尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统和方法技术方案

本申请公开了用于尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统和方法，尿素水溶液喷射系统包括储液罐、喷嘴、以及经由流体管路在储液罐与喷嘴之间连接的泵，回抽过程监测系统包括用于检测流体管路内的流体压力的传感器模块以及对泵进行控制的控制模块，在尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，传感器模块以n个数据采集区间连续地采集流体管路中的压力值，n为整数且≥2，对每个数据采集区间所采集的压力值进行数字信号处理以获得与泵的固有频率对应的频率分量数据，控制模块被配置成确定针对第n个数据采集区间所获得的频率分量数据与标准数据是否在小样本统计方面服从同一分布，回抽模式应当被停止的时间点与小样本统计学方法分析结果相关。

Monitoring system and system for withdrawal process of urea water injection system

The present application discloses a system for monitoring the withdrawal process of a urea water solution injection system, which includes a liquid storage tank, a nozzle, and a pump connected between the liquid storage tank and the nozzle via a fluid pipeline. The withdrawal process monitoring system includes a sensor module for detecting the fluid pressure in the fluid pipeline and a control module for the pump, and a control module for the pump in the urine. After the withdrawal mode of the water injection system starts, the sensor module continuously collects the pressure value in the fluid pipeline with N data acquisition intervals, n being an integer and (> 2). The pressure value collected in each data acquisition interval is processed by digital signal processing to obtain the frequency component data corresponding to the natural frequency of the pump. The control module is configured to determine the N data acquisition interval. Whether the obtained frequency component data and the standard data obey the same distribution in small sample statistics or not, the time point at which the withdrawal mode should be stopped is related to the results of small sample statistical analysis.

【技术实现步骤摘要】
尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统和方法
本申请涉及柴油车中所采用的尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统和方法。
技术介绍
出于环保原因，目前柴油车中广泛采用选择性催化还原(SCR)系统对发动机废气进行处理。SCR系统主要包括尿素水溶液喷射系统，依据需要向发动机排气管中喷射尿素水溶液，从而对发动机废气中的氮氧化合物做无害化处理并排出外界。通常，在每次喷射尿素水溶液之后，为了避免尿素水溶液喷射系统的流体管路和/或喷嘴内残留尿素水溶液结晶造成堵塞，尿素水溶液喷射系统会进入回抽模式，在该模式中，残留的尿素水溶液被抽吸回到尿素水溶液喷射系统的储液罐内。在现有技术中，无论残留的尿素水溶液是否已被抽吸干净，大多数会将回抽模式设定在一较长的时间段例如90秒内执行。但是，有时候因尿素水溶液残留较少会提前较多时间(相对于上述时间段而言)被抽吸干净，此后抽吸模式仍维持运行，造成柴油车燃油浪费并增加污染物排放。此外，抽吸过程没有必要地持续较长时间，也会导致不必要的噪音产生，同时影响柴油发动机的使用寿命。
技术实现思路
本申请旨在提出一种能够准确判断何时应当结束尿素水溶液喷射系统的回抽模式的系统和方法。根据本申请的一个方面，提供了一种用于尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统，其中所述尿素水溶液喷射系统包括储液罐、喷嘴、以及经由流体管路在所述储液罐与所述喷嘴之间连接的泵，所述回抽过程监测系统包括用于检测所述流体管路内的流体压力的传感器模块以及对所述泵进行控制的控制模块，在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块以n个数据采集区间连续地采集所述流体管路中的压力值，其中，n为整数且≥2，并且对每个数据采集区间所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵的固有频率对应的频率分量数据，所述控制模块被配置成确定针对第n个数据采集区间所获得的频率分量数据与标准数据是否在小样本统计方面服从同一分布，并且，依据分析结果确定所述回抽模式将被停止的时间点。可选地，所述控制模块被配置成在所述时间点或者在自所述回抽模式开始一持续时间之后，停止所述回抽模式。可选地，所述小样本统计是T分布统计，即T检验。可选地，所述标准数据是在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块以第1个数据采集区间采集所述流体管路中的压力值，并且对所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵的固有频率对应的频率分量数据。可选地，所述控制模块被配置成针对第n个数据采集区间所获得的频率分量数据和所述标准数据依据T分布统计方法计算T值和P值，如果T值大于一预定的第一限制且P值小于一预定的第二限制，则认定所述回抽模式应当被停止的时间点是在第n个数据采集区间的结束点或其之后。可选地，所述标准数据是在所述流体管路和/或所述喷嘴中仅有空气的情况下在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块以一个数据采集区间采集所述流体管路中的压力值，并且对所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵的固有频率对应的频率分量数据。可选地，所述控制模块被配置成针对第n个数据采集区间所获得的频率分量数据和所述标准数据依据T分布统计方法计算T值和P值，如果T值小于一预定的第三限制且P值小于一预定的第二限制，则认定所述回抽模式应当被停止的时间点是在第n个数据采集区间的结束点或其之后。可选地，所述数字信号处理是DFT。可选地，所述泵的固有频率是8.33赫兹；和/或所述数据采集区间是6秒。可选地，所述持续时间是90秒。根据本申请的另一个方面，提供了一种用于尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测方法，其中，其中所述尿素水溶液喷射系统包括储液罐、喷嘴、以及经由流体管路在所述储液罐与所述喷嘴之间连接的泵，所述方法包括：在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，以n个数据采集区间连续地采集所述流体管路中的压力值，其中，n为整数且≥2；对每个数据采集区间所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵的固有频率对应的频率分量数据；确定针对第n个数据采集区间所获得的频率分量数据与标准数据是否在小样本统计方面服从同一分布，并且，依据分析结果确定所述回抽模式将被停止的时间点。采用本申请的上述技术手段，能够较为准确地确定尿素水溶液喷射系统的回抽模式的结束时间，避免柴油车燃油浪费，减少废气污染物排放，并缩短回抽模式中的噪音持续时间。附图说明从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本申请的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本申请的理解。在附图中：图1示意性示出了柴油车中所使用的尿素水溶液喷射系统的系统框图；图2示意性示出了分别对尿素水溶液喷射系统的流体管路内充满液体以及仅有空气的情况所测量的流体管路内的压力信号经傅立叶变换所获得的尿素水溶液喷射系统的泵的固有工作频率下的频率信号分量；图3示意性示出了利用T检验对尿素水溶液喷射系统的回抽模式中所检测得到的流体管路内的压力数据分析的结果；并且图4示意性示出了根据本申请一个实施例的尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测方法。具体实施方式在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。图1示意性示出了柴油车中所使用的尿素水溶液喷射系统的系统框图。尿素水溶液喷射系统大体上包括用于存储尿素水溶液的储液罐100、喷嘴300、以及在所述储液罐100与所述喷嘴300之间经由流体管路相连的泵200。泵200用于经流体管路将尿素水溶液从储液罐100泵送到喷嘴300，以便向(图中未示出)柴油车的发动机排气管内选择性受控地喷射尿素水溶液。每当喷嘴300完成一次尿素水溶液喷射过程之后，泵200会反向启动，从而使得流体管路和/或喷嘴300内残留的尿素水溶液回抽到储液罐100内。最终，喷嘴300与大气连通。尿素水溶液喷射系统还包括传感器模块400以及控制模块500。例如，传感器模块400可以是本领域技术人员熟知的任何合适类型的流体压力传感器，如图1所示，设置在尿素水溶液喷射系统的流体管路上，用于检测流体管路内的流体压力情况。控制模块500与泵200和传感器模块400数据相连，用于控制泵200的操作和从传感器模块400接收流体管路内的压力测量数据。控制模块500包括计算机。例如，控制模块500可以是柴油车的电子控制单元(ECU)。通常，在尿素水溶液喷射系统的回抽模式中，由传感器模块400所测量的流体管路内的流体压力值在回抽初期(流体管路和/或喷嘴300中仍存留大量尿素水溶液)与回抽后期(流体管路和/或喷嘴300中几乎没有尿素水溶液而仅有空气)是不同的。传感器模块400以采样时间区间20毫秒且每个时间区间内分别采样250个数据点的方式分别针对流体管路和/或喷嘴300内仅有尿素水溶液时的回抽模式以及流体管路和/或喷嘴300内仅有空气时的回抽模式进行压力数据采样，并且为了消除其它背景噪音对所采集数据的影响，分别将所采集的压力数据做DFT(离散傅立叶变换)计算且取泵200的固有频率(在本申请中为8.33赫兹)的频率分量示于图2中。图2的横坐标T代表时间，纵坐标A代表8.33赫兹的谐波在各时间点的幅值(与每个黑点对应)。如图所示，尿素水溶液喷射系统的回抽模式从开始到结束总共持续了90秒。连线1代表流体管路和/或喷嘴300内仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统，其中所述尿素水溶液喷射系统包括储液罐(100)、喷嘴(300)、以及经由流体管路在所述储液罐(100)与所述喷嘴(300)之间连接的泵(200)，所述回抽过程监测系统包括用于检测所述流体管路内的流体压力的传感器模块(400)以及对所述泵(200)进行控制的控制模块(500)，其特征在于，在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块(400)以n个数据采集区间(Δt)连续地采集所述流体管路中的压力值，其中，n为整数且≥2，并且对每个数据采集区间(Δt)所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵(200)的固有频率对应的频率分量数据，所述控制模块(500)被配置成确定针对第n个数据采集区间(Δt)所获得的频率分量数据与标准数据是否在小样本统计方面服从同一分布，并且，依据分析结果确定所述回抽模式将被停止的时间点。

【技术特征摘要】
1.一种用于尿素水溶液喷射系统的回抽过程监测系统，其中所述尿素水溶液喷射系统包括储液罐(100)、喷嘴(300)、以及经由流体管路在所述储液罐(100)与所述喷嘴(300)之间连接的泵(200)，所述回抽过程监测系统包括用于检测所述流体管路内的流体压力的传感器模块(400)以及对所述泵(200)进行控制的控制模块(500)，其特征在于，在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块(400)以n个数据采集区间(Δt)连续地采集所述流体管路中的压力值，其中，n为整数且≥2，并且对每个数据采集区间(Δt)所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵(200)的固有频率对应的频率分量数据，所述控制模块(500)被配置成确定针对第n个数据采集区间(Δt)所获得的频率分量数据与标准数据是否在小样本统计方面服从同一分布，并且，依据分析结果确定所述回抽模式将被停止的时间点。2.根据权利要求1所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述控制模块(500)被配置成在所述时间点或者在自所述回抽模式开始一持续时间(td)之后，停止所述回抽模式。3.根据权利要求1或2所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述小样本统计是T分布统计。4.根据权利要求1至3任一所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述标准数据是在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块(400)以第1个数据采集区间(Δt)采集所述流体管路中的压力值，并且对所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵(200)的固有频率对应的频率分量数据。5.根据权利要求4所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述控制模块(500)被配置成针对第n个数据采集区间(Δt)所获得的频率分量数据和所述标准数据依据T分布统计方法计算T值和P值，如果T值大于一预定的第一限制(Tlim)且P值小于一预定的第二限制(Plim)，则认定所述回抽模式应当被停止的时间点是在第n个数据采集区间(Δt)的结束点或其之后。6.根据权利要求1至3任一所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述标准数据是在所述流体管路和/或所述喷嘴(300)中仅有空气的情况下在所述尿素水溶液喷射系统的回抽模式开始后，所述传感器模块(400)以一个数据采集区间(Δt)采集所述流体管路中的压力值，并且对所采集的压力值进行数字信号处理以获得与所述泵(200)的固有频率对应的频率分量数据。7.根据权利要求6所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述控制模块(500)被配置成针对第n个数据采集区间(Δt)所获得的频率分量数据和所述标准数据依据T分布统计方法计算T值和P值，如果T值小于一预定的第三限制(Tlim)且P值小于一预定的第二限制(Plim)，则认定所述回抽模式应当被停止的时间点是在第n个数据采集区间(Δt)的结束点或其之后。8.根据权利要求1至7任一所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述数字信号处理是DFT。9.根据权利要求1至8任一所述的回抽过程监测系统，其特征在于，所述泵(200)的固有频率是8.33赫...

【专利技术属性】
技术研发人员：董驷维，周洪龙，于陈敏，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE