[发明专利]一种SCR系统低温解冻的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及SCR系统，特别是涉及一种SCR系统低温解冻的控制方法。

背景技术

随着世界各国对发动机排放法规不断严格的要求，发动机排气后处理技术也不断发展。我国将于2013年7月1日实施国IV排放法规，为了满足国IV排放法规对碳烟和氮氧化物的限制，发动机主要利用SCR（选择性催化还原）系统来降低氮氧化物的排放。

SCR系统根据功能主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分；其中SCR的控制单元与发动机的控制单元（ECU）集成在一起，用于执行SCR控制策略，并根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力、氮氧化物浓度等传感器信号控制尿素剂量单元，从而按需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中；尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、尿素喷射单元、加热组件及连接管路和线路，保证尿素溶液的充分雾化和分解；催化反应单元主要包括SCR催化剂、载体及其封装，用于将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。

SCR系统的基本工作原理为尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生产所需的还原剂氨气，氨气在催化剂作用下将氮氧化物有选择性地还原为氮气。

尿素的物理特性决定了其在-11℃就会结冰，所以在实际运行中，为了保证在较低环境温度下SCR系统也能正常工作，需要对尿素箱、尿素泵和尿素管进行解冻加热，保证尿素可以正常流通。

现有技术采用的加热措施如下所述：当车辆在低温环境运行时，若尿素箱温度传感器测得温度低于规定值（一般设定为0℃），发动机电控单元会发出指令开启发动机通往尿素箱的冷却液管路控制电磁阀，利用发动机的冷却液给尿素箱加热，防止尿素溶液冻结或解冻已冻结的尿素溶液，保证排气后处理系统正常工作。当尿素溶液温度上升到规定值（一般设定为5℃左右）时则断开控制电磁阀，防止尿素溶液过热。

尿素泵的解冻以泵内温度为基准，当尿素泵的内部环境温度传感器测得温度低于规定值（-8℃），且持续一定的时间（4s）后，尿素泵开始解冻。当尿素泵内部温度传感器测得温度高于规定值（8℃），且持续一定的时间（1s）后，尿素解冻完成，进入加热状态。当环境温度小于规定值（-2℃），尿素泵开始加热。当环境温度大于规定值（0℃），尿素泵完成加热。

尿素管的解冻以环境温度为基准，根据当前环境温度，计算出解冻尿素管所需要的时间，只要解冻累计的时间达到所需要的时间时，认为解冻完成，系统进入加热状态，系统根据当前环境温度判定当前的加热是否开始或结束。

SCR系统在低温下是否能正常工作取决于尿素箱、尿素泵和尿素管是否全部解冻完成。由于尿素箱的解冻加热方式为水加热，受发动机水温影响较大，且尿素箱体积较大，而尿素泵和尿素管的解冻加热方式为电加热，所以尿素泵和尿素管的解冻一般快于尿素箱的解冻。通过低温解冻试验经验值表明，尿素箱解冻耗时分别为尿素泵、尿素管解冻耗时的3.6倍和1.9倍。尿素泵内环境温度近似于环境温度，所以可以认为尿素泵的解冻以环境温度为准，尿素管的解冻也以环境温度为准，只要环境温度低于规定值就开始解冻，解冻完成后即进入反复加热-停止-加热状态，而此时尿素箱的解冻还未成功，所以造成了在等待尿素箱解冻成功时，电加热的能量浪费，消耗了冷启动时的车辆电瓶电量，从而影响冷启动的顺利进行。

因此，如何提供一种SCR系统低温解冻的控制方法，能够降低低温下SCR系统加热耗电量，减少能量浪费，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种SCR系统低温解冻的控制方法，可以降低低温下SCR系统加热耗电量，减少能量浪费。

为解决上述技术问题，本发明提供一种SCR系统低温解冻的控制方法，SCR系统包括尿素泵和尿素管，所述方法步骤如下：

11）至少选取尿素泵和尿素管二者中一者作为检测对象，预存与检测对象对应的解冻预设温度；检测检测对象的温度，并判断检测的温度是否低于与检测对象对应的解冻预设温度，若是，则满足检测对象解冻的第一条件；

检测尿素箱内温度并基于所测温度计算出检测对象的解冻延迟时间，判断尿素箱已解冻时间是否不小于检测对象的解冻延迟时间，若是，满足检测对象解冻的第二条件；

12）判断检测对象解冻的第一条件和第二条件是否都满足，若是，检测对象进入解冻程序完成解冻；

13）检测对象进入加热程序完成加热。

优选地，步骤11）中，预存与检测对象对应的预设水温；