CN112963229A - 用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法 - Google Patents

用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112963229A
CN112963229A CN202110293825.7A CN202110293825A CN112963229A CN 112963229 A CN112963229 A CN 112963229A CN 202110293825 A CN202110293825 A CN 202110293825A CN 112963229 A CN112963229 A CN 112963229A
Authority
CN
China
Prior art keywords
urea
scr
nitrogen
sensor
monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110293825.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112963229B (zh
Inventor
杨曦
熊飘洋
胡广
胡飞
何俊俊
袁林峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Hanshen Material Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Ike Carter Emission Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Ike Carter Emission Technology Co ltd filed Critical Nanjing Ike Carter Emission Technology Co ltd
Priority to CN202110293825.7A priority Critical patent/CN112963229B/zh
Publication of CN112963229A publication Critical patent/CN112963229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112963229B publication Critical patent/CN112963229B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1814—Tank level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明涉及机动车辆排放控制技术领域，具体而言涉及用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，包括以下步骤：基于车载监控控制器获取不同转速下的尿素喷射量Q；在尿素箱某温度、发动机某转速条件下，基于SCR前排压力传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排压力传感器、SCR后氮氧传感器获取分别获取该温度以及发动机转速下的SCR系统前压力PA、氮氧量NA以及SCR系统后压力PB、氮氧量NB。这种方法不仅能修正尿素箱溶液变化后的尿素喷射量，使不同转速和温度下的尿素喷射量更加准确，同时也修正了在这种变化后尿素箱内溶液的消耗量，避免因溶液密度变化而导致的消耗量计算差异大，能更准确的对尿素箱内剩余量进行预警。

Description

用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法
技术领域
本发明涉及机动车辆排放控制技术领域，具体而言涉及用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法。
背景技术
为加强柴油货车排放治理，减少机动车船污染排放，促进空气治理改善，部分省份陆续对柴油发动机货车的排放提出了更高的要求，要求排气污染物排放限值需要达到强制排放标准，为满足这样的强制标准，需要对车辆进行后处理来控制污染物的排放，可通过SCR系统(机外选择性催化还原系统)，是利用尿素(需要加注和喷射尿素)将尾气中的氮氧化物选择性还原生成氮气和水，或者通过DOC系统(柴油氧化催化器)或者POC系统(颗粒物催化氧化器)，进一步降低排放尾气中的颗粒物和氮氧化物、氮氢化物的含量。其中SCR系统通常结合前置的机内燃烧控制以降低颗粒物的含量，然后通过SCR系统后处理。
目前，车辆系统内含有一套尿素喷射量和发动机负荷呈对应关系的控制系统，为了提高准确性，采用前NOx传感器和后NOx传感器分别对SCR处理前后的NOx进行监控，校正下次的喷射量。而由于尿素溶液供给系统的原理是采用柱塞结构或薄膜泵结构，主要是根据尿素溶液体积确定的喷射量，而随着车辆运行，尿素储箱中的溶液受到温度变化的影响导致尿素溶液的密度发生变化，即，会干扰校正的喷射量，不仅影响SCR系统的氧化还原反应，也使得储箱中由喷射量计算的理论消耗量和液位传感器检测到的实际消耗量出现紊乱，阻碍对尿素剩余量的判断。
现有技术文献：
专利文献1：CN112196642A用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统
专利文献2：CN102918245B SCR系统
发明内容
本发明目的在于提供用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，能在某个特定转速下，根据尿素箱处于的不同温度，对尿素泵的喷射量进行适当补偿，即可以保证不同温度下喷射量准确，同时也能准确的判断出尿素箱消耗尿素的量，对剩余量有可靠的预警。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，包括以下步骤：
步骤1、基于车载监控控制器获取不同转速区间下的尿素喷射量Q；
步骤2、在尿素箱某温度、发动机某转速区间条件下，基于SCR前排压力传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排压力传感器、SCR后氮氧传感器获取分别获取该温度以及发动机转速下的SCR系统前压力PA、氮氧量NA以及SCR系统后压力PB、氮氧量NB；
步骤3、基于SCR系统后氮氧量NB和SCR系统前氮氧量NA的差值获取该温度和转速下尿素喷量的补偿量K，将该温度下补偿量K与该转速下尿素喷射量Q的比值K/Q定义为某温度条件下喷射量的补偿率KT；
步骤4、基于获得的补偿率KT修正不同温度下某转速区间时的尿素喷射量指令Q喷，并基于修正后的尿素喷射量Q喷与补偿率KT的比值获得每次喷射的实际消耗量Q耗；
步骤5、在车辆运行周期内计算累计实际消耗量Q耗定义为该运行周期内的实际消耗量H耗，以本次运行开始时尿素箱内的液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始，尿素剩余量H剩为初始量H始与实际消耗量H耗的差值；
其中，车载监控控制器获取每次运行开始时尿素箱内液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始或尿素剩余量H剩中的最低值。
优选的，在步骤3中，补偿量
Figure BDA0002983536700000031
其中，NA是SCR前氮氧，NB是SCR前氮氧量，PA是SCR后排压力，PB是SCR前排压力，P0是标准大气压。
优选的，在步骤4中，Q喷＝Q*KT；
其中，Q喷是修正后的尿素喷射量，Q是车载监控控制器获取不同转速区间下的尿素喷射量，KT是某温度条件下喷射量的补偿率。
优选的，在步骤5中，在运行过程中，依据该发动机转速区间下的实际消耗量Q耗与该发动机转速区间下的剩余里程预测尿素剩余量可行驶的里程。
优选的，在步骤3中，获取恒转速区间周期内的根据SCR系统后氮氧量NB和SCR系统前氮氧量NA的差值实时修正该温度和转速区间下尿素喷量，使车辆尾气氮氧排放达到预设目标。
优选的，在步骤3中，对获取的不同温度、以及转速区间下的补偿率KT进行记录，并将尿素喷射量Q更新为修正后的尿素喷射量Q喷。
本发明提供另一种技术方案，一种用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统，包括：
车载监控控制器；
设置在货车的尾部并形成级联连接的DOC系统、POC系统以及SCR系统，依次形成对柴油发动机的排放物的处理；
设置在货车的尾部的尿素喷射系统，包括尿素箱与尿素泵，通过尿素泵向SCR系统的前排喷射注入尿素；
其中，所述SCR系统之前管路中设置有SCR前排压力传感器和SCR前氮氧传感器；SCR系统的排出管路中设置有SCR后排压力传感器和SCR后氮氧传感器；
所述尿素箱对应设置有尿素液位传感器和尿素温度传感器；
所述SCR前排温传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排温传感器、SCR后氮氧传感器、尿素液位传感器和尿素温度传感器分别与车载监控控制器信号连接；
所述车载监控控制器包括尿素喷射控制模块、尿素喷射修正模块、SCR系统监控模块和尿素剩余量监控模块，其中：
所述尿素喷射控制模块用于根据SCR系统状态计算尿素喷射量Q，并控制尿素泵进行喷射，所述SCR系统监控模块用于根据SCR系统状态以及SCR前排压力传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排压力传感器、SCR后氮氧传感器反馈的数值控制SCR系统状态；
所述尿素喷射修正模块用于根据权利要求1-4任意一项所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，获得每次喷射的实际消耗量Q耗，所述尿素剩余量监控模块用于根据实际消耗量Q耗获取尿素箱内的尿素剩余量H剩。
优选的，所述车载监控控制器用于从尿素剩余量H剩和尿素箱中的液位传感器所获得的液位中选择其中的最低值。
优选的，所述尿素箱中的液位传感器所获得的液位为车辆停车启动后在水平状态下，尿素箱中温度达到预设值时的液位。
优选的，所述尿素喷射修正模块获取车辆在行驶过程中同一发动机转速下不同温度时尿素喷量的补偿量K，并获得不同温度条件下喷射量的补偿率KT。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统的结构示意图；
图2是本发明用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统的原理框图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
目前尿素泵喷射主要是柱塞结构或薄膜泵结构，喷射指令是确定尿素泵的转速和时间，因此是根据尿素溶液体积确定的喷射量，而随着车辆运行，尿素储箱中的溶液受到温度变化的影响导致尿素溶液的密度发生变化，即，会干扰校正的喷射量，当密度变小后，原喷射指令下的尿素量减少，SCR后氮氧量变大，则干扰下一次的喷射量，从而使喷射量增大，也就增加了喷射的理论消耗量，当温度变化时，喷射指令无法喷射恰当的尿素量，而尿素箱内溶液体积因密度减小而增加，因此导致液位传感器与理论消耗量之间误差增大，阻碍对尿素剩余量的判断，本发明旨在实现，能修正因温度环境导致的尿素箱内尿素溶液密度变化而导致的尿素喷射指令、理论消耗量和尿素箱液位之间的误差，使喷射指令下的喷射量更加准确，理论消耗量更贴近实际消耗量，降低误差，做到准确预警。
[尿素剩余量监控方法]
结合图1和图2所示，本实施例中提供用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，包括以下步骤：
步骤1、基于车载监控控制器20获取不同转速区间下的尿素喷射量Q；其中，车载监控控制器20内置预定程序，在相应的转速区间下控制不同的尿素喷射量Q；
步骤2、在尿素箱30某温度、发动机10某转速区间条件下，基于SCR前排压力传感器102、SCR前氮氧传感器101、SCR后排压力传感器202、SCR后氮氧传感器201获取分别获取该温度以及发动机10该转速区间下的SCR系统33前压力PA、氮氧量NA以及SCR系统33后压力PB、氮氧量NB；
步骤3、基于SCR系统33后氮氧量NB和SCR系统33前氮氧量NA的差值获取该温度和转速区间下尿素喷量的补偿量K，将该温度下补偿量K与该转速区间下尿素喷射量Q的比值K/Q定义为某温度条件下喷射量的补偿率KT；
其中，补偿量
Figure BDA0002983536700000061
上式中，NA是SCR前氮氧，NB是SCR前氮氧量，PA是SCR后排压力，PB是SCR前排压力，P0是标准大气压。
步骤4、基于获得的补偿率KT修正不同温度下某转速区间时的尿素喷射量指令Q喷，并基于修正后的尿素喷射量Q喷与补偿率KT的比值获得每次喷射的实际消耗量Q耗；
在步骤4中，Q喷＝Q*KT；
其中，Q喷是修正后的尿素喷射量，Q是车载监控控制器20获取不同转速区间下的尿素喷射量，KT是某温度条件下喷射量的补偿率。
步骤5、在车辆运行周期内计算累计实际消耗量Q耗定义为该运行周期内的实际消耗量H耗，以本次运行开始时尿素箱30内的液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始，尿素剩余量H剩为初始量H始与实际消耗量H耗的差值；
其中，车载监控控制器20获取每次运行开始时尿素箱30内液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始或尿素剩余量H剩中的最低值。
在步骤5中，在运行过程中，依据该发动机10转速区间下的实际消耗量Q耗与该发动机10转速区间下的剩余里程确定尿素剩余量可行驶的里程，其中，转速区间可选为，每200转、每300转或每500转为一个转速区间。
另外，在某一温度工况下，依据该发动机10转速区间下的实际消耗量Q耗，再根据该发动机10转速区间下的油耗，对剩余的尿素剩余量H剩进行预警，在可选的实施例中，尿素剩余量H剩为300ml，发动机在500-1000转的转速条件下，实际消耗量Q耗是200ml/h，则尿素预测还可以使用一个半小时，作为监控预警。
优选的，在步骤3中，获取恒转速区间周期内的根据SCR系统33后氮氧量NB和SCR系统33前氮氧量NA的差值实时修正该温度和转速区间下尿素喷量，使车辆尾气氮氧排放达到预设目标。
优选的，在步骤3中，对获取的不同温度、以及转速区间下的补偿率KT进行记录，并将尿素喷射量Q更新为修正后的尿素喷射量Q喷。
在可选的实施例中，汽车启动后，发动机10以转速区间V运行时，发动起向排气管路中排出带有含氮气体，在进入SCR系统33之前，SCR系统33前压力传感器、SCR系统33前氮氧传感器分别检测SCR系统33前压力PA和氮氧量NA，并在SCR系统33后通过SCR系统33后压力传感器、SCR系统33后氮氧传感器分别检测SCR系统33后压力PB和氮氧量NB。
当发动机10以V1-V2范围内的转速区间，尿素箱30内温度变化时，由于温度变化引起尿素箱30内尿素溶液的密度发生变化，因此尿素泵31向排气管道内在同一指令下喷射的尿素实际上是变化的，即引起了SCR系统33后氮氧量NB的变化，此时，定义SCR系统33前氮氧量NA和SCR系统33后氮氧量NB的差值为补偿量K，并且将该温度下补偿量K与该转速区间下尿素喷射量Q的比值K/Q定义为某温度条件下喷射量的补偿率KT，其中，为了补偿压力变化对于传感器检测的氮氧量的影响；
补偿量
Figure BDA0002983536700000081
上式中，NA是SCR前氮氧，NB是SCR前氮氧量，PA是SCR后排压力，PB是SCR前排压力，P0是标准大气压。
由于尿素喷射的溶液质量变化后，需要修正新的喷射指令，基于获得的补偿率KT修正不同温度下某转速区间时的尿素喷射量指令Q喷，Q喷＝Q*KT，因此，在修正后的喷射指令下，在转速区间V1-V2范围内时，控制尿素泵31喷出新的喷射量Q喷，并作为历史记录，当后续在该温度和转速区间下，喷射指令相对准确，而不需要利用前后排传感器修正。
而修正后的喷射指令并不作为理论消耗量的指标，否则，会引起理论消耗量与实际消耗量之间的变化，因此，基于修正后的尿素喷射量Q喷与补偿率KT的比值Q喷/KT获得每次喷射的实际消耗量Q耗，此时，以累计的Q耗作为一个路程的实际消耗量H耗，并依据该工况条件下的实际消耗量H耗和行驶路程，确定在该工况下，剩余的尿素量可以行驶多少公里，作为驾驶人员对于目的里程的预警，若下一次目的里程超过了尿素剩余里程，则需要中途添加尿素。
以本次运行开始时尿素箱30内的液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始，尿素剩余量H剩为初始量H始与实际消耗量H耗的差值；车载监控控制器20获取每次运行开始时尿素箱30内液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始或尿素剩余量H剩中的最低值。
因此，这种方法不仅能修正尿素箱溶液变化后的尿素喷射量，使不同转速区间和温度下的尿素喷射量更加准确，同时也修正了在这种变化后尿素箱内溶液的消耗量，避免因溶液密度变化而导致的消耗量计算差异大，能更准确的对尿素箱内剩余量进行预警。
[尿素剩余量监控预警系统]
本发明提供另一种技术方案，一种用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统，包括：
车载监控控制器20；
设置在货车的尾部并形成级联连接的DOC系统、POC系统以及SCR系统33，依次形成对柴油发动机的排放物的处理；
设置在货车的尾部的尿素喷射系统，包括尿素箱30与尿素泵31，通过尿素泵31向SCR系统的前排喷射注入尿素；
其中，SCR系统33之前管路中设置有SCR前排压力传感器102和SCR前氮氧传感器101；SCR系统33的排出管路中设置有SCR后排压力传感器202和SCR后氮氧传感器201；
所述尿素箱30对应设置有尿素液位传感器和尿素温度传感器；
所述SCR前排温传感器102、SCR前氮氧传感器101、SCR后排温传感器202、SCR后氮氧传感器201、尿素液位传感器和尿素温度传感器分别与车载监控控制器20信号连接；
所述车载监控控制器20包括尿素喷射控制模块、尿素喷射修正模块、SCR系统监控模块和尿素剩余量监控模块，其中：
所述尿素喷射控制模块用于根据SCR系统33状态计算尿素喷射量Q，并控制尿素泵31利用喷头32进行喷射，所述SCR系统监控模块用于根据SCR系统状态以及SCR前排压力传感器102、SCR前氮氧传感器101、SCR后排压力传感器202、SCR后氮氧传感器201反馈的数值控制SCR系统33状态；
所述尿素喷射修正模块用于根据上述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，获得每次喷射的实际消耗量Q耗，所述尿素剩余量监控模块用于根据实际消耗量Q耗获取尿素箱内的尿素剩余量H剩。
系统的工作原理是：发动机点火钥匙门T15信号检测，此状态为系统的最初状态；判断T15信号是否导通，检测T15信号电压是否达到设定阀值，如果导通则程序进入下一步处理，否则系统继续在最初始状态；
通过上述后，车载监控控制器20控制SCR系统33的电源继电器导通，给整个系统供电，车载监控控制器20接收CAN报文，检测SCR系统33状态，获取发动机工作时的转速区间、扭矩和废气流量等信息；并根据SCR系统33状态信息判定是否需要进行加热，如果需要进行加热，对尿素管路、尿素箱、尿素泵进行加热解冻操作，直至解冻完成，如果不需要加热，则判断SCR系统是否达到喷射条件，如果达到喷射条件，则计算初始尿素喷射量，并控制尿素泵进行喷射；
根据SCR系统33状态，结合SCR前后氮氧传感器101反馈的数值，判断车辆尾气NOx排放是否达到预设目标，并持续调整尿素喷射量，直至NOx排放达到预设目标，当温度变化后，由于上述的调节过程，尿素喷射量被调整修正，因此会带动喷射指令的变化，尿素喷射修正模块用于根据这个变化，安装上述方案中的方法修正温度变化后的喷射指令，即在不同温度以及不同转速区间下，均对应了一个喷射指令，同时也对在不同温度所对应的喷射消耗量进行修正，尿素喷射修正模块获取车辆在行驶过程中同一发动机转速区间下不同温度时尿素喷量的补偿量K，并获得不同温度条件下喷射量的补偿率KT。
车辆开始时检测到的液位由于溶液温度低，液位相对准确，在车辆开始启动时的液位与理论喷射的累计量差值即为尿素剩余量H剩，其中，车载监控控制器20用于从尿素剩余量H剩和下一次车辆启动后尿素箱中的液位传感器所获得的液位中选择其中的最低值，最低值作为下一次行程开始时的预警量。
优选的，尿素箱30中的液位传感器所获得的液位为车辆停车启动后在水平状态下，尿素箱中温度达到预设值时的液位。
结合以上实施例，本系统能修正尿素箱溶液变化后的尿素喷射量，使不同转速区间和温度下的尿素喷射量更加准确，同时也修正了在这种变化后尿素箱内溶液的消耗量，避免因溶液密度变化而导致的消耗量计算差异大，能更准确的对尿素箱内剩余量进行预警。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、基于车载监控控制器获取不同转速区间下的尿素喷射量Q；
步骤2、在尿素箱某温度、发动机某转速区间条件下，基于SCR前排压力传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排压力传感器、SCR后氮氧传感器获取分别获取该温度以及发动机转速下的SCR系统前压力PA、氮氧量NA以及SCR系统后压力PB、氮氧量NB；
步骤3、基于SCR系统后氮氧量NB和SCR系统前氮氧量NA的差值获取该温度和转速下尿素喷量的补偿量K，将该温度下补偿量K与该转速下尿素喷射量Q的比值K/Q定义为某温度条件下喷射量的补偿率KT；
步骤4、基于获得的补偿率KT修正不同温度下某转速区间时的尿素喷射量指令Q喷，并基于修正后的尿素喷射量Q喷与补偿率KT的比值获得每次喷射的实际消耗量Q耗；
步骤5、在车辆运行周期内计算累计实际消耗量Q耗定义为该运行周期内的实际消耗量H耗，以本次运行开始时尿素箱内的液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始，尿素剩余量H剩为初始量H始与实际消耗量H耗的差值；
其中，车载监控控制器获取每次运行开始时尿素箱内液位传感器所检测到的液位定义为初始量H始或尿素剩余量H剩中的最低值。
2.根据权利要求1所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，其特征在于，在步骤3中，补偿量
Figure FDA0002983536690000011
其中，NA是SCR前氮氧，NB是SCR前氮氧量，PA是SCR后排压力，PB是SCR前排压力，P0是标准大气压。
3.根据权利要求1所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，其特征在于，在步骤4中，Q喷＝Q*KT；
其中，Q喷是修正后的尿素喷射量，Q是车载监控控制器获取不同转速区间下的尿素喷射量，KT是某温度条件下喷射量的补偿率。
4.根据权利要求1所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，其特征在于，在步骤5中，在运行过程中，依据该发动机转速区间下的实际消耗量Q耗与该发动机转速区间下的剩余里程预测尿素剩余量可行驶的里程。
5.根据权利要求1所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，其特征在于，在步骤3中，获取恒转速区间周期内的根据SCR系统后氮氧量NB和SCR系统前氮氧量NA的差值实时修正该温度和转速区间下尿素喷量，使车辆尾气氮氧排放达到预设目标。
6.根据权利要求5所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，其特征在于，在步骤3中，对获取的不同温度、以及转速区间下的补偿率KT进行记录，并将尿素喷射量Q更新为修正后的尿素喷射量Q喷。
7.一种用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统，其特征在于，包括：
车载监控控制器；
设置在货车的尾部并形成级联连接的DOC系统、POC系统以及SCR系统，依次形成对柴油发动机的排放物的处理；
设置在货车的尾部的尿素喷射系统，包括尿素箱与尿素泵，通过尿素泵向SCR系统的前排喷射注入尿素；
其中，所述SCR系统之前管路中设置有SCR前排压力传感器和SCR前氮氧传感器；SCR系统的排出管路中设置有SCR后排压力传感器和SCR后氮氧传感器；
所述尿素箱对应设置有尿素液位传感器和尿素温度传感器；
所述SCR前排温传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排温传感器、SCR后氮氧传感器、尿素液位传感器和尿素温度传感器分别与车载监控控制器信号连接；
所述车载监控控制器包括尿素喷射控制模块、尿素喷射修正模块、SCR系统监控模块和尿素剩余量监控模块，其中：
所述尿素喷射控制模块用于根据SCR系统状态计算尿素喷射量Q，并控制尿素泵进行喷射，所述SCR系统监控模块用于根据SCR系统状态以及SCR前排压力传感器、SCR前氮氧传感器、SCR后排压力传感器、SCR后氮氧传感器反馈的数值控制SCR系统状态；
所述尿素喷射修正模块用于根据权利要求1-4任意一项所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控方法，获得每次喷射的实际消耗量Q耗，所述尿素剩余量监控模块用于根据实际消耗量Q耗获取尿素箱内的尿素剩余量H剩。
8.根据权利要求7所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统，其特征在于，所述车载监控控制器用于从尿素剩余量H剩和尿素箱中的液位传感器所获得的液位中选择其中的最低值。
9.根据权利要求8所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统，其特征在于，所述尿素箱中的液位传感器所获得的液位为车辆停车启动后在水平状态下，尿素箱中温度达到预设值时的液位。
10.根据权利要求7所述的用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统，其特征在于，所述尿素喷射修正模块获取车辆在行驶过程中同一发动机转速下不同温度时尿素喷量的补偿量K，并获得不同温度条件下喷射量的补偿率KT。
CN202110293825.7A 2021-03-19 2021-03-19 用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法 Active CN112963229B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110293825.7A CN112963229B (zh) 2021-03-19 2021-03-19 用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110293825.7A CN112963229B (zh) 2021-03-19 2021-03-19 用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112963229A true CN112963229A (zh) 2021-06-15
CN112963229B CN112963229B (zh) 2021-09-28

Family

ID=76277678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110293825.7A Active CN112963229B (zh) 2021-03-19 2021-03-19 用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112963229B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114236050A (zh) * 2021-12-13 2022-03-25 潍柴动力股份有限公司 一种氮氧传感器控制方法及装置
CN114575973A (zh) * 2022-02-28 2022-06-03 东风商用车有限公司 气驱式scr尿素罐的液位测量方法、装置和车辆
CN114687839A (zh) * 2022-03-18 2022-07-01 潍柴动力股份有限公司 尿素液位卡滞的确定方法、确定装置和车辆
CN114856775A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 南京依柯卡特排放技术股份有限公司 应用于大功率柴油机尾气处理scr系统的尿素溶液喷射控制系统与方法
CN114856776A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 南京依柯卡特排放技术股份有限公司 柴油机尾气净化用的尿素喷射量修正方法与系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103912351A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 现代自动车株式会社 用于控制车辆的尿素喷射量的方法以及装置
CN104903555A (zh) * 2012-12-28 2015-09-09 五十铃自动车株式会社 尿素scr用尿素水消耗量诊断装置
EP2963260A1 (en) * 2013-01-28 2016-01-06 Isuzu Motors, Ltd. Urea water consumption amount diagnostic device for urea scr
US20160222859A1 (en) * 2016-04-10 2016-08-04 Caterpillar Inc. Method and system for detecting malfunctioning of fluid tank of machine
CN110863890A (zh) * 2019-10-09 2020-03-06 华东交通大学 一种远程诊断柴油车scr系统尿素消耗量合理性的方法
CN111173603A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种尿素消耗量的监测方法、装置及系统
CN111441846A (zh) * 2020-03-28 2020-07-24 潍坊势为环保有限公司 一种scr系统尿素喷射量的修正方法、装置和scr系统
CN112196642A (zh) * 2020-10-10 2021-01-08 南京依柯卡特排放技术股份有限公司 用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104903555A (zh) * 2012-12-28 2015-09-09 五十铃自动车株式会社 尿素scr用尿素水消耗量诊断装置
CN103912351A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 现代自动车株式会社 用于控制车辆的尿素喷射量的方法以及装置
EP2963260A1 (en) * 2013-01-28 2016-01-06 Isuzu Motors, Ltd. Urea water consumption amount diagnostic device for urea scr
US20160222859A1 (en) * 2016-04-10 2016-08-04 Caterpillar Inc. Method and system for detecting malfunctioning of fluid tank of machine
CN110863890A (zh) * 2019-10-09 2020-03-06 华东交通大学 一种远程诊断柴油车scr系统尿素消耗量合理性的方法
CN111173603A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种尿素消耗量的监测方法、装置及系统
CN111441846A (zh) * 2020-03-28 2020-07-24 潍坊势为环保有限公司 一种scr系统尿素喷射量的修正方法、装置和scr系统
CN112196642A (zh) * 2020-10-10 2021-01-08 南京依柯卡特排放技术股份有限公司 用于柴油发动机货车的车载气助式后处理监控控制系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114236050A (zh) * 2021-12-13 2022-03-25 潍柴动力股份有限公司 一种氮氧传感器控制方法及装置
CN114236050B (zh) * 2021-12-13 2024-02-20 潍柴动力股份有限公司 一种氮氧传感器控制方法及装置
CN114575973A (zh) * 2022-02-28 2022-06-03 东风商用车有限公司 气驱式scr尿素罐的液位测量方法、装置和车辆
CN114687839A (zh) * 2022-03-18 2022-07-01 潍柴动力股份有限公司 尿素液位卡滞的确定方法、确定装置和车辆
CN114687839B (zh) * 2022-03-18 2023-06-23 潍柴动力股份有限公司 尿素液位卡滞的确定方法、确定装置和车辆
CN114856775A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 南京依柯卡特排放技术股份有限公司 应用于大功率柴油机尾气处理scr系统的尿素溶液喷射控制系统与方法
CN114856776A (zh) * 2022-04-21 2022-08-05 南京依柯卡特排放技术股份有限公司 柴油机尾气净化用的尿素喷射量修正方法与系统
CN114856775B (zh) * 2022-04-21 2023-09-05 南京瀚深材料科技股份有限公司 应用于大功率柴油机尾气处理scr系统的尿素溶液喷射控制系统与方法
CN114856776B (zh) * 2022-04-21 2023-09-05 南京瀚深材料科技股份有限公司 柴油机尾气净化用的尿素喷射量修正方法与系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112963229B (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112963229B (zh) 用于柴油发动机货车的尿素剩余量监控预警系统及方法
EP2025388B1 (en) System and method for selective catalytic reduction control
US8596042B2 (en) System and method for selective catalytic reduction control
CN102037230B (zh) NOx传感器的异常诊断装置及异常诊断方法
JP4138484B2 (ja) 排気ガス処理システムの制御方法および排気ガス処理システムの制御装置
US9322316B2 (en) Method and system of determining failure of urea level sensor
EP3368754B1 (en) Method and system for diagnosing an aftertreatment system
US10161329B2 (en) Upstream NOx estimation
JP2004517249A (ja) 排気ガス後処理システムを制御するための方法および装置
KR20060050307A (ko) 내연 기관의 작동 방법 및 장치
KR101707820B1 (ko) 내연기관의 ｓｃｒ-배기 가스 후처리 시스템을 제어하기 위한 방법 및 장치
US10995749B2 (en) Method for monitoring the volumetric flow of a metering valve of a fluidic metering system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle
CN112196641A (zh) 一种车辆尿素溶液续驶里程的预测提示方法
CN104141524A (zh) 积分的燃料催化剂监控器
US20170152805A1 (en) Method and device for calibrating post-injections of an internal combustion engine
SE1050395A1 (sv) Metod och system vid fordonsavgasutsläppssystem
US20160103110A1 (en) Engine nox model
SE539296C2 (sv) Förfarande och system för reglering av en förbränningsmotor genom reglering av förbränningen i en förbränningskammare under pågående förbränningscykel
CN113417749A (zh) 一种车辆dpf主动再生触发控制方法及系统
KR101673336B1 (ko) 차량의 운전자 강제 유도 방법 및 장치
EP3073084B1 (en) Exhaust emission control apparatus for on-board internal combustion engine, and method for exhaust emission control apparatus
JP2008303863A (ja) 車両の燃料消費率算出システム
KR101491356B1 (ko) Ｓｃｒ시스템의 우레아 잔량 검출 제어방법
EP3485152B1 (en) Method and system for use when correcting supply of an additive to an exhaust gas stream
CN112262253A (zh) 注入到机动车辆排出气体处理系统中的液体添加剂的流量的动态监测

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 211100 room 708, Haitong building, No. 100, Qinhuai Road, Jiangning Economic and Technological Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province

Patentee after: Nanjing Hanshen Material Technology Co.,Ltd.

Address before: 211100 building D1, Jima Industrial Park, 669 Jiangjun Avenue, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province

Patentee before: NANJING IKE CARTER EMISSION TECHNOLOGY CO.,LTD.