楊 明 劉克江

超聲波傳感器通過(guò)一根帶狀導(dǎo)線與電子傳感器單元相連。在傳感器單元內(nèi)將超聲波數(shù)值轉(zhuǎn)化為一個(gè) SENT協(xié)議，SCR 控制單元可對(duì)該協(xié)議進(jìn)行處理。

在“停留-駐車-行駛”狀態(tài)下，組合式尿素與水的混合物（AdBlue）質(zhì)量傳感器/液位傳感器處于啟用狀態(tài)。

應(yīng)避免加注過(guò)量。使用 KRUSE瓶/泵站或維修加注軟管加注時(shí)應(yīng)確保罐內(nèi)保留規(guī)定空隙。該空隙可確?；谶\(yùn)行時(shí)間測(cè)量的液位傳感器可提供一個(gè)測(cè)量結(jié)果。如果在上部液位與罐殼體之間沒(méi)有空隙，就無(wú)法正確反射聲波，從而導(dǎo)致液位傳感器功能故障。

壓力監(jiān)控：

使用一個(gè)測(cè)量范圍為-100～1300kPa的組合式壓力和溫度傳感器來(lái)監(jiān)控 SCR3系統(tǒng)壓力。壓力傳感器測(cè)量值發(fā)送至電子傳感器單元內(nèi)的一個(gè)電子分析單元。在傳感器單元內(nèi)將壓力值轉(zhuǎn)化為一個(gè) SENT協(xié)議，SCR 控制單元可對(duì)該協(xié)議進(jìn)行處理。 在“停留-駐車-行駛”狀態(tài)下，壓力傳感器處于啟用狀態(tài)。

SENT 協(xié)議：

單邊半字節(jié)傳輸 SENT 是汽車行業(yè)用于傳感器和控制單元通信的標(biāo)準(zhǔn)化簡(jiǎn)單數(shù)字接口。 它是一個(gè)單向異步電壓接口，僅需 3 根導(dǎo)線。分別用于普通 5 V/12 V 供電電壓、信號(hào)電壓和接地連接。SENT 協(xié)議特性簡(jiǎn)單，對(duì)干擾信號(hào)不敏感。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，經(jīng)過(guò)傳感器內(nèi)的 A/D 轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)以數(shù)字形式存在，可由控制單元直接進(jìn)行進(jìn)一步處理。

4.警告和關(guān)閉情況：

SCR 系統(tǒng)對(duì)于排放法規(guī)而言非常重要。它滿足一項(xiàng)獲得批準(zhǔn)的重要前提條件。如果系統(tǒng)失靈，則批準(zhǔn)失效且不再允許車輛繼續(xù)運(yùn)行。有一種情況肯定會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失靈，就是儲(chǔ)備的尿素與水的混合物（AdBlue）用完。

由數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE控制關(guān)閉情況。為了不使駕駛員感到意外，會(huì)顯示警告和關(guān)閉情況。車輛停止運(yùn)行前足夠長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)便開(kāi)始顯示，以便駕駛員自行或讓相關(guān)人員加注尿素與水的混合物（AdBlue）。根據(jù)歐洲法規(guī)要求，必須在剩余可達(dá)里程為2400km時(shí)初次警告。

警告等級(jí) 1：

在任何情況下2.4L剩余量都足夠行駛 2400km。駕駛員收到一條優(yōu)先級(jí)為 1 的檢查控制信息（白色），此時(shí)不顯示剩余可達(dá)里程。 檢查控制信息：“AdBlue儲(chǔ)備量”，如圖37所示。

圖37　警告等級(jí)為 1 時(shí)組合儀表內(nèi)的檢查控制信息

同時(shí)還通過(guò)中央信息顯示屏 CID顯示處理說(shuō)明：“ AdBlue儲(chǔ)備量。可以繼續(xù)行駛。注意剩余可達(dá)里程。盡快添加 AdBlue。更多信息參見(jiàn)用戶手冊(cè)?！?/p>

警告等級(jí) 2：

如果降至液位“排空”以下，駕駛員會(huì)收到一條優(yōu)先級(jí)為2的檢查控制信息（黃色）。在此顯示“添加”和剩余可達(dá)里程（km）。此時(shí)主動(dòng)罐內(nèi)還有約1.6L，通常情況下可行駛約1600km。但實(shí)際上只顯示可達(dá)里程為800 km，以留出安全儲(chǔ)備量。 檢查控制顯示：“加注 AdBlue，可達(dá)里程為800km” ，如圖 38所示。

圖38　警告等級(jí)為 2 時(shí)組合儀表內(nèi)的檢查控制信息

同時(shí)還通過(guò)中央信息顯示屏 CID顯示處理說(shuō)明： “AdBlue達(dá)到最低。” “注意剩余可達(dá)里程。立即添加 AdBlue，否則無(wú)法再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。更多信息參見(jiàn)用戶手冊(cè)。”

警告等級(jí) 3 ：

與燃油表相似，可達(dá)里程降至0時(shí)顯示3條虛線替代剩余可達(dá)里程。

關(guān)閉情況：可達(dá)里程為0時(shí)禁止再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但僅限發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉3min以上時(shí)。這樣可排除危險(xiǎn)情況。

通常情況下剩余0.8L對(duì)于以下情況而言為安全儲(chǔ)備量：

◆車輛已加滿燃油且以非常低的尿素與水的混合物（AdBlue）可達(dá)里程啟動(dòng)（例如1km）。尿素與水的混合物（AdBlue）可達(dá)里程為0，但車輛仍可繼續(xù)行駛至下次發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。在此情況下仍可確保車輛行駛時(shí)SCR 系統(tǒng)正常工作

◆還有一項(xiàng)法規(guī)要求，如果 SCR控制單元識(shí)別出罐內(nèi)已排空（主動(dòng)罐內(nèi)尿素與水的混合物（AdBlue）不足 0.8 L且壓力建立故障導(dǎo)致設(shè)置禁止啟動(dòng)的因素），SCR 控制單元就會(huì)向數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 發(fā)送該信號(hào)。隨后立即將剩余可達(dá)里程降至50km并以線性方式進(jìn)行每千米倒計(jì)數(shù)。

如果禁止發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后才進(jìn)行添加，則在此特殊情況下改變加注識(shí)別邏輯從而加快進(jìn)行速度。就是說(shuō)，如果主動(dòng)罐已排空，則只需重新加注尿素與水的混合物（AdBlue），最多3min后（必須識(shí)別出添加過(guò)程）就會(huì)重新對(duì)關(guān)閉情況進(jìn)行復(fù)位。

對(duì)于提供PWF（駐車/停留/行駛）的車輛，在停留狀態(tài)下SCR 3的SCR控制單元處于啟用狀態(tài)，但約10s后由部分網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式關(guān)閉。為確?？煽刻砑樱仨毻ㄟ^(guò)PAD狀態(tài)啟用SCR控制單元。為此需要快速連續(xù)操作START/STOP按鈕3次。

錯(cuò)誤加注：

加注了錯(cuò)誤介質(zhì)時(shí)通過(guò)質(zhì)量傳感器的質(zhì)量監(jiān)控顯示出來(lái)。即使尿素與水的混合物（AdBlue）噴入射量足夠，幾百千米后也會(huì)通過(guò)廢氣中氮氧化物數(shù)值升高顯示出這種情況。如果超過(guò)特定限值，系統(tǒng)就會(huì)識(shí)別出錯(cuò)誤介質(zhì)。從這個(gè)時(shí)刻起通過(guò)一條檢查控制信息顯示出來(lái)（不顯示剩余可達(dá)里程或剩余可達(dá)里程縮短）。

系統(tǒng)故障：

5. 車載診斷系統(tǒng)功能

數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE還負(fù)責(zé)監(jiān)控所有與廢氣有關(guān)的系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。這項(xiàng)任務(wù)稱為車載診斷系統(tǒng) OBD。如果車載診斷系統(tǒng)記錄了一個(gè)故障，則啟用排放警告燈。

（1）SCR催化轉(zhuǎn)換器

SCR催化轉(zhuǎn)換器的效率通過(guò)兩個(gè)氮氧化物傳感器監(jiān)控。

在SCR催化轉(zhuǎn)換器前后測(cè)量氮氧化物質(zhì)量并得出特定時(shí)間內(nèi)的總值。將實(shí)際還原值與存儲(chǔ)在數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 內(nèi)的計(jì)算值進(jìn)行比較。

為此必須滿足以下條件：

◆氮氧化物傳感器可信

◆計(jì)量功能啟用

◆環(huán)境溫度在規(guī)定范圍內(nèi)

◆環(huán)境壓力在規(guī)定范圍內(nèi)

◆柴油顆粒過(guò)濾器再生功能未啟用

◆SCR 催化轉(zhuǎn)換器溫度在規(guī)定范圍內(nèi)（主要通過(guò) SCR 催化轉(zhuǎn)換器前的廢氣溫度傳感器進(jìn)行計(jì)算）

◆廢氣氣流在規(guī)定范圍內(nèi)

監(jiān)控功能包括 4 個(gè)測(cè)量循環(huán)。如果實(shí)際值小于計(jì)算值，則設(shè)置一個(gè)可逆的故障碼。如果在 3 次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障碼并啟用排放警告燈。

為在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)確保 SCR 催化轉(zhuǎn)換器的效率在此使用計(jì)量量調(diào)節(jié)功能，在此期間調(diào)節(jié)尿素與水的混合物（AdBlue）計(jì)量量。為進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，在此將 SCR 催化轉(zhuǎn)換器后的氮氧化物傳感器信號(hào)與一個(gè)計(jì)算值連續(xù)進(jìn)行比較。如果二者存在差異，就會(huì)短時(shí)調(diào)節(jié)計(jì)量量。在此對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)性進(jìn)行分析并對(duì)計(jì)量量施加一個(gè)校正系數(shù)。

如果校正系數(shù)超過(guò)規(guī)定限值，則設(shè)置一個(gè)可逆的故障碼。如果在 3 次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障碼并啟用排放警告燈。

為確保SCR催化轉(zhuǎn)換器正常運(yùn)行，需要提供尿素與水的混合物（AdBlue）。

SCR催化轉(zhuǎn)換器達(dá)到特定溫度（主要通過(guò)SCR催化轉(zhuǎn)換器前的廢氣溫度傳感器進(jìn)行計(jì)算）后，計(jì)量控制系統(tǒng)會(huì)嘗試在計(jì)量管路內(nèi)建立壓力。為此必須關(guān)閉計(jì)量模塊并在特定時(shí)間內(nèi)控制泵。

如果在特定時(shí)間內(nèi)無(wú)法達(dá)到規(guī)定壓力限值，就會(huì)打開(kāi)計(jì)量模塊以使計(jì)量管路排氣。隨后嘗試再次建立壓力。

如果按規(guī)定次數(shù)嘗試后仍無(wú)法建立壓力，則設(shè)置一個(gè)可逆的故障碼。如果在 3 次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障碼并啟用排放警告燈。

這項(xiàng)監(jiān)控每個(gè)行駛循環(huán)僅執(zhí)行一次，在計(jì)量開(kāi)始之前。如果“通過(guò)”了這項(xiàng)監(jiān)控，則開(kāi)始持續(xù)壓力監(jiān)控。

選擇性催化劑還原 SCR 需要尿素與水的混合物（AdBlue）保持恒定壓力（550kPa）。SCR控制單元借助壓力傳感器確定和監(jiān)控實(shí)際壓力和作為結(jié)果的壓力模塊。對(duì)以下數(shù)值進(jìn)行檢查：

◆過(guò)壓

◆真空

◆壓力值不可信

如果在特定時(shí)間內(nèi)超過(guò)了上述限值，則設(shè)置一個(gè)可逆的故障碼。如果在3次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障碼并啟用排放警告燈，SCR系統(tǒng)內(nèi)的壓力完全降低，SCR系統(tǒng)關(guān)閉。 在計(jì)量功能啟用狀態(tài)下進(jìn)行這項(xiàng)監(jiān)控。

（3）主動(dòng)罐液位測(cè)量

針對(duì)主動(dòng)罐使用 2 個(gè)帶壓電元件的液位傳感器。在分析單元內(nèi)檢查信號(hào)是否符合邏輯，從而進(jìn)行傳感器可信度檢查。

在此情況下分析單元通過(guò) SCR控制單元向數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE發(fā)送一個(gè)可信度故障信號(hào)。此時(shí)設(shè)置一個(gè)可逆的故障碼。如果在 3 次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障碼并啟用排放警告燈。

只有主動(dòng)罐內(nèi)的溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，才進(jìn)行這項(xiàng)監(jiān)控。

分析單元與至少一個(gè)液位傳感器觸點(diǎn)之間的導(dǎo)線斷路時(shí)，就會(huì)向數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE發(fā)送一個(gè)故障信號(hào)。此時(shí)設(shè)置一個(gè)可逆的故障代碼。如果在3次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障碼并啟用排放警告燈。

SCR系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控是否加注了錯(cuò)誤介質(zhì)。識(shí)別出加注時(shí)就會(huì)啟用這項(xiàng)監(jiān)控功能。有關(guān)加注識(shí)別的介紹參見(jiàn)SCR 系統(tǒng)章節(jié)。

為了識(shí)別出錯(cuò)誤介質(zhì)，在此監(jiān)控尿素與水的混合物（AdBlue）介質(zhì)質(zhì)量以及 SCR 催化轉(zhuǎn)換器效率。如果在接下來(lái)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障代碼并啟用排放警告燈。

（5）氮氧化物傳感器

為正常運(yùn)行且因此監(jiān)控氮氧化物傳感器，必須達(dá)到所謂露點(diǎn)。這樣可確保排氣裝置內(nèi)不再有水，從而避免造成氮氧化物傳感器損壞。

如果通過(guò)以下監(jiān)控識(shí)別出氮氧化物傳感器有故障，則設(shè)置一個(gè)可逆的故障代碼。如果在 3 次連續(xù)的行駛循環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則存儲(chǔ)一個(gè)不可逆的故障代碼并啟用排放警告燈。

識(shí)別出以下故障：

◆識(shí)別信號(hào)或校正系數(shù)錯(cuò)誤

◆測(cè)量探針與氮氧化物傳感器控制單元之間的導(dǎo)線斷路或短路

◆在特定時(shí)間內(nèi)測(cè)量值超出規(guī)定范圍

◆規(guī)定加熱時(shí)間后未達(dá)到運(yùn)行溫度

◆在滑行模式下（不希望產(chǎn)生氮氧化物）識(shí)別出測(cè)量值高出零值過(guò)多

◆從負(fù)荷狀態(tài)向滑行模式過(guò)渡時(shí)，氮氧化物傳感器信號(hào)未以足夠快的速度從 80 % 降至 50 %（僅限SCR 催化轉(zhuǎn)換器前的氮氧化物傳感器）

◆雖然 SCR 催化轉(zhuǎn)換器前的氮氧化物傳感器信號(hào)出現(xiàn)峰值，但未發(fā)現(xiàn) SCR 催化轉(zhuǎn)換器后的氮氧化物傳感器信號(hào)出現(xiàn)至少一個(gè)規(guī)定變化，因此將其識(shí)別為不可信

（6）顯示和駕駛員信息

根據(jù)配置情況可在中央信息顯示屏CID內(nèi)以圖形形式調(diào)出尿素與水的混合物（AdBlue）當(dāng)前液位。

SCR控制單元將主動(dòng)罐和被動(dòng)罐內(nèi)液位傳感器（如果安裝）的所需組合數(shù)據(jù)提供給數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE，DDE通過(guò) Flex Ray 和中央網(wǎng)關(guān)模塊ZGM/車身域控制器BDC將數(shù)據(jù)提供給其他總線設(shè)備。

根據(jù)顯示要求對(duì)液位進(jìn)行處理，而且只采用主動(dòng)罐提供的數(shù)值在中央信息顯示屏 CID 上顯示。

如果不對(duì)液位進(jìn)行處理，則主動(dòng)罐排空、隨后由被動(dòng)罐向主動(dòng)罐輸送時(shí)始終會(huì)在中央信息顯示屏 CID 內(nèi)顯示不同液位，這樣可能會(huì)給駕駛員不可信的感覺(jué)。

在顯示方面始終要確保向駕駛員顯示的添加量數(shù)值也實(shí)際可行。就是說(shuō)，向駕駛員顯示1L添加量時(shí)，也可實(shí)際添加 1L，不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)加注過(guò)量以及尿素與水的混合物（AdBlue）溢出的情況。

根據(jù) Headunit，可在中央信息顯示屏 CID 內(nèi)菜單“車輛信息”處調(diào)出剩余可達(dá)里程和添加量。 根據(jù)Headunit 顯示內(nèi)容可能不同。

（三）系統(tǒng)組件

1. 被動(dòng)罐

被動(dòng)罐這一名稱說(shuō)明不對(duì)其進(jìn)行加熱。 被動(dòng)罐包括以下組件（如圖39所示）：

◆帶液位傳感器和溫度傳感器的罐法蘭

◆加注口

◆運(yùn)行通風(fēng)裝置和加注通風(fēng)裝置

根據(jù)車型系列可能對(duì)被動(dòng)罐進(jìn)行隔絕處理。隔絕層由泡沫材料制成，可防止溫度較低時(shí)快速結(jié)冰。由于根據(jù)具體車輛也可能將其安裝在排氣裝置附近，因此也可能導(dǎo)致尿素與水的混合物（AdBlue）蓄熱過(guò)高。

如果長(zhǎng)時(shí)間處于極低溫度下，則被動(dòng)罐內(nèi)尿素與水的混合物（AdBlue）可能完全結(jié)冰。此后無(wú)法再進(jìn)行泵送。在這種情況下必須更加頻繁地進(jìn)行主動(dòng)罐添加。 被動(dòng)罐無(wú)法單獨(dú)加注，而是通過(guò)主動(dòng)罐進(jìn)行加注。

圖39　被動(dòng)罐，雙罐系統(tǒng)

（1）液位傳感器

在被動(dòng)罐的罐法蘭內(nèi)有一個(gè)液位傳感器，如圖40所示。 該傳感器利用一個(gè)壓電元件工作。 在傾斜角度極大或罐結(jié)冰的情況下，信號(hào)處于15mm。這相當(dāng)于空罐信號(hào)。液位傳感器位于主動(dòng)罐和被動(dòng)罐內(nèi)。

圖40　被動(dòng)罐內(nèi)的罐法蘭

維修時(shí)無(wú)法單獨(dú)更換被動(dòng)罐的罐法蘭，因?yàn)樗c被動(dòng)罐焊接在一起。

（2）溫度傳感器

溫度傳感器集成在罐法蘭內(nèi)，無(wú)法單獨(dú)更換。集成在罐法蘭內(nèi)的溫度傳感器安裝在主動(dòng)罐和被動(dòng)罐內(nèi)。

（3）通風(fēng)裝置

被動(dòng)罐帶有一個(gè)運(yùn)行通風(fēng)裝置和一個(gè)加注通風(fēng)裝置。

運(yùn)行通風(fēng)裝置和加注通風(fēng)裝置連接在罐蓋上尿素與水的混合物（AdBlue）加注管路內(nèi)。

2. 傳輸泵

圖41　傳輸泵

所用傳輸泵為膜片泵。其工作方式與活塞泵相似，只是泵元件通過(guò)一個(gè)隔膜與介質(zhì)分離。這樣不會(huì)產(chǎn)生任何腐蝕問(wèn)題。

3. 主動(dòng)罐

主動(dòng)罐這一名稱說(shuō)明對(duì)其進(jìn)行加熱。

主動(dòng)罐包括以下組件（如圖42所示）：

圖42　主動(dòng)罐

◆運(yùn)行通風(fēng)裝置和加注通風(fēng)裝置

◆罐法蘭模塊

根據(jù)車型系列可能對(duì)主動(dòng)罐進(jìn)行隔絕處理。隔絕層由泡沫材料制成，可防止溫度較低時(shí)快速結(jié)冰。由于根據(jù)具體車輛也可能將其安裝在排氣裝置附近，因此也可能導(dǎo)致尿素與水的混合物（AdBlue）蓄熱過(guò)高。