阅读说明：本技术 消除选择性催化还原系统结晶的系统及其方法 (System and method for eliminating crystallization of selective catalytic reduction system ) 是由 薛俊强 杜鑫 郝庆栋 于 2019-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种消除选择性催化还原系统结晶的方法,属于发动机及尾气处理技术领域。所述方法包括：处于正常工作状态时,监测选择性催化还原系统内的结晶；当在所述选择性催化还原系统内监测到所述结晶时,切换所述正常工作状态至临时工作状态；处于所述临时工作状态时,执行与所述结晶对应的消除操作。本发明能对SCR后处理系统内结晶进行监测,本发明处理了SCR后处理系统内的结晶、降低了因NOX排放高导致的OBD报警次数、降低了为激活SCR性能进行再生的次数以防止多次再生导致的机油稀释,具有结构简单、成本低、使用效果好的优点。(The invention provides a method for eliminating crystallization of a selective catalytic reduction system, and belongs to the technical field of engines and tail gas treatment. The method comprises the following steps: monitoring crystallization in the selective catalytic reduction system when the system is in a normal working state; switching the normal operating state to a temporary operating state when the crystallization is monitored in the selective catalytic reduction system; and when the temporary working state is reached, executing elimination operation corresponding to the crystallization. The invention can monitor the crystallization in the SCR post-treatment system, treats the crystallization in the SCR post-treatment system, reduces the OBD alarm frequency caused by high NOX emission, reduces the regeneration frequency for activating the SCR performance so as to prevent engine oil dilution caused by multiple regeneration, and has the advantages of simple structure, low cost and good use effect.)

消除选择性催化还原系统结晶的系统及其方法

技术领域

本发明涉及发动机及尾气处理技术领域，具体地涉及一种消除选择性催化还原系统结晶的方法、一种消除选择性催化还原系统结晶的控制系统、一种消除选择性催化还原系统结晶的监测系统、一种消除选择性催化还原系统结晶的控制设备和一种计算机可读存储介质。

背景技术

随着排放法规的升级，目前SCR(Selective Catalyst Reduction)后处理系统在柴油发动机上得到了广泛的应用，其可以有效地降低尾气中的氮氧化物(NOX)，但在实际使用中尿素结晶问题凸显，进而导致车载自动诊断系统(On Board Diagnostics，OBD)报警、频繁再生、机油稀释的问题。

现有技术中申请CN108590820A公开了一种防结晶的尿素喷射系统及其控制方法通过清洗喷嘴，解决了尿素喷射系统停止工作时喷嘴结晶的问题，但无法对正常工作过程中的SCR后处理系统的结晶进行监控及消除。

现有技术中申请CN109339918A公开了混合器结晶检测方法、混合器结晶处理方法及装置，在接收到结晶检测指令后，停止尿素喷射系统的尿素喷射，并对SCR系统的上游气体进行加热，通过提高上游气体温度方式对混合器中的可能存在的尿素结晶进行分解，实质是通过额外器件实现结晶检测而不是结晶监测，并且检测装置或方法与车载系统装置或方法基本独立；不论当前SCR后处理系统内是否存在结晶故障问题都必须停止尿素喷射(即转换了系统状态)，才能进行结晶检测，即无法在没有停止尿素喷射时对SCR后处理系统的结晶故障问题进行检测，当然也不可能实现监测过程；由于高温消除结晶时需要300℃的温度，都会因此该申请方案可行性低且还容易导致高温结晶。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种消除选择性催化还原系统结晶的系统及其方法，该系统及其方法旨在解决现有技术无法在没有停止尿素喷射时对SCR后处理系统的结晶故障问题进行检测、不能实现结晶监测，进而因结晶故障发现不及时所导致的多次OBD报警以及多次触发再生导致的机油稀释等技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种消除选择性催化还原系统结晶的方法，该方法包括：

S1)处于正常工作状态时，监测选择性催化还原系统内的结晶；

S2)当在所述选择性催化还原系统内监测到所述结晶时，切换所述正常工作状态至临时工作状态；

S3)处于所述临时工作状态时，执行与所述结晶对应的消除操作。

具体的，步骤S1)包括：

S101)设置第一系统功能为调用溶液对氮氧化物进行反应；

S102)利用再生过滤质再生判断策略构建结晶监测策略；

S103)处于具有第一系统功能的正常工作状态时，利用所述结晶监测策略监测选择性催化还原系统内的结晶。

具体的，步骤S102)包括：

利用柴油机颗粒物过滤质再生判断策略或脱硝质再生判断策略构建结晶监测策略。

具体的，步骤S102)中利用柴油机颗粒物过滤质再生判断策略构建结晶监测策略包括：

S121)获取柴油机颗粒物过滤器当前的进出口压力和进出口压力差，在所述进出口压力超过预设压力阈值或所述进出口压力差超过预设压力差阈值、在所述进出口压力超过预设压力阈值的第一状态持续时间或所述进出口压力差超过预设压力差阈值的第二状态持续时间超过第一预设持续时间且在当前的工况状态为允许时，触发柴油机颗粒物过滤质再生操作；

S122)定义步骤S121)为柴油机颗粒物过滤质再生判断策略，将所述柴油机颗粒物过滤质再生判断策略中触发柴油机颗粒物过滤质再生操作替换为确定监测到结晶，再将替换完成后的策略作为结晶监测策略。

具体的，步骤S102)中利用脱硝质再生判断策略构建结晶监测策略包括：

S121)获取脱硝器当前的转换效率，在所述转换效率低于预设效率阈值、在所述转换效率低于预设效率阈值的状态持续时间超过第二预设持续时间且在当前的工况状态为允许时，触发脱硝质再生操作；

S122)定义步骤S121)为脱硝质再生判断策略，将所述脱硝质再生判断策略中触发脱硝质再生操作替换为确定监测到结晶，再将替换完成后的策略作为结晶监测策略。

具体的，步骤S2)包括：

S201)设置第二系统功能为调用液体对结晶进行消除；

S202)当在所述选择性催化还原系统内监测到所述结晶且在预设周期时间内未进行消除操作时切换所述正常工作状态至具有第二系统功能的临时工作状态。

具体的，步骤S3)中执行与所述结晶对应的消除操作，包括：

S301)利用导致所述结晶的溶液的溶液通路和驱动源反吸残余溶液至所述残余溶液的储存介质；

S302)关闭所述溶液通路并暂停氮氧化物的监测；

S303)通过用于清除所述结晶的液体的液体通路和所述驱动源喷射液体至选择性催化还原系统内，以使所述液体消除所述结晶。

具体的，步骤S3)还包括：

S304)在喷射停止后，利用所述液体通路和所述驱动源反吸所述液体至所述液体的储存介质；

S305)关闭所述液体通路，再开启所述溶液通路；

S306)切换所述临时工作状态至所述正常工作状态并继续氮氧化物的监测。

本发明实施例提供一种消除选择性催化还原系统结晶的控制系统，包括：

发动机控制模组，用于执行前述的方法。

本发明实施例提供一种消除选择性催化还原系统结晶的监测系统，包括：

监测节点，具有过滤器参数检测功能，用于接收控制系统的采集信号和用于由所述采集信号生成具有所述过滤器参数的信息的传感信号；

溶液通路，具有通过导致选择性催化还原系统内结晶的溶液的功能；

液体通路，具有通过消除所述选择性催化还原系统内所述结晶的液体的功能；

驱动源，用于接收所述控制系统的控制信号，用于接收所述控制系统由所述传感信号所生成的正常驱动信号或临时驱动信号，用于由所述临时驱动信号和所述控制信号对所述溶液通路和所述液体通路执行开启或关闭、或者用于由所述正常驱动信号和所述控制信号对所述溶液通路和所述液体通路执行开启或关闭，用于由所述正常驱动信号驱动所述溶液通路内所述溶液至过滤器和还用于由所述临时驱动信号驱动所述液体通路内所述液体至所述过滤器内的所述选择性催化还原系统。

可选的，所述监测节点包括：

柴油机颗粒物过滤器压差及压力传感器，用于由所述采集信号生成具有进出口压力和进出口压力差的信息的传感信号。

可选的，所述监测节点包括：

氮氧化物传感器，用于由所述采集信号生成具有进出口氮氧化物含量数值的信息的传感信号。

可选的，所述监测节点包括：

温度-液位传感器，具有所述液体或所述溶液的储存介质参数的检测功能，用于由所述采集信号生成具有所述储存介质参数的信息的传感信号；

其中，所述具有所述储存介质参数的信息的传感信号用于所述控制系统判断所述储存介质参数是否超出预设范围和判断超出所述预设范围的储存介质参数是否恢复至所述预设范围。

可选的，所述溶液通路包括第一吸液管和传输管；

所述液体通路包括第二吸液管和所述传输管；

所述驱动源包括二位三通电磁阀、泵和喷射装置；

其中，所述第一吸液管的第一端通过所述二位三通电磁阀连接所述传输管的第一端且所述第一吸液管的第二端还连接有溶液储存介质；

其中，所述传输管的第二端通过所述泵连接所述喷射装置；

其中，所述第二吸液管的第一端通过所述二位三通电磁阀连接所述传输管的第一端且所述第二吸液管的第二端还连接有液体储存介质；

其中，所述喷射装置用于喷射所述液体或所述溶液至所述选择性催化还原系统内。

可选的，所述驱动源还用于由所述控制信号和所述临时驱动信号开启所述喷射装置、通过所述二位三通电磁阀开启所述第一吸液管并关闭所述第二吸液管、将所述泵的动力方向设置为与所述溶液从所述喷射装置流动至所述溶液储存介质的流动方向相同的方向；

所述驱动源还用于一次延时地由所述控制信号和所述临时驱动信号开启所述喷射装置、通过所述二位三通电磁阀开启所述第二吸液管并关闭所述第一吸液管、将所述泵的动力方向设置为与所述液体从所述液体储存介质流动至所述喷射装置的流动方向相同的方向；

所述驱动源还用于二次延时地由所述控制信号和所述临时驱动信号开启所述喷射装置、通过所述二位三通电磁阀开启所述第二吸液管并关闭所述第一吸液管、将所述泵的动力方向设置为与所述液体从所述喷射装置流动至所述液体储存介质的流动方向相同的方向。

再一方面，本发明实施例提供一种消除选择性催化还原系统结晶的控制设备，包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的方法。

又一方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行前述的方法。

本发明实现了在SCR后处理系统内结晶监测并提供了处理结晶的手段；

本发明意想不到地结合再生过滤质的监测手段和再生判断决策实现在SCR后处理系统内结晶监测；

本发明意想不到地不增加任何结晶检测传感设备而形成了结晶监测策略；

本发明通过设定预设周期时间判断短时间内是否已经消除过结晶来限制监测到结晶问题的误判别次数；

本发明处理了SCR后处理系统内的结晶，降低了因NOX排放高导致的OBD报警次数、降低了为激活SCR性能进行再生的次数以防止多次再生导致的机油稀释，具有结构简单、成本低、使用效果好的优点。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的消除发动机SCR后处理结晶的系统结构示意图；

图2为本发明实施例的消除发动机SCR后处理结晶的监测信号逻辑示意图。

附图标记说明

1发动机 2发动机控制模组(Engine Control Module，ECM)

3冷却液管路 4电磁开关

5温度-液位传感器 6水罐

7尿素罐 8吸水管

9吸液管 10二位三通电磁阀

11液体传输管 12尿素泵

13喷射线 14喷嘴

15柴油机颗粒物过滤器(Diesel Particulate Filter，DPF)压差及压力传感器

16SCR后处理 17出口NOX传感器

18进口NOX传感器 19排气尾管

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

实施例1

一种消除发动机SCR后处理结晶的系统，包括发动机1、ECM2、冷却液管路3、电磁开关4、温度-液位传感器5、水罐6(所述液体为水)、尿素罐7(所述溶液为尿素)、吸水管8(所述第二吸液管)、吸液管9(所述第一吸液管)、二位三通电磁阀10、液体传输管11(所述传输管)、尿素泵12(所述泵)、喷射线13、喷嘴14(所述喷射装置包括喷射线和喷嘴)、DPF压差及压力传感器15、SCR后处理16(所述选择性催化还原系统)、出口NOX传感器17、进口NOX传感器18和排气尾管19。

其中，所述进口NOX传感器18安装在排气尾管19上，用来测量发动机原排NOX，所述排气尾管19一端连接发动机1，一端连接SCR后处理16；

其中，所述出口NOX传感器17安装在SCR后处理16上用来测量发动机系统排NOX；

其中，所述DPF压差及压力传感器15安装在SCR后处理16上，并位于喷嘴14的前端；

其中，所述喷嘴14安装在SCR后处理16上，通过喷射线13与尿素泵12连接；所述尿素泵12通过液体传输管11与二位三通电磁阀10连接；所述二位三通电磁阀10通过吸水管8、吸液管9分别与水罐6、尿素罐7连接；

其中，所述水罐6中安装有温度-液位传感器5；所述电磁开关4在温度-液位传感器5监测到水罐6中的温度低于0℃时在ECM2的控制下打开，发动机1中的冷却液经冷却液管3对给水罐6中的水加热；

其中，所述ECM2通过CAN总线与电磁开关4、二位三通电磁阀10、温度-液位传感器5、尿素泵12、喷嘴14、DPF压差及压力传感器15、出口NOX传感器17、进口NOX传感器18进行通信；

其中，当通过DPF压差及压力传感器15、出口NOX传感器17、进口NOX传感器18监测到SCR后处理16中有结晶存在时，喷嘴14打开，ECM2控制尿素泵12执行反转，喷嘴14中残存的尿素经喷射线13、尿素泵12、液体传输管11、二位三通电磁阀10、吸液管9回到尿素罐7中，ECM暂停NOX相关的OBD诊断；

其中，所述OBD诊断暂停后，ECM2通过温度-液位传感器5来判断水罐6中的液体是否满足要求，若满足要求则ECM2控制二位三通电磁阀10动作同时控制尿素泵12执行正转、打开喷嘴14，水罐6中的水经过吸水管8、二位三通电磁阀10、液体传输管11、尿素泵12、喷射线13、喷嘴14以一定的速率喷入SCR后处理16中消除尿素结晶；

其中，所述水罐6中的水以一定的速率喷入SCR后处理16中达到标定时间后停止喷射，喷嘴14打开，ECM2控制尿素泵12执行反转，喷嘴14中残存的水经喷射线13、尿素泵12、液体传输管11、二位三通电磁阀10、吸水管9回到水罐6中；ECM2控制电磁阀10、尿素泵12、尿素喷嘴14进入正常的尿素喷射模式。

其中，所述当通过DPF压差及压力传感器15、出口NOX传感器17、进口NOX传感器18对SCR后处理16中的结晶进行监测的控制逻辑为，“DPFOut_P压力值”超过标定的“DPFOut_P压力限值”、“DPFOut_P高持续时间”超过标定的“DPFOut_P高时间限值”(所述第一预设持续时间)且当前工况允许再生时即可触发基于DPFOut_P的再生；当基于“进口NOX传感器读值”、“出口NOX传感器读值”计算的NOX转换效率低于“DeNOx低限值”且“DeNOx低持续时间”超过标定的“DeNOx低时间限值”(所述第二预设持续时间)、当前工况允许再生时即可触发基于DeNOx效率的再生；当发生以上任何一种再生请求时都会触发再生。

实施例2

基于实施例1，在正常工作模式(所述正常工作状态)下，尿素罐7中的尿素溶液在ECM2的控制下经吸液管9、二位三通电磁阀10、液体传输管11、尿素泵12、喷射线13、喷嘴14进入SCR后处理16中同NOX进行反应；

其中，当通过DPF压差及压力传感器15、出口NOX传感器17、进口NOX传感器18监测到SCR后处理16中有结晶存在时切换至所述临时工作状态，喷嘴14打开，ECM2控制尿素泵12执行反转，喷嘴14中残存的尿素经喷射线13、尿素泵12、液体传输管11、二位三通电磁阀10、吸液管9回到尿素罐7中，，即残余尿素反吸过程，之后由ECM暂停NOX相关的OBD诊断；

其中，所述OBD诊断暂停后，ECM2通过温度-液位传感器5来判断水罐6中的液体是否满足要求，若满足要求则ECM2控制二位三通电磁阀10动作同时控制尿素泵12执行正转、打开喷嘴14，水罐6中的水经过吸水管8、二位三通电磁阀10、液体传输管11、尿素泵12、喷射线13、喷嘴14以一定的速率喷入SCR后处理16中消除尿素结晶；

其中，所述水罐6中的水以一定的速率喷入SCR后处理16中达到标定时间后停止喷射，ECM2控制喷嘴14打开、尿素泵12执行反转，喷嘴14中残存的水经喷射线13、尿素泵12、液体传输管11、二位三通电磁阀10、吸水管9回到水罐6中，即残余水反吸过程；ECM2控制电磁阀10、尿素泵12、尿素喷嘴14进入正常的尿素喷射模式，延时一定时间后开始NOX相关的OBD诊断。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。