[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

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• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106837480B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 張軍;張振濤;王曉華;曹慶和;張瑜
• 申請（專利權）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: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 張斯盾

本發(fā)明涉及一種基于模型的尿素噴射量控制方法，所述方法包括如下步驟：S1：根據實際尿素噴射量，基于SCRF模型計算SCRF內的第一氨儲值；S2：基于SCR模型計算SCR內的第二氨儲值；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定值做差，并經過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，最終轉化為需求的尿素噴射量。本發(fā)明采用基于模型閉環(huán)控制策略，能實現對尿素噴射的精確控制，不但能滿足發(fā)動機排放要求，而且能減少標定工作及解決結晶問題。

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)動機領域，特別涉及氣體排放凈化領域。

背景技術

隨著汽車排放法規(guī)的日趨嚴格，帶SCR(Selective Catalyst Reduction,選擇性催化還原反應)的后處理系統(tǒng)成為降低排放污染的主流技術。帶SCR的后處理系統(tǒng)降低排放污染的方法是通過向SCR箱中噴射尿素，達到降低氮氧化物的目的，從而降低排放，滿足排放法規(guī)的要求。

在SCR的基礎上，進一步發(fā)展了SCRF技術，SCRF指將SCR催化劑涂覆在DPF(顆粒物捕集器)上，又稱SCR on Filter、SDPF等。采用SCRF技術，不但能夠減低后處理體積，而且起燃特性更優(yōu)，能夠提高SCR轉化效率。SCRF技術同樣面臨尿素噴射量精確控制的需求。

現有技術中，控制尿素噴射量的方法是采用SCR和DPF分開控制標定，這種情況下，SCR中NH₃與DPF被動再生存在公用并競爭消耗NO₂的情況。因此現有技術在SCRF系統(tǒng)中適應性差，標定精度難以滿足需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出采用基于模型閉環(huán)控制策略，能實現對尿素噴射的精確控制，不但能滿足發(fā)動機排放要求，而且能減少標定工作及解決結晶問題。

本發(fā)明的目的之一是通過以下技術方案實現的。

一種基于模型的尿素噴射量控制方法，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內的第一氨儲值；

S2：基于SCR模型計算SCR內的第二氨儲值；

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定值做差，并經過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，最終轉化為需求的尿素噴射量。

進一步，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，在每個單元模塊內根據能量守恒方程和質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。

進一步，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，對每個單元模塊應用能量守恒方程和質量守恒方程，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。

進一步，S3步驟中，根據轉速和噴油量查MAP獲得加權系數進行所述加權處理。