[发明专利]一种SCR系统催化箱故障检测方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种柴油机SCR系统催化箱故障检测方法，特别是一种涉及基于温度变化的柴油机SCR系统催化箱故障检测方法。

背景技术

为了达到越来越严格的汽车尾气排放法规，大多数柴油发动机厂家都开始采用燃油喷射控制、增压中冷等方式降低PM污染物排放水平，再利用SCR技术降低柴油机尾气中增多的NOx含量，从而最终达到满足排放法规的要求。

柴油机SCR技术一般是通过柴油机ECU根据发动机进气量、实际喷油量和发动机状态标定出SCR催化箱前发动机尾气中NOx的浓度，电控单元ECU根据标定出的NOx浓度控制尿素水溶液的喷射量。同时借助安装在SCR催化箱后端的排气管上的NOx传感器，检测经过SCR催化箱后的废气中NOx的浓度数据，ECU根据检测到的NOx浓度数据修正尿素喷射量计算模型，借以适应SCR催化箱老化对SCR系统效果的影响，从而最终达到排放法规要求的NOx排放水平。

NOx传感器成为现有柴油机SCR技术的关键部件，但NOx传感器价格昂贵，且不能通过NOx测量值有效检测出SCR催化箱是否失效，容易出现为了降低SCR催化箱后端废气中NOx含量而增大尿素溶液喷射量的情况，形成NH₃过多并泄露到大气中，造成二次污染。为了避免上述SCR催化箱失效后NH₃泄露造成二次污染的问题，提供一种实用性高，性能稳定的检测方法，及时发现柴油机SCR系统催化箱故障成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上面提到的问题，及时发现柴油机SCR系统催化箱故障，本发明提供了一种SCR系统催化箱故障检测方法，所述的内燃机SCR系统包括连接内燃机排气口的前排气管8，SCR催化反应箱5和后排气管9，前排气管连接SCR催化箱的进口，后排气管连接SCR催化箱的出口，在前排气管与SCR催化箱连接处安装有尿素喷嘴4和上游排气温度传感器6，在SCR催化箱与后排气管连接处后端安装有下游排气温度传感器7，上游排气温度传感器6和下游排气温度传感器7均与电控单元1连接。具体的，上游排气温度传感器6的测量值为T₁，下游排气温度传感器7的测量值为T₂，具体的故障检测方法包括以下步骤：

电控单元读取上游排气温度值T₁，根据T₁电控单元读取存储的内燃机相应工况下标定的SCR箱上游排气温度T_1标；电控单元读取上游排气温度值T₂，根据T₂电控单元读取存储的内燃机相应工况下标定的SCR箱上游排气温度T_2标；

如果在一个驾驶循环的连续t时间内，所测量得到的T₂ 小于内燃机相同状态下的T_2标 一定范围值α，即（T₂ -T_2标）<α,则SCR箱故障检测因子β值加1，然后退出本次检测；若在连续t时间内（T₂-T_2标）数据的不超过范围值α，则退出本次驾驶循环中的检测；在n个连续的驾驶循环后，若SCR箱故障检测因子β值累加到γ（<=n），则在尿素泵2、喷嘴4、上、下游排气温度传感器（6、7）正常工作情况下，则判定SCR箱已经发生故障。

经过大量实验验证，得到内燃机排气系统热平衡模型，内燃机排气系统中，未喷射尿素水溶液时，SCR催化箱5后端排气管9测量的排气温度曲线a，喷射尿素水溶液且SCR催化箱5有效情况下排气温度曲线b，喷射尿素水溶液且SCR催化箱5失效情况下排气温度曲线c，喷射等量纯水时SCR催化箱5后端排气管9测量的排气温度曲线d。

所述的SCR催化箱故障检测条件以催化箱体内温度来界定，通常情况下可以根据SCR催化箱前上游排气温度值来替代，即上游排气温度T₁连续m时间超过x℃、发动机工况稳定时满足检测条件，m、x均有整车标定试验决定，具体为x大于230℃同时小于550℃。

所述的电控单元中存储有多组内燃机台架试验和整车试验时标定的上游排气温度T_1标和下游排气温度 T_2标。

在所述一个驾驶循环内，连续时间t由内燃机台架试验和整车试验决定，根据不同的内燃机和整车连续时间t值存在变化。

所述的T₂ 和T_2标 的一定范围值α由内燃机台架试验和整车试验决定，根据不同的内燃机和整车该α值存在变化。