CN101818679A - 车用scr系统闭环控制系统及相关控制方法 - Google Patents

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郝庆军
丰彪
范俊岩
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Abstract

本发明涉及一种车用SCR系统闭环控制系统，包括SCR催化转化器、尿素喷头、尿素计量喷射控制器和NH3浓度检测装置，SCR催化转化器包括壳体和设置在壳体中的串联的NOx催化转化器与NH3催化氧化器，尿素喷头与尿素计量喷射控制器信号连接并设置在NOx催化转化器的上游，NH3浓度检测装置与尿素计量喷射控制器信号连接并设置在NOx催化转化器与NH3催化氧化器之间，较佳地，尿素喷头和NH3浓度检测装置均安设在壳体中，尿素计量喷射控制器包括控制单元和设定值设定修改单元，NH3浓度检测装置是NH3传感器，还提供了相关控制方法，本发明的控制系统设计巧妙，结构简洁，成本低廉，响应速度快，可有效提高尾气中NOx的转化效率，适于大规模推广应用。

Description

车用SCR系统闭环控制系统及相关控制方法
技术领域
本发明涉及车辆尾气后处理技术领域，特别涉及车用SCR系统闭环控制技术领域，具体是指一种车用SCR系统闭环控制系统及相关控制方法。
背景技术
目前，国外关于车辆尾气后处理的成熟技术可分为两类：
1、SCR系统开环控制：其缺点在于需要大量的标定工作，花费大量人力物力，且其控制精度受外界因素影响较大，很难进一步提高；
2、NOx传感器闭环控制；如图1所示，SCR催化转化器包括壳体11和设置在壳体11中的串联的NOx催化转化器12与NH3催化氧化器13，尿素喷头14设置在壳体11中并位于NOx催化转化器12的上游，NOx传感器15设置在壳体11中并位于NH3催化氧化器13的下游，尿素喷头14和NOx传感器15分别与尿素计量喷射控制器16信号连接，尿素喷头14喷出尿素(主要是NH3)，NH3经过NOx催化转化器12反应，形成氮气和水，在这个反应过程中，尿素的喷入量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷入量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染，因此，通过利用NOx传感器15直接测量发动机尾气中的NOx含量，对尿素喷射系统进行控制，但是价格昂贵，响应相对较慢。
因此，需要一种车用SCR系统闭环控制系统，其成本低廉，响应速度快。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种车用SCR系统闭环控制系统及相关控制方法，该控制系统设计巧妙，结构简洁，成本低廉，响应速度快，可有效提高尾气中NOx的转化效率，适于大规模推广应用。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种车用SCR系统闭环控制系统，包括SCR催化转化器、尿素喷头和尿素计量喷射控制器，所述SCR催化转化器包括壳体和设置在所述壳体中的串联的NOx催化转化器与NH3催化氧化器，所述尿素喷头与所述尿素计量喷射控制器信号连接并设置在所述NOx催化转化器的上游，其特点是，所述车用SCR系统闭环控制系统还包括NH3浓度检测装置，所述NH3浓度检测装置与所述尿素计量喷射控制器信号连接并设置在所述NOx催化转化器与所述NH3催化氧化器之间。
较佳地，所述尿素喷头和所述NH3浓度检测装置均安设在所述壳体中。
较佳地，所述尿素计量喷射控制器包括控制单元和设定值设定修改单元，所述设定值设定修改单元、所述尿素喷头和所述NH3浓度检测装置分别与所述控制单元信号连接。
较佳地，所述NH3浓度检测装置是NH3传感器。
在本发明的第二方面，提供了一种上述的车用SCR系统闭环控制系统的控制方法，其特点是，包括以下步骤：
(1)利用所述NH3浓度检测装置检测所在位置的NH3浓度，并将所述NH3浓度发送至所述尿素计量喷射控制器；
(2)将所述NH3浓度与所述尿素计量喷射控制器中的设定值进行比较：
(a)如果所述NH3浓度低于所述设定值，所述尿素计量喷射控制器控制所述尿素喷头加大尿素喷射量；
(b)如果所述NH3浓度高于所述设定值，所述尿素计量喷射控制器控制所述尿素喷头减少尿素喷射量。
较佳地，所述尿素计量喷射控制器包括控制单元和设定值设定修改单元，所述设定值设定修改单元、所述尿素喷头和所述NH3浓度检测装置分别与所述控制单元信号连接，所述设定值通过所述设定值设定修改单元进行设定修改，所述控制单元接收所述NH3浓度、将所述NH3浓度和所述设定值进行比较并根据比较结果控制所述尿素喷头动作。
较佳地，所述NH3浓度检测装置是NH3传感器。
本发明的有益效果具体如下：
1、本发明通过NH3浓度检测装置来检测尾气中的NH3含量，并将该值与设定值进行比较，从而尿素计量喷射控制器根据比较结果控制尿素喷头的动作，设计巧妙，结构简洁，成本低廉，响应速度快，可有效提高尾气中NOx的转化效率，适于大规模推广应用；
2、本发明的尿素计量喷射控制器中的设定值可修改，以适应各种实际情况和要求，使用方便灵活，适于大规模推广应用。
附图说明
图1是现有技术的车用SCR系统闭环控制系统的结构示意图。
图2是本发明的车用SCR系统闭环控制系统的一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参见图2所示，本发明的车用SCR系统闭环控制系统，包括SCR催化转化器、尿素喷头1、尿素计量喷射控制器2和NH3浓度检测装置3，所述SCR催化转化器包括壳体4和设置在所述壳体4中的串联的NOx催化转化器5与NH3催化氧化器6，所述尿素喷头1与所述尿素计量喷射控制器2信号连接并设置在所述NOx催化转化器5的上游，所述NH3浓度检测装置3与所述尿素计量喷射控制器2信号连接并设置在所述NOx催化转化器5与所述NH3催化氧化器6之间。
在本发明的具体实施例中，所述尿素喷头1和所述NH3浓度检测装置3均安设在所述壳体4中。所述NH3浓度检测装置3是NH3传感器。
较佳地，所述尿素计量喷射控制器2包括控制单元(未示出)和设定值设定修改单元(未示出)，所述设定值设定修改单元、所述尿素喷头1和所述NH3浓度检测装置3分别与所述控制单元信号连接。在本发明的具体实施例中，所述NH3传感器与所述控制单元信号连接并设置在所述NOx催化转化器5与所述NH3催化氧化器6之间。
上述的车用SCR系统闭环控制系统的控制方法，包括以下步骤：
(1)利用所述NH3浓度检测装置3检测所在位置的NH3浓度，并将所述NH3浓度发送至所述尿素计量喷射控制器2；
(2)将所述NH3浓度与所述尿素计量喷射控制器2中的设定值进行比较：
(a)如果所述NH3浓度低于所述设定值，所述尿素计量喷射控制器2控制所述尿素喷头1加大尿素喷射量；
(b)如果所述NH3浓度高于所述设定值，所述尿素计量喷射控制器2控制所述尿素喷头1减少尿素喷射量。极端情况是将尿素喷射量减少到0，即可以暂时停止喷射，以迅速较小NH3浓度。
所述NH3浓度检测装置3可以是任何合适的检测NH3浓度的装置。在本发明的具体实施例中，所述NH3浓度检测装置3是NH3传感器。
设定值可以固定，即在制造所述尿素计量喷射控制器2时设定，制造好以后不能进行更改；设定值也可以不固定，即也所述尿素计量喷射控制器2制造好以后可以随时更改。较佳地，所述尿素计量喷射控制器2包括控制单元(未示出)和设定值设定修改单元(未示出)，所述设定值设定修改单元、所述尿素喷头1和所述NH3浓度检测装置3分别与所述控制单元信号连接，所述设定值通过所述设定值设定修改单元进行设定修改，所述控制单元接收所述NH3浓度、将所述NH3浓度和所述设定值进行比较并根据比较结果控制所述尿素喷头1动作。在本发明的具体实施例中，所述NH3传感器与所述控制单元信号连接并设置在所述NOx催化转化器5与所述NH3催化氧化器6之间。
本发明针对技术背景中提到的国外控制技术的缺点，以及为了填补国内该方面的空白，研发了上述采用NH3浓度检测装置3的车用SCR系统闭环控制系统及相关控制方法实现车用SCR系统闭环控制，从而降低NH3的浓度。相比已有技术，本发明的特点在于：控制更加简单，成本更低，可有效提高尾气中NOx的转化效率，并抑制NH3的泄漏。
综上，本发明的车用SCR系统闭环控制系统设计巧妙，结构简洁，成本低廉，响应速度快，可有效提高尾气中NOx的转化效率，适于大规模推广应用。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种车用SCR系统闭环控制系统，包括SCR催化转化器、尿素喷头和尿素计量喷射控制器，所述SCR催化转化器包括壳体和设置在所述壳体中的串联的NOX催化转化器与NH3催化氧化器，所述尿素喷头与所述尿素计量喷射控制器信号连接并设置在所述NOX催化转化器的上游，其特征在于，所述车用SCR系统闭环控制系统还包括NH3浓度检测装置，所述NH3浓度检测装置与所述尿素计量喷射控制器信号连接并设置在所述NOX催化转化器与所述NH3催化氧化器之间。
2.根据权利要求1所述的车用SCR系统闭环控制系统，其特征在于，所述尿素喷头和所述NH3浓度检测装置均安设在所述壳体中。
3.根据权利要求1所述的车用SCR系统闭环控制系统，其特征在于，所述尿素计量喷射控制器包括控制单元和设定值设定修改单元，所述设定值设定修改单元、所述尿素喷头和所述NH3浓度检测装置分别与所述控制单元信号连接。
4.根据权利要求1所述的车用SCR系统闭环控制系统，其特征在于，所述NH3浓度检测装置是NH3传感器。
5.一种根据权利要求1或2所述的车用SCR系统闭环控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用所述NH3浓度检测装置检测所在位置的NH3浓度，并将所述NH3浓度发送至所述尿素计量喷射控制器；
(2)将所述NH3浓度与所述尿素计量喷射控制器中的设定值进行比较：
(a)如果所述NH3浓度低于所述设定值，所述尿素计量喷射控制器控制所述尿素喷头加大尿素喷射量；
(b)如果所述NH3浓度高于所述设定值，所述尿素计量喷射控制器控制所述尿素喷头减少尿素喷射量。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述尿素计量喷射控制器包括控制单元和设定值设定修改单元，所述设定值设定修改单元、所述尿素喷头和所述NH3浓度检测装置分别与所述控制单元信号连接，所述设定值通过所述设定值设定修改单元进行设定修改，所述控制单元接收所述NH3浓度、将所述NH3浓度和所述设定值进行比较并根据比较结果控制所述尿素喷头动作。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述NH3浓度检测装置是NH3传感器。
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