一种能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置。
背景技术
为了保护环境，世界各国相继出台了控制汽车尾气排放的相关法规，越来越严格的排放法规使得单纯的机内净化技术很难满足法规要求，必须依靠机外后处理技术予以辅助。在机外技术处理方面，目前国内各大柴油发动机公司和整车厂主要采用选择性催化还原系统技术控制柴油机的氮氧化物排放，而选择性催化还原系统需要采用尿素泵从尿素箱里抽取尿素溶液，并以一定的精度喷射进排气管。按喷射驱动方式划分，尿素泵分为气助尿素泵和电驱尿素泵。
气助尿素泵以CAN报文信号驱动，尿素计量在尿素泵内完成，由压缩空气将计量后的尿素溶液喷出。为了实现对气助尿素泵喷射控制，出厂时，需要对车辆ECU的通信方式实现设置，使其能够实现与气助尿素泵之间的CAN报文信号交互。气助尿素泵的喷嘴结构简单、耐高温，但其也存在明显的缺点，需要在车内配备压缩空气、成本较高，且存在喷射延时长、故障率高等缺陷。
电驱尿素泵以PWM信号驱动电机吸液蓄压，保持泵腔内的压力稳定，泵腔连接至尿素喷嘴，由尿素喷嘴电磁阀开关控制计量喷射。同样的，为了实现对电驱尿素泵的喷射控制，出厂时，需要对车辆ECU的通信方式实现设置，使其能够实现与电驱尿素泵之间的PWM信号交互。电驱尿素泵不需要配备压缩空气、喷射响应快，但其也同样存在明显的缺点，其依靠喷嘴内的电磁阀实现喷射计量及调节，而电磁阀不耐高温，容易超温损坏。
目前来说，汽车出厂时，车辆ECU的通信方式已经进过预先设置，因此其仅能实现与一种类型的尿素泵的信号交互，也就是说，如果车辆上配置的是气助尿素泵，那么需要更换尿素泵时仍然只能更换气助尿素泵，而不能更换电驱尿素泵。同样的，如果车辆上配置的是电驱尿素泵，那么需要更换尿素泵时仍然只能更换电驱尿素泵，而不能更换气助尿素泵。
本发明的目的是开发一种能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置，该控制装置能够实现车辆ECU与气助尿素泵、电驱尿素泵的兼容。即使得车辆ECU即能实现对气助尿素泵的信号交互，也能实现与电驱尿素泵的信号交互。如此，需要对车辆的尿素泵进行配置或更换时，能够自由选择气助尿素泵或电驱尿素泵。
发明内容
为达到上述技术目标，本发明提供了一种能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置，其具体技术方案如下：
一种能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置，包括单片机、光耦模块和CAN通信模块，其中：
所述光耦模块连接在所述单片机上，所述光耦模块用于连接车辆ECU或电驱尿素泵，以实现所述单片机与车辆ECU或电驱尿素泵之间的PWM信号交互；
所述CAN通信模块连接在所述单片机上，所述CAN通信模块用于连接气助尿素泵或车辆ECU，以实现所述单片机与气助尿素泵或车辆ECU之间的CAN报文信号交互。
在一些实施例中，所述光耦模块连接车辆ECU，所述CAN通信模块连接气助尿素泵；所述单片机被配置为经所述光耦模块接收车辆ECU发出的PWM控制信号并将控制信号经所述CAN通信模块发送给所述气助尿素泵，所述单片机还被配置为经所述CAN通信模块获取所述气助尿素泵的运行参数并将获取到的运行参数经所述光耦模块反馈至车辆ECU。
在一些实施例中，所述CAN通信模块连接车辆ECU，所述光耦模块连接电驱尿素泵；所述单片机被配置为经所述CAN通信模块接收车辆ECU发出的CAN报文控制信号并将控制信号经所述光耦模块发送给所述电驱尿素泵，所述单片机还被配置为经所述光耦模块获取所述电驱尿素泵的运行参数并将获取到的运行参数经所述CAN通信模块反馈至车辆ECU。
在一些实施例中，所述单片机采用型号为STM32F103VET6的单片机芯片。
在一些实施例中，所述CAN通信模块采用型号为Tja1050的CAN通讯芯片。
在一些实施例中，所述光耦模块采用型号为6N137的光耦模块。
与现有技术相比，本发明能够实现车辆ECU与气助尿素泵、电驱尿素泵的兼容，使得车辆ECU即能实现对气助尿素泵的信号交互，也能实现与电驱尿素泵的信号交互。如此，需要对车辆的尿素泵进行配置或更换时，能够自由选择气助尿素泵或电驱尿素泵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要实用的附图作简单地介绍、显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中，
图1为本发明提供的尿素泵检测装置在一种工作状态的结构示意图。
图2为本发明提供的尿素泵检测装置在另一种工作状态的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
现阶段，汽车出厂时，车辆ECU的通信方式已经进过预先设置，因此其仅能实现与一种类型的尿素泵的信号交互，也就是说，如果车辆上配置的是气助尿素泵，那么需要更换尿素泵时仍然只能更换气助尿素泵，而不能更换电驱尿素泵。同样的，如果车辆上配置的是电驱尿素泵，那么需要更换尿素泵时仍然只能更换电驱尿素泵，而不能更换气助尿素泵。
本发明的目的是开发一种能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置，该控制装置能够实现车辆ECU与气助尿素泵、电驱尿素泵的兼容。即使得车辆ECU即能实现对气助尿素泵的信号交互，也能实现与电驱尿素泵的信号交互。如此，需要对车辆的尿素泵进行配置或更换时，能够自由选择气助尿素泵或电驱尿素泵。
如图1和图2所示，本发明提供的能够兼容电驱尿素泵和空气辅助尿素泵的控制装置100，包括单片机101、光耦模块102和CAN通信模块103，，其中：
光耦模块102连接在单片机101上，光耦模块102用于连接车辆ECU或电驱尿素泵，以实现所述单片机101与车辆ECU或电驱尿素泵之间的PWM信号交互。
CAN通信模块103连接在单片机101上，CAN通信模块103用于连接气助尿素泵或车辆ECU的，以实现单片机101与气助尿素泵或车辆ECU之间的CAN报文信号交互。
如图1所示，在一些应用场景中，车辆出厂时，车辆ECU的通信方式基于CAN报文信号，也就是说车辆ECU发出的控制信号为CAN报文控制信号，因此，车辆出厂时装配的尿素泵为气助尿素泵。
在这些应用场景中，为了实现车辆ECU对电驱尿素泵200的兼容。将本发明中的CAN通信模块103连接至车辆ECU，将本发明中的光耦模块102连接至电驱尿素泵200，即能实现车辆ECU与电驱尿素泵200之间的信号交互，具体的，单片机101经CAN通信模块103接收车辆ECU发出的CAN报文控制信号并识别CAN报文控制信号，然后经光耦模块102发送与CAN报文控制信号相匹配的PWM控制信号给电驱尿素泵200以驱动电驱尿素泵200动作。
此外，单片机101经光耦模块102获取电驱尿素泵200的运行参数，并将获取到的运行参数经CAN通信模块103反馈至车辆ECU。
如图2所示，在另外一些应用场景中，车辆出厂时，车辆ECU的通信方式基于PWM信号，也就是说车辆ECU发出的控制信号为PWM控制信号，因此，车辆出厂时装配的尿素泵为电驱尿素泵。
在这些应用场景中，为了实现车辆ECU对气助尿素泵300的兼容。将本发明中的光耦模块102连接至车辆ECU，将本发明中的CAN通信模块103连接至气助尿素泵300，即能实现车辆ECU与气助尿素泵300之间的信号交互，具体的，，单片机101经光耦模块102接收车辆ECU发出的PWM控制信号并识别PWM控制信号，然后经CAN通信模块103发送与PWM控制信号相匹配的CAN报文控制信号给气助尿素泵300以驱动气助尿素泵300动作。
此外，单片机101经CAN通信模块103获取气助尿素泵300的运行参数，并将获取到的运行参数经光耦模块102反馈至车辆ECU。
可选的，如图1和图2所示。单片机101采用型号为STM32F103VET6的单片机芯片，该单片机芯片提供4路PWM信号输出/采集通道，一路ADS信号采集通道。CAN通信芯片采用型号为Tja1050的CAN通讯芯片。光耦模块则采用型号为6N137的光耦模块，该光耦模块能够实现3.3V、12V/24V的脉冲信号的传输互换。
为了使得本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下文将用两个更加具体的实施例对本发明的工作过程进行示例性描述。
实施例一、如图1所示，将原车配置的气助尿素泵300替换为电驱尿素泵200。
本实施例中，在替换尿素泵之前，车辆ECU发送CAN报文控制信号驱动气助尿素泵300工作。
在完成本发明的装配，并将电驱尿素泵200替换好后。车辆ECU与电驱尿素泵200之间的信号交互过程如下：
车辆ECU发送CAN报文控制信号。
单片机101识别车辆ECU发出的CAN报文控制信号，再将CAN报文控制信号转换为PWM控制信号并发送给电驱尿素泵200以实现对电驱尿素泵200的控制。具体的，例如：
当单片机101识别CAN报文为泵停机命令时，单片机101不生成驱动信号，电驱尿素泵200保持停机状态。
当单片机101识别CAN报文为预注命令时，单片机101向电驱尿素泵200的电机发送100HZ，占空比为27％的低电平信号，持续10秒，控制电驱尿素泵200进行开环蓄压，随后进入闭环建压过程，以博世6.5型电驱尿素泵为例，泵目标压力为500Kpa，压力传感器输出2.9V电压，PWM驱动低电平正比电机转速正比尿素泵压力，进入闭环控制阶段。当蓄压腔压力稳定在500±5Kpa内保持10秒，单片机101向车辆ECU答复建压完成信号。
当单片机101识别CAN报文为喷射请求命令时，单片机101进一步识别喷射请求命令中的喷射量信息，并将喷射量信息转换为电驱尿素泵200的喷嘴的电磁阀的开度，然后发送PWM信号给电驱尿素泵200命令其喷嘴开启。
当单片机101识别到CAN报文为排空吹扫命令时，单片机101控制电驱尿素泵200的电机停止转动，泵内的压力降低。单片机101采集泵内压力，当压力低于300Kpa时，单片机101向电驱尿素泵200发送6HZ的倒抽PWM控制信号，电驱尿素泵200进入倒抽状态，持续60秒。随后单片机101向车辆ECU反馈停机状态。
此外，单片机101还会向电驱尿素泵200发送PWM通讯请求，得到电驱尿素泵200的温度、电机转速等信息，并以CAN通讯方式将获取到的信息反馈给车辆ECU。
实施例二、如图2所示，将原车配置的电驱尿素泵200替换为气助尿素泵300。
本实施例中，在替换尿素泵之前，车辆ECU发送四路PWM信号以控制电驱尿素泵200和喷嘴工作。
在完成本发明的装配，并将气助尿素泵300替换好后。车辆ECU与气助尿素泵300之间的信号交互过程如下：
单片机101识别车辆ECU发出的PWM信号，以识别当前ECU需要气助尿素泵300工作在什么状态、是否需要加热。例如：
在蓄压过程，单片机101通过光耦模块102识别到泵电机驱动信号线上ECU发出的100HZ PWM信号，表示ECU请求电驱泵蓄压。单片机101通过CAN通讯模块103命令气助尿素泵300进入预注状态，气助尿素泵300预注完成后反馈CAN信号，单片机101识别到反馈CAN信号后输出2.9V电压，即反馈ECU当前泵压力为500Kpa。单片机101的输出电压在收到ECU发出的PWM信号后开始上升，上升过程中如遇到倒抽信号线ECU发出的PWM信号，泵压力开始下降，此动作是仿真电驱泵回液管检测。单片机101检测到尿素喷嘴驱动线上出现首个PWM低电平且占宽比>50％，说明进行喷射管/喷嘴堵塞检测，仿真压力2秒下降至400Kpa，随后恢复。
在倒抽过程，单片机101通过光耦模块102识别到泵电机倒抽信号线上ECU发出PWM信号，说明ECU有倒抽请求，单片机101输出的仿真泵压力电压信号下降，为防止与回流管检测混淆，当回抽请求时间持续20秒以上，单片机101通过CAN通信模块103命令气助尿素泵300进入排空状态，仿真电压持续下降，60秒后达到0.8V仿真-25Kpa。
在喷射过程，单片机101计算喷射量的换算，气助尿素泵300的喷射量通过CAN报文发送，如喷射量等于CAN报文前4个字节×0.01ml/h。电驱尿素泵200的喷射计量类似柴油高压共轨，只是压力较低且轨压不变，在蓄压腔保持500Kpa的稳定压力，通过喷嘴开启实现计量，喷射量约为电磁阀开度的占宽比×54.5ml/h。单片机101通过换算即能获得报文字节与占宽比的换算关系，最终实现喷射量互换。
如果有加热请求，单片机101通过光耦模块102可以识别到泵加热信号线上ECU发出PWM信号。单片机101通过CAN通信模块103命令气助尿素泵300进入加热状态。
CAN通讯内容包括气助尿素泵300发出的泵腔温度、电机转速等信号。当单片机101通过光耦模块102识别到车辆ECU发出数据请求信号时，将以占宽比形式答复EUC此类信息。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。
