Emitec系统加热控制策略介绍

1、 加热系统布局

1.1尿素箱加热器

发动机冷却水加热器:断水电磁阀

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1.2尿素管加热器

1)加热继电器;

2)尿素吸液加热管和尿素回流加热管;

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2、 加热器功能使能

尿素箱加热功能使能参数:

T_UIM_Enable=1 & T_UTC_FT_TankHeater1Relay_Enbl=1

即:尿素箱温度达到加热要求,并且尿素箱加热器控制闭合

尿素管加热功能使能参数:

T_UIM_Enable=1 & T_UTC_FT_LineHeater1Relay_Enbl=1

即:尿素箱温度达到加热要求,并且尿素管加热器控制闭合

3、 尿素箱加热策略

3.1尿素箱加热使能状态

1) 发动机冷却水温度>80℃,即

(V_AIM_trc_Coolant>C_UTC_trc_THtr1Coolant_LowThd)

2) 尿素箱温度<0℃,即

(V_ATP_trc_TankT>C_UTC_trc_TankHeater1_LowThd)

以上两项同时满足,尿素箱加热功能激活

3.2尿素箱加热器功能中断条件

1) 尿素箱解冻失败(V_UTD_FailToThaw_State=2)

2) 尿素箱液位空现行故障存在(尿素剩余量<6%)

3) 电源电压过低(V_UTP_BattVoltage_Low,电源电压<19.2V)

4) 冷却水温度传感器现行故障存在

5) 尿素箱温度传感器现行故障存在

6) 尿素箱冷却水阀故障存在

以上任意状况存在,尿素箱加热功能不能激活

3.3尿素箱加热器控制

只要不存在中断条件并且满足启用条件(尿素箱温度低于0℃,发动机冷却水温度高于80℃),尿素箱加热水阀将接受指令打开。

4、 尿素管加热策略

尿素管加热有两种状态:管路化冰状态和持续加热状态

4.1管路解冻

管路化冰控制取决于发动机启动时的初始环境温度

如果初始环境温度≤4℃(C_UTC_trc_LineHtr1_ThawTmptrThd),进入管路解冻状态。

管路化冰控制是一种开环控制。在化冰状态,通过初始环境温度计算出解冻时间(V_UTC_tm_Line1ThawTime),下面是控制表格(C_UTC_tm_LineHtr1_ThawTime_Tbl):

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如果实际加热时间 (V_UTC_tm_LineHtr1_AccumOnTime) 低于这个值,管路化冰指令会持续进行 (V_UTC_LineHtr1_HeatingReqd=1)。

如果实际加热时间 (V_UTC_tm_LineHtr1_AccumOnTime) 达到这个值,管路加热器进入持续加热状态。

管路加热命令不是一个连续的信号。在持续加热阶段,管路加热控制命令有固定的频率:

1)循环周期:180s (C_UTC_tm_LineHtr1_Period)

2)循环占空比:95% (C_UTC_pc_LineHtr1_ThawDC)

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注意:如果诊断出环境温度传感器故障,电控系统用尿素箱温度传感器信号代替环境温度传感器数值,管路解冻功能继续进行。

4.2管路持续加热

管路解冻控制同样是一种开环控制。

如果尿素箱温度<1℃ 或 环境温度<1℃,即:

(V_ATP_trc_Urea_TankT < C_UTC_trc_LineHtr1_TankTmptrMin) or

(V_ATP_trc_Ambient_Air< C_UTC_trc_LineHtr1_AmbTmptrMin)

管路持续加热功能将持续进行。在此阶段,管加热控制指令的频率是可变的,实际频率取决于当前的尿素箱温度和环境温度。

1)循环周期:180s(C_UTC_tm_LineHtr1_Period)

2)循环占空比可变

首先,电控系统通过环境温度计算出一个数值,见下表(XY_AmbTmptr_Table_Lookup):

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同时,根据尿素箱温度计算出一个数值,见下表(XY_TankT_Table_Lookup):

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然后比较选择出最大值作为最终的循环占空比。

注意:如果环境温度传感器故障存在,系统将用尿素箱温度传感器数值代替环境数值。管路持续加热功能不会因为环境温度传感器故障而失效。

5、 加热器诊断

5.1尿素结冰状态监控器

如果当前管路加热器状态在解冻状态(V_UTC_LineHtr1_State=1),或者当前尿素箱温度<-7℃(V_ATP_trc_Urea_TankT < C_UTD_trc_DosingTmptr_Min),或者系统判定尿素在结冰状态(V_UTD_UreaIsFrozen=1),尿素泵在结冰状态下不会进入填充建压阶段。

5.2尿素加热监控器

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尿素加热监控器有两个诊断模块:断水加热阀卡滞检查和系统功能诊断。两个模块有一些激活和未激活的条件。

监控器功能激活条件:

1)-30℃<尿素箱温度<80℃,即

C_UTD_trc_TankHtr1_RunTmptr_Min

2)环境温度>-30℃,即

V_ATP_trc_Ambient_Air > C_UTD_trc_UHM_AmbientTmptr_Min

3)尿素箱温度传感器数据有效,即

V_ATP_trc_Urea_TankT_Status=0

4)发动机状态=运行或制动

5)发动机冷却水温度>80℃,即

V_AIM_trc_Coolant > C_UTC_trc_THtr1Coolant_HighThd

以上使能条件都满足,系统才能执行加热功能。

6)尿素加热监控器加热解冻失败算法在“NOT_RUN”状态,即

V_UTD_FailToThaw_State=0

只有当以上6条都满足,监控器功能使能条件才能激活。

监控器功能中断条件:

1) 发动机冷却水温度传感器故障存在,即

V_AIM_trc_Coolant_Status!=0

2)尿素箱温度传感器故障存在,即

V_ATP_trc_Urea_TankT_Status != 0

冷却水温度传感器故障或尿素箱温度传感器故障会中断监控器功能。

5.2.1冷却水阀卡滞故障监控器(康明斯FC1713)

根据尿素罐温度判断冷却水阀是否出现卡滞故障。如果冷却水阀失效且维持在常开状态,则尿素罐温度会超高。

监控器使能条件全部满足后,如果尿素箱温度>55℃(V_ATP_trc_Urea_TankT > C_UTD_trc_HeaterStuckOnTmptr),并且持续时间>30s(C_UTD_tm_HeaterStuckOn_Max),冷却水阀卡滞故障激活。

5.2.2解冻失败监控器(康明斯FC1712)

根据解冻时间和尿素温度判断解冻功能是否正常。

系统基于初始尿素箱温度设定一个尿素箱解冻时间上限(见下面表格),在满足监控器使能条件后,系统会触发一个定时器,如果定时器数值>设定时间(C_UTD_tm_UHM_Thaw),并且当前尿素箱温度低于-7℃(C_UTD_trc_DosingTmptr_Min),尿素箱解冻失败故障激活。

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5.2.3加热功能响应检查(FC3242)

如果尿素箱解冻功能开启,根据尿素箱解冻开始一段时间内尿素箱温度的升高量,判断尿素罐加热功能是否正常。

若720s(C_UTD_tm_DeltaRiseNoPhaseChg)内,尿素罐温度上升值小于2℃,(C_UTD_trc_InitTmptrRise_Delta),认为尿素罐加热功能存在故障(Urea_TankHtr1_No_Initial_Tmptr_Rise_Err)。

(*注意:上述具体参数,主机厂可根据实际情况标定,以实际数值为准)


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