一種用于汽車scr系統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法，所述SCR系統(tǒng)包括排氣管及向排氣管內(nèi)噴灑尿素的尿素噴嘴，排氣管中部接有一內(nèi)部置有加熱器的催化反應(yīng)器；所述溫度控制裝置包括依次連接的車速傳感器、NOX轉(zhuǎn)化反饋控制器、溫度控制器和加熱器電源，所述加熱器電源連接加熱器加熱器；所述加熱器前后兩側(cè)的排氣管上均設(shè)置有NOX傳感器和溫度傳感器，兩個NOX傳感器均連接NOX轉(zhuǎn)化反饋控制器，兩個溫度傳感器均連接溫度控制器。本發(fā)明通過排氣溫度控制裝置，在混合動力城市公交車的各種工況下，達到催化消聲器內(nèi)排氣溫度始終維持在200℃以上，SCR系統(tǒng)的NOX轉(zhuǎn)化效率保持在90%以上，有效降低汽車的NOX排放量。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車排氣選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR)，特別涉及一種用于汽車SCR系 統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法。 -種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法

【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化物（NOx)和微粒（PM)是中重型汽車排放控制的主要對象。中重型汽車大多 采用分子篩式選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR)，以尿素水溶液（Adblue)作為還原劑，霧化的尿 素水溶液在一定溫度（200°C )下熱解生成氨氣，在催化劑的作用下，氨氣通過氧化還原反應(yīng) 將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮氣和氧氣。在排氣溫度達到200°C時，該SCR系統(tǒng)的N0 X轉(zhuǎn)化效率可達 到90%以上。
[0003] 在典型的我國城市道路譜中，混合動力城市公交車的怠速工況可達20%以上。與 常規(guī)車型相比，混合動力城市公交車的排氣溫度偏低，在整個運行過程中，排氣溫度低于 200°C的時間約占總運行時間的60%，平均排氣溫度約為160°C，此時分子篩式SCR系統(tǒng)的 N0X轉(zhuǎn)化效率僅為40%-60%，導(dǎo)致該型混合動力公交車的N0X排放惡化。
[0004] 因此，選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR)在混合動力城市公交車上應(yīng)用時，必須保證排氣 溫度維持在200°C左右，以獲得最大的N0 X轉(zhuǎn)化效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是提供一種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法，使得各 種工況下，排氣溫度均在200°C以上，獲得最大的N0 X轉(zhuǎn)化效率。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置，所述SCR系統(tǒng)包括排氣管及向排氣管內(nèi)噴灑 尿素的尿素噴嘴，排氣管中部接有一內(nèi)部置有加熱器的催化反應(yīng)器；所述溫度控制裝置包 括依次連接的車速傳感器、N0xR化反饋控制器、溫度控制器和加熱器電源，所述加熱器電 源連接加熱器加熱器；所述加熱器前側(cè)的排氣管上設(shè)置有第一 N0X傳感器和第一溫度傳感 器，加熱器后側(cè)的排氣管上設(shè)置有第二N0X傳感器和第二溫度傳感器，所述第一 N0X傳感器 和第二N0X傳感器均連接N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均連 接溫度控制器。
[0007] 優(yōu)選的，所述加熱器電源為24V車載蓄電池。
[0008] 優(yōu)選的，所述加熱器外部套有一催化消聲器。
[0009] 優(yōu)選的，所述加熱器采用微波加熱器。
[0010] 優(yōu)選的，所述溫度控制器設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0011] 優(yōu)選的，所述N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0012] 一種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置的控制方法，包括步驟： (1) 當(dāng)車速傳感器測得的車速超過設(shè)定的啟動值時，系統(tǒng)初始化； (2) 第一 N0X傳感器和第二N0X傳感器將信號輸入N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換 后，進行邏輯運算，當(dāng)轉(zhuǎn)化效率〈90%時，啟動溫度控制器，否則，不啟動； (3)啟動溫度控制器后，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器同時測量催化反應(yīng)器前后 的溫度，若催化反應(yīng)器前溫度Tl>催化反應(yīng)器后溫度T2,則進行重新測量，若該狀況連續(xù)出 現(xiàn)3次，則系統(tǒng)判定溫度傳感器故障；若催化器前溫度Τ1彡催化器后溫度Τ2,則接通加熱 器電源，開始加熱催化反應(yīng)器，直到催化反應(yīng)器后溫度T2>200°C，加熱器停止工作。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點是： 本發(fā)明所提供的用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法，通過排氣溫度控制 裝置，在混合動力城市公交車的各種工況下，達到催化消聲器內(nèi)排氣溫度始終維持在200°C 以上，SCR系統(tǒng)的N0X轉(zhuǎn)化效率保持在90%以上，有效降低汽車的N0X排放量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述： 圖1為本發(fā)明所述的用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置的電氣原理框圖； 圖2為本發(fā)明的SCR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明所述的溫度控制流程圖。

【具體實施方式】
[0015] 實施例： 本發(fā)明所揭示了一種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置，如圖1所示，所述SCR系統(tǒng)包 括排氣管1及向排氣管內(nèi)噴灑尿素的尿素噴嘴2,排氣管1中部接有一內(nèi)部置有加熱器4的 催化反應(yīng)器3,所述加熱器4外部套有一催化消聲器5 ;所述加熱器4前側(cè)的排氣管上設(shè)置 有第一 N0X傳感器6和第一溫度傳感器8,加熱器后側(cè)的排氣管上設(shè)置有第二N0X傳感器7 和第二溫度傳感器9。
[0016] 如圖2所示，所述溫度控制裝置包括依次連接的車速傳感器、N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器、 溫度控制器和加熱器電源，所述加熱器電源連接加熱器加熱器；所述第一 N0X傳感器和第二 N0X傳感器均連接N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均連接溫度 控制器。所述加熱器電源為24V車載蓄電池。加熱器采用微波加熱器，加熱效率高，升溫速 率達10°C /s。所述溫度控制器設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換模塊，并通過邏輯運算，判斷催化消聲器內(nèi)排 氣溫度是否達到SCR系統(tǒng)最佳催化效率溫度。所述N0 X轉(zhuǎn)化反饋控制器設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換模塊， 通過邏輯運算，判斷SCR系統(tǒng)的N0X轉(zhuǎn)化效率是否達到90%以上。
[0017] 如圖3所示，本發(fā)明的控制方法，包括步驟： (1) 當(dāng)車速傳感器測得的車速超過2km/h時，系統(tǒng)初始化； (2) 第一 N0X傳感器和第二N0X傳感器將信號輸入N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換 后，進行邏輯運算，當(dāng)轉(zhuǎn)化效率〈90%時，啟動溫度控制器，否則，不啟動； (3) 啟動溫度控制器后，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器同時測量催化反應(yīng)器前后 的溫度，若催化反應(yīng)器前溫度Tl>催化反應(yīng)器后溫度T2,則進行重新測量，若該狀況連續(xù)出 現(xiàn)3次，則系統(tǒng)判定溫度傳感器故障；若催化器前溫度Τ1彡催化器后溫度Τ2,則接通加熱 器電源，開始加熱催化反應(yīng)器，直到催化反應(yīng)器后溫度T2>200°C，加熱器停止工作。
[0018] 上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是 能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精 神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置，所述SCR系統(tǒng)包括排氣管及向排氣管內(nèi)噴 灑尿素的尿素噴嘴，排氣管中部接有一內(nèi)部置有加熱器的催化反應(yīng)器，其特征在于：所述溫 度控制裝置包括依次連接的車速傳感器、N0 X轉(zhuǎn)化反饋控制器、溫度控制器和加熱器電源， 所述加熱器電源連接加熱器加熱器；所述加熱器前側(cè)的排氣管上設(shè)置有第一 N0X傳感器和 第一溫度傳感器，加熱器后側(cè)的排氣管上設(shè)置有第二N0X傳感器和第二溫度傳感器，所述第 一 N0X傳感器和第二N0X傳感器均連接N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器，所述第一溫度傳感器和第二溫 度傳感器均連接溫度控制器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制裝置，其特征在于：所述加熱器電源為24V車載蓄 電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制裝置，其特征在于：所述加熱器外部套有一催化消 聲器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制裝置，其特征在于：所述加熱器采用微波加熱器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制裝置，其特征在于：所述溫度控制器設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換 模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制裝置，其特征在于：所述N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器設(shè)有 A/D轉(zhuǎn)換模塊。
7. -種用于汽車SCR系統(tǒng)的溫度控制裝置及其控制方法，其特征在于，包括步驟： (1) 當(dāng)車速傳感器測得的車速超過設(shè)定的啟動值時，系統(tǒng)初始化； (2) 第一 N0X傳感器和第二N0X傳感器將信號輸入N0X轉(zhuǎn)化反饋控制器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換 后，進行邏輯運算，當(dāng)轉(zhuǎn)化效率〈90%時，啟動溫度控制器，否則，不啟動； (3) 啟動溫度控制器后，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器同時測量催化反應(yīng)器前后 的溫度，若催化反應(yīng)器前溫度Tl>催化反應(yīng)器后溫度T2,則進行重新測量，若該狀況連續(xù)出 現(xiàn)3次，則系統(tǒng)判定溫度傳感器故障；若催化器前溫度Τ1彡催化器后溫度Τ2,則接通加熱 器電源，開始加熱催化反應(yīng)器，直到催化反應(yīng)器后溫度T2>200°C，加熱器停止工作。
【文檔編號】F01N9/00GK104110294SQ201410352138
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】張衛(wèi)林, 余健, 許廣舉, 李競克, 蔣紅坤, 劉增洋 申請人:金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司