一种识别后处理系统滤芯堵塞的方法
技术领域
本发明属于柴油车排放后处理技术、具体涉及一种识别后处理系统滤芯堵塞的方法。
背景技术
随着我国汽车产业不断发展与壮大，商用车所占市场份额也在不断的提升，柴油机作为商用车的主要动力源，其需求量与交付量也逐年攀升。柴油发动机在排量充足，动力性优秀，燃油经济性出色的同时，其对环境的污染也居高不下，成为我国车辆排放治理亟待解决的问题，为了在柴油发动机工作过程中实现降低污染的目的，厂家常采用的一种降排措施为SCR技术路线。
Selective Catalytic Reduction,简称SCR，该技术原理是利用还原剂在催化剂的作用下,在富氧的环境内将氮氧化物选择性还原生成氮气和水。SCR中尿素的喷射采用了闭环的喷射策略实现对发动机稳态与瞬态过程中的喷射控制，通过发动机转速，燃油喷射量，排气流量，排气温度等运行参数进行对尿素喷射量的调整与优化。
SCR处理系统工作时，会依次经历建压、喷射与倒抽三个部分。
建压阶段：发动机启动运行后，当条件满足时，尿素泵开始工作并在出液口建立压力，此时尿素压力慢慢升高直至达到正常工作所需的压力。
喷射阶段：当系统建压完毕，系统压力维持在正常工作压力上下0.5bar，当系统满足喷射条件时，发动机控制单元或DCU发出尿素喷嘴打开指令，将尿素溶液喷射到发动机的排气管中。
倒抽阶段：当发动机工作结束，钥匙开关下电，尿素泵进入倒抽阶段，将管道和喷嘴中的残存尿素回抽至尿素箱，以防止管路尿素残留在喷嘴和尿素泵内产生结晶堵塞。
一个典型的SCR系统如图1所示，SCR系统的控制器通过控制尿素泵1，将尿素溶液从尿素箱2经内置滤芯的进液口3吸入尿素泵1内并加压输入出液管5，使出液管路维持系统正常工作所需的压力值。当尿素溶液压力下降时控制器就会加大尿素泵1的占空比使其抽取更多溶液对出液管加压。图1中6为压力传感器、7为主滤、8为出液口、9为回液口、10为尿素喷嘴。
SCR系统喷射的尿素溶液存储在尿素箱中，容易在生产/存储/运输/加注等各个环节因污染而存在杂质。因此，尿素泵的进液口内置有滤芯，用于滤除尿素溶液内的杂质，避免其进入尿素泵和喷射阀内部，对系统产生影响。
随着运行时间的推移，进液口的滤芯会被杂质堵塞，使得滤芯的阻力变大，严重时将造成系统的压力产生巨大波动，甚至无法维持正常的工作压力，造成SCR系统无法正常工作的故障。最终，故障将导致发动机排放的氮氧化物浓度升高，排放恶化而污染环境。而车载的OBD(On Board Diagnosis，在线诊断)系统也会识别到车辆排放恶化，进而发生发动机性能被限制(限速/限扭等)的情况，既影响车辆的安全运行，也降低了车辆的工作效率。
综上所述，当进液口滤芯堵塞非常严重时，无论如何调整尿素泵的占空比，可能系统都无法使喷射压力达到系统工作所需的设定范围，最终导致SCR系统停止工作，系统控制器报错。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种识别后处理系统滤芯堵塞的方法，在尿素喷嘴一定开度下检测尿素泵的占空比，并根据其平均值进行判断滤芯堵塞情况，效果更为精准和可靠。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种识别后处理系统滤芯堵塞的方法，包括以下步骤：
a.在SCR装置喷射阶段，对尿素喷嘴开度进行检测；
b.当测得的尿素喷嘴开度处于设定范围时，对尿素泵的占空比进行多次检测，以测得多组占空比；
c.对测得的多组占空比进行取平均值，将获得的占空比平均值与设定阈值范围进行比较：
当占空比平均值小于阈值范围下限时，判断进液口滤芯畅通；
当占空比平均值处于阈值范围内时，判断进液口滤芯处于轻微堵塞状态；
当占空比平均值大于阈值范围上限时，判断进液口滤芯处于严重堵塞状态。
在步骤b中，所述设定范围为经实验得出最适合用来评判进液口滤芯堵塞程度所对应的尿素喷嘴开度范围。
所述设定范围为4-6％。
在步骤b中，所述测得的占空比不小于20组。
采用本发明的一种识别后处理系统滤芯堵塞的方法，通过选定喷嘴开度的设定范围，针对这个范围内的尿素泵占空比进行统计和取均值，再利用该均值与预设的阈值范围进行比较，最终评判尿素喷嘴是否存在堵塞以及堵塞的程度，该方法更加精准和可靠。
附图说明
图1为SCR系统的结构原理图；
图2为本发明的识别方法的流程框图。
具体实施方式
本发明的识别后处理系统滤芯堵塞的方法，其主要原理为：
在柴油车发动机运行时，SCR系统喷射尿素溶液，与发动机所排出的废气进行氧化还原反应，使其去氮氧化，以此种方式来降低柴油机的污染排放。不同的发动机运行工况下，氮氧化物的排放量不同，SCR系统的尿素喷射量也随之相应变化。通过控制尿素喷嘴的开度，SCR系统可以实现对尿素溶液喷射量的精确控制。
出液管内压力受闭环控制，具体工作原理如下：工作时喷嘴开启，将出液管内的尿素溶液喷出，出液管内尿素溶液压力就会降低，小于系统设定的正常工作喷射压力。出液管内的压力传感器监测到压力不足的信息。为了维持正常的工作喷射压力，尿素泵会提升占空比，从尿素箱内经由进液口滤芯抽取更多的尿素溶液为出液管道加压，使出液管道内压力回升，并让其稳定在正常喷射所需的压力值，以此实现出液管内压力的动态平衡。此时，通过监控尿素喷嘴开度与尿素泵占空比，再经过数据处理可得出在不同喷嘴开度下的尿素泵占空比。
当尿素泵内的进液口滤芯发生堵塞，从尿素进液口吸取尿素溶液到尿素泵内的阻力变大。在尿素喷嘴开度一定时，出液管内尿素溶液压力下降，为了维持其在正常的工作喷射压力，此时尿素泵从进液口吸入更多的尿素溶液到出液管内，以维持出液管内尿素溶液压力的稳定。由于进液口的滤芯堵塞，尿素泵吸取尿素箱内溶液的过程变得更为艰难，导致加压过程也受到了影响，当采取与正常工作时相同的尿素泵占空比时，出液管内压力却无法达到所需的工作压力，尿素泵收到位于出液管内的压力传感器传来的压力不足信号便会加大占空比，最终达到使出液管内压力稳定在正常的工作压力的目的。本发明便是通过检测SCR装置在喷射阶段时，一定的喷嘴开度下尿素泵平均占空比的平均值，并与其装置正常工作下所得参数标准进行对比，以此来判断其进液口滤芯是否有堵塞发生。
结合图2所示，本发明的识别方法具体如下：
a.在SCR装置喷射阶段，对尿素喷嘴开度OD进行检测；
b.当测得的尿素喷嘴开度处于设定范围时，对尿素泵的占空比进行多次检测，以测得多组占空比D；其中，所述设定范围OD1～OD2为经实验得出最适合用来评判进液口滤芯堵塞程度所对应的尿素喷嘴开度范围。所述测得的占空比通常不小于20组为较佳。
c.对测得的多组占空比进行取平均值
设定阈值范围
c1.当占空比平均值
c2.当占空比平均值
c3.当占空比平均值
以市面上所采用最广泛的一种SCR液路装置为例，通过前期大量实车数据采集和统计分析，选定OD1＝4％，OD2＝6％，确定SCR液路装置对应的
实施例1
用本发明方法跟踪并记录A车的SCR系统工作参数(喷嘴开度OD和尿素泵开度占空比D)，提取30组满足OD值在OD1与OD2(即OD＝OD1～OD2＝4～6％)之间的参数，即4-6％时的尿素泵占空比D后，得如下表1：
由本组数据得出其尿素泵平均占空比
识别判断：
实施例2
用同样的方法对B车进行实车数据采集，实验同样取30组喷嘴开度OD＝OD1～OD2＝4～6％下，尿素泵占空比D并得如下表2：
经过分析其平均尿素泵占空比
识别判断：
需要说明的是，本发明所涉及的尿素泵即为尿素泵主泵，尿素泵占空比即为尿素泵主泵占空比，尿素泵分为倒抽泵和主泵，倒抽泵负责倒抽溶液，主泵负责对液路进行加压，本发明不涉及倒抽泵，故而省略。
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。
