[发明专利]SCR系统控制装置

说明书

本发明涉及一种SCR系统控制装置，其特征是：包括信号模块、前馈控制模块、反馈模块、尿素喷射控制模块以及执行器控制模块；所述信号模块负责对来自车辆、发动机的信号、SCR系统传感器信号、外部诊断仪的信号进行处理和检测；所述前馈控制模块根据上游NO_x浓度值、排气质量流量、SCR温度以及催化剂温度效率MAP，得到前馈尿素喷射量；所述反馈模块基于NH₃泄漏量进行实时PID控制，计算出反馈尿素喷射量；所述尿素喷射控制模块基于前馈尿素喷射量与反馈尿素喷射量之和，得到总的尿素喷射需求量，然后输出最终要求尿素泵喷射的尿素量；所述执行器控制模块驱动尿素泵及喷嘴进行尿素喷射。本发明可以提高SCR控制系统的精度，满足国六排放法规对NO_x的排放控制。

技术领域

本发明涉及一种SCR系统控制装置，属于柴油机后处理系统控制技术领域。

背景技术

SCR后处理技术是柴油机降低尾气中NO_x的主要技术手段，其基本原理是通过喷射尿素水解雾化形成的氨气在催化器内与排气中的NO_x发生氧化还原反应，生成无害的氮气。

随着国家排放法规逐步加严，从国四排放法规开始，SCR系统已经批量应用在柴油车上。SCR系统一般由控制系统、尿素喷射系统、相关传感器、尿素加热装置等几部分组成，其中控制系统是SCR系统的大脑，根据传感器相关信号及执行器反馈的信号，控制尿素泵定时定量将尿素喷入到SCR催化净化器内，降低NO_x排放值。

目前，SCR控制策略主要由以下几部分组成：尿素喷射量开环控制模块、尿素喷射量反馈控制模块、信号采集模块、尿素泵控制模块、尿素加热模块等几部分组成。尿素喷射量开环控制模块基于原机NO_x的排放值，根据理论计算量及SCR催化剂转化效率，查表得出实时的尿素喷射量，作为前馈尿素喷射量。尿素喷射量反馈控制模块基于下游NO_x传感器的值进行闭环控制。当检测到下游NO_x值过多时，增加喷射量；当检测到下游NO_x值过低时，减少喷射量。信号采集模块主要采集相关传感器传入的信号，如排气温度信号、环境温度信号、NO_x浓度信号等。尿素泵控制模块主要控制尿素泵的喷射时刻及喷射量。尿素加热模块主要控制尿素管路、尿素泵及尿素箱的加热解冻。

分析目前的SCR控制策略，能够满足国四、国五排放控制系统。但存在以下缺陷：

1、尿素反馈基于NO_x传感器进行闭环控制。由于NO_x传感器无法区分NO_x和NH₃两种气体，会误把NH₃气当成NO_x，从而导致闭环控制偏差较大。

2、所有信号输入均依靠传感器的测量值，无法判断当前传感器测量值是否合理及准确。若有人故意把SCR上游排温传感器放置在排温较低的区域，会导致尿素喷射量减少或不喷。

3、基于传感器存在测量误差和相应时间延迟，容易造成尿素喷射量与实际需求喷射量偏差较大。

到了国六阶段，NO_x排放限值较国五降低了80％，同时相比国五氨泄漏水平降低50％，要求控制系统的控制精度进一步精确才能够满足国六排放控制要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种SCR系统控制装置，可以解决目前SCR控制系统的缺陷，提高SCR控制系统的精度，发挥催化剂最大性能，满足国六排放法规对NO_x的排放控制。

按照本发明提供的技术方案，所述SCR系统控制装置，其特征是：包括信号模块、前馈控制模块、化学反应动力学模型模块、反馈模块、尿素喷射控制模块以及执行器控制模块；