CN114263516B - 一种低温scr效率的提升方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种低温SCR效率的提升方法及系统，属于柴油发动机后处理技术领域。所述方法包括：采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数；通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则转到下一步；若否，则退出；采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率；若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统关闭燃油喷射。本发明能够准确快速提高低温排气温度，进而快速提升SCR效率，减少低温尿素结晶风险及降低下游NOx排放。
Description
技术领域
本发明涉及柴油发动机后处理技术领域，更具体的说是涉及一种低温SCR效率的提升方法及系统。
背景技术
当前的汽车尾气排位要求规定，当尾气排放NOx排放超过法规限值后进行报警，当NOx排放过高时还会进行限扭限速，影响司机的驾驶，因此必须要保证SCR转化效率进而避免报警、限扭和限速。
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是采用尿素作为还原剂，将汽车尾气中的氮氧化物还原成氮气与水，但其转化效率对温度要求很高，在排气温度大于上游氮氧传感器露点检测温度小于250℃时，SCR转化效率较低。但是通过远程监控试验车及用户车辆发现在冬季低温季节或者发动机处于红绿灯较多、调头等恶劣工况时SCR平均温度低于240摄氏度，SCR转化效率较低。因此，为满足当前的汽车尾气排位要求，需要提高排气温度，保证SCR转化效率。
现有技术中，为了提升排气温度进而提升低温SCR转化效率，通常通过改变发动机结构实现，如在排气管上增加发动机排气管路上添加电加热器辅热旁通管路，或者在排气管壁增设涂层，或者在涡轮增压器增加旁通管路等，均需要改变发动机结构，造成了生产成本的提高，不适于大规模应用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低温SCR效率的提升方法及系统，能够准确快速提高低温排气温度，进而快速提升SCR效率，减少低温尿素结晶风险及降低下游NOx排放。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种低温SCR效率的提升方法，包括如下步骤：
S1：采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数；
S2：通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则转到下一步；若否，则退出；
S3：采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率；
S4：若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统关闭燃油喷射。
进一步，所述温度参数包括SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度；所述SCR效率计算参数包括SCR催化器系统的上游NOx ppm值、SCR催化器系统的下游NOxppm值和计算周期。
进一步，所述步骤S2具体为：
将SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度求平均值，以得出SCR平均温度；
判断SCR平均温度是否低于低温阈值；若是，则当前车辆处于排气低温状态。
进一步，所述预设公式具体如下：
其中，P为低温SCR效率，N为效率修正系数，X为SCR催化器系统的下游NOx ppm值，S为SCR催化器系统的上游NOx ppm值，T为计算周期。
进一步，所述步骤S4包括：
若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，先控制发动机进气节流阀将氧化型催化转化器的上游排气温度达到燃油燃烧点温度，然后控制HC喷射系统进行燃油喷射。
进一步，所述低温阈值为250℃±预设偏移量。
进一步，所述燃油燃烧点温度为220℃。
相应的，本发明还公开了一种低温SCR效率的提升系统，包括：采集单元、电子控制单元和HC喷射系统，电子控制单元分别与采集单元和HC喷射系统信号连接；
所述采集单元，用于采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数；
所述电子控制单元，用于通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率；若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统关闭燃油喷射。
进一步，所述采集单元包括：
第一温度传感器，用于监测SCR催化器系统的上游温度；
第二温度传感器，用于监测SCR催化器系统的下游温度；
CAN模块，用于监测SCR催化器系统的上游NOx ppm值和SCR催化器系统的下游NOxppm值。
对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种低温SCR效率的提升方法及系统，能准确快速提高车辆的低温排气温度，进而快速提升SCR效率，减少低温尿素结晶风险及降低下游NOx排放，适于大规模应用。
本发明结构简单，能够在保持当前发动机结构前提下准确快速进行低温SCR转化效率提升。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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。
附图1是本发明具体实施方式的方法流程图。
附图2是本发明具体实施方式的系统结构图。
图中，1为电子控制单元，2为HC喷射系统，3为采集单元，4为第一温度传感器，5为第二温度传感器，6为CAN模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
如图1所示的一种低温SCR效率的提升方法，包括如下步骤：
S1：采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数。
其中，温度参数包括SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度；所述SCR效率计算参数包括SCR催化器系统的上游NOx ppm值、SCR催化器系统的下游NOx ppm值和采集周期。
S2：通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则转到下一步；若否，则退出。
具体为，首先将SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度求平均值，以得出SCR平均温度；然后判断SCR平均温度是否低于低温阈值；若是，则当前车辆处于排气低温状态。
作为示例的，SCR平均温度是通过SCR催化器系统的上游温度与SCR催化器系统的下游温平均得到。SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度为电子控制单元通过ADC读取SCR上游温度传感器电压值及SCR下游温度传感器电压值后查curve表获得。
需要特别说明的是，低温阈值为250℃±偏移量，为防止出现条件震荡需要加滞环偏移设置。可选的，也可以通过冷却水温度、中冷后温度等低温条件判断。
S3：采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率。
预设公式具体如下：
其中，P为低温SCR效率，N为效率修正系数，X为SCR催化器系统的下游NOx ppm值，S为SCR催化器系统的上游NOx ppm值，T为计算周期。
需要特别说明的是，低温SCR效率为瞬时修正SCR转化效率的平均值。为区分不同工况点瞬时SCR转化效率对发动机排放影响程度不同，瞬时修正SCR转化效率为效率修正系数与瞬时SCR转化效率的乘积。
其中，效率修正系数和计算周期是通过SCR平均温度与排气质量流量查MAP表获得。
S4：若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统关闭燃油喷射。
为防止条件震荡，本步骤中的低温SCR效率下限阈值和低温SCR效率上限阈值需要加偏移设置。
其中，若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，需要先控制发动机进气节流阀将氧化型催化转化器的上游排气温度达到燃油燃烧点温度，然后在控制HC喷射系统进行燃油喷射。燃油燃烧点温度设置为220℃。
控制HC喷射系统燃油喷射前提是无HC喷射系统故障发生。本实施例中HC喷射系统故障为HC系统压力相关故障、HC喷射阀电路故障、燃油开关阀电路故障。
相应的，如图2所示，本发明还公开了一种低温SCR效率的提升系统，包括：采集单元3、电子控制单元1和HC喷射系统2，电子控制单元1分别与采集单元3和HC喷射系统信号2连接；
采集单元3，用于采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数。
电子控制单元1，用于通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率；若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统2进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统2关闭燃油喷射。
作为示例的，采集单元3包括：
第一温度传感器4，用于监测SCR催化器系统的上游温度；
第二温度传感器5，用于监测SCR催化器系统的下游温度；
CAN模块6，用于监测SCR催化器系统的上游NOx ppm值和SCR催化器系统的下游NOxppm值。
由此可知，电子控制单元1在接收到SCR催化器系统的上游NOx ppm值、SCR催化器系统的下游NOx ppm值、SCR催化器系统的上游温度、SCR催化器系统的下游温度电信号后，周期进行低温SCR效率计算。
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
Claims (6)
1.一种低温SCR效率的提升方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数；
S2：通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则转到下一步；若否，则退出；
S3：采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率；
S4：若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统关闭燃油喷射；
所述温度参数包括SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度；所述SCR效率计算参数包括SCR催化器系统的上游NOx ppm值、SCR催化器系统的下游NOx ppm值和计算周期；
所述步骤S2具体为：
将SCR催化器系统的上游温度和SCR催化器系统的下游温度求平均值，以得出SCR平均温度；
判断SCR平均温度是否低于低温阈值；若是，则当前车辆处于排气低温状态；
所述预设公式具体如下：
其中，P为低温SCR效率，N为效率修正系数，X为SCR催化器系统的下游NOx ppm值，S为SCR催化器系统的上游NOx ppm值，T为计算周期。
2.根据权利要求1所述的低温SCR效率的提升方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，先控制发动机进气节流阀将氧化型催化转化器的上游排气温度达到燃油燃烧点温度，然后控制HC喷射系统进行燃油喷射。
3.根据权利要求1所述的低温SCR效率的提升方法，其特征在于，所述低温阈值为250℃±预设偏移量。
4.根据权利要求2所述的低温SCR效率的提升方法，其特征在于：所述燃油燃烧点温度为220℃。
5.一种被配置为执行权利要求1-4中任一项所述的低温SCR效率的提升方法的低温SCR效率的提升系统，其特征在于，包括：采集单元、电子控制单元和HC喷射系统，电子控制单元分别与采集单元和HC喷射系统信号连接；
所述采集单元，用于采集SCR催化器系统运行过程中的温度参数和SCR效率计算参数；
所述电子控制单元，用于通过温度参数判断当前车辆是否处于排气低温状态；若是，则采用预设公式对SCR效率计算参数进行计算，以得到低温SCR效率；若低温SCR效率低于低温SCR效率下限阈值，则控制HC喷射系统进行燃油喷射；若低温SCR效率高于低温SCR效率上限阈值，则控制HC喷射系统关闭燃油喷射。
6.根据权利要求5所述的低温SCR效率的提升系统，其特征在于，所述采集单元包括：
第一温度传感器，用于监测SCR催化器系统的上游温度；
第二温度传感器，用于监测SCR催化器系统的下游温度；
CAN模块，用于监测SCR催化器系统的上游NOx ppm值和SCR催化器系统的下游NOx ppm值。
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