[发明专利]一种发动机尾气后处理控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种发动机尾气后处理控制系统及控制方法，应用于尾气后的处理。控制系统包括尾气后处理器、发动机电控单元、柴油喷射装置、尿素喷射装置、后处理电控单元。本发明的控制方法是依据不同的传感器实测值和发动机的工况参数，基于预先标定好的数据模型，完成DPF主动再生控制、DPF积灰清理、SCR尿素喷射控制和系统故障诊断四项功能。本发明由软件系统和硬件系统构成，对MAP数据采用“瞬态分段线性插值算法”，很大程度上提高了计算精度和执行效率。对DPF压差传感器采用“压差动态积分、分时比对方法”，解决压差传感器因受多种因素影响而导致的压差值不稳定、波动大的情况，增强了尾气后处理系统控制策略的鲁棒性，很大程度上减少再生的误判，从而减少不恰当的主动再生操作，节省油耗。

技术领域

本发明属于柴油发动机技术领域，应用于尾气后处理系统，主要涉及尾气排放控制技术路线“DOC+DPF+SCR”。

背景技术

为满足越来越严格的柴油机/车尾气排放标准，不但需要对柴油机/车的发动机技术进行创新改进，同时需要采用尾气后处理技术，确保污染物的排放值控制在合理的区间，消减柴油发动机排放污染物对环境的污染，满足法定尾气排放标准，改善环境空气质量。

环境保护部制定的《非道路移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求》(征求意见稿)增加了颗粒数PN的排放要求，其排放结果应不大于5×1012#/kWh，同时DPF再生时不能有明显可见烟，因此装用37kW至560kW柴油机的非道路移动机械应加装壁流式颗粒物捕集器DPF。目前37kW至75kW采用的关键技术路线有“EGR+DOC+DPF”。

本领域中，有关设备的英文名称：DOC——氧化催化器(Diesel OxidationCatalyst)，DPF——颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter)，SCR——选择性催化还原器(Selective Catalytic Reduction)。

DPF的主动再生：DPF中碳载量达到较高值，商用车一般为4～5g/L，排气阻力增大到足以影响发动机的油耗，发动机控制单元(ECU或者后处理控单元)通过改变发动机和后处理的工作状态，使DPF内的碳烟快速氧化去除的过程称为主动再生。主动再生根据再生过程中DPF入口的排气温度又分常规主动再生和低温主动再生。常规主动再生DPF入口温度通常达到600℃以上，低温主动再生DPF入口温度通常控制在500℃以下。常规主动再生过程发动机涡后排气温度需提高到300℃以上，然后通过安装在排气管上的HC喷射系统喷油或高压共轨系统的缸内后喷产生HC，在DOC上氧化后提高排气温度。低温主动再生可通过使用节气门和排气节流阀提高排气温度。

SCR系统控制策略根据发动机工况参数和选择性催化还原器的状态以及排放控制目标决定尿素液的喷射量。控制模块的主要功能是根据发动机的运行工况和催化器的状态控制喷射系统喷射适量的尿素液进入排气管。由于SCR催化器低温下可存储大量的氨(NH₃，从低温到高温突变过程中这些氨会释放出来，这个过程任何闭环策略都无法控制，只采取反馈控制不能达到很好的效果，而且目前产品化的氮氧化物(NOx)传感器还存在对氨交叉敏感的问题，也就是在氨存在的情况下，会将NH₃当作NOx，引起测量结果偏大，因而用作闭环控制还有些问题。氨传感器目前正在研制，还没有批产。在欧四阶段，欧洲SCR系统都采用开环控制，取得很好的效果，而且开环控制是闭环控制的基础，SCR系统闭环控制不能完全代替开环，即使采用闭环控制的系统，也有一套开环控制策略作为备用，以防传感器失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种可解决上述问题的发动机尾气后处理控制系统及控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种发动机尾气后处理控制系统，包括尾气后处理器、发动机电控单元、柴油喷射装置、尿素喷射装置、后处理电控单元；