[實用新型]基于NOx傳感器獨立的SCR系統控制裝置

有效

• 申請號: 201220257917.6
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN202611815U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 吳鋒;范漢茂;姚棟偉;甘旭波;凌鑫晨
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00;F01N3/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于發動機工程技術領域，涉及一種基于NOx傳感器獨立的SCR系統控制裝置。

背景技術

隨著汽車工業的快速發展，尾氣污染問題越來越突出，我國的排放法規（法規規定的第Ⅳ階段和第Ⅴ階段）也不斷嚴格，這就需要不斷的改進尾氣后處理技術，與EGR尾氣后處理技術相比，缸內優化燃燒+SCR尾氣后處理系統路線更具有優勢，不僅有利于燃油的經濟性，而且對硫的敏感性更低，更容易實現高的法規要求，SCR技術必將成為主流技術。

我國SCR技術仍然處于起步階段，還有許多問題有待去解決。由于目前NOx傳感器所測出的NOx濃度都是體積溶度，而尾氣的體積流量是無法直接進行測量的，所以現有的SCR尾氣后處理方案技術原理是通過與發動機電子控制器（ECU）通訊來判斷車輛的運行工況，直接查詢MAP圖進行判斷NOx排放量，根據NOx排放量在排氣道投放適量的添藍溶液，其與NOx進行還原反應，實現降低發動機尾氣的NOx排放的目的。由于與發動機電子控制器（ECU）進行通訊，對于SCR控制系統來說必須要對發動機接口參數進行匹配，這無疑是增加了SCR控制系統的開發的工作量以及與發動機的一一對應性，這對SCR控制系統的適用性受到了一定的限制。因此提出一種基于NOx傳感器獨立的SCR控制方法及控制裝置，可以有效的改善了SCR控制系統的適用性和開發的經濟性，可以很好的運用到發動機尾氣后處理中。

發明內容

本實用新型的目的是提出基于NOx傳感器獨立的SCR系統控制裝置，而不需要通過與發動機電子控制器（ECU）進行通訊來判斷NOx排量，可以直接通過信號采集單元獲取所需各種參數，再通過MCU控制單元計算所需噴射的添藍溶液的量，使NOx達到法規要求。

本實用新型包括信號采集單元、單片機及其外圍電路,控制裝置設有CAN總線接口，單片機通過CAN總線接口與尿素泵信號連接；信號采集單元實時采集發動機尾氣所處的狀態，并將采集的狀態傳輸給單片機。

所述的信號采集單元包括壓差傳感器、進口NOx傳感器、絕對壓強傳感器、進口溫度傳感器、出口溫度傳感器、出口NOx傳感器；所述壓差傳感器、進口NOx傳感器、絕對壓強傳感器、進口溫度傳感器依次設置在發動機與催化反應器之間的排氣管道上，并與單片機信號連接；所述的進口溫度傳感器靠近催化反應器，在催化反應器和進口溫度傳感器之間還設置有噴嘴，所述的噴嘴與尿素泵的出口連接。

在催化反應器之后的排氣管道上設置有出口溫度傳感器和出口NOx傳感器，所述的出口溫度傳感器、出口NOx傳感器與單片機信號連接。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型以單片機和信號采集單元為主體，完全獨立于發動機電子控制器的控制裝置，該裝置不需要通過與發動機的電子控制器進行通訊來獲取發動機工作狀態的數據來預測所需的添藍溶液的噴射量，而是直接通過信號采集單元來獲取尿素所需噴射量，并通過單片機CAN接口與尿素泵計量單元通訊來控制噴射添藍溶液所需量。這種方式不僅使得發動機的尾氣參數獲取簡單，而且解決了因不知道發動機電子控制器的CAN接口參數而無法實現隨意配置SCR系統的問題，可以不改變原有的發動機控制系統的設計，只需要在排氣管道上安裝六個傳感器就可以直接配置這一獨立的SCR控制裝置，完全與發動機電子控制器獨立。

附圖說明

圖1是SCR系統總體結構框圖。

圖2是本實用新型獨立控制裝置結構原理圖。

圖3是本實用新型計算所需添藍溶液量的方法原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是SCR系統的總體結構框圖。

該總體結構框圖由SCR系統本身固有的裝置和本實用新型的獨立SCR系統控制裝置組成，SCR系統本身固有的裝置包括尿素噴嘴5、尿素罐液位和溫度傳感器8、添藍溶液進液管9、添藍溶液回流管10、尿素罐11、尿素泵12、發動機15、SCR催化劑16。本實用新型的獨立SCR系統控制裝置包括壓差傳感器1、進口NOx傳感器2、絕對壓強傳感器3、進口溫度傳感器4、出口溫度傳感器6、出口NOx傳感器7、CAN總線13、獨立控制單元MCU?14。

圖2是本實用新型獨立控制裝置結構原理圖。

本實用新型獨立控制裝置包括單片機及外圍電路，其包括單片機基本系統、外部擴展存儲器，CAN總線接口電路，開關量、模擬量輸入接口，控制量輸出接口。