[發明專利]一種尿素噴射量的控制方法和系統

無效

• 申請號: 201210002006.3
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102518496A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 孫少軍;劉穎帥;張軍;胡廣地
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李秋香;逯長明

技術領域

本發明涉及控制技術領域，特別涉及一種尿素噴射量的控制方法和系統。

背景技術

目前，國內外柴油機后處理的技術可分為兩類：

一是SCR開環控制，需要大量的標定工作，且受外界因素影響較大。

開環控制系統調整SCR尿素噴射量的準確程度受后處理系統技術情況和控制程序及數據的限制。由于應用開環控制方式的控制系統所執行的程序及控制數據時按照技術狀況最好的樣機的測試結果制定的，因此如果實際使用的發動機的技術狀況和樣機不一樣，而尿素噴射量仍按制造廠家固化在ROM中的控制數據調整的話，實際調整的結果可能不是該發動機目前情況的理想調整。另外開環系統無法將影響尿素噴射量的其它控制參數一一兼顧，因此很難達到準確的控制。

二是基于NOX傳感器的SCR閉環控制。

采用閉環控制系統能夠根據發動機技術狀況的變化程度進行相應的補償，縮小這種變化所帶來的控制差異。閉環控制系統能根據控制結果的變化，相應調整輸出控制量值的大小，從而實現較好的控制效果。

現有基于NO_X傳感器的SCR閉環控制系統如圖1所示，SCR催化器包括殼體5、設置在殼體5中串聯的NO_X催化轉化器3和NH₃催化氧化器4。尿素噴嘴1設置在殼體5中并位于NO_X催化轉化器3的上游，NO_X傳感器6設置在殼體5中并位于NH₃催化氧化器4的下游，尿素噴嘴1和NO_X傳感器6分別與控制器2連接。尿素噴嘴1噴出尿素溶液，受熱分解出NH₃，氨氣在SCR催化劑的作用下與NO_X發生反應，生成氮氣和水，從而達到凈化NO_X的目的。若尿素噴射量大，會使排氣中的NH₃增多，噴射量過小，則NO_X不能充分凈化，因此現有基于NO_X傳感器的SCR閉環控制系統直接利用NO_X傳感器測量排氣中的NO_X含量，以修正尿素噴射量。

由于NO_X傳感器響應時間較長，不利于及時調整控制參數，且NO_X傳感器價格昂貴。

當尿素溶液不達標準，就會導致尿素噴射量不準確，從而使得NOx不達標污染大氣及氨氣泄露污染大氣的現象。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種尿素噴射量的控制方法和系統，克服由于尿素水溶液不達標準導致尿素噴射量不準確，NOX不達標污染大氣及氨氣泄露污染大氣的現象。

本發明提供一種尿素噴射量的控制方法，所述方法包括：

確定當前尿素溶液的濃度；

將所述當前尿素溶液的濃度與標準尿素溶液的濃度比較，得到修正系數；

根據所述修正系數和當前尿素的需求量，計算得到修正后的尿素噴射量；

根據所述修正后的尿素噴射量控制尿素噴射系統噴射尿素。

優選地，所述控制噴射系統噴射尿素的步驟，具體為控制調節尿素噴嘴的通電時間和周期。

優選地，所述確定當前尿素溶液的濃度的步驟包括：

超聲波收發器產生超聲波；

處理器內的定時器開始定時；

經過時間t，所述超聲波收發器接收到反射器反射的超聲波；

根據尿素箱的長度L計算出傳播速度ν；

由濃度函數C＝f(ν，T)，根據速度、溫度與尿素濃度對應表，得出當前尿素的濃度；

其中，T是溫度和ν速度。

優選地，確定所述當前尿素的需求量，具體包括：

根據當前工況和NOx傳感器修正信號確定原始NOx排放量；

根據化學方程計算需要的NH3量；

根據NOx的轉換效率計算應加入的氨氣總量；

根據氨氣量確定當前尿素的需求量。

本發明還提供一種尿素噴射量的控制系統，其特征在于，所述系統包括：

第一計算單元，用于確定尿素箱尿素濃度；

修正系數確定單元，用于將所述當前尿素溶液的濃度與標準尿素溶液的濃度比較，得到修正系數；

第二計算單元，用于根據所述修正系數和當前尿素的需求量，計算得到修正后的尿素噴射量；

控制單元，用于根據所述修正后的尿素噴射量，控制尿素噴射系統噴射尿素。

優選地，所述控制單元具體控制調節尿素噴嘴的通電時間和周期。