[实用新型]一种SCR控制装置和系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种SCR控制装置以及SCR控制系统。

背景技术

对于使用SCR后处理技术来满足国IV、国V排放的柴油机，在稳态工况的时候，控制策略的制定都是基于MAP图，即基于经验值和插值算法来实现的。目前现有的SCR开环或闭环的控制策略基本能满足发动机在稳定工作条件下的控制需求，即能够根据发动机在稳定工作条件下的NOx排放量和SCR催化器的转化率，计算出向SCR催化器的尿素喷射量。

但是当发动机从一个工况过渡到另一个工况时，即瞬态工况的情况下，SCR催化器的温度不能随转速和扭矩的变化迅速达到稳定时的温度。当发动机从低排温工况瞬间过渡到高排温工况时，SCR系统控制器根据瞬间检测到的发动机转速和扭矩发出高排温工况对应的尿素流量指令，而此时，催化器的温度还未来得及达到稳定时的温度，喷入的尿素水溶液在低排温环境下会生成氨盐覆盖在催化剂表面。随着催化剂温度的逐步升高，催化剂内部吸附的氨气会大量逸出，氨盐也发生热解反应释放出氨气，此时氨气的量往往会超出理论需求量，在催化器出口以氨气排出，造成污染。反之，当发动机从高排温工况瞬间过渡到低排温工况时，NOx排放就会超标，同样造成污染。

因此，需要一种特别是在发动机的瞬态工况的情况下准确预测SCR催化器的温度，从而及时地预测SCR催化器的转化率，以便正确地计算出向SCR催化器的尿素喷射量的装置、系统和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对目前的SCR控制系统的上述问题进行改进，即通过预测SCR催化器的温度，从而预测在发动机稳态和瞬态工况下的SCR催化器的转化率。这样在发动机工况发生变化时，能准确的预测SCR催化器的温度并且预测SCR催化器的NOx转化率，特别是瞬态工况的情况下的转化率，从而计算发动机各种工况下的准确的向SCR催化器的尿素喷射量。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种SCR控制装置，包括：温度预测装置，用于预测SCR催化器的温度，转化率预测装置，连接到所述温度预测装置，用于预测SCR催化器的转化率，以及喷射量计算装置，连接到所述转化率获取装置，用于根据发动机的NOx排放量和SCR催化器的转化率，计算向SCR催化器的尿素喷射量。其中所述温度预测装置包括：SCR催化器的多个微元，以及微元温度计算装置，连接到所述SCR催化器的各个微元，用于根据SCR催化器的实际温度、物理参数和发动机排气流量，计算多个微元的温度。其中所述转化率预测装置包括：SCR催化器的多个微元，微元转化率计算装置，连接到所述SCR催化器的各个微元，用于根据计算的多个微元的温度以及发动机的转速和扭矩，计算各微元的转化率，以及SCR催化器转化率计算装置，连接到所述微元转化率计算装置，用于根据计算的多个微元的转化率，计算SCR催化器的转化率。

根据本实用新型的一个实施例的SCR控制装置，其中SCR催化器包括2-10个微元。

根据本实用新型的一个实施例的SCR控制装置，其中SCR催化器包括5-6个微元。

根据本实用新型的一个实施例的SCR控制装置，其中SCR催化器中的多个微元之间的连接关系为串联连接或并联连接或串并联结合的连接。

根据本实用新型的一个实施例的SCR控制装置，其中SCR催化器中的多个微元具有彼此不同的形状和/或尺寸。

根据本实用新型的一个实施例的SCR控制装置，其中SCR催化器转化率计算装置通过计算各微元的温度的算术和或加权和来计算SCR催化器的温度。