[發明專利]一種SCR系統催化箱故障檢測方法

有效

• 申請號: 201310723230.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN104153858A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 仇滔;龐永江;熊飄洋;岳廣照;劉興華
• 申請（專利權）人: 北京大學工學院包頭研究院
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明公開了一種柴油機SCR系統催化箱故障檢測方法，特別是一種涉及基于溫度變化的柴油機SCR系統催化箱故障檢測方法。

背景技術

為了達到越來越嚴格的汽車尾氣排放法規，大多數柴油發動機廠家都開始采用燃油噴射控制、增壓中冷等方式降低PM污染物排放水平，再利用SCR技術降低柴油機尾氣中增多的NOx含量，從而最終達到滿足排放法規的要求。

柴油機SCR技術一般是通過柴油機ECU根據發動機進氣量、實際噴油量和發動機狀態標定出SCR催化箱前發動機尾氣中NOx的濃度，電控單元ECU根據標定出的NOx濃度控制尿素水溶液的噴射量。同時借助安裝在SCR催化箱后端的排氣管上的NOx傳感器，檢測經過SCR催化箱后的廢氣中NOx的濃度數據，ECU根據檢測到的NOx濃度數據修正尿素噴射量計算模型，借以適應SCR催化箱老化對SCR系統效果的影響，從而最終達到排放法規要求的NOx排放水平。

NOx傳感器成為現有柴油機SCR技術的關鍵部件，但NOx傳感器價格昂貴，且不能通過NOx測量值有效檢測出SCR催化箱是否失效，容易出現為了降低SCR催化箱后端廢氣中NOx含量而增大尿素溶液噴射量的情況，形成NH₃過多并泄露到大氣中，造成二次污染。為了避免上述SCR催化箱失效后NH₃泄露造成二次污染的問題，提供一種實用性高，性能穩定的檢測方法，及時發現柴油機SCR系統催化箱故障成為亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上面提到的問題，及時發現柴油機SCR系統催化箱故障，本發明提供了一種SCR系統催化箱故障檢測方法，所述的內燃機SCR系統包括連接內燃機排氣口的前排氣管8，SCR催化反應箱5和后排氣管9，前排氣管連接SCR催化箱的進口，后排氣管連接SCR催化箱的出口，在前排氣管與SCR催化箱連接處安裝有尿素噴嘴4和上游排氣溫度傳感器6，在SCR催化箱與后排氣管連接處后端安裝有下游排氣溫度傳感器7，上游排氣溫度傳感器6和下游排氣溫度傳感器7均與電控單元1連接。具體的，上游排氣溫度傳感器6的測量值為T₁，下游排氣溫度傳感器7的測量值為T₂，具體的故障檢測方法包括以下步驟：

電控單元讀取上游排氣溫度值T₁，根據T₁電控單元讀取存儲的內燃機相應工況下標定的SCR箱上游排氣溫度T_1標；電控單元讀取上游排氣溫度值T₂，根據T₂電控單元讀取存儲的內燃機相應工況下標定的SCR箱上游排氣溫度T_2標；

如果在一個駕駛循環的連續t時間內，所測量得到的T₂?小于內燃機相同狀態下的T_2標?一定范圍值α，即（T₂?-T_2標）<α,則SCR箱故障檢測因子β值加1，然后退出本次檢測；若在連續t時間內（T₂-T_2標）數據的不超過范圍值α，則退出本次駕駛循環中的檢測；在n個連續的駕駛循環后，若SCR箱故障檢測因子β值累加到γ（<=n），則在尿素泵2、噴嘴4、上、下游排氣溫度傳感器（6、7）正常工作情況下，則判定SCR箱已經發生故障。

經過大量實驗驗證，得到內燃機排氣系統熱平衡模型，內燃機排氣系統中，未噴射尿素水溶液時，SCR催化箱5后端排氣管9測量的排氣溫度曲線a，噴射尿素水溶液且SCR催化箱5有效情況下排氣溫度曲線b，噴射尿素水溶液且SCR催化箱5失效情況下排氣溫度曲線c，噴射等量純水時SCR催化箱5后端排氣管9測量的排氣溫度曲線d。

所述的SCR催化箱故障檢測條件以催化箱體內溫度來界定，通常情況下可以根據SCR催化箱前上游排氣溫度值來替代，即上游排氣溫度T₁連續m時間超過x℃、發動機工況穩定時滿足檢測條件，m、x均有整車標定試驗決定，具體為x大于230℃同時小于550℃。

所述的電控單元中存儲有多組內燃機臺架試驗和整車試驗時標定的上游排氣溫度T_1標和下游排氣溫度?T_2標。

在所述一個駕駛循環內，連續時間t由內燃機臺架試驗和整車試驗決定，根據不同的內燃機和整車連續時間t值存在變化。

所述的T₂?和T_2標?的一定范圍值α由內燃機臺架試驗和整車試驗決定，根據不同的內燃機和整車該α值存在變化。