[发明专利]一种SCR后处理加热系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种SCR后处理加热系统及其控制方法。

背景技术

柴油机作为一种动力机械，为社会的发展做出了杰出贡献，但同时也造成环境的污染。单纯依靠提高发动机技术实现排放达标越来越困难，在这种情况下引入了SCR系统，SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原技术)系统基本工作原理：发动机的排气从增压器涡轮流出后进入排气管，同时由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气(NH₃)，氨气(NH₃)在催化剂的作用下将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物(NO_x)有选择性地还原为氮气(N₂)。

SCR系统正常工作时要求尿素溶液是液体状态，但是尿素溶液特性是-11℃以下就会上冻结冰，为了保证SCR系统正常工作，SCR系统增加了尿素加热功能，当尿素存在结冰风险时尿素加热功能启动，分别给尿素箱、尿素泵和尿素管路进行加热，保证尿素溶液是液体状态。

当尿素加热继电器出现粘连或者短路时，SCR系统中的故障监测单元虽然可以监测到这类故障，但是不能终止尿素加热功能，这样尿素加热单元将持续加热，造成加热电阻丝过热、尿素泵损坏、管路老化，严重情况造成尿素管路自燃，影响车辆和驾驶员安全。

为了克服这个缺陷，本发明提供了一种电路结构在电路出现故障时，能够阻止尿素加热单元进行加热，防止出现加热电阻丝过热、尿素泵损坏、管路老化的问题。

发明内容

参见图1，为现有技术中的一种SCR后处理加热系统。

结合图1，当整车总电源开关闭合后，24V蓄电池给后处理加热继电器供电，ECU针脚K1、K2、K4、K6、K8、K10分别控制继电器的控制端，而K3、K5、K7、K9为信号的检测端，通过线路上反馈的电压判断工作状态是否正常。当继电器控制端电压为24V时继电器吸合，蓄电池通过继电器的被控制端给加热电阻(压力管加热电阻、回液管加热电阻、吸液管加热电阻、尿素泵加热电阻)供电，最后电流流入电源地端。当系统电流过大时，两个保险丝熔断保护加热系统。

参见图2，在软件方面控制方面，在ECU的整车电源总开关完全上电后，加热系统会进行三个方面的检测：后处理加热继电器对电源短路检测，加热电阻丝对地短路或开路，加热电阻丝对地开路。

具体的操作过程如下：第一步，T15完全上电后系统等待20s，此时ECU针脚K1、K2、K4、K6、K8、K10电压全部是24V，继电器不吸合，此时K3、K5、K7、K9端检测到的电压应该是0V，如果K3、K5、K7、K9中有任何一个电压为24V，说明继电器A或者连接线存在短路故障，系统报出继电器A对电源短路故障。

如果第一步检查完成系统不存在故障，系统将进行第二步检查，ECU控制K1电压为24V，K2电压为0V，继电器A吸合，K4、K6、K8、K10电压为24V，继电器B、C、D、E不吸合。此时K3、K5、K7、K9端检测到的电压应该是24V，如果K3、K5、K7、K9端有任何一个检测到的电压不是24V，例如K3检测电压为0V，则说明K3到电源地端存在短路或者到继电器A输出端存在开路，系统报出对地短路故障或开路故障。

如果第二步检查系统不存在故障，系统将执行第三步检测，ECU针脚K1为24V，针脚K2、K4、K6、K8、K10为0V，继电器全部吸合。此时K3、K5、K7、K9端检测到的电压应该是0V，如果K3、K5、K7、K9端有任何一个检测到的电压不是0V，例如K3检测到电压为24V，说明从K3到电源地端存在开路，系统报出开路故障。

以上三个步骤中0V和24V都是理想值，实际值分别约为几百毫伏，22V。系统三步检查完成后，说明后处理加热系统没有故障，可以根据要求启动尿素加热。

但是，上述方法中存在一个功能缺陷，当继电器存在短路故障时，系统虽然可以识别出来但不能终止加热，造成加热电阻丝过热、严重造成尿素泵损坏或者尿素管路自燃，影响车辆和驾驶员安全。

鉴于此，本发明提供了一种SCR后处理加热系统及其控制方法，本申请能够在电路出现故障时，能够阻止尿素加热单元进行加热，防止引发加热电阻丝过热、尿素泵损坏、管路老化的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术手段：