[发明专利]一种发动机后处理器尿素喷射的控制方法

说明书

本发明涉及一种发动机后处理器尿素喷射的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：分别采集后处理器小样台架试验中气体浓度数据和发动机台架的温度数据；将采集的温度数据输入SCR温度模型中计算得到SCR后处理器中不同轴向位置的温度场分布；将采集的气体浓度数据和温度场分布输入SCR化学动力学模型中计算后与发动机台架采集的每种气体成分流入催化器的量输入到气体浓度方程中，得到SCR载体计算氨存储，之后将所述SCR载体计算氨存储和SCR载体氨存储预设值进行判断，进而实现尿素的喷射控制。本发明通过正向计算SCR载体中氨存储量，实现尿素喷射的闭环控制，从而实现尾气NO_x的转化率达到96％以上，使得排放最终满足国六及以上排放法规要求。

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种发动机后处理器尿素喷射的控制方法。

背景技术

目前，随着发动机排放法规的升级，国六法规NO_x(氮氧化物)要求更加严格。为了达到国六排放法规的要求，普遍采用SCR(选择性催化还原：Selective catalyticreducyion)后处理器来还原NO_x。其中，尿素喷射控制是关键，一方面尿素要达到一定的喷射量，才能保证高效率的NO_x转化，使得排放满足国六排放法规的要求，另一方面，从经济性和尿素结晶的层面，尿素喷射量也不能过多。因此，精确的控制尿素喷射是核心技术。

CN109411027A公开了一种Urea-SCR控制参数离线标定系统，包括仿真模型、仿真值和目标值对比单元、仿真参数调整单元，运行时，仿真模型先根据工况信息存储器存储的工况信息计算得到尿素喷射量仿真值或喷后NO_x/NH₃排放量仿真值并将其传送给仿真值和目标值对比单元，随后仿真值和目标值对比单元将接收的仿真值与目标值进行对比，若∣仿真值-目标值∣＞e，则由仿真参数调整单元对仿真参数进行调整后输入仿真模型中进行下一轮的仿真计算，若∣仿真值-目标值∣＜e，则标定结束，其中，e为允许的最大偏差值。该设计不仅缩短了标定周期、节省了标定成本，而且显著降低了标定的工作强度。然而其通过仿真模型得到的是尿素喷射量或喷后NO_x/NH₃排放量，尿素的喷射量只能通过氨氮比开环的方式进行控制，无法实现尿素喷射的自动闭环控制，因此也无法实现尿素喷射的精确控制。

CN106837497A公开了一种基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法：根据SCR系统氨质量守恒建立储氨量计算模型，计算实际工况下SCR当前时刻的储氨量；基于稳态实验标定出发动机NO_x排放脉谱、排气质量流量脉谱和氨氮比脉谱，计算出基本尿素喷射量；通过实验标定目标储氨量区域、氨吸附时间常数和氨释放时间常数，计算出修正尿素喷射量；实际工况下，以基本尿素喷射量与修正尿素喷射量之和对尿素喷射进行控制，在排气温度突增的工况下辅以尿素缓喷和停喷，使得SCR当前时刻的储氨量逼近目标储氨量区域。然而其基于传统台架标定，存在以下缺陷：(1)标定周期长，试验方法需要先针对万有特性超过上百个工况点进行单点试验，工作量巨大。(2)标定参数较多，包括SCR最大氨存储量、NO_x转化效率、氨吸附时间常数脉谱和氨释放时间常数脉谱等参数标定，标定复杂，而且边界条件较难控制，容易出现试验误差；(3)标定氨吸附时间常数脉谱和氨释放时间常数脉谱，要求SCR出口NH₃浓度达到10ppm，而实际台架标定试验中，由于SCR本身氨存储能力较强，加上后处理器上有专门吸收氨泄漏的ASC，因此要达到该条件，每个工况点需要花费0.5-1小时不等的时间，标定方法复杂，周期长，成本高。