的要求。

关于本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测装置的具体实现过程可以参照前文的尿素喷嘴的监测方法的描述，此处不再赘述。

作为本发明的另一实施例，提供一种尿素喷嘴的监测系统，其中，包括：尿素喷嘴、尿素泵、控制器和前文所述的尿素喷嘴的监测装置，所述尿素喷嘴、尿素泵和所述尿素喷嘴的监测装置均与所述控制器通信连接，所述控制器用于分别向所述尿素喷嘴和所述尿素泵输出pwm波以驱动所述尿素喷嘴和所述尿素泵的工作，所述尿素喷嘴的监测装置用于根据所述尿素喷嘴的驱动占空比以及所述尿素泵的驱动占空比对所述尿素喷嘴进行诊断并得到诊断结果。

本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测系统，采用了前文的尿素喷嘴的监测装置，通过记录喷嘴驱动占空比的变化和泵驱动占空比的变化来得出尿素量的变化。如果喷射尿素量有显著的变化，泵驱动占空比相应有显著变化，说明尿素喷射系统是正常的。若没有相应的变化，说明尿素喷射系统存在异常。再检测尿素泵有无故障，若不存在，则说明尿素喷嘴存在堵塞或常开故障。这种尿素喷嘴的监测系统可以有效判断尿素喷嘴是否异常，实现了对尿素喷嘴的监测，满足了相关法规的要求。

优选地，所述尿素喷嘴的监测装置包括单片机。

关于本发明实施例提供的尿素喷嘴的监测系统的具体实现过程可以参照前文的尿素喷嘴的监测方法的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。