[發明專利]SCR催化器氨濃度修正方法及SCR處理系統

有效

• 申請號: 201711056101.0
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108087065B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 栗工;李振鵬;袁文莉;許朕;孫濤;吉河波;胡志展;羅來軍
• 申請（專利權）人: 聯創汽車電子有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N11/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

1.一種柴油發動機SCR催化器氨濃度修正方法，其特征在于，包括：

1)獲取SCR催化器前端NO_X濃度、柴油發動機轉速值、柴油發動機轉矩值、SCR催化器入口溫度值和計算排氣質量流量值；

2)根據尿素的熱解和水解反應、氨的吸附與解吸附、NO_X的催化還原反應、NH₃的氧化和尿素SCR催化器化學反應建立模型結合步驟1)的參數計算獲得SCR催化器后端NO_X的仿真濃度；

3)根據臺架試驗測試數據，對公式(1)進行C_NO，in參數計算；

4)將C_NO，in作為反饋修正SCR催化器前端尿素噴嘴噴射量；

5)計算SCR催化器后端NH₃濃度；

6)根據SCR催化器后端NO_X和NH₃濃度再次修正SCR催化器前端尿素噴嘴噴射量；

其中，SCR催化器后端NO_X的仿真濃度通過以下方式計算獲得：

X＝ad,de,ox,re，ad表示吸附，de表示解吸附，ox表示氧化，re表示還原，為排氣管中氨的濃度，C_NO為排氣管中NO_X濃度，為SCR催化器前端氨的濃度即SCR催化器前端尿素噴嘴噴射量；C_NO，in為發動機產生的NO_X濃度仿真值，F為排氣流量，V為催化器體積；

2.如權利要求1所述的柴油發動機SCR催化器氨濃度修正方法，其特征在于：利用非線性最小二乘法根據臺架試驗測試數據，對公式(1)進行C_NO，in參數計算。

3.如權利要求1所述的柴油發動機SCR催化器氨濃度修正方法，其特征在于：

SCR催化器后端氨濃度計算方法如下：

獲取SCR催化器后端NH₃濃度、SCR出口溫度值；

SCR催化器后端NO_X和NH₃的交叉敏感性為：

其中K_CS代表交叉敏感因素，是NO_X的真實濃度，C_NH3代表泄漏的NH3的濃度；

EKF算法表達為

x(k)＝f[x(k-1)，u(k)+w(k)] 公式(3)

z(k)＝h[x(k)+v(k) 公式(4)

公式(3)中f(k)是預測函數，x(k)代表狀態向量，u(k)代表輸入向量；w(k)代表高斯過程噪聲，協方差為Q(k)；

公式(3)中，h(x)是測量函數；v(k)是高斯測量噪聲，協方差為R(k)，w(k)和v(k)視為零均值高斯噪聲；

狀態向量x(k)和誤差協方差矩陣P(k)由公式(5)和公式(6)表示：

x(k|k-1)＝f[x(k-1|k-1)，u(k)] 公式(5)

z(k|k-1)＝F(k)P[(k-1|k-1)F(k)^T+Q(k)] 公式(6)

其中，F(k)是預測函數f(k)的雅克比矩陣；

根據公式(4)預測系統狀態x(k|k-1)和誤差協方差矩陣P(k|k-1)通過和測量值z(k)比較進行更新，根據高斯白噪聲擾動為零均值優化卡爾曼增益和預估值x(k)通過下述公式(7)-公式(10)獲得；

M(k)＝H(k)P(k|k-1)H(k)^T+R(k) 公式(7)

K(k)＝P(k|k-1)H(k)^TS(k)^-1 公式(8)

X(k|k)＝X(k|k-1)+K(k)y(k) 公式(9)

P(k|k)＝(1-K(k)H(k)P(k|k-1) 公式(10)

H(k)為和輸出函數h(k)相關的雅克比矩陣；

利用EKF算法計算交叉敏感因素K_CS和SCR催化器后端NO_X濃度；

交叉敏感因素為：

根據權利要求1所述公式(1)，SCR催化器后端NO_X濃度為：

其中C_NO，seninSCR催化器前端NO_X濃度，并且V為催化器體積；F為排氣流量，X＝ad,de,ox,re，ad表示吸附，de表示解吸附，ox表示氧化，re表示還原，Θ為已知的隨溫度變化的變量,Θ與溫度變化呈正相關，θ_NH3 是氨表面覆蓋率通過公式(5)獲得；

通過公式(3)-公式(12)獲得預測公式：

Δt代表EKF算法的更新周期，EKF算法獲得SCR催化器后端NO_X濃度C_NO，senin通過下述公式獲得

C_NH3為SCR催化器后端NH₃濃度。