[發明專利]一種即插即用的尿素噴射控制方法及系統

有效

• 申請號: 201210533097.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103046989A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張素英;陶建忠;王意寶;王奉雙;張建華;苗壘
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及發動機尾氣處理技術領域，特別涉及一種即插即用的尿素噴射控制方法及系統。

背景技術

選擇性催化還原（SCR，Selective?Catalytic?Reduction）技術是消除柴油機排氣中氮氧化物的主要后處理技術之一。

根據功能SCR系統主要分為控制單元、尿素劑量單元和催化反應單元三部分。

SCR系統的控制單元與發動機的控制單元（ECU）集成在一起，主要用于執行SCR控制策略，并根據環境溫度、排氣溫度、尿素液位、尿素溫度、尿素壓力、氮氧化物（NOx）濃度等傳感器信號控制尿素劑量單元，以使尿素劑量單元根據需求定時定量地將尿素溶液噴射到排氣氣流中；尿素劑量單元主要包括尿素箱、尿素供給單元、尿素噴射單元、加熱組件及連接管路和線路，保證尿素溶液的充分霧化和分解；催化反應單元主要包括SCR催化劑及其封裝，用于將柴油機排氣中的主要有害成分氮氧化物還原為氮氣和水。

SCR系統基本工作原理：排氣從增壓器渦輪流出后進入排氣管中，同時由安裝在排氣管上的尿素噴射單元將定量的尿素水溶液以霧狀形態噴入排氣管中，尿素液滴在高溫廢氣作用下發生水解和熱解反應，生成所需要的還原劑氨氣（NH3），氨氣（NH3）在催化劑的作用下將柴油機排氣中的主要有害成分氮氧化物（NOx）有選擇性地還原為氮氣（N2）。有時為了防止過多的氨氣（NH3）逃逸造成二次污染，還需要在SCR催化劑后方設置促使氨氣（NH3）氧化成氮氣（N2）的催化劑。

尿素的分子式為NH2CONH2，加水H2O后在高溫下分解成NH3和CO2，此反應不需要催化條件即可完成：

NH₂CONH₂+H₂O→2NH₃+CO₂????（1）

在SCR催化器中的NH3和排氣中的NO、NO2反應產生N2和H2O：

2NO+2NO₂+4NH₃→4N₂+6H₂O????（2）

4NO+O₂+4NH₃→4N₂+6H₂O????（3）

2NO₂+O₂+4NH₃→3N₂+6H₂O????（4）

為防止發動機整個使用過程中氨氣的泄露，有時需要在SCR催化器之后設置消除氨氣的催化器，在這個催化器中NH3與O2反應生成N2和H2O：

4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O????（5）

現有技術中的后處理系統的尿素噴射控制單元（DCU，Dosing?ControlUnit）是與發動機的電控單元ECU相互獨立的。后處理系統所需要的尿素噴射量等信息存儲在DCU中，DCU根據發動機信號進行計算，獲得需要的尿素噴射量，同時根據環境溫度、排氣溫度、尿素液位、尿素溫度、尿素壓力、NOx濃度等傳感器信號控制尿素劑量單元，根據需求定時定量地將尿素溶液噴射到排氣氣流中。

但是，以上技術中，由于發動機機型和原機（不包括后處理系統的發動機系統）排放的不同，導致DCU與尿素噴射量相關的后處理數據（例如轉化效率等）也有所不同，SCR系統DCU數據與發動機的ECU數據必須一一對應，如果發動機ECU中與排放性能相關的數據出現變化，DCU中數據也需要重新標定；如果進行不同型號的后處理系統（包括DCU）的切換，則需要對切換后的DCU中的排放數據進行重新標定。這樣將增加DCU標定工作以及下線刷寫（EOL）帶來的數據管理問題，同時帶來后續生產過程中后處理系統數據的變更問題，給生產帶來不便。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種即插即用的尿素噴射控制方法及系統，不需要對DCU中的后處理數據進行重新標定，可以直接切換使用，從而實現了即插即用的模式，為生產和后續管理帶來了極大的便利。

本發明實施例提供一種即插即用的尿素噴射控制方法，包括：

發動機的電控單元ECU根據發動機轉速、循環燃油噴射量、發動機排放中氮氧化物濃度和廢氣流量計算需要噴射的尿素噴射量；并將計算的尿素噴射量通過CAN總線發送給尿素噴射控制單元DCU；

所述尿素噴射控制單元DCU根據接收的所述尿素噴射量控制尿素的噴射。