[發明專利]尿素溶液反抽控制裝置及其故障診斷方法

有效

• 申請號: 202110896250.8
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113606018B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 齊寶華
• 申請（專利權）人: 寧波楷世環保科技有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

1.一種尿素溶液反抽控制裝置，其特征在于：包括控制器以及依次流體連接的尿素箱、具有工作入口A、工作入口B和工作出口的二位三通前閥、尿素泵、具有工作出口C、工作出口D和工作入口的二位三通后閥、緩沖腔和電噴嘴，其中尿素泵的入口與二位三通前閥的工作出口流體連接，尿素泵的出口與二位三通后閥的工作入口流體連接，二位三通前閥的工作入口A與二位三通后閥的工作出口C流體連接，二位三通前閥的工作入口B分別與尿素箱和與二位三通后閥的工作出口D流體連接，緩沖腔的入口與二位三通后閥的工作出口C流體連接，緩沖腔的出口還通過依次連接的單向閥和限流噴嘴與尿素箱連接形成回流通路，緩沖腔的出口還設置有用于測量緩沖腔內尿素溶液壓力的壓力傳感器；控制器分別與二位三通前閥、尿素泵、二位三通后閥、壓力傳感器和電噴嘴相電連接，控制器根據工作模式切換二位三通前閥和二位三通后閥控制尿素溶液的流動方向。

2.根據權利要求1所述的尿素溶液反抽控制裝置，其特征在于：所述工作模式包括M0工作模式：尿素泵的入口、工作入口A、工作出口C和尿素泵的出口形成小循環回路；M1工作模式：尿素箱、工作入口B、尿素泵入口、尿素泵出口、工作出口C、緩沖腔和電噴嘴形成噴射通路，并通過緩沖腔、單向閥、限流噴嘴和尿素箱形成回流通路；M2工作模式：電噴嘴、緩沖腔、工作入口A、尿素泵入口、尿素泵出口、工作出口D和尿素箱形成吸回通路；M3工作模式：尿素箱、工作入口B、尿素泵入口、尿素泵出口和工作出口D形成與緩沖腔斷開的隔斷通路，當電噴嘴開啟時，緩沖腔內剩余溶液通過電噴嘴噴出，當電噴嘴關閉時，緩沖腔內剩余溶液經由單向閥和限流噴嘴回流至尿素箱。

3.根據權利要求1所述的尿素溶液反抽控制裝置，其特征在于：所述控制器包括信號處理模塊、控制信號產生模塊和信號驅動模塊，其中控制信號產生模塊包括數據處理模塊、控制策略模塊和數值限制模塊，信號處理模塊將壓力傳感器所測信號處理得到壓力值P110，數據處理模塊將壓力值P110與壓力設定值Ps進行比較處理后得到誤差值Er，控制策略模塊根據誤差值Er和回流通路的有效孔徑Dv計算得到閉環控制信號值Sp，該閉環控制信號值Sp經數值限制子模塊處理后送入信號驅動模塊，信號驅動模塊產生的驅動信號經信號線控制尿素泵。

4.根據權利要求3所述的尿素溶液反抽控制裝置，其特征在于：所述控制策略模塊的控制方法采用PID控制，具體公式為：

Sp＝Kp*Er+Ki*∫Erdt+Kd*dEr/dt

其中，增益項Kp、Ki和Kd是回流通路的有效孔徑Dv的函數：

Kp＝f1(Dv)

Ki＝f2(Dv)

Kd＝f3(Dv)

函數f1、f2和f3通過查表的方法來計算：

Kp＝Tblp(Dv)

Ki＝Tbli(Dv)

Kd＝Tbld(Dv)

其中表Tblp、Tbli和Tbld中的值通過實驗來確定。

5.根據權利要求3所述的尿素溶液反抽控制裝置，其特征在于：控制器還包括噴射脈寬計算模塊、電磁閥控制信號生成模塊和驅動模塊，噴射脈寬計算模塊根據壓力值P110、回流通路的有效孔徑Dv和流量噴射命令Cdf計算得到占空比值Dc，占空比值Dc經過電磁閥控制信號生成模塊和驅動模塊轉換成電噴嘴控制信號，經由信號線控制電噴嘴。

6.根據權利要求5所述的尿素溶液反抽控制裝置，其特征在于：所述噴射脈寬計算模塊的計算方法為：

(1)、根據Cdf和P110值生成一個初始噴射命令Cdi，

Cdi＝Tbl_cdi(Cdf,P110)

其中Tbl_cdi中的表值由實驗確定；

(2)、根據電噴嘴的有效孔徑De計算得到一個修正系數Co，

Co＝Tbl_co(De)

其中Tbl_co的表值由實驗確定；

(3)、占空比值Dc由Cdi和Co得到：

Dc＝Cdi*Co。