CN105351053A - Art-v型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台 - Google Patents

Art-v型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能够使车主、监管部门、厂家远程在线监控运行车辆的车况，又能实现远程在线提示的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台及方法，无线传输模块一是与柴油车排气后处理装置中的ECU及本地显示模块双向数据交换，二是接收GPS数据，三是与运营商的传输链路设备双向数据交换，运营商的传输链路设备与云端智能平台服务器双向数据交换，云端智能平台服务器分别与云端存储器、PC客户端/智能终端设备、指挥中心双向数据交换。优点：使车主、监管部门、生产厂家实现远程在线监管柴油车排气后处理装置，使车主能及时获知车辆的运行状态，判断是否需要维护；使监管部门及时掌握行驶车辆是否达到安全、环保标准；使生产厂家能够时刻观察每辆车上的设备运行状态，并在第一时间告知车主等。

Description

ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台
技术领域
本发明涉及一种能够使车主、监管部门、厂家远程在线监控运行车辆的车况，又能实现远程在线提示的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台及方法，属车联网***制造领域。
背景技术
柴油车尾气是大气污染，尤其是PM和NOX污染物的主要贡献者，目前针对柴油车尾气的处理技术离不开DOC、DPF、SCR，而针对国IV排放标准，主流的两大技术路线为EGR+DOC/DPF和SCR。
柴油车排气后处理装置（ART-III型）由低温升温器智能温控模块、DOC、DPF、喷射***、ECU五大模块构成，其中智能温控模块可以很好地扩大***的温度窗口，使***能在全工况再生，DOC可以通过催化氧化反应，降低排气中CO、THC和PM中SOF等污染物，并释放热量为DPF再生提供条件，DPF则可以有效捕获PM2.5，当PM2.5捕获量达到一定阈值，结合ECU对各种传感数据的判断，来控制DPF的再生，以此达到净化尾气的目的。
发明内容
设计目的：设计一种能够使车主、监管部门、厂家远程在线监控运行车辆的车况，又能实现远程在线提示的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台及方法。
设计方案：为了实现上述设计目的。本发明需要在ART-V基础上，开发一套集数据采集、无线传输、GPS/北斗定位、信息显示功能的采集传输设备与ART-V型设备的ECU进行通信，然后在云端开发一个云平台，包括云服务器群（管理服务器，业务服务器群，存储服务器群）和客户端。这些云服务器群采用分布式架构，使整个集群的负载均衡性和安全热备性能大幅提高。
本发明采集传输设备通过与ART-V型设备ECU进行通信，获取车辆转速、ART-V设备背压、前后温、添加剂状态、PM2.5减排量、NOX转化率等数据，一方面将数据在本地显示设备上显示，同时通过无线互联网推送到云端服务器，再由服务器进行数据处理和分发、转发。这里服务器将以分布式架构组成云端服务器群，通过云管理服务器进行负载均衡。
平台的数据传输是双向的，从前端到云端：采集传输模块通过GPRS/3G/4G传输机制，以固定频率（可自定义）向服务器推送“心跳”消息，保证与服务器之间的连接畅通，并将采集模块的数据主动推送至服务器，服务器（群）收到海量前端设备上传的数据，这些碎片化数据被服务器即时处理，整理形成分类的、可视化的、图表形式信息在客户端进行显示，同时数据被保存至存储服务器。
客户端上可以查看到ART-V型设备运行的具体情况和数据，并通过后台阈值的设置，当数据达到设定值时可主动报警并推送，告知车主、监管部门和厂家，同时车辆的当前地理信息也能迅速查到，即可告知车主至最近站点维修。
监管部门亦可通过禁行区域的设置，结合其他条件设置，限制不达标车辆禁入某些区域，达到管控效果。还可通过云存储中的车辆历史轨迹与设备状态数据，作为后期行政执法的证据。
从云端到前端：当服务器对数据进行判断，产生告警信息时，数据可以实时反馈至车辆，让车主或驾驶员及时获知警情，甚至可以直接与车辆ECU交互，远程控制车辆。此外，车主也可通过APP获知本车的信息情况，进行远程的查看和控制。
本发明ART-V型设备将DOC、DPF、SCR三种处理技术进行融合，通过数学建模，经过设备电控***（ECU）统一控制，该控制为通过转速、温度、背压、NOX等参数的正负反馈对***中的智能温控***、油泵、气泵、尿素泵等按照建模算法进行协调工作，达到对柴油车尾气的净化处理。即低温升温器+DOC+CDPF+SCR+尿素泵+NOX传感器+压差传感器+温度传感器+气泵+油泵+ECU。尾气经由DOC进入CDPF，当CDPF两侧压差传感器达到预设阈值，若温度未达到预设值，ECU通过控制低温升温器与气泵、油泵，使CDPF内捕集的PM充分燃烧，同时ECU通过SCR两端NOX传感器反馈的NOX量判断是否需要喷射尿素，以及喷射多少尿素，来选择性催化还原NOX，达到预设的转化率。整个控制逻辑在ECU内建模形成，均由ECU根据各个传感器的反馈值合理控制各个子***的运行，同时保证子***之间不出现相互间的功能、性能及逻辑的紊乱，使最终排出的尾气达到欧（国）VI标准。
技术方案1：一种ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，无线传输模块一是与柴油车排气后处理装置中的ECU及本地显示模块双向数据交换，二是接收GPS数据，三是与运营商的传输链路设备双向数据交换，运营商的传输链路设备与云端智能平台服务器双向数据交换，云端智能平台服务器分别与云端存储器、PC客户端/智能终端设备、指挥中心双向数据交换。
技术方案2：一种ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，柴油车排气后处理装置中的ECU将采集到的柴油车排气后处理装置运行数据通过无线传输模块至运营商的传输链路设备和本地显示模块显示，运营商的传输链路设备将柴油车排气后处理装置运行数据上传到云端智能平台服务器且云端智能平台服务器对上传的数据进行分类、统计、分析，然后对这些碎片化数据重组，形成可视化、图表化的信息在客户端进行提示，提供给指挥中心，并存储在云端存储器中。
本发明以车联网云平台技术方案为主，使车主、监管部门、生产厂家实现远程在线监管柴油车排气后处理装置，使车主能及时获知车辆的运行状态，判断是否需要维护；使监管部门及时掌握行驶车辆是否达到安全、环保标准；使生产厂家能够时刻观察每辆车上的设备运行状态，并在第一时间告知车主等。
附图说明
图1是ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台的示意图。
图2是ART-V型柴油发动机尾气后处理装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1和2。一种ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，无线传输模块一是与柴油车排气后处理装置中的ECU及本地显示模块双向数据交换，二是接收GPS数据，三是与运营商的传输链路设备双向数据交换，运营商的传输链路设备与云端智能平台服务器双向数据交换，云端智能平台服务器分别与云端存储器、PC客户端/智能终端设备、指挥中心双向数据交换。所述云端智能平台服务器是指在线监控后台的服务器。所述云端智能平台服务器内设管理服务器，业务服务器群，存储服务器群。所述云端存储器、PC客户端/智能终端设备、指挥中心是指在线监控后台的服务器。所述指挥中心是指通过互联网、物联网技术将远程现场实时信息（包括音视频、设备运行数据、坐标信息、设备及所属信息等）调度到监管部门的现场指挥中心，该中心具有一定的专业设施配备，包括但不限于网络机房、指挥平台服务器、电子大屏、若干坐席、UPS不间断电源***、监控***、远程呼叫调度***、无线集群***等，通过该指挥中心能够提高监管部门对日常监管工作及应急突发事件研判的准确度，是一个能辅助监管部门做出更好决策的大***平台，真正做到统一平台、统一通信、统一部署、统一指挥、统一调度。
ART-V型柴油发动机尾气后处理装置中的氧化型催化器进气端与低温升温器排气口连通，氧化型催化器排气端与催化型颗粒捕集器进气口连通，催化型颗粒捕集器排气口与催化还原器进气口连通且催化型颗粒捕集器排气口与催化还原器进气口之间与尿素泵出口连通，催化还原器排气口通大气，催化型颗粒捕集器进气端和排气端输出的压差信号和温度信号至集成控制中心的信号输入端，催化还原器进气端和排气端输出NOX和NOX及温度信号至集成控制中心信号输入端，集成控制中心的信号输出端一路用于控制尿素泵的工作与否、一路用于控制低温升温器的油泵工作与否、一路用于控制低温升温器的气泵工作与否、一路用于控制电源的通与断。所述集成控制中心是ECU，由ECU根据各个传感器的反馈值合理控制各个子***的运行。
实施例2：在实施例1的基础上，一种ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，柴油车排气后处理装置中的ECU将采集到的柴油车排气后处理装置运行数据通过无线传输模块至运营商的传输链路设备和本地显示模块显示，运营商的传输链路设备将柴油车排气后处理装置运行数据上传到云端智能平台服务器且云端智能平台服务器对上传的数据进行分类、统计、分析，然后对这些碎片化数据重组，形成可视化、图表化的信息在客户端进行提示，提供给指挥中心，并存储在云端存储器中。
所述柴油车排气后处理装置运行数据是指柴油车排气后处理装置的背压、前后温度、转速、添加剂状态、NOX转化率及PM2.5减排量数据。
所述客户端可以查看到（ART-V型）柴油车排气后处理装置运行的具体情况和数据，并通过后台阈值的设置，当数据达到设定值时主动报警并发送，告知车主、监管部门和厂家，同时车辆的当前地理信息也能迅速查到，告知车主至最近站点维修。
所述监管部门亦可通过禁行区域的设置，结合其他条件设置，限制不达标车辆禁入某些区域，达到管控效果,并通过云存储中的车辆历史轨迹与设备状态数据，作为后期行政执法的证据。
所述云端智能平台服务器对数据进行判断，从云端到前端：当服务器对数据进行判断，产生告警信息时，数据可以实时反馈至车辆，让车主或驾驶员及时获知警情，甚至可以直接与车辆ECU交互，远程控制车辆。此外，车主也可通过APP获知本车的信息情况，进行远程的查看和控制。
柴油车尾气经由氧化型催化器进入催化型颗粒捕集器，当催化型颗粒捕集器两侧压差传感器达到预设阈值，若温度未达到预设值，集成控制中心通过控制低温升温器中的气泵、油泵和电源，使催化型颗粒捕集器内捕集的PM充分燃烧，同时集成控制中心通过催化还原器两端NOX传感器反馈的NOX量判断是否需要喷射尿素，以及喷射多少尿素，来选择性催化还原NOX，达到预设的转化率。所述柴油车尾气催化还原技术参数是：通过DOC还原CO和HC；通过DPF/CDPF捕集PM2.5，并由ECU结合温度及背压参数，控制低温升温器、油泵和气泵，主动燃烧PM2.5；通过采集前后NOX含量，参考排气温度，由ECU进行集中控制尿素泵，尿素溶液高温分解得到氨HN3，HN3在催化剂作用下与NOX发生反应还原为无污染的氮气和水，由此得到处理后NOX的转化率。
DOC：DieselOxidationCatalyst为氧化型催化器
DPF：DieselParticulateFilter为柴油颗粒物过滤器
CDPF：催化型颗粒捕集器，即带涂层的DPF
PM：ParticulateMatter
SCR：SelectiveCatalyticReduction选择性催化还原技术
NOX：氮氧化物
CO：碳氧化物
HC：碳氢化物
THC：碳氢总量
SOF：SolubleOrganicFractions可溶性有机成分
ECU：ElectronicControlUnit电子控制单元
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：无线传输模块一是与柴油车排气后处理装置中的ECU及本地显示模块双向数据交换，二是接收GPS数据，三是与运营商的传输链路设备双向数据交换，运营商的传输链路设备与云端智能平台服务器双向数据交换，云端智能平台服务器分别与云端存储器、PC客户端/智能终端设备、指挥中心双向数据交换。
2.根据权利要求1所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：所述云端智能平台服务器是指在线监控后台的服务器。
3.根据权利要求1所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：所述云端智能平台服务器内设管理服务器，业务服务器群，存储服务器群。
4.根据权利要求1所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：所述云端存储器、PC客户端/智能终端设备、指挥中心是指在线监控后台的服务器。
5.根据权利要求1所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：所述指挥中心是指通过互联网、物联网技术将远程现场实时信息（包括音视频、设备运行数据、坐标信息、设备及所属信息等）调度到监管部门的现场指挥中心，该中心具有一定的专业设施配备，包括但不限于网络机房、指挥平台服务器、电子大屏、若干坐席、UPS不间断电源***、监控***、远程呼叫调度***、无线集群***等，通过该指挥中心能够提高监管部门对日常监管工作及应急突发事件研判的准确度，是一个能辅助监管部门做出更好决策的大***平台，真正做到统一平台、统一通信、统一部署、统一指挥、统一调度。
6.根据权利要求5所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：远程现场实时信息是指音视频、设备运行数据、坐标信息、设备及所属信息。
7.根据权利要求1所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，其特征是：ART-V型柴油发动机尾气后处理装置中的氧化型催化器进气端与低温升温器排气口连通，氧化型催化器排气端与催化型颗粒捕集器进气口连通，催化型颗粒捕集器排气口与催化还原器进气口连通且催化型颗粒捕集器排气口与催化还原器进气口之间与尿素泵出口连通，催化还原器排气口通大气，催化型颗粒捕集器进气端和排气端输出的压差信号和温度信号至集成控制中心的信号输入端，催化还原器进气端和排气端输出NOX和NOX及温度信号至集成控制中心信号输入端，集成控制中心的信号输出端一路用于控制尿素泵的工作与否、一路用于控制低温升温器的油泵工作与否、一路用于控制低温升温器的气泵工作与否、一路用于控制电源的通与断。
8.根据权利要求7所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台，所述集成控制中心是ECU，由ECU根据各个传感器的反馈值合理控制各个子***的运行。
9.一种ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，其特征是：柴油车排气后处理装置中的ECU将采集到的柴油车排气后处理装置运行数据通过无线传输模块至运营商的传输链路设备和本地显示模块显示，运营商的传输链路设备将柴油车排气后处理装置运行数据上传到云端智能平台服务器且云端智能平台服务器对上传的数据进行分类、统计、分析，然后对这些碎片化数据重组，形成可视化、图表化的信息在客户端进行提示，提供给指挥中心，并存储在云端存储器中。
10.根据权利要求9所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，其特征是：所述柴油车排气后处理装置运行数据是指柴油车排气后处理装置的背压、前后温度、转速、添加剂状态、NOX转化率及PM2.5减排量数据。
11.根据权利要求9所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，其特征是：所述客户端可以查看到柴油车排气后处理装置运行的具体情况和数据，并通过后台阈值的设置，当数据达到设定值时主动报警并发送，告知车主、监管部门和厂家，同时车辆的当前地理信息也能迅速查到，告知车主至最近站点维修。
12.根据权利要求9所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，其特征是：所述监管部门亦可通过禁行区域的设置，限制不达标车辆禁入某些区域，并通过云存储中的车辆历史轨迹与设备状态数据，作为后期行政执法的证据。
13.根据权利要求9所述的ART-V型柴油车排气后处理装置在线远程监控云平台在线监控传输方法，其特征是：所述云端智能平台服务器对数据进行判断，产生告警信息时，数据可以实时反馈至车辆，让车主或驾驶员及时获知警情，甚至可以直接与车辆ECU交互，远程控制车辆。
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