CN102278222A - 一种柴油机尾气后处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种柴油机尾气后处理系统及方法，该柴油机尾气后处理系统通过EGR阀将部分尾气重新送入柴油机内进行吸收转换，剩余的尾气中的氮氧化物通过SCR反应箱进行还原转换；调节EGR阀的开度，使尾气进入柴油机的气缸内，同时，调节SCR反应箱中尿素的喷射量，以使剩余尾气中的氮氧化物在SCR反应箱中的转换率达到预设SCR目标转换率，从而使排放的尾气中的氮氧化物的含量达到预设目标含量，也即该柴油机排放的尾气满足国家规定的尾气排放标准的要求。

Description

一种柴油机尾气后处理系统及方法

技术领域

本申请涉及进排气技术领域，特别是涉及一种柴油机尾气后处理系统及方法。

背景技术

随着国家对排放标准的要求越来越严厉，柴油机的排放仅仅靠其内部的净化功能已远远不能达到国家的排放标准。因此，柴油机的尾气后处理系统对柴油机的排放达标起着关键的作用。

目前，市面上的柴油机控制系统只能对尾气进行处理，或者，只能对进气进行控制，没有考虑进气与排气之间的相互影响。而柴油机实际工作过程中，进气量、喷油量及柴油机所处的工况对所排放的尾气的特性具有决定性的作用；同时，重新进入到柴油机内的尾气含量，将会对进气特性，以及尾气处理中尿素的喷射量产生影响。因此，为了对柴油机的排放标准进行精确的控制，必须同时考虑进气与排气的相互影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种柴油机尾气后处理系统及控制方法，以实现同时对柴油机的进气和尾气进行控制，技术方案如下：

一种柴油机尾气后处理系统，包括：排气再循环EGR阀、混合器、可变截面涡轮VGT增压器、选择性催化还原SCR反应箱、进气流量传感器及驱动控制单元DCU控制器，其中：

所述VGT增压器，用于将外界空气压缩后送入所述柴油机的气缸内；

所述进气流量传感器，设置在所述发动机的进气总管处，用于采集进入该发动机气缸内的当前进气总量；

所述EGR阀设置在所述柴油机的尾气排放管与混合器之间，用于将部分尾气重新送入所述柴油机内；

所述混合器，用于将经所述EGR阀进入的部分尾气及经所述VGT增压器进入的外界空气进行混合后送入所述柴油机内；

所述SCR反应箱，用于将未经过EGR阀的尾气进行还原反应，降低尾气中氮氧化物的含量；

所述DCU控制器，依据获得的所述柴油机的当前工况信息及所述当前进气总量，获取所述柴油机当前工况下排放的当前尾气中氮氧化物的总量，所述柴油机当前工况信息包括转速信息和喷油量信息；并利用该氮氧化物的总量、预设达标含量及预设SCR目标转换率，计算得到所述EGR阀的开度，调节所述EGR阀至计算得到的所述开度；且该DCU控制器控制所述SCR反应箱的还原效率达到所述预设SCR目标转换率，以及依据获得的所述喷油量信息调节所述VGT增压器的进气量。

优选的，上述的柴油机尾气后处理系统，还包括：安装在所述SCR反应箱的尾气输出口的氮氧化物传感器，用于采集从所述SCR反应箱中排出的尾气中氮氧化物的总量，并提供给所述DCU控制器；

所述DCU控制器根据接收到的所述氮氧化物提供的氮氧化物的总量信息，控制SCR反应箱中尿素的喷射量，以调节SCR反应箱中的还原效率。

优选的，所述DCU控制器包括：采集电路、模数转换电路、逻辑处理单元、驱动电路，其中：

所述采集电路，用于采集该系统的运行参数信息，该运行参数信息至少包括，当前进气量信息；

所述模数转换电路，与所述采集电路相连，用于将所述采集电路采集到的模拟信息转换为数字信息；

所述逻辑处理单元，与所述模数转换电路相连，用于依据所述模数转换电路提供的信息，产生相应的调节控制信号并提供给所述驱动电路；

所述驱动电路，用于接收到所述调节控制信号后，驱动所述EGR阀、所述VGT增压器及所述SCR反应箱工作。

优选的，所述逻辑处理单元包括：

获取单元，用于根据获得的所述柴油机的转速信息、喷油量信息和空气进气量，获得所述柴油机当前工况下排放的当前尾气中氮氧化物的含量；

计算单元，用于利用所述预设达标含量及预设SCR目标转换率，计算得到所述SCR反应箱所能转换的氮氧化物的含量，并利用获得的所述当前尾气中的氮氧化物的含量及所述SCR反应箱所能转换的氮氧化物的含量，计算得到EGR阀的开度值；

第一控制信号产生单元，用于依据所述EGR阀的开度值，产生调节所述EGR阀的控制信号；

第二控制信号产生单元，用于依据获得的所述喷油量信息，产生调节所述VGT增压器的控制信号；

第三控制信号产生单元，依据所述预设SCR目标转换率控制SCR反应箱的尿素含量，产生调节所述SCR反应箱内的尿素喷射量的控制信号。

优选的，所述SCR反应箱包括：尿素箱、尿素泵及SCR箱，尿素箱加热模块及尿素管加热模块，其中，

所述尿素箱，用于存储尿素溶液；

所述尿素泵的输入端通过尿素管与所述尿素箱连接，所述尿素泵的输出端通过喷嘴与所述SCR箱连接，该尿素泵用于将所述尿素箱中的尿素溶液提供给所述SCR箱；

所述尿素箱加热模块设置在所述尿素箱内，用于当尿素箱内的温度低于第一预设温度时，对所述尿素箱进行加热；

所述尿素管加热模块设置在所述尿素管上，用于当尿素管所处的温度低于第二预设温度时，对所述尿素管进行加热。

优选的，所述SCR反应箱还包括：设置所述尿素箱中的尿素温度传感器，用于采集所述尿素箱中尿素溶液的温度；环境温度传感器，用于检测尿素管所处环境的温度；

所述逻辑处理单元包括：尿素温度检测单元，用于在检测到所述尿素温度传感器提供的温度信息低于第一预设温度值时，向所述驱动电路发送尿素箱加热控制信号；环境温度检测单元，用于检测所述环境温度传感器提供的温度信息低于第二预设温度时，向所述驱动电路发送尿素管加热控制信号；

所述驱动电路包括尿素箱加热驱动电路，用于接收到所述尿素箱加热控制信号后，驱动所述尿素箱加热模块对所述尿素箱进行加热解冻；尿素管加热驱动电路，用于接收到所述尿素管加热控制信号后，驱动所述尿素管加热模块对所述尿素箱进行加热解冻。

优选的，所述SCR反应箱还包括，设置在所述尿素箱中的液位传感器，以及设置在所述尿素泵中的压力传感器；

所述逻辑处理单元还包括：尿素泵压力检测单元，用于在检测到所述压力传感器提供的压力信息高于预设压力值时，向所述驱动电路发送尿素泵启动控制信号；

尿素液位检测单元，用于在检测到所述液位传感器提供的所述尿素箱中的液位信息低于预设液位值时，发送报警信号；

所述驱动电路还包括：尿素泵驱动电路，用于接收到所述尿素泵启动控制信号后驱动所述尿素泵，将尿素箱中的尿素溶液喷射到所述SCR箱中。

优选的，上述的柴油机尾气后处理系统，还包括：通讯模块，用于与所述柴油机内的发动机电控单元进行通信，获得所述发动机的当前工况信息，该工况信息包括发动机的转速信息、喷油量信息及扭矩信息。

优选的，上述的柴油机尾气后处理系统，还包括：

监控保护模块，用于监控该柴油机尾气后处理系统的运行状态，并在该柴油机尾气后处理系统运行异常时，保证该柴油机尾气后处理系统的安全运行。

一种柴油机尾气后处理方法，包括：

获取该柴油机在当前工况下排放的当前尾气中的氮氧化物的含量；

利用所述氮氧化物的含量、预设达标含量及预设SCR目标转换率，获取废气再循环EGR阀的开度值，调节所述EGR阀至所述开度值；

调节SCR反应箱中尿素的喷射量，使所述SCR反应箱的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

优选的，所述获取该柴油机在当前工况下排放的当前尾气中的氮氧化物的含量，具体包括：

利用获得的所述柴油机的转速信息和喷油量信息，获取所述柴油机当前工况下氮氧化物的浓度；

利用获得的所述柴油机的喷油量信息和空气进气量信息，获取所述柴油机当前工况下的尾气排放量；

根据所述氮氧化物的浓度和所述尾气排放量，计算得到所述柴油机的当前尾气中的氮氧化物的含量。

优选的，所述获取废气再循环EGR阀的开度值，具体包括：

利用所述预设达标含量及所述预设SCR目标转换率，计算得到所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量；

利用所述当前尾气的氮氧化物的含量和所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量，计算得到需要被所述EGR阀吸收的氮氧化物的含量；

根据所述被EGR阀吸收的氮氧化物的含量，获得所述EGR阀的开度值。

优选的，所述使所述SCR反应箱中的还原效率达到所述预设SCR目标转换率，具体包括：

根据所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量，确定所需尿素的总量；

控制所述SCR反应箱中的尿素的喷射量达到所需尿素的总量，以使SCR反应箱中的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述柴油机尾气后处理系统通过EGR阀将部分尾气重新送入柴油机内进行吸收转换，剩余的尾气中的氮氧化物通过SCR反应箱进行还原转换；调节EGR阀的开度，使尾气进入柴油机内，同时，调节SCR反应箱中尿素的喷射量，以使剩余尾气中的氮氧化物在SCR反应箱中的转换率达到预设SCR目标转换率，从而使排放的尾气中的氮氧化物的含量达到预设目标含量，也即该柴油机排放的尾气满足国家规定的尾气排放标准的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种柴油机尾气后处理系统的结构示意图；

图2为本申请实施例一种DCU控制器的结构示意图；

图3为本申请实施例一种柴油机尾气后处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参见图1，示出了本申请实施例一种柴油机尾气后处理系统的结构示意图，该系统包括：DCU控制器1、EGR(Exhaust Gas Recirculation，排气再循环)阀2、VGT(Variable Gemetry T urbocharger，可变截面涡轮增压系统)增压器3、SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)反应箱4、混合器5、进气流量传感器6，发动机7，其中：

EGR阀2，设置在发动机7的尾气排放管与混合器5之间，用于将发动机排放的部分尾气重新送入发送机中，将该部分尾气中的氮氧化物进行吸收转换。

VGT增压器3，用于将外界空气压缩后送入所述发动机7内部，进气流量传感器6，设置在所述发动机7的进气总管处，用于采集进入该发动机气缸内的当前进气总量。

SCR反应箱4，用于将发动机排放的尾气中未经EGR阀送入发动机气缸内的尾气中的氮氧化物进行还原反应，以降低尾气中氮氧化物的含量。

混合器5，设置在发动机的进气总管处，用于将通过VGT增压器3进入发动机气缸内的外界空气及经过EGR阀2进入发动机气缸的部分尾气进行混合后送入发动机7内。

DCU控制器1，获取当前工况下，柴油机排放的尾气中氮氧化物的总量，利用该氮氧化物的总量、预设达标含量及预设SCR目标转换率，计算得到所述EGR阀的开度，调节所述EGR阀至计算得到的所述开度，并依据所述喷油量信息调节所述VGT增压器3的开度，且该DCU控制器控制所述SCR反应箱内的尿素喷射量，以使尾气的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

具体实施时，依据获得的发动机转速信息、喷油量信息，得到当前工况下的氮氧化物的浓度，依据获得的发动机的喷油量信息和当前进气总量信息获取柴油机在当前工况下的排气量，进而根据所述氮氧化物的浓度和所述排气量计算得到当前尾气中氮氧化物的总量。

根据预设达标含量和预设SCR目标转换率，计算得到SCR反应箱4所能还原转换的氮氧化物的总量，DCU控制器1调节SCR反应箱4内尿素的喷射量，使SCR反应箱中的还原效率达到预设SCR目标转换率。

SCR反应箱是利用尿素和氮氧化物之间的催化还原反应将氮氧化物转换为N2，转换所需的尿素中的含氮量与需要转换的氮氧化物中的含氮量相同。

所述预设SCR目标转换率可以根据柴油机的实际运行工况进行设定，由于SCR反应箱内的还原效率与温度有关，因此，应该结合进入所述SCR反应箱内的尾气的温度设定所述预设SCR目标转换率，具体可以根据柴油机的工况情况进行设定。

再根据当前尾气中的氮氧化物的总量，以及所述SCR反应箱4所能还原转换的氮氧化物的总量，计算得到需要被EGR阀2送入发动机内部的氮氧化物的含量，查询获得对应的EGR率，进而得到对应的EGR阀2的开度。

所述EGR阀吸收的氮氧化物的含量与所述EGR率之间的对应关系，以及所述EGR率与所述EGR阀的开度之间的对应关系，通过多次试验标定得到。

调节EGR阀至所述开度值，同时，调节VGT增压器的开度，以使进入该柴油机气缸内的空气含量与喷油量相匹配。

由于经过VGT增压器进入柴油机气缸中的空气含量与经过EGR阀进入柴油机气缸中的尾气含量，对柴油机产生的氮氧化物的含量起决定性的作用，因此，在调节EGR阀的同时，必须同时调节VGT增压器，以使进入柴油机气缸中的空气含量与喷油量相匹配，从而降低柴油机的氮氧化物的排放。

优选的，在SCR反应箱4的尾气排放管处设置有氮氧化物传感器10，采集柴油机排放的尾气中氮氧化物的含量，并提供给DCU控制器1，当尾气中的氮氧化物的含量超过国标规定的排放标准时，调节EGR阀和SCR反应箱内尿素的喷射量，降低柴油机排放的尾气的氮氧化物的含量，使柴油机排放的尾气达标。

下面以一个具体的实例进行说明

假设预设SCR目标转换率为80％，预设达标含量为1.4g/循环，获得的当前尾气中的氮氧化物的含量为10g/循环。

由预设达标含量和预设SCR目标转换率，计算得到SCR反应箱4所能还原转换的氮氧化物的总量为：1.4/(1-80％)＝7g/循环。再根据还原转换的氮氧化物的总量中的含氮量确定需要的尿素的总量。

需要通过EGR阀2送入发动机内部的氮氧化物的含量为：10g/循环-7g/循环＝3g/循环，进而查询获得3g/循环对应的EGR阀的开度。

如果使用现有的传统尾气控制系统，仅有SCR反应系统，如果当前尾气中的氮氧化物的含量仍为10g/循环，预设达标含量仍为1.4g/循环，则必须提高SCR反应箱4的还原效率，即向SCR反应箱4内喷射大量的尿素，这样很容易造成还原反应的不完全，形成氨气并外泄。

本申请实施例提供的柴油机尾气后处理系统，通过EGR阀将部分尾气重新送入柴油机内进行吸收转换，剩余的尾气中的氮氧化物通过SCR反应箱进行还原转换；调节EGR阀的开度，使尾气进入柴油机内，同时，调节SCR反应箱中尿素的喷射量，使剩余尾气中的氮氧化物在SCR反应箱中的转换率达到预设SCR目标转换率，从而使排放尾气中的氮氧化物的含量达到预设目标含量。

优选的，请参见图1，所述柴油机尾气后处理系统还包括设置在EGR阀2和发动机7的尾气排放管道之间的冷却器8，用于对即将进入发动机内的尾气进行冷却；设置在VGT增压器3和混合器5之间的冷却器9，用于将压缩后的空气进行冷却。

优选的，参见图1，所述柴油机进气排气控制系统中，所述SCR反应箱4，包括：尿素箱41、尿素泵42、SCR箱43，尿素箱加热模块44、尿素管加热模块45，尿素温度传感器47、环境温度传感器48、尿素溶液压力传感器49、液位传感器50，其中：

所述尿素箱41和尿素泵42之间通过尿素管46进行连接，尿素泵42和设置在所述SCR箱上的喷嘴51，用于将尿素箱中的尿素溶液喷射到SCR箱43中。

在所述尿素箱41上设置有尿素箱加热模块44，当尿素箱41内的温度低于第一预设温度时对尿素箱41进行加热。

当尿素箱的温度较低时，尿素箱中可能会出现尿素结晶的现象，因此，需要尿素箱加热模块对尿素箱进行解热解冻，具体的该尿素箱加热模块可以通过电加热丝实现。

在所述尿素管46上设置有尿素管加热模块45，当尿素管46内的温度低于第二预设温度时对尿素管46进行加热。

当环境温度过低时，尿素管中尿素溶液很可能出现结晶的现象，因此需要对尿素管进行加热，具体的该尿素管加热模块可以通过电加热丝实现。

尿素温度传感器47设置在所述尿素箱41中，采集所述尿素箱41的温度信息。

环境温度传感器48设置在所述尿素管46处，采集所述尿素管所处的环境的温度信息。

尿素溶液压力传感器49设置在所述尿素泵42中，采集尿素泵内的尿素溶液压力。

液位传感器50设置在尿素箱41中，采集所述尿素箱内的尿素溶液的液位信息。

所述柴油机进气排气控制系统还包括，设置在SCR反应箱的尾气进气管道上的废气温度传感器11，用于采集进入SCR反应箱内的尾气的温度信息，由于SCR反应箱中的催化反应效率与温度有关，当温度较低时，催化反应的反应率很低，因此，当尾气温度达到200摄氏度以上时，才使SCR反应箱进行催化还原反应。

请参见图2，示出了一种DCU控制器的结构示意图，该DCU控制器包括：采集电路110、模数转换电路120、逻辑处理单元130、驱动电路140，其中：

采集电路110，用于采集该系统的运行参数信息，该运行参数信息至少包括，当前进气量信息。

模数转换电路120与所述采集电路110相连，用于将所述采集电路采集到的模拟信息转换为数字信息提供给逻辑处理单元130。

逻辑处理单元130，用于依据所述模数转换电路120提供的信息，产生相应的调节控制信号并发送给驱动电路140。

该逻辑处理单元130包括：获取单元131、计算单元132、第一控制信号产生单元133、第二控制信号产生单元134、第三控制信号产生单元135，其中：

所述获取单元131，用于根据获得的所述柴油机的转速信息、喷油量信息和空气进气量，获得所述柴油机当前工况下排放的当前尾气中氮氧化物的含量。

计算单元132，用于利用预设达标含量及预设SCR目标转换率，计算得到所述SCR反应箱所能转换的氮氧化物的含量，并利用获得的所述当前尾气中的氮氧化物的含量及所述SCR反应箱所能转换的氮氧化物的含量，计算得到EGR阀的开度值。

第一控制信号产生单元133，用于依据所述EGR阀的开度值，产生调节所述EGR阀的控制信号；

第二控制信号产生单元134，用于依据获得大所述喷油量信息，产生调节所述VGT增压器的控制信号；

第三控制信号产生单元135，依据所述预设SCR目标转换率控制SCR反应箱的尿素含量，产生调节所述SCR反应箱的还原效率的控制信号。

尿素温度检测单元136，检测所述尿素温度传感器提供的温度信息低于第一预设温度值时，向所述驱动电路发送尿素箱加热控制信号。

具体实施时，所述尿素温度传感器47采集到的温度信息经过所述DCU控制器中的采集电路110和模数转换电路120进行采集转换后提供给尿素温度检测单元136。所述第一预设温度可以设定为尿素溶液的结晶温度。

环境温度检测单元137，用于检测所述环境温度传感器提供的温度信息低于第二预设温度时，向所述驱动电路发送尿素管加热控制信号。

具体实施时，该环境温度传感器48采集到的环境温度信息经过所述DCU控制器中的采集电路110和模数转换电路120进行采集转换后提供给该环境温度检测单元137。所述第二预设温度也可以设定为尿素溶液结晶温度。

此外，当检测到环境温度低于零下11摄氏度时，关闭该柴油机尾气后处理系统。

尿素溶液压力检测单元138，用于在检测到所述压力传感器提供的压力信息高于预设压力值时，向所述驱动电路发送尿素泵控制信号；

尿素液位检测单元139，用于在检测到所述液位传感器提供的所述尿素箱中的液位信息低于预设液位值时，发送报警信号；

驱动电路140，至少包括EGR阀驱动电路141、VGT增压器驱动电路142、SCR反应箱驱动电路143、尿素箱加热驱动电路148，尿素管加热驱动电路149，报警驱动电路150。

EGR阀驱动电路141，在接收到所述逻辑处理单元130发送的调节控制信号后，控制EGR阀开启到相应的开度。

具体实施时，根据所述EGR阀驱动电路

VGT增压器驱动电路142，在接收到所述逻辑处理单元130发送的调节控制信号后，驱动VGT增压器进行压缩空气，从而调节送入发动机内的空气进气量，满足喷油量的需求。

具体的，根据获得的当前柴油机的转速信息、喷油量信息及EGR阀开度信息，查询获得VGT的开度，该开度值提供给VGT增压器驱动电路，产生与该开度值对应的电信号，控制VGT增压器达到所述开度值。

所述VGT开度值与当前柴油机的转速信息、喷油量信息及EGR阀开度信息之间的对应关系，通过多次试验标定得到。

SCR反应箱驱动电路143，在接收到所述逻辑处理单元130发送的调节控制信号后，使SCR反应箱进行催化还原反应，达到预设SCR目标转换率。

所述SCR反应箱驱动电路包括：尿素泵驱动电路144和喷嘴驱动电路145，其中尿素泵驱动电路144包括气助式尿素泵驱动电路146和非气助式尿素泵驱动电路147，其中喷嘴驱动电路145与非气助式尿素泵驱动电路147共同实现尿素喷射。

气助式尿素泵驱动电路146，当该气助式尿素泵驱动电路接收到所述调节控制信号后，产生PWM脉冲驱动信号，驱动尿素泵工作，由于尿素泵工作时，一直有压缩空气流过喷嘴，在压缩空气的带动下实现尿素的喷射。

非气助式尿素泵驱动电路147，当该非气助式尿素泵驱动电路接收到所述调节控制信号后，产生PWM脉冲驱动信号，驱动尿素泵工作，当检测到尿素泵的压力达到设定值时，喷嘴驱动电路145使喷嘴打开，实现尿素喷射。

所述尿素箱加热驱动电路148，用于驱动所述尿素箱加热模块44对尿素箱进行加热。

尿素管加热驱动电路149，用于驱动所述尿素管加热模块45对所述尿素管进行加热。

报警驱动电路150，当接收到所述液位检测单元139发送的报警信号后，产生报警信号。该报警信号可以是声音报警信号和/或灯光报警信号。

优选的，所述DCU控制器还包括，通讯模块160、监控保护模块170，其中，所述通讯模块160，用于所述DCU控制器与发动机电控单元之间通信，从而获取所述电动机的工况信息，该工况信息包括：发动机转速信息、喷油量信息和扭矩信息。

监控保护模块170，用于监控该柴油机尾气后处理系统的运行状态，并在所述柴油机尾气后处理系统运行异常时，保证该柴油机尾气后处理系统的安全运行。

具体的，该监控保护模块170，包括故障诊断模块和OBD(On-BoardDiagnostics，车载自动诊断系统)诊断模块，其中：

当故障诊断模块，当所述柴油机尾气后处理系统出现异常时，该故障诊断模块可以判断出该系统的故障原因，并点亮故障指示灯，提醒工作人员柴油机尾气后处理系统出现故障，并根据故障原因进行相应的操作，比如，限制发动机的输出扭矩，当系统出现严重故障时，使发动机的输出扭矩限制当很低的程度。

当OBD诊断模块，检测出该柴油机排放的尾气超标时，点亮OBD指示灯，提醒工作人员柴油机排放尾气超标，同时将故障信息存入存储器，且在维修时可以读取所述存储器中的故障代码，检修人员可以根据故障码准确地确定故障的性质和部位。

相应于上述的柴油机尾气后处理系统实施例，本申请实施例还提供一种柴油机尾气处理方法。

参见图3，示出了一种一种柴油机尾气处理方法的流程示意图，包括以下步骤：

S101，获取该柴油机在当前工况下排放的当前尾气中的氮氧化物的含量。

具体实施时，首先，利用获得的所述柴油机的转速信息和喷油量信息，获取所述柴油机当前工况下对应的尾气中氮氧化物的浓度；

具体的，根据柴油机当前工况下的转速信息及喷油量信息，查询获得柴油机的扭矩信息，再利用该扭矩信息查询获得柴油机当前工况下尾气中的氮氧化物的浓度。

其中，柴油机的转速信息和喷油量信息与柴油机的扭矩信息之间的对应关系，可以通过研究柴油机在不同工况下这三者之间的对应关系标定得到。所述扭矩信息与尾气中氮氧化物的浓度信息之间的对应关系通过多次试验标定得到。

利用获得的所述柴油机在当前工况下的喷油量信息和当前进气总量信息，获取所述柴油机当前工况下的尾气排放量；

具体的，柴油机的喷油量信息及当前进气总量信息与尾气排放量信息之间的对应关系，通过研究柴油机在不同工况下此三者之间的对应关系标定得到。

根据所述氮氧化物的浓度和所述尾气排放量，计算得到所述柴油机的当前尾气中的氮氧化物的含量。

将获得大柴油机当前工况下的尾气排放量和当前工况下的氮氧化物的浓度信息，相乘得到柴油机在当前工况下尾气中的氮氧化物的含量。

S102，利用所述氮氧化物的含量、预设达标含量及预设SCR目标转换率，获取废气再循环EGR阀的开度值，调节所述EGR阀至所述开度值，且调节VGT增压器使空气进气量与所述柴油机的当前工况下的喷油量相匹配。

具体的，首先利用所述预设达标含量及所述预设SCR目标转换率，计算得到所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量；

再利用所述当前尾气的氮氧化物的含量和所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量，计算得到需要被所述EGR阀吸收的氮氧化物的含量，即重新进入柴油机的发动机内的尾气的含量。

根据所述被EGR阀吸收的氮氧化物的含量，获得所述EGR阀的开度值。

具体的，根据获得的需要被EGR阀送入发动机气缸内的氮氧化物总量，获得EGR率，进而得到该EGR阀的开度值，所述EGR率为进入发动机气缸内的尾气质量与进入所述气缸的气体的总质量的比值。

所述EGR阀吸收的氮氧化物的含量与所述EGR率之间的对应关系，通过多次试验标定得到。

而且，由于经过VGT增压器进入柴油机气缸中的空气含量与经过EGR阀进入柴油机气缸中的尾气含量，对柴油机产生的氮氧化物的含量起决定性的作用，因此，在调节EGR阀的同时，必须同时调节VGT增压器，以使进入柴油机气缸中的空气含量与喷油量相匹配，从而降低柴油机的氮氧化物的排放。

S103，调节SCR反应箱中尿素的喷射量，使所述SCR反应箱的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

具体实施时，根据所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量，确定所需尿素的总量；

由于尾气中的氮氧化物与所述尿素进行催化还原反应，得到氮气，因此需要的尿素中的含氮量与尾气中的氮氧化物中的含氮量相同，因此，获得尾气中氮氧化物中的含氮量后，就能确定需要的尿素总量。

控制所述SCR反应箱中的尿素的喷射量达到所需尿素的总量，以使SCR反应箱中的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

本实施例提供的柴油机尾气后处理方法，同时考虑了柴油机的进气和排气对尾气中氮氧化物含量的影响，利用EGR阀将部分尾气重新送入柴油机的气缸内，使尾气中的氮氧化物的含量降低，剩余的尾气由SCR反应箱进行还原转化，从而降低柴油机排放的氮氧化物的含量。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种柴油机尾气后处理系统，其特征在于，包括：排气再循环EGR阀、混合器、可变截面涡轮VGT增压器、选择性催化还原SCR反应箱、进气流量传感器及驱动控制单元DCU控制器，其中：

所述VGT增压器，用于将外界空气压缩后送入所述柴油机的气缸内；

所述进气流量传感器，设置在所述发动机的进气总管处，用于采集进入该发动机气缸内的当前进气总量；

所述EGR阀设置在所述柴油机的尾气排放管与混合器之间，用于将部分尾气重新送入所述柴油机内；

所述混合器，用于将经所述EGR阀进入的部分尾气及经所述VGT增压器进入的外界空气进行混合后送入所述柴油机内；

所述SCR反应箱，用于将未经过EGR阀的尾气进行还原反应，降低尾气中氮氧化物的含量；

所述DCU控制器，依据获得的所述柴油机的当前工况信息及所述当前进气总量，获取所述柴油机当前工况下排放的当前尾气中氮氧化物的总量，所述柴油机当前工况信息包括转速信息和喷油量信息；并利用该氮氧化物的总量、预设达标含量及预设SCR目标转换率，计算得到所述EGR阀的开度，调节所述EGR阀至计算得到的所述开度；且该DCU控制器控制所述SCR反应箱的还原效率达到所述预设SCR目标转换率，以及依据获得的所述喷油量信息调节所述VGT增压器的进气量。

2.根据权利要求1所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于，还包括：安装在所述SCR反应箱的尾气输出口的氮氧化物传感器，用于采集从所述SCR反应箱中排出的尾气中氮氧化物的总量，并提供给所述DCU控制器；

所述DCU控制器根据接收到的所述氮氧化物提供的氮氧化物的总量信息，控制SCR反应箱中尿素的喷射量，以调节SCR反应箱中的还原效率。

3.根据权利要求1所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于，所述DCU控制器包括：采集电路、模数转换电路、逻辑处理单元、驱动电路，其中：

所述采集电路，用于采集该系统的运行参数信息，该运行参数信息至少包括，当前进气量信息；

所述模数转换电路，与所述采集电路相连，用于将所述采集电路采集到的模拟信息转换为数字信息；

所述逻辑处理单元，与所述模数转换电路相连，用于依据所述模数转换电路提供的信息，产生相应的调节控制信号并提供给所述驱动电路；

所述驱动电路，用于接收到所述调节控制信号后，驱动所述EGR阀、所述VGT增压器及所述SCR反应箱工作。

4.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于，所述逻辑处理单元包括：

获取单元，用于根据获得的所述柴油机的转速信息、喷油量信息和空气进气量，获得所述柴油机当前工况下排放的当前尾气中氮氧化物的含量；

计算单元，用于利用所述预设达标含量及预设SCR目标转换率，计算得到所述SCR反应箱所能转换的氮氧化物的含量，并利用获得的所述当前尾气中的氮氧化物的含量及所述SCR反应箱所能转换的氮氧化物的含量，计算得到EGR阀的开度值；

第一控制信号产生单元，用于依据所述EGR阀的开度值，产生调节所述EGR阀的控制信号；

第二控制信号产生单元，用于依据获得的所述喷油量信息，产生调节所述VGT增压器的控制信号；

第三控制信号产生单元，依据所述预设SCR目标转换率控制SCR反应箱的尿素含量，产生调节所述SCR反应箱内的尿素喷射量的控制信号。

5.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于，所述SCR反应箱包括：尿素箱、尿素泵及SCR箱，尿素箱加热模块及尿素管加热模块，其中，

所述尿素箱，用于存储尿素溶液；

所述尿素泵的输入端通过尿素管与所述尿素箱连接，所述尿素泵的输出端通过喷嘴与所述SCR箱连接，该尿素泵用于将所述尿素箱中的尿素溶液提供给所述SCR箱；

所述尿素箱加热模块设置在所述尿素箱内，用于当尿素箱内的温度低于第一预设温度时，对所述尿素箱进行加热；

所述尿素管加热模块设置在所述尿素管上，用于当尿素管所处的温度低于第二预设温度时，对所述尿素管进行加热。

6.根据权利要求5所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：

所述SCR反应箱还包括：设置所述尿素箱中的尿素温度传感器，用于采集所述尿素箱中尿素溶液的温度；环境温度传感器，用于检测尿素管所处环境的温度；

所述逻辑处理单元包括：尿素温度检测单元，用于在检测到所述尿素温度传感器提供的温度信息低于第一预设温度值时，向所述驱动电路发送尿素箱加热控制信号；环境温度检测单元，用于检测所述环境温度传感器提供的温度信息低于第二预设温度时，向所述驱动电路发送尿素管加热控制信号；

所述驱动电路包括尿素箱加热驱动电路，用于接收到所述尿素箱加热控制信号后，驱动所述尿素箱加热模块对所述尿素箱进行加热解冻；尿素管加热驱动电路，用于接收到所述尿素管加热控制信号后，驱动所述尿素管加热模块对所述尿素箱进行加热解冻。

7.根据权利要求5所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：

所述SCR反应箱还包括，设置在所述尿素箱中的液位传感器，以及设置在所述尿素泵中的压力传感器；

所述逻辑处理单元还包括：尿素泵压力检测单元，用于在检测到所述压力传感器提供的压力信息高于预设压力值时，向所述驱动电路发送尿素泵启动控制信号；

尿素液位检测单元，用于在检测到所述液位传感器提供的所述尿素箱中的液位信息低于预设液位值时，发送报警信号；

所述驱动电路还包括：尿素泵驱动电路，用于接收到所述尿素泵启动控制信号后驱动所述尿素泵，将尿素箱中的尿素溶液喷射到所述SCR箱中。

8.根据权利要求4所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于，还包括通讯模块，用于与所述柴油机内的发动机电控单元进行通信，获得所述发动机的当前工况信息，该工况信息包括发动机的转速信息、喷油量信息及扭矩信息。

9.根据权利要求4所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于，还包括：

监控保护模块，用于监控该柴油机尾气后处理系统的运行状态，并在该柴油机尾气后处理系统运行异常时，保证该柴油机尾气后处理系统的安全运行。

10.一种柴油机尾气后处理方法，其特征在于，包括：

获取该柴油机在当前工况下排放的当前尾气中的氮氧化物的含量；

利用所述氮氧化物的含量、预设达标含量及预设SCR目标转换率，获取废气再循环EGR阀的开度值，调节所述EGR阀至所述开度值；

调节SCR反应箱中尿素的喷射量，使所述SCR反应箱的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

11.根据权利要求10所述的柴油机尾气后处理方法，其特征在于，所述获取该柴油机在当前工况下排放的当前尾气中的氮氧化物的含量，具体包括：

利用获得的所述柴油机的转速信息和喷油量信息，获取所述柴油机当前工况下氮氧化物的浓度；

利用获得的所述柴油机的喷油量信息和空气进气量信息，获取所述柴油机当前工况下的尾气排放量；

根据所述氮氧化物的浓度和所述尾气排放量，计算得到所述柴油机的当前尾气中的氮氧化物的含量。

12.根据权利要求10所述的柴油机尾气后处理方法，其特征在于，所述获取废气再循环EGR阀的开度值，具体包括：

利用所述预设达标含量及所述预设SCR目标转换率，计算得到所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量；

利用所述当前尾气的氮氧化物的含量和所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量，计算得到需要被所述EGR阀吸收的氮氧化物的含量；

根据所述被EGR阀吸收的氮氧化物的含量，获得所述EGR阀的开度值。

13.根据权利要求12所述的柴油机尾气后处理方法，其特征在于，所述使所述SCR反应箱中的还原效率达到所述预设SCR目标转换率，具体包括：

根据所述SCR反应箱所能还原的氮氧化物的含量，确定所需尿素的总量；

控制所述SCR反应箱中的尿素的喷射量达到所需尿素的总量，以使SCR反应箱中的还原效率达到所述预设SCR目标转换率。

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