[發(fā)明專利]一種基于模型的尿素噴射量控制方法及后處理控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611220483.1
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106837480B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張軍;張振濤;王曉華;曹慶和;張瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N3/035
• 分類號: F01N3/035;F01N3/20;F01N9/00;F01N11/00;F01N13/00
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 張斯盾

1.一種基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S1：將實際尿素噴射量輸入SCRF模型，并基于SCRF模型計算SCRF內(nèi)的第一氨儲值；

S2：基于SCR模型計算SCR內(nèi)的第二氨儲值；

S3：將S1步驟和S2步驟獲得的第一氨儲值和第二氨儲值進行加權(quán)處理獲得實際氨儲值；

S4：將S3步驟獲得實際氨儲值與氨儲設(shè)定值做差，并經(jīng)過PID控制器，得到閉環(huán)修正的氨氮比；

S5：將S4步驟獲得的閉環(huán)修正的氨氮比與前饋氨氮比做和，最終轉(zhuǎn)化為需求的尿素噴射量。

2.如權(quán)利要求1所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，S1步驟中，所述SCRF模型的輸入還包括NH3濃度，O₂濃度，NO濃度，NO₂濃度，SCRF前溫度，排氣流量以及碳原排量；所述SCRF模型具體為將SCRF徑向劃分為多個單元模塊，在每個單元模塊內(nèi)根據(jù)能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程分別計算碳載量、氨儲、NO、NO₂和NH₃；對每個單元的氨儲相加得到第一氨儲值。

3.如權(quán)利要求1所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，S2步驟中，所述SCR模型的輸入包括NH₃濃度，O₂濃度，NO濃度，NO₂濃度和SCR前氣體溫度；所述SCR模型具體為將SCR徑向均分為多個單元模塊，對每個單元模塊應(yīng)用能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程，從而計算出每個單元模塊的氨儲、NO、NO₂、NH₃和溫度，對每個單元模塊的氨儲相加得到第二氨儲值。

4.如權(quán)利要求1所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，S3步驟中，根據(jù)轉(zhuǎn)速和噴油量查MAP獲得加權(quán)系數(shù)進行所述加權(quán)處理。

5.如權(quán)利要求4所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，所述加權(quán)處理獲得實際氨儲值為：首先將第一氨儲值與加權(quán)系數(shù)做積，獲得加權(quán)后的第一氨儲值；然后，用數(shù)值2與加權(quán)系數(shù)做差，將差值與第二氨儲值做積，獲得加權(quán)后的第二氨儲值；最后，將加權(quán)后的第一氨儲值與加權(quán)后的第二氨儲值做和，得到實際氨儲值。

6.如權(quán)利要求2所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，通過標(biāo)定DOC的NO₂轉(zhuǎn)化效率，獲得NO₂所占比例MAP，然后通過轉(zhuǎn)速和噴油量查所述MAP獲得NO₂所占比例，將發(fā)動機原排中NO_x濃度與所述NO₂所占比例做積獲得輸入所述SCRF模型的NO₂濃度，再將原排中NO_x濃度與NO₂濃度做差獲得輸入所述SCRF模型的NO濃度。

7.如權(quán)利要求2所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，根據(jù)溫度傳感器得到SCRF前溫度；根據(jù)實際尿素噴射量得到SCRF前NH₃的濃度；根據(jù)進氣量和噴油量得到排氣流量；O₂濃度由NO_x傳感器測量得到。

8.如權(quán)利要求2所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，將SCRF內(nèi)NH₃吸附和NH₃脫附的化學(xué)反應(yīng)速率設(shè)置為可標(biāo)定變量，該變量通過總結(jié)試驗數(shù)據(jù)進行標(biāo)定。

9.如權(quán)利要求1-8任意一項所述的基于模型的尿素噴射量控制方法，其特征在于，所述S4步驟中的所述氨儲設(shè)定值以及S5步驟中的所述前饋氨氮比，均為根據(jù)SCRF溫度和空速，通過查詢事先標(biāo)定的相應(yīng)的MAP進行確定。

10.一種發(fā)動機后處理控制系統(tǒng)，所述后處理控制系統(tǒng)包括依次布置的DOC系統(tǒng)、SCRF系統(tǒng)、SCR系統(tǒng)和ASC系統(tǒng)，所述DOC系統(tǒng)前布置有上游NO_x傳感器和DOC上游溫度傳感器，在DOC系統(tǒng)和SCRF系統(tǒng)之間布置有尿素噴嘴和SCRF上游溫度傳感器；在SCRF系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)之間布置有SCR上游溫度傳感器，以及在ASC后還布置有下游NO_x傳感器和SCR下游溫度傳感器，所述后處理控制系統(tǒng)采用如權(quán)利要求1-9任意一項所述的基于模型的尿素噴射量控制方法對尿素噴射量進行控制。