[發明專利]一種基于氧傳感器的柴油機尿素噴射控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201210394738.1
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102900502A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 仇滔;雷艷;李旭初;彭璟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N11/00;F01N3/20
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

1.一種基于氧傳感器的尿素噴射控制裝置，其特征在于：其包括ECU（1），尿素箱（2），尿素泵（3），尿素噴嘴（4），SCR箱（5），SCR箱前排氣管（6），SCR箱后排氣管（7），SCR箱前氧傳感器（8），SCR箱后氧傳感器（9）；SCR箱（5）前端設置SCR箱前排氣管（6），后端設置有SCR箱后排氣管（7）；在SCR箱（5）的進口處設置有尿素噴嘴（4）；尿素噴嘴（4）連接至尿素泵（3），尿素泵（3）與尿素箱（2）相連；

在SCR箱前排氣管（6）和SCR箱后排氣管（7）上分別安裝有SCR箱前氧傳感器（8）和SCR箱后氧傳感器（9）；

ECU（1）和尿素箱（2）連接，獲取尿素箱的溫度、液位信息，控制尿素箱（2）的工作條件；ECU（1）和尿素泵（3）以及尿素噴嘴（4）連接，結合ECU（1）中的SCR箱（5）前后的NOx修正算法控制尿素泵（3）和尿素噴嘴（4）工作，實現對NOx反應的閉環控制；ECU（1）和SCR箱前氧傳感器（8）、SCR箱后氧傳感器（9）連接，獲取SCR箱前后的氧濃度信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于氧傳感器的尿素噴射控制裝置，其特征在于：ECU（1）是有尿素后處理系統的柴油機ECU，內有本發明所述的SCR箱前NOx修正算法；SCR箱后NOx修正算法。

3.根據權利要求1所述的一種基于氧傳感器的尿素噴射控制裝置，其特征在于：ECU（1）和尿素箱（2）通過線束連接。

4.根據權利要求1所述的一種基于氧傳感器的尿素噴射控制裝置，其特征在于：ECU（1）和尿素泵（3）以及尿素噴嘴（4）通過線束連接。

5.根據權利要求1所述的一種基于氧傳感器的尿素噴射控制裝置，其特征在于：ECU（1）和SCR箱前氧傳感器（8）、SCR箱后氧傳感器（9）通過線束連接。

6.權利要求1至權利要求5任一權利要求所述的一種基于氧傳感器的尿素噴射控制裝置的控制方法，其特征在于：由SCR箱前氧傳感器（8）將測得的SCR箱前氧濃度值傳入到ECU（1）中，由SCR箱后氧傳感器（9）將測得的SCR箱后氧濃度值傳入到ECU（1）中；再結合ECU（1）中可調用的根據發動機狀態標定的SCR箱前NOx濃度值標定量以及ECU1由輸入量進氣量、過量空氣系數、空燃比得到的進入氣缸的氧氣物質的量燃油物質的量ⁿfuel以及燃燒后廢氣物質的量ⁿexh；

由以上測量量SCR箱前氧濃度值SCR箱后氧濃度值以及ECU1調用量進入氣缸的氧氣物質的量燃油物質的量ⁿfuel、燃燒后廢氣物質的量ⁿexh計算出NOx濃度修正值：

vNOx,corr1=vNOx,calib+1.2[vO2,pos1,meas-nO2-(a+b4-c2)nfuelnexh]]]>

其中a、b、c代表柴油機所用燃油的化學分子式中C、H、O的原子數；用NOx濃度修正值修正尾氣中NOx濃度值，解決SCR箱前由于發動機老化導致的尾氣中NOx濃度與出廠標定不一致問題；

ECU1得到NOx濃度值修正量后，結合SCR箱前氧傳感器8、SCR箱后氧傳感器9的測量值以及SCR主反應4NO+O₂+4NH₃=4N₂+6H₂O可以計算出SCR反應的效率：

ηSCR=4(vO2,pos1,meas-vO2,pos2,meas)vNOx,corr1]]>

根據對柴油機SCR反應效率的要求來修正NH₃的噴射量，解決SCR箱反應效率不足的問題；由此實現基于SCR箱前后廢氣氧濃度的NH₃噴射量閉環控制。