阅读说明：本技术 一种车载尿素品质传感器浓度的修正方法 (Correction method for concentration of vehicle-mounted urea quality sensor ) 是由 邵培申 柯徐焕 王泓钦 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种车载尿素品质传感器浓度的修正方法,包括以下工艺步骤：步骤S1：测试装置的材料准备；步骤S2：测试装置的容器准备；步骤S3：测试过程；步骤S4：测试数据统计及拟合；步骤S5：浓度测量时,补偿延迟时间；步骤S6：获得当前测量时间；步骤S7：获得实际浓度。本发明校正密度不同的气泡环境下超声波飞行的时间,无需额外增加零件,节约成本,且响应速度快,还可以根据不同的精度要求,可以灵活地在相应的温度区间做详细的标定。(The invention provides a method for correcting the concentration of a vehicle-mounted urea quality sensor, which comprises the following process steps: step S1: material preparation of the test device; step S2: container preparation of the test device; step S3: a testing process; step S4: counting and fitting test data; step S5: compensating delay time when measuring the concentration; step S6: obtaining the current measuring time; step S7: the actual concentration is obtained. The invention corrects the flight time of the ultrasonic waves in the bubble environment with different densities, does not need to additionally add parts, saves the cost, has high response speed, and can flexibly carry out detailed calibration in corresponding temperature intervals according to different precision requirements.)

一种车载尿素品质传感器浓度的修正方法

技术领域

本发明主要涉及汽车电子行业领域，尤其涉及一种车载尿素品质传感器浓度的修正方法。

背景技术

近二三十年来，随着世界汽车保有量的迅速增长，带来的汽车排放污染日趋严重。随着国家排放法规的升级，对柴油机NOx排放的要求也越来越高。尿素品质传感器为后处理SCR系统提供当前尿素浓度，SCR系统根据当前尿素浓度来计算需要喷射的尿素量，适量的尿素可以最大化处理尾气中的NOx，对降低NOx排放起到关键的作用。

尿素品质传感器有多种不同的技术类型，其中超声技术类的尿素品质传感器应用最为广泛。其工作原理是，产生并接收反射回来的超声波，计算超声波的传播速度，根据超声波在不同尿素溶液中的传播速度不同，计算出当前的尿素浓度。

受温度以及整车工况的影响，在实际应用中，尿素箱中往往会产生较多的气泡，造成超声波的能量损失，导致超声波速度计算出现偏差，进而对尿素浓度计算造成影响。

目前国内超声波探头厂仅通过改变压电陶瓷片的工作区间提升返回信号的强度，如果工作状态下遇到密集气泡的情况，很难保证超声波不受影响。超声波在穿过(或绕过)不同介质带的同时会造成能量损失，传播速度也会发生改变，而传播速度直接影响浓度的计算。若无法精确测量尿素溶液浓度，会使后处理喷射的尿素量不准确，从而无法最大化降低尾气中的NOx含量。严重时，甚至会造成尿素浓度的误报，导致发动机限扭等问题。

已公开中国实用新型专利，申请号CN201520580654.6，专利名称：一种车载尿素控制系统，申请日：2015-08-05，本发明涉及一种车载尿素控制系统，其包括：开关单元，其设置在所述车载尿素的输出端；控制器，其与设置在车辆排气管中传感器电连接，所述控制器根据该传感器测量的排气管中的氧气浓度值的变化控制所述开关单元的开启或关闭；其中，当氧气浓度值减少时，所述控制器控制该开关单元关闭；当氧气浓度增加时，所述控制器控制该开关单元开启。本实用新型提供一种车载尿素控制系统，该系统在车载尿素含量较低的情况下，合理控制尿素的输出量，延长车载尿素的使用时间。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明针对气泡环境下尿素浓度测量不准确问题，通过超声波在不同介质中能量损失的特点，对原始浓度进行修正，提高测量精度。

本发明提供一种车载尿素品质传感器浓度的修正方法，包括以下工艺步骤：

步骤S1：测试装置的材料准备：准备两份相同的测试装置，装置中均含有承载液体的容器、信号发生器和示波器，其中一个测试装置的容器中安装气泡产生装置；

步骤S2：测试装置的容器准备：在相同的测试环境下，在上述两个测试装置中装满相同的液体，装有气泡产生装置的容器中通入不同密度的气泡，另一个容器不做任何处理；

步骤S3：测试过程：两个测试装置的发生器同时发出信号，并记录两个容器中接收的超声波信号幅值V和飞行时间t；

步骤S4：测试数据统计及拟合：根据两个测试装置接收超声波信号的峰值差△V、飞行时间间隔△t和含有气泡的溶液温度T进行拟合，获得温度T、时间间隔△t和峰值之差△V的函数关系△t＝f(△V,T)；

步骤S5：浓度测量时，补偿延迟时间：测量实际溶液温度T和超声波衰减幅值△V，通过函数△t＝f(△V,T)求出延迟时间△t；

步骤S6：获得当前测量时间＝t+△t；

步骤S7：获得实际浓度＝g[(t+△t)，T]。

在使用中，在尿素溶液中存在气泡的情况下，根据测量超声波回波的幅值变化来修正超声波飞行时间，从而修正测量的尿素浓度

优选的，步骤S1中两个容器采用同型号，信号发生器和示波器均采用同型号。

优选的，步骤S4中峰值之差采用两个装置接收到第一个超声波信号的峰值之差V1-V2＝△V，所述时间间隔采用两个装置第一个型号的时间间隔t2-t1＝△t。

优选的，步骤S3中发生器同时发出幅值恒定的正弦信。

本发明的有益效果：校正密度不同的气泡环境下超声波飞行的时间，无需额外增加零件，节约成本，且响应速度快，还可以根据不同的精度要求，可以灵活地在相应的温度区间做详细的标定。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的结构图；

图中，

1、正弦信号；2、信号发生器；3、示波器；4、气泡产生装置。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1-2所示可知，本发明包括以下工艺步骤：

步骤S1：测试装置的材料准备：准备两份相同的测试装置，装置中均含有承载液体的容器、信号发生器和示波器，其中一个测试装置的容器中安装气泡产生装置；

步骤S2：测试装置的容器准备：在相同的测试环境下，在上述两个测试装置中装满相同的液体，装有气泡产生装置的容器中通入不同密度的气泡，另一个容器不做任何处理；

步骤S3：测试过程：两个测试装置的发生器同时发出信号，并记录两个容器中接收的超声波信号幅值V和飞行时间t；

步骤S4：测试数据统计及拟合：根据两个测试装置接收超声波信号的峰值差△V、飞行时间间隔△t和含有气泡的溶液温度T进行拟合，获得温度T、时间间隔△t和峰值之差△V的函数关系△t＝f(△V,T)；

步骤S5：浓度测量时，补偿延迟时间：测量实际溶液温度T和超声波衰减幅值△V，通过函数△t＝f(△V,T)求出延迟时间△t；

步骤S6：获得当前测量时间＝t+△t；

步骤S7：获得实际浓度＝g[(t+△t)，T]。

在本实施中优选的，步骤S1中两个容器采用同型号，信号发生器和示波器均采用同型号。

在本实施中优选的，步骤S4中峰值之差采用两个装置接收到第一个超声波信号的峰值之差V1-V2＝△V，所述时间间隔采用两个装置第一个型号的时间间隔t2-t1＝△t。

在本实施中优选的，步骤S3中发生器同时发出幅值恒定的正弦信号。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。