汽车尾气SCR的检测系统的制作方法

本发明涉及车辆诊断
技术领域：
，尤其涉及一种汽车尾气scr的检测系统。
背景技术：
：商用车作为一种交通运输工具，在我国广泛使用，而随着我国经济的高速增长，经济活动所需要的运输设备也越来越多，商用车数量也在逐年提高，汽车尾气污染也愈发严重，汽车尾气的治理，尤为重要。尾气后处理，指的就是通过合适的技术处理尾气，以此来达到减少车辆工作时产生的废气、减少对环境的污染的目的。目前，国内柴油车降低尾气排放，主要使用的技术是选择性催化还原scr技术。scr系统的原理就是在柴油车的排气系统中加装一套电控尿素喷射喷射系统，通过向排气管道中喷射氨(nh3)等还原剂，经过选择性催化还原的过程，与尾气中的氮氧化合物进行反应，生成氮气和水等，减少对环境的破坏。然而scr系统在实际工作中的正常运转率低，主要有以下原因：1、scr系统本身设计存在缺陷；2、scr系统的运行环境比较恶劣，可能超出设计范围；3、scr后处理系统需要添加尿素才能正常工作，司机为了降低运营成本，人为的添加有质量问题的低价尿素，甚至不加尿素，导致尿素喷射系统堵塞、尿素泄露等一系列问题；4、scr系统也是需要定期维护和保养，才能正常工作，司机的保养意识不高；当scr系统出现故障时，通常由维修工根据自身经验进行判断，然后更换零部件或者换总成后上车实验，无法准确检测到部件的好坏，效率低下。技术实现要素：基于此，针对上述技术问题，提供一种汽车尾气scr的检测系统。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种汽车尾气scr的检测系统，包括：检测上位机，用于供用户输入命令、根据发送规则发送对应用户输入命令的检测指令给检测下位机、接收所述检测下位机的反馈数据并通过解析规则进行解析、对解析后的数据进行判断以及显示判断结果；检测下位机，用于根据来自检测上位机的检测指令向scr系统提供控制和驱动信号、采集scr系统的反馈数据并发送给检测上位机，其包括mcu控制模块、电压采集模块、电阻采集模块、多路pwm功率输出模块、电机驱动模块、通讯模块、电源模块以及db44接口，所述电压采集模块、电阻采集模块、多路pwm功率输出模块、电机驱动模块以及通讯模块均与所述mcu控制模块连接，所述电源模块为各模块供电，且与db44接口连接。检测上位机通过显示屏提供菜单以及界面供用户输入命令以及显示判断结果。本方案还包括数据库，所述数据库中存储有检测指令、发送规则、解析规则、用于生成所述菜单以及界面的菜单界面参数以及scr系统的正常参数。本方案还包括服务器，所述服务器上具有数据管理系统，用于向所述数据库配置检测指令、发送规则、解析规则、菜单界面参数以及scr系统的正常参数，所述服务器与检测上位机无线连接，所述数据库设于所述服务器上。所述电压采集模块以及电阻采集模块均为模数转换模块。所述多路pwm功率输出模块由多路pmos驱动模块以及多路nmos驱动模块构成；所述pmos驱动模块包括pmos管、第一电阻、第二电阻以及续流二极管，所述pmos管的栅极与所述mcu控制模块连接，源极接地，漏极依次经所述第一电阻以及第二电阻与所述db44接口的pwm输出引脚连接，所述续流二极管正极以及负极分别与所述db44接口的pwm输出引脚以及电压输出引脚连接，所述第一电阻的两端以及第二电阻和续流二极管正极之间均连接所述电压采集模块；所述nmos驱动模块包括nmos管、第一电阻、第二电阻以及续流二极管，所述nmos管的栅极与所述mcu控制模块连接，源极接地，漏极依次经所述第一电阻以及第二电阻与所述db44接口的pwm输出引脚连接，所述续流二极管正极以及负极分别与所述db44接口的pwm输出引脚以及电压输出引脚连接，所述第一电阻的两端以及第二电阻和续流二极管正极之间均连接所述电压采集模块。所述电机驱动模块包括多路直流电机驱动单元，所述直流电机驱动单元包括h桥驱动电路以及两个光隔离器，所述两个光隔离器与所述mcu控制模块以及h桥驱动电路的输入端连接，所述h桥驱动电路的输出端与所述db44接口连接，所述多路直流电机驱动单元在mcu控制模块的控制下构成步进电机驱动单元。所述通讯模块包括蓝牙通讯单元、wifi通讯单元以及usb接口单元，所述蓝牙通讯单元以及wifi通讯单元均与所述mcu控制模块连接，所述usb接口单元通过tvs保护单元与所述mcu控制模块连接。所述电源模块包括dc/dc单元以及继电器，所述dc/dc单元以及继电器均连接外部电源vin，所述dc/dc单元输出分三路，一路输出12v直流电压给所述继电器,一路输出5v直流电压给所述db44接口，一路输出3.3v直流电压为所述mcu控制模块以及通讯模块供电，所述继电器与所述db44接口连接。本方案还包括db15接口，所述db15接口与所述电源模块连接，所述通讯模块还包括rs232通讯单元、485通讯单元、can通讯单元以及k线通讯单元，所述rs232通讯单元、485通讯单元、can通讯单元以及k线通讯单元与所述mcu控制模块以及db15接口连接。本发明系统系统支持检测的类型广泛，适用性强，支持从部件到系统、从电气特性到功能特性、从电路到通讯的检测，并且避免根据人工经验进行检测准确率不高、效率低下的问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的检测下位机的结构示意图；图3为本发明的检测下位机的电源模块的结构示意图；图4为本发明的nmos驱动模块的结构示意图；图5为本方面的电机驱动模块的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种汽车尾气scr的检测系统，包括检测上位机1100以及检测下位机1200。检测上位机1100，用于供用户输入命令、根据发送规则发送对应用户输入命令的检测指令给检测下位机1200、接收检测下位机1200的反馈数据并通过解析规则进行解析、对解析后的数据进行判断以及显示判断结果。其中，检测上位机1100通过显示屏提供菜单以及界面供用户输入命令以及显示判断结果。检测上位机1100对解析后的数据与scr系统2的正常参数进行比对进行判断。在本实施例中，检测上位机1100为现有的诊断设备(pad)，用户可以通过触摸屏输入命令。检测下位机1200，用于根据来自检测上位机1100的检测指令向scr系统2提供控制和驱动信号、采集scr系统2的反馈数据并发送给检测上位机1100。如图2所示，检测下位机1200包括mcu控制模块1210、电压采集模块1220、电阻采集模块1230、多路pwm功率输出模块1240、电机驱动模块1250、通讯模块1260、电源模块1270以及db44接口1280。mcu控制模块1210采用stm32f105芯片。电压采集模块1220、电阻采集模块1230、多路pwm功率输出模块1240、电机驱动模块1250以及通讯模块1260均与mcu控制模块1210连接，电源模块1270为各模块供电，且与db44接口1280连接。对scr系统2的检测有两种：对尿素泵的检测和对尿素泵内单独执行器的测试，对尿素泵的检测需按照流程先驱动某一个部件或者某几个部件，达到一定条件在驱动另外几个部件，对尿素泵内单独执行器的测试只需单独驱动单个部件。其中，电压采集模块1220以及电阻采集模块1230用于通过db44接口1280采集scr系统2的反馈数据，多路pwm功率输出模块1240用于驱动scr系统2的尿素泵的电磁阀、直流泵、电机、反向阀、喷嘴、加热电阻丝、继电器、喷射阀、空气阀以及计量泵，电机驱动模块1250用于驱动scr系统2的直流电机或者步进电机，使用时，db44接口1280通过线束与scr系统2连接。需要指出的是，电机分几种，由pwm功率输出模块驱动或者电机驱动模块驱动，如博世2.2尿素泵的电机pwm功率输出模块驱动，天纳克1.2尿素泵、重汽电动2014尿素泵以及重汽电动2015尿素泵的电机是直流电机，由电机驱动模块驱动，重汽国五尿素泵的电机是步进电机，同样由电机驱动模块驱动。本发明系统可以检测scr系统中所有类型的尿素泵，可以检测scr系统中所有的传感器，可以检测scr系统中所有的执行器，支持检测的类型广泛，适用性强，支持从部件到系统、从电气特性到功能特性、从电路到通讯的检测，并且避免根据人工经验进行检测准确率不高、效率低下的问题。其中，电压采集模块1220采用模数转换模块ads1118，具有4路电阻性传感器的检测功能：三组10欧姆-100k欧姆，一组100k-300k欧姆，内置的pga(pmgrammablegainamplifier，可编程增益放大器)可以实现不同量程的精确测量。电阻采集模块1230同样采用模数转换模块ads1118，具有6路电压类型信号的检测功能，检测范围0-32v。如图1所示，多路pwm功率输出模块1240由多路pmos驱动模块1241以及多路nmos驱动模块1242构成。mcu控制模块1210根据检测上位机1100的检测指令独立控制每一路pwm功率输出模块1240工作，检测指令中包含控制参数：占空比、频率。在本实施例中，pmos驱动模块1241为6路，nmos驱动模块1242为2路。如图4所示，nmos驱动模块1242包括nmos管m、第一电阻r1、第二电阻r2以及续流二极管d，nmos管m的栅极与mcu控制模块1210连接，输入控制信号，源极接地，漏极依次经第一电阻r1以及第二电阻r2与db44接口1280的pwm输出引脚连接，从而输出功率，续流二极管d的正极以及负极分别与db44接口1280的pwm输出引脚以及电压输出引脚连接，对电磁阀或者直流泵进行保护，第一电阻r1的两端以及第二电阻r2和续流二极管d的正极之间均连接电压采集模块1220，进行电流检测以及电压检测，实时监控输出接口的电流数据，并进行电压监测，当控制信号有效而电压监测显示输出无效时，判断负载故障(如电磁阀或泵故障)。pmos驱动模块1241除了使用pmos管外，其它结构与nmos驱动模块1242相同，此处不再赘述。如图5所示，电机驱动模块1250包括多路直流电机驱动单元1251，直流电机驱动单元1251包括h桥驱动电路1251a以及两个光隔离器1251b，两个光隔离器1251b与mcu控制模块1210以及h桥驱动电路1251a的输入端连接，h桥驱动电路1251a的输出端与db44接口1280连接，多路直流电机驱动单元在mcu控制模块1210的控制下构成一路步进电机驱动单元1252。h桥驱动电路1251a可以实现电机的正反转，光隔离器1251b可以提高抗干扰能力。mcu控制模块1210根据检测上位机1100的检测指令独立控制每一路电机驱动模块1250，从而控制直流电机工作，检测指令中包含控制参数：占空比、频率。在本实施例中，直流电机驱动单元1251为两路，两路直流电机驱动单元1251在mcu控制模块1210的控制下构成一路步进电机驱动单元1252。如图2所示，通讯模块1260包括蓝牙通讯单元1261、wifi通讯单元1262以及usb接口单元1263，蓝牙通讯单元1261以及wifi通讯单元1262均与mcu控制模块1210连接，usb接口单元1263通过tvs保护单元与mcu控制模块1210连接，通过蓝牙通讯单元1261或者wifi通讯单元1262，检测下位机1200可以与检测下位机1100无线通讯，也可以通过usb接口单元1263进行有线通讯。其中，蓝牙通讯单元1261采用skb360，wifi通讯单元1262采用wu105。如图3所示，电源模块1270包括dc/dc单元1271以及继电器1272，dc/dc单元1271以及继电器1272均连接外部电源vin，dc/dc单元1271内部进行防接反、emc滤波、esd保护和过流保护后输出分三路，一路输出12v直流电压给继电器1272,一路输出5v直流电压给db44接口1280，为scr系统2的内部传感器供电，一路输出3.3v直流电压为mcu控制模块1210以及通讯模块1260供电，继电器1272与db44接口1280连接，通过控制继电器1272可以输出vin或者12v直流电压给db44接口1280，从而为scr系统2的电机供电。如图2所示，本发明的检测下位机1200还设置了db15接口1290，db15接口1290与电源模块1270连接，相应地，通讯模块1260还具有rs232通讯单元1264、485通讯单元1265、can通讯单元1266以及k线通讯单元1267，rs232通讯单元1264、485通讯单元1265、can通讯单元1266以及k线通讯单元1267与mcu控制模块1210以及db15接口1290连接。电源模块1270可以通过db15接口1290或者db44接口1280接入外部电源vin，检测上位机1100可以通过db15接口1290与车辆的诊断接口连接，通过can\k\485\232协议进行通讯，对scr系统2进行诊断和刷写。其中，can通讯单元1266采用ctm1051am。为了提供警报和指示功能，本实施例在检测下位机1200中设置了1路蜂鸣器和7路led指示灯，蜂鸣器以及led指示灯与mcu控制模块1210连接。为了检测当前的环境信息，本实施例在检测下位机1200中设置了压力、温度、湿度传感器，压力、温度、湿度传感器均与mcu控制模块1210连接。在本实施例中，本发明系统通过数据库1300存储检测指令、发送规则、解析规则、用于生成菜单以及界面的菜单界面参数以及scr系统的正常参数，发送指令时，检测上位机1100从数据库1300取得相应的检测指令、发送规则以及解析规则。本发明还可设置服务器1400，该服务器1400上具有数据管理系统，用于供用户向数据库1300配置检测指令、发送规则、解析规则、菜单界面参数以及scr系统的正常参数，服务器1400与检测上位机1100无线连接，数据库1300设于服务器1400上。其中，检测指令请参考表1，表1为某尿素泵的检测指令。表1发送规则是指上位机与下位机之间拟定的协议，如指令id为xx，代表控制xx模块进行动作。解析规则是指从反馈数据中取出有效数值的计算方法和相应的单位，参见表1。名称单位解析规则id计算方法系统电压v01[x01y00]/1000系统电流ma01[x03y02]尿素压力kpa03[x01y00]*0.35-275泵占空比％06100-[x01y00]*0.1表1在表1中，[x01y00]代表从16进制的反馈数据中取第1位字节和第0位字节，换算成十进制，然后再进行相应的加减乘除运算，如除以1000。以反馈数据0102220308782312为例，取第1位字节和第0位字节为0201，换算成十进制为513。同理，[x03y02]代表从16进制的反馈数据中取第3位字节和第2位字节，换算成十进制。scr系统的正常参数是指其各部件的正常参数，如某尿素泵的正常参数。但是，本
技术领域：
中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。当前第1页12