一种SCR系统监控与故障诊断设备及方法技术方案

本发明专利技术涉及机械装置及运输技术领域，尤其涉及一种SCR系统监控与故障诊断设备及方法。本发明专利技术要解决的技术问题是提供一种尿素泵尿素量实时监控、并实现喷射量逻辑判定的SCR系统监控与故障诊断方法和设备。为了解决上述技术问题，本发明专利技术提供了这样一种SCR系统监控与故障诊断设备，包括有电源模块、显示触摸模块、驱动模块、CAN通讯模块、短路保护模块、数据采集模块以及主控模块；本发明专利技术和市面上“SCR”系统检测装备相比，实现了尿素泵尿素量实时监控，并实现了喷射量的逻辑判定，提高了产品的精确性与实用性。

An SCR system monitoring and fault diagnosis equipment and method

【技术实现步骤摘要】
一种SCR系统监控与故障诊断设备及方法
本专利技术涉及机械装置及运输
，尤其涉及一种SCR系统监控与故障诊断设备及方法。
技术介绍
目前国家相关法规明确规定重型柴油车必须装备“SCR”(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原)系统对柴油车的NOx类排气物进行选择性还原控制，拟降低其废气排放总量。该系统在实际运行中容易出现尿素喷射不足以及系统部件故障而失效，对大气环境造成实质性污染。而针对该系统的故障检测方法主要有两类，一是通过维修人员读取“SCR”系统故障灯的闪烁代码，对照故障码表翻译大体故障范围，二是目前已有“SCR”检测系统基于测量排气温度信号来推断测量“SCR”系统中的催化剂是否出现故障。但这两类方法存在无法精确预报“SCR”系统故障点、故障预报单一及故障预报精度低等缺陷，尤其对于尿素喷射量的大小尚未进行非车载有效监测。因此亟需研发一种尿素泵尿素量实时监控、并实现喷射量逻辑判定的SCR系统监控与故障诊断方法和设备。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术为了克服无法精确预报“SCR”系统故障点、故障预报单一及故障预报精度低的缺点，本专利技术要解决的技术问题是提供一种尿素泵尿素量实时监控、并实现喷射量逻辑判定的SCR系统监控与故障诊断方法和设备。(2)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了这样一种SCR系统监控与故障诊断设备，包括有：电源模块，开机后外部单相电源经由电源模块的降压、整流处理后向整个装备提供直流低压工作电源；显示触控模块，主要是把数据采集模块采集到的数据(如尿素喷射量的大小、泵腔压力、尿素液体温度)和泵的工作状况显示给用户，亦是系统的主要输入设备，各部分功能的调试和人机交互信息输入均通过此模块予以实现；驱动模块，微处理器通过数据采集模块反馈的数据来控制驱动模块工作，以此控制主动控制尿素泵工作；CAN通讯模块，主控模块通过CAN通讯模块获取NOx浓度、尿素喷射量，排气压力等实时数据及控制信号的输出通道；短路保护模块，通过主控模块判断电流信号和电压信号，确定泵的各组成部分工作电路是否正常，以此来控制驱动模块的工作，确保驱动模块，电源模块，尿素泵不会因短路而损坏；数据采集模块，所述数据采集模块还包括液位采集模块、温度采集模块、泵腔压力采集模块和电流采集模块，采集SCR系统中的泵腔压力信号、尿素温度信号、液态尿素高度位置信号及泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀)的工作电流信号，并将这些信号实时传递给主控模块(STM32F103)；主控模块(STM32F103)，主控模块对自身采集的信号以及CAN通讯信号进行逻辑判别，推断判别尿素液位多少、泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀，电机)工作状况、NOx传感器是否损坏、尿素喷射量的大小以及主动控制电机运转等；一种SCR系统监控与故障诊断方法：S1.将设备正确正常连接通电后，采集“SCR”系统中尿素泵泵腔压力传感器信号(Pk)，通过泵腔压力值判别尿素泵的工作状态，并将判断结果通过触摸显示模块显示，做出尿素泵维修提示；S2.尿素泵正常工作后，进入同步发动机工作循环，通过采集发动机运行的特征量同步发动机每个运行周期；S3.当确认同步发动机运行周期后，采集每个发动机运行周期中的基本燃油喷射量、排气温度信号、排气中氧的浓度信号以及每个周期的实际尿素喷射量；S4.主控模块计算每个周期中，通过所采集的转速、燃油喷射量及NOx浓度计算尿素基本喷射量；S5.由采集的排气温度信号计算出修正型尿素喷射量、排气中氧浓度的波动计算出氧浓度修正尿素喷射量、尿素泵腔压波动计算出泵腔压力修正尿素喷射量；S6.通过对比总的修正尿素喷射量和采集实际尿素喷射量的波动率用以判别补充喷射量、输出维修警示与故障代码，或者继续返回同步发动机工作循环周期。(3)有益效果1、本专利技术和市面上“SCR”系统检测装备相比，实现了尿素泵尿素量实时监控，并实现了喷射量的逻辑判定，提高了产品的精确性与实用性。2、应用机器自主学习控制技术，实现尿素喷射量的温度、压力波动的修正监控，使其尿素喷射精度控制在0.02ml以内。附图说明图1为本专利技术的功能模块示意图。图2为本专利技术的SCR系统监控与故障诊断流程图。图3为本专利技术的泵腔压力波动监控与诊断流程图。图4为本专利技术的排气温度、NOx浓度波动监控与诊断流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1如图1-4所示，一种SCR系统监控与故障诊断设备，包括有电源模块、显示触摸模块、驱动模块、CAN通讯模块、短路保护模块、数据采集模块以及主控模块；电源模块，开机后外部单相电源经由电源模块的降压、整流处理后向整个装备提供直流低压工作电源；显示触控模块，主要是把数据采集模块采集到的数据(如尿素喷射量的大小、泵腔压力、尿素液体温度)和泵的工作状况显示给用户，亦是系统的主要输入设备，各部分功能的调试和人机交互信息输入均通过此模块予以实现；驱动模块，微处理器通过数据采集模块反馈的数据来控制驱动模块工作，以此控制主动控制尿素泵工作；CAN通讯模块，主控模块通过CAN通讯模块获取NOx浓度、尿素喷射量，排气压力等实时数据及控制信号的输出通道；短路保护模块，通过主控模块判断电流信号和电压信号，确定泵的各组成部分工作电路是否正常，以此来控制驱动模块的工作，确保驱动模块，电源模块，尿素泵不会因短路而损坏；数据采集模块，采集SCR系统中的泵腔压力信号、尿素温度信号、液态尿素高度位置信号及泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀)的工作电流信号，并将这些信号实时传递给主控模块(STM32F103)；主控模块(STM32F103)，主控模块对自身采集的信号以及CAN通讯信号进行逻辑判别，推断判别尿素液位多少、泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀，电机)工作状况、NOx传感器是否损坏、尿素喷射量的大小以及主动控制电机运转等。一种SCR系统监控与故障诊断方法：S1.将设备正确正常连接通电后，采集“SCR”系统中尿素泵泵腔压力传感器信号(Pk)，通过泵腔压力值判别尿素泵的工作状态，并将判断结果通过触摸显示模块显示，做出尿素泵维修提示；S2.尿素泵正常工作后，进入同步发动机工作循环，通过采集发动机运行的特征量同步发动机每个运行周期；S3.当确认同步发动机运行周期后，采集每个发动机运行周期中的基本燃油喷射量、排气温度信号、排气中氧的浓度信号以及每个周期的实际尿素喷射量；S4.主控模块计算每个周期中，通过所采集的转速、燃油喷射量及NOx浓度计算尿素基本喷射量；S5.由采集的排气温度信号计算出修正型尿素喷射量、排气中氧浓度的波动计算出氧浓度修正尿素喷射量、尿素泵腔压波动计算出泵腔压力修正尿素喷射量；S6.通过对比总的修正尿素喷射量和采集实际尿素喷射量的波动率用以判别补充喷射量、输出维修警示与故障代码，或者继续返回同步发动机工作循环周本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR系统监控与故障诊断设备，其特征是，包括有：/n电源模块，开机后外部单相电源经由电源模块的降压、整流处理后向整个装备提供直流低压工作电源；/n显示触控模块，主要是把数据采集模块采集到的数据(如尿素喷射量的大小、泵腔压力、尿素液体温度)和泵的工作状况显示给用户，亦是系统的主要输入设备，各部分功能的调试和人机交互信息输入均通过此模块予以实现；/n驱动模块，微处理器通过数据采集模块反馈的数据来控制驱动模块工作，以此控制主动控制尿素泵工作；/nCAN通讯模块，主控模块通过CAN通讯模块获取NOx浓度、尿素喷射量，排气压力等实时数据及控制信号的输出通道；/n短路保护模块，通过主控模块判断电流信号和电压信号，确定泵的各组成部分工作电路是否正常，以此来控制驱动模块的工作，确保驱动模块，电源模块，尿素泵不会因短路而损坏；/n数据采集模块，所述数据采集模块包括液位采集模块、温度采集模块、泵腔压力采集模块和电流采集模块，采集SCR系统中的泵腔压力信号、尿素温度信号、液态尿素高度位置信号及泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀)的工作电流信号，并将这些信号实时传递给主控模块(STM32F103)；/n主控模块(STM32F103)，主控模块对自身采集的信号以及CAN通讯信号进行逻辑判别，推断判别尿素液位多少、泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀，电机)工作状况、NOx传感器是否损坏、尿素喷射量的大小以及主动控制电机运转等。/n...

【技术特征摘要】
1.一种SCR系统监控与故障诊断设备，其特征是，包括有：
电源模块，开机后外部单相电源经由电源模块的降压、整流处理后向整个装备提供直流低压工作电源；
显示触控模块，主要是把数据采集模块采集到的数据(如尿素喷射量的大小、泵腔压力、尿素液体温度)和泵的工作状况显示给用户，亦是系统的主要输入设备，各部分功能的调试和人机交互信息输入均通过此模块予以实现；
驱动模块，微处理器通过数据采集模块反馈的数据来控制驱动模块工作，以此控制主动控制尿素泵工作；
CAN通讯模块，主控模块通过CAN通讯模块获取NOx浓度、尿素喷射量，排气压力等实时数据及控制信号的输出通道；
短路保护模块，通过主控模块判断电流信号和电压信号，确定泵的各组成部分工作电路是否正常，以此来控制驱动模块的工作，确保驱动模块，电源模块，尿素泵不会因短路而损坏；
数据采集模块，所述数据采集模块包括液位采集模块、温度采集模块、泵腔压力采集模块和电流采集模块，采集SCR系统中的泵腔压力信号、尿素温度信号、液态尿素高度位置信号及泵的各组成部分(如喷射阀，空气阀)的工作电流信号，并将这些信号实时传递给主控模块(STM32F103)；
主控模块(STM32F103)，主控模块对自身采集的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，王飞，汤志华，吴晶，石良，
申请(专利权)人：广州城市职业学院，
类型：发明
国别省市：广东;44