一種scr排放控制系統及方法
2023-05-13 17:17:46 3
一種scr排放控制系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種SCR排放控制系統及方法，包括：上遊參數獲取模塊和老化修正模塊。其中，上遊參數獲取模塊包括：上遊NOX獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOX的含量值。上遊廢氣溫度傳感器，用於檢測上遊未經過所述SCR箱處理的廢氣的溫度值。上遊廢氣質量流速獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣的質量流速值。老化修正模塊，用於根據NOX的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定SCR箱中尿素的目標噴射量。通過使用本系統，可以結合發動機產生的廢氣的具體情況來確定SCR箱中催化劑的老化情況，根據計算得到的結果修正SCR箱中尿素的噴射量，減少尿素的多餘用量和下遊中尿素排放所造成的二次汙染。
【專利說明】—種SCR排放控制系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車發動機【技術領域】，特別涉及一種SCR排放控制系統及方法。
【背景技術】
[0002]為了適應社會的快速發展，汽車等以內燃機為動力的交通工具被人們廣泛的使用。但在這些交通工具在提供給人們快捷的出行條件的同時，其弊端也逐漸顯現出來。
[0003]其中，廢氣排放就是其中一個非常重要的問題，嚴重影響到人們的身體健康。為此，近些年來各種有關環境保護的法律法規和排放標準的出臺，對內燃機氮氧化合物NOx排放的要求越來越嚴格。
[0004]選擇性催化氧化系統SCR，是指向發動機排出的廢氣噴射尿素，利用尿素分解產生氨，在催化劑的作用下氨與NOx進行反應，從而降低NOx排放。但在隨著SCR系統的使用時間的增加，SCR系統會出現老化的情況。當SCR系統老化時，SCR系統中的催化劑活性降低，吸附氨的能力和還原能力變差，老化後SCR系統下遊的NOx和NH3的排放都會增加。
[0005]因此，如何提出一種可以控制SCR排放的系統是本發明所要解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種SCR排放控制系統及方法，實現對SCR箱中廢氣淨化處理的準確控制，解決發動機廢氣排放超標的問題。
[0007]一種SCR排放控制系統，包括:
[0008]上遊參數獲取模塊和老化修正模塊；
[0009]所述上遊參數獲取模塊包括:上遊NOX獲取子模塊、上遊廢氣溫度傳感器和上遊廢氣質量流速獲取子模塊；
[0010]所述上遊NOX獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOx的含量值；
[0011]所述上遊廢氣溫度傳感器，用於檢測所述上遊未經過所述SCR箱處理的廢氣的溫度值；
[0012]所述上遊廢氣質量流速獲取子模塊，用於檢測所述上遊未經過SCR箱處理的廢氣的質量流速值；
[0013]所述老化修正模塊，用於根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0014]優選地，所述老化修正模塊，包括:理論噴射量計算子模塊、老化修正係數子模塊和老化噴射修正子模塊；
[0015]所述理論噴射量計算子模塊，用於根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值確定所述SCR箱中尿素的理論噴射量；
[0016]所述老化係數修正子模塊，用於根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數；[0017]所述老化噴射修正子模塊，用於根據計算得到的所述SCR箱的理論噴射量和老化修正係數確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0018]優選地，所述根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數，具體為:
[0019]根據所述廢氣的溫度值確定所述SCR箱的當前老化影響值；
[0020]根據所述當前老化影響值和歷史累計老化影響值確定所述SCR箱的老化修正係數；所述歷史累計老化影響值是所述當前老化影響值的歷史累計值。
[0021 ] 優選地，還包括:噴嘴堵塞修正模塊和下遊NOx傳感器；
[0022]所述下遊NOx傳感器，用於實時檢測經過SCR箱處理後的下遊廢氣中NOx的含量值；
[0023]所述噴嘴堵塞修正模塊 ，包括:堵塞係數計算子模塊和噴射修正子模塊；
[0024]所述堵塞係數計算子模塊，用於根據所述下遊NOJ#感器檢測到的NOx的含量值和所述SCR箱中尿素的目標噴射量進行比較，確定所述SCR箱中的尿素噴嘴的堵塞程度，根據所述堵塞程度，確定所述SCR箱中噴嘴堵塞的修正值；
[0025]所述噴射量計算子模塊，用於根據所述噴嘴堵塞的修正值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0026]優選地，還包括:噴射量比例積分模塊；
[0027]所述噴射量比例積分模塊，用於對所述尿素的目標噴射量進行比例積分，所述SCR箱按照所述比例積分後的目標噴射量進行尿素噴射。
[0028]一種SCR排放控制方法，包括:
[0029]獲取上遊未經過SCR箱處理的廢氣的溫度值、廢氣的質量流速值和所述廢氣中NOx的含量值；
[0030]根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0031]優選地，所述根據所述NO5^A含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量,具體為:
[0032]根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值確定所述SCR箱中尿素的理論噴射量；
[0033]根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數；
[0034]根據計算得到的所述SCR箱的理論噴射量和老化修正係數確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0035]優選地，所述根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數，具體為:
[0036]根據所述廢氣的溫度值確定所述SCR箱的當前老化影響值；
[0037]根據所述當前老化影響值和歷史累計老化影響值確定所述SCR箱的當前的老化修正係數；所述歷史累計老化影響值是所述當前老化影響值的歷史累計值。
[0038]優選地，還包括:
[0039]根據所述目標噴射量向所述廢氣噴射尿素；
[0040]檢測經過SCR箱處理後的下遊廢氣中NOx的含量值；
[0041]將所述下遊廢氣中NOx的含量值和所述SCR箱中尿素的目標噴射量進行比較，確定所述SCR箱中的尿素噴嘴的堵塞程度；[0042]根據所述堵塞程度對應的堵塞修正值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0043]優選地，還包括:
[0044]對所述尿素的目標噴射量進行比例積分，按照所述比例積分後的目標噴射量進行尿素噴射。
[0045]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0046]在本實施例中，包括:上遊參數獲取模塊和老化修正模塊。其中，上遊參數獲取模塊包括:上遊NOX獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOX的含量值。上遊廢氣溫度傳感器，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣的溫度值。上遊廢氣質量流速獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣的質量流速值。老化修正模塊，用於根據NOX的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定SCR箱中尿素的目標噴射量。通過使用本系統，可以結合發動機產生的廢氣的具體情況來確定SCR箱中催化劑的老化情況，根據計算得到的結果修正SCR箱中尿素的噴射量，減少尿素的多餘用量和下遊中尿素排放所造成的二次汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]圖1是本發明提供的一種SCR排放控制系統第一實施例的原理框圖；
[0048]圖2是本發明提供的一種SCR排放控制系統第二實施例的原理框圖；
[0049]圖3是本發明提供的一種SCR排放控制系統第四實施例的原理框圖；
[0050]圖4是本發明提供的一種SCR排放控制方法第一實施例的流程圖；
[0051]圖5是本發明提供的一種SCR排放控制方法第二實施例的流程圖；
[0052]圖6是本發明提供的一種SCR排放控制方法第三實施例的流程圖；
[0053]圖7是本發明提供的一種SCR排放控制方法第四實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0054]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0055]參見圖1，該圖為本發明提供的一種SCR排放控制系統第一實施例的原理框圖。
[0056]在本實施例中，包括:
[0057]上遊參數獲取模塊10和老化修正模塊20。
[0058]所述上遊參數獲取模塊10包括:上遊NOX獲取子模塊101、上遊廢氣溫度傳感器102和上遊廢氣質量流速獲取子模塊103。
[0059]所述上遊NOX獲取子模塊101，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOx的含
量值；
[0060]所述上遊廢氣溫度傳感器102，用於檢測所述上遊未經過所述SCR箱處理的廢氣的溫度值；
[0061]所述上遊廢氣質量流速獲取子模塊103，用於檢測所述上遊未經過SCR箱處理的廢氣的質量流速值；
[0062]所述老化修正模塊20，用於根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。[0063]本實施例中的上遊參數獲取模塊10中包括10:上遊NOX獲取子模塊101、上遊廢氣溫度傳感器102和上遊廢氣質量流速獲取子模塊103。在具體使用時，將上遊參數獲取安裝在汽車發動機30與SCR箱40之間，檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值。其中，上遊NOX獲取子模塊101可以為NOX傳感器，實時檢測廢氣中的NOX含量值；也可以為連接ECU的計算單元，根據發動機的工況通過MAP表確定廢氣中的NOX含量值。上遊廢氣質量流速獲取子模塊103可以為流速傳感器或通過ECU工況計算廢氣質量流速的計算單元。最後，將檢測到的結果值發送到老化修正模塊20。
[0064]本實施例中的老化修正模塊20與SCR箱40連接。根據接收到的上遊參數獲取模塊10發送的結果值確定本次SCR箱40中尿素的目標噴射量。再根據接收到的上遊廢氣溫度傳感器102的結果值計算確定SCR箱40的老化程度。其中，計算確定SCR箱40的老化程度可以優先採用歷史累計溫度檢測方法。在得到SCR箱40的老化程度後，根據對應的老化修正值來調整SCR箱40中尿素的目標噴射量。
[0065]在本實施例中，包括:上遊參數獲取模塊和老化修正模塊。其中，上遊參數獲取模塊包括:上遊NOX獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOX的含量值。上遊廢氣溫度傳感器，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣的溫度值。上遊廢氣質量流速獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣的質量流速值。老化修正模塊，用於根據NOX的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定SCR箱中尿素的目標噴射量。通過使用本系統，可以結合發動機產生的廢氣的具體情況來確定SCR箱中催化劑的老化情況，根據計算得到的結果修正SCR箱中尿素的噴射量，減少尿素的多餘用量和下遊中尿素排放所造成的二次汙染。
[0066]參見圖2，該圖為本發明提供的一種SCR排放控制系統第二實施例的原理框圖。
[0067]在本實施例中，所述老化修正模塊20，包括:理論噴射量計算子模塊201、老化修正係數子模塊202和老化噴射修正子模塊203。
[0068]所述理論噴射量計算子模塊201，用於根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值確定所述SCR箱中尿素的理論噴射量。
[0069]所述老化係數修正子模塊202，用於根據所述NOx的含量值和廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數。
[0070]所述老化噴射修正子模塊203，用於根據所述SCR箱的理論噴射量和老化修正係數確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
[0071]本實施例中，在老化修正模塊20中包括有理論噴射量計算子模塊201、老化修正係數子模塊202和老化噴射修正子模塊203三個子模塊。
[0072]首先，由理論噴射量計算子模塊201根據獲取到的上遊廢氣中NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值，結合理論公式計算SCR箱40中尿素的理論噴射量。該計算結果可以只是根據化學反映的用量來計算得到的尿素的噴射用量，不考慮SCR箱40的累積老化因素等。
[0073]在實際使用中，SCR箱40的老化因素有很多種，其中最主要的老化因素是催化劑在高溫情況下使用導致的催化特性改變。發動機所排放的廢氣溫度越高，催化劑的特性改變越大，SCR箱的老化速度越快。
[0074]因此，老化係數修正子模塊202根據接收到的上遊廢氣中的溫度值確定SCR箱40的老化程度。
[0075]最後，老化噴射修正子模塊203，將計算得到的SCR箱40的理論噴射量與老化修正係數相乘，得到經過老化修正的SCR箱40中尿素的目標噴射量。
[0076]在本實施例中，老化修正模塊包括:理論噴射量計算子模塊、老化修正係數子模塊和老化噴射修正子模塊。其中，理論噴射量計算子模塊用於根據NOX的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值確定SCR箱中尿素的理論噴射量，老化係數修正子模塊用於根據NOx的含量值和廢氣的溫度值，確定SCR箱的老化修正係數，老化噴射修正子模塊用於根據SCR箱的理論噴射量和老化修正係數確定SCR箱中尿素的目標噴射量。通過使用以上系統，可以計算得到SCR箱的老化程度，將通過老化係數來修正SCR箱中尿素的噴射量，減少尿素的多餘噴射和下遊中尿素排放所造成的二次汙染。
[0077]本實施例為本發明提供的一種SCR排放控制系統的第三實施例。
[0078]在本實施例中，所述老化係數修正子模塊202中根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數，具體為:
[0079]根據所述廢氣的溫度值確定所述SCR箱的當前老化影響值。
[0080]根據所述當前老化影響值和歷史累計老化影響值確定所述SCR箱的老化修正係數。所述歷史累計老化影響值是所述當前老化影響值的歷史累計值。
[0081]由於SCR箱中的催化劑容易受到高溫廢氣的影響產生老化的情況，因此可以根據實時檢測得到的廢氣的溫度值確定當前廢氣的當前老化影響值。該當前老化影響值是指當前廢氣在SCR箱中進行化學反映，對SCR箱中催化劑造成老化的影響值。
[0082]之後，老化係數修正子模塊根據所述廢氣的溫度值確定所述SCR箱的當前老化影響值。具體的，可以根據預先設置的老化影響曲線或查找老化影響值表，確定當前廢氣對SCR箱所造成的老化影響值。例如:
[0083]
【權利要求】
1.一種SCR排放控制系統，其特徵在於，包括: 上遊參數獲取模塊和老化修正模塊； 所述上遊參數獲取模塊包括:上遊NOX獲取子模塊、上遊廢氣溫度傳感器和上遊廢氣質量流速獲取子模塊； 所述上遊NOX獲取子模塊，用於檢測上遊未經過SCR箱處理的廢氣中NOx的含量值； 所述上遊廢氣溫度傳感器，用於檢測所述上遊未經過所述SCR箱處理的廢氣的溫度值； 所述上遊廢氣質量流速獲取子模塊，用於檢測所述上遊未經過SCR箱處理的廢氣的質量流速值； 所述老化修正模塊，用於根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述老化修正模塊，包括:理論噴射量計算子模塊、老化修正係數子模塊和老化噴射修正子模塊； 所述理論噴射量計算子模塊，用於根據所述含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值確定所述SCR箱中尿素的理論噴射量； 所述老化係數修正子模塊，用於根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數；所述老化噴射修正子模塊，用於根據計算得到的所述SCR箱的理論噴射量和老化修正係數確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數，具體為: 根據所述廢氣的溫度值確定所述SCR箱的當前老化影響值； 根據所述當前老化影響值和歷史累計老化影響值確定所述SCR箱的老化修正係數；所述歷史累計老化影響值是所述當前老化影響值的歷史累計值。
4.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特徵在於，還包括:噴嘴堵塞修正模塊和下遊NOx傳感器； 所述下遊NOx傳感器，用於實時檢測經過SCR箱處理後的下遊廢氣中NOx的含量值； 所述噴嘴堵塞修正模塊，包括:堵塞係數計算子模塊和噴射修正子模塊； 所述堵塞係數計算子模塊，用於根據所述下遊NOJ#感器檢測到的NOx的含量值和所述SCR箱中尿素的目標噴射量進行比較，確定所述SCR箱中的尿素噴嘴的堵塞程度，根據所述堵塞程度，確定所述SCR箱中噴嘴堵塞的修正值； 所述噴射量計算子模塊，用於根據所述噴嘴堵塞的修正值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
5.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特徵在於，還包括:噴射量比例積分模塊； 所述噴射量比例積分模塊，用於對所述尿素的目標噴射量進行比例積分，所述SCR箱按照所述比例積分後的目標噴射量進行尿素噴射。
6.—種SCR排放控制方法,其特徵在於,包括: 獲取上遊未經過SCR箱處理的廢氣的溫度值、廢氣的質量流速值和所述廢氣中NOx的含量值； 根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流速值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量，具體為: 根據所述NOx的含量值、廢氣的溫度值和廢氣的質量流量值確定所述SCR箱中尿素的理論噴射量； 根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數； 根據計算得到的所述SCR箱的理論噴射量和老化修正係數確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述根據廢氣的溫度值，確定所述SCR箱的老化修正係數，具體為: 根據所述廢氣的溫度值確定所述SCR箱的當前老化影響值； 根據所述當前老化影響值和歷史累計老化影響值確定所述SCR箱的當前的老化修正係數；所述歷史累計老化影響值是所述當前老化影響值的歷史累計值。
9.根據權利要求6-8任一項所述的方法，其特徵在於，還包括: 根據所述目標噴射量向所述廢氣噴射尿素； 檢測經過SCR箱處理後的下遊廢氣中NOx的含量值； 將所述下遊廢氣中NOx的含量值和所述SCR箱中尿素的目標噴射量進行比較，確定所述SCR箱中的尿素噴嘴的堵塞程度； 根據所述堵塞程度對應的堵塞修正值，確定所述SCR箱中尿素的目標噴射量。
10.根據權利要求6-8任一項所述的方法，其特徵在於，還包括: 對所述尿素的目標噴射量進行比例積分，按照所述比例積分後的目標噴射量進行尿素噴射。
【文檔編號】F01N9/00GK104005824SQ201410227489
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】劉興義, 李大明, 李棟, 武迎迎 申請人:濰柴動力股份有限公司