一种尿素泵电机电路控制装置的制作方法

1.本发明涉及电路控制领域，特别是涉及一种尿素泵电机电路控制装置。


背景技术：

2.随着社会对环境保护的意识不断加强，国家法规的愈来愈严格，从国四开始，单纯从发动机方面入手已经很难经济有效的达到法规要求，所以需要增加后处理系统。scr(selective catalytic reduction)选择性催化还原技术是我国最广泛应用于才有发动机的尾气后处理技术路线。应用scr技术可以达到我国现行国五、国六法规要求。
3.后处理系统用于降低尾气中的nox含量来满足排放要求。尿素水溶液通过尿素喷射单元被喷射到尾气中，随后在催化器中通过化学反应把尾气中的一氧化氮(no)转换成水和二氧化氮(no2)。尿素喷射量由发动机的运行参数决定，如：废气温度、负载和转速。
4.scr后处理系统主要包括：喷射控制单元(dcu)、尿素供给单元(尿素泵)、尿素喷射单元(尿素喷嘴)、尿素箱、scr箱总成、加热系统、传感器、尿素管路。
5.目前市场主要使用的scr系统没有单独的dcu，其dcu的功能都集成在发动机的ecu里。随着排放的要求越来越严格，这种由ecu集成的方式已经很难满足排放要求，同时在法规升级之时，ecu将不可避免的进行升级，浪费了大量的开发设计和验证的时间。市场上有少部分独立的dcu，其将电机控制和尿素泵喷射单元分开，增加了系统的复杂度以及占用更大安装的空间和生产成本。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对现有汽车ecu结构复杂，占用更大的资源空间和生产成本的问题，提供一种尿素泵电机电路控制装置。
7.一种尿素泵电机电路控制装置，外接汽车发动机控制器及汽车尿素泵，尿素泵电机电路控制装置包括：
8.通讯模块，用于获取外接的汽车发动机控制器的数据信息；
9.尿素喷射控制模块，用于控制汽车尿素泵向目标位置喷射尿素；
10.加热模块，用于对汽车的目标位置进行加热；
11.主控模块，与所述采样模块、通讯模块、尿素喷射控制模块及加热模块电性连接，用于根据发动机状态信号及ecu数据信息，通过尿素喷射控制模块及加热模块控制尿素泵电机工作。
12.在其中一个优选实施方式中，所述尿素泵电机电路控制装置还包括：
13.电源供电模块，用以为所述采样模块、通讯模块、尿素喷射控制模块、加热模块及\或主控模块提供工作电压。
14.在其中一个优选实施方式中，所述电源供电模块包括：
15.电压转换单元，用以外接供电电压，并将所述供电电压转换至目标电压。
16.在其中一个优选实施方式中，所述数据信息包括汽车发动机的环境温度信息、大
气压力信息、发动机转速信息及/或发动机喷射量信息。
17.在其中一个优选实施方式中，所述主控模块根据所述发动机的环境温度信息对，控制所述加热模块对汽车管道及/或冷却水阀进行加热。
18.在其中一个优选实施方式中，所述加热模块包括：
19.至少一个加热单元；
20.加热驱动电路，连接于所述加热单元，用于对所述加热单元加热驱动，所述加热驱动电路包括驱动芯片及连接于所述驱动芯片的至少一个mos管。
21.在其中一个优选实施方式中，所述尿素喷射控制模块包括：
22.尿素泵驱动单元，用于驱动所述汽车尿素泵工作；
23.喷嘴驱动单元，用于由所述主控模块控制，驱动汽车尿素泵喷嘴的喷射量。
24.在其中一个优选实施方式中，所述尿素泵电机电路控制装置还包括采样模块，用于采集尿素泵的压力信号，实现压力闭环控制，所述采样模块包括：
25.压力传感器；
26.信号处理单元，连接于所述压力传感器与所述主控模块之间，所述信号处理单元用于对所述压力传感器进行信号处理。
27.在其中一个优选实施方式中，所述控制模块包括mcu控制芯片。
28.本实用新型上述实施方式公开的尿素泵电机电路控制装置通过将过去ecu集成所有功能分化成为独立的dcu，简化了系统设计，当排放法规进行革新时，只需升级dcu即可，减少了汽车ecu的系统资源，独立的dcu设计，将尿素喷射更加精确，系统效率更加高效。
附图说明
29.图1为本实用新型一优选实施方式公开的一种尿素泵电机电路控制装置的模块结构示意图；
30.图2为本实用新型一优选实施方式公开的一种尿素泵电机电路控制装置的加热模块的模块结构示意图；
31.图3为本实用新型一优选实施方式公开的一种尿素泵电机电路控制装置的尿素喷射控制模块的模块结构示意图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相
关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.如图1所示，本实用新型一优选实施方式中公开了一种尿素泵电机电路控制装置100，外接汽车发动机控制器及汽车尿素泵，尿素泵电机电路控制装置100包括通讯模块110、尿素喷射控制模块120、加热模块130及主控模块140。
36.上述通讯模块110用于获取外接的汽车发动机控制器的数据信息；本实施方式中，所述数据信息包括汽车发动机的环境温度信息、大气压力信息、发动机转速信息及/或发动机喷射量信息。
37.本实施方式中，上述通讯模块110通过can总线与上述汽车发动机控制器电性连接，更详细地，该通讯模块110具有型号为tja1042的can收发器，数据信息经过tja1042的can收发器的物理层转为差分的canh和canl，再连接tvs和共模电感，提高其emi能力。
38.上述尿素喷射控制模块120用于控制汽车尿素泵向目标位置喷射尿素。
39.本实施方式中，所述尿素喷射控制模块120包括尿素泵驱动单元121及喷嘴驱动单元122尿素泵驱动单元121用于驱动所述汽车尿素泵工作；
40.尿素泵驱动单元121集成了bldc驱动芯片及mos驱动器(图未示)，减少了mcu的开销，让mcu可以专注于整体功能的实现。bldc驱动芯片外部只需要6颗n沟道功率mosfet，特别针对汽车应用而设计。其控制模式、工作模式和控制参数通过spi兼容串行接口进行编程。驱动单元集成诊断提供欠压、过热和电源桥故障指示，并可在大多数短路条件下保护电源开关。
41.喷嘴驱动单元122用于由所述主控模块140控制驱动汽车尿素泵喷嘴的喷射量。
42.上述主控模块140发出相应的喷射时间，经过喷嘴驱动单元122对喷嘴进行开合和关闭动作。喷嘴驱动单元122提供的保护包括过热关断与警告、过流关断、芯片欠压/过压诊断、开路诊断、短路到电源诊断。
43.上述加热模块130用于对汽车的目标位置进行加热；
44.具体地，所述加热模块130包括：至少一个加热单元131及加热驱动电路132。
45.加热驱动电路132连接于所述加热单元131，用于对所述加热单元加热驱动，所述加热驱动电路包括驱动芯片及连接于所述驱动芯片的至少一个mos管。加热驱动电路132具有a3944驱动芯片。
46.加热单元131由低边a3944驱动芯片驱动三个nmos，其中boxheater由检流电阻加上运放进行电流监控。a3944驱动芯片是一款可编程的6通道低侧mosfet预驱动器适用于汽车应用。每信道是通过可控的并行和串行组合输入并提供足够的栅极驱动电流，以允许pwm控制到10khz。每个通道提供独立的故障诊断短路和开路负载诊断。每通道提供独立的可编程故障阈值和消隐时间。
47.上述主控模块140与通讯模块110、尿素喷射控制模块120及加热模块130电性连接，用于根据发动机状态信号及ecu数据信息，通过尿素喷射控制模块及加热模块控制尿素泵电机工作。
48.在其中一个优选实施方式中，所述控制模块包括mcu控制芯片。
49.本实施方式中，所述主控模块根据所述发动机的环境温度信息对，控制所述加热模块对汽车管道及/或冷却水阀进行加热。
50.本实施方式中，所述尿素泵电机电路控制装置100还包括电源供电模块150，电源
供电模块150用以为所述通讯模块110、尿素喷射控制模块120、加热模块130及\或主控模块140提供工作电压。
51.具体地，所述电源供电模块150包括电压转换单元，电压转换单元用以外接供电电压，并将所述供电电压转换至目标电压。
52.更详细地，车上电池经过继电器给控制板供电28v左右。经过电源供电模块150给泵电机的三相全桥供电。28v供电通过电压转换单元产生+5v电压给系统供电，同时通过电压跟随器产生一个+5v的电源独立给压力传感器供电。当外部压力传感器电源短路到地，电压跟随器会切断供电，确保此时系统还可以正常的工作。
53.在其中一个优选实施方式中，所述尿素泵电机电路控制装置还包括采样模块，用于采集尿素泵的压力信号，实现压力闭环控制；所述采样模块包括：
54.压力传感器；
55.信号处理单元，连接于所述压力传感器与所述主控模块之间，所述信号处理单元用于对所述压力传感器进行信号处理。
56.压力传感器供电由一个电压跟随器提供，保证当外部压力传感器短路不会影响主供电。传感器型号经过r89分压后，再经过由两个电容及一个电阻组成的π型滤波器滤波后进入主控模块140的mcu芯片的adc引脚进行采样。
57.本实用新型上述实施方式公开的尿素泵电机电路控制装置通过将过去ecu集成所有功能分化成为独立的dcu，简化了系统设计，当排放法规进行革新时，只需升级dcu即可，减少了汽车ecu的系统资源，独立的dcu设计，将尿素喷射更加精确，系统效率更加高效。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。