[發(fā)明專(zhuān)利]相對(duì)獨(dú)立的選擇性催化還原系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410572052.6
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104405484A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)艔?qiáng);胡建中;孔霞;林少豪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上汽依維柯紅巖商用車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01N9/00
• 分類(lèi)號(hào): F01N9/00;F01N3/20;F01N3/28
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 侯懋琪;寸南華

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發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到柴油重型汽車(chē)選擇性催化還原技術(shù)，特別涉及到一種相對(duì)獨(dú)立的選擇性催化還原系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為滿足國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重型汽車(chē)通常采用選擇性催化還原技術(shù)SCR對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體進(jìn)行還原處理，即發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣體在催化消聲器內(nèi)與尿素產(chǎn)生催化還原反應(yīng)，使氮?dú)溲趸锖偷镞€原成二氧化碳、氮?dú)夂退源私档推?chē)尾氣中氮氧化物的含量，滿足國(guó)Ⅳ的排放標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有技術(shù)選擇性催化還原系統(tǒng)通常采用發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECM實(shí)現(xiàn)對(duì)SCR系統(tǒng)的管理功能，包括SCR系統(tǒng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)管理、噴射系統(tǒng)管理、SCR系統(tǒng)監(jiān)控、SCR系統(tǒng)可靠性管理、SCR系統(tǒng)診斷管理和排放系統(tǒng)的診斷OBD管理。所述噴射系統(tǒng)管理又包括尿素泵壓力控制、尿素噴射控制和加熱系統(tǒng)控制。采用排氣后處理控制器DCU執(zhí)行噴射單元驅(qū)動(dòng)功能和噴射系統(tǒng)的信號(hào)采集及負(fù)載驅(qū)動(dòng)，所述噴射系統(tǒng)的信號(hào)采集及負(fù)載驅(qū)動(dòng)包括尿素液位、溫度、壓力和排氣溫度等信息采集，以及尿素泵和噴嘴的控制。并且，ECM安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，DCU安裝在選擇性催化還原系統(tǒng)（通常又稱為后處理系統(tǒng)）中，在ECM和DCU之間采用控制局域網(wǎng)CAN總線實(shí)現(xiàn)信息交互。可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)選擇性催化還原系統(tǒng)由ECM接收DCU傳來(lái)的尿素液位、溫度、壓力和排氣溫度等信息，向DCU發(fā)出控制指令，?DCU接收ECU的控制指令并驅(qū)動(dòng)選擇性催化還原系統(tǒng)的尿素泵和噴嘴，實(shí)施尿素液的噴射，使發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體在催化消聲器內(nèi)與尿素產(chǎn)生催化還原反應(yīng)，使氮?dú)溲趸锖偷镞€原成二氧化碳、氮?dú)夂退?，以此降低汽?chē)尾氣中氮氧化物的含量，滿足國(guó)Ⅳ的排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)目前我國(guó)重型汽車(chē)零部件生產(chǎn)的慣例，ECM由發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠負(fù)責(zé)組裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，DCU由后處理系統(tǒng)生產(chǎn)廠安裝在后處理系統(tǒng)中，然后，再由整車(chē)生產(chǎn)廠將發(fā)動(dòng)機(jī)和后處理系統(tǒng)安裝在重型汽車(chē)上，并對(duì)后處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。如果整車(chē)廠需要對(duì)后處理系統(tǒng)進(jìn)行任何改變或改進(jìn)（如軟件升級(jí)、調(diào)整標(biāo)定數(shù)據(jù)等）均需要后處理系統(tǒng)生產(chǎn)廠、發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠、ECM生產(chǎn)廠和DCU生產(chǎn)廠參與，不僅使得改進(jìn)周期長(zhǎng)、成本高，而且，由于技術(shù)壁壘等問(wèn)題，使得某些改進(jìn)難于實(shí)現(xiàn)。另外，由于排放相關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及部件較多，且與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)以及SCR電控系統(tǒng)直接相關(guān)，因此，當(dāng)其出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，很難劃分故障源，很難執(zhí)行相關(guān)的售后維護(hù)。顯然，現(xiàn)有技術(shù)選擇性催化還原系統(tǒng)的功能分布結(jié)構(gòu)存在著改變或改進(jìn)困難，維修或維護(hù)困難等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)選擇性催化還原系統(tǒng)的功能分布結(jié)構(gòu)存在的改變或改進(jìn)困難，維修或維護(hù)困難等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種相對(duì)獨(dú)立的選擇性催化還原系統(tǒng)。本發(fā)明相對(duì)獨(dú)立的選擇性催化還原系統(tǒng)將原來(lái)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECM實(shí)現(xiàn)的對(duì)選擇性催化還原技術(shù)SCR系統(tǒng)的管理功能改為由排氣后處理控制器DCU實(shí)現(xiàn)，所述對(duì)SCR系統(tǒng)的管理功能包括SCR系統(tǒng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)管理、噴射系統(tǒng)管理、SCR系統(tǒng)監(jiān)控、SCR系統(tǒng)可靠性管理、SCR系統(tǒng)診斷管理和排放系統(tǒng)診斷OBD管理；同時(shí)，ECM向DCU發(fā)送發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、環(huán)境溫度、進(jìn)氣壓力和實(shí)時(shí)油耗信息，DCU向ECM發(fā)送SCR系統(tǒng)故障信息，并且，由ECM根據(jù)SCR系統(tǒng)故障信息判斷和控制是否點(diǎn)亮排放故障報(bào)警燈MIL和是否激活扭矩限制功能。

進(jìn)一步的，所述選擇性催化還原技術(shù)SCR系統(tǒng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)管理是指DCU根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求在初始化狀態(tài)、尿素泵關(guān)閉狀態(tài)、吹掃狀態(tài)、注液狀態(tài)、噴射狀態(tài)和診斷狀態(tài)6個(gè)狀態(tài)之間跳轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述噴射系統(tǒng)管理包含尿素泵壓力控制、尿素噴射控制和加熱系統(tǒng)控制，其中，

尿素泵壓力控制：DCU在設(shè)定條件下，進(jìn)入注液狀態(tài)，DCU控制泵內(nèi)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，每次注液動(dòng)作持續(xù)30s，最多注液20次，直到壓力達(dá)到設(shè)定的壓力值為止，如果最終未預(yù)注成功，則發(fā)送預(yù)注失敗狀態(tài)信息；

尿素噴射控制：DCU通過(guò)CAN總線接收發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，依此計(jì)算出當(dāng)前的尿素噴射量，通過(guò)CAN總線將目標(biāo)尿素噴射量發(fā)送至尿素泵，在設(shè)定的排氣溫度條件下，尿素泵執(zhí)行噴射動(dòng)作；

加熱系統(tǒng)控制：DCU在接收到尿素溫度傳感器以及環(huán)境溫度傳感器信號(hào)后，控制驅(qū)動(dòng)尿素水加熱電磁閥打開(kāi)，引入發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液，或者控制尿素管加熱電阻絲，完成對(duì)尿素箱和尿素管的加熱。

進(jìn)一步的，所述選擇性催化還原技術(shù)SCR系統(tǒng)監(jiān)控是指DCU負(fù)責(zé)對(duì)SCR系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，包括，尿素管是否堵塞、尿素注液是否正常完成和加熱系統(tǒng)是否正常開(kāi)啟，并且，監(jiān)控環(huán)境狀態(tài)是否允許執(zhí)行排放。