CN105604653B - 一种尿素喷射控制方法、装置及scr系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种尿素喷射控制方法、装置及SCR系统，该方法包括：计算SCR催化器的当前温度；若当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；若当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正。本申请在对尿素喷射量进行控制的过程中，充分利用了催化剂在低温区域时较高的氨存储能力以及在高温区域时较高的氮氧转化效率，进而实现对尿素喷射量的精确控制，从而有利于提高了氮氧转化效率，并降低了氨泄漏量。
Description
技术领域
本发明涉及排气后处理技术领域，特别涉及一种尿素喷射控制方法、装置及SCR系统。
背景技术
当前，为了对柴油机尾气的排放进行控制，通常要求在柴油机上安装SCR系统(SCR，即Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)，以利用SCR技术对尾气中的NOX(氮氧化物)进行排放控制。其中，SCR技术通过在排气管中喷射尿素溶液，从而将氮氧化物还原为氮气排出，具有抗硫性好等优点。
然而，现有的尿素喷射控制过程中，由于在不同温度等工况下，催化剂对氨的存储能力差异较大，影响了氮氧转化效率，并可能造成氨泄漏。尤其是在快速升温的动态工况下，由于催化剂储氨能力的下降，非常容易造成氨的大量泄漏。由此可知，如何提高氮氧转化效率，并降低氨泄漏量是目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种尿素喷射控制方法、装置及SCR系统，提高了氮氧转化效率，并降低了氨泄漏量。其具体方案如下：
一种应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，包括：
计算SCR催化器的当前温度；
若所述当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；
若所述当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正；
利用修正后的尿素喷射量，对SCR系统的尿素喷射进行相应地控制；
其中，所述第一预设温度区域为温度值大于第一预设温度，并小于第二预设温度的温度区域；所述第二预设温度区域为温度值大于所述第二预设温度的温度区域。
优选的，所述计算SCR催化器的当前温度的过程，包括：
采集所述SCR催化器的进口温度Tin和出口温度Tout；
将所述进口温度Tin和所述出口温度Tout输入温度计算方程，计算得到所述当前温度；其中，所述温度计算方程为：
其中，T表示所述当前温度。
优选的，所述根据当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前的尿素喷射量进行修正的过程，包括：
计算当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量，以及计算所述SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和存储量；
当所述氨实际存储量大于或等于所述氨饱和存储量，则将喷射量调整系数设为0；
当所述氨实际存储量小于所述氨饱和存储量，则根据所述氨实际存储量与所述氨饱和存储量之间的偏差程度，相应地对喷射量调整系数进行不同程度的修正；
其中，喷射量调整系数、当前尿素喷射量以及修正后的尿素喷射量之间的关系为：
其中，表示修正后的尿素喷射量，fμ表示喷射量调整系数，Fμ表示当前尿素喷射量。
优选的，所述当所述氨实际存储量小于所述氨饱和存储量，则根据所述氨实际存储量与所述氨饱和存储量之间的偏差程度，相应地对喷射量调整系数进行不同程度的修正的过程，包括：
当则将喷射量调整系数设为3；
当则将喷射量调整系数设为2；
当则将喷射量调整系数设为1.2；
其中，ASO表示所述氨实际存储量，ASL表示所述氨饱和存储量。
优选的，所述计算当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量的过程，包括：
查询所述SCR催化器在当前工况下所对应的催化前排气氮氧浓度值Nin和排气流量值Fa，以及利用氮氧化物传感器，采集得到催化后排气氮氧浓度值Nout；
利用所述催化前排气氮氧浓度值Nin和所述催化后排气氮氧浓度值Nout，计算得到催化剂的氮氧转化效率CNOX；
利用所述排气流量值Fa、所述氮氧转化效率CNOX以及催化后排气中的纯NOX预估浓度值NNOX，计算得到催化过程中的实际氨消耗量MN；
利用当前尿素喷射量Fμ、所述实际氨消耗量MN以及上一数据采样周期中得到的氨实际存储量ASO′，计算得到当前数据采样周期中与当前工况所对应的氨实际存储量ASO；
其中，所述氮氧转化效率CNOX的计算公式为：CNOX＝(Nin-Nout)/Nin；
所述实际氨消耗量MN的计算公式为：MN＝NNOX·Fa·CNOX；
所述氨实际存储量ASO的计算公式为：ASO＝Fu+ASO′-MN。
优选的，所述计算所述SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和存储量的过程，包括：
查询所述SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和吸附量ASM以及安全限值系数k；
利用所述氨饱和吸附量ASM以及所述安全限值系数k，计算得到所述氨饱和存储量ASL；
其中，所述氨饱和存储量ASL的计算公式为：ASL＝k·ASM。
优选的，所述根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正的过程，包括：
步骤S01：判断当前尿素喷射量是否大于与上一数据采样周期对应的尿素喷射量，如果否，则将喷射量调整系数设为1，如果是，则进入步骤S02；
步骤S02：判断与当前数据采样周期对应的氮氧转化效率是否大于与上一数据采样周期对应的氮氧转化效率，如果是，则将喷射量调整系数设为1.2，如果否，则将喷射量调整系数设为0.8。
优选的，所述第一预设温度为200℃，所述第二预设温度为280℃。
本发明还公开了一种应用于SCR系统的尿素喷射控制装置，包括：
温度计算模块，用于计算SCR催化器的当前温度；
第一修正模块，用于当所述当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；
第二修正模块，用于当所述当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正；
喷射控制模块，用于利用修正后的尿素喷射量，对SCR系统的尿素喷射进行相应地控制；
其中，所述第一预设温度区域为温度值大于第一预设温度，并小于第二预设温度的温度区域；所述第二预设温度区域为温度值大于所述第二预设温度的温度区域。
本发明还公开了一种SCR系统，包括前述的尿素喷射控制装置。
本发明中，尿素喷射控制方法，包括：计算SCR催化器的当前温度；若当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；若当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正。可见，在本发明中，若当前温度处于低温区域，也即处于第一预设温度区域，则根据当前工况下氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；若当前温度处于高温区域，也即处于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正。由于催化剂在低温区域时，具有氮氧转化效率较低、氨存储能力较高的特点，而在高温区域时，则具有氮氧转化效率较高、氨存储能力较低的特点，可见，本发明在对尿素喷射量进行控制的过程中，充分利用了催化剂在低温区域时较高的氨存储能力以及在高温区域时较高的氮氧转化效率，进而实现对尿素喷射量的精确控制，从而有利于提高了氮氧转化效率，并降低了氨泄漏量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种尿素喷射控制方法流程图；
图2为排气氮氧浓度MAP图；
图3为排气流量MAP图；
图4为氨饱和吸附量MAP图；
图5为本发明实施例公开的一种尿素喷射控制装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，参见图1所示，该方法包括：
步骤S11：计算SCR催化器的当前温度；
步骤S12：若当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；
步骤S13：若当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正；
步骤S14：利用修正后的尿素喷射量，对SCR系统的尿素喷射进行相应地控制；
其中，第一预设温度区域为温度值大于第一预设温度，并小于第二预设温度的温度区域；第二预设温度区域为温度值大于第二预设温度的温度区域。
需要说明的是，上述第一预设温度和第二预设温度是人为根据经验设定的。本发明实施例中，优先将第一预设温度设为200℃，将第二预设温度设为280℃。若当前温度小于或等于上述第一预设温度，则可认为当前排气管没有进行排气，或者认为排气气体中不存在氮氧化物，所以此时可以将尿素喷射量调整为0，也即不进行尿素喷射。
可见，在本发明实施例中，若当前温度处于低温区域，也即处于第一预设温度区域，则根据当前工况下氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；若当前温度处于高温区域，也即处于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正。由于催化剂在低温区域时，具有氮氧转化效率较低、氨存储能力较高的特点，而在高温区域时，则具有氮氧转化效率较高、氨存储能力较低的特点，可见，本发明实施例在对尿素喷射量进行控制的过程中，充分利用了催化剂在低温区域时较高的氨存储能力以及在高温区域时较高的氮氧转化效率，进而实现对尿素喷射量的精确控制，从而有利于提高了氮氧转化效率，并降低了氨泄漏量。
本发明实施例公开了一种具体的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
上一实施例步骤S11的过程，具体包括：
步骤S111：采集SCR催化器的进口温度Tin和出口温度Tout。可以理解的是，本实施例可以通过分别安装在催化器进口和出口处的温度传感器，来获取相应的进口温度和出口温度。
步骤S112：将进口温度Tin和出口温度Tout输入温度计算方程，计算得到当前温度；其中，上述温度计算方程为：
其中，T表示当前温度。
另外，上一实施例步骤S12中，根据当前工况下SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前的尿素喷射量进行修正的过程，包括：
步骤S121：计算当前工况下SCR催化器的氨实际存储量，以及计算SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和存储量。
步骤S122：当氨实际存储量大于或等于氨饱和存储量，则将喷射量调整系数设为0，也即，停止尿素喷射。
步骤S123：当氨实际存储量小于氨饱和存储量，则根据氨实际存储量与氨饱和存储量之间的偏差程度，相应地对喷射量调整系数进行不同程度的修正；
其中，喷射量调整系数、当前尿素喷射量以及修正后的尿素喷射量之间的关系为：其中，表示修正后的尿素喷射量，fμ表示喷射量调整系数，Fμ表示当前尿素喷射量。
进一步的，上述步骤S123具体包括：
步骤S1231：当则将喷射量调整系数设为3；
步骤S1232：当则将喷射量调整系数设为2；
步骤S1233：当则将喷射量调整系数设为1.2；
其中，ASO表示氨实际存储量，ASL表示氨饱和存储量。当然，上述步骤S123的具体过程只是本实施例中公开的一种可选实施方案，本领域技术人员也可以根据实际情况的需要对上述过程涉及到的参数进行适应性的调整。
进一步的，上述步骤S121中，计算当前工况下SCR催化器的氨实际存储量的过程，具体包括：
步骤S1211：查询SCR催化器在当前工况下所对应的催化前排气氮氧浓度值Nin和排气流量值Fa，以及利用氮氧化物传感器，采集得到催化后排气氮氧浓度值Nout。需要说明的是，本发明实施例具体通过图2所示的排气氮氧浓度MAP图，来查询出与当前工况中的转速和转矩百分比对应的催化前排气氮氧浓度值；通过图3所示的排气流量MAP图，来查询出与当前工况中的转速和转矩百分比对应的排气流量值。其中，排气氮氧浓度MAP图和排气流量MAP图均是现有技术中人们根据经验值绘制的图。
步骤S1212：利用催化前排气氮氧浓度值Nin和催化后排气氮氧浓度值Nout，计算得到催化剂的氮氧转化效率CNOX。其中，氮氧转化效率CNOX的计算公式为：CNOX＝(Nin-Nout)/Nin。
步骤S1213：利用排气流量值Fa、氮氧转化效率CNOX以及催化后排气中的纯NOX预估浓度值NNOX，计算得到催化过程中的实际氨消耗量MN。其中，实际氨消耗量MN的计算公式为：MN＝NNOX·Fa·CNOX。
步骤S1214：利用当前尿素喷射量Fμ、实际氨消耗量MN以及上一数据采样周期中得到的氨实际存储量ASO′，计算得到当前数据采样周期中与当前工况所对应的氨实际存储量ASO。其中，氨实际存储量ASO的计算公式为：ASO＝Fu+ASO′-MN。
需要说明的是，由于氮氧化物传感器实际检测到的并不是氮氧浓度，而是氮原子的浓度，所以上述由氮氧化物传感器采集到的Nout中不仅包括氮氧化物的浓度，还包括氨的浓度。
另外，上述纯NOX预估浓度值NNOX是根据上一数据采样周期中的尿素喷射量，对催化后排气中的纯氮氧化物的浓度进行预先估计后得到的数值。
进一步的，上述步骤S121中，计算SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和存储量的过程，具体包括：查询SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和吸附量ASM以及安全限值系数k；并利用氨饱和吸附量ASM以及安全限值系数k，计算得到氨饱和存储量ASL。需要说明的是，本实施例具体通过图4所示的氨饱和吸附量MAP图，来查询出与当前工况中的空速和温度对应的氨饱和吸附量，以及通过表一示出的数据，来查询出与当前工况中的空速和温度对应的安全限值系数。
表一
其中，氨饱和存储量ASL的计算公式为：ASL＝k·ASM。
另外，上述步骤S13中，根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正的过程，具体包括：
步骤S131：判断当前尿素喷射量是否大于与上一数据采样周期对应的尿素喷射量，如果否，则将喷射量调整系数设为1，如果是，则进入步骤S132；
步骤S132：判断与当前数据采样周期对应的氮氧转化效率是否大于与上一数据采样周期对应的氮氧转化效率，如果是，则将喷射量调整系数设为1.2，如果否，则将喷射量调整系数设为0.8。可见，在氮氧转化效率高的情况下，可以适当地增加尿素喷射量，而在氮氧转化率低的情况下，则可适当地减少尿素喷射量，以控制氨的泄漏。
相应的，本发明实施例还公开了一种应用于SCR系统的尿素喷射控制装置，参见图5所示，该装置包括：
温度计算模块51，用于计算SCR催化器的当前温度；
第一修正模块52，用于当当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；
第二修正模块53，用于当当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正；
喷射控制模块54，用于利用修正后的尿素喷射量，对SCR系统的尿素喷射进行相应地控制；
其中，第一预设温度区域为温度值大于第一预设温度，并小于第二预设温度的温度区域；第二预设温度区域为温度值大于第二预设温度的温度区域。
需要说明的是，上述第一预设温度和第二预设温度是人为根据经验设定的。本发明实施例中，优先将第一预设温度设为200℃，将第二预设温度设为280℃。若当前温度小于或等于上述第一预设温度，则可认为当前排气管没有进行排气，或者认为排气气体中不存在氮氧化物，所以此时可以将尿素喷射量调整为0，也即不进行尿素喷射。
本实施例中，关于上述装置中各个模块的更加的具体工作过程可参见前述实施例中的相关内容，在此不再一一赘述。
可见，在本发明实施例中，若当前温度处于低温区域，则根据当前工况下氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；若当前温度处于高温区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正。由于催化剂在低温区域时，具有氮氧转化效率较低、氨存储能力较高的特点，而在高温区域时，则具有氮氧转化效率较高、氨存储能力较低的特点，可见，本发明实施例在对尿素喷射量进行控制的过程中，充分利用了催化剂在低温区域时较高的氨存储能力以及在高温区域时较高的氮氧转化效率，进而实现对尿素喷射量的精确控制，从而有利于提高了氮氧转化效率，并降低了氨泄漏量。
进一步的，本发明实施例还公开了一种SCR系统，包括上一实施例公开的尿素喷射控制装置，关于该装置的具体构造可参见上一实施例的相关内容，在此不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种尿素喷射控制方法、装置及SCR系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，包括：
计算SCR催化器的当前温度；
若所述当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；
若所述当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正；
利用修正后的尿素喷射量，对SCR系统的尿素喷射进行相应地控制；
其中，所述第一预设温度区域为温度值大于第一预设温度，并小于第二预设温度的温度区域；所述第二预设温度区域为温度值大于所述第二预设温度的温度区域。
2.根据权利要求1所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述计算SCR催化器的当前温度的过程，包括：
采集所述SCR催化器的进口温度Tin和出口温度Tout；
将所述进口温度Tin和所述出口温度Tout输入温度计算方程，计算得到所述当前温度；其中，所述温度计算方程为：
其中，T表示所述当前温度。
3.根据权利要求1所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述根据当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前的尿素喷射量进行修正的过程，包括：
计算当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量，以及计算所述SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和存储量；
当所述氨实际存储量大于或等于所述氨饱和存储量，则将喷射量调整系数设为0；
当所述氨实际存储量小于所述氨饱和存储量，则根据所述氨实际存储量与所述氨饱和存储量之间的偏差程度，相应地对喷射量调整系数进行不同程度的修正；
其中，喷射量调整系数、当前尿素喷射量以及修正后的尿素喷射量之间的关系为：
其中，表示修正后的尿素喷射量，fμ表示喷射量调整系数，Fμ表示当前尿素喷射量。
4.根据权利要求3所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述当所述氨实际存储量小于所述氨饱和存储量，则根据所述氨实际存储量与所述氨饱和存储量之间的偏差程度，相应地对喷射量调整系数进行不同程度的修正的过程，包括：
当则将喷射量调整系数设为3；
当则将喷射量调整系数设为2；
当则将喷射量调整系数设为1.2；
其中，ASO表示所述氨实际存储量，ASL表示所述氨饱和存储量。
5.根据权利要求3所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述计算当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量的过程，包括：
查询所述SCR催化器在当前工况下所对应的催化前排气氮氧浓度值Nin和排气流量值Fa，以及利用氮氧化物传感器，采集得到催化后排气氮氧浓度值Nout；
利用所述催化前排气氮氧浓度值Nin和所述催化后排气氮氧浓度值Nout，计算得到催化剂的氮氧转化效率CNOX；
利用所述排气流量值Fa、所述氮氧转化效率CNOX以及催化后排气中的纯NOX预估浓度值NNOX，计算得到催化过程中的实际氨消耗量MN；
利用当前尿素喷射量Fμ、所述实际氨消耗量MN以及上一数据采样周期中得到的氨实际存储量ASO′，计算得到当前数据采样周期中与当前工况所对应的氨实际存储量ASO；
其中，所述氮氧转化效率CNOX的计算公式为：CNOX＝(Nin-Nout)/Nin；
所述实际氨消耗量MN的计算公式为：MN＝NNOX·Fa·CNOX；
所述氨实际存储量ASO的计算公式为：ASO＝Fu+ASO′-MN。
6.根据权利要求3所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述计算所述SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和存储量的过程，包括：
查询所述SCR催化器在当前工况下所对应的氨饱和吸附量ASM以及安全限值系数k；
利用所述氨饱和吸附量ASM以及所述安全限值系数k，计算得到所述氨饱和存储量ASL；
其中，所述氨饱和存储量ASL的计算公式为：ASL＝k·ASM。
7.根据权利要求1所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正的过程，包括：
步骤S01：判断当前尿素喷射量是否大于与上一数据采样周期对应的尿素喷射量，如果否，则将喷射量调整系数设为1，如果是，则进入步骤S02；
步骤S02：判断与当前数据采样周期对应的氮氧转化效率是否大于与上一数据采样周期对应的氮氧转化效率，如果是，则将喷射量调整系数设为1.2，如果否，则将喷射量调整系数设为0.8。
8.根据权利要求1至7任一项所述的应用于SCR系统的尿素喷射控制方法，其特征在于，所述第一预设温度为200℃，所述第二预设温度为280℃。
9.一种应用于SCR系统的尿素喷射控制装置，其特征在于，包括：
温度计算模块，用于计算SCR催化器的当前温度；
第一修正模块，用于当所述当前温度位于第一预设温度区域，则根据当前工况下所述SCR催化器的氨实际存储量以及氨饱和存储量之间的差异，对当前尿素喷射量进行修正；
第二修正模块，用于当所述当前温度位于第二预设温度区域，则根据氮氧转化效率的变化，对当前尿素喷射量进行修正；
喷射控制模块，用于利用修正后的尿素喷射量，对SCR系统的尿素喷射进行相应地控制；
其中，所述第一预设温度区域为温度值大于第一预设温度，并小于第二预设温度的温度区域；所述第二预设温度区域为温度值大于所述第二预设温度的温度区域。
10.一种SCR系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的尿素喷射控制装置。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101377143A (zh) * | 2007-08-30 | 2009-03-04 | 通用汽车环球科技运作公司 | 用于减少在热瞬变期间从scr催化剂的nh3释放的方法 |
| CN102016250A (zh) * | 2008-04-30 | 2011-04-13 | 康明斯知识产权公司 | 用于还原SCR催化器上的NOx排放物的装置、系统和方法 |
| CN102619601A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-08-01 | 潍柴动力扬州柴油机有限责任公司 | 一种电控柴油机scr系统及其控制方法 |
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8596042B2 (en) * | 2008-08-28 | 2013-12-03 | Delphi International Operations Luxembourg S.A.R.L. | System and method for selective catalytic reduction control |
| US8225595B2 (en) * | 2008-12-05 | 2012-07-24 | Cummins Ip, Inc. | Apparatus, system, and method for estimating an NOx conversion efficiency of a selective catalytic reduction catalyst |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101377143A (zh) * | 2007-08-30 | 2009-03-04 | 通用汽车环球科技运作公司 | 用于减少在热瞬变期间从scr催化剂的nh3释放的方法 |
| CN102016250A (zh) * | 2008-04-30 | 2011-04-13 | 康明斯知识产权公司 | 用于还原SCR催化器上的NOx排放物的装置、系统和方法 |
| CN102619601A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-08-01 | 潍柴动力扬州柴油机有限责任公司 | 一种电控柴油机scr系统及其控制方法 |
| CN103016112A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-04-03 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种选择性催化还原尿素溶液喷射量控制方法及系统 |
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