車用scr系統閉環控制系統及相關控制方法
2023-05-27 12:43:51
專利名稱：車用scr系統閉環控制系統及相關控制方法
技術領域：
本發明涉及車輛尾氣後處理技術領域，特別涉及車用SCR系統閉環控制技術領 域，具體是指一種車用SCR系統閉環控制系統及相關控制方法。
背景技術：
目前，國外關於車輛尾氣後處理的成熟技術可分為兩類1、SCR系統開環控制其缺點在於需要大量的標定工作，花費大量人力物力，且其 控制精度受外界因素影響較大，很難進一步提高；2、N0x傳感器閉環控制；如圖1所示，SCR催化轉化器包括殼體11和設置在殼體11 中的串聯的NOx催化轉化器12與NH3催化氧化器13，尿素噴頭14設置在殼體11中並位於 NOx催化轉化器12的上遊，NOx傳感器15設置在殼體11中並位於NH3催化氧化器13的下 遊，尿素噴頭14和NOx傳感器15分別與尿素計量噴射控制器16信號連接，尿素噴頭14噴 出尿素(主要是NH3)，NH3經過NOx催化轉化器12反應，形成氮氣和水，在這個反應過程中， 尿素的噴入量過少，則達不到應有的處理水平，尿素的噴入量過多，則會使多餘的氨氣排入 大氣，導致新的汙染，因此，通過利用NOx傳感器15直接測量發動機尾氣中的NOx含量，對 尿素噴射系統進行控制，但是價格昂貴，響應相對較慢。因此，需要一種車用SCR系統閉環控制系統，其成本低廉，響應速度快。
發明內容
本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種車用SCR系統閉環控制 系統及相關控制方法，該控制系統設計巧妙，結構簡潔，成本低廉，響應速度快，可有效提高 尾氣中NOx的轉化效率，適於大規模推廣應用。為了實現上述目的，在本發明的第一方面，提供了一種車用SCR系統閉環控制系 統，包括SCR催化轉化器、尿素噴頭和尿素計量噴射控制器，所述SCR催化轉化器包括殼體 和設置在所述殼體中的串聯的NOx催化轉化器與NH3催化氧化器，所述尿素噴頭與所述尿 素計量噴射控制器信號連接並設置在所述NOx催化轉化器的上遊，其特點是，所述車用SCR 系統閉環控制系統還包括NH3濃度檢測裝置，所述NH3濃度檢測裝置與所述尿素計量噴射控 制器信號連接並設置在所述NOx催化轉化器與所述NH3催化氧化器之間。較佳地，所述尿素噴頭和所述NH3濃度檢測裝置均安設在所述殼體中。較佳地，所述尿素計量噴射控制器包括控制單元和設定值設定修改單元，所述設 定值設定修改單元、所述尿素噴頭和所述NH3濃度檢測裝置分別與所述控制單元信號連接。較佳地，所述NH3濃度檢測裝置是NH3傳感器。在本發明的第二方面，提供了一種上述的車用SCR系統閉環控制系統的控制方 法，其特點是，包括以下步驟(1)利用所述NH3濃度檢測裝置檢測所在位置的NH3濃度，並將所述NH3濃度發送 至所述尿素計量噴射控制器；
(2)將所述NH3濃度與所述尿素計量噴射控制器中的設定值進行比較(a)如果所述NH3濃度低於所述設定值，所述尿素計量噴射控制器控制所述尿素噴 頭加大尿素噴射量；(b)如果所述NH3濃度高於所述設定值，所述尿素計量噴射控制器控制所述尿素噴 頭減少尿素噴射量。較佳地，所述尿素計量噴射控制器包括控制單元和設定值設定修 改單元，所述設 定值設定修改單元、所述尿素噴頭和所述NH3濃度檢測裝置分別與所述控制單元信號連接， 所述設定值通過所述設定值設定修改單元進行設定修改，所述控制單元接收所述NH3濃度、 將所述NH3濃度和所述設定值進行比較並根據比較結果控制所述尿素噴頭動作。較佳地，所述NH3濃度檢測裝置是NH3傳感器。本發明的有益效果具體如下1、本發明通過NH3濃度檢測裝置來檢測尾氣中的NH3含量，並將該值與設定值進行 比較，從而尿素計量噴射控制器根據比較結果控制尿素噴頭的動作，設計巧妙，結構簡潔， 成本低廉，響應速度快，可有效提高尾氣中NOx的轉化效率，適於大規模推廣應用；2、本發明的尿素計量噴射控制器中的設定值可修改，以適應各種實際情況和要 求，使用方便靈活，適於大規模推廣應用。
圖1是現有技術的車用SCR系統閉環控制系統的結構示意圖。圖2是本發明的車用SCR系統閉環控制系統的一具體實施例的結構示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。請參見圖2所示，本發明的車用SCR系統閉環控制系統，包括SCR催化轉化器、尿 素噴頭1、尿素計量噴射控制器2和NH3濃度檢測裝置3，所述SCR催化轉化器包括殼體4和 設置在所述殼體4中的串聯的NOx催化轉化器5與NH3催化氧化器6，所述尿素噴頭1與所 述尿素計量噴射控制器2信號連接並設置在所述NOx催化轉化器5的上遊，所述NH3濃度 檢測裝置3與所述尿素計量噴射控制器2信號連接並設置在所述NOx催化轉化器5與所述 NH3催化氧化器6之間。在本發明的具體實施例中，所述尿素噴頭1和所述NH3濃度檢測裝置3均安設在 所述殼體4中。所述NH3濃度檢測裝置3是NH3傳感器。較佳地，所述尿素計量噴射控制器2包括控制單元(未示出)和設定值設定修改 單元(未示出)，所述設定值設定修改單元、所述尿素噴頭1和所述NH3濃度檢測裝置3分 別與所述控制單元信號連接。在本發明的具體實施例中，所述NH3傳感器與所述控制單元 信號連接並設置在所述NOx催化轉化器5與所述NH3催化氧化器6之間。上述的車用SCR系統閉環控制系統的控制方法，包括以下步驟(1)利用所述NH3濃度檢測裝置3檢測所在位置的NH3濃度，並將所述NH3濃度發 送至所述尿素計量噴射控制器2 ；(2)將所述NH3濃度與所述尿素計量噴射控制器2中的設定值進行比較
(a)如果所述NH3濃度低於所述設定值，所述尿素計量噴射控制器2控制所述尿素 噴頭1加大尿素噴射量； (b)如果所述NH3濃度高於所述設定值，所述尿素計量噴射控制器2控制所述尿素 噴頭1減少尿素噴射量。極端情況是將尿素噴射量減少到0，即可以暫時停止噴射，以迅速 較小NH3濃度。所述NH3濃度檢測裝置3可以是任何合適的檢測NH3濃度的裝置。在本發明的具體實施例中，所述NH3濃度檢測裝置3是NH3傳感器。設定值可以固定，即在製造所述尿素計量噴射控制器2時設定，製造好以後不能 進行更改；設定值也可以不固定，即也所述尿素計量噴射控制器2製造好以後可以隨時更 改。較佳地，所述尿素計量噴射控制器2包括控制單元(未示出)和設定值設定修改單元 (未示出)，所述設定值設定修改單元、所述尿素噴頭1和所述NH3濃度檢測裝置3分別與 所述控制單元信號連接，所述設定值通過所述設定值設定修改單元進行設定修改，所述控 制單元接收所述NH3濃度、將所述NH3濃度和所述設定值進行比較並根據比較結果控制所述 尿素噴頭1動作。在本發明的具體實施例中，所述NH3傳感器與所述控制單元信號連接並 設置在所述NOx催化轉化器5與所述NH3催化氧化器6之間。本發明針對技術背景中提到的國外控制技術的缺點，以及為了填補國內該方面的 空白，研發了上述採用NH3濃度檢測裝置3的車用SCR系統閉環控制系統及相關控制方法 實現車用SCR系統閉環控制，從而降低NH3的濃度。相比已有技術，本發明的特點在於控 制更加簡單，成本更低，可有效提高尾氣中NOx的轉化效率，並抑制NH3的洩漏。綜上，本發明的車用SCR系統閉環控制系統設計巧妙，結構簡潔，成本低廉，響應 速度快，可有效提高尾氣中NOx的轉化效率，適於大規模推廣應用。在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發明的精神和範圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的 而非限制性的。
權利要求
一種車用SCR系統閉環控制系統，包括SCR催化轉化器、尿素噴頭和尿素計量噴射控制器，所述SCR催化轉化器包括殼體和設置在所述殼體中的串聯的NOX催化轉化器與NH3催化氧化器，所述尿素噴頭與所述尿素計量噴射控制器信號連接並設置在所述NOX催化轉化器的上遊，其特徵在於，所述車用SCR系統閉環控制系統還包括NH3濃度檢測裝置，所述NH3濃度檢測裝置與所述尿素計量噴射控制器信號連接並設置在所述NOX催化轉化器與所述NH3催化氧化器之間。
2.根據權利要求1所述的車用SCR系統閉環控制系統，其特徵在於，所述尿素噴頭和所 述NH3濃度檢測裝置均安設在所述殼體中。
3.根據權利要求1所述的車用SCR系統閉環控制系統，其特徵在於，所述尿素計量噴射 控制器包括控制單元和設定值設定修改單元，所述設定值設定修改單元、所述尿素噴頭和 所述NH3濃度檢測裝置分別與所述控制單元信號連接。
4.根據權利要求1所述的車用SCR系統閉環控制系統，其特徵在於，所述NH3濃度檢測 裝置是NHJt感器。
5.一種根據權利要求1或2所述的車用SCR系統閉環控制系統的控制方法，其特徵在 於，包括以下步驟(1)利用所述NH3濃度檢測裝置檢測所在位置的NH3濃度，並將所述NH3濃度發送至所 述尿素計量噴射控制器；(2)將所述NH3濃度與所述尿素計量噴射控制器中的設定值進行比較(a)如果所述NH3濃度低於所述設定值，所述尿素計量噴射控制器控制所述尿素噴頭加 大尿素噴射量；(b)如果所述NH3濃度高於所述設定值，所述尿素計量噴射控制器控制所述尿素噴頭減 少尿素噴射量。
6.根據權利要求5所述的控制方法，其特徵在於，所述尿素計量噴射控制器包括控制 單元和設定值設定修改單元，所述設定值設定修改單元、所述尿素噴頭和所述NH3濃度檢測 裝置分別與所述控制單元信號連接，所述設定值通過所述設定值設定修改單元進行設定修 改，所述控制單元接收所述NH3濃度、將所述NH3濃度和所述設定值進行比較並根據比較結 果控制所述尿素噴頭動作。
7.根據權利要求5所述的控制方法，其特徵在於，所述NH3濃度檢測裝置是NH3傳感器。
全文摘要
本發明涉及一種車用SCR系統閉環控制系統，包括SCR催化轉化器、尿素噴頭、尿素計量噴射控制器和NH3濃度檢測裝置，SCR催化轉化器包括殼體和設置在殼體中的串聯的NOx催化轉化器與NH3催化氧化器，尿素噴頭與尿素計量噴射控制器信號連接並設置在NOx催化轉化器的上遊，NH3濃度檢測裝置與尿素計量噴射控制器信號連接並設置在NOx催化轉化器與NH3催化氧化器之間，較佳地，尿素噴頭和NH3濃度檢測裝置均安設在殼體中，尿素計量噴射控制器包括控制單元和設定值設定修改單元，NH3濃度檢測裝置是NH3傳感器，還提供了相關控制方法，本發明的控制系統設計巧妙，結構簡潔，成本低廉，響應速度快，可有效提高尾氣中NOx的轉化效率，適於大規模推廣應用。
文檔編號F01N3/20GK101818679SQ20101010796
公開日2010年9月1日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者豐彪, 範俊巖, 郝慶軍 申請人:蘇州派格力減排系統有限公司